sistem otomatisasi pengendali lampu berbasis …
TRANSCRIPT
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
PALCOMTECH PALEMBANG
SKRIPSI
SISTEM OTOMATISASI PENGENDALI LAMPU BERBASIS
MIKROKONTROLER
Diajukan oleh:
ARY INDAH IVRILIANITA
011110006
Untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat-Syarat
Guna Mencapai Gelar Sarjana Komputer
PALEMBANG
2014
ABSTRAK
Ary Indah Ivrilianita : Sistem Otomatisasi Pengendali Lampu Berbasis
Mikrokontroler
Sistem pengendali lampu menggunakan mikrokontroler ATMega 16 digunakan
sangat luas dalam sistem kontrol karena kompatibilitasnya. Sistem ini bekerja
dengan adanya sensor LDR (Light Dependent Resistor) dan sensor suhu LM35
untuk mengefisiensikan daya dari pencahayaan sinar matahari sebagai upaya
penghematan energi. Sistem pengendali ini akan menyalakan lampu sesuai dengan
pencahayaan dari sinar matahari, jika adanya sinar dari luar maka lampu akan off
dan on jika keadaan cahaya diluar gelap. Sedangkan sensor suhu akan
mempengaruhi keadaan lampu didalam ruangan sesuai dengan suhu yang ada,
semakin tinggi suhu maka lampu akan semakin redup atau mati dan semakin
rendah suhu lampu akan menyala normal seperti biasa. Pemberitahuan dari proses
kerja sistem akan ditampilkan melalui LCD yang sudah dipasang. Hasil
pengukuran dan pengujian sistem pengendali lampu menunjukkan bahwa
terdapat kemungkinan kecil terjadinya error dan sistem akan bekerja dengan baik
sesuai dengan sistem yang dibuat.
Kata kunci : Mikrokontroler ATMega 16, LDR, LM35, LCD.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penghematan energi menjadi hal yang sangat penting bagi
kehidupan manusia saat ini. Salah satu energi yang banyak digunakan
dalam kehidupan sehari-hari adalah energi pencahayaan ruangan.
Penghematan energi dapat dilakukan dengan merubah perilaku
penggunanya. Perilaku hemat energi diantaranya mematikan lampu saat
tidak digunakan dan dapat memanfaatkan pencahayaan alami untuk
penerangan. Dengan begitu manusia selalu berusaha untuk menciptakan
sesuatu yang dapat mempermudah dan mendorong perkembangan
teknologi.
Sistem pengendali lampu umumnya menggunakan prinsip on dan
off, yaitu menyalakan lampu pada saat gelap dan mematikan lampu pada
saat terang. Sistem yang digunakan seperti itu adalah sistem
konvensional dimana user harus mengaktifkan dan menonaktifkan sistem
listriknya secara manual. Sistem tersebut terkadang kurang efektif karena
tidak melakukan penghematan energi dengan menggunakan pencahayaan
dari sinar matahari, oleh karena itu dibutuhkan pengaturan sebagai
pengendali, baik untuk kenyamanan maupun keefektifan pemakaian
energi.
Untuk mewujudkan hal tersebut, maka pada sistem pengendali
otomatis yang dapat mengendalikan aktif atau tidak aktifnya lampu
dengan menggunakan sensor yang terintegrasi dengan mikrokontroler
berdasarkan pembacaan terhadap intensitas cahaya disekitar.
Sistem otomatisasi pengendalian lampu yang akan dirancang
adalah sistem pengendalian berdasarkan intensitas cahaya, suhu dalam
ruangan dan menggunakan mikrokontroler. Dengan rancangan suatu
sistem otomatisasi pengendali lampu menggunakan mikrokontroler
tersebut diharapkan dapat lebih mempermudah user dalam menggunakan
salah satu penggunaan listrik yang ada. Dalam perancangan alat ini
rangkaian yang digunakan meliputi 2 sensor LDR (Light Dependent
Resistor), mikrokontroler ATMega 16, dan 1 sensor LM35.
Dengan adanya sistem ini, maka penulis mengangkat judul
“Sistem Otomatisasi Pengendali Lampu Berbasis Mikrokontroler”.
