Perancangan Kontrol Pencahayaan Pada Ruang Baca Berbasis Arduino dan Sensor Cahaya
15
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Membaca merupakan aktivitas pencarian informasi melalui lambang-lambang
tertulis.Aktivitas membaca merupakan aktivitas yang memerlukan cahaya. Didalam
proses membaca pemanfaatan cahaya alami dan buatan selalu menjadi bagian yang
penting dan mampu menciptakan ruangan dengan kualitas visual yang baik. Iluminasi
pada suatu ruang dikatakan baik apabila mata dapat melihat dengan jelas dan nyaman
terhadap objek-objek yang ada didalam ruang tersebut serta tidak menimbulkan
bayangan.Ruangan yang tidak sesuai dengan fungsi ruang akan berakibat pada kurang
efektifnya kegiatan yang harus dilaksanakan pada ruang tersebut. Saat membaca
ditempat yang cahayanya tidak normal, fokus mata akan menjadi lebih sulit, hal ini
yang membuat mata harus bekerja keras dalam membaca dan mata akan mengalami
kelelahan. Jika mata bekerja keras untuk waktu yang panjang banyak otot yang
digunakan, kondisi ini dapat menyebabkan beberapa efek fisik seperti mata sakit,
gatal, sakit kepala, nyeri punggung dan leher serta penglihatan berkurang.
Ruang baca berfungsi sebagai pusat kegiatan belajar mengajar, pusat
penelitian dan pusat informasi bagi pelaksanaan Tri Dharma Perguruan Tinggi
(Menteri Pendidikan nasional No. 0103/0/1981).Telah banyak penelitian yang
dilakukan tentang kontrol pencahayaan,seperti Abdul Muid dkk (2015) yang
membuat rancang bangun sistem pengontrol intensitas cahaya pada ruang baca
berbasis mikrokontroler ATMega16 dengan mengontrol tiga buah bola lampu pijar
sebagai sumber penerangan ruang. Dari penelitiannya didapatkan bahwa sistem dapat
mengontrol kestabilan intensitas ruang baca dalam rentang 300-400 lux.Muchammad
Pamungkas dkk (2015) yang membuat perancangan dan realisasi alat pengukur
intensitas cahaya dengan menggunakan sensor intensitas cahaya digital BH1750.Dari
penelitiannya didapatkan hasil bahwa alat yang dirancang dapat mengukur intensitas
cahaya diruangan dan mengetahui apakah ruangan tersebut memenuhi standar SNI
atau tidak. Inayati Nur S dkk (2011) yang membuat analisis dan perancangan kontrol
Universitas Sumatera Utara
16
pencahayaan dalam ruangan dengan penerangan olehsumber cahaya alami
(sinar matahari) disimulasikan menggunakan lampu halogen dan sensor
cahaya (LDR)yang dipasang pada masing-masing dinding ruangan dengan
ukuran panjang 3,5 m, lebar 3,46 m dan tinggi 2,76 m. Dari hasil penelitiannya
diketahui
bahwa
sistem
yang
dirancang
mampumemberikan
kondisi
penerangan ruang yang stabil.
Pada penelitian ini dirancang sebuah sistem kontrol pencahayaan pada ruang
baca berbasis Arduino Uno dan sensor cahaya yang memenuhi standar SNI, dengan
mengontrol bola lampu pijar soft tone berdaya 100Wsebagai sumber penerangan
ruangan.Besar iluminasi yang direkomendasikan untuk ruang baca adalah 300 lux
(SNI No. 03-6575-2001), dimana 300 lux tersebut merupakan besarnya cahaya yang
datang ke suatu objek. Iluminasi pada ruang baca yang dipengaruhi keadaan cahaya
sekitar akan dikontrol hingga iluminasi tersebut sesuai dengan iluminasi standar yang
telah ditentukan. Sistem ini menggunakan Arduino Uno sebagai pengontrol sistem,
Sensor LDR sebagai pendeteksi perubahan intensitas cahaya yang diterimanya dan
Dimmer lampu yang akan menurunkan dan menaikkan level cahaya sesuai kondisi
ruangan. Kelebihan dari Arduino Uno yaitu penggunaannya yang efisien dan mudah,
karena didalam papan rangkaian elektronik tersebut sudah terdapat komponen utama
yaitu sebuah chip mikrokontrolerberbasis ATmega328 dengan jenis AVR dari
perusahaan Atmel. Arduino Uno juga mudah ditemukan di pasaran dengan harga
yang relative terjangkau, serta Arduino Uno memiliki pemrograman yang sederhana
dan mudah karena disediakan banyak library di pemrogramannya.Sedangkan LDR
digunakan karena memiliki ukuran yang kecil, mudah ditemukan di pasaran dengan
harga yang murah. Sumber penerangan menggunakan lampu pijar soft tone dengan
daya 100W karena biaya awal yang rendah, pengaturan intensitas cahaya
(terang/redup)
mudah
(dengan
memakai
dimmer),
dalam
penelitian
tidak
membutuhkan pencahayaan yang tinggi, dimana bola lampu pijar hanya cocok untuk
Universitas Sumatera Utara
17
pencahayaan yang rendah, serta perlengkapannya yang sederhana dan dapat ditangani
dengan sederhana.
