1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Perkembangan dalam dunia elektronika saat ini sudah merupakan bagian
dari perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta inovasi yang pada saat
ini tengah berjalan dengan pesat seiring dengan lajunya zaman. Hal ini disebabkan
oleh kebutuhan manusia akan kemudahan dan efisiensi penggunaan energi dalam
berbagai bidang, namun bentuk tetap ringkas serta berpenampilan menarik.
Salah satu dari sekian banyak penemuan di bidang teknologi adalah lampu.
Sejak pertama kali diciptakan hingga saat ini lampu digunakan oleh manusia
sebagai alat yang dapat mengeluarkan cahaya untuk membantu manusia agar
dapat melihat atau mengidentifikasikan suatu benda yang berada dalam suatu
tempat yang kurang mendapatkan cahaya atau bahkan tidak adanya cahaya sama
sekali. Kebutuhan lampu saat ini sangat dibutuhkan dalam kegiatan-kegiatan
sehari-hari terutama ketika malam menjelang. Sedari dulu juga lampu sudah
dimanfaatkan sebagai penerang jalan. Lampu-lampu jalan tersebut dipasang di
tiang-tiang kokoh di pinggir jalan guna memberikan kebutuhan cahaya saat
berkendara bagi pengguna lalu lintas.
Selama ini, lampu-lampu yang ada di jalan-jalan tersebut dikontrol dengan
2
dikontrol di sini adalah ketersediaan listrik sebagai sumber energinya, bukan
sistem penyalaannya. Sehingga untuk menyalakan lampu-lampu jalan tersebut
sangat bergantung dengan komponen Light Dependent Resistor (LDR) yang
berfungsi sebagai penentu intensitas cahaya di luar lampu.
Terkadang ketika komponen LDR tersebut rusak maka lampu akan mati
dan tidak bisa menyala lagi. Tidak ada alternative penyalaan lampu lain agar
lampu jalan tersebut tidak terlalu bergantung dengan LDR.
Agar penyalaan lampu jalan ini tidak hanya dapat dinyalakan dengan
bantuan komponen LDR, maka ada baiknya lampu juga dapat dinyalakan secara
manual. Permasalahannya di sini adalah, sangat tidak mungkin seorang petugas
listrik menyalakan lampu jalan yang jumlahnya ratusan bahkan ribuan tersebut
secara manual, satu per satu. Dengan kata lain diperlukan suatu sistem yang dapat
mengontrol penyalaan lampu jalan hanya dari satu tempat saja.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang yang telah disebutkan di atas maka dapat
dirumuskan beberapa masalah antara lain :
1. Bagaimana proses atau mekanisme kerja modul kontrol?
2. Bagaimana merancang hardware?
1.3 TUJUAN
1. Memudahkan kita dalam mengontrol lampu penerangan jalan yang
3
2. Lebih meningkatkan kepedulian kita terhadap lampu penerangan jalan itu
sendiri yang sering kali diabaikan.
3. Memudahkan kita dalam memantau dan mengawasi lampu penerangan
jalan yang rusak/mati.
4. Membantu memberikan solusi permasalahan penyalaan lampu
penerangan jalan yang lebih efektif dan hemat.
1.4 BATASAN MASALAH
Agar permasalahan terfokus pada suatu permasalahan diatas, maka perlu
adanya batasan masalah antara lain :
1. Fokus pembahasan pada tugas akhir ini adalah perancangan
perangkat keras (hardware) saja.
2. Panel ini dirancang untuk mengontrol beban di bawah 5000 watt.
1.5 METODOLOGI PENULISAN
Untuk menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini, maka digunakan
berbagai metodologi diantaranya :
Studi Pustaka
Yaitu melakukan kajian dengan cara mengumpulkan dan membaca dan
memahami literature yang ada yaitu berupa buku referensi dan buku
4
Perencanaan dan pembuatan sistem elektronik.
Pengujian Alat
Yaitu pengujian modul kontrol kombinasi (manual & otomatis), pengujian
sensor cahaya (LDR), pengujian rangkaian saklar atau driver (BC547).
Kesimpulan
Yaitu menyimpulkan dari hasil yang telah diperoleh, dari perencanaan dan
pembuatan modul kontrol kombinasi (manual & otomatis) yang telah
dilakukan.
1.6 SISTEMATIKA BAHASAN
Penulisan Tugas Akhir ini terbagi dalam beberapa bab, yaitu :
BAB I : PENDAHULUAN
Meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, dan
sistematika penulisan.
BAB II : TEORI PENUNJANG
Berisi tentang mikrokontroller, Op-amp yang dipergunakan, LDR dan
komponen-komponen elektronika yang mendukung.
BAB III: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Berisi tentang proses perancangan dan pembuatan modul kontrol
kombinasi (manual & otomatis).
5
Berisi tentang hasil pengujian catu daya, pengujian sensor, pengujian
rangkaian komparator, pengujian saklar (driver).
