Perancangan Pengendali Keamanan Pintu Lift Otomatis Berbasis Arduino Nano
Muhamad Hasan Abdul Malik 1, Dini Destiani Siti Fatimah 2
Jurnal Algoritma Sekolah Tinggi Teknologi Garut cJl. Mayor Syamsu No. 1 Jayaraga Garut 44151 Indonesia Email : jurnal@sttgarut.ac.id
1 1506148@sttgarut.ac.id
2 dini.dsf@sttgarut.ac.id
Abstrak  – Lift  merupakan  perangkat  alat  transportasi  vertikal  yang  menggunakan  motor  listrik sebagai  penggerak  utamanya,  sehingga  pergerakan  lift  akan  bergantung  pada  ketersediaan  tenaga listrik  yang  dimiliki,  oleh  karena  itu  permasalahan  akan  muncul  ketika  listrik  tiba  –  tiba  padam. P enelitian ini bertujuan untuk membuat prototype pengendali keamanan pintu lift yang akan terbuka ketika  listrik  padam.  Perancangan  dilakukan  berdasarkan  metode prototyping ,  dengan  tahapan  – tahapan  yang  dilakukan  berupa  pengumpulan  kebutuhan,  membangun prototype ,  mengkodekan sistem,  pengujian  dan  evaluasi  sistem.  Perangkat  yang  dibutuhkan  untuk  mengimplementasikan perancangan pengendali keamanan pintu lift ini diantaranya adalah, Arduino sebagai pengontrolnya, potensiometer yang digunakan sebagai  simulasi tegangan listrik,  sensor Light Dependent  Resistor untuk mendeteksi posisi lift, motor arus searah untuk menggerakkan roda sangkar lift, motor servo yang  digunakan  untuk  membuka  atau  menutup  pintu  lift,  selain  itu  motor  servo  juga  digunakan untuk  melakukan  transmisi  pengereman,  yang  akan  berfungsi  untuk    menempatkan  lift  di  lantai yang tepat ketika listrik  padam. Hasil pengujian  menunjukkan bahwa pengendali keamanan pintu lift dapat bekerja dengan baik ketika listrik dipadamkan. Saat listrik padam maka motor servo tetap bekerja untuk  menempatkan lift di lantai yang tepat, setelah itu pintu akan terbuka. Hasil pengujian juga menunjukkan bahwa adakalanya motor servo bergerak tidak beraturan ketika mikrokontroler pertama  kali  dinyalakan.  Pengembangan  untuk  pengendali  keamanan  pintu  lift  yang  dibuat  lebih baik diharapkan dapat diterapkan pada lift yang sesungguhnya.
Kata Kunci – Arduino, Keamanan Pintu Lift, Prototyping , Transportasi Vertikal.

## I. PENDAHULUAN
Terbatasnya  lahan  diperkotaan  merupakan  salah  satu  alasan  didirikannya  gedung-  gedung bertingkat,  dengan  didirikannya  gedung  bertingkat,  lahan  yang  tersedia  bisa  dimanfaatkan  secara efektif.  Namun  permasalahan  akan  timbul  dari  semakin  tingginya  gedung  yang  dibuat,  dimana penggunaan transportasi untuk  mencapai  lantai  yang  lebih  tinggi  tentunya  sangat  dibutuhkan, Penggunaan  lift  ( elevator )  merupakan  cara  yang  tepat  untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut, karena dengan menggunakan lift, waktu  yang dibutuhkan untuk mencapai lantai yang lebih tinggi dapat diminimalkan.
Elevator atau  Lift adalah seperangkat  alat  yang  terdiri dari perangkat  mekanik  dan elektrik, yang digunakan untuk memindahkan barang atau orang ke lantai yang lebih tinggi secara vertikal. Pada umumnya motor listrik digunakan untuk menaikkan atau menurunkan sangkar lift, oleh karena itu pergerakan lift akan  bergantung pada  ketersediaan tenaga listrik,  sehingga  ketika listrik  tiba  – tiba  padam  maka  motor  penggerak  sangkar  pun  tidak  akan  berjalan,  hal  tersebut  menjadi permasalahan  yang  sering  dialami  oleh  lift,  dimana  pengguna  lift  yang  masih  berada  didalamnya sering  kali  terjebak,  dan  harus  menunggu  sampai  bisa  di  evakuasi,  atau  mungkin  sampai  listrik kembali lagi menyala.
Berdasarkan hal tersebut, dibutuhkan sistem keamanan yang dapat mengontrol pergerakan lift ketika  terjadi  pemadaman  listrik,  dengan  cara  menurunkan  sangkar  lift  ketika  pada  saat  listrik padam posisi lift berada diantara dua lantai, kemudian membuka pintu lift jika sudah berada dilantai yang  tepat.  Pengendali  keamanan  pintu  lift  yang  dibuat  berbasis  mikrokontroler  Arduino  nano, mikrokontroler  merupakan  sebuah  chip  yang  dapat  diprogram,  yang  kemudian  akan  bekerja mengendalikan perangkat output berdasarkan perintah/program yang telah diberikan.

