RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL SUHU DAN LAMPU OTOMATIS MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3 SEBAGAI SISTEM PENGENDALI.
RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL SUHU DAN LAMPU
OTOMATIS MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3
SEBAGAI SISTEM PENGENDALI
Oleh :
Fandi Christianto Hulu
NIM 4101240003
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2015
i
iii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 19 Mei 1992 di Kota Gunungsitoli dari
pasangan bapak Aroziduhu Hulu (Alm) dan ibu Asaria Ndruru yang merupakan
anak ke dua dari lima bersaudara.
Pada tahun 1998, penulis memulai pendidikannya di SDN No. 070974
Gunungsitoli, dan lulus pada tahun 2004. Pada tahun yang sama yaitu 2004,
penulis melanjutkan pendidikan sekolah di SMPN 1 Gunungsitoli, dan lulus pada
tahun 2007. Pada tahun 2007 penulis melanjutkan jenjang pendidikannya di SMA
N Unggulan Sukma Nias dan lulus pada tahun 2010. Pada tahun 2010, penulis
diterima di salah satu Perguruan Tinggi Negeri di Kota Medan dengan Program
Studi Fisika, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Medan.
Pada saat perkuliahan, penulis bergabung dalam Organisasi Ikatan
Keluarga Besar Kristen Fisika (IKBKF) di Jurusan Fisika Universitas Negeri
Medan serta Organisasi Keluarga Mahasiswa Nias (KAMNI) Universitas Negeri
Medan.
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis persembahkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa,
atas Berkat dan Rahmat yang selalu diberikan-Nya sehingga penelitian skripsi ini
dapat diselesaikan dengan baik dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar sarjana sain. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah
Sistem Otomatis, dengan judul “Rancang Bangun Alat Pengontrol Suhu dan
Lampu
Otomatis
Menggunakan
Arduino
Uno
R3
Sebagai
Sistem
Pengendali.”
Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
orang-orang yang telah banyak memberi semangat serta motivasi, sehingga
penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini dengan sebaik-baiknya. Penulis ingin
menyampaikan banyak terimakasih kepada ;
• Kedua orang tua, Ayahanda tercinta Aroziduhu Hulu (Alm) dan Ibunda
tercinta Asaria Nduru serta kakak-adik saya : Fince Rahmat Putra Hulu,
Yonatan Fa’ahakho dodo Hulu, Yosua Nofanolo Hulu dan Frans Obini
Zaro Hulu. Kepada Paman tercinta Yulianus Tohu, S.Pd beserta keluarga
yang telah banyak membantu penulis selama masa perkuliahan dari awal
hingga selesai, serta keluarga besar penulis atas doa, dukungan dan
motivasinya
• Bapak Drs. Abd. Hakim, M.Si., selaku dosen pembimbing skripsi yang
telah banyak membimbing, memotivasi dan membantu saya dalam
menyelesaikan skripsi ini, Bapak Dr. Ridwan A. Sani, M.Si selaku dosen
Pembimbing Akademik yang selama hampir lima tahun ini selalu
mengayomi, membimbing, menyayangi penulis dengan sangat lembut,
Bapak Drs. Sehat Simatupang, M.si., Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si.,
dan Bapak Drs. Nurdin Siregar, M.Si., selaku dosen penguji yang telah
banyak memberikan saran dan masukan dalam perbaikan skripsi ini. Serta
seluruh jajaran dosen Fisika Unimed yang tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu.
v
• Kepada teman-teman Fisika ND 2010 yang telah sama-sama berjuang dari
awal perkuliahan hingga menyelesaikan studinya masing-masing.
Terutama kepada sahabat-sahabat terbaik penulis yaitu Eben Gea, Biduan
Nainggolan, Berton Maruli Siahaan, Imron Marbun, Sovian S.T Sigiro,
Filemon Sagala, Anna Dinna, Norma Septiani, Sri wahyuni, Fika Ariani,
Rahmi Febrina, Muhammad Affan Siregar, Palma Juanda, Ferry
Hamdana, Yusuf Junior, Rahmad Rudi Lubis, Julizar Muttaqin. Kepada
orang-orang yang penulis sayangi dan cintai yang banyak mengisi harihari serta selalu memotivasi dan menemani disaat senang maupun susah,
yang selalu mendukung dan memotivasi sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
• Terkhusus kepada Kakak/Abang/Teman Tombak 57a Markus Zebua, Jefri
Waruwu, Envil Harefa, Agus Giawa dan Defifor Waruwu telah banyak
membantu penulis dalam pengerjaan skripsi dari awal mulai hingga
selesai.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam
penyusunan skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dari pembaca untuk perbaikan dan penyempurnaan skripsi ini.
Penulis berharap agar skripsi ini dapat memberikan manfaat baru bagi pembaca
sehingga skripsi ini memberi suatu kontribusi bagi jurusan fisika serta dapat
menjadi langkah menuju penelitian-penelitian seterusnya. Semoga skripsi ini
dapat bermanfaat dan menjadi masukan dalam perkembangan dunia sains
terutama generasi penerus kajian Fisika Instrumentasi.
Medan,
Penulis
Maret 2015
Fandi Christianto Hulu
NIM. 4101240003
iii
RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL SUHU DAN LAMPU
OTOMATIS MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3
SEBAGAI SISTEM PENGENDALI
Fandi Christianto Hulu (NIM 4101240003)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun alat pengontrol
suhu dan lampu otomatis dengan menggunakan Arduino Uno R3 sebagai sistem
pengendali. Dalam sistem kerjanya perangkat instrumentasi menggunakan sensor
LDR sebagai pendeteksi intensitas cahaya dan sensor LM35 sebagai pendeteksi
suhu ruangan. Perangkat instrumentasi dibuat untuk mengolah perubahan
intensitas cahaya dan suhu ruangan yang ditangkap oleh masing-masing sensor
sebagai input yang kemudian diteruskan pada mikrokontroler sebagai perintah
dalam mengaktifkan/menonaktifkan rangkaian output yaitu lampu dan kipas.
Sensor LM35 dan LDR yang digunakan untuk mendeteksi intenstias
cahaya dan suhu ruangan dirangkai dengan mikrokontroler Arduino Uno R3 yang
telah diprogram dengan software Arduino.IDE sehingga intensitas cahaya dan
suhu ruangan yang dideteksi oleh kedua sensor diteruskan pada pin analog
mikrokontroler Arduino Uno R3 dalam bentuk perubahan nilai tegangan dengan
pembacaan 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan dari 0 – 5V. Hasil
pengukurannya diolah dan disimpan kedalam basis data pada Arduino Uno R3
setiap detik yang kemudan hasil pengolahan data tersebut ditangkap oleh
rangkaian output yaitu lampu dan kipas sebagai perintah dalam bentuk perintah
High atau Low sehingga hasil pengukuran suhu dan intesitas cahaya dapat dilihat
pada layar LCD serta lampu dan kipas dapat menyala/padam secara otomatis.