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penelitian ini ialah sebagai berikut :
1. Bagaimana membuat seperangkat alat pengontrol ruang baca, yang tingkat
iluminasinya sesuai dengan SNI
2. Bagaimanapengaruh keadaan cahaya sekitar ruangan dan resistansi
terhadap nilai iluminasi pada alat yang dirancang
3. Apakah alat yang dirancang sudah mempunyai kinerja yang baik sesuai
dengan kondisi ruangan dimana alat ini diaplikasikan
1.3. Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan antara lain :
1. Membuat suatu alat kontrol iluminasi ruang baca, yang tingkat
iluminasinya sesuai SNI
2. Mengetahui pengaruh keadaan cahaya sekitar dan resistansi terhadap nilai
iluminasi pada alat yang dirancang
3. Mengetahui kinerja alat sesuai dengan kondisi ruangan dimana alat
tersebut diaplikasikan
1.4. Batasan Masalah
Dalam melakukan penelitian ini terdapat batasan-batasan masalah karena
adanya keterbatasan waktu, fasilitas dan faktor-faktor lain yang berada diluar
jangkauan peneliti, adapun batasan-batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Sistem ini dirancang hanya untuk menghasilkan tingkat iluminasi sebesar
300 lux
2. Perancangan alat ini menggunakan Arduino UNO sebagai pengendali
sistem, sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor) sebagai pendeteksi
Universitas Sumatera Utara
18
cahaya,LCD (Liquid Crystal Display) karakter 16x2 sebagai modul
penampil/display hasil pengukuran sistem
3. Pengujian yang dilakukan yaitu pada bagian blok Arduino dan LCD,
sensor, dimmer lampu AC, dan pengujian sistem secara keseluruhan.
1.5.Manfaat Penelitian
Manfaat yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :
1. Didapatkan seperangkat alat pengontrol iluminasi ruang baca yang sesuai
SNI
2. Membuat seperangkat alat yang memiliki kinerja yang baik terhadap
pengaruh keadaan cahaya sekitar atau kondisi ruangan dimana alat
tersebut diaplikasian
3. Diharapkan dapat menjadi referensi dan masukkan bagi peneliti
selanjutnya dalam mengembangkan penelitian dibidang cahaya
1.6.Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah dalam memberi gambaran serta memahami tentang
sistematika kerja dari seperangkat alat Perancangan Kontrol Pencahayan Pada
Ruang Baca Berbasis Arduino dan Sensor Cahaya inimaka penulis menyusun
skripsi ini dengan urutan sistematika sebagai berikut :
Bab 1 Pendahuluan
Bab ini berisikan pembahasan mengenai Latar Belakang, Rumusan Masalah,
Tujuan Penelitian, Batasan Masalah, Manfaat Penelitian dan Sistematika
Penulisan.
Bab 2 Tinjauan Pustaka
Bab ini akan membahas teori-teori yang berhubungan dengan seperangkat alat
Perancangan Sistem Kontrol Pencahayaan Pada Ruang Baca Berbasis
Arduino dan Sensor Cahaya diantaranya teori tentang Pencahayaan, Arduino,
LCD, Sensor, TRIAC, PWM dan Optocoupler
Universitas Sumatera Utara
19
Bab 3 Perancangan Alat
Bab ini akan membahas tentang Diagram Blok Rangkaian, Skematik
Rangkaian dan pembahasan mengenai skematik rangkaian tersebut, serta
Flowchart (Alur Program).
Bab 4 Hasil Pengujian dan Pembahasan
Bab ini akan membahas tentang Pengujian Alat, Data Yang Diperoleh dan
Pembahasan dari hasil pengujian alat tersebut.
