## Prototype Pagar Otomatis Berbasis Arduino Uno Dengan Sensor Ultrasonic Hc-SR04
Imam Rama Muttaqin¹, Dian Budhi Santoso² ¹² Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang Imam.rama17066@student.ac.id ¹, dian.budhi@ft.unsika.ac.id ²,

## ABSTRAK
Selama  ini  secara  umum  proses  buka  tutup  pagar  dilakukan  secara  manual kurang efektif, misalnya penghuni rumah harus turun langsung  membuka pintu pagar  secara  manual  dengan  cara  menarik  atau  mendorongnya  dengan  tangan, padahal  untuk  kondisi  tertentu  seperti  pada  saat  hujan  melakukan  buka  tutup pagar  rumah  dengan  manual  akan  menyulitkan.  Adapun  tujuan  penulisan  ini adalah  untuk  meningkatkan  efisiensi  dan  efektifitas  proses  buka  tutup  pintu pagar, dimana proses untuk membuka dan menutup pagar dapat dilakukan secara praktis dengan menggunakan motor DC yang terhubung dengan arduino uno dan sensor  ultrasonik  HC-SR04.  Proses  buka  tutup  pintu  akan  lebih  cepat  karena pengemudi tidak perlu melakukan aksi dorong buka pagar ataupun tutup pagar .
Kata Kunci: Pagar Otomatis , Arduino Uno, HC-SR04

## ABSTRACT
the  process  of  opening  and  closing  the  fence  manually  is  less  effective,  for example, residents of the house have to go down and open the gate manually by pulling  or  pushing  it  by  hand,  whereas  for  certain  conditions,  such  as  when  it rains,  opening  and  closing  the  fence  manually  will  make  it  difficult.  .  The purpose  of this paper is to increase  the  efficiency and effectiveness of the  gate opening and closing process, where the process of opening and closing the fence can be done practically by using a DC motor connected to an Arduino Uno and an ultrasonic sensor HC-SR04. The process of opening and closing the door will be  faster  because  the  driver  does  not  need  to  push  open  the  fence  or  close  the fence.
Keywords: Automatic Fence, Arduino Uno, HC-SR04
1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi instrumentasi elektronika  saat  ini  sangat  pesat,  karena manusia  membutuhkan  bantuan  dari  sesuatu yang  dapat  bekerja  cepat,  teliti,  efektif  dan effisien.  Sebuah  sistem  yang  otomatis  akan sangat  membantu  manusia  dalam  kehidupan ataupun dalam menyelesaikan tugas sehari-hari. Sistem  otomatis  dapat  diterapkan  dengan menggunakan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi yang  menggunakan  mesin ataupun  elektronika, sehingga  pekerjaan  manusia  dapat  dikerjakan dengan  mudah  tanpa  harus  membuang  tenaga dan mempersingkat waktu. untuk meningkatkan efisiensi dan efektifitas proses buka tutup pintu pagar,  dimana  proses  untuk  membuka  dan
menutup  pagar  dapat  dilakukan  secara  praktis dengan menggunakan motor dc yang terhubung dengan  arduino  uno  dan  sensor  ultrasonik. Proses buka tutup pintu akan lebih cepat karena pengemudi  tidak  perlu  melakukan  aksi  dorong buka pagar ataupun tutup pagar.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  dalam penulisan yaitu studi literatur serta analisis data dilapangan.  Studi  literatur  atau  metode  kajian pustaka  dilakukan  dengan  membaca  buku  serta artikel  dari  internet  untuk  menjadi  referensi dalam penulisan penelitian.
Analisis  penelitian  ini  ditekankan    dalam penulis  menggambarkan  blok  diagram  tentang alur sistem yang akan diterapkan. Hal ini akan