Berdasarkan hasil pengujian dari sistem yang telah dibuat, dapat
disimpulkan bahwa sistem alat rancangan dapat berkerja dengan baik karena hasil
proses penyalaan/pemadaman lampu dan kipas terhadap Arduino Uno R3 sebagai
sistem pengendali (mikrokontroler) yang tersruktur dari program dapat berjalan
sesuai dengan parameter yang diharapkan, meskipun masih belum mampu
mempertahankan nilai suhu secara maksimal atau tidak stabil dan tidak linear
dengan suhu rata-rata yaitu 27,89 0C.
Kata kunci : Pengontrol Suhu, Arduino Uno R3, LDR, LM35, Sistem Otomatis,
Intensitas Cahaya, Sistem Pengendali.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
vi
viii
xi
xii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
1.2.
Batasan Masalah
1.3.
Rumusan Masalah
1.4.
Tujuan Penelitian
1.5.
Manfaat Penelitian
1
1
3
4
4
4
BAB II.TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Mikrokontroler
2.1.1. Arduino Sebagai Mikrokontroler
2.1.2. Jenis-jenis Papan Arduino
2.2.
Arduino Uno USB
2.2.1. Hubungan ke PCB
2.2.2. Bagian-bagian Papan Arduino Uno
2.2.3. Bahasa Pemograman Mikrokontroler Arduino
2.2.4. Software Arduino
2.2.4.1. Menginstal Software Arduino
2.2.4.2. Menginstal Driver USB Pada Windows 7
2.2.4.3. Menguji Koneksi Komputer dan Papan Arduino
2.3.
Komponen Elektronik
2.3.1. Liquid Crystal Display (LCD) 16x2
2.3.2. Sensor
2.3.2.1. Sensor Suhu
2.3.2.2. Karakteristik Sensor LM35
2.3.2.3. Prinsip Kerja LM35
2.3.2.4. Kelebihan dan Kelemahan IC Temperature LM35
2.3.2.5. LDR (Lingt Dependent Resistor) Sebagai Sensor
Cahaya
2.3.2.6. Sensitivitas
2.3.2.7. Rangkaian Sensor Cahaya LDR
2.3.3. Motor DC
2.3.4. Transistor
2.3.4.1. Fitur & Spesifikasi Transistor TIP120
5
5
6
8
11
12
13
15
19
20
20
26
28
28
31
34
35
36
36
37
41
41
43
44
45
vii
2.3.5.
2.3.5.1.
2.3.6.
2.4.
Resistor
Kode Warna Resistor
Dioda
Kerangka Konseptual
46
47
48
50
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1.
Tempat dan Waktu Penelitian
3.2.
Alat dan Bahan
3.3.
Diagram Blog Rangkaian
3.4.
Prosedur Penelitian
3.5.
Rancangan Rangkaian Penelitian
3.5.1. Rancangan Rangkaian IC LM35 (Sensor Suhu)
3.5.2. Rancangan Rangkaian Sensor Cahaya LDR
3.5.3. Rancangan Rangkaian LCD Display
3.5.4. Rancangan Rangkaian Kipas DC/Motor DC
3.5.5. Rancangan Rangkaian Relay dan Beban
3.5.6. Rancangan Rangkaian Sistem Otomatis Secara Keseluruhan
3.5.6.1. Prinsip Kerja Rancangan Rangkaian Sistem Otomatis
3.6.
Diagram Alir Penelitian
3.7.
Diagram Alir Alat
3.8.
Teknik Analisis Data
51
51
51
52
53
54
54
54
55
56
56
57
59
60
61
62
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Penelitian
4.1.1. Deskripsi Data Penelitian
4.1.2. Hubungan Antara Perubahan Intensitas Cahaya dengan
Perubahan Suhu
4.2.
Pembahasan
64
64
64
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
5.2.
Saran
73
73
74
DAFTAR PUSTAKA
75
Lampiran
77
67
71
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Merek dan Jenis Mikrokontroler
5
Tabel 2.2.
Pin-pin LCD LMB162AFC
29
Tabel 2.3.
Proses fisik yang dapat dipilih untuk berbagai
tujuan sensor
33
Tabel 2.4.
Kode warna pada Resistor
47
Tabel 3.1.
Alat Penelitian
51
Tabel 3.2.
Bahan Penelitian
51
Tabel 3.3.
Alat dan Bahan Penelitian(Software)
52
Tabel 3.4.
Hasil Penelitian Alat Pengontrol Suhu dan Lampu
63
Tabel 3.5.
Hasil Penelitian Dengan Perubahan Intensitas Cahaya
63
Tabel 4.1.
Hasil Penelitian Alat Pengontrol Suhu dan Lampu
66
Tabel 4.2.
Hasil Penelitian Dengan Perubahan Intensitas Cahaya
68
Tabel 4.3.
Rata-Rata Nilai Suhu Dan Intensitas Cahaya
71
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Arduino Uno R3
8
Gambar 2.2.
Arduino Serial
8
Gambar 2.3. Arduino Mega
9
Gambar 2.4. Arduinofio
9
Gambar 2.5.
Arduinolilypad
9
Gambar 2.6.
Komponen-komponen Umum Mikrokontroler
10
Gambar 2.7. Hubungan Arduino Uno dengan PC
12
Gambar 2.8.
Papan Arduino Uno
13
Gambar 2.9.
Tampilan Control Panel
21
Gambar 2.10. Tampilan Devices and Printer
21
Gambar 2.11. Tampilan Arduino Uno Propertis/Hardware
22
Gambar 2.12. Tampilan Arduino Uno Propertis/Hardware/Properties
22
Gambar 2.13. Tampilan Arduino Uno Propertis/Hardware/Properties2
23
Gambar 2.14. Tampilan Update Driver Software – Arduino Uno
23
Gambar 2.15. Tampilan Update Driver Software – Arduino Uno/Browse
24
Gambar 2.16. Tampilan Windows Security
24
Gambar 2.17. Tampilan Update Driver Software – Arduino UNO
COM 5
25
Gambar 2.18. Tampilan Devices and Printer 2
25
Gambar 2.19. Tampilan folder arduino.exe
26
Gambar 2.20. Tampilan IDE Arduino.exe/Tools/Board
26
Gambar 2.21. Tampilan IDE Arduino.exe/File/Examples/1.Basic
27
Gambar 2.22. Tampilan Icon Upload
27
Gambar 2.23. Tampilan Done Uploading
27
Gambar 2.24. Tampilan Problem Uploading To Board
27
Gambar 2.25. Tampilan IDE Arduino.exe/Tools/Serial Port/COM5
28
Gambar 2.26. Liquid Crystal Display (LCD 16x2)
28
ix
Gambar 2.27. Rangkaian LCD 16x2 dengan Mikrokontroler
31
Gambar 2.28. Sensor Suhu IC LM35
34
Gambar 2.29. Grafik Akurasi LM35 terhadap suhu
35
Gambar 2.30. Grafik respon LDR terhadap spektrum panjang gelombang
38
Gambar 2.31. Bentuk fisik LDR
40
Gambar 2.32. Geometri elektroda permukaan LDR
41
Gambar 2.33. Rangkaian Sensor Cahaya LDR
42
Gambar 2.34. Motor DC
43
Gambar 2.35. Rangkaian Motor DC dengan Mikrokontroler
44
Gambar 2.36. Transistor NPN TIP120
45
Gambar 2.37. Grafik korelasi Arus Pada Kolektor
46
Gambar 2.38. Jenis resistor menurut konstruksinya
47
Gambar 2.39. Simbol Resistor
47
Gambar 2.40. Cara Pembacaan Kode Warna Resistor
48
Gambar 2.41. Diode Sebagai Penyearah
49
Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian
52
Gambar 3.2.
