Perancangan alat Pendeteksi Intensitas Cahaya Menggunakan LDR Berbasis Arduino uno
i
PERANCANGAN ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENDET RESISTOR (LDR)
BERBASIS ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
KARLINA
132411080
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
2
PERANCANGAN ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR)
BERBASIS ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
KARLINA
132411080
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Perancangan alat pendeteksi intensitas cahaya
menggunakan LDR berbasis arduino uno
: tugas akhir
: Karlina
: 132411080
: Diploma (D3) Metrologi dan Instrumentasi
: Fisika
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, 01 juli 2016
Disetujui Oleh
Jurusan D3 Metrologi dan
Instrumentasi FMIPA USU
Ketua,
Pembimbing,
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc
NIP. 196607291992032002
Dr.Kerista Tarigan,M.Eng.Sc
NIP. 196002031986011001
Universitas Sumatera Utara
ii
LEMBAR PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR)
BERBASIS ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa laporan projek akhir I ini adalah hasil kerja saya sendiri.
Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan, 01 JULI 2016
KARLINA
132411080
Universitas Sumatera Utara
iii
PENGHARGAAN
Alhamdulillah
puji
dan
syukur
penulis
ucapkan
kepada
Allah
Subhanahuwata‟ala, atas segala karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Shalawat dan Salam
kepada Nabi Muhammad SAW semoga kita mendapatkan safa‟atnya di kemudian
hari. Amin
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima
kasih yang sebesar- besarnya kepada keluarga tercinta ALLAH SWT yang telah
memberi ridhoNya kepada saya untuk menyesaikan segala sesuatunya dengan baik,
terima kasih Ayahanda dan Mama atas kasih sayang dan kepercayaan yang telah
kalian berikan kepada anak kalian ini. Terimakasih buat
dukungannya, doa dan
motivasi yang diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan projek akhhir
1 ini serta buat seluruh keluarga yang telah membantu, mendukung dan memberikan
kelonggaran serta support terhadap pendidikan saya hingga bisa berkembang seperti
sekarang.
serta orang- orang yang mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan
proyek Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
banyak kepada :
1. Yth.Bapak Dekan Dr.Kerista Sebayang,Ms
beserta jajarannya di lingkungan
FMIPA USU
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika S1
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam .
3. Ibu Dr.Diana Alemin Barus ,Msc , selaku Ketua Program Studi D-3 Metrologi
dan Instrumentasi dan selaku dosen pembimbing penulis dalam penyelesaian
tugas akhir ini. Penulis sangat berterima kasih untuk setiap bimbingan, masukan ,
saran bahkan waktu yang senantiasa diberikan kepada penulis sampai pada akhir
penyelesaian tugas akhir ini.
4. Bapak Dr.Kerista Tarigan,M.Eng.Sc
selaku dosen pembimbing yang telah
mengarahkan penulis menyelesaikan penulis dalam melaksanakan tugas akhir
Universitas Sumatera Utara
iv
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi Dan Instrumentasi
Departemen Fisika FMIPA USU
6. Kepada Juliana dan juliani yang sudah membantu membantu dan memotivasi
saya sehingga saya dapat menyelesaikan laporan dan projek 2 ini.
7. Kepada teman-teman
atas support dan kerjasamanya yang telah membantu
mengerjakan segala sesuatunya bersama-sama sehingga kita bisa menyelesaikan
lapran dan tugas akhir
ini dengan baik meskipun banyak halangan yang kita
dapat.
8. dan kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam kehidupan penulis yang
tidak mampu saya tuliskan satu persatu. Jazakumullah khairan katsiran
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini.
Semoga laporan tugas akhr ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan
menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal‟alamin
Medan, 01 Juli 2016
Penulis,
KARLINA
Universitas Sumatera Utara
v
PERANCANG AN ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) BERBASIS
ARDUINO UNO
ABSTRAK
Telah dirancang dan dibuat alat ukur intensitas cahaya menggunakan LDR berbasis
arduino uno.
Alat ukur intensitas cahaya ini menggunakan LDR sebagai sensor intensitas
cahaya,mikrokontroller,arduino uno berfungsi sebagai pengolah sinyal elektronik dari
LDR dan sebagai pengolah data,sedangkan hasil pengolahan data akan ditampilkan
pada LCD
Dari hasil pengujian alat ini dihasilkan persentase kesalahan relatif rata-rata sekitar
%
Kata kunci :Arduino Uno,Lcd,LDR.
Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ................................................................................................................i
Pernyataan ................................................................................................................ ii
Penghargaan ............................................................................................................ iii
Abstract.................................................................................................................... v
Abstrak .................................................................................................................... vi
Daftar Isi ................................................................................................................. vii
Daftar Tabel ............................................................................................................. ix
Daftar Gambar ..........................................................................................................x
Daftar Singkatan ..................................................................................................... xii
Bab 1.
