Perancangan Sistem Otomatis Lampu Menggunakan Sensor PIR Berbasis Arduino
PERANCANGAN SISTEM OTOMATIS LAMPU
MENGGUNAKAN SENSOR PIR BERBASIS ARDUINO
PROJEK AKHIR II
Diajukan oleh :
PUJA JIHANISYAH PUTRI
NIM : 132411061
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN SISTEM OTOMATIS LAMPU
MENGGUNAKAN SENSOR PIR BERBASIS ARDUINO
Diajukan sebagai syarat memenuhi Projek Akhir II dan menyelesaikan Pendidikan
Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam
PROJEK AKHIR II
PUJA JIHANISYAH PUTRI
132411061
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul
: Perancangan Sistem Otomatis Lampu Menggunakan
Sensor PIR Berbasis Arduino
Kategori
: Projek Akhir II
Nomor Induk Mahasiswa
: 132411061
Program Studi
: D-3 Metrologi dan Instrumentasi
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui :
Medan, 27 Juli 2016
Ketua Program Studi
Dosen Pembimbing
Metrologi dan Instrumentasi,
Projek Akhir II
Dr. Diana A. Barus, M.Sc
Prof. Dr. Nasruddin MN. M,Eng, Sc
NIP.19660729 199203 2 002
NIP.19550706 198102 1 002
2-i
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN SISTEM OTOMATIS LAMPU
MENGGUNAKAN SENSOR PIR BERBASIS ARDUINO
PROJEK AKHIR II
Saya menyatakan bahwa laporan Projek Akhir II ini adalah hasil kerja saya
sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebut
sumbernya
Medan, 27 Juli 2016
Puja Jihanisyah Putri
132411061
2
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan berkat, rahmat-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta
kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Proyek Akhir
II ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.
Adapun judul Projek Akhir II (dua) ini adalah
PERANCANGAN SISTEM OTOMATIS LAMPU
MENGGUNAKAN SENSOR PIR BERBASIS ARDUINO
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Laporan Projek Akhir II (dua) ini
dari Do‟a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga
dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS, selaku Dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr, Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Ibu Dr. Diana A. Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Metrologi
dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Prof. Dr. Nasaruddin MN, M. Eng, Sc, selaku dosen
pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi dan
Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3
Universitas Sumatera Utara
6. Yang Teristimewa Kedua Orang Tua, penulis yang telah memberikan
bantuan moril maupun materil, semangat dan do‟a yang begitu besar
kepada penulis.
7. Teman-Teman Seperjuangan angkatan 2013 Metrologi dan Instrumentasi
yang selama ini telah menemani perjalanan penulis untuk bersama-sama
sampai pada titik ini.
8. Keluarga besar UKM ROBOTIK SIKONEK teruntuk kepada bang oyen,
bang bobby, bang kevin, bang karis, bang oki, bang hardi, bang hamdan,
bang robby, bang yetsun, bang irwan, bang roby keribo, bang irwan
sholeh, bang teguh, bang reza, Dewi artika, Intan dewani, Nurul arafah,
Samuel, Doni, kak wana, kak septi, kak ani nawawaw, kak wid dan rekanrekan yang lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, yang
karenanya rekan-rekan telah memberikan berbagai ilmu, pengertahuan,
pengalaman berorganisasi serta wawasan yang sangat bermanfaat yang
saya pelajari.
9. Bang Dwi Budi Prasetyo yang telah memberikan pengalaman, ilmu dan
selalu memberikan bantuan, masukan, semangat kepada penulis.
10. Juliani, Juliana, Eka, Mida, Iffa dan Nopi yang telah banyak membantu,
terus menyemangati saya InsyaAllah kita bisa suskes dunia akhirat.
11. Doni Sihotang yang sudah banyak membantu dalam memberikan ide-ide,
masukan serta motivasi yang bermanfaat kepada penulis.
12. Rekan-rekan dari UKMI Al-Falak yang telah banyak berbagi ilmu, diskusi
dan juga mengajari saya selama mengikuti organisasi.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir II ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan Projek
Akhir II ini. Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan
menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 21 Juli 2016
Hormat Saya,
Puja Jihanisyah Putri
4
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pentingnya penghematan energi harus semakin di tingkatkan, karena banyaknya
peristiwa yang banyak merugikan pihak lain dan juga merugikan diri kita sendiri.