BAB V : PENUTUP
RANCANG BANGUN PEMBUATAN MODUL
KONTROL KOMBINASI (MANUAL &
OTOMATIS) UNTUK LAMPU PENERANGAN
JALAN
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
ALI SYAFI’I
NIM: 08.550.012
JURUSAN D3-ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
RANCANG BANGUN PEMBUATAN MODUL KONTROL
KOMBINASI (MANUAL & OTOMATIS) UNTUK LAMPU
PENERANGAN JALAN
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan Program Ahli Madya (D-3) Teknik
Disusun Oleh :
ALI SYAFI’I
NIM: 08.550.012
JURUSAN D3-ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang Maha Esa, yang Maha Bijaksana
atas segala kasih sayang, rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis bisa
menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul:
RANCANG BANGUN PEMBUATAN MODUL KONTROL
KOMBINASI (MANUAL & OTOMATIS) UNTUK LAMPU
PENERANGAN JALAN
Tugas Akhir ini merupakan perpaduan teori yang didapat selama kuliah
dengan penelitian dibidang elektronika. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi
salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Teknik di Jurusan Elektro
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,
untuk itu kritik dan saran dari dari semua pihak sangat kami butuhkan guna
melengkapi Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi pembacanya. Amin yaa robbal „aalamiin.
Malang, 14 Juni 2011
v
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan tugas akhir ini. dalam kesempatan ini penulis ingin
menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua Orang Tua, Ayah dan Ibu ku, Kakak-kakak dan Adik-adik ku yang
ku cinta, yang telah memberi dukungan baik moral, material dan do‟anya.
serta seluruh keluarga besar tercinta.
2. Bapak Ir. Nur Kasan, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan juga
selaku pembimbing I tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Nurhadi, MT. selaku pembimbing II tugas akhir ini.
4. Bapak. Ir. Diding Suhardi, MT. selaku penguji I.
5. Bapak. Ilham Pakaya, ST selaku Penguji II.
6. Bu. Ir. Nur Alif M. MT. yang selalu memberi dukungan dan nasehat.
7. Bu Nana yang dengan sabar selalu membantu ngurusin berkas-berkas
saya.
8. Bapak Hari Setiawan selaku staff Laboratorium Elektro yang selalu
memberi dukungan dan fasilitas sehingga saya dapat menyelesaikan tugas
akhir ini.
9. Bapak/Ibu Dosen maupun Staff Administrasi di lingkungan Jurusan
Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.
10.Untuk “Ndut” yang tak bosan-bosannya mendengar semua keluh kesahku,
vi
inspirasi dalam kehidupanku. “Harapan” itu adalah tujuan akhir dari
perjalan kita selama ini, aku yakin kita bisa mencapainya.
11.Teman- teman sekelas D3 angkatan 2008 menurut absen yaa, Domi,
Randhit, Ocky ” Cacink”, Cak Tri, Fendy ”Bram”, Arief, Wawan, Ari,
Kang Iqbal dengan jargonnya ”Endang Mari Endang Lulus”. Kalian semua
memberi semangat tersendiri dalam proses penyelesaian tugas akhir ini
”You Will Never Walk Alone”. Tak lupa kepada Arief Dayu dan Didiet
walaupun tidak bersama kami lagi semenjak smester 3, piye kabare rek....?
12.Teman-teman angkatan 2008 turut memberi dukungan menyelesaikan
Tugas Akhir ini Fredy, Ayou, Ovie, Pamungkas ”Ahm”, Ganjar, Robby,
teman-teman NECLIM : Mahdan, Ajek, Om Hajat, Saipul ”Jambrong”,
Gaza ”Pique”, Bobby, Dwi Ari, Faiz ”Messi”, Brelin ”9” serta semua
temen yang saya kenal yang namanya tidak bisa disebutkan satu- persatu,
seneng bisa kenal kalian semuanya.
