By Darwin M.H
In everyday human life is never free from electric lighting. To turn on and turn off electric lights are usually a human using the manual switch. To save electric power consumption is generally done by cutting the flow of electricity by using the switch Manua. Use of the manual switch is considered less effective because people often forget to mematikanya. The purpose of this research is to make a switch that can operate automatically to turn on and turn off the lights in the room without having to press the switch. This device consists of several circuit blocks, namely the light sensor using LDR (Light Dependent Resistor) sensor uses a motion sensor PIRmodule KC7783R, using ATMega8535 control, a switch by using the relay and lamp output using 220VAC. .
ABSTRAK
PENGONTROLAN LAMPU RUANGAN OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA DAN SENSOR GERAK BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMega8535
Oleh DARWIN M.H
Pada kehidupan manusia sehari-hari tidak pernah lepas dari penerangan lampu listrik. Untuk menyalakan dan mematikan lampu listrik biasanya manusia menggunakan saklar manual. Untuk penghematan pemakaian energi listrik umumnya dilakukan dengan memutus aliran listrik dengan mengunakan saklar manua. Penggunaan saklar manual dianggap kurang efektif karena manusia sering lupa untuk mematikanya. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat saklar yang bisa bekerja secara otomatis untuk menyalakan dan mematikan lampu di dalam ruangan tanpa harus menekan tombol saklar. Alat ini terdiri dari beberapa blok rangkaian, yaitu sensor cahaya mengunakan LDR (Light Dependent Resistor), sensor gerak mengunakan sensor PIRmodule KC7783R, kontrol dengan menggunakan ATMega8535, switch dengan menggunakan relay dan output dengan menggunakan lampu 220Vac.
.
Kata kunci : PIRmodule KC7783R, LDR, Mikrokontroler ATMega8535 dan
A. Latar Belakang
Kemajuan teknologi semakin berkembang dengan pesat pada kehidupan manusia dewasa ini. Hal ini ditandai dengan adanya berbagai peralatan yang telah diciptakan dan dapat dioperasikan serta digunakan dengan cara otomatis.
Pada kehidupan sehari-hari orang tidak pernah lepas dari penerangan lampu listrik. Untuk menghemat penggunaan daya listrik yang berlebihan, umumnya dilakukan dengan memutus aliran listrik menggunakan saklar manual. Tetapi penggunaan saklar manual dianggap kurang efektif karena seringkali orang lupa untuk mematikannya. Hasil dari penelitian ini adalah membuat sebuah saklar yang bisa bekerja secara otomatis untuk menyalakan dan mematikan lampu tanpa harus menekan tombol saklar.
Batasan Masalah
Dalam penelitian ini, dilakukan pembatasan terhadap masalah yang dibahas yaitu: 1. Merancang pengontrol lampu otomatis menggunakan sensor gerak dan sensor
cahaya berbasis mikrokontroler ATmega8535 seri AVR.
2. Pengontrolan lampu otomatis ini dibatasi hanya untuk di dalam ruangan. 3. Dianggap tidak ada penghalang yang menghalangi cahaya masuk kedalam
ruangan.
B. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk merancang pengontrol lampu ruangan otomatis menggunakan sensor gerak dan sensor cahaya berbasis ATmega8535 seri AVR.
C. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat memberikan alternatif atau solusi untuk menghemat pemakain energi listrik.
D. Hipotesis
.
E. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan penelitian ini disusun sebagai berikut : I. PENDAHULUAN
Pada bab ini menguraikan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, hipotesis dan sistematika penulisan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisikan teori-teori dari berbagai sumber pustaka yang mendukung perancangan pengontrol lampu otomatis menggunakan sensor gerak dan sensor cahaya berbasis ATmega8535 seri AVR.
III. METODE PENELITIAN
Pada bab ini akan menguraikan tempat dan waktu pelaksanaan penelitian, spesifikasi alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian, dan langkah-langkah kerja perancangan dan realisasi instrumen.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisikan tentang data-data hasil pengujian serta analisa terhadap data-data yang diperoleh selama perancangan dan pengujian yang dilakukan.
Pada bab ini akan membahas simpulan dari uraian yang telah disajikan dalam penulisan dan saran yang diperlukan untuk perbaikan dan pengembangan berikutnya.
Mikrokontroler ATmega8535 merupakan salah satu jenis mikrokontroler keluarga AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) yang diproduksi oleh Atmel Corporation. Mikrokontroler ini memiliki kapabilitas yang amat maju, kemudahan dalam pemrograman, mudah diperoleh, dan harga yang relatif murah.
