## E-Journal Teknik Elektro dan Komputer (2014), ISSN : 2301-8402

## Rancang Bangun Alat Pengontrol Motor Listrik Menggunakan Suara Manusia Berbasis Mikrokontroler
Jeffry Romei Pardosi. (1) , Janny O. Wuwung. (2) , Elia Kendek Allo. (3) , Dringhuzen J. Mamahit. (4)
(1)Mahasiswa, (2)Pembimbing 1, (3)Pembimbing 2, (4)Pembimbing 3
Jeff_xenodutz@yahoo.com (1) , jannywuwung@yahoo.com (2)
Jurusan Teknik Elektro-FT. UNSRAT,  Manado-95115
Abstrak  -  Perkembangan  teknologi  elektronik  di  era modern  saat  ini  memang  sangat  membantu  manusia  dalam melakukan  berbagai  hal.  Pengontrolan  motor  listrik  khususnya kipas dengan menggunakan perintah suara berbabasis mikrokontroler  dapat  memudahkan  kita  untuk  menghidupkan, mengatur  kecepatan  atau  mematikan  perangkat  elektronik  berupa kipas  atau  sebagainya,  tanpa  harus  berjalan  menuju  titik  saklar dan  menekannya  tetapi  cukup  menyebutkan  perintah  suara  yang sudah  ditentukan.  Alat  ini  menggunakan  mikrokontroler  Arduino Duemilanove    untuk  mengontrol  alat  –  alat  elektronik  yang  akan dikendalikan.  Prinsip  kerja  alat  ini  adalah  dengan  menggunakan tiga perintah utama menggunakan suara, yaitu untuk  menyalakan, mengatur  kecepatan  dan  mematikan  barang  elektronik  tersebut. Alat  ini  memerlukan  pelatihan  khusus  dari  pembicara  untuk mengenali frekuensi suara yang telah ditetapkan.
Kata kunci: Frekuensi suara, Mikrokontroler Arduino, Motor listrik, Perintah suara
Abstract - Developments  of  electronic  technology  in  the modern  era  of  today  is  a  very  helpful  man  doing  things.  Controlling the  electric motor particularly fan by using the voice command based microcontroller  can  help  us  to  turn  on,  adjust  the  speed  or  turn  off electronic  devices  such  as  fan  or  so  when  it  was  developed  without having to run to the point of the switch and pressing but enough said predetermined voice commands. This tool uses  Arduino Duemilanove microcontroller  to  control  the  tools  an  electronic  device  that  will  be controlled.    Working  principle  of  this  tool  is  to  use  the  three  main commands using voice, to turn on, adjust the speed and off electronic devices. This tools  requires special training of speaker then the tool is more directed at a predetermined sound frequency.
Key words: Arduino Microcontroller, Electric motor, Sound frequency, Voice command

## I. PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  di  zaman  sekarang  ini  berjalan dengan sangat cepat. Berbagai macam karya teknologi diciptakan untuk  memudahkan  manusia  dalam  menjalankan  segala  macam bentuk  aktivitas  sehari-hari.  Dengan  berkembangnya  teknologi dan  semakin  banyaknya  kesibukan  manusia,  membuat  orang berpikir untuk dapat bekerja lebih efektif dan efisien. oleh karna itu salah satu caranya dengan mengganti piranti mekanik menjadi piranti otomatis dengan maksud untuk menekan biaya, waktu dan tenaga.
Pengontrol  motor  listrik  menggunakan  modul  sensor  suara untuk  menerima  informasinya  merupakan  salah  satu  perangkat otomatis  yang  menjadi  solusi  untuk  masalah  di  atas. Pengontrol lmotor listrik dalam tugas akhir ini mengarah pada prinsip kerja dimana  bila  ada  suara  manusia  yang  bergema  sebagai  sumber informasi  yang  diterima  oleh sensor suara sehingga motor dapat terkontrol kecepatannya.
Maksud  dari  pengontrolan  motor  listrik  pada  tugas  akhir ini  adalah  untuk  mengatur  kecepatan  pada  peralatan  elektronik menggunakan  motor  listrik  sebagai  penggeraknya,dengan menggunakan  suara  manusia  sebagai  pengganti  saklar  manual. Pengontrol  motor  pada  tugas  akhir  ini  menggunakan  suara manusia bukan hanya sebagai pengontrol hidup mati motor tapi juga  dapat  mengontrol  kecepatan  putaran  pada  motor  tersebut dengan menggunakan mikrokontroler, dimana ketika dihubungkan  pada  sensor  suara,mikrokontroler  dapat  juga digunakan  untuk  merubah  atau  mengatur  jumlah  daya  yang diberikan pada beban, sesuai dengan perintah melalui suara.