Sebab pada lingkungan sekitar penggunaan lampu yang memerlukan energi listrik
yang banyak, kecerobohan yang terjadi seperti lupa mematikan saklar membuat
terbuangnya energi listrik. Untuk mengantisipasi keadaan tersebut harus di buat
suatu alat yang dapat membuat suatu ruangan yang menghemat energi listrik serta
dapat membuat lampu tidak bekerja secara terus menerus. Dengan membuat alat
yang dapat membuat lampu secara otomatis dengan menggunakan sensor PIR
(Passive Infrared) yang berguna untuk mendeteksi ada tidaknya manusia di dalam
ruangan, jadi apabila ada manusia yang berada di dalam ruangan, maka lampu
bekerja ON atau menyala secara otomatis dan apabila ruangan dalam keadaan
kosong maka lampu akan OFF atau mati secara otomatis. Kondisi awal alat ini
adalah dimana lampu dalam kondisi mati, itu bertanda bahwa di dalam ruangan
tidak ada aktifitas manusia. Pada kondisi awal sensor tidak bekerja karena sensor
tidak sama sekali menangkap adanya gerak dari tubuh manusia. Kondisi dari alat
ini adalah dimana adanya manusia di dalam ruangan yang dimana manusia
tersebut terdeteksi oleh sensor PIR,sehingga sensor PIR pun bekerja dan
mengaktifkan lampu sebagai output yang menyala di saat bersamaan ketika sensor
bekerja.
Kata Kunci: Kendali, Lampu, Arduino, Sensor
5
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuani
Pernyataan ....................................................................................................................... ii
Kata pengantar ................................................................................................................ iii
Abstrak ............................................................................................................................. v
Daftar Isi .......................................................................................................................... vi
BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah................................................................................. 2
1.3
Tujuan Penulisan .................................................................................. 2
1.4
Batasan Masalah ................................................................................... 2
1.5
Sistematika Penulisan ........................................................................... 3
LANDASAN TEORI..................................................................................... 4
2.1
Penghematan Energi Listrik ................................................................. 4
2.2
Mikrokontroler……. ......................................................................... 4
2.3
Hardware Arduino............................................................................ 7
2.4
Software Arduino ............................................................................. 9
2.5
Masing-masing Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino .............. 11
2.6
PIR (Passiive Infrared receiver) ...................................................... 11
Prinsip Kerja Sensor PIR .......................................................... 14
Jarak Pancar Sensor PIR ........................................................... 14
2.7
BAB 3
Relay
……. ................................................................................... 15
METODOLOGI PENELITIAN .................................................................. 18
3.1
Gambaran Umum Sistem ................................................ 18
3.2
Rangkaian Skematik LCD ............................................... 19
3.3
Perancangan Power Supply ............................................. 20
3.4
Perancangan Perangkat Lunak ........................................ 21
3.5
Flowchart Perancangan Sistem ….. ................................ 23
6
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
BAB 5
ANALISIS PENGUJIAN……….................................................................. 24
4.1
Uji Coba Subsistem Sensor PIR ........................................................... 24
4.2
Uji Coba Subsistem Driver Relay......................................................... 25
4.3
Analisis Penghematan ........................................................................... 25
KESIMPULAN DAN SARAN……… ......................................................... 26
5.1
Kesimpulan ........................................................................................... 26
5.2
Saran ..................................................................................................... 26
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 28
LAMPIRAN:
Lampiran 1 : Program Code Arduino
Lampiran 2 : Datasheet PIR
Lampiran 3 : Datasheet Arduino
7
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagian Mikrokontroler
5
Gambar 2.2 Hardware Arduino
8
Gambar 2.3 Sensor PIR
12
Gambar 2.4 Bagian-bagian Sensor PIR
12
