# Sistem Jemuran Otomatis Berbasis Arduino

## Nama Kelompok
* Alfian Mohamad Firdaus/1103204002
* Amelia Putri Aniyanto/1103210187
* Muhammad Fariq Taqi Pasai/1103204193
* Nabila Ardiyani/1103213029
* Ramzy Athaya Muhammad/1103213085

## Daftar Isi
[TOC]

**[CLO 4]** Memiliki kemampuan untuk menganalisis sistem kendali loop tertutup pada kondisi transien dan steady state untuk melihat performansinya.
**[CLO5]** Memiliki kemampuan merancang sistem kendali motor DC.

## Pendahuluan
Perkembangan teknologi yang tengah berlangsung menuntut inovasi di berbagai sektor. Hal ini berguna untuk mempermudah aktivitas dalam kehidupan sehari-hari. Tugas rutin seperti mencuci dan mengeringkan pakaian, yang sebelumnya dilakukan oleh setiap individu, kini turut mengalami transformasi melalui adopsi teknologi yang lebih canggih.
Dalam keluarga yang aktif di luar rumah, situasi di rumah dapat sulit dikendalikan, terutama terkait dengan kondisi jemuran pakaian di teras. Permasalahan muncul ketika hujan turun atau malam tiba, sementara pemilik rumah masih belum pulang. Untuk mengatasi dilema ini, telah dibuat sebuah perangkat yang dapat mengontrol jemuran secara otomatis, memutar tali jemuran sesuai dengan intensitas sinar matahari dan kehadiran hujan. Alat ini dilengkapi dengan sensor cahaya (LDR) dan sensor air (elektroda) untuk mendeteksi kondisi pencahayaan.
LDR merupakan tipe resistor yang resistansinya berubah seiring dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Sementara itu, sensor elektroda adalah perangkat yang memanfaatkan sifat konduktansi pada suatu material. Motor stepper digunakan sebagai penggerak tali jemuran agar tali jemuran dapat bergerak sesuai dengan kehadiran hujan dan intensitas cahaya yang diterima. Bahasa pemrograman C dipilih untuk mengontrol keseluruhan perangkat, di mana kode program akan disematkan ke dalam mikrokontroler Arduino Uno.

## Rancangan Sistem Kendali Loop Tertutup PID
Desain diagram blok di atas merupakan cara alur kerja dari sistem jemuran otomatis bekerja, diagram ini termasuk close-loop yang dimana mendapatkan feedback dari kedua sensor yaitu sensor hujan dan sensor cahaya


## Mekanik Motor Stepper
Berisi Teori fungsi transfer dan mekanisme daya yang digunakan pada project yang dibuat.
Penjelasan tentang bentuk type mekanik yang digunakan.

Teori Fungsi Transfer:

Teori fungsi transfer pada proyek sistem jemuran otomatis dapat digunakan untuk menggambarkan hubungan matematis antara input dan output sistem. Dalam konteks motor stepper, fungsi transfer dapat mencerminkan bagaimana posisi jemuran (output) berubah sebagai respons terhadap sinyal kontrol dari Arduino Uno (input).
Misalnya, jika kita ingin menjaga posisi jemuran agar tetap tertutup ketika sensor hujan mendeteksi kelembaban tinggi, fungsi transfer dapat memodelkan hubungan antara sinyal kontrol yang berasal dari Arduino Uno dan perubahan posisi motor stepper.

Mekanisme Daya:

Motor stepper digunakan sebagai mekanisme daya untuk menggerakkan sistem jemuran otomatis. Mekanisme daya ini memberikan gerakan langkah-langkah diskret dan presisi, memungkinkan penggunaan yang efektif dalam aplikasi yang memerlukan kontrol posisi yang akurat.
Arduino Uno mengontrol motor stepper dengan mengirimkan sinyal kontrol sesuai dengan informasi yang diperoleh dari sensor hujan dan cahaya. Motor stepper, melalui langkah-langkahnya, dapat memindahkan jemuran ke posisi yang diinginkan, seperti menutup atau membuka sesuai dengan kondisi cuaca atau cahaya.

## Analisis Transient Respon
Analisis Transient Respon
Pada bagian Analisis Transient Respon, kita melihat pengukuran hasil dari sistem yang dibuat menggunakan sensor hujan, sensor cahaya, dan motor stepper. Dalam kode program yang disertakan, terlihat bahwa jika intensitas cahaya (sensor cahaya) lebih besar atau sama dengan 900 dan sensor hujan mendeteksi kelembaban (range == 1), maka motor stepper akan diatur untuk bergerak ke posisi tertentu.

Pengukuran transient respon dilakukan dengan menggunakan serial plot pada Arduino. Plot yang dihasilkan menunjukkan perubahan posisi motor stepper dalam merespons perubahan kondisi cahaya dan kelembaban.

