Design Prototipe Payung Tenda Kafe Otomatis Berbasis Arduino

Design Prototipe Payung Tenda Kafe Otomatis Berbasis Arduino

By. Iyon Manakarra // Mekatronika Manakarra

PENDAHULUAN

Dalam era modern ini, inovasi teknologi terus berkembang untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari secara lebih praktis dan efisien. Salah satu contohnya adalah dalam industri kafe dan restoran, di mana estetika dan kenyamanan pengunjung menjadi prioritas utama. Payung tenda kafe, sebagai elemen penting dalam ruang terbuka, sering kali menghadapi tantangan dalam pengoperasiannya, seperti pembukaan dan penutupan manual yang memakan waktu dan tenaga, serta kerentanan terhadap cuaca yang tiba-tiba berubah.
Proses desain prototipe payung tenda otomatis berbasis Arduino hadir sebagai solusi inovatif untuk mengatasi permasalahan tersebut. Sistem otomatisasi ini dirancang untuk mempermudah pengoperasian payung tenda, baik dalam membuka maupun menutupnya secara efisien hanya dengan satu sentuhan tombol atau sensor. Arduino, sebagai platform mikrokontroler yang fleksibel dan mudah digunakan, menjadi inti dari sistem ini dengan mendukung berbagai komponen seperti motor servo, sensor cuaca, dan kontrol nirkabel.
Proses pengembangan prototipe melibatkan berbagai tahapan, mulai dari identifikasi kebutuhan pengguna, perancangan mekanisme payung, pemrograman mikrokontroler, hingga integrasi sistem dan pengujian fungsional. Prototipe ini diharapkan mampu meningkatkan kenyamanan pengguna, mempercepat pengoperasian payung tenda, serta memberikan nilai tambah pada estetika dan efisiensi operasional kafe.
Dengan pendekatan ini, inovasi payung tenda otomatis berbasis Arduino tidak hanya menjadi solusi teknologi, tetapi juga menciptakan pengalaman baru yang mendukung kenyamanan pelanggan dan efisiensi bisnis dalam industri kafe modern.

BLOK DIAGRAM SYSTEM

Blok Diagram System Payung otomatis

KOMPONEN UTAMA KONTROL ELCTRONIC
1. Arduino
Arduino adalah platform elektronik berbasis mikrokontroler yang dirancang untuk memudahkan pengembangan berbagai aplikasi kontrol otomatisasi. Dengan menggunakan bahasa pemrograman yang sederhana dan antarmuka perangkat keras yang fleksibel, Arduino memungkinkan integrasi berbagai komponen seperti sensor, aktuator, motor, dan modul komunikasi. Pada sistem kontrol, Arduino berfungsi sebagai "otak" yang memproses data dari sensor untuk mengambil keputusan dan mengendalikan perangkat output sesuai kebutuhan. Kemampuannya untuk beroperasi secara real-time dan kompatibilitas dengan berbagai modul menjadikan Arduino pilihan populer dalam proyek inovasi teknologi, termasuk dalam otomatisasi rumah, robotika, dan prototipe perangkat pintar.

2. RTC DS1302

RTC (Real-Time Clock) DS1302 adalah modul jam waktu nyata yang dirancang untuk memberikan fungsi penunjuk waktu yang akurat, termasuk jam, menit, detik, tanggal, bulan, dan tahun, dengan fitur kalender otomatis yang memperhitungkan tahun kabisat hingga tahun 2100. Modul ini dilengkapi dengan kemampuan penyimpanan daya cadangan melalui baterai, sehingga tetap dapat mempertahankan waktu bahkan saat sistem utama dimatikan. DS1302 menggunakan komunikasi serial tiga kabel yang sederhana, sehingga dapat dengan mudah diintegrasikan dengan mikrokontroler seperti Arduino. Dengan konsumsi daya yang rendah dan kemampuan untuk menyimpan data tambahan dalam memori RAM-nya, modul ini sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan pelacakan waktu presisi, seperti sistem alarm, logger data, dan perangkat pintar.

3. LCD 2 x16 Character
LCD 2x16 karakter adalah jenis layar tampilan yang mampu menampilkan hingga 2 baris teks dengan masing-masing baris terdiri dari 16 karakter. Layar ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik untuk menampilkan informasi seperti status sistem, data sensor, atau pesan pengguna. Dengan teknologi yang hemat daya dan antarmuka yang kompatibel dengan mikrokontroler seperti Arduino, LCD ini dapat dihubungkan dengan mudah menggunakan pin digital atau komunikasi I2C untuk pengoperasian yang lebih sederhana. Keunggulannya meliputi keterbacaan yang baik, konsumsi daya rendah, serta kemampuan untuk menampilkan karakter alfanumerik maupun simbol khusus, menjadikannya ideal untuk berbagai proyek elektronik skala kecil hingga menengah.