Mikrokontroler seri AVR memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dalam 1 (satu) siklus clock. Secara umum mikrokontroler seri AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu; keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas mikrokontroler seri AVR adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mikrokontroler tersebut bisa dikatakan sama.
Penulis menggunakan salah satu mikrokontroler seri AVR produk Atmel Corporation, yaitu; mikrokontroler ATmega8535, dikarenakan selain mudah didapatkan dan harga relatif murah, mikrokontroler ATmega8535 juga memiliki fitur-fitur menarik dan fasilitas yang lengkap. [Wardhana, 2006].
1. Arsitektur ATmega8535
a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. b. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran
c. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan. d. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
e. Watchdog Timer dengan osilator internal. f. SRAM sebesar 512 byte.
g. Memori flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. h. Unit interupsi internal dan eksternal.
i. Port antarmuka SPI
j. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. k. Antarmuka komparator analog.
l. Port USART untuk komunikasi serial.
b. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable read Only Memory) 512 byte.
c. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
d. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. e. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
3. Konfigurasi Pin ATmega8535
Konfigurasi pin ATmega8535 pada gambar 2 dibawah secara fungsional dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya. b. GND merupakan pin ground.
c. PORT A (PA0..PA7) merupakan I/O dua arah dan pin masukan ADC.
d. PORT B (PB0..PB7) merupakan I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.
e. PORT C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator.
f. PORT D (PD0-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
g. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
j. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
Gambar 2. Konfigurasi pin mikrokontroler ATmega8535
4. Peta Memori
Mikrokontroler ATmega8535 seri AVR memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu 32 buah register file, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal.
Gambar 3. Peta memori data mikrokontroler ATmega8535
Memori program yang terletak dalam flash EPROM tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32-bit. Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 4 Kilobyte x 16-bit flash EPROM dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. Mikrokontroler ini memiliki 12-bit program counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi flash.
Selain itu, pada gambar 4 menunjukkan bahwa mikrokontroler ATmega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte, dengan alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.
5. Sistem Clock
Clock digunakan untuk mengontrol kesatuan operasi perangkat perangkat yang yang ada dalam mikrokontroler. Ketika semakin besar frekuensi clock yang dipakai, maka semakin cepat mikrokontroler dalam mengeksekusi suatu perintah. Pada Mirokonroler ATmega8535 terdapat lima buah sumber clock yang dapat diatur melalui bit flash fuse CKSEL3..0. Pengaturan sumber clock ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Pengaturan clock
CKSEL3..0 Sumber clock
1111-1010 Kristal eksternal/resonator keramik 1001 Kristal eksternal frekuensi rendah 1000-0101 Osilator RC eksternal
0100-0001 Osilator RC internal terkalibrasi 0000 Clock eksternal
Osilator RC internal terkalibrasi memiliki kemampuan untuk menyuplai sinyal clock
Gambar 5. Osilator kristal
Osilator kristal dapat beroperasi dalam tiga mode yang ditunjukkan oleh tabel 2. Mode operasi ini ditentukan oleh nilai bit yang ada pada fuse CKOPT dan CKSEL3.1.
Tabel 2. Mode pengoperasian osilator kristal
CKOPT CKSEL3..1 Rentang Frekuensi (MHz) Nilai C1 dan C2 (pF)
1 110 0,9 – 3,0 12 – 22
1 111 3,0 – 8,0 12 – 22
B. Sensor Cahaya
Komponen utama dari sensor cahaya ini adalah LDR (Light Dependent Resistor). LDR ini merupakan salah satu jenis resistor yang nilai tahanannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima oleh ldr tersebut. LDR ini terbuat dari Cadmimium Sulfida yang peka terhadap cahaya. Pada dasarnya cahaya memiliki dua sifat yang berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik dan gelombang foton/partikel energi (dualisme cahaya). Saat cahaya menerangi ldr, foton akan menabrak ikatan cadminium sulfida dan melepaskan elektron. Semakin besar intensitas cahaya yang datang maka semakin banyak elektron yang terlepas dari ikatan. LDR memiliki karakteristik dimana jika ada cahaya yang menerangi
ldr maka nilai hambatannya akan berkurang dan sebaliknya nilai hambatan ldr akan semakin besar jika tidak ada cahaya (malam) yang menerangi ldr. Dalam konsi gelap atau pada saat tidak ada cahaya yang menerangi ldr hambatannya bias mencapai 1M ohm, Akan tetapi saat terkena sinar, hambatan dari ldr ini akan turun secara drastis hingga bernilai beberapa puluh ohm saja.