## II. LANDASAN TEORI

## A. Sistem Pengenal Ucapan ( Speech  Recognition System )
Sistem  pengenal  suara  atau  speech  recognition  system merupakan sebuah system yang menggunakan mikrofon sebagai alat  input  kemudian  mengubah  sinyal  inputan  analog  menjadi sinyal  digital  dan  membandingkan  pola-pola  listrik  yang dihasilkan  oleh  suara  atau  ucapan  (suara  input)  dengan sekumpulan  data  pola  rekaman  terlatih  yang  tersimpan  di komputer.  System  ini  dapat  mengerjakan  dua  tugas,  yaitu mengubah  pola  suara  ke  tulisan  dan  mengeluarkan  perintah suara untuk mengontrol computer. System pengenalan suara ini harus mampu mengatasi beragam kesulitan, misalnya perbedaan suara, pelafalan dan aksen.
Pengenalan  suara  sendiri  terbagi  menjadi  dua  kategori, yaitu, Piranti pengenalan kata dan Piranti pengenalan kalimat.
Piranti  pengenalan  kata  (word  recognation)  yang  mampu merespon ucapan-ucapan secara individu atau perintah-perintah yang  menggunakan  teknik  yang  dikenal  sebagai  speaker verification. Disini  sistem akan membangkitkan suatu template untuk mengenali suara user.
Piranti  pengenalan  kalimat  (speech  recognition)  yang mampu  mengenali  hubungan  antar  kata  terucap  di  dalam kalimat  atau  frase.  Teknik-teknik  statistik  dipakai  dalam  pola perekaman  suara  yang  akan  dicocokan  dengan  kata-kata terucap.
Ada 2 tipe Speech Recognition dilhat dari ketergantungan pembicara  yaitu,  Independent  Speech  Recognition  dan Dependent Speech Recognition.
Independent  Speech  Recognition,yaitu  sistem  pengenal ucapan  tanpa  terpengaruh  dengan  siapa  yang  berbicara,  tetapi mempunyai  keterbatasan  dalam  jumlah  kosakata.  Model  ini akan mencocokan setiap ucapan dengan kata yang dikenali dan memilih  yang  sangat  mendekati  kata  yang  cocok.Untuk mendapatkan  kecocokan  kata  yang  diucapkan  maka  digunakan model  statistik  yang  dikenal  dengan  nama  Hidden  Markov Model (HMM).
Dependent  Speech  Recognition,yaitu  sistem  pengenal ucapan  yang  memerlukan  pelatihan  khusus  dari  pembicara, dimana  hasil  pelatihan  dari  masing-masing  pembicara  akan
E-Journal Teknik Elektro dan Komputer (2014
disimpan  dalam  sebuah  profil.  Profil  inilah  yang  nantinya digunakan untuk berinteraksi dengan sistem pengenal ucapan dan sistem  akan  bergantung dengan  siapa  yang berbicara.  Sistem ini biasanya lebih mudah untuk dikembangkan, di sudah  dibuat  sebelumnya  dan  disimpan  dalam  database  (basis data)  dan  jumlah  kosakatanya  lebih  besar  dibandingkan  dengan independent  speech  recognition.  Proses  pengenalan  ucapan dengan  cara  membandingkan  ucapan  pembicara  dengan  contoh suara yang ada.
Saat ini sistem pengenal ucapan telah  menggunakan model statistik  untuk  menentukan  dengan  tepat  kata  yang  dimaksud. Menurut  John  Garofolo,  Speech  Group  Manager Information  Technology  Laboratory  di  National  Institute  of Standards  and  Technologi,  model  statistik  yang  sangat mendominasi  adalah  Hidden  Markov  Model Networks.  Tetapi  yang  paling  sering  digunakan  adalah Markov  Model.  Pada  gambar  1  ditunjukan  dimana  setiap  fonem dihubungkan  seperti  rantai,  dan  rangkaian  ra merupakan kata.
Sumber  sinyal  yang  berasal  dari  ucapan  seseorang dinyatakan  sebagai  Speech  Waveform. kemudian  dicari  ciri pentingnya  yang  dapat  membedakan  antara satu  sinyal  dengan  sinyal  lain.  Pengungkapan  ciri  dilakukan dengan  pengolahan  sinyal. Hasil  dari  pengolahan  dan  analisis sinyal  adalah  deretan  vektor  ciri  ucapan,  dinyatakan  sebagai spectral  feature  vector.  Vektor-vektor  ini  dilatih  menggunakan jaringan  syaraf  tiruan.  Pelatihan  dimaksudkan  agar  pemrosesan vektor dapat dilakukan dengan cepat. Hasil dari pelatihan berupa deretan  fonem-fonem  yang membentuk data ucapan. Pemodelan fonem  ini  menggunakan  model  akustik  Hidden  Markov  Model (HMM). Proses  pencarian  kesamaan  data  fonem  dilakukan dengan menggunakan N-gram Grammar dan menggunakan  algoritma  Viterbi.  Proses  ini  melihat  nilai  total penjajaran  terbaik.  Dari  penjajaran  ini  diperoleh  deretan  kata yang terpilih dan diasumsikan yang paling benar, tampak hasil “ need a” pada gambar 2.
Gambar 1. Model Statistik Fonem berdasarkan Hidden Markov Model
Gambar 2. Contoh Penjabaran Teknis Sistem Pengenalan Ucapan
(2014), ISSN : 2301-8402
disimpan  dalam  sebuah  profil.  Profil  inilah  yang  nantinya digunakan untuk berinteraksi dengan sistem pengenal ucapan dan sistem akan bergantung  dengan  siapa  yang berbicara.  Sistem ini biasanya lebih mudah untuk dikembangkan, dimana contoh suara sudah  dibuat  sebelumnya  dan  disimpan  dalam  database  (basis data)  dan  jumlah  kosakatanya  lebih  besar  dibandingkan  dengan
.  Proses  pengenalan  ucapan dengan  cara  membandingkan  ucapan  pembicara  dengan  contoh
menggunakan model statistik  untuk  menentukan  dengan  tepat  kata  yang  dimaksud.
Speech  Group  Manager  pada National  Institute  of
,  model  statistik  yang  sangat Hidden  Markov  Model  dan  Neutral
.  Tetapi  yang  paling  sering  digunakan  adalah  Hidden
dimana  setiap  fonem dihubungkan  seperti  rantai,  dan  rangkaian  rantai  yang  komplit
Sumber  sinyal  yang  berasal  dari  ucapan  seseorang Sumber  sinyal  ini kemudian  dicari  ciri pentingnya  yang  dapat  membedakan  antara satu  sinyal  dengan  sinyal  lain.  Pengungkapan  ciri  dilakukan
Hasil  dari  pengolahan  dan  analisis sinyal  adalah  deretan  vektor  ciri  ucapan,  dinyatakan  sebagai vektor  ini  dilatih  menggunakan jaringan  syaraf  tiruan.  Pelatihan  dimaksudkan  agar  pemrosesan dilakukan dengan cepat. Hasil dari pelatihan berupa fonem  yang  membentuk data ucapan. Pemodelan

