Elektronika Untuk Anak - Jurang Generasi Orangtua vs Anak

Senangnya melihat anak-anak ini meluangkan waktu dengan robot lego (walau berharga jutaan rupiah), si ortu pun jadi terkurangi bebannya karena anak-anak bisa menghabiskan waktu dengan lebih baik daripada menonton acara alay di tv. Salah satu teman penulis yg mempunyai 2 orang anak SD baru saja pulang dari jalan-jalan ke luar negeri dan membawakan oleh-oleh anaknya berupa robot rakitan. Dan karena kebingungan harus memulai darimana dan takut kalau mainan yang mahal ini nantinya rusak, akhirnya di kontaklah penulis dan ditodong untuk mengajarkan anaknya bagaimana cara bermain-main dengan robot ini. Tentunya bagi penulis sangat mudah karena sudah tersedia software bawaan yg cukup mudah dengan GUI yg sangat interaktif. Dan apa yg terjadi dengan si anak ? yahh karena tanpa tantangan yang berarti dalam 1 minggu mainan robot yang mahal itu hanya menjadi pajangan di lemari.

Teringat pada jaman dulu ketika penulis masih kecil di tahun 80-an, mungkin mainan dengan pelepah pisang adalah favorit penulis walau akhirnya di ujung SD lebih tertarik dengan warna warni LED, tapi tetap saja lebih asyik bermain perang-perangan bersama teman. Begitu juga dengan teman penulis yang ceritakan diatas juga menghabiskan masa kecil tahun 80-90 an dengan bermain gundu/neker/kelereng sampai dikatakan menjadi juragan gundu karena punya 1 kaleng biskuit yang berisi ratusan gundu. 

Bagaimana dengan dunia elektronika jaman 80-90an ? Seingat penulis, Indonesia pada jaman itu hanya berkutat di dunia audio dan radio (walau mungkin di lingkungan kampus era digital mulai ramai), dengan pengalaman penulis yang berlomba dengan teman sekelas untuk merakit amplifier OCL 150 watt dan mencobanya ke speaker segede gaban sampai transistor Jengkol 2N3055 mengeluarkan asap! Bagi yang mempunyai uang lebih dan kurang hobby menyolder biasanya memiliki radio break (HT/ CB) atau mungkin kalo didesa terpencil bisa tetap bercuap-cuap juga (bisa disebut moyangnya whatsapp ) menggunakan intercom dengan kabel kawat yg di bentangkan di sekeliling desa. 

Jadi dapat dibayangkan kesenjangan antara orang tua dan anak dan hal ini bisa menjadi sangat menjengkelkan bagi kedua pihak. Sang ayah masih terbayang-bayang dengan masa kecil yang hanya menunggu hari minggu pagi untuk menonton si unyil atau kartun polisi akademi, sedangkan sang anak termanjakan dengan gadget , game console, komputer dan internet yang dapat dinikmati kapan saja. Hobby elektronika pun menjadi relatif mahal dengan munculnya modul siap pakai atau robot rakitan yang  bagi beberapa orang  demi prinsip "sayang anak" akhirnya dituruti juga . 

** gambar wajah sengaja di tutup sesuai UU perlindungan anak

Berbagai prestasi "semu" dari anak-anak SD dalam hal elektronika banyak diekspose media, seperti anak SD pencipta robot , juara lomba line follower dan sebagainya. Umumnya judul berita akan dibuat hiperbola dan sedikit miris karena kalau dipikir anak SD tentu belum menguasai prinsip elektronika secara baik dan guru pembimbinglah yang lebih berperan. Lalu apakah ini salah ? Tidak ! yang salah adalah ketika guru menuntut anak didik yang terlalu berlebihan dan cenderung agak "berbohong" dengan mengatakan bahwa ini adalah kreasi ciptaan mereka. Sebaiknya (menurut pendapat penulis) tetap diberikan porsi kejujuran dengan menjelaskan bahwa anak-anak ini merakit, memprogram dan menjalankan kreasi mereka dengan bantuan guru dan diingat siswa hanya sebagai peserta lomba merakit , bukan menciptakan ! 