Gambar 6. Light Dependent Resistor
saat kondisi sangat terang hambatan LDR dapat dibawah 100 ohm.
C. Sensor PIR Module
Gambar 7. PIR module KC7783R
Gambar 8. Blok diagaram sensor PIR module KC7783R
Gambar 9. Sudut dan jangkauan pendeteksian dari sensor PIR module KC7783R
gelombang infra merah antara 8 sampai 14 mikro meter dan benda yang diam seperti sinar lampu yang sangat terang yang mampu menghasilkan panas.
Tabel 4. Spesifikasi sensor PIR module KC7783R
Tabel 5. Standar konfigurasi dari sensor PIR module KC7783R
D. Relay
Gambar 10. Relay
Cara kerja komponen ini dimulai pada saat mengalirnya arus listrik melalui koil, lalu membuat medan magnet sekitarnya sehingga dapat merubah posisi saklar yang ada didalam relay tersebut.
Gambar 11. Simbol sirkuit relay
Keterangan:
NO = Normaly Open NC = Normaly Closed COM = Common
Dalam pemakaian relay dalam perangkat-perangkat elektronika mempunyai keuntungan yaitu
Dapat mengontrol sendiri arus serta tegangan listrik yang di inginkan
Dapat memaksimalkan besarnya tegangan listrik hingga mencapai batas maksimalnya
Spesifikasi dari Relay
Tabel 6. Coil Rating
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu : Juli 2010 – November 2010
Tempat : Laboratorium Teknik Kendali Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung
B. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: 1. Alat
a. Osiloskop Digital. b. Multimeter Digital. c. Personal Computer.
g. Downloader ATmega 8535
h. Sensor PIR module KC7783R i. Sensor cahaya (LDR)
j. Resistor variabel, resistor fix dan kapasitor fix. k. IC Regulator 7805
Langkah-langkah kerja yang dilakukan pada perancangan pengontrolan lampu ruangan otomatis secara keseluruhan adalah sebagai berikut:
1. Studi literatur
Studi literatur digunakan untuk mempelajari berbagai sumber referensi (buku dan internet) yang berkaitan dan yang mendukung perancangan model sistem ini, seperti:
a. Penentuan rangkaian pengontrol lampu ruangan otomatis.
2. Perancangan blok diagram sistem.
Perancangan blok diagram sistem bertujuan untuk mempermudah realisasi perancangan pengontrolan lampu otomatis di dalam ruangan.
3. Implementasi rangkaian pengontrol lampu otomatis di dalam ruangan. Implementasi rangkaian dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : a. Menentukan komponen dan rangkaian sistem yang digunakan.
b. Membuat program menggunakan bahasa assembler dan kemudian
men-download program tersebut ke mikrokontroler ATmega8535.
c. Melakukan pengujian rangkaian dari setiap blok diagram di project board. d. Menggabungkan setiap rangkaian blok diagram yang telah diuji dan
melakukan pengujian ulang.
e. Merangkai rangkaian di PCB setelah diuji coba dan dinyatakan berhasil. 4. Pengujian alat.
Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan alat yang dirancang dan dapat dilakukan dengan cara pengambilan data terhadap parameter referensi yang telah ditentukan.
5. Analisa dan Kesimpulan
Gambar 12. Diagram alir langkah kerja perancangan alat
Uji coba rangkaian per blok diagram
Berhasil
Membuat program
Menggabungkan software dan hadware
D. Spesifikasi Alat
Spesifikasi dari alat untuk penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Proses pengontrolan lampu otomatis di dalam ruagan menggunakan mikrokontroler ATmega8535.
2. Menggunakan sensor PIR Module KC7783R sebagai alat pendeteksi gerakan manusia di dalam ruangan.
3. Menggunakan sensor cahaya (LDR) sebagai alat pendeteksi perubahan intensitas cahaya di dalam ruangan.
4. Menggunakan sumber tegangan DC yang berasal dari power supply.
E. Perancangan Perangkat Keras
1. Pengendali Utama
Sistem pengendali utama yang digunakan dalam pengontrol lampu otomatis didalam ruangan adalah mikrokontroler ATmega8535. Mikrokontroler Atmega8535 memilki EEPROM (Electrically Erasable Programable Read-Only Memory), yaitu sejenis chip memori yang bisa menyimpan data seacara permanen, dan kemudian bisa dihapus atau dituliskan kembali dan digunakan dalam suatu aplikasi peralatan elektronik untuk menyimpan sejumlah kecil konfigurasi data pada alat elektronik tersebut.
