ANALSIS PROTOTYPE SISTEM LAMPU OTOMATIS
ANALSIS PROTOTYPE SISTEM LAMPU OTOMATIS
BERBASIS ARDUINO UNO YANG TERINTEGRASI
DENGAN SENSOR LDR DAN RELAY
Disusun oleh :
Rahmawati Fajri Latiefa
5115134269
Hervina Kiruna H
5115134280
Verra Jessica
5115131468
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI AJAKRTA
2016
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kepada Allah, Tuhan Yang Maha Esa. Berkat
limpahan karunia-Nya maka laporan penelitian ini dapat diselesaikan penulisannya
dalam waktu yang telah ditentukan. Tak lupa pula kami ucapkan terima kasih
kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian resume ini,
diantaranya:
1. Daryanto, selaku dosen mata kuliah Manajemen Industri,
2. Para penulis yang tulisannya kami kutip sebagai bahan,
Laporan penelitian ini disusun oleh tim penyusun sebagai tugas akhir yang
diberikan oleh dosen matakuliah Otomasi Instalasi Industri dengan berbagai sumber
pengetahuan yang penulis peroleh dari berbagai media yang menunjang dan
membantu terselesaikannya laporan ini.
Besar harapan kami laporan penelitian ini dapat memberikan kontribusi
peningkatan kualitas pembelajaran di Negara kita. Saran dan masukan yang bersifat
membangun sangat kami harapkan demi perkembangan dan kemajuan. Kami
menyadari bahwa penelitian ini masih banyak memiliki kekurangan. Atas kerjasama
dan partisipasi yang diberikan oleh semua pihak, penulis mengucapkan terima
kasih.
Jakarta, 15 Juni 2016
TIM PENYUSUN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Krisis energy yang melanda dunia, membuat harga bahan bakar
semakin meningkat. Hal ini menyebabkan baiya tarif dasar listrik ikut naik,
karena bahan bakar masih menjadi energy utama untuk penggerak prime
mover sistem pembangkit energy listrik.. Semakin meningkatnya biaya tarif
dasar listrik, maka semakin tinggi pula biaya yang dikeluarkan oleh
konsumen untuk membayar tagihan listrik.
Tidak bisa dielakkan lagi penggunaan listrik oleh masyarakat. Listrik
sudah menjadi kebutuhan primer yang harus dipenuhi, mengingat semakin
meningkatnya perkembangan teknologi yang tentunya menggunakan energi
listrik. Tidak hanya itu, perkembangan fasilitas umum yang melayani
masyarakat juga menjadi penyebab meningkatknya kebutuhan listrik.
Terutama bila fasilitas tersebut beroperasi selama 24 jam, sudah pasti harus
dilengkapi dengan penerangan yang memadai saat dimalam hari. Untuk itu,
diperlukan peranan petugas untuk dapat mengoperasikan penerangan
fasilitas tersebut. Namun, terkadang petugas lalai dalam menyalakan
ataupun memadamkan lampu, hal ini lah yang dapat memicu pelayanan
fasilitas umum menjadi menurun dan bahkan dapat menyebabkan
meningkatkanya tagihan listrik bila lampu dibiarkan dalam keadaan terus
menyala. Tidak hanya itu, kejadian seperti ini pun juga sering dialami di
rumah-rumah, terkadang penghuni rumah lupa mematikan lampu taman
yang ada di luar ruangan.
Meningkatnya biaya tarif dasar listrik membuat para konsumen
listrik melakukan banyak hal untuk dapat menghemat penggunaan listrik.
Inovasi-inovasi baru bermunculan guna membantu dalam penghematan
listrik. Beberapa inovasi tersebut juga diiringi dengan memudahkan manusia
dalam mengoperasikan hal-hal yang biasa mereka lakukan sendiri namun
digantikan oleh sebuah sistem otomatis. Perkembangan teknologi berperan
penting dalam penciptaan inovasi.
Penemuan LDR atau Light Dependent Resistor disinyalir dapat
menjadi solusi untuk membuat lampu taman atau lampu outdoor bekerja
secara otomatis. LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis
resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima
olehnya. Besarnya niai hambatan oada LDR tergantung pada besar kecilnya
cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Lampu ini bila diaplikasikan
untuk lampu taman, lampu jalan, atau lampu outdoor lainnya dapat bekerja
secara otomatis, dengan lampu dalam kedaan menyala di malah hari, dan
padm di siang hari.
Perkembangan untuk membuat lampu menggunakan sensor LDR ini
terus berkembang, berbagai macam rangkaian dan sistem dibuat unutk dapat
menyempurnakan inovasi tersebut. Agar bisa digunakan dan dimanfaatkan
oleh masyarakat untuk menghemat penggunaan listrik, serta menghemat
penggunaan energy.
1.2
Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka
permasalahan yang dapat diidentifikasi yaitu :
1. Lalainya manusia dalam menyalakan dan memadamkan lampu
2. Biaya tarif dasar listrik yang meningkat
3. Mencari kelemahan sistem lampu sensor LDR, untuk penyempurnaan
alat
4. Sistem lampu yang tidak otomatis
1.3
Perumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah yang telah diuraikan, maka
masalah penelitian dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang dan membuat prototype sistem lampu Otomatis
berbasis Arduino Uno yang terintegrasi dengan sensor LDR dan relay?
2. Bagaimana pengujian dan analisis prototype sistem lampu otomatis
berbasis Arduino Uno yang terintegrasi dengan sensor LDR dan relay?
1.4
Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah sistem lampu
otomatis tidak dibuat dalam keadaan manual, dengan menggunakan saklar.
Sehingga kinerja lampu hanya dikendalikan oleh sensor
1.5
Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini ialah untuk
menganalisis sebuah sistem lampu otomatis berbasis arduino uno yang
terintegrasi dengan sensor ldr dan relay sehingga didapat kelemahan dan
kelebihan dari alat tersebut untuk dapat dikembangkan di masyarakat
1.6
Kegunaan Penelitian
1. Membuat perancangan dan pembuatan sistem lampu otomatis
berbasis arduino uno yang terintegrasi dengan sensor ldr dan relay
2. Mengetahui analisis dan pengujian sistem lampu otomatis berbasis
arduino uno yang terintegrasi dengan sensor ldr dan relay
3. Menambah wawasan ilmu pengetahuan
BAB II
KAJIAN TEORI
2.1 Kajian Teori
2.1.1. Arduino
Pembahasan Arduino dibagi menjadi beberapa sub pembahasan,
diantaranya sejarah singkat, pengertian, jenis-jenis Arduino, kelebihan
Arduino dan beberapa sub pembahasan lain yang berkaitan dengan Arduino.
2.1.1.1.
Sejarah Arduino
Pembuatan arduinio dimulai pada tahun 2005, dimana sebuah
situs perusahaan computer Olivetti di Ivrea Italia, membuat
perangkat untuk mengendalikan proyek desain interaksi siswa
supaya lebih murah dibandingkan sistem yang ada pada saat itu.
Dilanjutkan pada bulan Mei 2011, di mana sudah ada lebih dari
300.000 unit Arduino terjual.
Pendiri dari Arduino itu sendiri adalah Massimo Banzi dan
David Cuartielles sebagai founder. Awalnya mereka memberi nama
proyek itu dengan sebutan Arduin dan Ivrea tetapi seiring dengan
perkembangan zaman, nama proyek itu dibah menjadi Arduino yang
berarti “teman yang kuat” atau dalam versi bahasa inggrisnya dikenal
dengan sebutan “Hardwin”.
2.1.1.2.
Penggertian Arduino
Arduino adalah pengendali miko single-board yang bersifat
open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang
untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang.
Hardwere-nya memeiliki prosesor atmel AVR dan softwere-nya
memiliki bahasa pemrograman sendiri.
Secara software, Aarduino merupakan open source IDE yang
digunakan untuk mendevelop aplikasi mikrokontroller yang berbasis
Arduino platform.
Secara
Hardware,
mikrokontroller
yang
Arduino
bersifat
merupakan
open
source
single
hardware
board
yang
dikembangkan untuk arsitektur mikrokontroller AVR 8 bit dan ARM
32 bit.
Dari ketiga pengertian daiatas, dapat disimpulkan bahwa
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open
source yang didalamnya terdapat komponen utama, yaitu sebuah
chip mikrokontroller dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.
Mikrokontroller itu sendiri adalah chip atau IC (Intergrated Circuit)
yang bisa deprogram mengguakan computer. Tujuan menanamkan
program pada mikokontroller adalah agar rangkaian elektronik dapat
membaca
input,
memproses
input
tersebut
dan
kemudian
menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi, miktokontroller
bertugas sebagai “otak” yang menghasilkan input, proses, dan output
sebuah rangkaian elektronik.