## JE-UNISLA
Electronic Control, Telecomunication, Computer Information and Power Systems
Volume 6 No 2 September 2021 ISSN : 25020986 | E-ISSN : 26860635
Recieved :  28-6-2021
Accepted : 15 -8-2021
Published : 20-9-2021
sangat  membantu  dalam  memahami  cara  kerja system  sehingga  kesalahan  serta  kelemahan dapat  diketahui.  Selain  itu  blok  diagram  juga akan  membantu  dalam  perancangan  sistem yang akan dilakukan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Arduino uno
Arduino
Uno merupakan papan mikrokntroler  yang  berbasis  ATmega  328P. Mempunyai 14 digital input/output, yang 6 pin bisa  digunakan  sebagai  keluaran  PWM,  6 analog  input,  16  MHz  osilator  Kristal, penghubung  USB,  power  jack,  ICSP  header, dan tombol reset. Bagian ini sangat dibutuhkan untuk  mendukung  mikrokontroler.  Contoh, menghubungkan  Arduino  ke  komputer  dengan kabel  USB  atau  memberikan  tegangan  AC  ke DC  adaptor  atau  baterai  untuk  memulainya. Perbedaan  mendasar  dari  sebelumnya  adalah tidak  menggunakan  chip  FTDI  dan  sebagai gantinya  mengunakan  Atmega8U2  yang diprogram  sebagai  converter  USB-to-serial. Perubahan ini cukup membantu dalam instalasi software Arduino
Dalam pembuatan alat system prosessingnya menggunakan  arduino  uno.  Spesifikasi  arduino uno ini mempunyai I/O sebanyak 14 pin Digital yang  dapat  difungsikan  sebagai  masukan  atau keluaran  (terdapat  6  pin  yang  bisa  digunakan untuk  PWM).Arduino  uno  juga  memiliki  6 input  analog.  Arduino  secara  umum  bekerja pada  tegangan  5  volt.  Arus  untuk  semua  pin adalah  50  mA.  Memiliki  krystal  16 Mhz,koneksiusb, jack adapter, dantombol reset. Berikut  adalah  bentuk  arduino  uno  bias  dilihat pada gambar berikut
Gambar 1. Arduino uno

## 3.2 Sensor Ultrasonic HC-SR04
Sensor  ultrasonic  adalah  sensor  yang berfungsi  untuk  merubah  besaran  fisis  (suara) menjadi besaran listrik maupun sebaliknya yang dikonversi  menjadi  jarak.  Konsep  dasar  dari sensor  ini  yaitu  memanfaatkan  prinsip pemantulan gelombang suara ultrasonic (gelombang  suara  yang  memiliki  frekuensi tinggi  yaitu  pada  kisaran  40  kHz)  yang  dapat diaplikasikan  untuk  menghitung  jarak  benda dengan  frekuensi  yang  ditentukan  sesuai dengan sumber oscillator

## Gambar 2. Sensor ultrasonic HC-SR04
Berikut spesifikasi sensor jarak ultrasonic 1) Jarak pengukuran antara 3cm – 3m.
2)  Input  trigger-positive  TTL  pulse,  2µs  min, 5µs tipikal.
3) Echo hold off 750µs dari fall of trigger pulse.
4) Delay before next measurement 200µs.
5)  Burst  indicator  LED  menampilak  aktifitas sensor.  Sensor  jarak  mendeteksi  jarak  obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonic  selama  200µs  kemudian  mendeteksi pantulannya.  Sensor  jarak  PING  memancarkan gelombang  ultrasonik  sesuai  dengan  kontrol dari  mikrokontroler  pengendali  (pulsa  trigger dengan  timeout  minimanl  2µs).  gelombang utrasonik  ini  melalui  udara  dengan  kecepatan 344  meter  per  detik,  mengenai  obyek  dan memantul  kembali  ke  sensor.  Mengeluarkan pulsa  output  high  pada  pin  SIG  setelah memancarkan gelombang ultrasonic dan setelah gelombang  pantulan  terdeteksi  akan  membuat output  low  pada  pin  SIG.  Lebar  pulsa  High akan  sesuai  dengan  lama  waktu  tempuh gelombang  ultrasonic  untuk  2  kali  jarak  ukur dengan obyek.
Cara  kerja  sensor  ini  dimulai  dari gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu yang  dibangkitkan  melewati  alat  yang  disebut juga  dengan  nama  piezoelektrik  sebagai transmitter.  Alat  ini  akan  menghasilkan gelombang    ultrasonik    yang  berfrekuensi 40kHz  (sesuai  dengan  osilator  yang  terpasang
pada  sensor).  Biasanya  alat  ini  akan memancarkan gelombang pada suatu target dan jika  sudah  mengenai  permukaan  target,  maka gelombang tersebut akan terpantulkan kembali.Pantulan  gelombang  tersebut  akan diterima  oleh  piezoelektrik  (receiver)  dan kemudian sensor akan mengkalkulasi perbedaan  antara  waktu  pengiriman  dan  waktu gelombang pantul yang diterima.
Rumus  jarak  benda  dapat  dihitung  dengan rumus sebagai berikut S = 340.t/2
S = Jarak t = Selisih waktu dipancarkan dan waktu diterima gelombang

