SISTEM KONTROL GERAKAN TANGAN DI UDARA BERBASIS ATMEGA16A

 SISTEM KONTROL GERAKAN TANGAN DI UDARA BERBASIS ATMEGA16A

                            Dosen Pengampu : DR. Samuel Beta K.,Ing.Tech, M.T

Kelompok 2 EK-2B

Ahmad Wahyu Wibowo                       3.32.24.1.02

Febe Christyaningrum prastiwi            3.32.24.1.09

                    Rangga Putra Rusdiansyah                   3.32.24.1.19

Rassel Ravelino                                    3.32.24.1.21

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2025

KATA PENGANTAR

PuPuji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan rahmat dan karunia-Nya penulis dari Kelompok 2 Kelas EK-2B dapat menyelesaikan laporan proyek yang berjudul “Smart Gesture-Controlled IR Switch” ini. Proyek ini merupakan penerapan sistem kendali berbasis mikrokontroler dan sensor infrared dengan tujuan menghasilkan antarmuka kontrol sentuh-bebas yang andal dan mudah diimplementasikan. Dokumen ini menyajikan proses perancangan, implementasi, serta pengujian sistem sesuai ruang lingkup tugas akhir mata kuliah.

Dalam penyusunan laporan ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada pihak-pihak berikut:

1.     Bapak Dr. Samuel Beta K., Ing.Tech., M.T., selaku dosen pengampu yang telah memberikan arahan, pembelajaran, dan bimbingan sehingga proyek ini dapat dilaksanakan dan disusun dengan baik.

2.     Rekan-rekan Kelompok 2 Kelas EK-2B yang telah bekerjasama, berbagi tugas, serta meluangkan waktu dan tenaganya dalam pelaksanaan proyek ini.

3.     Pihak lembaga/teman yang telah membantu penyediaan alat, bahan, dan fasilitas laboratorium sehingga percobaan dan pengujian dapat dilakukan.

4.     Keluarga dan orang tua yang telah memberikan dukungan moral dan doa selama pelaksanaan proyek hingga laporan ini selesai.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih memiliki keterbatasan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan untuk perbaikan di masa datang. Semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca dan dapat menjadi referensi bagi pengembangan sistem kontrol berbasis gesture selanjutnya.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

Perkembangan teknologi otomatisasi saat ini semakin mendorong terciptanya sistem kendali yang lebih praktis, efisien, dan higienis. Salah satu inovasi yang banyak dikembangkan adalah sistem kendali berbasis gesture, yaitu sistem yang memungkinkan pengguna melakukan interaksi tanpa menyentuh perangkat secara langsung. Teknologi ini menjadi solusi yang relevan untuk mengurangi kontak fisik, meningkatkan kenyamanan pengguna, serta mempercepat proses pengoperasian perangkat elektronik dalam berbagai situasi. Pada proyek ini, dirancang sebuah Smart Gesture-Controlled IR Switch, yaitu sistem saklar otomatis yang dikendalikan melalui gerakan tangan menggunakan tiga sensor infrared (IR) yang disusun secara horizontal. Sensor IR digunakan untuk mendeteksi urutan gerakan tangan, seperti gerakan kiri ke kanan, kanan ke kiri, maupun penutupan pada sensor tengah untuk perintah tertentu. Pengolahan data sensor dilakukan oleh mikrokontroler ATmega8535, yang bertugas membaca nilai analog sensor dan menentukan pola gesture untuk menyalakan, mematikan, atau mengubah kondisi beban. Penggunaan sensor IR dan mikrokontroler ini memberikan keunggulan berupa respon cepat, konsumsi daya rendah, serta fleksibilitas dalam pengembangan fitur. Sistem ini dirancang tidak hanya sebagai implementasi pembelajaran mengenai mikrokontroler, tetapi juga sebagai bentuk inovasi sederhana yang dapat diterapkan pada perangkat rumah tangga, sistem keamanan, ataupun perangkat industri. Dengan adanya teknologi kendali gesture ini, diharapkan pengguna dapat mengoperasikan perangkat elektronik secara lebih modern dan higienis tanpa sentuhan langsung, sehingga meningkatkan kenyamanan serta mengurangi risiko kerusakan akibat penggunaan saklar mekanik secara terus-menerus. Dengan dasar tersebut, proyek ini disusun untuk mengembangkan pemahaman tentang sensor IR, pemrosesan sinyal analog, dan pemrograman mikrokontroler, serta untuk menghasilkan sebuah sistem kontrol yang fungsional, responsif, dan mudah diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.