## Hidden  Markov  Model
Proses  pencarian  kesamaan  data  fonem  dilakukan an dikodekan kembali Proses  ini  melihat  nilai  total penjajaran  terbaik.  Dari  penjajaran  ini  diperoleh  deretan  kata yang terpilih dan diasumsikan yang paling benar, tampak hasil “I
Statistik Fonem berdasarkan Hidden Markov Model

## B. Sensor Suara
Sensor  suara  adalah  sebuah  alat  yang  mampu mengubah  gelombang  Sinusioda sinus  energi  listrik  (Alternating  Sinusioda  Electric  Current Sensor  suara  bekerja  berdasarkan  besar/kecilnya  kekuatan gelombang  suara  yang  mengenai  membran  sensor  yang menyebabkan  bergeraknya  membran sensor  yang  juga  terdapat sebuah  kumparan  kecil  di  balik  membran  tadi  naik  d Oleh  karena  kumparan  tersebut    sebenarnya  adalah  ibarat sebuah pisau yang berlubang- naik-turun,  ia  juga  telah  membuat  gelombang  magnet  yang mengalir  melewatinya  terpotong kumparan  menentukan  kuat- dihasilkannya.
C.

## Microphone
Microphone  adalah  komponen  elektronika  dimana  cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan  menghasilkan  sinyal  listrik  dan  lain ada  dua  jenis  microphone  yaitu gambar 4 ) dan dynamic microphone Microphone Condenser
Microphone tipe ini tersusun atas 2 keping plat tipis yang berfungsi  untuk  menangkap  gelombang  suara.  Cara  kerjanya sederhana,  gelombang  suara  yang  masuk  akan  menggetarkan kedua  plat  ini  sehingga  membentuk  sinyal kemudian diteruskan ke pre-amplifie
Karena  hanya  menggunakan  2  plat  yang  bisa  disesuaikan ukuranya,  maka  mic  condenser dan  ringan.  Karena  kecil,  mic  condenser dalam  berbagai  perangkat  elektronik  seperti  ponsel, headphone,  dll.  Mic  tipe  ini  harus  menggunakan  daya  dalam pengoperasiannya.  Jika  tidak  maka bekerja. Daya yang digunakan sedikit saja sehingga hemat Cara kerjanya ditunjukan pada gambar 3.
Gambar 3. Cara kerja Microphone Conden
41