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dan saran yang
berkaitan dengan seluruh proses perancangan, pembuatan dan pengujian alat
dalam percobaan ini
Daftar Pustaka
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Membaca merupakan aktivitas pencarian informasi melalui lambang-lambang
tertulis.Aktivitas membaca merupakan aktivitas yang memerlukan cahaya. Didalam
proses membaca pemanfaatan cahaya alami dan buatan selalu menjadi bagian yang
penting dan mampu menciptakan ruangan dengan kualitas visual yang baik. Iluminasi
pada suatu ruang dikatakan baik apabila mata dapat melihat dengan jelas dan nyaman
terhadap objek-objek yang ada didalam ruang tersebut serta tidak menimbulkan
bayangan.Ruangan yang tidak sesuai dengan fungsi ruang akan berakibat pada kurang
efektifnya kegiatan yang harus dilaksanakan pada ruang tersebut. Saat membaca
ditempat yang cahayanya tidak normal, fokus mata akan menjadi lebih sulit, hal ini
yang membuat mata harus bekerja keras dalam membaca dan mata akan mengalami
kelelahan. Jika mata bekerja keras untuk waktu yang panjang banyak otot yang
digunakan, kondisi ini dapat menyebabkan beberapa efek fisik seperti mata sakit,
gatal, sakit kepala, nyeri punggung dan leher serta penglihatan berkurang.
Ruang baca berfungsi sebagai pusat kegiatan belajar mengajar, pusat
penelitian dan pusat informasi bagi pelaksanaan Tri Dharma Perguruan Tinggi
(Menteri Pendidikan nasional No. 0103/0/1981).Telah banyak penelitian yang
dilakukan tentang kontrol pencahayaan,seperti Abdul Muid dkk (2015) yang
membuat rancang bangun sistem pengontrol intensitas cahaya pada ruang baca
berbasis mikrokontroler ATMega16 dengan mengontrol tiga buah bola lampu pijar
sebagai sumber penerangan ruang. Dari penelitiannya didapatkan bahwa sistem dapat
mengontrol kestabilan intensitas ruang baca dalam rentang 300-400 lux.Muchammad
Pamungkas dkk (2015) yang membuat perancangan dan realisasi alat pengukur
intensitas cahaya dengan menggunakan sensor intensitas cahaya digital BH1750.Dari
penelitiannya didapatkan hasil bahwa alat yang dirancang dapat mengukur intensitas
cahaya diruangan dan mengetahui apakah ruangan tersebut memenuhi standar SNI
atau tidak. Inayati Nur S dkk (2011) yang membuat analisis dan perancangan kontrol
Universitas Sumatera Utara
16
pencahayaan dalam ruangan dengan penerangan olehsumber cahaya alami
(sinar matahari) disimulasikan menggunakan lampu halogen dan sensor
cahaya (LDR)yang dipasang pada masing-masing dinding ruangan dengan
ukuran panjang 3,5 m, lebar 3,46 m dan tinggi 2,76 m. Dari hasil penelitiannya
diketahui
bahwa
sistem
yang
dirancang
mampumemberikan
kondisi
penerangan ruang yang stabil.
Pada penelitian ini dirancang sebuah sistem kontrol pencahayaan pada ruang
baca berbasis Arduino Uno dan sensor cahaya yang memenuhi standar SNI, dengan
mengontrol bola lampu pijar soft tone berdaya 100Wsebagai sumber penerangan
ruangan.Besar iluminasi yang direkomendasikan untuk ruang baca adalah 300 lux
(SNI No. 03-6575-2001), dimana 300 lux tersebut merupakan besarnya cahaya yang
datang ke suatu objek. Iluminasi pada ruang baca yang dipengaruhi keadaan cahaya
sekitar akan dikontrol hingga iluminasi tersebut sesuai dengan iluminasi standar yang
telah ditentukan. Sistem ini menggunakan Arduino Uno sebagai pengontrol sistem,
Sensor LDR sebagai pendeteksi perubahan intensitas cahaya yang diterimanya dan
Dimmer lampu yang akan menurunkan dan menaikkan level cahaya sesuai kondisi
ruangan. Kelebihan dari Arduino Uno yaitu penggunaannya yang efisien dan mudah,
karena didalam papan rangkaian elektronik tersebut sudah terdapat komponen utama
yaitu sebuah chip mikrokontrolerberbasis ATmega328 dengan jenis AVR dari
perusahaan Atmel. Arduino Uno juga mudah ditemukan di pasaran dengan harga
yang relative terjangkau, serta Arduino Uno memiliki pemrograman yang sederhana
dan mudah karena disediakan banyak library di pemrogramannya.Sedangkan LDR
digunakan karena memiliki ukuran yang kecil, mudah ditemukan di pasaran dengan
harga yang murah. Sumber penerangan menggunakan lampu pijar soft tone dengan
daya 100W karena biaya awal yang rendah, pengaturan intensitas cahaya
(terang/redup)
mudah
(dengan
memakai
dimmer),
dalam
penelitian
tidak
membutuhkan pencahayaan yang tinggi, dimana bola lampu pijar hanya cocok untuk
Universitas Sumatera Utara
17
pencahayaan yang rendah, serta perlengkapannya yang sederhana dan dapat ditangani
dengan sederhana.