Pengukuran ulang setelah dilakukan tuning PID:
Setelah dilakukan tuning PID, terlihat bahwa motor stepper mencapai posisi yang diinginkan dengan lebih cepat dan stabil. Ini menunjukkan bahwa tuning PID dapat meningkatkan kinerja sistem dalam merespons perubahan kondisi.

Serialplot 1

Dari hasil plot di atas, terlihat bahwa motor stepper bergerak responsif terhadap perubahan kondisi. Ketika intensitas cahaya rendah dan sensor hujan mendeteksi kelembaban, motor stepper bergerak menuju posisi tertentu. Sebaliknya, jika intensitas cahaya tinggi, motor stepper kembali ke posisi awalnya.

#include <AccelStepper.h>
#define motorPin1 8
#define motorPin2 9
#define motorPin3 10
#define motorPin4 11
#define MotorInterfaceType 8
int int_cahaya = A0;
int air = A2;
AccelStepper stepper = AccelStepper(MotorInterfaceType,
motorPin1, motorPin3, motorPin2, motorPin4);
const int bawah=0;
const int atas=1024;
void setup() {
    pinMode(int_cahaya,INPUT);
    pinMode(air,INPUT);
  stepper.setMaxSpeed(500);
    stepper.setAcceleration(900);
    Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int data_air=analogRead(air); 
  int range=map(data_air,bawah,atas,0,3);
  int cahaya=analogRead(int_cahaya);
  Serial.print("Air : ");
  Serial.println(range);
  Serial.print("Cahaya : ");
  Serial.println(cahaya);
  if((cahaya>=900)&&(range==1))
  { stepper.runToNewPosition(4500); }
  else
  { stepper.runToNewPosition(0); }
 }

## Analisis Mekanika
### Pengukuran Mekanika Gear
Berisi analisis ukuran gear terhadap transfer daya (lihat komentar untuk panduan Analisis).
### Analisis Kecepatan Motor Terhadap Beban
Berisi analisis parameter-parameter yang mempengaruhi kecepatan motor(lihat komentar untuk panduan Analisis).

nalisis kecepatan motor stepper terhadap beban melibatkan beberapa parameter yang mempengaruhinya. Berikut adalah beberapa faktor kunci yang dapat memengaruhi kecepatan motor stepper:

Torsi Motor (Torque):

Torsi motor stepper merupakan gaya yang diberikan oleh motor untuk menggerakkan beban. Semakin tinggi torsi motor, semakin besar kemampuannya untuk mengatasi hambatan atau beban tambahan.
Kecepatan motor stepper dapat berkurang jika beban yang diterapkan melebihi kemampuan torsi motor. Oleh karena itu, pemilihan motor dengan torsi yang memadai untuk beban yang diinginkan sangat penting.
Jumlah Langkah per Putaran (Step per Revolution):

Kecepatan motor stepper diukur dalam satuan langkah per detik atau putaran per menit (RPM). Jumlah langkah per putaran motor stepper dapat mempengaruhi resolusi gerakan dan kecepatan maksimum yang dapat dicapai.
Semakin tinggi jumlah langkah per putaran, semakin tinggi resolusi gerakan, tetapi bisa memerlukan pulsasi yang lebih tinggi untuk mencapai kecepatan tertentu.
Driver Motor Stepper:

Driver motor stepper mengonversi sinyal kontrol dari mikrokontroler (seperti Arduino) menjadi gerakan fisik motor stepper. Pemilihan driver yang tepat dapat mempengaruhi kinerja dan kecepatan motor stepper.
Driver yang mampu memberikan arus dan tegangan yang cukup untuk motor stepper dapat meningkatkan kecepatan motor, terutama dalam beban yang berat.
Arus Motor:

Arus yang diberikan pada motor stepper juga mempengaruhi kecepatannya. Peningkatan arus dapat meningkatkan torsi motor, yang pada gilirannya dapat meningkatkan kecepatan motor saat menghadapi beban yang lebih berat.
Namun, peningkatan arus juga dapat meningkatkan panas yang dihasilkan oleh motor, sehingga perlu seimbang antara peningkatan kecepatan dan manajemen panas.
Inersia Beban:

Inersia beban, atau massa yang harus digerakkan oleh motor stepper, dapat mempengaruhi kecepatan motor. Beban yang lebih besar memerlukan lebih banyak energi untuk diatasi, dan ini dapat mengurangi kecepatan motor.
Reduksi inersia beban dapat membantu meningkatkan kecepatan motor, tetapi juga harus memperhitungkan stabilitas gerakan.

