Praktik Mikrokontroler dengan Arduino Uno – Kontrol LED Berdasarkan Jarak

Tujuan Praktik

Setelah menyelesaikan praktik ini, mahasiswa diharapkan mampu:

1. Mengontrol nyala LED menggunakan Arduino Uno berdasarkan jarak yang dideteksi oleh sensor ultrasonik.
2. Memahami prinsip kerja sensor ultrasonik untuk pengukuran jarak.
3. Membuat logika kontrol yang melibatkan pengaturan keluaran LED secara dinamis.

Alat dan Bahan

1. Hardware:
   • 1 x Arduino Uno
   • 1 x Kabel USB (untuk koneksi ke komputer)
   • 1 x Sensor ultrasonik HC-SR04
   • 3 x LED (merah, kuning, hijau)
   • 3 x Resistor 220Ω
   • Kabel jumper
   • Breadboard
2. Software:
   • Arduino IDE (unduh dari https://www.arduino.cc/en/software)

Dasar Teori

Sensor Ultrasonik HC-SR04

Sensor ultrasonik digunakan untuk mengukur jarak berdasarkan waktu tempuh gelombang suara:

• Transduser ultrasonik memancarkan gelombang suara.
• Gelombang tersebut dipantulkan oleh objek, dan sensor menerima pantulannya.
• Jarak dihitung berdasarkan waktu tempuh menggunakan formula:

Jarak = (Waktu Tempuh * Kecepatan Suara) / 2

LED (Light Emitting Diode)

LED adalah komponen yang memancarkan cahaya saat dialiri arus listrik. Warna LED dapat bervariasi berdasarkan jenisnya, dan intensitas cahayanya dapat diatur dengan menggunakan PWM (Pulse Width Modulation) atau logika kontrol sederhana.

Langkah Praktikum

1. Persiapan Rangkaian

1. Hubungkan komponen sebagai berikut:
   • Sambungkan pin VCC dan GND sensor HC-SR04 ke pin 5V dan GND Arduino.
   • Sambungkan pin Trig ke pin digital 9 Arduino.
   • Sambungkan pin Echo ke pin digital 10 Arduino.
   • Sambungkan LED merah ke pin digital 3 melalui resistor 220Ω.
   • Sambungkan LED kuning ke pin digital 5 melalui resistor 220Ω.
   • Sambungkan LED hijau ke pin digital 6 melalui resistor 220Ω.
2. Pastikan rangkaian sesuai dengan diagram berikut:

Arduino Uno:

– Pin 9  —- Trig HC-SR04

– Pin 10 —- Echo HC-SR04

– Pin 3  —- LED Merah (+ resistor)

– Pin 5  —- LED Kuning (+ resistor)

– Pin 6  —- LED Hijau (+ resistor)

– VCC  —- 5V (HC-SR04)

– GND  —- Ground (HC-SR04 dan LED)

2. Penulisan Program

1. Buka Arduino IDE di komputer Anda.
2. Tuliskan kode berikut di Arduino IDE:

// Deklarasi pin

const int trigPin = 9;

const int echoPin = 10;

const int ledMerah = 3;

const int ledKuning = 5;

const int ledHijau = 6;

void setup() {

// Inisialisasi pin

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

pinMode(ledMerah, OUTPUT);

pinMode(ledKuning, OUTPUT);

pinMode(ledHijau, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

// Hitung jarak

long duration, distance;

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

distance = (duration * 0.034) / 2;

// Cetak jarak ke Serial Monitor

Serial.print("Jarak: ");

Serial.print(distance);

Serial.println(" cm");

// Logika kontrol LED berdasarkan jarak

if (distance < 10) {

digitalWrite(ledMerah, HIGH);

digitalWrite(ledKuning, LOW);

digitalWrite(ledHijau, LOW);

} else if (distance < 20) {

digitalWrite(ledMerah, LOW);

digitalWrite(ledKuning, HIGH);

digitalWrite(ledHijau, LOW);

} else {

digitalWrite(ledMerah, LOW);

digitalWrite(ledKuning, LOW);

digitalWrite(ledHijau, HIGH);

}

delay(500);

}

• Simpan program dengan nama LED_Control.ino.

3. Unggah Program ke Arduino Uno

1. Sambungkan Arduino Uno ke komputer menggunakan kabel USB.
2. Pilih port yang sesuai di Arduino IDE:
   • Klik Tools > Port, lalu pilih port tempat Arduino terhubung.
   • Pastikan board yang dipilih adalah Arduino Uno di Tools > Board.
3. Klik tombol Upload (ikon panah) untuk mengunggah program ke Arduino.

4. Pengamatan

• Sensor ultrasonik akan mendeteksi jarak objek.
• LED akan menyala sesuai dengan jarak:
  • LED merah menyala jika jarak kurang dari 10 cm.
  • LED kuning menyala jika jarak antara 10 cm hingga 20 cm.
  • LED hijau menyala jika jarak lebih dari 20 cm.

Eksperimen Tambahan

1. Tambahkan LED dan Kategori Jarak
   • Ubah program untuk menambahkan LED tambahan dan mengatur jarak untuk setiap kategori.
2. Gabungkan dengan Buzzer
   • Tambahkan buzzer yang berbunyi saat jarak kurang dari 5 cm.
3. Koneksi Serial Bluetooth
   • Kirim data jarak ke aplikasi di ponsel melalui modul Bluetooth HC-05 atau HC-06.

Tugas Praktikum

1. Modifikasi program sehingga intensitas LED (menggunakan PWM) berubah secara proporsional dengan jarak objek.
2. Tambahkan fitur sehingga LED berkedip (blink) saat jarak kurang dari 5 cm.
3. Gabungkan dua sensor ultrasonik untuk mendeteksi objek di dua arah berbeda dan kendalikan LED secara independen untuk setiap arah.

4. Studi Kasus: Rancang sistem yang menggunakan sensor ultrasonik dan LED untuk aplikasi otomatisasi sederhana, misalnya sistem parkir dengan indikator jarak atau sistem alarm jarak minimum di kilang migas.