2. Rangkaian Sensor Gerak
Gambar 14. Rangkaian Sensor Gerak
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa sensor gerak yang digunakan untuk mendeteksi gerakan manusia adalah PIR Module KC7783R. Sensor ini memiliki 3 buah pin yaitu;
1. Pin + : Terhubung dengan sumber tegangan +5V 2. Pin - : Terhubung dengan ground
3. Pin out : Terhubung dengan mikrokontroler
Gambar 15. Rangkaian Skematik Sensor Cahaya
Dari Gambar rangkaian di atas dapat dijelaskan bahwa rangkaian sensor cahaya cahaya diatas menggunakan sebuah ldr, Ldr adalah jenis resistor yang hambatannya berubah karena pengaruh intensitas cahaya, Jika cahaya gelap nilai tahananya semakin besar dan sebaliknya jika cahaya terang maka nilai tahanannya akan semakin kecil. Keluaran dari sensor cahaya (LDR) akan di teruskan IC LM324, Fungsi dari IC LM324 ini adalah sebagai komparator antara tegangan
input dan tegangan referensi. Output dari sensor cahaya menjadi input untuk
4. Rangkaian Relay
Gambar 16. Rangkaian Skematik relay
tegangan yang diperlukan untuk rangkaian seperti yang tertera pada gambar 17
Gambar 17. Rangkaian skematik power supply.
Dari gambar 17 di atas power supply terhubung dengan tegangan PLN 220V.
Mikrokontroler
F. Prosedur Kerja
1. Perancangan Blok Diagram
Gambar 18 dibawah ini adalah blok diagram sistem kendali secara umum sistem pengontrol lampu otomatis didalam ruangan.
Gambar 18. Blok diagram pengontrolan lampu otomatis di dalam ruangan
Dari blok diagram sistem kendali diatas dapat dijelaskan bahwa input berupa parameter, Yaitu perubahan intensitas cahaya dan pergerakan manusia yang dikendalikan oleh Mikrokontroler dengan respon umpan balik yaitu hasil pembacaan sensor PIRMODULE berupa pergerakan manusia didalam ruangan dan sensor LDR berupa intensitas cahaya didalam ruangan . Hasil pembacaan sensor akan disampaikan ke pengendali yaitu Mikrokontroler Atmega 8535, Kemudian output mikrokontroler ATmega 8535 akan mengaktifkan relay yang berfungsi untuk menyalakan atau mematikan lampu ruangan.
pengendali utamanya adalah gerbang and ditunjukkan pada gambar 19 dibawah ini.
Gambar 19. Blok diagram perancangan sistem
3. Pengujian Alat
Pengujian terhadap hasil perancangan pada pengontrolan lampu otomatis didalam ruangan dilakukan terhadap rangkaian dan program yang dibuat. Pada pengujian perangkat keras dilakukan dua kali pengujian yaitu pengujian per bagian rangkaian dan pengujian rangkaian secara keseluruhan. Pengujian per bagian bertujuan agar kesalahan pada rangkaian dapat diketahui lebih cepat dan jelas. Sedangkan pengujian keseluruhan dimaksudkan untuk mengetahui alat yang dibuat berhasil atau tidak dan apakah sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.