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam satu keping, biasanya terdiri dari CPU ( Central Processing Unit ), RAM ( Random Access Memory ), EEPROM / EPROM / PROM / ROM, I/O Serial & Parallel , Timer , Interupt Controller . Sistem mikrokontroler sendiri dalam aplikasinya tidak dapat berdiri sendiri, tapi juga terhubung ke antarmuka – antarmuka lain seperti keypad , LCD, dan lain – lain [1]
Gambar 1: Blok diagram mikrokontroler [1]
Pada  Gambar  2.1,  mikrokontroler  terhubung  dengan  RAM,  ROM  dan programmable I/O melalui bus  –  bus (lntasan  saluran),  yaitu  saluran  alamat,  saluran  pengendali,  dan  saluran  data. Programmable  I/O menjadi  jalan  untuk  terhubungnya  perangkat  –  perangkat I/O seperti  sensor, aktuator , dan sebagainya dengan mikrokontroler.

## B. Pertimbangan Pemilihan Mikrokontroler
Terdapat  beberapa  hal  yang  perlu  dipertimbangkan  dalam  pemilihan  jenis  mikrokontroler yang akan digunakan, diantaranya:
1) Ketersediaan dan harga dari suatu development tools ( Programmer , Emulator dan Simulator).
2) Ketersediaan dokumentasi ( Referens, Manual, Ebook, dan buku lainnya).
3) Ketersediaan tempat bertanya.
4) Ketersediaan komponen OTP, Mask , dan Programmable .

## C. Arduino
Arduino merupakan board mikrokontroler yang mempunyai bahasa pemrograman sendiri dan bersifat open Source baik papan mikrokontroler maupun bahasa pemrogramannya. Diantara jenis – jenis Arduino yang tersedia, nano merupakan salah satu jenis Arduino yang mempunyai desain yang
minimalis,  Arduino  Nano  diciptakan  dengan  basis  mikrokontroler  ATmega328  (untuk  Arduino Nano  versi  3.x)  atau  ATmega  168  (untuk  Arduino  versi  2.x).  Arduino  Nano  dihubungkan  ke komputer menggunakan port USB Mini -B.
Gambar 2: Port pada Arduino nano [2]

## D.   Motor DC
Motor adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Pada motor DC tenaga mekanik tersebut berupa putaran rotor secara kontinu . Pada dasarnya motor DC mempunyai dua bagian penting yaitu bagian stator dan bagian rotor . Lebih jelasnya bagian dari motor DC diperlihatkan pada Gambar 3.

## Gambar 3: Detail mekanik motor DC [2]
E.   Transistor
Transistor yang digunakan dalam penelitian ini merupakan transistor jenis NPN, skema dari transistor  NPN  dapat  dilihat  pada  Gambar  4.  Transistor  NPN  mempunyai  3  kaki,  diantaranya basis(2),, collector(3), emitter(1) .

## Gambar 4: Transistor NPN

## F.   Motor Servo
Pada dasarnya motor servo masih menggunakan motor DC sebagai penggeraknya, akan tetapi motor  servo  dibuat  lebih  kompleks,  dimana  didalamnya  sudah  terdapat  roda  gigi,  sehingga  torsi motor  servo  cukup  tinggi,  kemudian  terdapat  juga chip dan  pendeteksi  putaran  motor  servo, sehingga  derajat  putaran  motor  servo  dapat  diatur.  Motor  servo  menggunakan  3  kabel,  yang  1 diantaranya digunakan untuk mengatur putaran servo, dan 2 kabel untuk daya (positif dan negatif).