## Sensor  suara  adalah  sebuah  alat  yang  mampu
Sinusioda  suara  menjadi  gelombang Alternating  Sinusioda  Electric  Current). Sensor  suara  bekerja  berdasarkan  besar/kecilnya  kekuatan gelombang  suara  yang  mengenai  membran  sensor  yang menyebabkan  bergeraknya  membran sensor  yang  juga  terdapat sebuah  kumparan  kecil  di  balik  membran  tadi  naik  dan  turun. Oleh  karena  kumparan  tersebut    sebenarnya  adalah  ibarat -lubang maka pada saat ia bergerak turun,  ia  juga  telah  membuat  gelombang  magnet  yang mengalir  melewatinya  terpotong-potong.  Kecepatan  gerak -lemahnya  gelombang  listrik  yang
adalah  komponen  elektronika  dimana  cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan  menghasilkan  sinyal  listrik  dan  lain-lain.  Secara  umum yaitu  microphone  condenser  (  lihat dynamic microphone.
tipe ini tersusun atas 2 keping plat tipis  yang berfungsi  untuk  menangkap  gelombang  suara.  Cara  kerjanya sederhana,  gelombang  suara  yang  masuk  akan  menggetarkan kedua  plat  ini  sehingga  membentuk  sinyal-sinyal  audio  yang amplifier untuk dikuatkan.
Karena  hanya  menggunakan  2  plat  yang  bisa  disesuaikan mic  condenser ini  memiliki  ukuran  yang  kecil mic  condenser  banyak  digunakan dalam  berbagai  perangkat  elektronik  seperti  ponsel,  handsfree,
,  dll.  Mic  tipe  ini  harus  menggunakan  daya  dalam pengoperasiannya.  Jika  tidak  maka  mic  condenser  tidak  akan bekerja. Daya yang digunakan sedikit saja sehingga hemat. Cara kerjanya ditunjukan pada gambar 3.

## Cara kerja Microphone Condenser
Gambar 5. Cara kerja Microphone
Gambar 6. Bentuk fisik Rotor Sangkar dan Rotor Belitan

## Microphone Dynamic ( gambar 5 )
Microphone ini tersusun dari gulungan mengelilingi sebuah magnet silinder. Penyusun seperti  spul  loadspeaker,  hanya  saja,  jika  loudspeaker sedikit  (impedansi  4-16  ohm)  maka  spul banyak  dan  lebih  panjang  gulungannya  (impedansi ohm).

## D. Motor Induksi
Motor  induksi  ac  adalah  motor  yang  paling  sering digunakan  sebab  motor  ini  relatif  sederhana  dan  dapat  dibuat dengan  lebih  murah  dibandingkan  dengan  yang  lain.  Motor induksi dapat dibuat baik untuk jenis tiga-fase maupun satu karena  pada  motor  induksi  tidak  ada  tegangan  eksternal  yang diberikan  pada  rotornya.  Sebagai  penggantinya  arus  ac  pada stator  menginduksikan  tegangan  pada  celah  udara  dan  pada lilitan  rotor  untuk  menghasilkan  arus  rotor  dan  medan  magnet. Medan  magnet  stator  dan  rotor  kemudian  berinteraksi  dan menyebabkan  rotor  berputar.  Bentuk  fisiknya  dapat  dilihat  pada gambar 6.

## Rotor Sangkar ( squirrel cage rotor )
Konstruksi  rotornya  sangat  sederhana,  yaitu  merupakan  besi pejal dengan konduktor rotor sebagai rangka.

## Rotor belitan ( wound rotor )
Rotornya  memiliki  belitan  tiga  fasa  dengan  jumlah  kutub  yang sama  dengan  stator.  Belitan  rotor  ini  juga  diberikan  tambahan Resistansi luar yang terhubung melalui slip-ring
(2014), ISSN : 2301-8402

## Microphone Dnamic
Bentuk fisik Rotor Sangkar dan Rotor Belitan

## gulungan  spul (coil)  yang
Penyusun mic tipe ini sama loudspeaker  spulnya pada  mic  ini  lebih
(impedansi  sekitar  600
Motor  induksi  ac  adalah  motor  yang  paling  sering digunakan  sebab  motor  ini  relatif  sederhana  dan  dapat  dibuat dengan  lebih  murah  dibandingkan  dengan  yang  lain.  Motor fase maupun satu-fase, pada  motor  induksi  tidak  ada  tegangan  eksternal  yang diberikan  pada  rotornya.  Sebagai  penggantinya  arus  ac  pada stator  menginduksikan  tegangan  pada  celah  udara  dan  pada lilitan  rotor  untuk  menghasilkan  arus  rotor  dan  medan  magnet.
rotor  kemudian  berinteraksi  dan Bentuk  fisiknya  dapat  dilihat  pada
Konstruksi  rotornya  sangat  sederhana,  yaitu  merupakan  besi .
Rotornya  memiliki  belitan  tiga  fasa  dengan  jumlah  kutub  yang sama  dengan  stator.  Belitan  rotor  ini  juga  diberikan  tambahan ring.
Gambar 7.
Gambar 8.