G. Jadwal Penelitian
Tabel 9. Tabel jadwal penelitian dilakukan
No Aktivitas
2 Perancangan blok diagram
rangkaian alat
3 Penentuan rangkaian dan
komponen
4 pembuatan proposal
5 Seminar I
6 Implementasi rangkaian
keseluruhan
7 Uji coba Alat
8 Analisis dan kesimpulan
9 Pembuatan laporan
10 Seminar II
A. Pengujian Alat
Pengujian dilakukan bertujuan untuk mengetahui kinerja dan kemampuan dari perangkat yang dibangun. Pengujian dilakukan pada masing-masing subsistem dari perangkat, sehingga dapat dianalisa dan disimpulkan apakah perangkat telah sesuai dengan yang diharapkan. Adapun pengujian yang dilakukan antara lain :
1. Pengujian Perangkat Keras 2. Pengujian Perangkat Lunak
3. Pengujian Pengontrol Lampu Ruangan Otomatis berbasis Atmega 8535
1. Pengujian Perangkat Keras
Sebelum merangkai suatu piranti, sebaiknya dilakukan pengujian terlebih dahulu pada masing-masing perangkat keras yang digunakan dengan tujuan untuk mengetahui apakah perangkat keras yang akan digunakan berfungsi dengan baik. Pengujian dilakukan pada masing-masing perangkat keras dari piranti utama sehingga dapat dianalisa dan disimpulkan apakah perangkat telah sesuai dengan yang diharapkan. Adapun perangkat keras yang diuji antara lain:
b. Sensor PIR module kc7783r
c. Sensor Cahaya d. Relay
e. Power supply
a. Pengujian Pengendali Utama
Pengendali utama adalah subsistem yang terdiri atas mikrokontroler di mana kaki-kaki mikrokontroler terhubung dengan pin konektor untuk sensor PIR module KC7783R, Sensor cahaya, dan relay. Pengujian terhadap pengendali utama bertujuan untuk mengetahui apakah mikrokontroler dapat bekerja dalam kondisi baik atau tidak dan apakah kaki-kaki mikrokontroler terhubung dengan pin konektor. Pengujian pada mikrokontroler dilakukan dengan memeriksa kaki-kaki mikrokontroler. Apabila mikrokontroler diberi logika
high, tegangan yang terukur sekitar 4,5 – 5,5 V. Dan apabila diberikan logika
low, tegangan yang terukur mendekati 0 V. Nilai tersebut tertera pada
datasheet mikrokontroler ATmega8535 sebagai pembanding untuk pemeriksaan. Pengujian pada mikrokontroler ATmega8535 dilakukan dengan mengambil sampel yaitu mengukur tegangan pada PA1, PB2, PC5, dan PD7.
4,7 Volt untuk pemberian logika high dan 0,07 Volt untuk pemberian logika
low. Nilai yang didapat sesuai dengan datasheet ATmega8535. Dari pengujian ini, dapat dinyatakan mikrokontroler dalam kondisi baik dan dapat digunakan untuk mengeksekusi program pada piranti. Kemudian mikrokontroler ATmega8535 seperti pada gambar 17 dibawah ini diletakkan pada zip socket yang terhubung dengan pin konektor, dan dilakukan pemeriksaan dengan menggunakan multimeter.
Gambar 20. Pengendali Utama
Tabel 11. Hasil pengujian hubungan kaki mikrokontroler ATmega8535 denganpin konektor
Kaki Mikrokontroler Pin Konektoruntuk
Terhubung Ya Tidak
PA0 Sensor PIR module
PA1 Sensor Cahaya
b. Sensor PIR module KC7783R
Pengujian sensor PIR module kc7783r ini dilakukan dengan meletakkan sensor di dalam ruangan yang diinginkan. Sensor diletakkan pada ketinggian 1.5 meter diatas permukaan lantai ruangan supaya seluruh gerakan angota tubuh manusia dapat di jangkau oleh sensor.
Gambar 21. Sensor PIR module KC7783R
Berdasarkan gambar 20 diketahui bahwa sensor PIR module ini memilki yaitu: 1. Vcc Terhubung ke sumber tegangan 5 vdc
2. Gnd Terhubung ke ground
3. Out Terhubung ke mikrokontroler
low jaraknya berbeda-beda, Hal ini disebabkan karena sensitifitas sensor yang sangat tinggi. Pada proses adaptasi sensor membutuhkan waktu beradaptasi terhadap lingkungan sekitar 30-60 detik dan selama proses adaptasi di usahakan tidak ada pergerakan manusia di depan permukaan lensa sensor PIR module. Berikut adalah tabel hasil pengujian sensor PIR module KC7783R
Tabel 12. Hasil Pengujian Sensor PIR module KC7783R
c. Sensor Cahaya
Gambar 22. Sensor Cahaya
Pengujian sensor cahaya ini dilakukan untuk mengetahui intensiatas cahaya yaitu dengan cara membandingkan antara tegangan input positif dari LDR dengan tegangan referensi yang digunakan. Untuk membandingkan tegangan input dan
tegangan referensi digunakan IC LM324. Secara sederhana dapat dijelaskan, ketika nilai tegangan pada VIN lebih besar dibandingkan nilai tegangan VREF maka
VOUT idealnya akan memiliki nilai tegangan sebesar tegangan batas atas (+5 V),
dan ketika nilai tegangan pada VIN lebih kecil dibandingkan nilai tegangan VREF
maka VOUT idealnya akan memiliki nilai tegangan sebesar tegangan batas bawah
(0 V).