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penelitian ini ialah sebagai berikut :
1. Bagaimana membuat seperangkat alat pengontrol ruang baca, yang tingkat
iluminasinya sesuai dengan SNI
2. Bagaimanapengaruh keadaan cahaya sekitar ruangan dan resistansi
terhadap nilai iluminasi pada alat yang dirancang
3. Apakah alat yang dirancang sudah mempunyai kinerja yang baik sesuai
dengan kondisi ruangan dimana alat ini diaplikasikan
1.3. Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan antara lain :
1. Membuat suatu alat kontrol iluminasi ruang baca, yang tingkat
iluminasinya sesuai SNI
2. Mengetahui pengaruh keadaan cahaya sekitar dan resistansi terhadap nilai
iluminasi pada alat yang dirancang
3. Mengetahui kinerja alat sesuai dengan kondisi ruangan dimana alat
tersebut diaplikasikan
1.4. Batasan Masalah
Dalam melakukan penelitian ini terdapat batasan-batasan masalah karena
adanya keterbatasan waktu, fasilitas dan faktor-faktor lain yang berada diluar
jangkauan peneliti, adapun batasan-batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Sistem ini dirancang hanya untuk menghasilkan tingkat iluminasi sebesar
300 lux
2. Perancangan alat ini menggunakan Arduino UNO sebagai pengendali
sistem, sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor) sebagai pendeteksi
Universitas Sumatera Utara
18
cahaya,LCD (Liquid Crystal Display) karakter 16x2 sebagai modul
penampil/display hasil pengukuran sistem
3. Pengujian yang dilakukan yaitu pada bagian blok Arduino dan LCD,
sensor, dimmer lampu AC, dan pengujian sistem secara keseluruhan.
1.5.Manfaat Penelitian
Manfaat yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :
1. Didapatkan seperangkat alat pengontrol iluminasi ruang baca yang sesuai
SNI
2. Membuat seperangkat alat yang memiliki kinerja yang baik terhadap
pengaruh keadaan cahaya sekitar atau kondisi ruangan dimana alat
tersebut diaplikasian
3. Diharapkan dapat menjadi referensi dan masukkan bagi peneliti
selanjutnya dalam mengembangkan penelitian dibidang cahaya
1.6.Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah dalam memberi gambaran serta memahami tentang
sistematika kerja dari seperangkat alat Perancangan Kontrol Pencahayan Pada
Ruang Baca Berbasis Arduino dan Sensor Cahaya inimaka penulis menyusun
skripsi ini dengan urutan sistematika sebagai berikut :
Bab 1 Pendahuluan
Bab ini berisikan pembahasan mengenai Latar Belakang, Rumusan Masalah,
Tujuan Penelitian, Batasan Masalah, Manfaat Penelitian dan Sistematika
Penulisan.
Bab 2 Tinjauan Pustaka
Bab ini akan membahas teori-teori yang berhubungan dengan seperangkat alat
Perancangan Sistem Kontrol Pencahayaan Pada Ruang Baca Berbasis
Arduino dan Sensor Cahaya diantaranya teori tentang Pencahayaan, Arduino,
LCD, Sensor, TRIAC, PWM dan Optocoupler
Universitas Sumatera Utara
19
Bab 3 Perancangan Alat
Bab ini akan membahas tentang Diagram Blok Rangkaian, Skematik
Rangkaian dan pembahasan mengenai skematik rangkaian tersebut, serta
Flowchart (Alur Program).
Bab 4 Hasil Pengujian dan Pembahasan
Bab ini akan membahas tentang Pengujian Alat, Data Yang Diperoleh dan
Pembahasan dari hasil pengujian alat tersebut.
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dan saran yang
berkaitan dengan seluruh proses perancangan, pembuatan dan pengujian alat
dalam percobaan ini
Daftar Pustaka
Universitas Sumatera Utara