Seiring dengan bertambahnya umur maka kemampuan anak akan berkembang. Pada usia SD sebaiknya dimulai dengan bermain LED menggunakan IC diskrit semacam 555 + 4017 dan ini pas buat mereka. Jika ini kurang menarik cobalah orang tua mengajak anak berkreasi dengan kombinasi input dan output semisal sensor sederhana dengan limit switch yg akan mengeluarkan suara sirene atau lampu alarm kedap-kedip (Flip Flop) saat jendela terbuka. Sesuatu yg bergerak akan sangat disenangi oleh anak-anak semisal menambahkan lampu LED + sirene pada  mobil-mobilan atau pada sepeda yang anak miliki. 

Ketika sudah mencapai umur SMP-SMA ini adalah saat yg tepat untuk mengajarkan elektronika yang sudah lumayan maju. Walau penulis sangat benci dengan modul siap pakai tapi kenyataannya modul ini dapat juga menjadi "penolong" agar anak-anak tidak menjadi cepat bosan. Microcontroller sekelas AVR dan arduino cukup menjadi awal menuju ke elektronika digital jaman sekarang. Mungkin ortu yg jadul dengan IC TTL/CMOS nya dapat juga menyelipkan ilmu-ilmu lawas agar anak-anak menjadi lengkap ilmunya. Ingat bahwa anak jaman sekarang lebih gampang menyerap hal baru sehingga jangan heran mereka akan cepat bosan jika kurang tantangannya . Yah mau bagaimana lagi karena pilihan yg dimiliki anak jaman sekarang jauh lebih beragam daripada jaman 80-an ketika hanya beberapa pilihan dan itupun sudah dianggap seru sekali !

Ketika beranjak kuliah semua hal dapat terjadi bagi sang anak, mungkin dia akan menjadi pengejar wanita atau kutu buku tapi hal ini bisa dianggap sebagai perkembangan yg wajar selama masih menghargai norma -norma. Satu hal yg mungkin akan berguna bagi mereka adalah nilai " kejujuran " karena tidak jarang peserta lomba robotika di tingkat universitas lebih memalukan daripada lomba line follower tingkat SD. Tidak perlu saya sebutkan siapa yang pernah melakukan ini tapi pada intinya tetap uang yang berbicara. Siapa yg bisa belanja motor dan kontrol yg lebih mahal biasanya akan juara ! Mungkin hanya keberuntungan akan mengalahkan robot "berduit". Sekali lagi ini sah-sah saja karena kita sadar hidup di lingkungan yang seperti tidak sadar bahwa hal ini akan merusak nasib bangsa. "Toh nantinya lulus kebanyakan jadi makelar produk buatan zhensen atau beijing, bisa kaya kok !" ....tidak bermaksud menjadi sok suci, tapi kapan lagi ada sebuah lomba robot dengan tingkat komponen lokal 100 % ? Haruskah anak kita membuat mainan senapan dari pelepah pisang yang diimpor dari malaysia ?

Tentunya tulisan ini merupakan isi hati dari penulis yang mungkin saja berseberangan dengan pendapat pembaca. Jika  YA berkeberatan silahkan diskusi sehat dimulai di bagian komentar dibawah. Semoga kita dapat nyambung (terutama dalam hobby elektronika) dengan anak-anak dan menjadikan hubungan ortu-anak menjadi lebih berkualitas.

-=ditulis di STO Tandes Surabaya=-

Read More

[TUTORIAL] Clinometer (pengukur ketinggian) Sederhana Memanfaatkan ADC

Persiapan sebelum memulai project :

• Tutorial ADC dapat dibaca disini
• Dasar menulis ke LCD dapat dilihat disini

Bahan-bahan yang dibutuhkan :

• Minimum System / ATmega 8535/ ATmega 16
• Display LCD 16 x 2 
• Potensiometer linear (nickel) 10K ohm(2 buah)
• Resistor 1K (2 buah)

Project ini adalah request dari anak SMA yang mendapatkan tugas matematika dimana gurunya cukup "Gila" untuk menantang anak didiknya membuat alat clinometer atau pengukur ketinggian. Sang murid mencari di google dan didapatkan rangkaian yg menggunakan acelerometer tapi kendalanya harga yang mahal dan dia pun kesulitan mengerjakannya. Solusi saya cukup sederhana dengan memanfaatkan putaran sudut yg dikonversikan ke putaran potensiometer (variable resistor) yang kemudian dirubah ke dalam level tegangan dan dibaca ADC.