## 3.3 Module Motor driver L2986N
Driver  motor  L298N  merupakan  module driver motor DC yang paling banyak digunakan atau  dipakai  di  dunia  elektronika  yang difungsikan  untuk  mengontrol  kecepatan  serta arah perputaran motor DC. IC L298 merupakan sebuah  IC  tipe  H-bridge  yang  mampu mengendalikan  beban-beban  induktif  seperti relay,  solenoid,  motor  DC  dan  motor  stepper. Kelebihan akan modul driver motor L298N ini yaitu  dalam  hal  kepresisian  dalam  mengontrol motor  sehingga  motor  lebih  mudah  untuk dikontrol.
Gambar 3. Module Motor driver L2986N

## 3.4 Motor DC
Motor arus searah (motor DC) adalah mesin yang merubah energi listrik arus searah menjadi energi  mekanis  yang  berupa  putaran.  Hampir pada  semua  prinsip  pengoperasiannya,  motor arus  searah  sangat  identik  dengan  generator arus searah. Kenyataannya  mesin  yang  bekerja baik sebagai generator arus searah akan bekerja baik pula sebagai motor arus searah. Oleh sebab itu  sebuah  mesin  arus  searah  dapat  digunakan baik  sebagai  motor  arus  searah  maupun generator  arus  searah.  Berdasarkan  fisiknya motor  arus  searah  secara  umum  terdiri  atas bagian  yang  diam  dan  bagian  yang  berputar. Pada  bagian  yang  diam  (stator)  merupakan tempat  diletakkannya  kumparan  medan  yang berfungsi  untuk  menghasilkan  fluksi  magnet sedangkan  pada  bagian  yang  berputar  (rotor) ditempati  oleh  rangkaian  jangkar  seperti kumparan  jangkar,  komutator  dan  sikat.  Motor arus  searah  bekerja  berdasarkan  prinsip interaksi  antara  dua  fluksi  magnetik.  Dimana kumparan  medan  akan  menghasilkan  fluksi magnet  yang  arahnya  dari  kutub  utara  menuju kutub  selatan  dan  kumparan  jangkar  akan menghasilkan  fluksi  magnet  yang  melingkar. Interaksi  antara  kedua  fluksi  magnet  ini menimbulkan suatu gaya.
Karakteristik  yang  dimiliki  suatu  motor  dc dapat  digambarkan  melalui  kurva  daya  dan kurva  torsi/kecepatannya,  dari  kurva  tersebut dapat dianalisa batasan-batasan kerja dari motor serta daerah kerja optimum dari motor tersebut.