2.1.1.3.
Kelebihan Arduino
Arduino
menyederhanakan
proses
bekerja
dengan
mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam kelebihan
antara lain :
1. Murah. Papan (perangkat keras)Arduino biasanya dijual relaif
murah dibandingkan dengan platform mikrokontroller pro lainnya.
2. Sederhana dan mudah pemrogramnnya. Perlu diketahui bahwa
lingkungan pemrograman Arduino mudah digunakan untuk
pemula, dan cukup fleksibel bagi mereka yang sudah tingkat
lanjut.
3. Perangkat lunakmya Open Source. Perangkt luak Arduino IDE
dipublikasikan
sebagai
opern
source,
tersedia
bagi
para
pemrograman berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut.
Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustakapustaka C++ yang berbasis pada bahasa C untuk AVR
4. Perangkat kerasnya Opern Source. Perangkat keras Arduino
berbasis
mikrokontroller
ATMEGA8,
ATMEGA168,
ATMEGA328 dan ATMEGA1280.
5. Tidak perlu perangkat chip programmer. Karena di dalamnya
sudah ada bootloader yang akan mengenai upload program dari
computer.
6. Sudah memiliki sarana komunikasi USB. Sehingga pengguna
laptop
yang
tidak
memiliki
port
serial/RS323
bisa
menggunakannya.
7. Bahasa pemrograman reatif mudah. Karena software Arduino
dilengkapi kumpulan library yang cukup lengkap.
8. Memiliki modul siap pakai yang bisa ditancapkan pada board
Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dan lain-lain.
2.1.1.4.
Jenis-jenis Perangkat Keras Arduino (Hardware)
1. Papan/board Arduino
Arduino memiliki beberapa jenis papan/board yang telah
disesuaikan dengan fungsi dan tugasnya masing-masing. Biasanya
terdiri dari Arduino USB, Serial, Mega, Fio, Lilypad, BT, dan Nano.
2.1.1.5.
Input / Output Digital & Input Analog
Input/output digital atau digital pin adalah pin pin untuk
menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital.
Input analgi atau analog pin adalah pin pin yang berfungsi untuk
menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Contohnya,
potensiometer, sensor cahaya, dan lain-lain.
2.1.1.6.
Catu Daya
Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan
untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino.
Pada bagian catu daya ini pin Vin dan Reset. Pin Vin digunakan untuk
memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui
tegangan pada USB atau adaptor, sedangkan Reset adalah pin untuk
memberikan sinyal reset melalui tombola tau rangkaian eksternal.
2.1.1.7.
Baterai / Adaptor
Soket baterai atau adapor digunakan untuk mensuplai
Arduinio dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino
sedang tidak disambungkan ke computer. Jika Arduino sedang
disambungkan ke computer dengan USB, Arduino mendapatkan
suplai tegangan dari USB, jika tidak perlu memasang baterai/adaptor
pada saat memprogram Arduino.
2.1.1.8.
Memori
ATmega 28 mempunyai 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan
untuk bootloader). ATmega 328 juga mempunyai 2KB SRAM dan
ditulis (RW/read and written) dengan EEPROM library).
2.1.1.9.
Perangkat Lunak Arduino (software)
IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis
dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari :
1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna
menulis dan mengedit program dalam bahsa processing.
2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa
Processing) menjadi kode biner.
3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari computer ke
dalam
memori
di
dalam
papan
Arduino.
Gambar 2.9 Contoh Tampilan Software Arduino
2.1.2. Arduino Uno
2.1.2.1 Pengertian Arduino Uno
Arduino
Uno adalah salah satu produk berlabel Arduino
yang sebenarnya adalah suatu [a[an elektronik yang mengandung
kikrokontroller ATmega328.
Piranti
ini
dimanfaatkan
untuk
mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga
kompleks. Pengendalian LED hingga pengontrolan robot dapat di
implementasikan dengan menggunakan papan berukuran relative
kecil ini.
Bahkan dengan penambahan komponen tertentu, peranti ini
bisa dipakai untuk pemantauan kondisi pasien rumah sakit dan
pengendalian alat-alat di rumah.
Arduino Uno mengandung mikroprosesor (berupa Atmel
AVR)
dan
dilengkapi
dengan
oscillator
16
Mhz
(yang
memungkinkan operasi berbasis waku dilaksanakan dengan tepat),
dan regulator (pembangkit tegangan) 5volt. Sejumlah pin tersedia di
papan. Pin 0 hingga 13 digunakan untuk isyarat digital, yang hanya
bernilai 0 dan 1. Pin A0-A5 digunakan untuk isyarat analog. Arduino
uno dilengkapi dengan Static Random-Access Memory (SRAM)
berukuran 2 KB untuk memegag data, flash memory berukuran 32
KB, dan Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)
untuk meyimpan program.
Arduino
Uno
dapat
diartikan
juga
sebagai
board
mikrokontroler berbasis ATmega328(datasheet) yang memiliki 14
pin input dan output digital dimana 6 pin input tersebut dapat
digunakan sebagai output PWM (pulse width modulation) yang
merupakan sinyal digital yang dapat menyerupai sinyal analog, dan 6
pin input analog. 16 Mhz osilator Kristal, koneksi USB, jack power,
ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler
agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan kabel Board
Arduino Uno ke computer dengan menggunakan kabel USB atau
listrik dengan AC yang dihubungkan ke adaptor DC atau baterai
untuk menjalankannya.
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, untuk pembandingan dengan versi sebelumnya.
Dibawah ini adalah tabel spesifikasi mikrokontroller Arduino Uno :
Mikrokontroller
Operasi Tegangan
Input tegangan
Pin I/O digital
Arus DC tiap pin I/O
Arus DC ketika 3.3 V
Mmeori flash
SRAM
EEPROM
Kecepatan clock
ATmega 328
5V
7 – 12 V (Rekomendasi)
14 pin (6 PIN untuk PWM)
50mA
50 mA
32 KB (AT mega 328) dan 0,5 KB digunakan oleh bootloader
2 KB (ATmega328)
1 KB (ATmega328)
16 Mhz
2.1.2.2 Bagian-bagian Papan Arduino Uno
a. 14 pin inpu/output digital (0-13)
Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program.
Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11, dapat juga
berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan outputnya
dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapa deprogram
antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5 volt.
b. USB
Berfungsi untuk :
1. Membuat program dari computer ke dalam papan
2. Komunikasi serial antara papan dan computer
3. Memberi daya listrik kepada papan
c. Sambungan SV1
Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan,
aoakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB.
Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi
terakir karena pemilihan sumber daya eksternal atau USB
dilakukan secara otomatis.
d. Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)
Jika mikrokontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka Kristal
adalah
jantungnya
karena
komponen
ini
menghasilkan
detakdetak yang dikirim kepada mikrokontroler agar melakukan
sebuah operasi untuk setiap detaknya. Kristal ini dipilih yang
berdetak 16 juta kali per detuk (16 Mhz).
e. Tombol Reset S1
Untuk mereset papan sehingga program akan mulai lagi dari
awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus
program atau mengosongan mikrokontroller.
f. In-Circuit Serial Programming (ICSP)
Port ICSP memungkinakan pengguna untuk memprogram
mikrokontroler secara langsung, tanpa melalui boarloader.
Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP
tidak perlu dipakai walaupun disediakan.
g. IC 1-Microcontroller Atmega
Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat
CPU, ROM dan RAM.
h. X1-sumber daya eksternal
Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan
Arduino dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.
i. 6 pin input analog (0-5)
Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan
oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca
nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili
nilai tegangan 0 – 5V.
Tanpa melakukan konfigurasi apapun, begitu sebuah papan
Arduino dikeluarkan dari kotak pembungkusnya ia dapat langsung
disambungkan ke sebuah komputer melalui kabel USB. Selain
berfungsi sebagai penghubung untuk pertukaran data, kabel USB ini
juga akan mengalirkan arus DC 5 Volt kepada papan Arduino
sehingga praktis tidak diperlukan sumber daya dari luar. Saat
mendapat suplai daya, lampu LED indikator daya pada papan
Arduino akan menyala menandakan bahwa ia siap bekerja. (Lihat
gambar dibawah)
Pada papan Arduino Uno terdapat sebuah LED kecil yang
terhubung ke pin digital no 13. LED ini dapat digunakan sebagai
output saat seorang pengguna membuat sebuah program dan ia
membutuhkan sebuah penanda dari jalannya program tersebut. Ini
adalah cara yang praktis saat pengguna melakukan uji coba.