Gambar diatas merupakan ilustrasi trigonometri dari sebuah clinometer dengan mencoba memanfaatkan rumus trigonometri. Keuntungan rumus diatas adalah tidak perlu menentukan jarak pengamat ke benda yang diukur,akan tetapi karena mengandalkan rumus tangen maka dari grafik tangen berikut terjadi sedikit anomali pengukuran jika sudut mendekati kelipatan 90 derajat, dimana tangent 90 adalah tak berhingga !.

grafik tangen yang tidak linear sedikit mempengaruhi keakuratan

Pemilihan potensiometer yang akan digunakan sebagai penerjemah dari sudut ke tegangan (menggunakan prinsip pembagian tegangan) juga perlu diperhatikan karena pada umumnya potentiometer yg dijual dipasaran adalah potentiometer audio yg bersifat logaritmik. Jadi potentiometer yang dipilih adalah berjenis "wire wound" atau yang umum di pasaran bernama "potensiometer nikel".

Output dari project kali ini menggunakan lcd 16x2 yang akan menampilkan nilai sudut alpha, beta dan nilai hasil pengukuran ketinggian.

Perputaran sudut pengukuran vs tegangan yg dihasilkan dapat menggunakan rumus pembagian 10 bit adc (0 - 1023) sehingga didapat sudut yang mewakili per bit. Tentunya potensiometer tidaklah terlalu linear karena banyak faktor dan untungnya kita hanya menggunakan sudut 0-90 derajat saja untuk alpha maupun beta. Saya mendapatkan untuk sudut 0-90 dapat menggunakan pembagian nilai bulat per bit ADC yaitu  "pembacaan adc / 3". Jadi sesuaikan dulu dengan respon nilai potensiometer yang kamu punya dengan sudut yang dihasilkan.

Untuk pengukuran tangen pada WinAvr akan digunakan library "math.h" dimana pengukuran sudut akan dirubah menjadi satuan radian. Rumus yang digunakan tentunya akan sangat memakan memory akibat nilai "float" yang digunakan. Hal ini kita akali saja dengan menggunakan unsigned integer 32 bit dengan pendekatan seperti berikut :

• tana = tan((M_PI*adcalpha)/180)*1000;
• tanb = tan((M_PI*adcbeta)/180)*1000;
• tinggi= (tanb/tana) + 1 ;

Kita ingat juga konversi dari derajat ke radian digunakan rumus :

• RADIAN = (PI * sudut ) /180 

Pengali 1000 pada rumus diatas digunakan untuk mendapatkan nilai float (pecahan / koma) menjadi ratusan sehingga pembagian menjadi agak bulat.

Skematiknya adalah sebagai berikut ini :

klik untuk memperjelas

Script selengkapnya seperti dibawah ini, diasumsikan bahwa tinggi pengamat 1 meter :

#define F_CPU 4000000UL

#include <string.h>

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <avr/eeprom.h>

#include <math.h>

#include "lcd.h"

char derajat = 0xDF; // karakter derajat

void reverse(char s[]) //rutin untuk merubah angka ke ascii

{ 

   int c, i, j; 

    

   for (i = 0, j = strlen(s)-1; i < j; i++, j--){ 

      c = s[i]; 

      s[i] = s[j]; 

      s[j] = c; 

   } 

} 

void itoa(uint16_t n, char s[]) 

//rutin untuk merubah angka ke ascii

{ 

   uint16_t i;