Gambar 2.5 Jarak Pancar Sensor PIR
15
Gambar 2.6 Bentuk Relay dan Simbol Relay
15
Gambar 2.7 Struktur Sederhana relay
16
Gambar 3.1 Diagram Blog Sistem
18
Gambar 3.2 Skematik Rangkaian LCD 16x2 dihubungkan pada Arduino
19
Gambar 3.3 Power Supply (PSA) terletak bagain Power pada pin 5V
20
Gambar 3.4 Rangkaian Power Supply dengan menggunakan adaptor
21
Gambar 3.5 Membuka Software Arduino
21
Gambar 3.6 Layer Penulisan Projek
21
Gambar 3.7 Pemilihan Board
22
Gambar 3.8 Pemilihan Serial Port
22
Gambar 3.9 Flowchart Sistem
23
8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Besar Energi berbanding dengan waktu
4
Tabel 2. Hasil Pengujian PIR
24
9
Universitas Sumatera Utara
MENGGUNAKAN SENSOR PIR BERBASIS ARDUINO
PROJEK AKHIR II
Diajukan oleh :
PUJA JIHANISYAH PUTRI
NIM : 132411061
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN SISTEM OTOMATIS LAMPU
MENGGUNAKAN SENSOR PIR BERBASIS ARDUINO
Diajukan sebagai syarat memenuhi Projek Akhir II dan menyelesaikan Pendidikan
Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam
PROJEK AKHIR II
PUJA JIHANISYAH PUTRI
132411061
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul
: Perancangan Sistem Otomatis Lampu Menggunakan
Sensor PIR Berbasis Arduino
Kategori
: Projek Akhir II
Nomor Induk Mahasiswa
: 132411061
Program Studi
: D-3 Metrologi dan Instrumentasi
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui :
Medan, 27 Juli 2016
Ketua Program Studi
Dosen Pembimbing
Metrologi dan Instrumentasi,
Projek Akhir II
Dr. Diana A. Barus, M.Sc
Prof. Dr. Nasruddin MN. M,Eng, Sc
NIP.19660729 199203 2 002
NIP.19550706 198102 1 002
2-i
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN SISTEM OTOMATIS LAMPU
MENGGUNAKAN SENSOR PIR BERBASIS ARDUINO
PROJEK AKHIR II
Saya menyatakan bahwa laporan Projek Akhir II ini adalah hasil kerja saya
sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebut
sumbernya
Medan, 27 Juli 2016
Puja Jihanisyah Putri
132411061
2
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan berkat, rahmat-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta
kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Proyek Akhir
II ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.
Adapun judul Projek Akhir II (dua) ini adalah
PERANCANGAN SISTEM OTOMATIS LAMPU
MENGGUNAKAN SENSOR PIR BERBASIS ARDUINO
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Laporan Projek Akhir II (dua) ini
dari Do‟a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga
dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS, selaku Dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr, Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Ibu Dr. Diana A. Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Metrologi
dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Prof. Dr. Nasaruddin MN, M. Eng, Sc, selaku dosen
pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi dan
Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3
Universitas Sumatera Utara
6. Yang Teristimewa Kedua Orang Tua, penulis yang telah memberikan
bantuan moril maupun materil, semangat dan do‟a yang begitu besar
kepada penulis.
7. Teman-Teman Seperjuangan angkatan 2013 Metrologi dan Instrumentasi
yang selama ini telah menemani perjalanan penulis untuk bersama-sama
sampai pada titik ini.
8. Keluarga besar UKM ROBOTIK SIKONEK teruntuk kepada bang oyen,
bang bobby, bang kevin, bang karis, bang oki, bang hardi, bang hamdan,
bang robby, bang yetsun, bang irwan, bang roby keribo, bang irwan
sholeh, bang teguh, bang reza, Dewi artika, Intan dewani, Nurul arafah,
Samuel, Doni, kak wana, kak septi, kak ani nawawaw, kak wid dan rekanrekan yang lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, yang
karenanya rekan-rekan telah memberikan berbagai ilmu, pengertahuan,
pengalaman berorganisasi serta wawasan yang sangat bermanfaat yang
saya pelajari.
9. Bang Dwi Budi Prasetyo yang telah memberikan pengalaman, ilmu dan
selalu memberikan bantuan, masukan, semangat kepada penulis.
10. Juliani, Juliana, Eka, Mida, Iffa dan Nopi yang telah banyak membantu,
terus menyemangati saya InsyaAllah kita bisa suskes dunia akhirat.
11. Doni Sihotang yang sudah banyak membantu dalam memberikan ide-ide,
masukan serta motivasi yang bermanfaat kepada penulis.
12. Rekan-rekan dari UKMI Al-Falak yang telah banyak berbagi ilmu, diskusi
dan juga mengajari saya selama mengikuti organisasi.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir II ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan Projek
Akhir II ini. Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan
menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 21 Juli 2016
Hormat Saya,
Puja Jihanisyah Putri
4
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pentingnya penghematan energi harus semakin di tingkatkan, karena banyaknya
peristiwa yang banyak merugikan pihak lain dan juga merugikan diri kita sendiri.
