Tingkat Intensitas Cahaya Di Dalam Ruangan Dengan Menggunakan Sensor Ldr Berbasis Arduino Uno R-3
TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM RUANGAN
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS
ARDUINO UNO R-3
TUGAS AKHIR
HASLENA AFSARI SIAHAAN
132411021
PROGRAM STUDI D-3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM RUANGAN
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS
ARDUINO UNO R-3
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
OLEH :
HASLENA A. SIAHAAN
NIM : 132411021
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
2
Universitas Sumatera Utara
HALAMAN PENGESAHAN
TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM RUANGAN DENGAN
MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS ARDUINO UNO R-3
HASLENA AFSARI SIAHAAN
132411021
Medan, 30 Juni 2016
Menyetujui
Ketua Program Studi
Dosen Pembimbing
D3 Metrologi Dan Instrumentasi
Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc
Drs.Takdir Tamba, M. Eng,Sc
NIP. 19660729199203 002
NIP.196006031986011002
3
Universitas Sumatera Utara
SURAT PRRNYATAAN
TUGAS AKHIR
TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM RUANGAN
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS
ARDUINO UNO R-3
Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya
saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang
masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 18 Juli 2016
Yang menyatakan
Haslena A. Siahaan
132411021
4
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya
kepada kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan
baik.
Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi
untuk menyelesaikan pendidikan D-III pada Program Studi Metrologi dan
Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahua Alam Universitas
Sumatera Utara.
Selama pelaksanaan penyusunan Laporan Projek Akhir hingga selesainya
laporan ini penulis banyak mendapat bantuan, dorongan, motivasi baik secara
langsung maupun tidak langsung. Maka pada kesempatan ini, penulis
mengucapkan terimakasih kepada :
1.
Bapak Drs. Takdir Tamba.M.Eng,Sc,selaku dosen pembimbing saya yang
telah mengarahkan dan membimbing saya dalam mengerjakan Tugas Akhir
ini.
2.
Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.Si,selaku Ketua Program Studi D-III
Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU
3.
Bapak Dr. Krista Sebayang M.Si,selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara.
4.
Teman –teman yang tak pernah lelah memberi motivasi dan arahan serta
semangat.
5.
Orang Tua Bpk J.Siahaan dan Ibu L.br. Tampubolonyang telah memberi
dukungan moral ,finansial dan juga doa kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak
kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran
dan kritik untuk perbaikan penulisan di kemudian hari. Akhir kata, semoga
laporan Tugas Akhir ini dapat memberi manfaat dan menambah wawasan maupun
pengetahuan kita.
Medan, 3 juni 2016
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Telah dirancang suatu alat pengukur tingkat intensitas cahaya dengan
menggunakan sensor LDR.Prinsip kerja dari rangkaian sensor cahaya diatas
sebenarya sangat sederhana. Pembagian tegangan antara VR1 dan LDR
merupakan inti dari rangkaian sensor cahaya diatas. Kenaikan tegangan pada VR1
akan mengurangi tegangan yang jatuh pada LDR, begitupun sebaliknya kenaikan
tegangan pada LDR akan mengurangi tegangan jatuh pada VR1. Pembagian
tegangan sesuai dengan rumus pembagi tegangan yang berlaku pada rangkaian
seri, tegangan supply 9 volt sama dengan jumlah tegangan pada R1, VR1 dan
LDR. Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta
memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat
mengenali lingkungan sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat
mengendalikan lampu, motor, dan berbagai jenis aktuator lainnya.
Kata kunci : Sensor Ultrasonik LDR, Arduino
ii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Has designed a measure of light intensity levels using LDR sensor. The
working principle of a series of light sensors on sebenarya very simple. Voltage
division between VR1 and LDR is at the core of the light above the sensor circuit.
The increase in the voltage at VR1 will reduce the voltage falls on LDR, vice
versa rise in LDR voltage will reduce the voltage drop on the VR1. Voltage
division in accordance with the formula that applies a voltage divider in a series
circuit, the voltage supply 9 volt is equal to the amount of voltage on R1, VR1 and
LDR. Arduino is an electronic circuit that is open source, and have the hardware
and software that is easy to use. Arduino can recognize the surrounding
environment through a variety of sensors and can control lights, motors, and
various other types of actuators.