Pendahuluan
1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................................ 2
1.3. Batasan Masalah.2 ........................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.5. Metode Penulisan ............................................................................. 3
1.6. Sistematika Penulisan ...................................................................... 4
Bab 2.
Tinjauan Pustaka
Sensor Cahaya ..................................................................................6
2.1.Light Dependent Resistor (LDR) ......................................................8
2.1.1. Sensitifitas..............................................................................9
2.1.2. 9Spektrum Respons...............................................................1
2.1.3. Kecepatan Respons ...............................................................10
2.2.Mikrokontror Arduino uno ...............................................................
2.3.Sejarah Mikrokontroler .....................................................................12
2.3.1. Arsitekstur arduino uno.........................................................13
2.3.2. Fitur Atmega 8......................................................................14
2.3.3. Pin AVR...............................................................................15
2.3.4. Blok Diagram.........................................................................18
2.3.5. Arsitektur Mikrokontroler AVR RISC .................................19
2.3.6. General Purpose Register AVR ............................................21
2.3.7. Stack Pointer .........................................................................22
2.3.8. Peta Memori arduino.............................................................
2.4..9.Status Register
............................................................23
Universitas Sumatera Utara
vii
2.4.1. Komunikasi Serial pada AV
2.4Analog To Digital Converter ( ADC ) ........................................24
2.5Pemrograman Mikrokontroler Menggunakan CodeVision AVR.28
2.5.Software Desain PCB .......................................................................25
Fungsi Tiap Fitur Proteus Prof 7.7
Bab 3.
Bab 4.
Perancangan Alat Dan Program
3.1. Prinsip Kerja Alat .............................................................................35
3.1.1 blok digram funsi.............................................................................36
3.2. flowchart..............................................................................................37
Pengujian Rangkaian Dan Analisa Program......................
4.1. hasil rancangan.....................................................................................38
4.2 pengukuean data alat..............................................................................39
4.3 Analisa data.........................................................................................40
Bab 5.
5.1 Kesimpulan.....................................................................................41
5.2.Saran..............................................................................................42
Daftar Pustaka...............................................................................
Lampiran.........................................................................................
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
2.5 grafik imulasi cahaya...................................................................9
2.6.geometri elekroda permukaan elektroda......................................9
2.7grafik respon ldr............................................................................10
2.8 grafik resspon waktu....................................................................11
2.9 arduino uno tampak belakang......................................................16
2.10 diagram blok ADC.....................................................................21
3.1 blok diagram sistem......................................................................29
3.2 skematik diagram perangkat ........................................................30
3.3 flowchart........................................................................................31
gambar rangkaian keseluruhan......................................................33
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENDET RESISTOR (LDR)
BERBASIS ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
KARLINA
132411080
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
2
PERANCANGAN ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR)
BERBASIS ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
KARLINA
132411080
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Perancangan alat pendeteksi intensitas cahaya
menggunakan LDR berbasis arduino uno
: tugas akhir
: Karlina
: 132411080
: Diploma (D3) Metrologi dan Instrumentasi
: Fisika
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, 01 juli 2016
Disetujui Oleh
Jurusan D3 Metrologi dan
Instrumentasi FMIPA USU
Ketua,
Pembimbing,
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc
NIP. 196607291992032002
Dr.Kerista Tarigan,M.Eng.Sc
NIP. 196002031986011001
Universitas Sumatera Utara
ii
LEMBAR PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR)
BERBASIS ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa laporan projek akhir I ini adalah hasil kerja saya sendiri.
Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan, 01 JULI 2016
KARLINA
132411080
Universitas Sumatera Utara
iii
PENGHARGAAN
Alhamdulillah
puji
dan
syukur
penulis
ucapkan
kepada
Allah
Subhanahuwata‟ala, atas segala karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Shalawat dan Salam
kepada Nabi Muhammad SAW semoga kita mendapatkan safa‟atnya di kemudian
hari. Amin
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima
kasih yang sebesar- besarnya kepada keluarga tercinta ALLAH SWT yang telah
memberi ridhoNya kepada saya untuk menyesaikan segala sesuatunya dengan baik,
terima kasih Ayahanda dan Mama atas kasih sayang dan kepercayaan yang telah
kalian berikan kepada anak kalian ini. Terimakasih buat
dukungannya, doa dan
motivasi yang diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan projek akhhir
1 ini serta buat seluruh keluarga yang telah membantu, mendukung dan memberikan
kelonggaran serta support terhadap pendidikan saya hingga bisa berkembang seperti
sekarang.
serta orang- orang yang mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan
proyek Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
banyak kepada :
1. Yth.Bapak Dekan Dr.Kerista Sebayang,Ms
beserta jajarannya di lingkungan
FMIPA USU
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika S1
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam .
3. Ibu Dr.Diana Alemin Barus ,Msc , selaku Ketua Program Studi D-3 Metrologi
dan Instrumentasi dan selaku dosen pembimbing penulis dalam penyelesaian
tugas akhir ini. Penulis sangat berterima kasih untuk setiap bimbingan, masukan ,
saran bahkan waktu yang senantiasa diberikan kepada penulis sampai pada akhir
penyelesaian tugas akhir ini.