## G.   Sensor LDR (Light Dependent Resistor)
LDR  merupakan  komponen  elektronika  yang  dapat  mendeteksi  intensitas  cahaya,  nilai resistansi LDR akan berubah sesuai dengan perubahan cahaya yang megenainya, pada saat kondisi gelap  nilai  reisistansi  LDR  akan  berkurang,  sedangkan  pada  saat  kondisi  terang,  nilai  resistansi LDR akan tinggi.

## Gambar 6: Sensor LDR [3]

## H.   Potensiometer
Potensiometer merupakan resistor yang mempunyai 3 terminal, bedanya dengan resistor biasa adalah potensiometer menggunakan  sambungan  geser  yang  membentuk  pembagi  tegangan  yang dapat disetel. Potensiometer banyak digunakan pada peranti elektronik seperti untuk mengendalikan suara  pada amplifier ,  radio,  dan  lain  sebagainya. Potensiometer yang  dioperasikan  oleh  suatu mekanisme dapat digunakan sebagai transducer , misalnya sebagai sensor joystick .

## III. METODE PENELITIAN
Metode  yang digunakan mengacu pada model Prototyping menurut  Roger  S Presman,  yang terdiri dari
Gambar 8: Model Prototyping menurut Roger S Pressman
Adapun tahapan – tahapan dalam Prototyping adalah sebagai berikut:
1. Pengumpulan kebutuhan
Terdapat  beberapa  hal  yang  dibutuhkan  dalam  perancangan  pengendali  keamanan  pintu  lift otomatis yang akan dibuat, diantaranya adalah sebagai berikut:
a. Pengumpulan kebutuhan perangkat keras.
b. Pengumpulan kebutuhan perangkat lunak.
2. Membangun Prototyping
Pada  tahap  ini,  dibuat  sebuah  sketsa  /  desain  yang  terdiri  dari  desain  perangkat  elektronik, perangkat mekanik, dan  desain perangkat lunak untuk pengendali lift.
3. Mengkodekan Sistem.
Pada tahap ini, perangkat keras yang sudah dibuat kemudian di program menggunakan bahasa pemrograman  yang  sesuai,  kemudian  dilakukan  juga  pemrograman  terhadap  perangkat lunaknya.

## 4. Menguji sistem
Pada  tahap  ini,  sistem  yang  telah  dibuat  kemudian  di  uji,  untuk  melihat  apa  saja kekurangannya, sehingga dapat diketahui hal apa yang  harus dilakukan supaya sistem dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan.
5. Evaluasi sistem
Evaluasi sistem dilakukan untuk melihat apakah sistem yang dibuat sudah sesuai dengan yang diharapkan atau belum, jika belum, apa saja kekurangannya. Pada fase ini dilakukan adaptasi sistem,  yang  bertujuan  untuk  melihat  kemampuan  adaptasi  pengguna  terhadap  penerapan sistem baru [4].
Activity  sequence yang  dilakukan  untuk  menyelesaikan  penelitian  ini    dapat  dilihat  pada Gambar 9.
Gambar 9: Activity sequence perancangan pengendali keamanan pintu lift

## IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## A.   Pengumpulan Kebutuhan
1. Pengumpulan kebutuhan perangkat keras.
Perangkat keras yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
a. Netbook, digunakan sebagai alat untuk mengupload program ke mikrokontroler.
b. Arduino, merupakan modul mikrokontroler yang digunakan.
c. Motor DC, digunakan sebagai aktuator untuk sangkar lift.
d. Motor servo, digunakan untuk pengendali pintu, dan transmisi pengereman.
e. Resistor, digunakan sebagai pull-down untuk sensor LDR.
f. Potensiometer , digunakan untuk simulasi pembacaan tegangan listrik.
g. Transistor, digunakan sebagai driver motor DC.
h. LDR ( Light Dependent Resistor ), yang akan digunakan sebagai sensor posisi.
2. Pengumpulan kebutuhan perangkat lunak.
Perangkat lunak yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
a. Arduino IDE, merupakan bahasa pemrograman Arduino.
b. Delphi, digunakan untuk membuat software interface pengendali lift
c. Package  Com-port,  merupakan package tambahan  delphi  untuk  berkomunikai  dengan mikrokontroler.
d. Fritzing, merupakan software untuk membuat skema rangkaian.

