BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah melalui proses pengujian, maka pada pengontrolan alat listrik secara otomatis menggunakan sensor cahaya dan suhu berbasis mikrokontroler dapat diambil beberapa
kesimpulan dan saran.
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1.
Alat yang dirancang telah bekerja dengan baik. Berdasarkan pengujian, sistem yang telah dibuat mampu menghidup dan mematikan kipas secara otomatis ber-
dasarkan suhu ruangan dan mampu menghidup dan mematikan lampu secara otomatis berdasarkan cahaya yang diterima oleh sensor.
2. Sensor LM35 merupakan sensor yang efektif dalam mengukur suhu ruangan,
karena pengukurannya langsung dalam derajat celcius. Sensor LM35 mengalami perubahan pada output 10mV setiap derajat celcius 10mVC. Sensor ini secara
otomatis akan menghidupkan kipas jika suhu ruangannya mencapai 31°C dan mematikan kipas jika suhu bernilai 29°C.
3. Sensor LDR mampu mendeteksi cahaya yang diterima olehnya baik itu gelap
maupun terang. 4.
Mikrokontroler telah dapat membaca pengukuran suhu yang ditampilkan ke LCD. 5.
Relay dapat berfungsi dengan baik. Berdasarkan pengujian, relay diberikan te- gangan 5 volt, jika relay aktif dan hubungan kipas serta lampu terhubung dengan
tegangan PLN, maka kipas maupun lampu akan hidup.
5.2. Saran
Berikut adalah saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut terhadap penelitian skripsi ini :
Universitas Sumatera Utara
1. Dapat dikembangkan dengan melalui sistem control yang lebih baik, seperti men-
gaplikasikan dengan smartphone sehingga lebih menarik dan dapat mengetahui kondisi yang di kontrol dari jarak jauh.
2. Sebaiknya menggunakan sensor pendeteksi cahaya yang lebih baik, sehingga
mikrokontroler dapat mengetahui cahaya yang memasuki ruangan. Kondisi sensor cahaya posisinya dapat diatur sebaik mungkin sehingga tidak menghambat ker-
janya sensor untuk mendeteksi cahaya. 3.
Diharapkan kedepannya, perancangan alat ini dapat disesuaikan dengan yang dibutuhkan oleh masyarakat luas.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Arduino
Arduino adalah platform pembuatan prototipe elektronik yang bersifat open source Hardware
yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat lunak yang fleksibel dan mudah digunakan. Arduino ditujukan bagi para seniman, desainer dan siapapun
yang tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan yang interaktif. Arduino pada awalnya dikembangkan di Ivrea, Italia. Platform arduino terdiri
dari arduino board, shield, bahasa pemrograman arduino dan arduino development environment
. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar mikrokontroler Atmel AVR Atmega8 berikut turunannya. Blok Diagram arduino board yang sudah
disederhanakan dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Blok Diagram Arduino Board
Sumber: repository.usu.ac.id
Kegunaan arduino tergantung pada program yang dibuat. Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk
membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++. Tetapi bahasa ini
sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi sederhana sehingga pemula bisa mempelajarinya dengan mudah Maulin, Sulvina. 2008.
Universitas Sumatera Utara
Beberapa kelebihan dari arduino yaitu : 1.
Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.
2. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna yang tidak memiliki
Port serial bisa menggunakannya.
3. Bahasa pemrograman relatif mudah karena software arduino dilengkapi dengan
kumpulan library yang cukup lengkap. 4.
Memiliki modul yang siap dipakai Shield yang bisa ditancapkan padaa board arduino. Seperti shield GPS, ethernet, SD card dan sebagainya Efendi, Ilham.
2014.
