BLOG KULIAH: Tugas Besar

Sistem Keamanan dan Keselamatan Kapal Pesiar

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Abstrak

8. Video

Referensi jurnal:

1. Amrullah, M. K., Tea, R., Hakim, M. I. N., Asmoro, L., & Humami, F. (2022, November). Design and Development of Carbon Monoxide Gas Leak Detector in Vehicle Cabin. In RSF Conference Series: Engineering and Technology (Vol. 2, No. 2, pp. 119-126).

2. Kasthala, S., Ramakrishna, G., & Venkatesan, G. P. Arduino Based Monitoring and Control System for Heavy Vehicles. idea, 1, 2.

3. Kondaveeti, H. K., & Pidaparthi, S. R. (2021, January). Arduino based Automated Safety ensuring System for Passenger Boats. In 2021 International Conference on Computer Communication and Informatics (ICCCI) (pp. 1-5). IEEE.

4. Palimbongan, Y. (2022). RANCANG BANGUN PROTEKSI OTOMATIS KEBAKARAN PADA KAPAL BERBASIS ARDUINO= DESIGN OF AUTOMATIC FIRE PROTECTION ON ARDUINO-BASED SHIP (Doctoral dissertation, Universitas Hasanuddin).

5. Siregar, I. M., Yunus, M., & Siregar, V. M. M. (2022). A Prototype of Garbage Picker Ship Robot Using Arduino Nano Microcontroller. Internet of Things and Artificial Intelligence Journal, 2(3), 150-168.

6. Gunandi, Albert. (2019, Desember). PERANGKAT NAVIGASI ARAH ANGIN, ARAH KAPAL, DAN KECEPATAN ANGIN UNTUK NELAYAN TRADISIONAL.

Referensi artikel :

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Cruise_ship

2. https://www.marioff.com/en/fire-protection-for-marine/cruise-ships/

3. https://www.safetysign.co.id/news/409/Panduan-Keselamatan-Naik-Kapal-Laut-Apa-Saja-yang-Perlu-Diperhatikan-Penumpang

4. https://koneksea.com/standar-keamanan-peralatan-keselamatan-di-atas-kapal/

5. https://totalfire.co.id/prinsip-dan-sistem-pemadam-kebakaran-di-kapal-laut/

1. Abstrak [Kembali]

Transportasi merupakan salah satu sarana inti dalam kehidupan manusia, terkhususnya adalah trasnportasi laut. Transportasi laut memungkinkan perjalanan melewati latuan yang besar menjadi terkendali dan aman. Salah satu dari jenis transportasi laut yang digunakan oleh segelintir orang adalah kapal pesiar. Maka, diperlukannya sebuah sistem terintegrasi yang memiliki fungsi untuk menjaga dan memastikan bahwa keselamatan penumpang kapal pesiar tersebut menjadi prioritas utama. Pada aplikasi ini diajukan suatu sistem prototype yang berfungsi sebagai pembantu dalam meningkatkan keselamatan penumpang dan meminimalisir resiko adanya korban saat pelayaran diatas kapal.

2. Pendahuluan [Kembali]

Kapal pesiar merupakan salah satu jenis kapal penumpang terbesar yang ada pada kelasnya. kapal pesiar Memiliki kegunaan sebagai sarana/ tempat wisata bagi para turis penikmat wisata laut atau sebagai tempat berlibur bagi keluarga. Dikarenakan fungsi utama dari kapal pesiar adalah sebagai atraksi turis dan tempat berlibur bersama keluarga, maka prioritas yang harus didahulukan adalah memastikan bahwa pengalaaman berlayar yang disuguhkan haruslah memuaskan, dan yang tidak kalah pentingnya adalah untuk menjamin keselamatan penumpang terjaga selama berada diatas kapal pesiar tersebut.