   

   i = 0; 

   do {   // generate digits in reverse order 

      s[i++] = n % 10 + '0'; // get next digit 

   } while ((n /= 10) > 0); // delete it 

   s[i] = '\0'; // add null terminator for string 

   reverse(s); 

} 

void initADC() //inisialisasi ADC

{

ADMUX=(1<<REFS0);// Aref=AVcc;

ADCSRA=(1<<ADEN)|(7<<ADPS0);

}

uint16_t ReadADC(uint8_t ch) //pembacaan ADC

{

   //Select ADC Channel ch must be 0-7

   ch=ch&0b00000111;

   ADMUX|=ch;

   //Start Single conversion

   ADCSRA|=(1<<ADSC);

   //Wait for conversion to complete

   while(!(ADCSRA & (1<<ADIF)));

   //Clear ADIF by writing one to it

   ADCSRA|=(1<<ADIF);

   return(ADC);

}

int main(void)

{

uint16_t baca1,baca2,tana,tanb,tinggi;

char dum;

lcd_init(LCD_DISP_ON);//inisialisasi LCD

lcd_clrscr(); //bersihkan LCD

   while(1)

   {

      initADC(); 

      baca1=ReadADC(6) / 3; //baca alpha

      if(baca1 <90){ //jika hasil tidak lewat 90 derajat

      lcd_gotoxy(0,0);

      lcd_putc(224); //ascii alpha

      lcd_puts(" =");

          itoa(baca1,&dum);

  lcd_puts(&dum);

 lcd_putc(derajat);

 lcd_putc(' ');

 

 }

 else{ //jika lebih 90 di warning

          lcd_gotoxy(0,0);

 lcd_putc(224);

 lcd_puts(" =max");

 }

     _delay_ms(100);

initADC();

     baca2= ReadADC(5) / 3; //baca beta

     if(baca2 <90){  // jika perhitungan < 90 derajat

 

 lcd_gotoxy(8,0);

 lcd_putc(226);

          lcd_puts(" =");

          itoa(baca2,&dum);

 lcd_puts(&dum);

 lcd_putc(derajat);

 lcd_putc(' ');

      }

      else{  //jika lebih 90 di warning

          lcd_gotoxy(8,0);

 lcd_putc(226);

 lcd_puts(" =max");

 }

      _delay_ms(100);

 lcd_gotoxy(0,1);

      

      if(baca1 <90 && baca2 <90){

          //PERHITUNGAN TINGGI

          tana = tan((M_PI*baca1)/180)*1000;

 tanb = tan((M_PI*baca2)/180)*1000;

 tinggi= (tanb/tana) + 1 ;

 

 lcd_puts(" TINGGI:");

          itoa(tinggi,&dum);

 lcd_puts(&dum);

 lcd_puts(" m");

 lcd_puts("        ");

 }

         else{

          lcd_gotoxy(0,1);

 lcd_puts(" TINGGI: Error !");

 }

   }

return 0;

}

SELAMAT MENCOBA  

Read More

Pengalaman Mendesain Sistem Sensor dengan Modul Siap Pakai

Sekitar 10 tahun yang lalu ketika saya baru saja lulus kuliah, mengikuti kata hati yg masih "idealis" untuk mencoba bekerja sesuai bidang keahlian yaitu dibidang elektronika. Tak lama berselang  saya pun diterima untuk bekerja di sebuah pabrik perakitan komponen elektronika di sidoarjo. Apa yg saya dapatkan disana adalah ilmu yang sangat bermanfaat walaupun saya tidak menghabiskan setahun bekerja disana. Ilmu yg saya dapatkan adalah automasi mesin-mesin produksi dilakukan dengan komponen berupa modul sensor dan kontrol siap pakai buatan pabrikan yang sudah tidak asing lagi seperti omron, autonics, dan lain sebagainya. 