Umumnya microcontroller pada papan Arduino telah memuat sebuah
program kecil yang akan menyalakan LED tersebut berkedip-kedip
dalam jeda satu detik. Jadi sangat mudah untuk menguji apakah
sebuah papan Arduino baru dalam kondisi baik atau tidak, cukup
sambungkan papan itu dengan sebuah komputer dan perhatikan
apakah LED indikator daya menyala konstan dan LED dengan pin13 itu menyala berkedip-kedip.
2.1.2.3 Sumber Daya /Power
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau
dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis.
Untuk sumber daya Eksternal (non-USB) dapat berasal baik dari
adaptor AC-DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan
memasukkan 2.1 mm jacj DC ke colokan listrik board. Baerai dapat
dimasukkan pada pin header Gnd dan Vin dari konektor daya.
Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai
20 volt. Jika anda menggunakan tegangan kurang dari6 volt mungkin
tidak akan stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator
tegangan bisa panas dan merusak papan. Rentang yang dianjurkan
adalah 7 sampai 12 volt.
Pin listrik yang tersedia adalah sebagai berikut :
1.
Vin. Input tegangan ke board Arduino ketika menggunakan
sumber daya eksternal.
2.
5V. Pin ini merupakan output 5V yang telah diatur oleh regulator
papan Arduino. Board dapat diaktifkan dengan daya, baik dari
stop kontak listrik DC (7-12V), konektor USB (5V), atau pin
VIN board (7-12V). Jika anda memasukkan tegangan melalui pin
5V DAN 3V secara langsung (tanpa melewati regulator) dapat
merusak papan Arduino.
3.
Tegangan pada pin 3V3. 3.3Volt dihasilkan oleh regulator onboard. Menyediakan arus maksimum 50 mA.
4.
Gnd. Pin Ground
5.
IOREF.
Pin
ini
memberikan
tegangan
referensi
ketika
mikroontroler beroperasi. Sebuah shield yang dikonfigurasi
dengan benar dapat membaca pin tegangan IOREF sehingga
dapat memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja dengan
5V atay 3.3V.
2.1.2.4 Memori
ATmega328 memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk
bootloader) ATmega328 juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB
EEPROM
2.1.2.5 Input dan Output
Masing-masing dari 14 pin digital di Arduino Uno dapat digunakan
sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode (),
digitalWrite (), dan digitalRead (), beroperasi dengan daya 5 volt.
Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 Ma dan
memiliki internal pull-up resistor (Secara default terputus) dari 20-50
kΩ. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus yaitu :
1. Serial. 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan
mengirimkan (TX) TTL data serial.
2. Eksternal menyela: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk
memicu interrupt pada nilai yang rendah, dengan batasan tepi
naik ata turun, atau perubahan nilai.
3. PWM; 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan ouput PWM 8-bit
dengan fungsi analogWrite ().
4. SPI: 10 (SS), 11 (Mosi), 12(MISO), 13 (SCK). Pin ini
mendukung komunikasi SPI menggunakan SPI library.
5. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika
pin bernilai nilai HIGH, LED on, ketika pin bernilai LOW, LED
off.
2.1.2.6 Komunikasi
Arduino
Uno
memiliki
sejumlah
fasilitas
unutk
berkomunkasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler
lainnya. ATmega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi
serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX).
2.1.2.7 Pemrograman
Arduino Uno dapat deprogram dengan perangkat lunak
Arduino. Pilih Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan
mikrokontroler yang digunakan.
Pada ATmega328 pada Arduino Uno memiliki bootloader
yang memungkinkan Anda untuk meng-upload program baru untuk
itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Ini
berkomunikasi menggunakan protocol dari bahasa C.
Sistem dapat menggunakan perangkat luak FLIP Atmel
(Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan Linux) untuk
memuat firmware baru Anda dapat menggunakan header ISP dengan
programmer eksternal.
2.1.2.8 Otomatis Software Reset
Tombol reset arduino uno dirancang untuk menjalankan
program yang tersimpan di dalam mikrokontroller dari awal. Tombol
reset terhubung ke Atmega 328 melalui kapsitor 100nf. Setalah
tombol reset ditekan cukup lama unruk me-reset chip, software IDE
Arduino dapat juga berfungsi untuk meng-upload program dengan
hanya menekan tombol upload di software IDE Arduino.
2.1.2.9 Perlindungan Arus USB
Arduino Uno memiliki polyfuse reset yang melindungi port
USB komputer Anda dari arus pendek atau berlebih. Meskipun
kebanyakan komputer memberikan perlindungan internal sendiri,
sekering menyediakan lapisan perlindungan tambahan. Jika lebi dari
500 mA, sekering otomatis bekerja.
2.1.2.10 Karakteristik Fisik
Panjang maksimum dan lebar PCB masing-masing adalah 2,7
dan 2,1 inci, dengan konektor USB dan stop kontak listrik yang
melampaui dimensi tersebut. Empat lubang sekrup memungkinkan
board harus terpasang ke permukaan. Perhatikan bahwa jarak antara
pin digital 7 dan 8 adalah 0,16”, tidak seperti pin lainnya.
2.1.3
Light Dependent Resistor (LDR)
LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor
yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya.
Besarnya nilai hambatan pada LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya
yang diterima oleh LDR itu sendiri. Gambar berikut ini merupakan contoh
bentk fisik dari LDR beserta simbolnya.
Biasanya LDR (atau lebih dikenal fotoresistor) dibuat berdasarkan
kenyataan bahwa film cadmium sulfide mempunyai tahanan yang besar
jika tidak terkena cahaya dan tahanannya akan menurun kalau permukaan
fim itu terkena sinar.
Resistor peka cagata atau fotoresistor adalah kompnen elektronik
yang resitansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya
yang mengenainya. Fotoresistor dapat merujuk pula pada light dependent
resistor (LDR) atau fotokonduktor.
Fotoresistor dibuat dari semikonduktor beresistensi tinggi. Jika
cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton
yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan elektron memiliki
energy yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Electron bebas yang
dihasilkan akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya.
Besarnya tahanan LDR / fotoresistor dalam kegiatan mencapai jutaan
ohm dan turun sampai beberapa ratus ohm dalam keadaan terang LDR
dapat digunakan dalam suatu jaringan kerja (network) pembagi potensial
yang menyebabkan terjadinya perubahan tegangan jika sinar yang dating
berubah.
LDR digunakan untuk mendekteksi intensitas cahaya, yang mana
intensitas cahay sendiri dinyatakan dalam dua satuan fisika, yaitu lumens
per meter dan watt per meter persegi. Kedua satuan itu agak berbeda, yang
satu berdasarkan pada kepekaan mata manusia, yang satu lagi berdasarkan
energy listrik yang dialirkan ke sumber cahaya.
2.1.3.1 Karakteristik LDR
LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan
resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri
dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral.
a. Laju Recovery
Bila sebuah LDR dibawah dari stuatu ruangan dengan level kekuatan
cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati
bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya
pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa
mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu.
Laju recovery merupakan suatu ukutan pratis dan suatu enaikan niai
resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR
tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik (selama 20 menit pertama
mulai dari level cahaya 100 lux), ekcepatan tersebut akan lebih tinggi pada
arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat gelap ke tempat
terang yang memerluan waktu kurang dari 10 ms untuk untuk mencapai
resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.
b. Respon Spektral
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 mempunyai daya hantar yang baik.
2.1.3.2 Prinsip Kerja LDR
Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas
cahaya yang mengenainya atau yang ada di sekitarnya. Dalam keadaan gelap
resistansi LDR sekitar 10 MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1 KΩ atau
kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor, seperti cadmium sulfide.
Dengan bahan ini, energy dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak
muata yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan
telah mengalami penurunan.
Pada sisi bagian atas LDR terdapat suatu daris / jalur melengkung
yang menyerupai bentuk kurva. Jalur tersebut terbuat dari bahan cadmium
sulfide yang sangat sensitive terhadap pengaruh dari cahaya. Jalur cadmium
sulfide yang terdapat pada LDR dapat dilihat pada gambar.
\
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penlitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Elektro Jurusan Teknik
Elektro
Universitas
Negeri
Jakarta,
Fakultas
Teknik,
Jalan
Rawamangung Muka, Jakarta 13220.
3.1.2 Waktu Penelitian
Waktu penelitian dilaksanakan bulan Mei 2016 sampai dengan Juni
2016
3.2
Merode Penelitian
Metode penelitian digunakan untuk membuat dan menganalisis alat ini
yaitu menggunakan penelitian eksperimen. Penelitian dilakukan dengan
membuat alat yang dimulai dengan perancangan alat terlebih dahulu yang
akan dibahas pada bagian perancangan sistem, selanjutnya dilakukan
perancangan sistem, selanjutnya dilakukan pembuautan alat berdasarkan
perancangan yang dibuat dan dilanjutkan dengan pengujian/analisis alat.