1.2 Perumusan Masalah
Sesuai dengan permasalahan yang ada pada latar belakang maka
penulis merumuskan masalah :
1. Bagaimana cara mengotomatisasikan sistem pengendali lampu?
2. Bagaimana menghubungkan antara sensor LDR dan LM35
sebagai intensitas cahaya dengan pengaturan suhu yang ada
dalam ruangan?
1.3 Batasan Masalah
Agar pembahasan lebih terarah dan tidak menyimpang dari
permasalahan yang ada, maka batasan masalah pada skripsi ini sebagai
berikut:
1. LCD (Liquid Crystal Display) digunakan sebagai tampilan
pemberitahuan intensitas cahaya yang didapat dari uji sensor
LDR (Light Dependent Resistor) dan sensor suhu yang ada di
dalam ruangan untuk mengatur pengendalian lampu sesuai
dengan suhu yang ada.
2. Untuk mengontrol jalannya proses antara sensor LDR (Light
Dependent Resistor) dan LM35 maka digunakan
mikrokontroler AT Mega 16.
3. Sensor LDR (Light Dependent Resistor) digunakan sebagai
intensitas cahaya atau gelap terang.
4. Sensor LM35 sebagai pengubah besaran suhu menjadi besaran
listrik dalam bentuk tegangan.
5. Bahasa Pemograman yang digunakan adalah Basic Compiler.
II. GAMBARAN UMUM
2.1 Fenomena Alat yang Dibuat
Pada sistem pengendali lampu sekarang user masih menggunakan
sistem secara manual untuk mengaktifkan atau menonaktifkan, hal ini
terkadang membuat user menjadi lalai dalam penggunaan elektronik dan
listrik, oleh karena itu penulis membuat sistem otomatisasi pengendali
lampu berbasis mikrokontroler. Pada sistem yang dibuat oleh penulis akan
mempermudah dan mengefektifkan pengguna dalam penggunaan listrik
terutama pada lampu.
Sistem otomatisasi ini dapat mengatur cahaya lampu secara
otomatis menurut pencahayaan dari sinar matahari, dimana pada saat
intensitas cahaya gelap lampu akan menyala dan pada saat intensitas
cahaya terang lampu akan mati. Sedangkan sensor suhu diletakkan
didalam ruangan bekerja untuk mendeteksi suhu yang ada, semakin tinggi
suhu lampu akan semakin redup dan semakin rendah suhu lampu akan
semakin terang atau normal seperti biasa. Pada gambar 2.1 menunjukkan
gambaran umum dari alat yang dibuat.
GAMBAR 2.1 : Gambaran Umum Sistem
Sensor cahaya dan suhu dipasang diolah mikrokontroler diproses
dan melewati servo, driver relay dan dimmer yang dikirim ke lampu I dan
lampu II sebagai intensitas cahaya dan pengaturan tegangan lampu yang
digunakan sesuai dengan suhu yang ada dan pemberitahuan akan
ditampilkan melalui LCD (Liquid Crystal Display).
2.2 Alat dan Teknik Pengembangan Sistem
2.2.1 Alat Pendukung
a. Mikrokontroler
Sebagai pengendali dan memproses inputan dari servo ke
lampu pertama dan driver relay ke lampu dua untuk menghasilkan
output dalam sistem otomatisasi pengendali lampu.
GAMBAR 2.2 : Mikrokontroler
b. Sensor Light Dependent Resistor (LDR)
Sensor LDR merupakan sensor yang digunakan sebagai suatu
sensor intensitas cahaya yang menghasilkan output dan akan
bereaksi pada lampu pertama maupun kedua dalam suatu sistem.
c. Sensor Suhu LM 35
Sensor suhu sebagai pengaturan lampu kedua, gelap
terangnya lampu sesuai pengaturan pada sensor suhu yang
digunakan.
d. Power Supply
Suatu peralatan listrik yang menyalurkan daya listrik sebagai
penyuplai tegangan dari tegangan tinggi ke rendah atau sebaliknya.