Sebab pada lingkungan sekitar penggunaan lampu yang memerlukan energi listrik
yang banyak, kecerobohan yang terjadi seperti lupa mematikan saklar membuat
terbuangnya energi listrik. Untuk mengantisipasi keadaan tersebut harus di buat
suatu alat yang dapat membuat suatu ruangan yang menghemat energi listrik serta
dapat membuat lampu tidak bekerja secara terus menerus. Dengan membuat alat
yang dapat membuat lampu secara otomatis dengan menggunakan sensor PIR
(Passive Infrared) yang berguna untuk mendeteksi ada tidaknya manusia di dalam
ruangan, jadi apabila ada manusia yang berada di dalam ruangan, maka lampu
bekerja ON atau menyala secara otomatis dan apabila ruangan dalam keadaan
kosong maka lampu akan OFF atau mati secara otomatis. Kondisi awal alat ini
adalah dimana lampu dalam kondisi mati, itu bertanda bahwa di dalam ruangan
tidak ada aktifitas manusia. Pada kondisi awal sensor tidak bekerja karena sensor
tidak sama sekali menangkap adanya gerak dari tubuh manusia. Kondisi dari alat
ini adalah dimana adanya manusia di dalam ruangan yang dimana manusia
tersebut terdeteksi oleh sensor PIR,sehingga sensor PIR pun bekerja dan
mengaktifkan lampu sebagai output yang menyala di saat bersamaan ketika sensor
bekerja.
Kata Kunci: Kendali, Lampu, Arduino, Sensor
5
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuani
Pernyataan ....................................................................................................................... ii
Kata pengantar ................................................................................................................ iii
Abstrak ............................................................................................................................. v
Daftar Isi .......................................................................................................................... vi
BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah................................................................................. 2
1.3
Tujuan Penulisan .................................................................................. 2
1.4
Batasan Masalah ................................................................................... 2
1.5
Sistematika Penulisan ........................................................................... 3
LANDASAN TEORI..................................................................................... 4
2.1
Penghematan Energi Listrik ................................................................. 4
2.2
Mikrokontroler……. ......................................................................... 4
2.3
Hardware Arduino............................................................................ 7
2.4
Software Arduino ............................................................................. 9
2.5
Masing-masing Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino .............. 11
2.6
PIR (Passiive Infrared receiver) ...................................................... 11
Prinsip Kerja Sensor PIR .......................................................... 14
Jarak Pancar Sensor PIR ........................................................... 14
2.7
BAB 3
Relay
……. ................................................................................... 15
METODOLOGI PENELITIAN .................................................................. 18
3.1
Gambaran Umum Sistem ................................................ 18
3.2
Rangkaian Skematik LCD ............................................... 19
3.3
Perancangan Power Supply ............................................. 20
3.4
Perancangan Perangkat Lunak ........................................ 21
3.5
Flowchart Perancangan Sistem ….. ................................ 23
6
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
BAB 5
ANALISIS PENGUJIAN……….................................................................. 24
4.1
Uji Coba Subsistem Sensor PIR ........................................................... 24
4.2
Uji Coba Subsistem Driver Relay......................................................... 25
4.3
Analisis Penghematan ........................................................................... 25
KESIMPULAN DAN SARAN……… ......................................................... 26
5.1
Kesimpulan ........................................................................................... 26
5.2
Saran ..................................................................................................... 26
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 28
LAMPIRAN:
Lampiran 1 : Program Code Arduino
Lampiran 2 : Datasheet PIR
Lampiran 3 : Datasheet Arduino
7
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagian Mikrokontroler
5
Gambar 2.2 Hardware Arduino
8
Gambar 2.3 Sensor PIR
12
Gambar 2.4 Bagian-bagian Sensor PIR
12
Gambar 2.5 Jarak Pancar Sensor PIR
15
Gambar 2.6 Bentuk Relay dan Simbol Relay
15
Gambar 2.7 Struktur Sederhana relay
16
Gambar 3.1 Diagram Blog Sistem
18
Gambar 3.2 Skematik Rangkaian LCD 16x2 dihubungkan pada Arduino
19
Gambar 3.3 Power Supply (PSA) terletak bagain Power pada pin 5V
20
Gambar 3.4 Rangkaian Power Supply dengan menggunakan adaptor
21
Gambar 3.5 Membuka Software Arduino
21
Gambar 3.6 Layer Penulisan Projek
21
Gambar 3.7 Pemilihan Board
22
Gambar 3.8 Pemilihan Serial Port
22
Gambar 3.9 Flowchart Sistem
23
8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Besar Energi berbanding dengan waktu
4
Tabel 2. Hasil Pengujian PIR
24
9
Universitas Sumatera Utara