Rancangan sistem keselamatan penumpang kapal pesiar haruslah meliputi hal hal seperti penanganan utama terhadap potensi kebakaran dan ledakan, respon darurat apabila terjadinya tabrakan oleh kapal pesiar, serta sistem otomatis yang memungkinkan penumpang memiliki privasi ditempat mereka masing - masing. Semua syarat tersebut haruslah terintegrasi menjadi sebuah sistem inti yang dapat dikendalikan pada suatu tempat dengan tujuan untuk mempermudah pengawasan dan pengendaliannya. Maka dari itu, diajukan sebuah sistem dalam bentuk prototype yang merupakan sistem terintegrasi sebagai alterantif untuk meningkatkan keselamatan penumpang selama berada diatas kapal pesiar. Sistem ini dirancang dengan menggunakan arudino dan sensor yang digunakan berhubungan dalam langkah pencegahan hal - hal yang tidak diinginkan selama berada diatas kapal pesiar. Sensor yang diguankan antara lain sensor api dan gas untuk mendeteksi api dan gas, sensor RFID sebagai metode identifikasi penumpang pada kapal, serta sensor vibrasi untuk mendeteksi apakah terjadinya getaran hebat yang mungkin bisa disebabkan oleh bermacam - macam faktor. Sistem ini diharapkan dapat menjadi alternatif dalam integrasi keselamatan penumpang pada kapal pesiar.

3. Metode Penelitian [Kembali]

Metode penelitian dilakukan dalam beberapa tahap, yakni

1. Identifikasi permasalahan

Pada proses ini dilakukan identifikasi permasalahan yang ingin diselesaikan. Pada aplikasi ini permasalahan yang dijumpai ialah bagaimana cara meningkatkan potensi keselamatan penumpang kapal pesiar?

2. Merumuskan solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut

Tahap selanjutnya ialah mencari solusi untuk menyelesaikan dan menuntaskan permasalahan yang ditemui. Periode ini biasnya dipenuhi oleh brainstormign yang mungkin dilakukan oleh beberapa orang untuk mendapatkan solusi yang paling baik dan optimal, serta realistis sehingga bisa langsung direalisasikan. Pada aplikasi ini solusi yang diajukan adalah merancang sistem keselamatan penumpang yang teritegrasi berbasis sensor dan arduino.

3. Rancang bangun prototype sistem solusi dari permasalahan tersebut

Pasca mendapatkan solusi yang optimal, langkah selanjutnya adalah meracangan bangun prototype sistem yang akan dibuat, pada aplikasi ini prototype yang dibuat adalah dalam bentuk rangkaian simulasi proteus, dengan codingan pada mikrokontroller arduino bisa dibuat pada arduino IDE atau juga bisa menggunakan visual desinger di proteus.

Untuk tempat kapalnya sendiri bisa dilihat pada gambar dibawah ini (gambar yang diambil berdasarkan dokumentasi pribadi):

Tampak kabin depan:

Tampak kabin penumpang

4. Alat dan bahan [Kembali]

alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini:

A. Alat

a) Power supply

B. bahan

1) Resistor

Merupakan komponen resistif yang memiliki banyak kegunaan. Resistor memiliiki spesifikasi sebagai berikut:

Resistor merupakan komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian.

Spesifikasi Resistor yang digunakan:

Resistor 10k

Resistor 2k

Data sheet resistor:

2) Motor DC

Adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor DC sangat umum digunakan sebagai aktuator baik pada apliaksi project kecil-kecilan maupun sistem proses yang ada di industri. Spesifikasi dari motor DC adalah sebagai berikut:

Digunakan untuk output dari rangkaian dan berjalan jika sensor infrared berlogika 1

Grafik Motor DC:

Spesifikasi item:

o Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm

o Tidak ada arus beban =280mA

o Tegangan operasi 1.5 - 9 VDC

o Mulai Torsi =250g.cm (menurut blade yang dikembangkan sendiri)

o mulai saat ini =5A

o Resistansi Isolasi di atas 10O antara casing dan terminal DV 100V

o Arah Rotasi CW: Terminal [+] terhubung ke catu daya positif, terminal [-] terhubung ke nagative

o daya, searah jarum jam dianggap oleh arah poros keluaran

o celah poros 0,05-0,35mm

3) buzzer

Merupakan komponen yang menhasilkan suara apabila telah memenuhi tegangan untuk buzzer beroperasi. Komponen ini digunakan untuk menghasilkan suara dering yang keras sehinnga cocok digunakan sebagai alarm pasa sistem-sistem keamanan. Tipe buzzer yang digunakan pada percobaan kali ini adalah magnetic buzzer, dengan spesifikasi sebgai berikut:

Rated Voltage(V) : 5 V
Operatng Voltage(V) : 4 - 8V
Rated current(mA) : < 30 mA
Sound output 10 cm(dB) : > 85 dB
Resonant frequency(Hz) : 2700+-300
Response time(ms) : < 50 ms
Operating temperature (C) : -25 - +70C
Storage temperature(C) : -30 - +80C
weight(g) : 2