2.2.1 Arduino Uno
Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 digital inputoutput pin dan 6 analog input. Arduino Uno
memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah mikrokontroler. Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui USB atau memberikan
tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat membuatnya bekerja. Nama “Uno” berarti satu dalam bahasa Italia, untuk menandai peluncuran
Arduino 1.0. Uno dan versi 1.0 akan menjadi versi referensi dari Arduino. Uno adalah yang terbaru dalam serangkaian board USB Arduino, dan sebagai model referensi
untuk platform Arduino. Arduino Uno memiliki 6 masukan analog yang diberi label A0 sampai A5, setiap pin menyediakan resolusi sebanyak 10 bit 1024 nilai yang
berbeda. Secara default pin mengukur nilai tegangan dari ground 0V hingga 5V Simanjuntak, Matur. 2012.
Bentuk dari Arduino Uno dapat dilihat seperti gambar dibawah ini:
Gambar 2.2 Arduino Uno
a
b e
c
d
f
Universitas Sumatera Utara
Berikut adalah penjelasan dari bagian-bagian pada Arduino Uno: a.
USB Port, Port USB ini digunakan untuk melakukan upload program yang telah dibuat ke board Arduino.
b. DC Input, digunakan sebagai sumber tenaga dari Arduino Uno.
c. InputOutput
Digital, merupakan Port yang digunakan sebagai input dan output
dari data digital. d.
Reset Button , tombol yang digunakan untuk melakukan restart dari program
yang berjalan pada Arduino Uno. e.
ATMega328, mikrokontroler yang digunakan pada Arduino Uno. f.
Input Analog, merupakan Port yang digunakan sebagai input dari data analog.
2.2.1.1 Pin masukan dan keluaran Arduino Uno
Masing-masing dari 14 pin digital arduino uno dapat digunakan sebahai masukan atau keluaran menggunakan fungsi pinMode, digitalWrite, dan digitalRead. Setiap pin
beroperasi pada tagangan 5 volt. Setiap pin mampu menerima atau menghasilkan arus maksimum sebesar 40mA dan memiliki resiseor pull-up internal diputus secara
default sebesar 20-30 KOhm. Sebagai tambahan, beberapa pin masukan digital
memiliku kegunaan khusus yaitu : 1.
Komunikasi serial: pin o RX dan pin 1 TX, digunakan unntuk menerima RX dan mengirim TX data secara serial.
2. External interrupt:
pin 2 dan pin 3 dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interrupt
pada nilai rendah, sisi naik atau turun, atau pada saat terjadi perubahan nilai.
3. Pulse-Width Modulation
PWM: Pin 3,5,6,9,10 dan 11 menyediakan keluaran PWM 8-bit dengan menggunakan fungsi analagoWrite.
4. Serial Peripheral Interface
SPI: pin 10 SS, 11 MOSI, 12 MISO dan 13 SCK, pin ini mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan SPI library.
5. LED: pin 13, terdapat built-in LED yang terhubung ke pin digital 13. Ketika
pin bernilai HIGH maka LED menyala, sebaliknya ketika pin bernilai LOW maka LED akan padam.
Universitas Sumatera Utara
Arduino memiliki 6 masukan analog yang diberi label A0 sampai A5, setiap pin menyediakan resolusi sebanyak 10 bit 1024 nilai yang berbeda. Secara default
pin mengukur nilai tegangan dari ground 0V hingga 5V, walaupun begitu dimungkinkan untuk mengganti nilai batas atas dengan menggunakan pin AREF dan
fungsi analogReferences Simanjuntak, Matur. 2012.
2.2.1.2 Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino Uno
Arduino dapat diberi daya melalui koneksi USB Universal Serial Bus atau melalui power supply external.
Jika arduino dihubungkan kedua sumber daya tersebut secara bersamaan, maka arduino uno akan memilih salah satu sumber daya secara otomatis
untuk digunakan. Power supply external dapat berasal dari adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke soket power pada arduino uno.