dilakukan dengan cara mengukur intensitas cahaya diluar ruangan dan mengamati keadaan cahaya didalam ruangan. Berikut hasil pengujian sensor cahaya
Tabel 13. Hasil Pengujian Sensor Cahaya
Kondisi Tegangan input sensor Tegangan output sensor
Terang 5 V 4,95 V
Gelap 5 V 0,8 mV
d. Relay
Gambar 23. Gambar rangkaian relay
Pengujian relay ini dilakukan untuk mengetahui apakah relay bekerja sesuai dengan yang ditentukan. Dari gambar 25 output dari mikrokontroler akan diteruskan ke relay melaui sebuah transsistor, Transistor didalam rangkaian relay berfungsi sebagai switch dan dioda digunakan untuk mencegah kick back atau tegangan balik yang sangat besar saat relay dimatikan. Nilai hambatan input (R5)
Relaydengan hambatan 62.5Ω (Rc) dan kuat arus 80 ma
Transistor bc108 dengan nilai hfe = 180 Maka
Ib = 80 mA / 180 = 0.5.104 A R5 = (5 – 0.62) / 5.104
R5 = 8.76 K Ω
Dengan memampaatkan karakteristik transistor emitor bersama, pada kondisi saturasi (jenuh) dan keadaan cut-off (mati) maka transistor dapat dijadikan saklar dengan pemutus dan menyambungnya berupa tegangan pada basisnya.
Pada rangkaian relay jika output dari mikrokontroler sebesar 0 volt, Maka Ib = 0 volt dan Ic = 0 volt .
Maka relay pada rangkaian ini kondisi saklar pada kondisi terbuka dan lampu berada pada posisi mati.
Gambar 25. Kondisi transistor saat mendapat tegangan 5 volt dari mikrokontroler
e. Pengujian Power supply
Pengujian power supply bertujuan untuk mengetahui apakah tegangan yang dihasilkan oleh power supply sesuai dengan yang diinginkan atau tidak. Pada
power supply yang dibuat, tegangan keluaran yang diharapkan sebesar 5 Volt dan arus yang dihasilkan searah.
Gambar 28 merupakan gambar power supply yang digunakan pada rangkaian.
Gambar 26. Power supply.
Komponen-komponen yang digunakan untuk membuat power supply antara lain : 1. Dioda Bridge
2. Kapasitor 3 IC LM7805
4. Transformator Step Down 5. Pin konektor
ke mikrokontroler adalah AVR studio 4 dimana program dapat ditulis dengan bahasa-C.
Cara pembuatan software Atmega 8535 dengan AVR stdio 4 adalah : a. Pilih project –New project
b. Pilih Avr GCC dan nama project, serta project itu disimpan.
Gambar 27. Pemilihan project type c. Klik Next
d. Pilih debug platfrom: Avr simulator dan Atmega 8535 pada device.
f. Klik project – Configuration
Gambar 29. Gambar tampilan pemilihan setting konfigurasi
g. Pilih opsi seperti gambar diatas. Frekuensi diisi dengan 8 Mhz optimization pilih 00 (tampa optimasi)
h. Klik Ok
i. Tulis program yang diinginkan
j. Klik Build – Rebuild all
Gambar 30. Pengontrol lampu ruangan otomatis berbasis mikrokontroler
ATmega8535
Dalam penelitian tugas akhir ini, dirancang sebuah alat pengontrol lampu ruangan otomatis. Pengujian pada piranti dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah alat yang digunakan dapat bekerja secara maksimal atau tidak. Piranti yang dibuat merupakan piranti otomatis, sehingga dapat bekerja secara otomatis tanpa pengawasan, dengan catatan tidak terjadi pemutusan aliran listrik ke piranti. Piranti ini bekerja satu siklus, terus-menerus. Apabila aliran listrik ke piranti putus, maka piranti tidak akan menyimpan data sebelumnya.
berupa power supply, sensor PIR module KC7783R dan sensor cahaya dihubungkan ke mikrokontroler. Konfigurasi penempatan sensor pada kaki IC ATmega 8535 sebagai berikut:
1. Port A0 di setting sebagai inputan mikrokontroler yang berasal dari outputan sensor PIR module KC7783R
2. Port A1 di setting sebagai inputan mikrokontroler yang berasal dari outputan sensor cahaya
3. Port B0 disetting sebagai Outputan dari mikrokontroler yang menjadi inputan bagi rangkaian relay.
Cara kerja dari alat pengontrol lampu ruangan otomatis dapat di jelaskan sebagai berikut:
1. Jika sensor PIR module KC7783R mendeteksi bahwa manusia ada didalam ruangan dan kondisi di dalam ruangan terang hasil pembacaan dari sensor cahaya, maka relay tidak aktif (NO) dan lampu mati.