## E. Arduino Duemilanove
Arduino  adalah  sebuah  kit  elektronik dirancang  khusus  untuk  memudahkan  setiap  orang  dalam belajar  membuat  robot  atau  mengembangkan  perangkat elektronik  yang  dapat  berinteraksi  dengan  bermacam sensor  dan  pengendali.  Papan  Arduino  tipe  USB  dapat  di  lihat pada gambar 7
Secara  umum  Mikrokontroller  Arduino  Duemilanove ATmega 328 ini termasuk dalam keluarga mikrokontroller (Alf  and  Vegard`s  Risc  processor) dikelompokan  menjadi  tiga  kelas,  yaitu  Tiny  AVR,AT90Sxx dan ATmega. Pada dasarnya yang membedakan masing kelas adalah memori, peripheral
Papan Arduino menggunakan mikrokontroler ATmega328.  Papan  ini  mempunyai  14  pin  input/output  digital (enam diantaranya dapat digunakan untuk  output PWM), enam buah input analog, 16 MHz crystal oscillator ICSP header dan tombol reset. Hampir semua yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler sudah tersedia, penggunaannya  cukup  dengan  menghubungkan  ke  komputer dengan  menggunakan  kabel  USB  atau  dengan  memberikan daya menggunakan adapter AC

## F.      ATmega 328
Atmega328  merupakan  tipe  AVR  yang  telah dilengkapi  dengan  8  saluran  ADC  internal  dengan  fidelitas  10

## 7. Papan Arduino tipe USB
. Arsitektur ATmega328
Arduino  adalah  sebuah  kit  elektronik  open  source  yang dirancang  khusus  untuk  memudahkan  setiap  orang  dalam belajar  membuat  robot  atau  mengembangkan  perangkat elektronik  yang  dapat  berinteraksi  dengan  bermacam-macam
Papan  Arduino  tipe  USB  dapat  di  lihat
krokontroller  Arduino  Duemilanove ATmega 328 ini termasuk dalam keluarga mikrokontroller AVR (Alf  and  Vegard`s  Risc  processor).  Dimana  AVR  dapat dikelompokan  menjadi  tiga  kelas,  yaitu  Tiny  AVR,AT90Sxx dan ATmega. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing
peripheral dan fungsinya.
Papan Arduino
menggunakan
mikrokontroler
ATmega328.  Papan  ini  mempunyai  14  pin  input/output  digital (enam diantaranya  dapat digunakan untuk output  PWM), enam crystal oscillator, sambungan USB, dan tombol reset. Hampir semua yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler sudah tersedia, penggunaannya  cukup  dengan  menghubungkan  ke  komputer dengan  menggunakan  kabel  USB  atau  dengan  memberikan daya menggunakan adapter AC ke DC atau dengan baterai.
Atmega328  merupakan  tipe  AVR  yang  telah dilengkapi  dengan  8  saluran  ADC  internal  dengan  fidelitas  10
E-Journal Teknik Elektro dan Komputer (2014), ISSN : 2301-8402 bit.Dalam mode operasinya, ADC ATmega328 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input.  Selain  itu,  ADC  ATmega328  memiliki  konfigurasi pewaktuan,  tegangan  referensi,  mode  operasi,  dan  kemampuan filter  derau  yang  amat  fleksibel,  sehingga  dengan  mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.
ATmega328  memiliki  3  modul  timer  yang  terdiri  dari dua  buah  timer/counter  8  bit  dan  1  buah  timer/counter  16  bit. Ketiga  modul  timer/counter  ini  dapat  diatur  dalam  mode  yang berbeda  secara  individu  dan  tidak  saling  mempengaruhi  satu sama lain.Selain itu, semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai  sumber  interupsi.  Masing-masing  timer/counter  ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.
Mikrokontroller  ATmega328  memiliki  arsitektur  Harvard, yaitu  memisahkan  memori  untuk  kode  program  dan  memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.
Instruksi  –  instruksi  dalam  memori  program  dieksekusi dalam  satu  alur  tunggal,  dimana  pada  saat  satu  instruksi dikerjakan  instruksi  berikutnya  sudah  diambil  dari  memori program. Konsep inilah  yang memungkinkan instruksi -instruksi dapat  dieksekusi  dalam  setiap  satu  siklus  clock.  32  x  8-bit register  serba  guna  digunakan  untuk  mendukung  operasi  pada ALU  (  Arithmatic Logic unit )  yang dapat dilakukan  dalam  satu siklus.  6  dari  register  serbaguna  ini  dapat  digunakan  sebagai  3 buah  register  pointer  16-bit  pada  mode  pengalamatan  tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data.
Ketiga  register  pointer  16-bit  ini  disebut  dengan  register X  (  gabungan  R26  dan  R27  ),  register  Y  (  gabungan  R28  dan R29 ), dan register Z (  gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi  AVR  memiliki  format  16-bit.  Setiap  alamat  memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.
Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan  dengan  teknik  memory  mapped  I/O  selebar  64  byte. Beberapa  register ini  digunakan  untuk  fungsi  khusus  antara  lain sebagai  register  control  Timer  /  Counter,  Interupsi,  ADC, USART,  SPI, EEPROM,  dan  fungsi  I/O  lainnya.  Register  – register    ini  menempati  memori  pada  alamat  0x20h  –  0x5Fh. Arsitektur ATmega328 dapat dilihat pada gambar 8.