3.3
Alur Menganalisis Sistem Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang
Terintegrasi dengan Sensor LDR dan Relay
Alur pembuatan Sistem Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang
Terintegrasi dengan Sensor LDR dan Relay sebagai berikut :
Mulai
Menentukan
Bahan, Alat
dan
Membuat
Alat
Merancang
Program
Produk Hasil
Menganalisis
Produk
Blok diagram Sistem Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang
Terintegrasi dengan Sensor LDR dan Relay :
INPUT
CAHAY
A LED
SENSO
R LDR
PROSES
OUTPUT
Arduino Uno
Relay
Lampu
5W
START
Inisialisasi :
LED ON, Redup
LED ON, Terang
Membaca nilai sensor
SENSOR > 780
SENSOR< 680
TIDAK
YA
TIDAK
YA
RELAY NO
RELAY NC
LAMPU OFF
LAMPU ON
END
3.4
Perencanaan Pembuatan Prototype Sistem Lampu Otomatis Berbasis
Arduino Uno Yang Terintegrasi dengan Sensor LDR dan Relay
3.4.1 Daftar Alat, Bahan, dan Komponen
Berikut adalah alat, bahan, dan komponen yang dibutuhkan :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
LDR = 1 pcs
Resistor 100K = 1 pcs
Resistor 1K = 4 pcs
LED = 4 pcs
Arduino Uno = 1 pcs
Power Bank = 1 pcs
7. Modul Relay 2 input/ouput = 1 pcs
8. Fitting lampu
9. Lampu 5 W
10. Staker
11. Kabel NYM
12. Kabel Jumper
13. Papan PCB
3.4.2
Wiring Diagram Kelistrikan Rangkaian Keseluruhan
3.4.3 Pembuatan Program Arduino Uno sebagai Pengendali Sistem
Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang Terintegrasi dengan
Sensor LDR dan Relay
int output;
int sensor = 0;
int sensorMin = 1023;
int
sensorMax
// maximum sensor value
int ledPin1 = 3;
int ledPin2 = 6;
int ledPin3 = 9;
int ledPin4 = 11;
int brightness = 0;
int fadeAmount = 10;
// minimum sensor value
=
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(A0,INPUT);
0;
pinMode(ledPin1,OUTPUT);
pinMode(ledPin2,OUTPUT);
pinMode(ledPin3,OUTPUT);
pinMode(ledPin4,OUTPUT);
pinMode(4,OUTPUT);
pinMode(5,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
digitalWrite(ledPin1,LOW);
digitalWrite(ledPin2,LOW);
digitalWrite(ledPin3,LOW);
digitalWrite(ledPin4,LOW);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
sensor = analogRead(A0);
output = map(sensor, 0, 1023, 0, 110);
Serial.print("sensor = ");
Serial.print(sensor);
Serial.print("\t output = ");
Serial.println(output);
if(analogRead(A0)780)
{digitalWrite(4,HIGH);
}
// set the brightness of pin 9:
analogWrite(ledPin1, brightness);
analogWrite(ledPin2, brightness);
analogWrite(ledPin3, brightness);
analogWrite(ledPin4, brightness);
// change the brightness for next time through the loop:
brightness = brightness + fadeAmount;
// reverse the direction of the fading at the ends of
the fade:
if (brightness == 0 || brightness == 240) {
fadeAmount = -fadeAmount ;
}
delay(1000);
}
3.5
Prosedur Pengaktifan Perencanaan Pembuatan Prototype Sistem Lampu
Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang Terintegrasi dengan Sensor LDR dan
Relay
1. Insialisasi
Pastikan kabel USB pada Arduinio Uno terhubung ke computer, sebelum
mengupload program ke board arduino uno. Setelah terhubung buka program
yang telah dibuat di software Arduino, lalu klik “lambng panah” pada bagian
kiri atas untuk mengupload program ke board
Setelah program telah terupload pada board Arduino Uno, langkah
selanjutnya adalah menyiapkan power bank yang sudah terisi, dan
sambungkan kable USB ke power bank, sebagai supply Arduino.
2. Mengubungkan rangkaian LED dan sensor LDR pada pin Arduino,
menggunakan kabel jumper, dan menghubungkan Relay pada pin Arduino.
3. Pastikan kabel power pada fitting lampu telah terhubung ke sumber 220 VAC.
4. Menyalakan power bank, dan memastikan bahwa lampu LED bekerja
terang-redup dalam waktu yang telah ditentukan sesuai nilai fade amount.
5. Bila sudah dipastikan kinerja LED sesuai, maka langkah selanjutnya
memasukkan dan menutup rangkaian sensor LDR dan lampu LED ke dalam
box hitam. Lalu tekan tombol reset pada Arduino, untuk menganalisis
kinerja lampu dan relay apakah sudah fspst beroperasi secara otomatis.
6. Langkah selanjutnya adalah melakukan analissi nilai tegangan pada sensor,
yaitu menghubungkan kabel USB Arduino ke computer, setelah itu buka
kembali program yang sudah di upload, lalu upload kembali dan klik ‘serial
monitor” setelah itu perhatikan angka yang muncur dari output sensor yang
muncul pada serial monitor. Catat dan hitung nilai tegangan sensor dari
data tersebut dengan rumus yang telah ditentukan.
BAB IV
HASIL PENELITIAN
7.1 Hasil Penelitian
7.1.1 Pengujian terhadap Lampu LED
Pengujian terhadap lampu LED dilakukan untuk mengetahui
apakah lampu LED bekerja dengan baik sesuai nilai fade amount yang
telah ditentukan. dan melihat nyala lampu LED apakah bekerja terangredup secara bergantian. Pengujian lampu LED juga disertakan dengan
menghitung nilai tegangan lampu LED yang didapat dari output
arduino.
7.1.1.1 LED terhadap nilai fade amount
Nilai pin output analog
= 255
Nilai fadeamount
= 10
Maka, Waktu yang dibutuhkan LED dari keadaan OFF-RedupTerang dan sebaliknya ialah :
t hitung =
Nilai pinOutput analog 255
=
=25.5 sekon
fadeamount
10
t ukur :
T (sekon)
0 - 2.68
2,68 – 23,37
23,37 – 25.57
LED
OFF
REDUP
TERANG
T (sekon)
0 – 4,85
4,85 – 22.13
22,13 – 25,50
LED
TERANG
REDUP
OFF
7.1.1.2 Nilai Tegangan Hitung Lampu LED
Rumus perhitungan tegangan
FadeValue
V=
x 5V
Max Fade Value
Fade Value
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
Nilai Tegangan
0,19
0,39
0,58
0,78
0,98
1,17
1,37
1,56
1,76
1,96
2,15
2,35
2,54
2,74
2,94
3,13
3.33
3,52
3,72
3.92
4,11
4,31
4,50
4,70
4,90
LED
7.1.1.3 Pengukuran Tegangan LED
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan AVO meter,
yang diukur pada salah satu LED. Pengujian ini dilakukan
untuk membuktikan kesamaan antara hasil perhitungan
tegangan dengan pengukuran tegangan
Fade Value
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
Nilai Tegangan
0,20
0,39
0,58
0,78
1,00
1,17
1,37
1,56
1,76
1,98
2,15
2,35
2,54
2,74
2,94
3,13
3.33
3,53
3,74
3.99
4,11
4,31
4,56
4,74
4,98
Dari hasil pengukuran tegangan LED dapat disimpulkan bahwa
ada kesamaan antara data perhitungan dan pengukuran.
7.1.2
Pengujian Terhadap Sensor LDR
Pengujian terhadap sensitivias cahaya sensor PIR terhadap cahaya
yang dipancarkan oleh lampu LED dilakukan untuk mengetahui
seberapa jauh kemampuan sensitivitas cahaya sensor LDR terhadap
cahaya yang berada disekitarnya dan mengenai cadmium sulfide
pada LDR. Selain itu, pengujian juga dilakukan dengan menghitung
nilai tegangan yang ada pad sensor LDR dari Arduino.