4) LED

LED adalah komponen mirip diode yang menghasilkan cahaya. Spesifikasi dari LED adalah sebagai berikut:

Superior weather resistance
5mm Round Standard Directivity
UV Resistant Eproxy
Forward Current (IF): 30mA
Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
Reverse Voltage: 5V
Operating Temperature: -30℃ to +85℃
Storage Temperature: -40℃ to +100℃
Luminous Intensity: 20mcd

B. Konfigurasi Pin :

Pin 1 : Positive terminal of LED

Pin 2 : Negative terminal of LED

5) Mikrokontroller Arduino

Arduino merupakan jenis board dari perusahaan arduino yang memilik fungsi yang beragam. Board ini menggunakan mikrokontroller ATmeega628P sebagai pengendali intinya. Arduino memiliki banyak jenis board, pada gambar diatas meriupakan jenis board arduino UNO. Spesifikasi dari arduino UNO adalah sebagai berikut:

Board	Name	Arduino UNO R3
Board	SKU	A000066
Microcontroller	ATmega328P
USB connector	USB-B
Pins	Built-in LED Pin	13
	Digital I/O Pins	14
	Analog input pins	6
	PWM pins	6
Communication	UART	Yes
	I2C	Yes
	SPI	Yes
Power	I/O Voltage	5V
	Input voltage (nominal)	7-12V
	DC Current per I/O Pin	20 mA
	Power Supply Connector	Barrel Plug
Clock speed	Main Processor	ATmega328P 16 MHz
Clock speed	USB-Serial Processor	ATmega16U2 16 MHz
Memory	ATmega328P	2KB SRAM, 32KB FLASH, 1KB EEPROM
Dimensions	Weight	25 g
	Width	53.4 mm
	Length	68.6 mm

6) Sensor flame

Flame sensor adalah sensor yang berfungsi untuk mendeteksi api. Jenis sensor yang digunakan pada palikasi ini adlah jenis sensor api Ky-026. Pinout dari sensor ini adalahg sebagai berikut:

Pinout modul KY-026

Papan sirkuit modul sensor api ky-026 memiliki 4 pin konektor , yaitu -

AO : Keluaran Analog
G : GND (Tanah)
+ : Vcc (+3.3V ke +5V)
LAKUKAN : Keluaran Digital

7) Sensor Vibrasi

Merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi apakah terdapat suatu getaran. Sensor ini umum digunakan pada sistem yang memiliki sensitifitas terhadap getaran, seperti sistem keamanan, sistem krusial seperti kendali alat berat, kendali proses zat kimia, dll. Spesifikasi dari sensor ini bisa dilihat dibawah ini:

Pin Name	Description
VCC	The Vcc pin powers the module, typically with +5V
GND	Power Supply Ground
DO	Digital Out Pin for Digital Output.

Vibration Sensor Module Features & Specifications

Operating Voltage: 3.3V to 5V DC
Operating Current: 15mA
Using SW-420 normally closed type vibration sensor
LEDs indicating output and power
LM393 based design
Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC
With bolt holes for easy installation
Small, cheap and easily available

8) switch SPST

Adalah tipe switch sederhana yang digunakan untuk menghidupkan/mematikan arus listrik.

9) Gas sensor(MQ-2)

MQ-2 adalah sensor yang mendeteksi adanya gas.

Target Gas		Flammable gas, smoke gas sensor
Detection range		300～10000ppm(flammable gas)
Standard Circuit Conditions	Loop Voltage	≤24V DC
	Heater Voltage	5.0V±0.1V AC or DC

10) LCD

LCD adalah adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama.

Tampilan 2 baris @ 16 karakter, 5 x 8 pixel
Display controller: HD44780 (standar industri LCD)
Dilengkapi lampu latar warna biru/hijau/kuning
Sudut pandang lebar dengan tingkat kontras yang dapat diatur dan terlihat jelas
Tegangan kerja: 5V DC
Dimensi modul: 80 x 36 x 12 mm
Dimensi layar tampilan: 64,5 mm x 16 mm

11) Relay

Relay adalah suatu peranti yang menggunakan elektromagnet untuk mengoperasikan seperangkat kontak sakelar.

12) transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

NPN merupakan satu dari dua tipe BJT, dimana huruf N dan P menunjukkan pembawa muatan mayoritas pada daerah yang berbeda dalam transistor. Hampir semua BJT yang dipakai masa ini merupakan NPN karena pergerakan elektron dalam semikonduktor jauh lebih tinggi daripada pergerakan lubang, memungkinkan operasi arus agung dan kecepatan tinggi. Transistor NPN terdiri dari selapis semikonduktor tipe-p di selang dua lapisan tipe-n. Arus kecil yang memasuki basis pada tunggal emitor dikuatkan di keluaran kolektor. Dengan kata lain, transistor NPN hidup masa tegangan basis lebih tinggi daripada emitor. Tanda panah dalam simbol ditempatkan pada kaki emitor dan menunjuk keluar (arah aliran arus konvensional masa peranti dipanjar maju).

13) motor driver

Penggerak motor berarti suatu sistem yang mencakup motor. Penggerak motor kecepatan yang dapat disesuaikan berarti sistem yang mencakup motor yang memiliki beberapa kecepatan operasi. Penggerak motor kecepatan variabel adalah sistem yang mencakup motor dan kecepatannya berubah-ubah secara kontinu.

Tegangan Input: 3.2V - 40V.
Driver: Driver Motor L298N Dual H Bridge DC.
Catu Daya: 5V .
Arus puncak: 2 Amper.
Kisaran operasi: 0 - 36 mA.
Konsumsi daya maksimum: 20W (ketika suhu 75 ℃).
Suhu penyimpanan: -25 ℃ ~ +130 ℃.
Keluaran pin 10 (sumber tegangan IC) jika berfungsi sebagai pin output: 5V.
Ukuran: 3.4 cm x 4.3 cm x 2.7 cm.

14) Anemometer sensor

Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin, merupakan salah satu instrumen yang sering digunakan oleh balai cuaca seperti Badan Metereologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG).

Output	Pulses	4-20mA	0-5V	RS485
Supply Voltage	5V,12V-24V	5V,12V-24V	5V,12V-24V	5V,12V-24V
Load Capacity	>1kΩ	<500Ω(typ 250Ω)	>1kΩ
Range	0-45m/s	0-45m/s	0-45m/s	0-45m/s
Accuracy	±(0.3+0.03V)m/s; (V is the current wind speed)
Starting Threshold	<0.5m/s
Limit wind speed	50m/s
Ingress Protection	IP65
Operating Temperature	-40℃~ +50℃
Cable Grade	Nominal voltage:300V ,Temperature grade:80℃
Weight(unpacked)	170g
Dimension	Cup rotor:ø179mm,Height:160mm
Main material	Carbon fiber
Storage Condition	10℃-50℃@20%-90%RH

C. Dasar Teori

1) resistor

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

Tabel Kode Warna Resistor

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :

Cara menghitung nilai resistor 4 gelang

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :

Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5

Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

Contoh-contoh perhitungan lainnya :

Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi

Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :

2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =

2200 – 5% = 2.090

2200 + 5% = 2.310

ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

2) Motor DC

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct- unidirectional. Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

Simbol Motor DC

Motor DC tersusun dari dua bagian yaitu bagian diam (stator) dan bagian bergerak (rotor). Stator motor arus searah adalah badan motor atau kutub magnet (sikat-sikat), sedangkan yang termasuk rotor adalah jangkar lilitanya. Pada motor, kawat penghantar listrik yang bergerak tersebut pada dasarnya merupakan lilitan yang berbentuk persegi panjang yang disebut kumparan.

Prinsip Kerja Motor DC

Gambar 19. Prinsip Kerja Motor DC

Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet serba sama dengan kedudukan sisi aktif AD dan CB yang terletak tepat lurus arah fluks magnet. Sedangkan sisi AB dan DC ditahan pada bagian tengahnya, sehingga apabila sisi AD dan CB berputar karena adanya gaya lorentz, maka kumparan ABCD akan berputar.