## III. PERANCANGAN SISTEM

## A. S k e m a  P e r a n c a n g a n  S i s t e m
Diagram blok dari sistem yang telah dirancang dapat dilihat pada gambar 9.

## B. Perancangan Catu Daya untuk Mikrokontroler

## Catu daya yang digunakan untuk mikrokontroller Arduino
Duemilanove  adalah  +5V,  catu  daya  ini  menggunakan  trafo biasa  yang  berfungsi  untuk  menurunkan  tegangan  AC220V  ke tegangan  AC  +5V,  yang  kemudian  dilewatkan  pada  diode bridge  (dioda  penyearah).  Sehingga  dapat  menghasilkan tegangan  DC  walaupun  masih  mengandung  ripple,  dan  untuk menghilangkan  ripple  digunakan  kapasitor  2200  µF  yang dikaitkan dengan IC regulator  7805  sehingga dapat menghasilkan tegangan yang mendekati 5V ( gambar 10 ).

## C.  Perancangan Catu Daya untuk Relay
Catu daya berfungsi mensuplai arus dan tegangan ke relay, dimana relay memerlukan tegangan 12 volt. Pada catu daya +12 volt  ini  menggunakan  trafo  yang  berfungsi  untuk  menurunkan tegangan AC220 Volt ke AC 12 Volt dan kemudian dilewatkan ke  dioda  penyearah  sehingga  dapat  menghasilkan  sinyal  DC  ( gambar 11 ).

## D.  Rangkaian Driver Relay
Pada  rangkaian  ini,  relay  (12V,  <500ohm)  dihubungkan dengan  ke  kaki  kolektor  dari  transistor  D313  (transistor  jenis NPN).  Tegangan  masukan  dari  mikrokontroler  masuk  ke  kaki basis  dari  transistor  tersebut  (  sebelumnya  masuk  terlebih dahulu ke sebuah resistor ). Ketika masukan tegangan dari kaki basis  rendah,  maka  transistor  dalam  status  OFF,  dan  relay dalam  keadaan  pengisian  ulang  daya  (de-  energized  state). Sama  juga  ketika  masukan  tegangan  dari  kaki  basis  tinggi, maka  transistor  dalam  status  ON,  dan  aliran  arus  dari  kaki kolektor ke emitor mengisi daya ke relay.
Pada umumnya dalam sebuah rangkaian pengendali relay ( gambar  12  ),  pararel  ke  koil  relay,  digunakan  sebuah  dioda. Dioda  diperlukan,  guna  menghubung  singkatkan  tegangan induksi  yang  muncul  di  saat  saklar  menuju  posisi  OFF. Penghubung  singkatan  disini  bertujuan  untuk  menghapus tegangan induksi yang dihasilkan oleh koil relay ketika arus tiba –  tiba  jatuh.  Hal  ini  diperlukan  karena  relay  merupakan  beban yang  bersifat  induksi.  Sehingga  dengan  demikian  dapat menyelamatkan transistor tersebut.
Gambar 10. Rangkaian catu daya 5V Gambar 11. Rangkaian catu daya 12V Sensor Suara Filter Mikrokontroler Arduino
Duemilanove Driver
Motor
Motor / Kipas
7805
220V 5V - + - AC C 2200 µ F 1N400 1 1N4 001 1N400 1 1N4001 D D D D 1N4001 C 1000 µ F 7812 220V 12V - + - AC C 2200 µ F 1N400 1 1N4 001 1N400 1 1N4001 D D D D 1N4001 C 1000 µ F
Gambar 12. Rangkaian driver relay
Gambar 13. Diagram alir proses deteksi sensor suara