Rancangan Rangkaian IC LM35 (Sensor Suhu)
54
Gambar 3.3.
Rancangan Rangkaian Sensor Cahaya LDR
54
Gambar 3.4.
Rancangan Rangkaian LCD Display
55
Gambar 3.5.
Rancangan Rangkaian Kipas DC/Motor DC
56
Gambar 3.6. Rancangan Rangkaian Relay dan Beban
Gambar 3.7.
56
Rancangan Rangkaian Sistem Otomatis
Secara Keseluruhan
58
Gambar 3.8.
Diagram Alir Penelitian
60
Gambar 3.9.
Diagram Alir Alat
61
Gambar 4.1.
Alat Pengontrol suhu dan lampu otomatis
yang telah dibuat
Gambar 4.2.
Grafik Intensitas Cahaya dengan Perubahan Suhu
Pada Alat Rancangan pada kondisi nyata
Gambar 4.3.
64
66
Grafik kenaikan suhu terhadap waktu dengan
Menggunakan sumber cahaya 1 Lampu 15 Watt
68
x
Gambar 4.4.
Grafik kenaikan suhu terhadap waktu dengan
Menggunakan sumber cahaya 2 Lampu 15 Watt
Gambar 4.5.
Grafik kenaikan suhu terhadap waktu dengan
Menggunakan sumber cahaya 3 Lampu 15 Watt
Gambar 4.6.
Gambar 4.7.
69
69
Grafik kenaikan suhu terhadap waktu dengan
Menggunakan sumber cahaya 4 Lampu 15 Watt
70
Grafik Rata-Rata Nilai Suhu Dan Intensitas Cahaya
71
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Seiring perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan yang semakin
pesat, tingkat kesibukan manusia pun semakin meningkat. Oleh karena itu,
manusia sangat membutuhkan suatu alat yang dapat membantu kegiatan manusia.
Karena, dengan tingkat kesibukan yang meningkat terkadang manusia kurang
memperhatikan efisisensi pemanfaatan dari peralatan yang digunakannnya. Salah
satunya pendingin udara yang sering digunakan dalam kegiatan manusia seharihari. Pendingin ruangan semakin meningkat pemakaianya, apalagi dengan kondisi
sekarang, pemanasan global yang terjadi di berbagai daerah. (Tarigan, 2013 : 86).
Hal ini dibuktikan dengan laju perubahan suhu udara kota-kota di
Indonesia yang menunjukkan kenaikan maksimum lebih dari 1 derajat celsius
dalam 10 tahun. Dari analisis data iklim Badan Meteorologi, Klimatologi, dan
Geofisika yang diambil tahun 1983-2003, kenaikan suhu udara per 10 tahun
ternyata 0,036 - 1,383 0C. (www.kompas.com).
Disamping itu, zaman sekarang dimana teknologi yang semakin
berkembang dan efisien, kebutuhan masyarakat akan fleksibilitas waktu semakin
bertambah. Hal yang sederhana pun menjadi sulit dikerjakan. Sebagai contoh
lampu yang ada di dalam rumah maupun di luar rumah, hal sederhana untuk
mematikan atau menyalakan lampu terkadang menjadi permasalahan waktu bagi
sebagian orang. (Agustian, 2013 : 1).
Untuk itu dalam mengatasi hal ini diperlukan suatu sistem pengontrol suhu
dan lampu otomatis pada ruangan, salah satunya yang paling populer yaitu dengan
memanfaatkan sistem kerja mikrokontroler. Menurut Puspadini (2013 : 41)
Mikrokontroler adalah sebuah chip yang didalamnya terdapat mikroprosesor yang
sudah dilengkapi dengan I/O dan memori. Mikrokontroler terdiri dari sejumlah
komponen, antara lain: Prosesor, ROM, RAM, Timer/Counter, Bandar I/O dan
peralatan pendukung lainnya.
1
2
Dewasa ini, jenis-jenis mikrokontroler telah banyak digunakan dalam
sistem kontrol atau sistem otomatis, salah satunya Arduino Uno. Arduino Uno
adalah salah satu produk berlabel Arduino yang sebenarnya adalah suatu papan
elektronik yang mengandung mikrokontroler ATmega328 (sebuah keping yang
secara fungsional bertindak seperti sebuah komputer). Peranti ini dapat
dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana
hingga yang kompleks. (Kadir, 2012 : 16).
Pada penelitian sebelumnya mikrokontroler ini telah digunakan dan
dipublikasikan oleh Lucky Yuditia Putra (2013) dengan judul Perancangan
Sistem Pengukur Suhu Menggunakan Arduino dan C#.Net. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui cara mengomunikasikan antara mikrokontroler
khususnya Arduino Uno dengan Sensor Suhu, Kipas DC dan aplikasi desktop
menggunakan C# .Net.
Dalam hasil penelitiannya Putra (2013 : 58) mengatakan dengan adanya
alat pengukur suhu ruangan ini suhu ruangan dapat dilihat melalui Aplikasi yang
dibuat menggunakan C#.Net/Microsoft Access pada layar laptop/PC serta dapat
memutar kipas DC secara otomatis jika suhu telah melewati suhu yang telah
didefenisikan.
Oktariawan (2013) juga telah melakukan penelitian menggunakan
mikrokontroler arduino ini pada pembuatan sistem otomatisasi pada dispenser dan
menghasilkan kesimpulan sistem otomatis menggunakan mikrokontroler arduino
berjalan sesuai mekanisme kerja dispenser.
Selain itu Nastangin (2013) juga telah melakukan penelitian menggunakan
mikrokontroler yang sama pada pembuatan sistem pengendali lampu rumah yang
menghasilkan kesimpulan bahwa mikrokontroler arduino dan elektronika yang
berada pada system pengendali dengan desain yang kecil atau ringkas dapat
bekerja normal, mikrokontroler dapat mengirim data dan menerima data untuk
berkomunikasi dengan komputer kendali.