Dalam rangkaian dari sistem yang dibuat, tegangan menjadi 5 volt.
GAMBAR 2.3 : Power supply
e. LCD (Liquid Crystal Display)
Alat yang menampilkan pemberitahuan proses kerja sistem
yang dibuat. Pada alat ini digunakan LCD 16x2.
Gambar 2.4 : LCD 16x2
2.2.2 Software
Dari perancangan mekanik terdapat software-software yang
digunakan dalam perancangan program yang akan dijalankan dan
merupakan tahapan dalam membuat sistem otomatisasi pengendalian
lampu. Adapun software yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Protel Design Explorer
Software ini digunakan untuk merancang schematic diagram,
gambar pcb, dan keterangan dari komponen yang digunakan
pada sistem yang dibuat.
2. Basic Complier
Basic Compliler adalah software yang digunakan sebagai
program yang akan dimasukan ke mikrokontroler yang akan
dijadikan dasar sistem kerja alat.
3. AVR Studio 4
AVR Studio 4 adalah sofTware yang digunakan untuk
memasukan program yang telah dibuat dengan Basic compiler
ke mikrokontroler.
2.2.3 Teknik Pengembangan Yang Digunakan
Teknik yang digunakan untuk mengembangkan sistem yaitu
dengan prototype, sehingga dapat memberikan solusi dalam
permaslahan yang terdapat pada sistem sebelumnya. Dengan membuat
sistem otomatisasi pengendali lampu tersebut dapat memberikan
keefektifan pengguna dalam penghematan listrik terutama pada lampu.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengujian Alat Keseluruhan
Untuk pengujian alat dilakukan pada siang dan malam hari untuk
melihat keadaan lampu sesuai dengan sensor-sensor yang digunakan
pada alat.
3.1.1 Pengujian Lampu pada Siang hari
Gambar 3.1 adalah gambar pengujian lampu otomatis pada
siang hari ditampilkan LCD yang menunjukkan lampu I dan lampu
II off dan berada di keadaan suhu 29oC.
GAMBAR 3.1 : Pengujian lampu pada siang hari.
3.1.2 Pengujian Lampu pada Malam Hari
Gambar 3.2 adalah gambar pengujian lampu otomatis pada
malam hari ditampilkan LCD yang menunjukkan lampu I dan
lampu II on.
GAMBAR 3.2 : Pengujian Lampu pada malam hari
3.1.3 Pengujian Lampu pada Suhu 29oC
Gambar 3.3 merupakan gambar yang menampilkan keadaan
lampu II sedikit agak redup karena keadaan suhu di 29oC.
GAMBAR 3.3 : Pengujian Lampu pada Suhu 29oC
Dari pengujian yang telah dilakukan, sistem otomatisasi
pengendali lampu menggunakan sensor suhu dan sensor cahaya yang
diolah mikrokontroler.
TABEL 3.1
Tabel Analisa Kerja Lampu
Lampu I Lampu II Suhu
ON ON Normal
ON 70% Hidup 27oC – 29oC
ON 50% Hidup 29oC – 31oC
3.1.4 Pengujian Sensor Pada Tegangan ADC
Pada gambar 3.4 menunjukkan flash progaram dari AVR
ke mikrokontroler.
GAMBAR 3.4: Flash program
Pada gambar 3.5 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor,
2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada jarak 10
cm. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama
tegangan ADC 67 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 17
Volt.
GAMBAR 3.5 : Pengukuran Tegangan ADC 1
Pada gambar 3.6 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor,
2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada jarak 5
cm. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama
tegangan ADC 626 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 484
Volt.
GAMBAR 3.6 : Pengukuran Tegangan ADC 2
Pada gambar 3.7 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor,
2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada jarak 2
cm. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama
tegangan ADC 626 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 484
Volt.
GAMBAR 3.7 : Pengukuran Tegangan ADC 3
Pada gambar 3.8 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor,
2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada saat
gelap. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama
tegangan ADC 701 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 700
Volt.
GAMBAR 3.8 : Pengukuran Tegangan ADC 4
Pada gambar 3.9 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor,
2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada saat
terang atau siang hari. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor
LDR pertama tegangan ADC 0 Volt, sensor LDR kedua tegangan
ADC 1 Volt.