## Hasil dan Saran
Dari hasil pengujian sensor LDR sangat berfungsi dengan baik pada intensitas cahaya yang ada dengan nilai ADC kurang dari sama dengan 700, atap jemuran terbuka dan lebih dari 700 atap jemuran tertutup. Dalam perangkat yang berhasil dibuat, sensor hujan dan sensor LDR berfungsi sebagai input yang akan dikelola oleh mikrokontroler Arduino Uno. Mikrokontroler ini membaca hasil dari kedua sensor tersebut dan memberikan perintah kepada motor stepper untuk mengatur keluar-masuknya jemuran. Sistem jemuran otomatis yang telah dirancang dapat beroperasi sesuai dengan perintah yang diterima. Sistem otomatis yang telah dikembangkan mampu beroperasi secara otomatis dengan memperhitungkan curah hujan dan intensitas cahaya. Data input dari sensor digunakan untuk mengendalikan motor stepper. Saat sensor hujan mendeteksi keberadaan air hujan dan sensor cahaya tidak mendeteksi cahaya, motor stepper akan menarik tali jemuran. Penggunaan sensor hujan untuk mendeteksi keberadaan atau ketiadaan air hujan, serta sensor LD
## Referensi
-Irwanto, Endi Permata, Didik Aribowo. 2019. Rancangan Prototype Alat Jemuran Otomatis Menggunakan Sensor Air Dan Sensor Cahaya Berbasis Mikrokontroller Arduino. Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional. Vol. 5 No. 1 : Halaman 133 – 139.
-Siswanto, Deny, Slamet Winardi. 2015. Jemuran Pakaian Otomatis Menggunakan Sensor Hujan dan Sensor LDR Berbasis Arduino Uno. Jurnal NARODROID. Vol. 1 No. 2 : Halaman 66 – 73.
-Nasution, Nazaruddin. 2023. Sistem Otomatisasi Jemuran Pakaian dengan Sensor Hujan dan Sensor LDR Berbasis Arduino Uno. Jurnal Fisika Unand (JFU). Vol.12 No.2 : Halaman 125–131.
-Mustar, Yusvin Muhamad dan Wiyagi, Okta Rama (2017). Implementasi Sistem Monitoring Deteksi Hujan dan Suhu Berbasis Sensor Secara Real Time. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika Vol. 20, No. 1.
-Marpaung, N. (2017). Perancangan Prototype Jemuran Pintar Berbasis Arduino Uno R3 Menggunakan Sensor Ldr Dan Sensor Air. Perancangan Prototype Jemuran Pintar Berbasis Arduino Uno R3 Menggunakan Sensor Ldr Dan Sensor Air, Vol.3 No.2 : Halaman 71–80.

## Rubrik Penilaian

| Penilaian Indikator Ketercapaian CLO | Bobot |
| -------- | -------- |
| Mahasiswa mampu mengevaluasi dan optimasi sistem kendali PID (soal CLO 4). | 50 % |
| Mahasiswa mampu mendemonstrasikan sistem mekanisme transfer daya sederhana menggunakan gear dan motor DC (soal CLO 5) | 50% |

## Kriteria Nilai

| 65-80 | 50-65 | 80-100 | 40-50 | 0-40 |
| ----- | ----- | ------ | ----- | ---- |
| CLO 4 | | | | |
|Mampu menjelaskan konsep kendali umpan balik, merancang sistem kendali PID, hingga mengevaluasi dan optimasi sistem kendali PID. |Mampu menjelaskan konsep kendali umpan balik, merancang, dan mengevaluasi sistem kendali PID. |Mampu menjelaskan konsep kendali umpan balik dan merancang sistem kendali PID. |Mampu menjelaskan konsep kendali umpan balik dan PID, tetapi kesulitan dalam merancang dan mengevaluasi sistem kendali PID. |Kesulitan dalam menjelaskan konsep kendali umpan balik dan PID. |
| CLO 5 | | | | |
|Mampu mendapatkan fungsi transfer sistem dari mekanisme transfer daya, menganalisis hubungan antara torsi dan kecepatan motor, menjelaskan cara kerja dan karakteristik motor listrik, serta mendemonstrasikan sistem mekanisme transfer daya sederhana menggunakan gear dan motor DC. |Mampu mendapatkan fungsi transfer sistem dari mekanisme transfer daya, menganalisis hubungan antara torsi dan kecepatan motor, menjelaskan cara kerja dan karakteristik motor listrik, tetapi kesulitan dalam mendemonstrasikan sistem mekanisme transfer daya sederhana menggunakan gear dan motor DC. |Mampu mendapatkan fungsi transfer sistem dari mekanisme transfer daya, menganalisis hubungan antara torsi dan kecepatan motor, tetapi kesulitan dalam menjelaskan cara kerja dan karakteristik motor listrik. |Mampu mendapatkan fungsi transfer sistem dari mekanisme transfer daya dan menganalisis hubungan antara torsi dan kecepatan motor. |Tidak dapat menentukan satu langkah pun untuk menjelaskan mengenai mekanisme transfer daya. |

## Link Youtube: https://youtu.be/NQHF2SiKGBw?feature=shared