2. Jika sensor PIR module KC7783R mendeteksi bahwa manusia tidak ada didalam ruangan dan kondisi di dalam ruangan terang hasil pembacaan dari sensor cahaya,maka relay tidak aktif dan lampu mati
3. Jika sensor PIR module KC7783R mendeteksi bahwa manusia ada didalam ruangan dan kondisi di dalam ruangan gelap hasil pembacaan dari sensor cahaya, maka relay tidak aktif dan lampu mati
MENGUNAKAN SENSOR GERAK DAN SENSOR CAHAYA
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535
(Skripsi)
Oleh
Darwin M.H
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
Gambar Halaman
1. Arsitektur mikrokontroler Atmega8535 ... 6
2. Konfigurasi pin mikrokontroler ATmega8535 ... 8
3. Peta memori data mikrokontroler ATmega8535... 9
4. Peta memori program mikrokontroler ATmega8535 ... 9
5. Osilator kristal ... 11
6. Light Dependent Resistor ... 12
7. PIR module KC7783R ... 14
8. Blok diagaram sensor PIR module KC7783R. ... 14
9. Sudut dan jangkauan pendeteksian dari sensor PIR module KC7783R . 15 10. Relay ... 17
11. Simbol sirkuit relay. ... 17
12. Diagram alir langkah kerja perancangan alat ... 23
13. Rangkaian skematik EEPROM mikrokontroler ATMega8535... 25
14. Rangkaian Sensor Gerak ... 26
15. Rangkaian Skematik Sensor Cahaya ... 27
16. Rangkaian Skematik relay ... 28
18. Blok diagram pengontrolan lampu otomatis di dalam ruangan ... 30
19. Blok diagram perancangan sistem ... 31
20. Pengendali utama... 35
21. Sensor PIR module KC7783R... 36
22. Sensor Cahaya... 38
23. Gambar rangkaian relay... 39
24. Gambar transistor pada saat tegangan output mirokontroler 0 volt... 40
25. Kondisi transistor saat mendapat tegangan 5 volt dari mikrokontroler... 41
26. Power supply... 42
27. Pemilihan project type... 43
28. Gambar tampilan pemilihan debug platfrom.... 43
29. Gambar tampilan pemilihan setting konfigurasi... 44
Halaman
3. Konfigurasi Pin ATmega 8535... 7
B. Sensor cahaya ... 12
2. Perancangan diagram block sistem... 22
3. Implementasi rangkaian... 22
4. Pengujian alat... 22
5. Analisa dan kesimpulan... 23
D. Spesifikasi Alat ... 24
E. Perancangan perangkat keras ... 24
1. Pengendali utama... 24
2. Rangkaian sensor gerak... 26
3. Rangkaian sensor cahaya... 27
4. Rangkaian relay... 28
5. Power supply... 29
F. Prosedur kerja... 30
1. Perancangan blok diagram... 30
2. Perancangan Sistem... 31
a. Pengujian pengendali utama... ... 35
b. Pengujian sensor PIR module KC7783R... ... 36
c. Pengujian Sensor cahaya... ... 38
d. Pengujian rangkaian relay... 39
e. Pengujian power supply... ... 41
2. Perangkat lunak... 43
3. Pengontrol lampu ruangan berbasis mikrokontroler ATmega 8535 ... 45
V. SIMPULAN DAN SARAN ... 46
A. Simpulan... 46
B. Saran... 47
DAFTAR PUSTAKA
Lampung, Universitas. 2008. Format Penulisan Karya Ilmiah Universitas Lampung. Universitas Lampung. Lampung
Ogata, K. 1995. Teknik Kontrol Automatik, Jilid 1. Alih bahasa oleh Edi Laksono. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Ogata, K. 1997. Teknik Kontrol Automatik, Jilid 2, Edisi Kedua. Alih bahasa oleh Edi Laksono. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Pakpahan, S. 1988. Kontrol Otomatik Teori dan Penerapan. Erlangga. Jakarta. Wardhana, L. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroller AVR seri ATmega8535.
Penerbit Andi. Yogyakarta.