## E. Diagram Alir Proses Kerja Sistem
Diagram  alir  sistem  adalah  langkah  awal  untuk  membuat program  sistem, dengan mengacu pada simbol-simbol flowchart maka  dapat  disusun  alur  kerja  sistem  sesuai  dengan  kebutuhan. Flowchart  sistem  diawali  dengan  simbol  “start”  kemudian  alur deskripsi  kerja  sistem  diakhiri  dengan  simbol  “end”  sebagai akhir  dari  proses  kerja  sistem.  Sangat  tepatlah  jika  perancangan program  diawali  dengan  desain  flowchart  terlebih  dahulu, dengan  memanfaatkan simbol sesuai  dengan desain sistem yang akan  dirancang.  Penggunaan  simbol  instruksi  percabangan disetiap  desain  untuk  membandingkan  suatu  proses  dengan proses  yang  lain,  dapat  membuat  analisa  kerja  sistem  menjadi sangat kompleks. Dengan fitur bahasa pemograman yang mudah dimengerti maka memudahkan pengguna untuk mengolah logika program untuk aplikasi desain sistem. Desain alur program harus menempatkan  simbol  “END”  /  “START”  walaupun  kondisi sistem  adalah  loop  tertutup  secara  kontinyu  sistem  akan  terus berputar  selama  sistem  diberi  catuan  suplai listrik,  namun harus dicari  solusi  untuk  menempatkan  logika  simbol  “END”  untuk mengakhiri cerita program. Alur kerja sistem diperlihatkan pada gambar 13.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian Tegangan Catu Daya
Den gan  menggunakan  sebuah  multi met er  digital dapat  dili hat  kestabilan  tegangan   dari   output  dan  input regulator.Penguji an diperlihatkan pada gambar 14.

## Gambar 14. Rangkaian Catu Daya 5V dan 12V
Pengukuran  dilakukan  berulang-ulang  dengan  tujuan untuk  meyakinkan  apakah  data  yang  diukur  telah  memenuhi standar  rangkaian  atau  tidak.  Catu  daya  sesuai  perancangan adalah  mempunyai  tegangan  output  5V  DC  &  12V  DC. Berdasarkan pengukuran diperoleh pada data di  tabel I dan II.
.

## Analisa 1
Tegangan keluaran dari rangkaian catu daya tampak sudah sesuai  dengan  perencanaan  yaitu  5V  DC,  pada  Vinput  =  12 dengan hasil  4,9 volt ( Tabel I ).

## Analisa 2
Untuk Tegangan keluaran dari rangkaian catu daya tampak sudah sesuai dengan perencanaan yaitu 12 VDC pada Vinput = 12V,  meskipun  ada  sedikit  perubahan  namun  rata-rata  Vout catu daya sudah memadai untuk digunakan ( Tabel II ).

## B. Pengujian driver relai
Rangkaian  driver  pengerak  motor  dirancang  dengan menggunakan  transistor  tipe  D313.  Transistor  difungsikan sebagai  saklar  untuk  menghubungkan  sumber  ke  relai,  dimana tegangan  kerja  transistor  ketika  basis  di  beri  tegangan  adalah sebesar  0,7V  ~  3,5  volt,  sehingga  tahanan  dihubungkan  secara seri dengan basis. Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel III.

## C.  Pengujian Sensor Suara
Input  pada  mikrokontroller  mengacu  pada  sensor suara,dimana sinyal yang masuk pada sensor suara akan diolah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0 dan memiliki 3 kondisi perintah utama yaitu Voice A, B dan C. Hasil Pengukuran dapat dilihat pada tabel IV.
START Inisialisai Input  Sensor Suara Terdeteksi Suara? Motor On/off END T Y MULTIMETER + -

## E-Journal Teknik Elektro dan Komputer (2014), ISSN : 2301-8402

## D.  Pengukuran Sinyal Sensor Suara
Untuk mendapatkan data yang sesuai dengan skenario suara untuk output Step kecepatan kipas, maka penulis mengukur nilai data  output  analog  sensor,  data  digital  melalui  tampilan  serial, serta  data  sinyal  suara  dalam  (db).  Hasil  pengukuran  diperoleh dengan  menggunakan  aplikasi  Spectrum  Analyzer  dan  Kalibrasi Sound Meter. Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel V.

## E. Skenario Pengujian terhadap kondisi step kecepatan kipas
Skenario    pengujian  step  kecepatan  kipas  dikondisikan dengan 3 (tiga) skenario yaitu : Voice “A” ,”B” , “C”. Dimana A digunakan untuk step 1, B untuk step 2, sedangkan C untuk Stop. Pengukuran  frekuensi  dan  db  pada  pengujian  voice  digunakan Spectrum  Analyzer  Pro  live,  yang  berbasis  pc.  Hasil  pengujian untuk 3 (tiga) kondisi tersebut diperlihatkan pada gambar 15, 16, dan 17.