Dari hasil penelitiannya sebelumnya
peneliti ingin menggunakan
mikrokontroler ini untuk melakukan suatu penelitian dalam skala mikro untuk
mengatasi hal dan permasalahan diatas yaitu, penelitian ini ingin merancang suatu
3
sistem pengontrol suhu dan lampu otomatis pada ruangan yang diharapkan dapat
mempermudah perkerjaan manusia dan mengetahui suhu suatu ruangan serta
dapat mengontrol suhu ruangan tersebut apabila telah melewati suhu yang telah
ditetapkan dengan menggunakan kipas pendingin.
Penelitian ini terdapat beberapa komponen yang digunakan yaitu : LCD
16x2 yang dapat menampilkan nilai suhu terukur secara langsung, kipas DC yang
memiliki kemampuan untuk menurunkan suhu ruangan, LDR (Light Dependent
Resistor) yang digunakan sebagai sensor cahaya untuk mengontrol lampu
otomatis, IC LM35 sebagai sensor temperatur yang telah dikalibrasikan langsung
dalam Celcius (0C), dengan tegangan keluarannya (Vout) akan mengalami
perubahan 10mV untuk setiap perubahan temperatur 10C serta Arduino Uno R3
sebagai mikrokontroler.
Berdasarkan penjelasan uraian diatas maka peneliti tertarik untuk
melakukan penelitian dengan judul : “Rancang Bangun Alat Pengontrol Suhu
dan Lampu Otomatis Menggunakan Arduino Uno R3 Sebagai Sistem
Pengendali”.
1.2.
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah :
a. Mikrokontroler yang digunakan untuk mengontrol seluruh sistem adalah
Arduino Uno R3.
b. Bahasa pemograman yang digunakan untuk Arduino Uno R3 adalah
bahasa Java yang diprogram melaui software IDE Arduino.
c. Komponen output yang digunakan dalam penelitian ini adalah Motor
DC/Kipas DC 12 Volt, Lampu Pijar 15 Watt dan LCD 16x2 type
LMB162AFC.
d. Komponen input yang digunakan dalam penelitian ini adalah IC LM35
sebagai pendeteksi suhu dan LDR sebagai pendeteksi cahaya.
e. Penelitian ini hanya dilakukan dalam skala mikro.
4
1.3.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat dirumuskan
suatu rumusan masalah yaitu “ Bagaimana
merancang dan membangun suatu
sistem pengontrol suhu dan lampu otomatis menggunakan
Arduino Uno R3
sebagai sistem pengendali?”
1.4.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah di atas, adapun tujuan dari penelitian yang
dilakukan adalah : “ Merancang dan membangun suatu alat pengontrol suhu dan
lampu otomatis menggunakan Arduino Uno R3 sebagai sistem pengendali”.
1.5.
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
a. Mahasiswa dapat mengasah kemampuan menciptakan inovasi dan
mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh dalam perkuliahan.
b. Mengetahui karakteristik Mikrokontroler Arduino Uno R3, IC LM35,
Motor DC/Kipas DC dan LCD.
c. Dengan adanya alat pengontrol suhu dan lampu otomatis berbasis
Mikrokontroler Arduino Uno R3 dapat menjaga kestabilan suhu ruangan
dan mempermudah pekerjaan manusia.
d. Sebagai bahan acuan atau data yang mendukung penelitian lain di masa
yang akan datang khususnya yang menggunakan mikrokontroler Arduino
Uno R3.
75
DAFTAR PUSTAKA
Afrie, S ., (2011). 20 Aplikasi Mikrokontroler ATMEGA8535,ATMEGA16
menggunakan BASCOM-AVR. Yogyakarta : ANDI Offset.
Agustian, L., dkk., (2013), Model Alat Pengatur Lampu Otomatis, KNSI 107 : 15.
Budihart, W., Gamyel, R., (2007), 12 Proyek Mikrokontroler untuk Pemula.
Jakarta:Elex Media Kompuutindo.
Cooper, W.D ., (1985). Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta
: Erlangga.
Datasheet TIP120 (2014), http : // www.fairchidsemi.com/transistor_TIP120.pdf
(diakses 26 Juli 2014)
Djuandi, F (2011), http : //www.tokobuku.com/Pengenalan_Arduino.htm (diakses
26 Juli 2014).
Kadir, A ., (2012), Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan
Pemogramannya
Menggunakan
Arduino.
C.V
Andi
OFFSET
:
Yogyakarta.
Kompas
(2009),
http://www.kompas.com/Suhu_udara_di_Indonesia_rata-
rata_naik.htm (diakses 4 Agustus 2014).
Kurt, T.E., (2007), Bionic Arduino Introduction to Microcontrollers with Arduino.
From http://todbot.com/blog/bionicarduino/clas1 .htm (diakses 26 Juli
2014).
Link, W ., (1993), Pengukuran, Pengendalian, dan Pengaturan Dengan PC, PT
Elex Media Komputindo : Jakarta.
Muhida, R., (2008), Pemograman Praktis Mikrokontroler Menggunakan PIC
untuk Aplikasi Robot, International Islamic University Malaysia
Nustangin., Rahayu, M ., (2013)., Sistem Pengendali Lampu Rumah
Menggunakan Wireless RF 433 MHz. Yogyakarta : STMIK AMIKOM
Oktariaman, I ., dkk ., (2013), Pembuatan Sistem Otomasi Dispenser
Menggunakan Mikrokontroler Arduino Mega 2560, FEMA 1 : 18 – 24.
76
Oxer, J ., Blemings , H ., (2009), Practical Aduino Cool Projects for Open Source
Hardware. Technology In Action : New York.
Putra, Y.L., (2013), Perancangan Sistem Pengukur Suhu Menggunakan Arduino
dan C#.Net. Skripsi, FT, Universitas Mercu Buana, Jakarta.
Puspadini, R., Bahriun, T.A., (2013), Perancangan Sistem Kontrol Penerangan.
Pendingin
Ruangan,
dan
Telepon
Otomatis
Terjadwal
Berbasis
Mikrokontroler, Singuda Ensikom 4 : 41 – 46.
Tarigan, P., (2013), Sistem Pengendali Pendingin Ruangan Menggunakan Fuzzy
Logic Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535, Informasi dan Teknologi
Ilmiah (INTI) I : 86 – 92.
Yulianti, D ., (2010), Modul Rangkaian Listrik Arus Searah DC, PPPG Teknologi
Medan : Medan.
Yulias, Z ( 2011), Tutorial Singkat Bahasa Pemograman Aduino, From http
://www.google.com/Arduino/Tutorial_Singkat_Bahasa_Pemograman_Ard
uino.htm (diakses 26 Juli 2014).