4. Bapak Dr.Kerista Tarigan,M.Eng.Sc
selaku dosen pembimbing yang telah
mengarahkan penulis menyelesaikan penulis dalam melaksanakan tugas akhir
Universitas Sumatera Utara
iv
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi Dan Instrumentasi
Departemen Fisika FMIPA USU
6. Kepada Juliana dan juliani yang sudah membantu membantu dan memotivasi
saya sehingga saya dapat menyelesaikan laporan dan projek 2 ini.
7. Kepada teman-teman
atas support dan kerjasamanya yang telah membantu
mengerjakan segala sesuatunya bersama-sama sehingga kita bisa menyelesaikan
lapran dan tugas akhir
ini dengan baik meskipun banyak halangan yang kita
dapat.
8. dan kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam kehidupan penulis yang
tidak mampu saya tuliskan satu persatu. Jazakumullah khairan katsiran
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini.
Semoga laporan tugas akhr ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan
menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal‟alamin
Medan, 01 Juli 2016
Penulis,
KARLINA
Universitas Sumatera Utara
v
PERANCANG AN ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) BERBASIS
ARDUINO UNO
ABSTRAK
Telah dirancang dan dibuat alat ukur intensitas cahaya menggunakan LDR berbasis
arduino uno.
Alat ukur intensitas cahaya ini menggunakan LDR sebagai sensor intensitas
cahaya,mikrokontroller,arduino uno berfungsi sebagai pengolah sinyal elektronik dari
LDR dan sebagai pengolah data,sedangkan hasil pengolahan data akan ditampilkan
pada LCD
Dari hasil pengujian alat ini dihasilkan persentase kesalahan relatif rata-rata sekitar
%
Kata kunci :Arduino Uno,Lcd,LDR.
Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ................................................................................................................i
Pernyataan ................................................................................................................ ii
Penghargaan ............................................................................................................ iii
Abstract.................................................................................................................... v
Abstrak .................................................................................................................... vi
Daftar Isi ................................................................................................................. vii
Daftar Tabel ............................................................................................................. ix
Daftar Gambar ..........................................................................................................x
Daftar Singkatan ..................................................................................................... xii
Bab 1.
Pendahuluan
1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................................ 2
1.3. Batasan Masalah.2 ........................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.5. Metode Penulisan ............................................................................. 3
1.6. Sistematika Penulisan ...................................................................... 4
Bab 2.
Tinjauan Pustaka
Sensor Cahaya ..................................................................................6
2.1.Light Dependent Resistor (LDR) ......................................................8
2.1.1. Sensitifitas..............................................................................9
2.1.2. 9Spektrum Respons...............................................................1
2.1.3. Kecepatan Respons ...............................................................10
2.2.Mikrokontror Arduino uno ...............................................................
2.3.Sejarah Mikrokontroler .....................................................................12
2.3.1. Arsitekstur arduino uno.........................................................13
2.3.2. Fitur Atmega 8......................................................................14
2.3.3. Pin AVR...............................................................................15
2.3.4. Blok Diagram.........................................................................18
2.3.5. Arsitektur Mikrokontroler AVR RISC .................................19
2.3.6. General Purpose Register AVR ............................................21
2.3.7. Stack Pointer .........................................................................22
2.3.8. Peta Memori arduino.............................................................
2.4..9.Status Register
............................................................23
Universitas Sumatera Utara
vii
2.4.1. Komunikasi Serial pada AV
2.4Analog To Digital Converter ( ADC ) ........................................24
2.5Pemrograman Mikrokontroler Menggunakan CodeVision AVR.28
2.5.Software Desain PCB .......................................................................25
Fungsi Tiap Fitur Proteus Prof 7.7
Bab 3.
Bab 4.
Perancangan Alat Dan Program
3.1. Prinsip Kerja Alat .............................................................................35
3.1.1 blok digram funsi.............................................................................36
3.2. flowchart..............................................................................................37
Pengujian Rangkaian Dan Analisa Program......................
4.1. hasil rancangan.....................................................................................38
4.2 pengukuean data alat..............................................................................39
4.3 Analisa data.........................................................................................40
Bab 5.
5.1 Kesimpulan.....................................................................................41
5.2.Saran..............................................................................................42
Daftar Pustaka...............................................................................
Lampiran.........................................................................................
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
2.5 grafik imulasi cahaya...................................................................9
2.6.geometri elekroda permukaan elektroda......................................9
2.7grafik respon ldr............................................................................10
2.8 grafik resspon waktu....................................................................11
2.9 arduino uno tampak belakang......................................................16
2.10 diagram blok ADC.....................................................................21
3.1 blok diagram sistem......................................................................29
3.2 skematik diagram perangkat ........................................................30
3.3 flowchart........................................................................................31
gambar rangkaian keseluruhan......................................................33
Universitas Sumatera Utara