1.2       Tujuan

      Tujuan dari pelaksanaan proyek Smart Gesture-Controlled IR Switch ini adalah            sebagai berikut: 

1. Mengembangkan sistem saklar otomatis berbasis gesture yang dapat dioperasikan tanpa sentuhan menggunakan tiga sensor infrared (IR) sebagai pendeteksi gerakan tangan. 

2. Menerapkan mikrokontroler Atmega16A untuk memproses data sensor IR dan menentukan pola gesture sehingga dapat menghasilkan perintah pengendalian beban secara akurat. 

3. Menciptakan sistem kendali yang lebih higienis dan praktis, sehingga dapat menjadi alternatif saklar konvensional yang memerlukan kontak fisik.

1.3       Rumusan Masalah

1. Bagaimana merancang sistem saklar otomatis berbasis gesture menggunakan sensor infrared? 

2. Bagaimana mikrokontroler Atmega16A memproses data sensor IR untuk mengenali pola gerakan tangan?

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 ATmega16A

ATmega16A merupakan mikrokontroler berbasis AVR 8-bit yang dikembangkan oleh Atmel (Microchip Technology) dan banyak digunakan dalam sistem tertanam (embedded system). Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) sehingga mampu mengeksekusi sebagian besar instruksi dalam satu siklus clock. ATmega16A dapat beroperasi hingga frekuensi 16 MHz, baik dengan osilator internal maupun osilator eksternal. ATmega16A memiliki memori internal yang terdiri dari 16 KB Flash memory sebagai penyimpan program, 1 KB SRAM sebagai memori data sementara, serta 512 byte EEPROM untuk penyimpanan data non-volatile. Kombinasi kapasitas memori tersebut membuat ATmega16A cukup andal untuk menjalankan program pengendalian dan pengolahan data pada berbagai aplikasi. Mikrokontroler ini dilengkapi dengan 32 pin input/output yang terbagi ke dalam empat port, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. Setiap pin dapat dikonfigurasikan sebagai input atau output melalui pengaturan register. Beberapa pin juga memiliki fungsi alternatif seperti komunikasi serial, pengendalian timer, dan konversi analog ke digital. Selain itu, ATmega16A menyediakan berbagai periferal internal seperti ADC 10-bit, Timer/Counter, USART, SPI, dan TWI (I²C). ATmega16A juga mendukung sistem interrupt, watchdog timer, serta mode hemat daya, sehingga banyak digunakan pada sistem kendali otomatis, alat ukur digital, dan sistem monitoring berbasis mikrokontroler.

2.2  Sensor Infrared

Sensor infrared (IR) adalah sensor yang bekerja dengan memanfaatkan pancaran cahaya inframerah untuk mendeteksi keberadaan objek, jarak, atau gerakan. Sensor ini terdiri dari pemancar IR (IR LED) dan penerima (photodiode/phototransistor). Ketika cahaya IR dipantulkan oleh objek atau terhalang, sensor akan menghasilkan perubahan sinyal yang dapat dibaca oleh mikrokontroler. Sensor IR banyak digunakan karena konsumsi dayanya rendah, respon cepat, dan mudah diintegrasikan pada berbagai sistem seperti robotika, penghitung objek, dan otomatisasi. Dalam proyek Smart Gesture-Controlled IR Switch, sensor IR berfungsi mendeteksi gerakan tangan melalui perubahan pantulan cahaya sehingga sistem dapat mengenali pola gesture tertentu secara cepat dan akurat.

2.3  Motor Servo

Motor servo adalah aktuator yang dirancang untuk menghasilkan pergerakan sudut yang presisi. Servo terdiri dari motor DC kecil, rangkaian kontrol, dan potensiometer sebagai sensor posisi. Servo bekerja berdasarkan sinyal PWM (Pulse Width Modulation), di mana lebar pulsa menentukan sudut putaran poros servo, umumnya dalam rentang 0°– 180°. Kelebihan motor servo meliputi akurasi posisi tinggi, respon cepat, serta kemudahan dalam pengendalian menggunakan mikrokontroler. Motor servo banyak digunakan pada robotika, mekanisme otomatis, dan sistem kendali posisi.

2.4  Sensor flame

Sensor flame merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan api berdasarkan radiasi inframerah yang dipancarkan oleh nyala api. Sensor ini peka terhadap panjang gelombang inframerah tertentu yang umum dihasilkan oleh api, sehingga dapat digunakan sebagai pendeteksi dini kebakaran. Sensor flame bekerja menggunakan photodiode atau phototransistor inframerah yang menghasilkan perubahan tegangan ketika mendeteksi cahaya api. Sinyal keluaran sensor dapat berupa output analog maupun output digital yang kemudian diproses oleh mikrokontroler. Sensor flame banyak digunakan dalam sistem pendeteksi kebakaran dan sistem keamanan, serta sering dikombinasikan dengan mikrokontroler seperti ATmega16A untuk membangun sistem pengendalian dan peringatan otomatis.