Astuti, Wahyu, Nita.2007. Sistem Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor Pasif Infra Red KC7783R dengan Mikrokontroler AT89S51. Tugas Akhir. Universitas Diponegoro
Diakses secara elektronik dari :
www.atmel.com/literature
www.digi-ware.com/PIR module
www.bagus-Rifqy weblog.com/cara kerja sensor PIR module
www.sbcds.com/LDR
Tabel Halaman
1. Pengaturan clock... 10
2. Mode pengoperasian osilator kristal ... 11
3. Electrical karakeristrik dari LDR. ... 13
4. Spesifikasi sensor PIR module KC7783R ... 16
5. Standar konfigurasi dari sensor PIR module KC7783R ... 16
6. Coil Rating ... 18
7. Contact Rating ... 18
8. Karakteristik Relay ... 19
9. Tabel jadwal penelitian dilakukan ... 32
10. Hasil pengujian tegangan pada kaki mikrokontroler ATmega8535 . 34 11. Hasil pengujian hubungan kaki mikrokontroler ATmega8535 denganpin konektor ... 35
12. Hasil Pengujian Sensor PIR module KC7783R ... 37
ini sebagai wujud Sukur dan Terima Kasih kepada:
Tuhan Yesus Kristus yang telah membimbing,
memberkati dan menyertaiku dalam perjalanan
hidupku
Ibunda Tercinta Resdiana Siahaan dan Ayahanda
Dj.Hutabarat yang selalu penuh dengan rasa cinta
dalam membesarkan, membimbing, mendidik dan
berdoa untuk keberhasilanku.
Kakak dan adik-adikku, Lilis, Cristika, Rini,
Dennis, Susi dan Vivia yang membantu dan
memberi saran dalam menyelesaikan jenjang
pendidikanku dan berdoa untuk keberhasilanku.
Seluruh Keluarga Besar Hutabarat dan Siahaan
yang membantu dan mendoakanku dalam dalam
RIWAYAT HIDUP
Penulis adalah anak ke 2 (dua) dari 7 (tujuh) bersaudara dari pasangan J.Hutabarat dan Resdiana Siahaan yang lahir di Tarutung pada tanggal 08 januari 1983.
Pada tahun 1995, penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Negeri 2 Tarutung, tahun 1998 penulis
menyelesaikan pendidikan lanjut tingkat pertama di SLTP Negeri 4 Tarutung, dan tahun 2001 menyelesaikan pendidikan menengah umum di SMU Negeri 1 Tarutung.
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang selalu memberikan hikmat dan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan salah satu kewajiban untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik dengan memenuhi salah satu persyaratannya yaitu menyelesaikan skripsi dengan judul ‘Pengontrol Lampu Ruangan Otomatis Menggunakan Sensor Cahya Dan Sensor Gerak Berbasis Mikrokontroler ATmega8535’.
Penulis menyadari bahwa tanpa adanya bantuan dan dukungan baik moril, petunjuk, bimbingan, dan saran dari berbagai pihak secara langsung maupun tidak langsung, penulis tidak akan dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Sugeng P. Harianto, M.S. selaku Rektor Universitas Lampung.
2. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung
Elektro Universitas Lampung dan selaku pembimbing pendamping Tugas Akhir.
5. Bapak Agus Trisanto, S.T., M.T., Ph.D. selaku pembimbing utama Tugas Akhir.
6. Bapak Ir.Emir Nasrullah.M.Eng. selaku penguji dalam seminar Tugas Akhir. 7. Segenap dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung yang telah
memberikan ilmunya kepada penulis.
8. Segenap karyawan dan pegawai yang membantu segala administrasi selama penulis menjadi mahasiswa di Jurusan Teknik Elektro.
9. Johansyah tim seperjuangan yang selalu bersama dalam pengerjaan tugas akhir ini.
10.Angkatan 2003 yang tidak dapat disebut satu-persatu yang telah memberikan dukungan dan aspirasi tak terbatas.
11.Angkatan 2002, 2004, 2005, 2006,2007,2008,2009 dan2010 yang tidak dapat disebut satu-persatu yang telah memberikan dukungan dan saran.
12.Rekan-rekan Laboratorium Teknik Kendali: Irman, Dedy, Ali, Arif, dan asisten yang turut membantu bantuan dan saran.
13.Keluarga Besar Sanabil
Penulis
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil perancangan dan analisa hasil penelitian, dapat disimpulkan beberapa hal antara lain :
1. Pengontrol lampu ruangan merupakan piranti otomatis yang dapat menyalakan lampu dan mematikan lampu di dalam ruangan.
45 bisa berubah setiap hari. Hal ini dilakukan untuk keakuratan sensor PIR module KC7783R untuk menyimpan suhu ruangan sebagai tegangan referensinya.
2. Alat ini sebaiknya diletakkan di dalam ruangan yang tidak terlalu luas karena daya jangkau sensor gerak hanya sampai jarak 5 meter.