## Gambar 5. Hubungan Torsi dan Kecepatan
Dari gambar 5 terlihat hubungan antara torsi dan  kecepatan  suatu  motor  dc  tertentu.  Dari grafik  terlihat  bahwa  torsi  berbanding  terbalik dengan  kecepatan  putaran.  Dengan  kata  lain terdatpat  trade  off  antara  besar  torsi  yang dihasilkan  motor  dengan  kecepatan  putaran
motor.  Dua  karakteristik  penting  terlihat  dari grafik yaitu:
1. Stall torque, menunjukkan titik pada grafik di mana  torsi  maksimum  tetapi  tidak  ada  putaran pada motor.
2. No load speed, menunjukkan titik pada grafik di  mana  terjadi  kecepatan  putar  maksimum tetapi tidak ada beban pada motor.
Analisa  terhadap  grafik  dilakukan  dengan menghubungkan  kedua  titik  tersebut  dengan sebuah garis, di mana persamaan garis tersebut dapat  ditulis  di  dalam  fungsi  torsi  atau kecepatan  sudut.    =−    =(−)./    Dengan memasukan  persamaan  torsi  dan  kecepatan  ke dalam  persamaan  daya  diperoleh  (Ranti Permata  Sari,  2010):  ()=−  +    ()=−  +  Dari persamaan daya terlihat bahwa daya merupakan perkalian  antara  torsi  dan  kecepatan  sudut. Dimana  di  dalam  grafik  ditunjukkan  oleh  luas daerah  persegi  di  bawah  kurva  torsi  dan kecepatan.

## 3.5 Rangkain Prototype
Penggerak  pintu  pagar  otomatis  yang tersusun atas sensor sidik jari sebagai keamanan dan switching. Sensor ini dapat menyimpan 163 sidik jari pada memori internalnya. Driver relay sebagai  pembalik  polaritas  untuk  motor  dc, motor  dc  sebagai  penggerak  beban,  pagar sebagai  beban,  power  supply,  dan  kabel penghubung
Gambar 6. Rangkain Prototype
Gambar 7. Rangkain Prototype
Gambar 8. Rangkain Prototype
3.6 Hasil Dan Pembahasan
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengujian alat  pada  prototipe  sistem  pengendali  pintu pagar  otomatis  berbasis  arduino  yang bertujuan  untuk  dapat  mengetahui  apakah seluruh rangkaian bekerja sesuai dengan yang diharapkan,  dengan  dilakukan  pengujian  ini maka prototipe dapat dikatakan telah siap dan berhasil  apabila  seluruh  rangkaian  berjalan sesuai  dengan  baik.  Pada  pengujian  ini seluruh  sistem  digabungkan  dan  diuji bersamaan, sistem tersebut adalah:
a. Sistem pembuka pagar dengan sensor
ultrasonic
Pada  penelitian  ini  dilakukan  percobaan sebanyak  50  kali  dengan  5  macam  mobil mainan  yang  berada  didepan  pintu  pagar, secara  umum  hampir  semua  percobaan berjalan dengan baik dan bisa membuka pintu secara  otomatis.  Pada  percobaan  terakhir terdapat  dua  kegagalan  dikarenakan  posisi mobil  terlalu  mendekati  samping  kanan  atau kiri  dari  pintu  pagar  sehingga  salah  satu sensor  ultrasonik  tidak  bisa  membaca  seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1.
T abel 1. Hasil pengujian sistem pintu otomatis
No  Percobaan Uji Coba pintu 1 Percobaan 1 10 kali 10 kali  0 kali 2 Percobaan 2 10 kali 10 kali  0 kali 3 Percobaan 3 10 kali 10 kali  0 kali 4 Percobaan 4 10 kali 10 kali  0 kali 5 Percobaan5 10 kali 8 kali 2 kali Total 50 kali 48 kali  2 kali
Pada pengukuran yang pertama yaitu di titik uji  input  rangkaian,  dapat  dianalisa  bahwa terdapat  beberapa  kondisi/keadaan  yaitu standby  (keadaan  siap),  open  pintu  gerbang, close  pintu  gerbang.  Dimana  perantara  untuk membuka  atau  menutup  pintu  gerbang  adalah melalui  sebuah  sensor  ultrasonik.  Nilai  yang didapatkan pada saat pengukuran adalah “high” dan “low” sesuai dengan titik hubungnya.