Keywords: Light Dependent Resistor (LDR), Arduino
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN .................................................................................................... i
PERNYATAAN ................................................................................................... ii
PENGHARGAAN ............................................................................................... iii
ABSTRAK .......................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1
1.2 RumusanMasalah ............................................................................................ 3
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 3
1.4 Maksud dan Tujuan ......................................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Cahaya dan Intensitas cahaya ......................................................................... 5
2.1.1 Cahaya Sebagai Partikel .............................................................................. 5
2.1.2 cahaya sebagai gelombang ........................................................................... 5
2.2 Sistem pencahayaan ....................................................................................... 9
2.2.1 Standart Pencahayaan Ruangan ................................................................. 14
2.2.2 Sifat-Sifat penerangan ................................................................................ 14
2.3 LDR............................................................................................................... 14
2.3.1 Fungsi LDR ................................................................................................ 15
2.3.2 Prinsip kerja LDR ...................................................................................... 18
2.4 Mikrokontroler .............................................................................................. 18
2.4.1 Jenis Jenis Mikrokontroler ......................................................................... 22
2.4.2 Struktur Mikrokontroler ............................................................................. 24
2.4.3 Pemograman Mikrokontroler ..................................................................... 24
2.4.4 jenis jenis Mikrokontroler .......................................................................... 26
iv
Universitas Sumatera Utara
2.4.5 Fungsi Mikrokontroler ............................................................................... 26
2.5 LCD............................................................................................................... 27
2.5.1 Cara Kerja LCD 2816 secara umum .......................................................... 31
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.1 Diagram Blok Rangkaian .............................................................................. 34
3.1.1 Fungsi dari tiap Blok .................................................................................. 34
3.2 Rangkaian Sensor LDR................................................................................. 37
3.2.1 Prinsip Kerja LDR ..................................................................................... 38
3.3 Arduino ......................................................................................................... 38
3.3.1 membaca Tegangan Analog dengan arduino ............................................. 40
3.4 Arduino Uno R3 ............................................................................................ 41
3.5 LCD............................................................................................................... 42
3.6 Flowchart ...................................................................................................... 46
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN
4.1 Data Percobaan ............................................................................................. 49
4.2 Analisa Program ............................................................................................ 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 51
5.2 Saran ............................................................................................................. 52
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Rangkaian LDR ................................................................... 18
Gambar 2.2 Mikrokontroler 328p ....................................................................... 22
Gamabar 2.3 Bentuk Fisik LCD 2*16 Karakter ................................................. 27
Gamabr 3.1 Diagram Blok Rangkaian ................................................................ 34
Gambar 3.2 Rangkaian Sensor LDR ................................................................... 37
Gambar 3.3 Sensor LDR ..................................................................................... 38
Gambar 3.4 Skema Rangkaian Arduino ............................................................. 40
Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Arduino ......................................................... 41
Gambar 3.6 cara Kerja LCD 2816 secara umum ................................................ 44
Gambar 3.7 Flowchart Intensitas Cahaya ........................................................... 46
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel Pin Pin LCD .............................................................................. 30
Tabel 2.2 Tabel data Percobaan .......................................................................... 46
vii
Universitas Sumatera Utara
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS
ARDUINO UNO R-3
TUGAS AKHIR
HASLENA AFSARI SIAHAAN
132411021
PROGRAM STUDI D-3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM RUANGAN
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS
ARDUINO UNO R-3
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
OLEH :
HASLENA A. SIAHAAN
NIM : 132411021
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
2
Universitas Sumatera Utara
HALAMAN PENGESAHAN
TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM RUANGAN DENGAN
MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS ARDUINO UNO R-3
HASLENA AFSARI SIAHAAN
132411021
Medan, 30 Juni 2016
Menyetujui
Ketua Program Studi
Dosen Pembimbing
D3 Metrologi Dan Instrumentasi
Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc
Drs.Takdir Tamba, M. Eng,Sc
NIP. 19660729199203 002
NIP.196006031986011002
3
Universitas Sumatera Utara
SURAT PRRNYATAAN
TUGAS AKHIR
TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM RUANGAN
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS
ARDUINO UNO R-3
Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya
saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang
masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 18 Juli 2016
Yang menyatakan
Haslena A. Siahaan
132411021
4
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya
kepada kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan
baik.
Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi
untuk menyelesaikan pendidikan D-III pada Program Studi Metrologi dan
Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahua Alam Universitas
Sumatera Utara.
Selama pelaksanaan penyusunan Laporan Projek Akhir hingga selesainya
laporan ini penulis banyak mendapat bantuan, dorongan, motivasi baik secara
langsung maupun tidak langsung. Maka pada kesempatan ini, penulis
mengucapkan terimakasih kepada :
1.
Bapak Drs. Takdir Tamba.M.Eng,Sc,selaku dosen pembimbing saya yang
telah mengarahkan dan membimbing saya dalam mengerjakan Tugas Akhir
ini.
2.
Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.Si,selaku Ketua Program Studi D-III
Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU
3.
Bapak Dr. Krista Sebayang M.Si,selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara.
4.
Teman –teman yang tak pernah lelah memberi motivasi dan arahan serta
semangat.
5.
Orang Tua Bpk J.Siahaan dan Ibu L.br. Tampubolonyang telah memberi
dukungan moral ,finansial dan juga doa kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak
kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran
dan kritik untuk perbaikan penulisan di kemudian hari. Akhir kata, semoga
laporan Tugas Akhir ini dapat memberi manfaat dan menambah wawasan maupun
pengetahuan kita.