## TABEL I HASIL PENGUKURAN TEGANGAN INPUT 5V SEBANYAK KALI PENGUKURAN
Vinput Vout 2 1,94 4 3,89 6 4,91 8 4,93 10 4,93 12 4,97 TABEL II

## HASIL PENGUKURAN TEGANGAN INPUT 12V SEBANYAK KALI
PENGUKURAN Vinput Vout 2 1,87 4 3,69 6 5,91 8 7,96 10 9,86 12 11,87

## TABEL III PENGUKURAN RANGKAIAN DRIVER
NO Input Basis (Volt) Tegangan Vb (volt) Tegangan Relai ( Volt) 1 4,87 0,76 11,80 2 4,89 0,79 11,85 3 4,90 0,82 11,87 4 4,93 0,85 11,92 5 4,96 0,87 11,96

## Skenario Pengujian 1
Dengan  mengucapkan  huruf  “A”  (voice  A),  sinyal  dari  sensor tersebut  akan  di  informasikan  ke  mikrokontroller  sebagai  data pembanding  dan  proses  output  ke  relay.  Kondisi  ini  akan menghasilkan  output  step  1  pada  kipas.  Gambar  15 memperlihatkan spektrum frekuensi dan db untuk voice A.

## Skenario Pengujian 2
Dengan  mengucapkan  huruf  “B”  (voice  B),  sinyal  dari  sensor tersebut  akan  di  informasikan  ke  mikrokontroller  sebagai  data pembanding  dan  proses  output  ke  relay.  Kondisi  ini  akan menghasilkan  output  step  2  pada  kipas.  Gambar  16 memperlihatkan spektrum frekuensi dan db untuk voice B.

## Skenario Pengujian 3
Dengan  mengucapkan  huruf  “C”  (voice  C),  sinyal  dari  sensor tersebut  akan  di  informasikan  ke  mikrokontroller  sebagai  data pembanding  dan  proses  output  ke  relay.  Kondisi  ini  akan menghasilkan output stop pada kipas. Gambar 17 memperlihatkan  spektrum  frekuensi  dan  db  untuk  voice  C. Gambar 18 menunjukan gambar keseluruhan alat.

## TABEL IV
PENGUKURAN SENSOR SUARA No input Suara (db) Output Sensor (V) 1 23 1.23 2 24 1.26 3 30 1.45 4 26 1.28 5 31 1.55

## TABEL V HASIL PENGUKURAN SINYAL SENSOR SUARA
No. Output Analog Sensor (mA) Data digital (HEX) Sinyal suara (db) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19.6 58 98 117 137 157 196 235 255 294 333 353 397 01H 03H 05H 06H 07H 08H 0AH 0CH 0DH 0FH 11H 12H 14H 2.42 2.45 2.46 2.49 2.55 2.68 2.95 3.23 3.87 4.41 4.58 4.84 4.91

## E-Journal Teknik Elektro dan Komputer (2014), ISSN : 2301-8402
Gambar 15. Spektrum dan db pada Voice A
Gambar 16. Spektrum dan db pada Voice B

## V. KESIMPULAN
Karakter  perintah  suara  yang  digunakan  pada  tugas akhir ini yaitu voice A, voice B, voice C.
Dengan  mengucapkan  “voice  A”  maka  sensor  akan menginformasikan  sinyal  ke  mikrokontroller  sehingga  akan menghasilkan  output  step  1  pada  kipas  yaitu  kondisi  On  pada kecepatan 1, range frekuensi suara yang digunakan yaitu antara 5 – 8 KHz.
Dengan  mengucapkan  “voice  B”  maka  sensor  akan menginformasikan  sinyal  ke  mikrokontroller  sehingga  akan menghasilkan  output  step  2  pada  kipas  yaitu  kondisi  On  pada kecepatan 2, range frekuensi suara yang digunakan yaitu antara 9 – 11 KHz.
Dengan  mengucapkan  “voice  C”  maka  sensor  akan menginformasikan  sinyal  ke  mikrokontroller  sehingga  akan menghasilkan  output  step  3  pada  kipas  yaitu  kondisi  Off,  range frekuensi suara yang digunakan yaitu > 12 KHz.

## Gambar 17. Spektrum dan db pada Voice C

## Gambar 18. Foto Alat
Pengontrolan  pada  tugas  akhir  ini  mengarah  pada frekuensi  suara  yang  sudah  ditetapkan  oleh  karena  demikian diperlukan  pelatihan  kontrol  suara  sebelum  menjalankan  alat ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Electronic Component's Datasheet, tersedia di:
http://www.alldatasheet.com/
[2] K. Benjamin,  Alih bahasa Mhd, Zulfan, Automatic Control System, Prenhallindo, Jakarta, 1998.
[3] L.  Wila,  Teknik  Digital  Mikroprosesor  dan  Mikrokomputer, Informatika,  Bandung, 2007.
[4] O. Bishop, Dasar – dasar Elektronika, Jakarta,  Erlangga, 2002
[5] R.  Blocher,  Dipl,  Phys,  Dasar  Elektronika,  Yogyakarta,  Penerbit Andi, 2003.
[6] Sudjadi,  Teori  dan  Aplikasi  Mikrokontroler,  Yogyakarta,  Graha Ilmu, 2005.
[7] S.  Wibowo,  Merakit  sendiri  29  Rangkaian  Alat  Elektronika,  Tiga Dua, Surabaya, 1993.