OTOMATIS MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3
SEBAGAI SISTEM PENGENDALI
Oleh :
Fandi Christianto Hulu
NIM 4101240003
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2015
i
iii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 19 Mei 1992 di Kota Gunungsitoli dari
pasangan bapak Aroziduhu Hulu (Alm) dan ibu Asaria Ndruru yang merupakan
anak ke dua dari lima bersaudara.
Pada tahun 1998, penulis memulai pendidikannya di SDN No. 070974
Gunungsitoli, dan lulus pada tahun 2004. Pada tahun yang sama yaitu 2004,
penulis melanjutkan pendidikan sekolah di SMPN 1 Gunungsitoli, dan lulus pada
tahun 2007. Pada tahun 2007 penulis melanjutkan jenjang pendidikannya di SMA
N Unggulan Sukma Nias dan lulus pada tahun 2010. Pada tahun 2010, penulis
diterima di salah satu Perguruan Tinggi Negeri di Kota Medan dengan Program
Studi Fisika, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Medan.
Pada saat perkuliahan, penulis bergabung dalam Organisasi Ikatan
Keluarga Besar Kristen Fisika (IKBKF) di Jurusan Fisika Universitas Negeri
Medan serta Organisasi Keluarga Mahasiswa Nias (KAMNI) Universitas Negeri
Medan.
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis persembahkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa,
atas Berkat dan Rahmat yang selalu diberikan-Nya sehingga penelitian skripsi ini
dapat diselesaikan dengan baik dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar sarjana sain. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah
Sistem Otomatis, dengan judul “Rancang Bangun Alat Pengontrol Suhu dan
Lampu
Otomatis
Menggunakan
Arduino
Uno
R3
Sebagai
Sistem
Pengendali.”
Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
orang-orang yang telah banyak memberi semangat serta motivasi, sehingga
penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini dengan sebaik-baiknya. Penulis ingin
menyampaikan banyak terimakasih kepada ;
• Kedua orang tua, Ayahanda tercinta Aroziduhu Hulu (Alm) dan Ibunda
tercinta Asaria Nduru serta kakak-adik saya : Fince Rahmat Putra Hulu,
Yonatan Fa’ahakho dodo Hulu, Yosua Nofanolo Hulu dan Frans Obini
Zaro Hulu. Kepada Paman tercinta Yulianus Tohu, S.Pd beserta keluarga
yang telah banyak membantu penulis selama masa perkuliahan dari awal
hingga selesai, serta keluarga besar penulis atas doa, dukungan dan
motivasinya
• Bapak Drs. Abd. Hakim, M.Si., selaku dosen pembimbing skripsi yang
telah banyak membimbing, memotivasi dan membantu saya dalam
menyelesaikan skripsi ini, Bapak Dr. Ridwan A. Sani, M.Si selaku dosen
Pembimbing Akademik yang selama hampir lima tahun ini selalu
mengayomi, membimbing, menyayangi penulis dengan sangat lembut,
Bapak Drs. Sehat Simatupang, M.si., Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si.,
dan Bapak Drs. Nurdin Siregar, M.Si., selaku dosen penguji yang telah
banyak memberikan saran dan masukan dalam perbaikan skripsi ini. Serta
seluruh jajaran dosen Fisika Unimed yang tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu.
v
• Kepada teman-teman Fisika ND 2010 yang telah sama-sama berjuang dari
awal perkuliahan hingga menyelesaikan studinya masing-masing.
Terutama kepada sahabat-sahabat terbaik penulis yaitu Eben Gea, Biduan
Nainggolan, Berton Maruli Siahaan, Imron Marbun, Sovian S.T Sigiro,
Filemon Sagala, Anna Dinna, Norma Septiani, Sri wahyuni, Fika Ariani,
Rahmi Febrina, Muhammad Affan Siregar, Palma Juanda, Ferry
Hamdana, Yusuf Junior, Rahmad Rudi Lubis, Julizar Muttaqin. Kepada
orang-orang yang penulis sayangi dan cintai yang banyak mengisi harihari serta selalu memotivasi dan menemani disaat senang maupun susah,
yang selalu mendukung dan memotivasi sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
• Terkhusus kepada Kakak/Abang/Teman Tombak 57a Markus Zebua, Jefri
Waruwu, Envil Harefa, Agus Giawa dan Defifor Waruwu telah banyak
membantu penulis dalam pengerjaan skripsi dari awal mulai hingga
selesai.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam
penyusunan skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dari pembaca untuk perbaikan dan penyempurnaan skripsi ini.
Penulis berharap agar skripsi ini dapat memberikan manfaat baru bagi pembaca
sehingga skripsi ini memberi suatu kontribusi bagi jurusan fisika serta dapat
menjadi langkah menuju penelitian-penelitian seterusnya. Semoga skripsi ini
dapat bermanfaat dan menjadi masukan dalam perkembangan dunia sains
terutama generasi penerus kajian Fisika Instrumentasi.
Medan,
Penulis
Maret 2015
Fandi Christianto Hulu
NIM. 4101240003
iii
RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL SUHU DAN LAMPU
OTOMATIS MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3
SEBAGAI SISTEM PENGENDALI
Fandi Christianto Hulu (NIM 4101240003)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun alat pengontrol
suhu dan lampu otomatis dengan menggunakan Arduino Uno R3 sebagai sistem
pengendali. Dalam sistem kerjanya perangkat instrumentasi menggunakan sensor
LDR sebagai pendeteksi intensitas cahaya dan sensor LM35 sebagai pendeteksi
suhu ruangan. Perangkat instrumentasi dibuat untuk mengolah perubahan
intensitas cahaya dan suhu ruangan yang ditangkap oleh masing-masing sensor
sebagai input yang kemudian diteruskan pada mikrokontroler sebagai perintah
dalam mengaktifkan/menonaktifkan rangkaian output yaitu lampu dan kipas.
Sensor LM35 dan LDR yang digunakan untuk mendeteksi intenstias
cahaya dan suhu ruangan dirangkai dengan mikrokontroler Arduino Uno R3 yang
telah diprogram dengan software Arduino.IDE sehingga intensitas cahaya dan
suhu ruangan yang dideteksi oleh kedua sensor diteruskan pada pin analog
mikrokontroler Arduino Uno R3 dalam bentuk perubahan nilai tegangan dengan
pembacaan 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan dari 0 – 5V. Hasil
pengukurannya diolah dan disimpan kedalam basis data pada Arduino Uno R3
setiap detik yang kemudan hasil pengolahan data tersebut ditangkap oleh
rangkaian output yaitu lampu dan kipas sebagai perintah dalam bentuk perintah
High atau Low sehingga hasil pengukuran suhu dan intesitas cahaya dapat dilihat
pada layar LCD serta lampu dan kipas dapat menyala/padam secara otomatis.