Hasil perkalian gaya dengan jarak pada suatu titik tertentu disebut momen, sisi aktif AD dan CB akan berputar pada porosnya karena pengaruh momen putar (T). Setiap sisi kumparan aktif AD dan CB pada gambar diatas akan mengalami momen putar sebesar :

T = F.r

Dimana :

T = momen putar (Nm) F = gaya tolak (newton)

r = jarak sisi kumparan pada sumbu putar (meter)

Pada daerah dibawah kutub-kutub magnet besarnya momen putar tetap karena besarnya gaya lorentz. Hal ini berarti bahwa kedudukan garis netral sisi sisi kumparan akan berhenti berputar. Supaya motor dapat berputar terus dengan baik, maka perlu ditambah jumlah kumparan yang digunakan. Kumparan- kumparan harus diletakkan sedemikian rupa sehingga momen putar yang dialami setiap sisi kumparan akan saling membantu dan menghasilkan putaran yang baik. Dengan pertimbangan teknis, maka kumparan-kumparan yang berputar tersebut dililitkan pada suatu alat yang disebut jangkar, sehingga lilitan kumparan itupun disebut lilitan jangkar. Struktur Motor DC dapat dilihat pada gambar berikut ini.

3) Buzzer

4) LED

-LED (Light Emiting Diode)

LED adalah suaatu semikonduktor yang memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.

5) Mikrokontroller Arduino

-Arduino

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.

Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :

Arduino Uno

Bagian-bagian arduino uno:

-Power USB

Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.

-Power jack

Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.

-Crystal Oscillator

Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino. Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.

-Reset

Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.

-Digital Pins I / O

Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.

-Analog Pins

Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

-LED Power Indicator

Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.

Bagian - bagian pendukung:

-RAM

RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).

-ROM

ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.

Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO

Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar berikut:

Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.

Pin-pin ATMega 328P:

Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO

6) Sensor Flame

Sensor yang digunakan untuk mendeteksi api pada aplikasi ini adalah sensor flame ky-026. Sensor ini mendeteksi gelombang infrared yang dipancarkan di lingkungan untuk mendeteksi adanya api atau tidak.

Spesifikasi cepat modul sensor api KY-026:

: KY-026
Tipe : Keduanya (digital dan analog)
Chip : pembanding LM393
Tegangan Pengoperasian : DC 3.3V hingga 5.5V
Arus Maksimum : 15mA
Deteksi Panjang Gelombang Inframerah : 760 nm hingga 1100 nm
Sudut Deteksi Sensor : 60°
Indikator Lampu LED : Indikator Daya (LED1), Indikator Pemicu (LED2)
Dimensi Papan : 1,5 cm x 3,6 cm [0,6 inci x 1,4 inci]

Diagram sirkuit modul KY-026

Skema rangkaian modul sensor api ky-026 ditunjukkan di bawah ini.

Prinsip kerja modul KY-026

Di dalam modul terdiri dari LED penerima infra merah 5mm YG1006 , komparator diferensial ganda LM393, potensiometer pemangkas, enam resistor, dan dua LED indikator digunakan. Prinsip kerja rangkaian modul sensor api KY-026 ini sederhana. Sensor ini pada dasarnya mendeteksi panjang gelombang cahaya IR (Infra-Red) antara 760 nm – 1100 nm (nanometer) yang dipancarkan dari nyala api. Tegangan operasi adalah dc +3.3V hingga +5V, LED1 ditampilkan sebagai indikator daya di papan sirkuit. Sensor IR YG1006 seperti semua fotosensor lainnya bekerja berdasarkan prinsip bahwa foton dengan energi yang cukup dapat melumpuhkan elektron sehingga resistansi rangkaian diubah. IC LM393 mengubah resistansi ini dan memberikan dua jenis nilai output. Salah satunya adalah nilai Logika di IC pin-2 dan yang lainnya adalah nilai Banyak di IC pin-5 melalui potensiometer. Ketika sensor mendeteksi api, sinyal HIGH (atau logika 1) akan diberikan pada pin output digital, jika tidak maka akan memberikan logika 0. Namun, nilai numerik yang tinggi akan kembali saat tidak ada nyala api di dekatnya dan akan turun mendekati nol saat ada api.Putar potensiometer searah jarum jam untuk meningkatkan ambang deteksi dan berlawanan arah jarum jam untuk menurunkannya.LED2 menyala hanya jika sensor mendeteksi nyala api.

7) Sensor Vibrasi

Sensor vibrasi yang digunakanb aedalah SW420 sensor ini merupakan salah satu jenis dari sensor vibrasi. Secara umum, sensor vibrasi mendeteksi yang digunakan antar lain parameter yakni perpindahan, kecepatan, dan akselerasi. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar dibawah ini:

Jenis dari sensor ini ada berbagai mcam, dan yang akan dijelaskan pada kesempatan ini adalah sensor vibrasi yang menggunakan toeri induksi (Inductive sensor-) dan sensor vibrasi magnetik (Magnetic Sensor).