Arduino uno dapat beroperasi pada tegangan 6 sampai 20 volt. Jika arduino diberi tegangan dibawah 7 volt, maka pin 5V akan menyediakan tegangan dibawah 5
volt dan arduino uno mungkin bekerja tidak stabil. Jika diberikan tegangan melebihi 12 volt, penstabilan tegangan kemungkinan akan menjadi terlalu panas dan merusak
arduino uno. Tegangan rekomendasi yang diberikan ke arduino uno berkisar antara 7 sampai 12 volt Simanjuntak, Matur. 2012.
Pin-pin tegangan pada arduino uno sebagai berikut: 1.
Vin adalah pin untuk mengalirkan sumber tegangan ke arduiono uno ketika menggunakan sumber daya eksternal. Sumber tegangan juga akan disediakan
melalui pin ini jika sumber daya yang digunakan untuk arduino uno dialirkan melalui soket power.
2. 5V adalah pin yang menyediakan tegangan teregulasi sebesar 5 volt berasal
dari regulator tegangan ada arduino uno. 3.
3V3 adalah pin yang menyediakan tegangan teregulasi sebesar 3,3 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino uno.
4. GND adalah pin ground Simanjuntak, Matur. 2012.
Universitas Sumatera Utara
2.2.1.3 Memori Program
ATMega328 memiliki 32K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian
program bootloader dan aplikasi yang terlihat pada gambar 2.3. bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh
program aplikasi kedalam memori prosesor Simanjuntak, Matur. 2012.
Gambar 2.3 Peta Memori Program ATMega328
Sumber: repository.usu.ac.id
2.2.1.4 Memori Data
Memori data ATMega328 terbagi menjadi 4 bagian, yait 32 lokasi untuk register umum, 64 lokasi untuk register IO, 160 lokasi untuk register IO tambahan dan
sisanya 2048 lokasi untuk data SRAM internal. Register umum menempati alamat data terbawah, yaitu 0x0000 sampai 0x001F. Register IO menempati 64 alamat
berikutnya mulai dari 0x0020 hingga 0x005F. Register IO tambahan menempati 160 alamat berikutnya mulai dari 0x0060 hingga 0x00FF. Sisa alamat berikutnya mulai
dari 0x0100 hingga 0x08FF digunakan untuk SRAM internal. Peta memori data dari ATMega 328 dapat dilihat pada gambar dibawah ini Simanjuntak, Matur. 2012.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Peta Memori Data ATMega328
2.2.1.5 Memori Data EEPROM
Arduino uno terdiri dari 1Kbyte memori data EEPROM. Pada memori EEPROM, data dapat ditulisdibaca kembali dan ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis
pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM dimulai dari 0x000 hingga
0x3FF Simanjuntak, Matur. 2012.
2.2.2 Arduino Development Environment
Arduino Development Environment terdiri dari editor teks untuk menulis kode, sebuah area pesan, sebuah konsol, sebuah toolbar dengan tombol-tombol untuk fungsi yang
umum dan beberapa menu. Arduino Development Environment terhubung ke arduino board
untuk meng-upload program dan juga untuk berkomunikasi dengan arduino board
Simanjuntak, Matur. 2012. Perangkat lunak
yang ditulis mengguanakn Arduino Development
Environment disebut sketch. Sketcth ditulis pada editor teks, disimpan dengan file
berekstensi .ino. Area pesan memberikan informasi dan pesan error ketika kita
Universitas Sumatera Utara
menyimpan atau membuka sketch. Konsol menampilkan output teks dari arduino Development Environment
dan juga menampilkan pesan error ketika akan mengkompile sketcth. Pada sudut kanan bawah dari jendela Development
Environment menunjukkan jenis board dan Port serial yang sedang digunakan.
Tombol toolbar digunakan untuk mengecek dan mengupload sketch, membuat, membuka dan menyimpan skecth, dan menampilkan serial monitor Simanjuntak,
Matur. 2012.
Gambar 2.5 Arduino IDE
Sumber : software.intel.com
Berikut ini adalah tombol-tombol toolbar serta fungsinya: 1.