7.1.2.1 Pengujian Pembacaan Sensor LDR, dan Uji Relay
if(analogRead(A0)780)
{digitalWrite(4,HIGH);
}
Pembacaan Sensor
135
290
389
470
520
572
612
634
665
691
704
723
741
748
765
776
780
796
Relay
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NO
NO
Lampu 5 w
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
801
809
816
822
829
833
838
834
829
821
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
Dari data tersebut, nilai 690 tetap masuk dalam keadaan NC, walaupun setvaluenya
adalah
BERBASIS ARDUINO UNO YANG TERINTEGRASI
DENGAN SENSOR LDR DAN RELAY
Disusun oleh :
Rahmawati Fajri Latiefa
5115134269
Hervina Kiruna H
5115134280
Verra Jessica
5115131468
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI AJAKRTA
2016
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kepada Allah, Tuhan Yang Maha Esa. Berkat
limpahan karunia-Nya maka laporan penelitian ini dapat diselesaikan penulisannya
dalam waktu yang telah ditentukan. Tak lupa pula kami ucapkan terima kasih
kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian resume ini,
diantaranya:
1. Daryanto, selaku dosen mata kuliah Manajemen Industri,
2. Para penulis yang tulisannya kami kutip sebagai bahan,
Laporan penelitian ini disusun oleh tim penyusun sebagai tugas akhir yang
diberikan oleh dosen matakuliah Otomasi Instalasi Industri dengan berbagai sumber
pengetahuan yang penulis peroleh dari berbagai media yang menunjang dan
membantu terselesaikannya laporan ini.
Besar harapan kami laporan penelitian ini dapat memberikan kontribusi
peningkatan kualitas pembelajaran di Negara kita. Saran dan masukan yang bersifat
membangun sangat kami harapkan demi perkembangan dan kemajuan. Kami
menyadari bahwa penelitian ini masih banyak memiliki kekurangan. Atas kerjasama
dan partisipasi yang diberikan oleh semua pihak, penulis mengucapkan terima
kasih.
Jakarta, 15 Juni 2016
TIM PENYUSUN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Krisis energy yang melanda dunia, membuat harga bahan bakar
semakin meningkat. Hal ini menyebabkan baiya tarif dasar listrik ikut naik,
karena bahan bakar masih menjadi energy utama untuk penggerak prime
mover sistem pembangkit energy listrik.. Semakin meningkatnya biaya tarif
dasar listrik, maka semakin tinggi pula biaya yang dikeluarkan oleh
konsumen untuk membayar tagihan listrik.
Tidak bisa dielakkan lagi penggunaan listrik oleh masyarakat. Listrik
sudah menjadi kebutuhan primer yang harus dipenuhi, mengingat semakin
meningkatnya perkembangan teknologi yang tentunya menggunakan energi
listrik. Tidak hanya itu, perkembangan fasilitas umum yang melayani
masyarakat juga menjadi penyebab meningkatknya kebutuhan listrik.
Terutama bila fasilitas tersebut beroperasi selama 24 jam, sudah pasti harus
dilengkapi dengan penerangan yang memadai saat dimalam hari. Untuk itu,
diperlukan peranan petugas untuk dapat mengoperasikan penerangan
fasilitas tersebut. Namun, terkadang petugas lalai dalam menyalakan
ataupun memadamkan lampu, hal ini lah yang dapat memicu pelayanan
fasilitas umum menjadi menurun dan bahkan dapat menyebabkan
meningkatkanya tagihan listrik bila lampu dibiarkan dalam keadaan terus
menyala. Tidak hanya itu, kejadian seperti ini pun juga sering dialami di
rumah-rumah, terkadang penghuni rumah lupa mematikan lampu taman
yang ada di luar ruangan.
Meningkatnya biaya tarif dasar listrik membuat para konsumen
listrik melakukan banyak hal untuk dapat menghemat penggunaan listrik.
Inovasi-inovasi baru bermunculan guna membantu dalam penghematan
listrik. Beberapa inovasi tersebut juga diiringi dengan memudahkan manusia
dalam mengoperasikan hal-hal yang biasa mereka lakukan sendiri namun
digantikan oleh sebuah sistem otomatis. Perkembangan teknologi berperan
penting dalam penciptaan inovasi.
Penemuan LDR atau Light Dependent Resistor disinyalir dapat
menjadi solusi untuk membuat lampu taman atau lampu outdoor bekerja
secara otomatis. LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis
resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima
olehnya. Besarnya niai hambatan oada LDR tergantung pada besar kecilnya
cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Lampu ini bila diaplikasikan
untuk lampu taman, lampu jalan, atau lampu outdoor lainnya dapat bekerja
secara otomatis, dengan lampu dalam kedaan menyala di malah hari, dan
padm di siang hari.
Perkembangan untuk membuat lampu menggunakan sensor LDR ini
terus berkembang, berbagai macam rangkaian dan sistem dibuat unutk dapat
menyempurnakan inovasi tersebut. Agar bisa digunakan dan dimanfaatkan
oleh masyarakat untuk menghemat penggunaan listrik, serta menghemat
penggunaan energy.
1.2
Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka
permasalahan yang dapat diidentifikasi yaitu :
1. Lalainya manusia dalam menyalakan dan memadamkan lampu
2. Biaya tarif dasar listrik yang meningkat
3. Mencari kelemahan sistem lampu sensor LDR, untuk penyempurnaan
alat
4. Sistem lampu yang tidak otomatis
1.3
Perumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah yang telah diuraikan, maka
masalah penelitian dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang dan membuat prototype sistem lampu Otomatis
berbasis Arduino Uno yang terintegrasi dengan sensor LDR dan relay?
2. Bagaimana pengujian dan analisis prototype sistem lampu otomatis
berbasis Arduino Uno yang terintegrasi dengan sensor LDR dan relay?
1.4
Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah sistem lampu
otomatis tidak dibuat dalam keadaan manual, dengan menggunakan saklar.
Sehingga kinerja lampu hanya dikendalikan oleh sensor
1.5
Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini ialah untuk
menganalisis sebuah sistem lampu otomatis berbasis arduino uno yang
terintegrasi dengan sensor ldr dan relay sehingga didapat kelemahan dan
kelebihan dari alat tersebut untuk dapat dikembangkan di masyarakat
1.6
Kegunaan Penelitian
1. Membuat perancangan dan pembuatan sistem lampu otomatis
berbasis arduino uno yang terintegrasi dengan sensor ldr dan relay
2. Mengetahui analisis dan pengujian sistem lampu otomatis berbasis
arduino uno yang terintegrasi dengan sensor ldr dan relay
3. Menambah wawasan ilmu pengetahuan
BAB II
KAJIAN TEORI
2.1 Kajian Teori
2.1.1. Arduino
Pembahasan Arduino dibagi menjadi beberapa sub pembahasan,
diantaranya sejarah singkat, pengertian, jenis-jenis Arduino, kelebihan
Arduino dan beberapa sub pembahasan lain yang berkaitan dengan Arduino.
2.1.1.1.
Sejarah Arduino
Pembuatan arduinio dimulai pada tahun 2005, dimana sebuah
situs perusahaan computer Olivetti di Ivrea Italia, membuat
perangkat untuk mengendalikan proyek desain interaksi siswa
supaya lebih murah dibandingkan sistem yang ada pada saat itu.
Dilanjutkan pada bulan Mei 2011, di mana sudah ada lebih dari
300.000 unit Arduino terjual.
Pendiri dari Arduino itu sendiri adalah Massimo Banzi dan
David Cuartielles sebagai founder. Awalnya mereka memberi nama
proyek itu dengan sebutan Arduin dan Ivrea tetapi seiring dengan
perkembangan zaman, nama proyek itu dibah menjadi Arduino yang
berarti “teman yang kuat” atau dalam versi bahasa inggrisnya dikenal
dengan sebutan “Hardwin”.
2.1.1.2.
Penggertian Arduino
Arduino adalah pengendali miko single-board yang bersifat
open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang
untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang.
Hardwere-nya memeiliki prosesor atmel AVR dan softwere-nya
memiliki bahasa pemrograman sendiri.
Secara software, Aarduino merupakan open source IDE yang
digunakan untuk mendevelop aplikasi mikrokontroller yang berbasis
Arduino platform.
Secara
Hardware,
mikrokontroller
yang
Arduino
bersifat
merupakan
open
source
single
hardware
board
yang
dikembangkan untuk arsitektur mikrokontroller AVR 8 bit dan ARM
32 bit.
Dari ketiga pengertian daiatas, dapat disimpulkan bahwa
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open
source yang didalamnya terdapat komponen utama, yaitu sebuah
chip mikrokontroller dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.
Mikrokontroller itu sendiri adalah chip atau IC (Intergrated Circuit)
yang bisa deprogram mengguakan computer. Tujuan menanamkan
program pada mikokontroller adalah agar rangkaian elektronik dapat
membaca
input,
memproses
input
tersebut
dan
kemudian
menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi, miktokontroller
bertugas sebagai “otak” yang menghasilkan input, proses, dan output
sebuah rangkaian elektronik.