Inductive sensor

Jenis sensor vibrasi yang pertama adalah menggunakan prinsip induksi, tepatnya prinsip induksi elektromagnetik. Prinsip ini memungkinkan dua buah objek yang saling terisolasi bisa mengalirkan arus listrik, sehingga suatu objek yang terhubung secar induksi dapat mendeteksi objek lain tanpa perlu adanya kontak fisik. Diagram sensor induksi bisa dilihat dibawah ini:

1 Adalah metal statis dan 2 adalah bagian yang bergerak, besar induksi dari plat ini bisa diukur dengan menggunakan persamaan:

Dimana µ0, A0, l0 adalah permeabilitas, area perpotongan, dan jarak antar plat. Dalam konteksi mendeteksi vibrasi sendiri, ketika sebuah objek mengalami suatu getaran yang menybebakan terjadi perubahan pada parameter perhitungan induksi seperti jarak antar plat, perubahan permeabilitas, dan area perpotongannya, maka induktansinya juga ikut berubah, dan perubahan induktansi ini bisa dijadikan landasan untuk mengukur vibrasi/getaran sebuah objek.

Magnetic sensor

Jenis dasar dari vibration sensor yang lain adalah menggunakan magnetic sensor. Jenis ini didasari oleh prinsip induksi elektromagnetik yang menyatakan bahwa gaya elektromotive yang terinduksi pada kabel sama dengan perubahan flux pada objek dikali dengan banyak lilitan konduktornya. Dalam persamaan matematis adalah sebagai berikut:

Dalam persamaan matematis adalah sebagai berikut:

Φ adalah flux magnetik dan N adalah banyaknya lilitan tembaga. Flux magnetik berhubungan erat dengan magnitudo dari medan magnet dan reluktanais magnet. Ketika terjadi fenomena getara atau vibrasi yang menyebabkan terjadi perubahan pada faktor-faktor diatas, maka akan terjadi perubahan pda gaya geraj listrik. Maka, untuk mengukur besar atau kekuatan vibrasi/getran dari sebuah objek dapat melalui perubahan gaya gerak listrik .

Kelebihan dari jenis ini adalah memiliki batas output yang besar, rangkaian pemrosesan yang sederhana, dan tahan terhadap fenomena interfensi eksternal yang menybebakan sensor jenis ini banyak digunakan untuk apliaksi yang berada di lingkungan rawan gangguan.

8) Switch SPST

Istilah "SPST" dalam sakelar SPST adalah singkatan dari "Single Pole Single Throw" yang mencakup satu input dan satu output. Di sini, satu input terhubung langsung ke satu output. Fungsi utama sakelar ini adalah untuk mengontrol rangkaian dengan menyalakan/mematikan.

Setelah saklar pada rangkaian ditutup, maka rangkaian akan ON sedangkan saklar tidak tertutup atau terbuka, maka rangkaian akan dimatikan. Contoh sakelar SPST adalah sistem tegangan DC kereta api 25KV & sakelar lampu rumah tangga. Simbol skematik sakelar SPST ditunjukkan di bawah ini.

Koneksi sakelar ini ada dua jenis seperti Biasanya Terbuka (NO) & umum (C). Setelah sakelar diaktifkan, maka sirkuit ditutup. Jadi aliran arus akan dari terminal umum (C) ke terminal normal terbuka (NO). Saat sakelar dinonaktifkan, rangkaian akan menjadi rangkaian terbuka, sehingga tidak ada aliran arus di dalam rangkaian.

Konstruksi Sakelar SPST

Konstruksi sakelar ini dapat dilakukan melalui dua pelat logam yang dapat saling bersentuhan untuk menciptakan kontak fisik yang memungkinkan aliran arus. Kontak ini memisahkan dua pelat logam satu sama lain untuk mengganggu aliran arus.

Dalam sakelar Lemparan Tunggal Tiang Tunggal, kutub mengacu pada koneksi input maksimum sedangkan lemparan mengacu pada koneksi output maksimum dari sakelar. Jadi di switch ini, kita dapat memberikan input tunggal dan mendapatkan output tunggal. Sakelar ini mengontrol satu sirkuit pada satu waktu. Pada sakelar ini, bagian kontak dapat dirancang dengan bahan paduan perak untuk melawan arus tinggi

9) Gas sensor(MQ-2)

MQ-2 adalah sensor yang mendeteksi adanya gas.