Berdasarkan hasil pengujian dari sistem yang telah dibuat, dapat
disimpulkan bahwa sistem alat rancangan dapat berkerja dengan baik karena hasil
proses penyalaan/pemadaman lampu dan kipas terhadap Arduino Uno R3 sebagai
sistem pengendali (mikrokontroler) yang tersruktur dari program dapat berjalan
sesuai dengan parameter yang diharapkan, meskipun masih belum mampu
mempertahankan nilai suhu secara maksimal atau tidak stabil dan tidak linear
dengan suhu rata-rata yaitu 27,89 0C.
Kata kunci : Pengontrol Suhu, Arduino Uno R3, LDR, LM35, Sistem Otomatis,
Intensitas Cahaya, Sistem Pengendali.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
vi
viii
xi
xii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
1.2.
Batasan Masalah
1.3.
Rumusan Masalah
1.4.
Tujuan Penelitian
1.5.
Manfaat Penelitian
1
1
3
4
4
4
BAB II.TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Mikrokontroler
2.1.1. Arduino Sebagai Mikrokontroler
2.1.2. Jenis-jenis Papan Arduino
2.2.
Arduino Uno USB
2.2.1. Hubungan ke PCB
2.2.2. Bagian-bagian Papan Arduino Uno
2.2.3. Bahasa Pemograman Mikrokontroler Arduino
2.2.4. Software Arduino
2.2.4.1. Menginstal Software Arduino
2.2.4.2. Menginstal Driver USB Pada Windows 7
2.2.4.3. Menguji Koneksi Komputer dan Papan Arduino
2.3.
Komponen Elektronik
2.3.1. Liquid Crystal Display (LCD) 16x2
2.3.2. Sensor
2.3.2.1. Sensor Suhu
2.3.2.2. Karakteristik Sensor LM35
2.3.2.3. Prinsip Kerja LM35
2.3.2.4. Kelebihan dan Kelemahan IC Temperature LM35
2.3.2.5. LDR (Lingt Dependent Resistor) Sebagai Sensor
Cahaya
2.3.2.6. Sensitivitas
2.3.2.7. Rangkaian Sensor Cahaya LDR
2.3.3. Motor DC
2.3.4. Transistor
2.3.4.1. Fitur & Spesifikasi Transistor TIP120
5
5
6
8
11
12
13
15
19
20
20
26
28
28
31
34
35
36
36
37
41
41
43
44
45
vii
2.3.5.
2.3.5.1.
2.3.6.
2.4.
Resistor
Kode Warna Resistor
Dioda
Kerangka Konseptual
46
47
48
50
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1.
Tempat dan Waktu Penelitian
3.2.
Alat dan Bahan
3.3.
Diagram Blog Rangkaian
3.4.
Prosedur Penelitian
3.5.
Rancangan Rangkaian Penelitian
3.5.1. Rancangan Rangkaian IC LM35 (Sensor Suhu)
3.5.2. Rancangan Rangkaian Sensor Cahaya LDR
3.5.3. Rancangan Rangkaian LCD Display
3.5.4. Rancangan Rangkaian Kipas DC/Motor DC
3.5.5. Rancangan Rangkaian Relay dan Beban
3.5.6. Rancangan Rangkaian Sistem Otomatis Secara Keseluruhan
3.5.6.1. Prinsip Kerja Rancangan Rangkaian Sistem Otomatis
3.6.
Diagram Alir Penelitian
3.7.
Diagram Alir Alat
3.8.
Teknik Analisis Data
51
51
51
52
53
54
54
54
55
56
56
57
59
60
61
62
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Penelitian
4.1.1. Deskripsi Data Penelitian
4.1.2. Hubungan Antara Perubahan Intensitas Cahaya dengan
Perubahan Suhu
4.2.
Pembahasan
64
64
64
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
5.2.
Saran
73
73
74
DAFTAR PUSTAKA
75
Lampiran
77
67
71
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Merek dan Jenis Mikrokontroler
5
Tabel 2.2.
Pin-pin LCD LMB162AFC
29
Tabel 2.3.
Proses fisik yang dapat dipilih untuk berbagai
tujuan sensor
33
Tabel 2.4.
Kode warna pada Resistor
47
Tabel 3.1.
Alat Penelitian
51
Tabel 3.2.
Bahan Penelitian
51
Tabel 3.3.
Alat dan Bahan Penelitian(Software)
52
Tabel 3.4.
Hasil Penelitian Alat Pengontrol Suhu dan Lampu
63
Tabel 3.5.
Hasil Penelitian Dengan Perubahan Intensitas Cahaya
63
Tabel 4.1.
Hasil Penelitian Alat Pengontrol Suhu dan Lampu
66
Tabel 4.2.
Hasil Penelitian Dengan Perubahan Intensitas Cahaya
68
Tabel 4.3.
Rata-Rata Nilai Suhu Dan Intensitas Cahaya
71
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Arduino Uno R3
8
Gambar 2.2.
Arduino Serial
8
Gambar 2.3. Arduino Mega
9
Gambar 2.4. Arduinofio
9
Gambar 2.5.
Arduinolilypad
9
Gambar 2.6.
Komponen-komponen Umum Mikrokontroler
10
Gambar 2.7. Hubungan Arduino Uno dengan PC
12
Gambar 2.8.
Papan Arduino Uno
13
Gambar 2.9.
Tampilan Control Panel
21
Gambar 2.10. Tampilan Devices and Printer
21
Gambar 2.11. Tampilan Arduino Uno Propertis/Hardware
22
Gambar 2.12. Tampilan Arduino Uno Propertis/Hardware/Properties
22
Gambar 2.13. Tampilan Arduino Uno Propertis/Hardware/Properties2
23
Gambar 2.14. Tampilan Update Driver Software – Arduino Uno
23
Gambar 2.15. Tampilan Update Driver Software – Arduino Uno/Browse
24
Gambar 2.16. Tampilan Windows Security
24
Gambar 2.17. Tampilan Update Driver Software – Arduino UNO
COM 5
25
Gambar 2.18. Tampilan Devices and Printer 2
25
Gambar 2.19. Tampilan folder arduino.exe
26
Gambar 2.20. Tampilan IDE Arduino.exe/Tools/Board
26
Gambar 2.21. Tampilan IDE Arduino.exe/File/Examples/1.Basic
27
Gambar 2.22. Tampilan Icon Upload
27
Gambar 2.23. Tampilan Done Uploading
27
Gambar 2.24. Tampilan Problem Uploading To Board
27
Gambar 2.25. Tampilan IDE Arduino.exe/Tools/Serial Port/COM5
28
Gambar 2.26. Liquid Crystal Display (LCD 16x2)
28
ix
Gambar 2.27. Rangkaian LCD 16x2 dengan Mikrokontroler
31
Gambar 2.28. Sensor Suhu IC LM35
34
Gambar 2.29. Grafik Akurasi LM35 terhadap suhu
35
Gambar 2.30. Grafik respon LDR terhadap spektrum panjang gelombang
38
Gambar 2.31. Bentuk fisik LDR
40
Gambar 2.32. Geometri elektroda permukaan LDR
41
Gambar 2.33. Rangkaian Sensor Cahaya LDR
42
Gambar 2.34. Motor DC
43
Gambar 2.35. Rangkaian Motor DC dengan Mikrokontroler
44
Gambar 2.36. Transistor NPN TIP120
45
Gambar 2.37. Grafik korelasi Arus Pada Kolektor
46
Gambar 2.38. Jenis resistor menurut konstruksinya
47
Gambar 2.39. Simbol Resistor
47
Gambar 2.40. Cara Pembacaan Kode Warna Resistor
48
Gambar 2.41. Diode Sebagai Penyearah
49
Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian
52
Gambar 3.2.