Demikian ucapan terimakasih ini saya buat, atas segala dukungan
dan bantuannya semoga Allah membalas ketulusan kita semua, amin
Wassalam
x
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
1.6 Sistematika Pembahasan ... 5
BAB II TEORI PENUNJANG 2.1Modul Kontrol ... 6
2.2 Klasifikasi metode kontrol ... 7
2.3 Sensor Cahaya (LDR) ... 8
2.4 Op-Amp ... 10
2.4.1 Karakteristik Op-Amp ... 13
xi
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN 3.1Perencanaan Modul Kontrol Kombinasi (manual & otomatis) Untuk Lampu Penerangan Jalan... 38
3.2Sistem Modul Kontrol ... 41
3.3Perancangan Rangkaian Elektronika Modul Kontrol ... 42
3.3.1 Perancangan Sensor Cahaya ... 47
3.3.2 Perancangan Relay ... 48
BAB IV PENGUJIAN ALAT 4.1Pengujian Rangkaian Catu Daya ... 49
4.1.1 Langkah- langkah Pengujian ... 49
4.1.2 Analisa Perhitungan Rangkaian Catu Daya ... 51
4.1.3 Analisa Data ... 51
4.2Pengujian Rangkaian Modul Kontrol Sistem Otomatis ... .52
4.2.1 Langkah- langkah Pengujian ... 52
4.2.2 Analisa Data ... 53
4.3 Pengujian Rangkaian Sensor ... 55
4.3.1 Langkah- langkah Pengujian ... 55
4.3.2 Analisa Perhitungan Rangkaian Sensor ... 56
xii
4.4 Pengujian Rangkaian Driver/Saklar (BC547) Sistem Otomatis . .65
4.4.1 Langkah langkah Pengujian ... .65
4.4.2 Analisa Data ... 66
4.5 Pengujian Rangkaian Modul Kontrol Sistem Manual ... 67
4.5.1 Langkah-langkah Pengujian ... 67
4.5.2 Analisa Data ... 69
4.6 Pengujian Rangkaian Driver/Saklar (BC547) Sistem Manual... 69
4.6.1 Langkah-langkah Pengujian ... 69
4.6.2 Analisa Data ... 70
BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN ... 72
5.2 SARAN ... 72
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik Kerja dan Lambang LDR ... 8
Gambar 2.2 LDR (Light Dependent Resistor) ... 9
Gambar 2.3 Closed Loop Op-Amp ... 11
Gambar 2.4 Blok Diagram Op-Amp ... 12
Gambar 2.5 Digram Skematik Simbol Op-Amp ... 12
Gambar 2.6 Penguat Differensial ... 13
Gambar 2.7 Penguat Tegangan Non-Inverting ... 14
Gambar 2.8 Penguat Linier Dengan Op-Amp (Inverting) ... 15
Gambar 2.9 Rangkaiaan Komparator Tegangan Sederhana ... 16
Gambar 2.10 Konfigurasi Op-Amp LM741... 17
Gambar 2.11 Cara Kerja Relay ... 19
Gambar 2.12 Simbol Transistor NPN dan PNP ... 22
Gambar 2.13 Grafik Output Dari Transistor Keadaan Cutoff dan Jenuh ... 28
Gambar 2.14 Transistor Sebagai Sakelar ... 29
Gambar 2.15 Transistor Sebagai Sakelar Dengan Beban C ... 30
Gambar 2.16 Transistor Q1 Dihubung Seri Transistor Q2 ... 30
Gambar 2.17 Transistor Sebagai Sakelar Dengan Beban LED... 31
Gambar 2.18 Transistor Sebagai Sakelar Dengan Beban Induksi (Relay) ... 32
Gambar 2.19 Diode Diseri Dengan Dioda Zener ... 33
Gambar 2.20 Transistor Dihubung Parallel Dengan Dioda Zener ... 33
Gambar 2.21 Susunan Kaki IC Regulator ... 34
Gambar 2.22 Diagram Skematik IC 7805 ... 35
Gambar 2.23 Skema Transformator ... 36
Gambar 2.24 Simbol Kapasitor Elektrolit ... 37
Gambar 3.1 Rancangan Modul Kontrol Lampu Penerangan Jalan (Depan) 39 Gambar 3.2 Rancangan Modul Kontrol ... 40
Gambar 3.3 Diagram Blok Sistem Kerja Modul Kontrol Untuk Lampu Penerangan Jalan... 41
xiv
Gambar 3.5 SchematicRangkaian Catu Daya ... .43
Gambar 3.6 Layout PCB Rangakian Catu Daya ... .43
Gambar 3.7 Schematic Rangkaian Kombinasi (Manual & Otomatis) ... 45
Gambar 3.8 Layout PCB Rangkaian Kombinasi (Manual & Otomatis) ... 45
Gambar 3.9 Perancangan Rangkaian Sensor Cahaya ... 48
Gambar 4.1 Pengukuran Rangkaian Catu Daya ... 50
Gambar 4.2 Pengukuran Rangkaian Otomatis ... 52
Gambar 4.3 Pengukuran Sensor Rangkaian Otomatis ... 55
Gambar 4.4. Pengukuran Driver/Sakelar Sistem Otomatis ... 65
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada Rangkaian Catu Daya ... 50
Tabel 4.2 Data Pengukuran pada rangkaian otomatis ... 53
Table 4.3 Data Pengukuran pada rangkaian sensor (LDR)………... 56
Tabel 4.4 Perbandingan Hasil Pengukuran dan Perhitungan... 64
Tabel 4.5 Data Pengukuran pada rangkaian driver (otomatis)... 66
Tabel 4.6 Data Pengukuran rangkaian manual………... 68
DAFTAR PUSTAKA
[1] Richard Blocher, Dipl. Phys, Th. 2003 “Dasar Elektronika”. Yogyakarta :
Penerbit Andi.
[2] Trevor Linsley,Th. 2004 ”Instalasi Listrik Dasar”, edisi ke 3, Blackpool :
Penerbit Erlangga.
[3] Wasito, S, Th. 1985 ”Vademekum Elektronika”, Jakarta : Penerbit PT
Gramedia.
[4] Wasito, S, Th. 2006 “Vademekum Elektronika”, edisi ke 2, Jakarta :
Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama.
[5] www.rangkaian eletronika dan tutorial.com [6] www.wikipedia.org