## 4. PENUTUP

## 4.1. KESIMPULAN
Dari  serangkaian  penelitian,  pengujian,  dan analisa yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1) Kondisi  optimal  saat  kondisi  motor  dc menggerakkan  pagar  secara  forward  dan backward  yaitu  antara  rentang  tegangan 18,3 – 21,6 Vdc.
2) Secara  matematis  motor  dc  yang digunakan pada penelitan dapat menggerakkan  benda  maksimal  sebesar 69,02 kg.
3) Pada  penelitian,  prototype  ini  hanya mampu menggerakkan benda sebesar 50kg karena  konstruksi  benda  yang  kurang sempurna  dan  pergesekkan  antara  gird  an rantai
Hasil  rancang  bangun  pagar  otomatis ini mempunyai spesifikasi Sumber listrik pada Arduino  menggunakan  adaptor  12V,  ini sesuai  dengan  datasheet  arduino  ketika  ingin menggukan output power 5V pada tiap piranti Arduino  maka  catu  daya  yang  di  berikan antara  8  –  12V  agar  arduino  memberikan output  5V  yang  stabil.  Kemudian  program pada  tiap  mikrokontroler  telah  di  uploads  ke dalam mikrokontroler tersebut, maka pengujian keseluruhan dapat dilakukan.

## SARAN
Saran dari penelitian ini adalah:
1)  untuk  pengembangan  alat  ini  sebaiknya menambahkan  auotlock  door  supaya  pagar tidak  bisa  digerakkan  saat  keadaan  motor  dc diam.
2)  untuk  keamanan  yang  lebih  canggih sebaiknya  memadukan  system  biometrik lainnya seperti memadukan biometrik sidik jari dengan wajah dan mata.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdul Azis. Apriyadi, Nur Fajri. dan Usman., Rahmansyah  (2017).  Rancang  Bangun Pagar  Otomatis  dengan Finger  Print Berbasis Mikrokontroller. Jurnal Teknologi Terapan. Volume 3(1).38-39.
Lathif, Naslim. 2001. Aplikasi Sidik Jari Untuk Sistem  Presensi  Menggunakan  Magic Secure  2500.  (Makalah  Seminar  Tugas Akhir). Universitas Diponegoro. Semarang Mujiman.  2008.  Pintu  Otomatis  Berpengunci Waktu  Berbasis  Mikrokontroler  AT89C51. (Jurnal Teknologi, Vol. 1, No. 1, 2008: 58 – 67). Institut Sains dan Teknologi AKPRIND. Yogyakarta.
Oroh, Joyner R. 2014. Rancang Bangun Sistem Keamanan Motor Dengan Pengenalan Sidik Jari.  (e-Journal  Teknik  Elektro  dan
Komputer (2014), ISSN 23018402).
Universitas Sam Ratulangi. Manado.
Sarwoko,  Eko  Adi.  2006.  Mekanisme  Sistem
Identifikasi  Biometrik.  (Prosiding  Seminar Nasional SPMIPA). Universitas Diponegoro. Semarang. Anonim.  2013.  Arduino  Uno.  Arduino. Milanhttp://arduino.cc/en/Main/arduinoBoar dUno. Anonim.2014. ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/PD at asheetSumaryAtmel.California. www.atmel.com.DatasheetAVRAtmega328
Simbolon,  Pahala  Alpha  Rinaldo.  2011.
Aplikasi Sensor Ultrasonik Sebagai Pengendali  Level  Ketinggian  Air  Secara Otomatis Dengan Menggunaka
Mikrokontroler  ATmega  8535.  (Tugas Akhir). Universitas Sumatera Utara. Medan. Zuhal, 1988. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Gramedia. Jakarta.
Sari,  Ranti  Permata.  2010.  Penalaan  Parameter Kontrol  PID  Dengan  Metode  Heuristic, Aplikasi:  Sistem  Pengendalian  Kecepatan Motor DC. (Tugas Akhir). Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.
Sularso.  1978.  Dasar  Perencanaan  dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita. Jakarta.