## B.   Membangun Prototype
Alur cara kerja sistem yang akan dibuat dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 : Flowchart pengendali pintu lift
Setelah diketahui alur dari cara kerja sistem yang akan dibuat, maka selanjutnya alur tersebut diimplementasikan dengan dibuatnya perangkat yang dapat mendukung alur tersebut.
Gambar 11: Prototype elektronik
Gambar 12: Antarmuka Peengendali

## C.   Mengkodekan Sistem
Pengkodean sistem dibuat berdasarkan flowchart pada gambar 13.
D.   Pengujian
Tabel 1: Pengujian Tegangan potensio (V) Perintah dari PC Sensor LDR Posisi servo rem ( 0 ) Posisi servo pintu( 0 ) Motor DC Serial monitor 5,00 Naik 1-0 90 1 HIGH ++ Berhenti 1 90 80 LOW 3,00 Naik 1-0 90 1 HIGH ++ Berhenti 1 90 80 LOW 2,45 Naik 1-0 70 1 LOW ++ Berhenti 1 90 80 LOW 5,00 Turun 1-0 70 1 LOW -- Berhenti 1 90 80 LOW 3,00 Turun 1-0 70 1 LOW -- Berhenti 1 90 80 LOW
Penjelasan tabel, tegangan potensio merupakan simulasi pembacaan tegangan listrik, dimana jika  nilai  tegangan  lebih  besar  dari  2,50V  maka  akan  dianggap  bahwa  listrik  menyala,  kemudian jika nilai tegangan kurang dari 2,50V maka akan dianggap bahwa listrik padam.
Kondisi normal sensor LDR adalah 1, artinya sensor dalam keadaan standby , dan lift dalam keadaan berhenti, kemudian jika lift bergerak naik atau turun maka nilai sensor akan berubah yaitu 1-0-1-0-1-0.

## E.   Evaluasi Sistem
Terdapat  beberapa  kekurangan  dari  sistem  perangkat  keras,  dari  sistem  mekanik  maupun elektronik nya, yang diuraikan dibawah ini:
1. Pada saat Arduino dinyalakan, sistem motor servo terkadang berputar melebihi roda gigi, dan harus dipindahkan secara manual.
2. Pada  saat  lift  berada  dilantai  tujuan,  pintu  otomatis  terbuka,  tetapi  tidak  otomatis  menutup, dan akan kembali menutup jika lift akan bergerak kembali.
3. Motor yang digunakan bukan motor DC gearbox, sehingga tenaganya tidak terlalu besar.
4. Posisi roda penggerak sangkar ketika lift berhenti masih kurang presisi.
5. Arduino dapat bekerja dengan baik sesuai inputan dari software interface yang telah dibuat.
6. Software dapat menampilkan informasi dari arduino.

## V KESIMPULAN/RINGKASAN
Dari  hasil  pengujian  yang  telah  dilakukan,  pengendali  keamanan  pintu  lift  (Arduino)  dapat bekerja dengan baik, dimana dapat disimpulkan bahwa:
1. Pada saat nilai tegangan potensiometer kurang dari 2.50V (dalam keadaan listrik padam) dan posisi lift berada diantara dua lantai, motor servo dapat bekerja dengan baik untuk melakukan transmisi, sehingga roda penggerak sangkar lift dapat berputar untuk menuju lantai terdekat, kemudian pada saat lift berada dilantai yang tepat, pintu dapat terbuka.
2. Pada  saat  nilai  tegangan  lebih  besar  dari  2.50V  (dalam  keadaan  listrik  menyala)  motor  DC dapat digunakan ketika lift akan bergerak keatas.

## REFERENCES
[1]  N. A. Afrianti, Rancang Bangun Pengendali Prototype Lift Menggunakan Mikrokoontroler AT89s52, Garut: STT-Garut, 2010.
[2]  L. A. Wibisono, Pengendalian Rollbot Menggunakan Android melaui Bluetooth dan Arduino, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma, 2016.
[3]  H. Santoso, Panduan Praktis Arduino untuk Pemula, Trenggalek: Elangsakti.com, 2015.
[4]  M. A. Ramdhani, H. Aulawi, A. Ikhwana and Y. Mauluddin, "Model of Green Technology Adaptation in Small and Medium-Sized Tannery Industry," Journal of Engineering and Applied Sciences, vol. 12, no. 4, pp. 954-962, 2017.
[5]  A. Adriansyah and O. Hidyatama, "RANCANG BANGUN PROTOTIPE ELEVATOR MENGGUNAKAN," Jurnal Teknologi Elektro, 2013.
[6]  D. Arifianto, Kamus Komponen Elektronika, Jakarta: Kawan Pustaka, 2011.