4. Buzzer

Buzzer aktif 5VDC adalah komponen elektronik yang berfungsi menghasilkan bunyi dengan frekuensi tetap saat diberi tegangan DC sebesar 5 volt. Berbeda dengan buzzer pasif, buzzer aktif sudah memiliki osilator internal sehingga tidak memerlukan sinyal tambahan untuk menghasilkan suara, cukup dengan tegangan yang sesuai. Komponen ini banyak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan pemberitahuan suara atau alarm, seperti perangkat elektronik rumah tangga, sistem keamanan, atau indikator pada proyek berbasis mikrokontroler seperti Arduino. Keunggulan buzzer aktif meliputi kemudahan integrasi, konsumsi daya yang rendah, dan respons cepat untuk memberikan peringatan atau sinyal auditori secara efektif.

5. Tombol Menu Setting

Push button atau tombol tekan adalah saklar sederhana yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik saat ditekan. Tombol tekan sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik, termasuk untuk navigasi menu, pengendalian perangkat, dan input pengguna pada sistem mikrokontroler seperti Arduino.

6. Motor Servo
Motor servo S90 adalah jenis servo motor kecil dan ringan yang sering digunakan dalam aplikasi elektronik dan robotika skala kecil. Servo ini memiliki sudut rotasi hingga 180 derajat dan dilengkapi dengan mekanisme kontrol posisi yang presisi melalui sinyal PWM (Pulse Width Modulation). Motor ini memiliki torsi yang cukup untuk menggerakkan beban ringan, seperti pada lengan robot, pintu otomatis, atau kontrol sudut pada perangkat berbasis Arduino. Keunggulan S90 meliputi konsumsi daya yang rendah, desain yang ringkas, dan kemudahan integrasi dengan mikrokontroler. Dengan bobot yang ringan dan kinerja yang andal, motor servo S90 menjadi pilihan populer untuk proyek DIY, prototipe, dan pendidikan robotika.

6. Power Suplay 5V DC

PSU (Power Supply Unit) 5VDC adalah perangkat yang dirancang untuk menyediakan tegangan stabil sebesar 5 volt dalam arus searah (DC) bagi berbagai jenis perangkat elektronik. PSU ini biasanya digunakan untuk mengoperasikan komponen seperti mikrokontroler, modul sensor, motor servo, dan perangkat lainnya yang membutuhkan sumber daya rendah dan stabil. Keunggulan PSU 5VDC meliputi efisiensi daya yang tinggi, perlindungan terhadap lonjakan arus, serta desain yang kompak dan mudah diintegrasikan ke dalam rangkaian elektronik. Dengan kapasitas arus yang bervariasi sesuai kebutuhan aplikasi, PSU ini menjadi komponen penting dalam proyek berbasis Arduino, perangkat IoT, dan berbagai inovasi elektronik lainnya.

PROSES PERANCANGAN SYSTEM MEKANIK PAYUNG OTOMATIS

1. Pembuatan Box Panel

2. Pembuatan Mekanik Pengerak Payung

3. Pemasangan Rangkaian Kontrol Elektronik

4. Hasil Perancangan Secara Keseluruhan

ALGORITMA SYSTEM (FLOWCHART)

PENGUJIAN SYSTEM

1. Pengujian RTC
a). Konfigurasi Pin RTC DS1302

b). Konfigurasi Pin LCD 2x16-I2C

c). Wiring Blok Diagram Pengujian RTC

d). Sketch Program

#include<Wire.h> #include<LiquidCrystal_I2C.h> #include<virtuabotixRTC.h> // Inisialisasi RTC DS1302 virtuabotixRTC myRTC(6, 7, 8); // Inisialisasi LCD I2C (alamat default 0x27) LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);   voidsetup() {   Serial.begin(9600);   lcd.begin();   lcd.backlight();   // Set waktu RTC hanya sekali   // myRTC.setDS1302Time(30, 59, 23, 3, 28, 5, 2023);   lcd.setCursor(0, 0);   lcd.print("RTC DS1302 Test"); }  voidloop() {   // Update data RTC dari modul   myRTC.updateTime();   // Tampilkan waktu dan tanggal ke LCD   lcd.setCursor(0, 1);   lcd.print("JAM: ");   lcd.print(myRTC.hours);   lcd.print(":");   if (myRTC.minutes <10) lcd.print("0");   lcd.print(myRTC.minutes);   lcd.print(":");   if (myRTC.seconds <10) lcd.print("0");   lcd.print(myRTC.seconds);   lcd.setCursor(0, 0);   lcd.print("TGL: ");   lcd.print(myRTC.dayofmonth);   lcd.print("/");   lcd.print(myRTC.month);   lcd.print("/");   lcd.print(myRTC.year);   delay(1000); // Tunda 1 detik }

e). Hasil Pengujian RTC  

f). Kesimpulan :