Rancangan Rangkaian IC LM35 (Sensor Suhu)
54
Gambar 3.3.
Rancangan Rangkaian Sensor Cahaya LDR
54
Gambar 3.4.
Rancangan Rangkaian LCD Display
55
Gambar 3.5.
Rancangan Rangkaian Kipas DC/Motor DC
56
Gambar 3.6. Rancangan Rangkaian Relay dan Beban
Gambar 3.7.
56
Rancangan Rangkaian Sistem Otomatis
Secara Keseluruhan
58
Gambar 3.8.
Diagram Alir Penelitian
60
Gambar 3.9.
Diagram Alir Alat
61
Gambar 4.1.
Alat Pengontrol suhu dan lampu otomatis
yang telah dibuat
Gambar 4.2.
Grafik Intensitas Cahaya dengan Perubahan Suhu
Pada Alat Rancangan pada kondisi nyata
Gambar 4.3.
64
66
Grafik kenaikan suhu terhadap waktu dengan
Menggunakan sumber cahaya 1 Lampu 15 Watt
68
x
Gambar 4.4.
Grafik kenaikan suhu terhadap waktu dengan
Menggunakan sumber cahaya 2 Lampu 15 Watt
Gambar 4.5.
Grafik kenaikan suhu terhadap waktu dengan
Menggunakan sumber cahaya 3 Lampu 15 Watt
Gambar 4.6.
Gambar 4.7.
69
69
Grafik kenaikan suhu terhadap waktu dengan
Menggunakan sumber cahaya 4 Lampu 15 Watt
70
Grafik Rata-Rata Nilai Suhu Dan Intensitas Cahaya
71
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Seiring perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan yang semakin
pesat, tingkat kesibukan manusia pun semakin meningkat. Oleh karena itu,
manusia sangat membutuhkan suatu alat yang dapat membantu kegiatan manusia.
Karena, dengan tingkat kesibukan yang meningkat terkadang manusia kurang
memperhatikan efisisensi pemanfaatan dari peralatan yang digunakannnya. Salah
satunya pendingin udara yang sering digunakan dalam kegiatan manusia seharihari. Pendingin ruangan semakin meningkat pemakaianya, apalagi dengan kondisi
sekarang, pemanasan global yang terjadi di berbagai daerah. (Tarigan, 2013 : 86).
Hal ini dibuktikan dengan laju perubahan suhu udara kota-kota di
Indonesia yang menunjukkan kenaikan maksimum lebih dari 1 derajat celsius
dalam 10 tahun. Dari analisis data iklim Badan Meteorologi, Klimatologi, dan
Geofisika yang diambil tahun 1983-2003, kenaikan suhu udara per 10 tahun
ternyata 0,036 - 1,383 0C. (www.kompas.com).
Disamping itu, zaman sekarang dimana teknologi yang semakin
berkembang dan efisien, kebutuhan masyarakat akan fleksibilitas waktu semakin
bertambah. Hal yang sederhana pun menjadi sulit dikerjakan. Sebagai contoh
lampu yang ada di dalam rumah maupun di luar rumah, hal sederhana untuk
mematikan atau menyalakan lampu terkadang menjadi permasalahan waktu bagi
sebagian orang. (Agustian, 2013 : 1).
Untuk itu dalam mengatasi hal ini diperlukan suatu sistem pengontrol suhu
dan lampu otomatis pada ruangan, salah satunya yang paling populer yaitu dengan
memanfaatkan sistem kerja mikrokontroler. Menurut Puspadini (2013 : 41)
Mikrokontroler adalah sebuah chip yang didalamnya terdapat mikroprosesor yang
sudah dilengkapi dengan I/O dan memori. Mikrokontroler terdiri dari sejumlah
komponen, antara lain: Prosesor, ROM, RAM, Timer/Counter, Bandar I/O dan
peralatan pendukung lainnya.
1
2
Dewasa ini, jenis-jenis mikrokontroler telah banyak digunakan dalam
sistem kontrol atau sistem otomatis, salah satunya Arduino Uno. Arduino Uno
adalah salah satu produk berlabel Arduino yang sebenarnya adalah suatu papan
elektronik yang mengandung mikrokontroler ATmega328 (sebuah keping yang
secara fungsional bertindak seperti sebuah komputer). Peranti ini dapat
dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana
hingga yang kompleks. (Kadir, 2012 : 16).
Pada penelitian sebelumnya mikrokontroler ini telah digunakan dan
dipublikasikan oleh Lucky Yuditia Putra (2013) dengan judul Perancangan
Sistem Pengukur Suhu Menggunakan Arduino dan C#.Net. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui cara mengomunikasikan antara mikrokontroler
khususnya Arduino Uno dengan Sensor Suhu, Kipas DC dan aplikasi desktop
menggunakan C# .Net.
Dalam hasil penelitiannya Putra (2013 : 58) mengatakan dengan adanya
alat pengukur suhu ruangan ini suhu ruangan dapat dilihat melalui Aplikasi yang
dibuat menggunakan C#.Net/Microsoft Access pada layar laptop/PC serta dapat
memutar kipas DC secara otomatis jika suhu telah melewati suhu yang telah
didefenisikan.
Oktariawan (2013) juga telah melakukan penelitian menggunakan
mikrokontroler arduino ini pada pembuatan sistem otomatisasi pada dispenser dan
menghasilkan kesimpulan sistem otomatis menggunakan mikrokontroler arduino
berjalan sesuai mekanisme kerja dispenser.
Selain itu Nastangin (2013) juga telah melakukan penelitian menggunakan
mikrokontroler yang sama pada pembuatan sistem pengendali lampu rumah yang
menghasilkan kesimpulan bahwa mikrokontroler arduino dan elektronika yang
berada pada system pengendali dengan desain yang kecil atau ringkas dapat
bekerja normal, mikrokontroler dapat mengirim data dan menerima data untuk
berkomunikasi dengan komputer kendali.