GAMBAR 3.9 : Pengukuran Tegangan ADC 5
3.1.5 Pengujian Keefektifan Sensor Cahaya dan Sensor Suhu
Pada pengujian masing-masing sensor pada dasar
pencahayaan standar daya 60 watt menghasilkan 890 lumen dan
lampu standar daya 18 watt menghasilkan 1200 lumen. Pengujian
dapat dilihat pada gambar 3.10.
GAMBAR 3.10 : Pengujian Intensitas Cahaya
Pada sistem yang dibuat dilakukan pengujian yang dapat dilihat
pada tabel 3.2.
TABEL 3.2
Hasil Pengujian Keefektifan Sensor yang Digunakan
No Suhu ADC Jarak
Intensitas
Cahaya
1 30oC 200 ∞ 130 Lux
2 30oC 350 10 cm 47 Lux
3 30oC 500 3 cm 66 Lux
4 30oC 650 2 cm 3 Lux
Pengujian yang dilakukan yang ditunjukkan pada tabel 3.2 tidak
terjadi perubahan suhu dikarenakan tidak ada pengaruh sama sekali
terhadap intensitas cahaya yang didapat.
IV. SIMPULAN DAN SARAN
4.1 Simpulan
Dari hasil rancangan sistem otomatisasi pengendali lampu
berbasis mikrokontroler, dapat saya simpulkan sebagai berikut :
1. Dengan adanya sistem ini, maka sistem pengendalian lampu dapat
digunakan dengan baik secara otomatis, karena alat ini
menggunakan sensor yang dapat mengatur penyalaan lampu dengan
memaksimalkan intensitas cahaya yang ada.
2. Dalam pengujian antara dua sensor, sensor cahaya dan sensor suhu.
Sensor suhu yang digunakan akan bekerja disaat perubahan suhu
yang ada pada ruangan dan sensor suhu tidak ada pengaruh terhadap
sensor cahaya.
3. Untuk meningkatkan kenyamanan dan keefektifan dalam
penghematan energi sensor cahaya tidak tepat jika dipasangkan
dengan sensor suhu.
4. Pengukuran dan persentasi nilai error menghasilkan kemungkinan
kecil terjadi kesalahan pada sistem.
4.2 Saran
Untuk meningkatkan daya guna dan pengembangan lebih lanjut,
beberapa saran yang diberikan penulis sebagai berikut :
1. Pada penelitian berikutnya, diharapkan adanya metode kontrol yang
lebih baik agar penggunaan lampu menjadi optimal sehingga dapat
mengefisiensikan energi yang terpakai.
2. Diharapkan adanya perbaikan sistem tegangan awal yang lebih baik
sehingga dapat mengurangi nilai error yang terdapat pada sistem ini.
DAFTAR PUSTAKA
Andrianto, Heri.2013. Pemograman Mikrokontroler AVR ATmega16
Menggunakan Bahasa C. Bandung: Informatika.
Budihartoto, Widodo.2011. 10 Proyek Robot Spektakuler. Jakarta: PT Elex Media
Komputindo.
Budihartoto, Widodo.2008. Panduan Praktikum Mikrokontroler ATMega16.
Jakarta: PT Elex Media Komputindo
Jogiyanto. 2005. Analisis & Desain Sistem Informasi: Pendekatan Terstruktur
Teori dan Praktik Aplikasi Bisnis. Yogyakarta: Andi.
Sugiyono. 2013. Metode Penelitian Manajemen. Bandung: Alfabeta.
Sumarsono, Sonny.2004. Metode Riset Sumber Daya Manusia.Yogyakarta: Graha
Ilmu.
Supriatna, Toni.2013. Belajar Mudah Merangkai Rangkaian Elektronika.
Yogyakarta: Kata Pena.
“Basic Compiler AVR” Diakses tanggal 25 November 2013.
https://www.google.com/
“Liquid Crystal Display (LCD)” Diakses tanggal 20 November 2013.
https://www.books.google.co.id/