Verify . Berfungsi untuk mengecek error dan code program.
2. Upload.
Meng-compile dan meng-upload program Arduino board. 3.
New. Membuat sketch baru.
4. Open.
Menampilkan sebuah menu dari seluruh sketch yang berada didalam sketchbook.
5. Save.
Menyimpan sketch. 6.
Serial Monitor. Membuka serial monitor Simanjuntak, Matur. 2012.
Universitas Sumatera Utara
2.2 Sensor Cahaya Light Dependent Resistor LDR
Light Dependent Resistor LDR merupakan sebuah sensor cahaya. Jika intensitas ca-
haya yang masuk ke dalam sensor tersebut semakin sedikit, maka resistansinya akan semakin besar demikian juga sebaliknya jika intensitas cahaya yang masuk semakin
banyak maka resistansinya akan semakin sedikit dapat dilihat pada gambar 2.6 dan
LDR dihitung dalam satuan ohm Grandio, Oka. 2012.
Gambar 2.6. Grafik hubungan antara resistensi dan iluminasi
Hambatan pada LDR berubah-ubah tergantung intensitas cahaya, dimana nilai hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. Pada umumnya,
Nilai h ambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm kΩ pada kondisi gelap dan
me nurun menjadi 500 Ohm Ω pada kondisi cahaya terang.
Jika intensitas cahaya tinggi maka hambatanya akan semakin kecil dan jika intensitas cahaya semakin rendah maka hambatanya semakin besar. Begitu pula
dengan nilai tegangannya, Jika Intensitas cahaya rendah maka tegangannya akan se- makin tinggi, dan sebaliknya jika intensitas cahaya semakin tinggi maka teganganya
akan akan semakin rendah Laila, Nova. 2015. Bentuk fisik dari Sensor Cahaya LDR adalah seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.7 Sensor Cahaya LDR
Universitas Sumatera Utara
LDR adalah rangkaian yang dapat mengukur nilai resistansi dari Foto-resistor LDR tersebut. Dari hukum ohm, diketahui bahwa:
Keterangan: V
= Beda potensial antara dua titik. I
= Arus yang mengalir di antara-nya. R
= Resistansi di antara-nya.
Nilai R tidak bergantung dari V ataupun I. Sehingga, jika ada perubahan nilai resistansi dari R, maka nilai tegangan V akan berubah. Jika beda potensial di-set tetap,
maka perubahan resistansi hanya akan mempengaruhi besar arusnya. Dan persamaan tersebut akan menjadi:
Kedua persamaan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai rangkaian yang dapat mendeteksi perubahan resistansi dari LDR. Pada persamaan pertama, nilai V akan
berubah jika resistansi berubah, sedangkan pada persamaan kedua, nilai I yang akan berubah. Namun pada banyak mikrokontroler, telah ter-integrasi rangkaian ADC yang
dapat membaca tegangan V analog dengan baik. Sehingga pada pembahasan, rangkaian pembacaan nilai resistansi dari LDR berdasar pada persamaan pertama
Laila, Nova. 2015. Sensor cahaya LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai
perubahan resistensi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu :
1. Laju Recovery sensor cahaya LDR Light Dependent Resistor. Bila sebuah
sensor cahaya LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa diamati bahwa nilai
resistensi dari LDR tidak akan segera berubah resistensinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai nilai
dikegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistensi dalam
waktu tertentu. Nilai ini ditulis dalam Kdetik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200Kdetik selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya
Universitas Sumatera Utara
100 lux, kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang
dari 10ms untuk mencapai resistensi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux. 2.
Respon spektral sensor cahaya LDR Light Dependent Resistor. Sensor cahaya LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang
gelombang cahaya yang jatuh padanya yaitu warna. Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja,
emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunya daya hantar yang baik
Manik, Sadarma. 2015.
2.3 Sensor Suhu LM35