Medan, 3 juni 2016
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Telah dirancang suatu alat pengukur tingkat intensitas cahaya dengan
menggunakan sensor LDR.Prinsip kerja dari rangkaian sensor cahaya diatas
sebenarya sangat sederhana. Pembagian tegangan antara VR1 dan LDR
merupakan inti dari rangkaian sensor cahaya diatas. Kenaikan tegangan pada VR1
akan mengurangi tegangan yang jatuh pada LDR, begitupun sebaliknya kenaikan
tegangan pada LDR akan mengurangi tegangan jatuh pada VR1. Pembagian
tegangan sesuai dengan rumus pembagi tegangan yang berlaku pada rangkaian
seri, tegangan supply 9 volt sama dengan jumlah tegangan pada R1, VR1 dan
LDR. Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta
memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat
mengenali lingkungan sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat
mengendalikan lampu, motor, dan berbagai jenis aktuator lainnya.
Kata kunci : Sensor Ultrasonik LDR, Arduino
ii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Has designed a measure of light intensity levels using LDR sensor. The
working principle of a series of light sensors on sebenarya very simple. Voltage
division between VR1 and LDR is at the core of the light above the sensor circuit.
The increase in the voltage at VR1 will reduce the voltage falls on LDR, vice
versa rise in LDR voltage will reduce the voltage drop on the VR1. Voltage
division in accordance with the formula that applies a voltage divider in a series
circuit, the voltage supply 9 volt is equal to the amount of voltage on R1, VR1 and
LDR. Arduino is an electronic circuit that is open source, and have the hardware
and software that is easy to use. Arduino can recognize the surrounding
environment through a variety of sensors and can control lights, motors, and
various other types of actuators.
Keywords: Light Dependent Resistor (LDR), Arduino
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN .................................................................................................... i
PERNYATAAN ................................................................................................... ii
PENGHARGAAN ............................................................................................... iii
ABSTRAK .......................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1
1.2 RumusanMasalah ............................................................................................ 3
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 3
1.4 Maksud dan Tujuan ......................................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Cahaya dan Intensitas cahaya ......................................................................... 5
2.1.1 Cahaya Sebagai Partikel .............................................................................. 5
2.1.2 cahaya sebagai gelombang ........................................................................... 5
2.2 Sistem pencahayaan ....................................................................................... 9
2.2.1 Standart Pencahayaan Ruangan ................................................................. 14
2.2.2 Sifat-Sifat penerangan ................................................................................ 14
2.3 LDR............................................................................................................... 14
2.3.1 Fungsi LDR ................................................................................................ 15
2.3.2 Prinsip kerja LDR ...................................................................................... 18
2.4 Mikrokontroler .............................................................................................. 18
2.4.1 Jenis Jenis Mikrokontroler ......................................................................... 22
2.4.2 Struktur Mikrokontroler ............................................................................. 24
2.4.3 Pemograman Mikrokontroler ..................................................................... 24
2.4.4 jenis jenis Mikrokontroler .......................................................................... 26
iv
Universitas Sumatera Utara
2.4.5 Fungsi Mikrokontroler ............................................................................... 26
2.5 LCD............................................................................................................... 27
2.5.1 Cara Kerja LCD 2816 secara umum .......................................................... 31
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.1 Diagram Blok Rangkaian .............................................................................. 34
3.1.1 Fungsi dari tiap Blok .................................................................................. 34
3.2 Rangkaian Sensor LDR................................................................................. 37
3.2.1 Prinsip Kerja LDR ..................................................................................... 38
3.3 Arduino ......................................................................................................... 38
3.3.1 membaca Tegangan Analog dengan arduino ............................................. 40
3.4 Arduino Uno R3 ............................................................................................ 41
3.5 LCD............................................................................................................... 42
3.6 Flowchart ...................................................................................................... 46
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN
4.1 Data Percobaan ............................................................................................. 49
4.2 Analisa Program ............................................................................................ 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 51
5.2 Saran ............................................................................................................. 52
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Rangkaian LDR ................................................................... 18
Gambar 2.2 Mikrokontroler 328p ....................................................................... 22
Gamabar 2.3 Bentuk Fisik LCD 2*16 Karakter ................................................. 27
Gamabr 3.1 Diagram Blok Rangkaian ................................................................ 34
Gambar 3.2 Rangkaian Sensor LDR ................................................................... 37
Gambar 3.3 Sensor LDR ..................................................................................... 38
Gambar 3.4 Skema Rangkaian Arduino ............................................................. 40
Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Arduino ......................................................... 41
Gambar 3.6 cara Kerja LCD 2816 secara umum ................................................ 44
Gambar 3.7 Flowchart Intensitas Cahaya ........................................................... 46
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel Pin Pin LCD .............................................................................. 30
Tabel 2.2 Tabel data Percobaan .......................................................................... 46
vii
Universitas Sumatera Utara