2.5  LED

LED (Light Emitting Diode) adalah komponen elektronik yang berfungsi sebagai sumber cahaya. Dalam konteks penggunaan sebagai output, LED banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena efisiensi energi, umur panjang, dan kemampuan untuk menghasilkan cahaya dalam berbagai warna. LED adalah perangkat semikonduktor yang memancarkan cahaya saat arus mengalir melaluinya. Elektron dalam semikonduktor bergabung kembali dengan lubang elektron, melepaskan energi dalam bentuk foton. Warna cahaya (yang sesuai dengan energi foton) ditentukan oleh energi yang dibutuhkan elektron untuk melewati celah pita semikonduktor. Cahaya putih diperoleh dengan menggunakan beberapa semikonduktor atau lapisan fosfor pemancar cahaya pada perangkat semikonduktor. LED adalah transduser listrik menjadi cahaya. LED beroperasi secara terbalik dari fotodioda , yang mengubah cahaya menjadi listrik

BAB III

PERANCANGAN ALAT

 3.1  Daftar Alat dan Bahan

1.   Motor Servo

2.   Sensor flame

3.   Atmega 16A

4.   Breadboard

5.   Sensor Ir 

6.   Kabel jumper secukupnya

7.   resistor 10k

8. LED 

3.2  Cara kerja

        Sistem smart home ini bekerja secara paralel menggunakan mikrokontroler untuk mengatur dua fungsi deteksi yang berbeda tanpa saling mengganggu satu sama lain. Pada fungsi pertama, sensor Infrared (IR) yang dipasang di area pintu atau pagar akan memancarkan sinar inframerah; jika terdapat lambaian tangan yang memutus sinyal tersebut, mikrokontroler akan memerintahkan motor penggerak untuk membuka pintu secara otomatis dan menutupnya kembali setelah beberapa detik. Sementara itu, pada fungsi kedua, flame sensor yang menghadap ke area memasak akan mendeteksi intensitas cahaya inframerah dari nyala api, sehingga ketika nilai ambang batas terlampaui, mikrokontroler akan menggerakkan servo untuk membuka jendela dapur guna membantu sirkulasi udara dan mengeluarkan asap secara otomatis.

3.3  Diagram Blok

 3.4  Diagram Alir

 3.5  Gambar Rangkaian

3.6  Program Assembly

BAB IV

KESIMPULAN

    Proyek Smart Gesture-Controlled IR Switch berbasis Atmega16A berhasil mendeteksi gerakan tangan (swipe) menggunakan tiga sensor infrared dan menerjemahkannya menjadi perintah untuk menggerakkan tiga servo motor. Sistem mampu menjalankan fungsi sesuai desain, yaitu membuka pagar dengan satu swipe, membuka pintu dengan dua swipe, dan membuka jendela dengan tiga swipe. Hasil pengujian menunjukkan bahwa proses deteksi gesture dan pengendalian servo berjalan cukup akurat dan responsif, sehingga sistem ini layak diterapkan sebagai solusi otomasi sederhana yang meningkatkan kemudahan dan efisiensi penggunaan.

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

5.1 Referensi

1.   Wibowo, S. (2019). Sistem Kendali Otomatis – Modul Pembelajaran. Universitas Negeri Yogyakarta.

https://old.uny.ac.id/sites/default/files/Modul%20Sistem%20Kendali.pdf

2.   Eka, D. (2020). Pengantar Mikrokontroler AVR dan Aplikasinya. Universitas Komputer Indonesia.

https://repository.unikom.ac.id/75013/

3.   Rizky, F. (2021). Cara Kerja dan Penggunaan Sensor Infrared TCRT5000. https://repository.pens.ac.id/8013/1/SENSOR-TCRT5000.pdf

4.   Rahmawati, L. (2020). Elektronika Digital dan Rangkaian Kendali.

https://eprints.unm.ac.id/20337/1/ELEKTRONIKA%20DIGITAL.pdf

 5.2 Youtube

klik disini

 5.3  PPT

https://www.canva.com/design/DAG6K6gbXgE/DNdSx67rtIVxyG2BPkW6LQ/view?utm_content=DAG6K6gbXgE&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=uniquelinks&utlId=ha7eb7eeadd