Dari hasil penelitiannya sebelumnya
peneliti ingin menggunakan
mikrokontroler ini untuk melakukan suatu penelitian dalam skala mikro untuk
mengatasi hal dan permasalahan diatas yaitu, penelitian ini ingin merancang suatu
3
sistem pengontrol suhu dan lampu otomatis pada ruangan yang diharapkan dapat
mempermudah perkerjaan manusia dan mengetahui suhu suatu ruangan serta
dapat mengontrol suhu ruangan tersebut apabila telah melewati suhu yang telah
ditetapkan dengan menggunakan kipas pendingin.
Penelitian ini terdapat beberapa komponen yang digunakan yaitu : LCD
16x2 yang dapat menampilkan nilai suhu terukur secara langsung, kipas DC yang
memiliki kemampuan untuk menurunkan suhu ruangan, LDR (Light Dependent
Resistor) yang digunakan sebagai sensor cahaya untuk mengontrol lampu
otomatis, IC LM35 sebagai sensor temperatur yang telah dikalibrasikan langsung
dalam Celcius (0C), dengan tegangan keluarannya (Vout) akan mengalami
perubahan 10mV untuk setiap perubahan temperatur 10C serta Arduino Uno R3
sebagai mikrokontroler.
Berdasarkan penjelasan uraian diatas maka peneliti tertarik untuk
melakukan penelitian dengan judul : “Rancang Bangun Alat Pengontrol Suhu
dan Lampu Otomatis Menggunakan Arduino Uno R3 Sebagai Sistem
Pengendali”.
1.2.
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah :
a. Mikrokontroler yang digunakan untuk mengontrol seluruh sistem adalah
Arduino Uno R3.
b. Bahasa pemograman yang digunakan untuk Arduino Uno R3 adalah
bahasa Java yang diprogram melaui software IDE Arduino.
c. Komponen output yang digunakan dalam penelitian ini adalah Motor
DC/Kipas DC 12 Volt, Lampu Pijar 15 Watt dan LCD 16x2 type
LMB162AFC.
d. Komponen input yang digunakan dalam penelitian ini adalah IC LM35
sebagai pendeteksi suhu dan LDR sebagai pendeteksi cahaya.
e. Penelitian ini hanya dilakukan dalam skala mikro.
4
1.3.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat dirumuskan
suatu rumusan masalah yaitu “ Bagaimana
merancang dan membangun suatu
sistem pengontrol suhu dan lampu otomatis menggunakan
Arduino Uno R3
sebagai sistem pengendali?”
1.4.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah di atas, adapun tujuan dari penelitian yang
dilakukan adalah : “ Merancang dan membangun suatu alat pengontrol suhu dan
lampu otomatis menggunakan Arduino Uno R3 sebagai sistem pengendali”.
1.5.
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
a. Mahasiswa dapat mengasah kemampuan menciptakan inovasi dan
mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh dalam perkuliahan.
b. Mengetahui karakteristik Mikrokontroler Arduino Uno R3, IC LM35,
Motor DC/Kipas DC dan LCD.
c. Dengan adanya alat pengontrol suhu dan lampu otomatis berbasis
Mikrokontroler Arduino Uno R3 dapat menjaga kestabilan suhu ruangan
dan mempermudah pekerjaan manusia.
d. Sebagai bahan acuan atau data yang mendukung penelitian lain di masa
yang akan datang khususnya yang menggunakan mikrokontroler Arduino
Uno R3.
75
DAFTAR PUSTAKA
Afrie, S ., (2011). 20 Aplikasi Mikrokontroler ATMEGA8535,ATMEGA16
menggunakan BASCOM-AVR. Yogyakarta : ANDI Offset.
Agustian, L., dkk., (2013), Model Alat Pengatur Lampu Otomatis, KNSI 107 : 15.
Budihart, W., Gamyel, R., (2007), 12 Proyek Mikrokontroler untuk Pemula.
Jakarta:Elex Media Kompuutindo.
Cooper, W.D ., (1985). Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta
: Erlangga.
Datasheet TIP120 (2014), http : // www.fairchidsemi.com/transistor_TIP120.pdf
(diakses 26 Juli 2014)
Djuandi, F (2011), http : //www.tokobuku.com/Pengenalan_Arduino.htm (diakses
26 Juli 2014).
Kadir, A ., (2012), Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan
Pemogramannya
Menggunakan
Arduino.
C.V
Andi
OFFSET
:
Yogyakarta.
Kompas
(2009),
http://www.kompas.com/Suhu_udara_di_Indonesia_rata-
rata_naik.htm (diakses 4 Agustus 2014).
Kurt, T.E., (2007), Bionic Arduino Introduction to Microcontrollers with Arduino.
From http://todbot.com/blog/bionicarduino/clas1 .htm (diakses 26 Juli
2014).
Link, W ., (1993), Pengukuran, Pengendalian, dan Pengaturan Dengan PC, PT
Elex Media Komputindo : Jakarta.
Muhida, R., (2008), Pemograman Praktis Mikrokontroler Menggunakan PIC
untuk Aplikasi Robot, International Islamic University Malaysia
Nustangin., Rahayu, M ., (2013)., Sistem Pengendali Lampu Rumah
Menggunakan Wireless RF 433 MHz. Yogyakarta : STMIK AMIKOM
Oktariaman, I ., dkk ., (2013), Pembuatan Sistem Otomasi Dispenser
Menggunakan Mikrokontroler Arduino Mega 2560, FEMA 1 : 18 – 24.
76
Oxer, J ., Blemings , H ., (2009), Practical Aduino Cool Projects for Open Source
Hardware. Technology In Action : New York.
Putra, Y.L., (2013), Perancangan Sistem Pengukur Suhu Menggunakan Arduino
dan C#.Net. Skripsi, FT, Universitas Mercu Buana, Jakarta.
Puspadini, R., Bahriun, T.A., (2013), Perancangan Sistem Kontrol Penerangan.
Pendingin
Ruangan,
dan
Telepon
Otomatis
Terjadwal
Berbasis
Mikrokontroler, Singuda Ensikom 4 : 41 – 46.
Tarigan, P., (2013), Sistem Pengendali Pendingin Ruangan Menggunakan Fuzzy
Logic Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535, Informasi dan Teknologi
Ilmiah (INTI) I : 86 – 92.
Yulianti, D ., (2010), Modul Rangkaian Listrik Arus Searah DC, PPPG Teknologi
Medan : Medan.
Yulias, Z ( 2011), Tutorial Singkat Bahasa Pemograman Aduino, From http
://www.google.com/Arduino/Tutorial_Singkat_Bahasa_Pemograman_Ard
uino.htm (diakses 26 Juli 2014).