2.1.1.3.
Kelebihan Arduino
Arduino
menyederhanakan
proses
bekerja
dengan
mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam kelebihan
antara lain :
1. Murah. Papan (perangkat keras)Arduino biasanya dijual relaif
murah dibandingkan dengan platform mikrokontroller pro lainnya.
2. Sederhana dan mudah pemrogramnnya. Perlu diketahui bahwa
lingkungan pemrograman Arduino mudah digunakan untuk
pemula, dan cukup fleksibel bagi mereka yang sudah tingkat
lanjut.
3. Perangkat lunakmya Open Source. Perangkt luak Arduino IDE
dipublikasikan
sebagai
opern
source,
tersedia
bagi
para
pemrograman berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut.
Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustakapustaka C++ yang berbasis pada bahasa C untuk AVR
4. Perangkat kerasnya Opern Source. Perangkat keras Arduino
berbasis
mikrokontroller
ATMEGA8,
ATMEGA168,
ATMEGA328 dan ATMEGA1280.
5. Tidak perlu perangkat chip programmer. Karena di dalamnya
sudah ada bootloader yang akan mengenai upload program dari
computer.
6. Sudah memiliki sarana komunikasi USB. Sehingga pengguna
laptop
yang
tidak
memiliki
port
serial/RS323
bisa
menggunakannya.
7. Bahasa pemrograman reatif mudah. Karena software Arduino
dilengkapi kumpulan library yang cukup lengkap.
8. Memiliki modul siap pakai yang bisa ditancapkan pada board
Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dan lain-lain.
2.1.1.4.
Jenis-jenis Perangkat Keras Arduino (Hardware)
1. Papan/board Arduino
Arduino memiliki beberapa jenis papan/board yang telah
disesuaikan dengan fungsi dan tugasnya masing-masing. Biasanya
terdiri dari Arduino USB, Serial, Mega, Fio, Lilypad, BT, dan Nano.
2.1.1.5.
Input / Output Digital & Input Analog
Input/output digital atau digital pin adalah pin pin untuk
menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital.
Input analgi atau analog pin adalah pin pin yang berfungsi untuk
menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Contohnya,
potensiometer, sensor cahaya, dan lain-lain.
2.1.1.6.
Catu Daya
Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan
untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino.
Pada bagian catu daya ini pin Vin dan Reset. Pin Vin digunakan untuk
memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui
tegangan pada USB atau adaptor, sedangkan Reset adalah pin untuk
memberikan sinyal reset melalui tombola tau rangkaian eksternal.
2.1.1.7.
Baterai / Adaptor
Soket baterai atau adapor digunakan untuk mensuplai
Arduinio dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino
sedang tidak disambungkan ke computer. Jika Arduino sedang
disambungkan ke computer dengan USB, Arduino mendapatkan
suplai tegangan dari USB, jika tidak perlu memasang baterai/adaptor
pada saat memprogram Arduino.
2.1.1.8.
Memori
ATmega 28 mempunyai 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan
untuk bootloader). ATmega 328 juga mempunyai 2KB SRAM dan
ditulis (RW/read and written) dengan EEPROM library).
2.1.1.9.
Perangkat Lunak Arduino (software)
IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis
dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari :
1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna
menulis dan mengedit program dalam bahsa processing.
2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa
Processing) menjadi kode biner.
3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari computer ke
dalam
memori
di
dalam
papan
Arduino.
Gambar 2.9 Contoh Tampilan Software Arduino
2.1.2. Arduino Uno
2.1.2.1 Pengertian Arduino Uno
Arduino
Uno adalah salah satu produk berlabel Arduino
yang sebenarnya adalah suatu [a[an elektronik yang mengandung
kikrokontroller ATmega328.
Piranti
ini
dimanfaatkan
untuk
mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga
kompleks. Pengendalian LED hingga pengontrolan robot dapat di
implementasikan dengan menggunakan papan berukuran relative
kecil ini.
Bahkan dengan penambahan komponen tertentu, peranti ini
bisa dipakai untuk pemantauan kondisi pasien rumah sakit dan
pengendalian alat-alat di rumah.
Arduino Uno mengandung mikroprosesor (berupa Atmel
AVR)
dan
dilengkapi
dengan
oscillator
16
Mhz
(yang
memungkinkan operasi berbasis waku dilaksanakan dengan tepat),
dan regulator (pembangkit tegangan) 5volt. Sejumlah pin tersedia di
papan. Pin 0 hingga 13 digunakan untuk isyarat digital, yang hanya
bernilai 0 dan 1. Pin A0-A5 digunakan untuk isyarat analog. Arduino
uno dilengkapi dengan Static Random-Access Memory (SRAM)
berukuran 2 KB untuk memegag data, flash memory berukuran 32
KB, dan Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)
untuk meyimpan program.
Arduino
Uno
dapat
diartikan
juga
sebagai
board
mikrokontroler berbasis ATmega328(datasheet) yang memiliki 14
pin input dan output digital dimana 6 pin input tersebut dapat
digunakan sebagai output PWM (pulse width modulation) yang
merupakan sinyal digital yang dapat menyerupai sinyal analog, dan 6
pin input analog. 16 Mhz osilator Kristal, koneksi USB, jack power,
ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler
agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan kabel Board
Arduino Uno ke computer dengan menggunakan kabel USB atau
listrik dengan AC yang dihubungkan ke adaptor DC atau baterai
untuk menjalankannya.
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, untuk pembandingan dengan versi sebelumnya.
Dibawah ini adalah tabel spesifikasi mikrokontroller Arduino Uno :
Mikrokontroller
Operasi Tegangan
Input tegangan
Pin I/O digital
Arus DC tiap pin I/O
Arus DC ketika 3.3 V
Mmeori flash
SRAM
EEPROM
Kecepatan clock
ATmega 328
5V
7 – 12 V (Rekomendasi)
14 pin (6 PIN untuk PWM)
50mA
50 mA
32 KB (AT mega 328) dan 0,5 KB digunakan oleh bootloader
2 KB (ATmega328)
1 KB (ATmega328)
16 Mhz
2.1.2.2 Bagian-bagian Papan Arduino Uno
a. 14 pin inpu/output digital (0-13)
Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program.
Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11, dapat juga
berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan outputnya
dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapa deprogram
antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5 volt.
b. USB
Berfungsi untuk :
1. Membuat program dari computer ke dalam papan
2. Komunikasi serial antara papan dan computer
3. Memberi daya listrik kepada papan
c. Sambungan SV1
Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan,
aoakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB.
Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi
terakir karena pemilihan sumber daya eksternal atau USB
dilakukan secara otomatis.
d. Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)
Jika mikrokontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka Kristal
adalah
jantungnya
karena
komponen
ini
menghasilkan
detakdetak yang dikirim kepada mikrokontroler agar melakukan
sebuah operasi untuk setiap detaknya. Kristal ini dipilih yang
berdetak 16 juta kali per detuk (16 Mhz).
e. Tombol Reset S1
Untuk mereset papan sehingga program akan mulai lagi dari
awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus
program atau mengosongan mikrokontroller.
f. In-Circuit Serial Programming (ICSP)
Port ICSP memungkinakan pengguna untuk memprogram
mikrokontroler secara langsung, tanpa melalui boarloader.
Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP
tidak perlu dipakai walaupun disediakan.
g. IC 1-Microcontroller Atmega
Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat
CPU, ROM dan RAM.
h. X1-sumber daya eksternal
Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan
Arduino dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.
i. 6 pin input analog (0-5)
Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan
oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca
nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili
nilai tegangan 0 – 5V.
Tanpa melakukan konfigurasi apapun, begitu sebuah papan
Arduino dikeluarkan dari kotak pembungkusnya ia dapat langsung
disambungkan ke sebuah komputer melalui kabel USB. Selain
berfungsi sebagai penghubung untuk pertukaran data, kabel USB ini
juga akan mengalirkan arus DC 5 Volt kepada papan Arduino
sehingga praktis tidak diperlukan sumber daya dari luar. Saat
mendapat suplai daya, lampu LED indikator daya pada papan
Arduino akan menyala menandakan bahwa ia siap bekerja. (Lihat
gambar dibawah)
Pada papan Arduino Uno terdapat sebuah LED kecil yang
terhubung ke pin digital no 13. LED ini dapat digunakan sebagai
output saat seorang pengguna membuat sebuah program dan ia
membutuhkan sebuah penanda dari jalannya program tersebut. Ini
adalah cara yang praktis saat pengguna melakukan uji coba.