Target Gas		Flammable gas, smoke gas sensor
Detection range		300～10000ppm(flammable gas)
Standard Circuit Conditions	Loop Voltage	≤24V DC
	Heater Voltage	5.0V±0.1V AC or DC

10) LCD

LCD adalah adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama.

Tampilan 2 baris @ 16 karakter, 5 x 8 pixel
Display controller: HD44780 (standar industri LCD)
Dilengkapi lampu latar warna biru/hijau/kuning
Sudut pandang lebar dengan tingkat kontras yang dapat diatur dan terlihat jelas
Tegangan kerja: 5V DC
Dimensi modul: 80 x 36 x 12 mm
Dimensi layar tampilan: 64,5 mm x 16 mm

11) Relay

Relay adalah suatu peranti yang menggunakan elektromagnet untuk mengoperasikan seperangkat kontak sakelar.

12) transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

13) motor driver

Tegangan Input: 3.2V - 40V.
Driver: Driver Motor L298N Dual H Bridge DC.
Catu Daya: 5V .
Arus puncak: 2 Amper.
Kisaran operasi: 0 - 36 mA.
Konsumsi daya maksimum: 20W (ketika suhu 75 ℃).
Suhu penyimpanan: -25 ℃ ~ +130 ℃.
Keluaran pin 10 (sumber tegangan IC) jika berfungsi sebagai pin output: 5V.
Ukuran: 3.4 cm x 4.3 cm x 2.7 cm.

14) Anemometer sensor

Output	Pulses	4-20mA	0-5V	RS485
Supply Voltage	5V,12V-24V	5V,12V-24V	5V,12V-24V	5V,12V-24V
Load Capacity	>1kΩ	<500Ω(typ 250Ω)	>1kΩ
Range	0-45m/s	0-45m/s	0-45m/s	0-45m/s
Accuracy	±(0.3+0.03V)m/s; (V is the current wind speed)
Starting Threshold	<0.5m/s
Limit wind speed	50m/s
Ingress Protection	IP65
Operating Temperature	-40℃~ +50℃
Cable Grade	Nominal voltage:300V ,Temperature grade:80℃
Weight(unpacked)	170g
Dimension	Cup rotor:ø179mm,Height:160mm
Main material	Carbon fiber
Storage Condition	10℃-50℃@20%-90%RH

6. Kesimpulan [Kembali]

Berdasarkan hasil simulasi yang telah dibuat, sistem keselamatan kabin penumpang kapal pesiar ini berhasil/bisa dijadikan alternatif untuk sistem keselamatan pada kapal, tidak hanya kapal pesiar saja tetapi juga dapat diterapkan atau diaplikasikan pada jenis kapal penumpang lain. Diharapkan dengan adanya alterantif ini, jumlah korban yang diakibatkan oleh faktor - faktor potensi kecelakaan pada saat pelayaran di atas kapal semakin berkurang.

7. Daftar Pustaka [Kembali]

Daftar Pustakanya bisa dilihat dibawah ini:

Referensi jurnal:

2. Kasthala, S., Ramakrishna, G., & Venkatesan, G. P. Arduino Based Monitoring and Control System for Heavy Vehicles. idea, 1, 2.

6. https://en.wikipedia.org/wiki/Cruise_ship

7. https://www.marioff.com/en/fire-protection-for-marine/cruise-ships/

8. https://www.safetysign.co.id/news/409/Panduan-Keselamatan-Naik-Kapal-Laut-Apa-Saja-yang-Perlu-Diperhatikan-Penumpang

9. https://koneksea.com/standar-keamanan-peralatan-keselamatan-di-atas-kapal

10. https://totalfire.co.id/prinsip-dan-sistem-pemadam-kebakaran-di-kapal-laut/

8. Percobaan [Kembali]

8. 1 Flowchart

Flowchart bisa dilihat dibawah ini

Flowchart setup:

Flowchart loop:

8.2 Listing Program

Listing program aplikasi adalah sebagai berikut:

Program apliaksi mikroprosessor dan mikrokontroller

//Menggunakan library yang diperlukan

#include <LiquidCrystal.h>

#include "program_mikro.h"

LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 8, 7);// urutan deklarasi (rs, en, d4, d5, d6, d7)

char pinMotor[] = {6, 9, 10, 11};

char gas = A0;

char flame = A1;

char vib = A2;

char buzzer = 12;

char M1 = 13;

void test_LCD1();

void setup() {

//menginisasik pin input dan outputnya

//pin Output motor

for (int a =0; a<=3; a++)

{

pinMode(pinMotor[a], OUTPUT);

}

//pin input sensor

pinMode(gas, INPUT);

pinMode(flame, INPUT);

pinMode(vib, INPUT);

pinMode(buzzer, OUTPUT);

pinMode(M1, OUTPUT);

lcd.begin(16, 2);

lcd.clear();

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

// put your main code here, to run repeatedly:

bool nilai_gas = digitalRead(gas);

bool flame_value = digitalRead(flame);

bool vib_value = digitalRead(vib);

if (nilai_gas == HIGH)

{

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("ada gas");

delay(150);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(" ");

if(flame_value == HIGH) //tidak ada api dan ada gas

{

digitalWrite(buzzer, LOW);

}

else{

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("bahaya gas & api");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("segera keluar");

delay(150);

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(" ");

delay(150);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" ");

delay(150);

//mengaktifkan buzzer

digitalWrite(buzzer, HIGH);

}

else{

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Bebas gas");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Aman");

delay(500);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(" ");

delay(500);

}

//mengecek apakah terjadinya getaran atau tidak

if(vib_value == HIGH)// terdapat guncangan besar

{

digitalWrite(pinMotor[0], HIGH);

digitalWrite(pinMotor[1], LOW);

digitalWrite(pinMotor[2], HIGH);

digitalWrite(pinMotor[3], LOW);

}

else

{

digitalWrite(pinMotor[0], LOW);

digitalWrite(pinMotor[1], HIGH);

digitalWrite(pinMotor[2], LOW);

digitalWrite(pinMotor[3], HIGH);

delay(2000);

digitalWrite(pinMotor[1], LOW);

digitalWrite(pinMotor[3], LOW);

}

void test_LCD1()

{

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("hohoho");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Mengetes");

delay(500);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(" ");

delay(500);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("sukses");

delay(500);

}

//Anemometer

/* FreqCount - Example with serial output

* http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_FreqCount.html

* This example code is in the public domain.

#include <FreqCount.h>

int kecepatan;

void setup() {

Serial.begin(9600);

FreqCount.begin(1000);

}

void loop() {

if (FreqCount.available()) {

unsigned long count = FreqCount.read();

Serial.print("kecepatan Angin=");

kecepatan=count*2.5;

Serial.print(count*2.5);

Serial.println("km/H");}

if (kecepatan>119){

Serial.print("Badai Terdeteksi");

}

8.3 Gambar rangkaian

Gambar rangkaian bisa dilihat dibawah ini:

Gambar rangkaian ketika kondisi OFF

Gambar rangkaian ketika kondisi ON

Anemometer ketika tidak terdeteksi badai

Anemometer ketika mendeteksi badai

8.4 Prinsip kerja rangkaian

Prinsip kerja rangkaian yang pertama adalah rangkaian tersebut menggunakan sensor gas MQ2 untuk mendeteksi adanya gas, sensor flame untuk mendeteksi adanya api pada kabin penumpang, dan menggunakan sensor vibration untuk mendeteksi adanya guncangan besar yang diterima oleh kapal. Ketika tidak ada gas yang terdeteksi pada kabin penumpang maka LCD akan menampilkan "tidak ada gas" dan "aman". Sementara itu ketika gas sensor mendeteksi adanya gas, maka pada LCD akan menampilkan "ada gas".

Setelah itu ketika terdapat gas pada kabin kapal dan terdapat flames sensor maka ketika tidak adanya api yang terdeteksi pada kabin kapal, arduino akan mengeluarkan output buzzer OFF, sebaliknya output buzzer ON.

Pada anemometer, ketika anemometer mendeteksi adanya badai pada kecepatan 119 km/jam, maka pada monitor akan menampilkan "badai terdeteksi" dan buzzer akan bunyi.

BLOG KULIAH

Tugas Besar

Pinout modul KY-026

Vibration Sensor Module Features & Specifications

Diagram sirkuit modul KY-026

Prinsip kerja modul KY-026

Konstruksi Sakelar SPST

Tidak ada komentar:

Posting Komentar