Pada awalnya ketika masih dalam masa orientasi saya ditugaskan untuk berkeliling lingkungan pabrik dan melihat proses produksi. Pemikiran saya cenderung meremehkan sensor-sensor dan kontol siap jadi dengan otak saya yang masih diliputi idealisme "... begitu saja harus beli mahal-mahal, cari di pasar genteng saja pasti bisa dirakit ...". Fiuuuhhh ternyata saya salah ketika saya diminta untuk merancang automasi sebuah mesin feeder komponen sebelum di laser marking dan yang terjadi adalah alat saya selesai dalam 3 hari sedangkan anak maintenance yg hanya lulusan STM merakit modul siap pakai hanya dalam waktu 3 jam. Dan inilah yang membuka pemikiran saya bahwa kadang-kadang suatu sistem automasi tidak perlu dirancang dari nol !

Perselingkuhan saya dengan modul kontrol siap pakai tak berlangsung lama karena kemudian hampir 10 tahun saya berada di dunia telco yang sangat jauh dari bidang kontrol dan automasi. Sampai suatu hari saya dihubungi oleh pembaca blog yang ingin melakukan modifikasi terhadap dump truck yang dimilikinya. Di "culiklah" saya ke workshop pabrik ini dan ternyata yang diinginkan adalah alarm saat dump truck mengangkat bak nya sehingga operator yang terkadang lupa akan mendapatkan warning sebelum bak kembali ke posisi awal. Ahh ini mudah saja tinggal memakai limit switch, begitu awal pemikiran saya. Dan saya kembali salah karena muatan truck yg bersifat korosif akan merusak switch pada akhirnya. Dan kemudian pilihan muncul pada sensor optik berupa LED INFRA dan PHOTOTRANSISTOR. Sayangnya saya hanya diberi waktu 1 hari saja !

Sampai dirumah otak serasa mau pecah dan untung saja pengalaman dipabrik dulu itu membawa saya mencari di mbah google tentang supplier sensor siap jadi dan ternyata tidak jauh-jauh ketemunya yaitu di pusat alat teknik di jl. semarang  / raden saleh surabaya dan  pilihan saya jatuh pada sensor photoelectric keluaran autonics BA2M series. Sensor ini akan memberikan respon saat ada halangan atau tidak dengan jarak deteksi sekitar 2 meter. 

Langkah selanjutnya adalah membeli relay 24 volt karena truck menggunakan aki 24 volt. Bagaimana dengan alarmnya ? Berhubung ingin membuat tanpa menggunakan komponen diskrit larilah saya ke pusat otomotif di kedungdoro surabaya dan membeli flasher untuk lampu sein. Yang saya tidak ketahui ternyata flasher yg umum dijual untuk truck masih menggunakan flasher thermal yang prinsipnya akan memutus-sambung lampu sein berdasarkan prinsip bimetal yg akan melengkung dan memutus hubungan beban ke aki. Tapi harus diingat bahwa flasher ini tak akan berfungsi kalau bebannya kecil karena arus yg kecil tidak akan memanaskan bimetal didalam tabung flasher. Akhirnya saya harus membeli lampu 24 volt...dan saat itu waktu sudah beranjak  malam , toko di kedungdoro pun telah berubah menjadi lapak nasi bebek !

Tidak kalah akal saya berpikir bahwa beban ini bisa digantikan dengan resistor. Jika rating dari flasher menunjukkan 25 watt maka saya membutuhkan sekiranya  dengan rumus P=V x I  , maka dengan rumus ohm didapar nilai resistor sekitar 20 ohm. Dan patut diwaspadai karena arusnya tinggi maka resistor akan panas sehingga harus dalam rate watt yang lumayan sekitar 5 watt. Sensor akan dihubungkan pada coil relay (sesuai gambar koneksi sensor di gambar sebelumnya) dan kemudian secara SPDT (single pole dual throw ) akan memilih flasher (warning bak terbuka) atau indikator bebas jalan (bak sudah tertutup).

Voilaa...berhasil dengan sukses ketika di test dilapangan walau dengan perbaikan berupa panas berlebih dari resistor yang cukup melelehkan casing plastik murahan yang saya pakai. Solusinya adalah diakali dengan meletakkan resistor di luar. 

Bagaimana dengan pengalamanmu ? ayo share di komentar dibawah yaaa....

Read More