Umumnya microcontroller pada papan Arduino telah memuat sebuah
program kecil yang akan menyalakan LED tersebut berkedip-kedip
dalam jeda satu detik. Jadi sangat mudah untuk menguji apakah
sebuah papan Arduino baru dalam kondisi baik atau tidak, cukup
sambungkan papan itu dengan sebuah komputer dan perhatikan
apakah LED indikator daya menyala konstan dan LED dengan pin13 itu menyala berkedip-kedip.
2.1.2.3 Sumber Daya /Power
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau
dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis.
Untuk sumber daya Eksternal (non-USB) dapat berasal baik dari
adaptor AC-DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan
memasukkan 2.1 mm jacj DC ke colokan listrik board. Baerai dapat
dimasukkan pada pin header Gnd dan Vin dari konektor daya.
Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai
20 volt. Jika anda menggunakan tegangan kurang dari6 volt mungkin
tidak akan stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator
tegangan bisa panas dan merusak papan. Rentang yang dianjurkan
adalah 7 sampai 12 volt.
Pin listrik yang tersedia adalah sebagai berikut :
1.
Vin. Input tegangan ke board Arduino ketika menggunakan
sumber daya eksternal.
2.
5V. Pin ini merupakan output 5V yang telah diatur oleh regulator
papan Arduino. Board dapat diaktifkan dengan daya, baik dari
stop kontak listrik DC (7-12V), konektor USB (5V), atau pin
VIN board (7-12V). Jika anda memasukkan tegangan melalui pin
5V DAN 3V secara langsung (tanpa melewati regulator) dapat
merusak papan Arduino.
3.
Tegangan pada pin 3V3. 3.3Volt dihasilkan oleh regulator onboard. Menyediakan arus maksimum 50 mA.
4.
Gnd. Pin Ground
5.
IOREF.
Pin
ini
memberikan
tegangan
referensi
ketika
mikroontroler beroperasi. Sebuah shield yang dikonfigurasi
dengan benar dapat membaca pin tegangan IOREF sehingga
dapat memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja dengan
5V atay 3.3V.
2.1.2.4 Memori
ATmega328 memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk
bootloader) ATmega328 juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB
EEPROM
2.1.2.5 Input dan Output
Masing-masing dari 14 pin digital di Arduino Uno dapat digunakan
sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode (),
digitalWrite (), dan digitalRead (), beroperasi dengan daya 5 volt.
Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 Ma dan
memiliki internal pull-up resistor (Secara default terputus) dari 20-50
kΩ. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus yaitu :
1. Serial. 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan
mengirimkan (TX) TTL data serial.
2. Eksternal menyela: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk
memicu interrupt pada nilai yang rendah, dengan batasan tepi
naik ata turun, atau perubahan nilai.
3. PWM; 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan ouput PWM 8-bit
dengan fungsi analogWrite ().
4. SPI: 10 (SS), 11 (Mosi), 12(MISO), 13 (SCK). Pin ini
mendukung komunikasi SPI menggunakan SPI library.
5. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika
pin bernilai nilai HIGH, LED on, ketika pin bernilai LOW, LED
off.
2.1.2.6 Komunikasi
Arduino
Uno
memiliki
sejumlah
fasilitas
unutk
berkomunkasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler
lainnya. ATmega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi
serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX).
2.1.2.7 Pemrograman
Arduino Uno dapat deprogram dengan perangkat lunak
Arduino. Pilih Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan
mikrokontroler yang digunakan.
Pada ATmega328 pada Arduino Uno memiliki bootloader
yang memungkinkan Anda untuk meng-upload program baru untuk
itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Ini
berkomunikasi menggunakan protocol dari bahasa C.
Sistem dapat menggunakan perangkat luak FLIP Atmel
(Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan Linux) untuk
memuat firmware baru Anda dapat menggunakan header ISP dengan
programmer eksternal.
2.1.2.8 Otomatis Software Reset
Tombol reset arduino uno dirancang untuk menjalankan
program yang tersimpan di dalam mikrokontroller dari awal. Tombol
reset terhubung ke Atmega 328 melalui kapsitor 100nf. Setalah
tombol reset ditekan cukup lama unruk me-reset chip, software IDE
Arduino dapat juga berfungsi untuk meng-upload program dengan
hanya menekan tombol upload di software IDE Arduino.
2.1.2.9 Perlindungan Arus USB
Arduino Uno memiliki polyfuse reset yang melindungi port
USB komputer Anda dari arus pendek atau berlebih. Meskipun
kebanyakan komputer memberikan perlindungan internal sendiri,
sekering menyediakan lapisan perlindungan tambahan. Jika lebi dari
500 mA, sekering otomatis bekerja.
2.1.2.10 Karakteristik Fisik
Panjang maksimum dan lebar PCB masing-masing adalah 2,7
dan 2,1 inci, dengan konektor USB dan stop kontak listrik yang
melampaui dimensi tersebut. Empat lubang sekrup memungkinkan
board harus terpasang ke permukaan. Perhatikan bahwa jarak antara
pin digital 7 dan 8 adalah 0,16”, tidak seperti pin lainnya.
2.1.3
Light Dependent Resistor (LDR)
LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor
yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya.
Besarnya nilai hambatan pada LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya
yang diterima oleh LDR itu sendiri. Gambar berikut ini merupakan contoh
bentk fisik dari LDR beserta simbolnya.
Biasanya LDR (atau lebih dikenal fotoresistor) dibuat berdasarkan
kenyataan bahwa film cadmium sulfide mempunyai tahanan yang besar
jika tidak terkena cahaya dan tahanannya akan menurun kalau permukaan
fim itu terkena sinar.
Resistor peka cagata atau fotoresistor adalah kompnen elektronik
yang resitansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya
yang mengenainya. Fotoresistor dapat merujuk pula pada light dependent
resistor (LDR) atau fotokonduktor.
Fotoresistor dibuat dari semikonduktor beresistensi tinggi. Jika
cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton
yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan elektron memiliki
energy yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Electron bebas yang
dihasilkan akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya.
Besarnya tahanan LDR / fotoresistor dalam kegiatan mencapai jutaan
ohm dan turun sampai beberapa ratus ohm dalam keadaan terang LDR
dapat digunakan dalam suatu jaringan kerja (network) pembagi potensial
yang menyebabkan terjadinya perubahan tegangan jika sinar yang dating
berubah.
LDR digunakan untuk mendekteksi intensitas cahaya, yang mana
intensitas cahay sendiri dinyatakan dalam dua satuan fisika, yaitu lumens
per meter dan watt per meter persegi. Kedua satuan itu agak berbeda, yang
satu berdasarkan pada kepekaan mata manusia, yang satu lagi berdasarkan
energy listrik yang dialirkan ke sumber cahaya.
2.1.3.1 Karakteristik LDR
LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan
resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri
dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral.
a. Laju Recovery
Bila sebuah LDR dibawah dari stuatu ruangan dengan level kekuatan
cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati
bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya
pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa
mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu.
Laju recovery merupakan suatu ukutan pratis dan suatu enaikan niai
resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR
tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik (selama 20 menit pertama
mulai dari level cahaya 100 lux), ekcepatan tersebut akan lebih tinggi pada
arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat gelap ke tempat
terang yang memerluan waktu kurang dari 10 ms untuk untuk mencapai
resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.
b. Respon Spektral
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 mempunyai daya hantar yang baik.
2.1.3.2 Prinsip Kerja LDR
Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas
cahaya yang mengenainya atau yang ada di sekitarnya. Dalam keadaan gelap
resistansi LDR sekitar 10 MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1 KΩ atau
kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor, seperti cadmium sulfide.
Dengan bahan ini, energy dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak
muata yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan
telah mengalami penurunan.
Pada sisi bagian atas LDR terdapat suatu daris / jalur melengkung
yang menyerupai bentuk kurva. Jalur tersebut terbuat dari bahan cadmium
sulfide yang sangat sensitive terhadap pengaruh dari cahaya. Jalur cadmium
sulfide yang terdapat pada LDR dapat dilihat pada gambar.
\
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penlitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Elektro Jurusan Teknik
Elektro
Universitas
Negeri
Jakarta,
Fakultas
Teknik,
Jalan
Rawamangung Muka, Jakarta 13220.
3.1.2 Waktu Penelitian
Waktu penelitian dilaksanakan bulan Mei 2016 sampai dengan Juni
2016
3.2
Merode Penelitian
Metode penelitian digunakan untuk membuat dan menganalisis alat ini
yaitu menggunakan penelitian eksperimen. Penelitian dilakukan dengan
membuat alat yang dimulai dengan perancangan alat terlebih dahulu yang
akan dibahas pada bagian perancangan sistem, selanjutnya dilakukan
perancangan sistem, selanjutnya dilakukan pembuautan alat berdasarkan
perancangan yang dibuat dan dilanjutkan dengan pengujian/analisis alat.