Nilai RTC yang ditampilkan sangat akurat, dengan waktu yang sama dengan sebenarnya, dan RTC masih menyimpan waktu walaupun sumber Listrik dilepaskan

2. Pengujian Mekanik Penggerak Payung

a). Konfigurasi Pin Motor Servo 1

b). Konfigurasi Pin Motor Servo 2

c). Wiring Blok diagram system

d). Sketch Program      

#include<Servo.h> Servo myservo;  // Membuat objek servo untuk mengontrol motor servo int pos = 0;    // Variabel untuk menyimpan posisi servo voidsetup() {   myservo.attach(9);  // Menghubungkan servo pada pin 9 di Arduino   Serial.begin(9600); // Inisialisasi komunikasi serial untuk debug } voidloop() {   // Perintah untuk membuka payung   Serial.println("Membuka payung");   for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) {     myservo.write(pos);                   delay(15);                         }    delay(5000); // Menjaga payung tetap terbuka selama 5 detik     // Perintah untuk menutup payung   Serial.println("Menutup payung");   for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) {     myservo.write(pos);                   delay(15);                         }     delay(5000); // Menjaga payung tetap tertutup selama 5 detik }

e). Hasil Pengujian Mekanik Payung

f). Kesimpulan

Mekanik penggerak motor servo dapat menggerakkan payung terbuka dan tertutup 

3. Pengujian System Secara Keseluruhan

a). Pengujian secara keseluruhan

    Menggunakan kompiler Arduino IDE program di upload ke Arduino Uno melalui kabel data yang dihubungkan dari USB Komputer ke USB Arduino.

b). Sketch Program

      Terlampir (Clik Disini)

c). Hasil Pengujian Mekanik Payung

d). Kesimpulan :

Bedasarkan data hasil ujicoba mekanik secara keseluruhan, jadwal yang dinputkan pada system Arduino, tersimpan dan tereksekusi sesuai jam waktu buka dan tutup payung, dengan ditandai bunyi beep sebagai peringatan buka dan tutup. Sistem payung otomatis berhasil berfungsi sesuai dengan yang dirancang, yaitu dapat membuka dan menutup payung secara otomatis menggunakan motor servo yang dikendalikan oleh Arduino.Integrasi RTC memungkinkan payung untuk bereaksi terhadap waktu settingan,

Sistem mekanik dan elektronik bekerja dengan stabil setelah dilakukan beberapa kali pengujian. Mekanisme yang terhubung dengan motor servo mampu membuka dan menutup payung dengan lancar tanpa hambatan, Arduino sebagai mikrokontroler utama memberikan kontrol yang andal dan akurat terhadap motor servo dan sensor. Sistem mekanik dan elektronik bekerja dengan stabil setelah dilakukan beberapa kali pengujian. Mekanisme yang terhubung dengan motor servo mampu membuka dan menutup payung dengan lancar tanpa hambatan, Arduino sebagai mikrokontroler utama memberikan kontrol yang andal dan akurat terhadap motor servo dan sensor.

Sistem mekanik dan elektronik bekerja dengan stabil setelah dilakukan beberapa kali pengujian. Mekanisme yang terhubung dengan motor servo mampu membuka dan menutup payung dengan lancar tanpa hambatan, Arduino sebagai mikrokontroler utama memberikan kontrol yang andal dan akurat terhadap motor servo dan sensor. Sistem mekanik dan elektronik bekerja dengan stabil setelah dilakukan beberapa kali pengujian. Mekanisme yang terhubung dengan motor servo mampu membuka dan menutup payung dengan lancar tanpa hambatan, Arduino sebagai mikrokontroler utama memberikan kontrol yang andal dan akurat terhadap motor servo dan RTC. Sistem ini dirancang agar mudah digunakan oleh pedagang kaki lima, dengan operasi otomatis yang mengurangi kebutuhan intervensi manual., Tampilan LCD 2x16 I2C (jika digunakan) memberikan informasi real-time tentang status payung, seperti apakah sedang membuka atau menutup.

VIDEO DOUMENTASI

 Terlampir (Clik Disini)

============ Update Revisi 1 ========================