3.3
Alur Menganalisis Sistem Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang
Terintegrasi dengan Sensor LDR dan Relay
Alur pembuatan Sistem Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang
Terintegrasi dengan Sensor LDR dan Relay sebagai berikut :
Mulai
Menentukan
Bahan, Alat
dan
Membuat
Alat
Merancang
Program
Produk Hasil
Menganalisis
Produk
Blok diagram Sistem Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang
Terintegrasi dengan Sensor LDR dan Relay :
INPUT
CAHAY
A LED
SENSO
R LDR
PROSES
OUTPUT
Arduino Uno
Relay
Lampu
5W
START
Inisialisasi :
LED ON, Redup
LED ON, Terang
Membaca nilai sensor
SENSOR > 780
SENSOR< 680
TIDAK
YA
TIDAK
YA
RELAY NO
RELAY NC
LAMPU OFF
LAMPU ON
END
3.4
Perencanaan Pembuatan Prototype Sistem Lampu Otomatis Berbasis
Arduino Uno Yang Terintegrasi dengan Sensor LDR dan Relay
3.4.1 Daftar Alat, Bahan, dan Komponen
Berikut adalah alat, bahan, dan komponen yang dibutuhkan :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
LDR = 1 pcs
Resistor 100K = 1 pcs
Resistor 1K = 4 pcs
LED = 4 pcs
Arduino Uno = 1 pcs
Power Bank = 1 pcs
7. Modul Relay 2 input/ouput = 1 pcs
8. Fitting lampu
9. Lampu 5 W
10. Staker
11. Kabel NYM
12. Kabel Jumper
13. Papan PCB
3.4.2
Wiring Diagram Kelistrikan Rangkaian Keseluruhan
3.4.3 Pembuatan Program Arduino Uno sebagai Pengendali Sistem
Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang Terintegrasi dengan
Sensor LDR dan Relay
int output;
int sensor = 0;
int sensorMin = 1023;
int
sensorMax
// maximum sensor value
int ledPin1 = 3;
int ledPin2 = 6;
int ledPin3 = 9;
int ledPin4 = 11;
int brightness = 0;
int fadeAmount = 10;
// minimum sensor value
=
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(A0,INPUT);
0;
pinMode(ledPin1,OUTPUT);
pinMode(ledPin2,OUTPUT);
pinMode(ledPin3,OUTPUT);
pinMode(ledPin4,OUTPUT);
pinMode(4,OUTPUT);
pinMode(5,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
digitalWrite(ledPin1,LOW);
digitalWrite(ledPin2,LOW);
digitalWrite(ledPin3,LOW);
digitalWrite(ledPin4,LOW);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
sensor = analogRead(A0);
output = map(sensor, 0, 1023, 0, 110);
Serial.print("sensor = ");
Serial.print(sensor);
Serial.print("\t output = ");
Serial.println(output);
if(analogRead(A0)780)
{digitalWrite(4,HIGH);
}
// set the brightness of pin 9:
analogWrite(ledPin1, brightness);
analogWrite(ledPin2, brightness);
analogWrite(ledPin3, brightness);
analogWrite(ledPin4, brightness);
// change the brightness for next time through the loop:
brightness = brightness + fadeAmount;
// reverse the direction of the fading at the ends of
the fade:
if (brightness == 0 || brightness == 240) {
fadeAmount = -fadeAmount ;
}
delay(1000);
}
3.5
Prosedur Pengaktifan Perencanaan Pembuatan Prototype Sistem Lampu
Otomatis Berbasis Arduino Uno Yang Terintegrasi dengan Sensor LDR dan
Relay
1. Insialisasi
Pastikan kabel USB pada Arduinio Uno terhubung ke computer, sebelum
mengupload program ke board arduino uno. Setelah terhubung buka program
yang telah dibuat di software Arduino, lalu klik “lambng panah” pada bagian
kiri atas untuk mengupload program ke board
Setelah program telah terupload pada board Arduino Uno, langkah
selanjutnya adalah menyiapkan power bank yang sudah terisi, dan
sambungkan kable USB ke power bank, sebagai supply Arduino.
2. Mengubungkan rangkaian LED dan sensor LDR pada pin Arduino,
menggunakan kabel jumper, dan menghubungkan Relay pada pin Arduino.
3. Pastikan kabel power pada fitting lampu telah terhubung ke sumber 220 VAC.
4. Menyalakan power bank, dan memastikan bahwa lampu LED bekerja
terang-redup dalam waktu yang telah ditentukan sesuai nilai fade amount.
5. Bila sudah dipastikan kinerja LED sesuai, maka langkah selanjutnya
memasukkan dan menutup rangkaian sensor LDR dan lampu LED ke dalam
box hitam. Lalu tekan tombol reset pada Arduino, untuk menganalisis
kinerja lampu dan relay apakah sudah fspst beroperasi secara otomatis.
6. Langkah selanjutnya adalah melakukan analissi nilai tegangan pada sensor,
yaitu menghubungkan kabel USB Arduino ke computer, setelah itu buka
kembali program yang sudah di upload, lalu upload kembali dan klik ‘serial
monitor” setelah itu perhatikan angka yang muncur dari output sensor yang
muncul pada serial monitor. Catat dan hitung nilai tegangan sensor dari
data tersebut dengan rumus yang telah ditentukan.
BAB IV
HASIL PENELITIAN
7.1 Hasil Penelitian
7.1.1 Pengujian terhadap Lampu LED
Pengujian terhadap lampu LED dilakukan untuk mengetahui
apakah lampu LED bekerja dengan baik sesuai nilai fade amount yang
telah ditentukan. dan melihat nyala lampu LED apakah bekerja terangredup secara bergantian. Pengujian lampu LED juga disertakan dengan
menghitung nilai tegangan lampu LED yang didapat dari output
arduino.
7.1.1.1 LED terhadap nilai fade amount
Nilai pin output analog
= 255
Nilai fadeamount
= 10
Maka, Waktu yang dibutuhkan LED dari keadaan OFF-RedupTerang dan sebaliknya ialah :
t hitung =
Nilai pinOutput analog 255
=
=25.5 sekon
fadeamount
10
t ukur :
T (sekon)
0 - 2.68
2,68 – 23,37
23,37 – 25.57
LED
OFF
REDUP
TERANG
T (sekon)
0 – 4,85
4,85 – 22.13
22,13 – 25,50
LED
TERANG
REDUP
OFF
7.1.1.2 Nilai Tegangan Hitung Lampu LED
Rumus perhitungan tegangan
FadeValue
V=
x 5V
Max Fade Value
Fade Value
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
Nilai Tegangan
0,19
0,39
0,58
0,78
0,98
1,17
1,37
1,56
1,76
1,96
2,15
2,35
2,54
2,74
2,94
3,13
3.33
3,52
3,72
3.92
4,11
4,31
4,50
4,70
4,90
LED
7.1.1.3 Pengukuran Tegangan LED
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan AVO meter,
yang diukur pada salah satu LED. Pengujian ini dilakukan
untuk membuktikan kesamaan antara hasil perhitungan
tegangan dengan pengukuran tegangan
Fade Value
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
Nilai Tegangan
0,20
0,39
0,58
0,78
1,00
1,17
1,37
1,56
1,76
1,98
2,15
2,35
2,54
2,74
2,94
3,13
3.33
3,53
3,74
3.99
4,11
4,31
4,56
4,74
4,98
Dari hasil pengukuran tegangan LED dapat disimpulkan bahwa
ada kesamaan antara data perhitungan dan pengukuran.
7.1.2
Pengujian Terhadap Sensor LDR
Pengujian terhadap sensitivias cahaya sensor PIR terhadap cahaya
yang dipancarkan oleh lampu LED dilakukan untuk mengetahui
seberapa jauh kemampuan sensitivitas cahaya sensor LDR terhadap
cahaya yang berada disekitarnya dan mengenai cadmium sulfide
pada LDR. Selain itu, pengujian juga dilakukan dengan menghitung
nilai tegangan yang ada pad sensor LDR dari Arduino.
7.1.2.1 Pengujian Pembacaan Sensor LDR, dan Uji Relay
if(analogRead(A0)780)
{digitalWrite(4,HIGH);
}
Pembacaan Sensor
135
290
389
470
520
572
612
634
665
691
704
723
741
748
765
776
780
796
Relay
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NO
NO
Lampu 5 w
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
801
809
816
822
829
833
838
834
829
821
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
Dari data tersebut, nilai 690 tetap masuk dalam keadaan NC, walaupun setvaluenya
adalah