BAB 3PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok
Sensor Cahaya ATMEGA8535 DRIVER LAMPU LAMPU LED DC
LCD
Gambar 3.1.Diagram Blok
Berikut deskripsi fungsi setiap blok :
1 Blok Sensor Cahaya (TSL2561) : sensor cahaya akan mendeteksi input yang datang
yaitu berupa cahaya, dan output sensor akan masuk ke Mikrokontroler.
2 Blok Mikrokontroler : mikrokontroler akan mengolah output sensor cahaya
yang telah diterimanya, data hasil pengukuran yang berbentuk sinyal digital dari
sensor melalui komunikasi i2c. Hasil pengukuran (nilai lux) akan ditampilkan ke
LCD, dan mikrokontroler juga akan mengontrol driver lampu Led apabila intensitas
cahaya yang dihasilkan belum sesuai dengan nilai referensi.
3 Blok LCD : data yang telah diproses kemudian akan ditampilkan yang
menunjukkan besar nilai lux selama alat bekerja menyesuaikan keadaan dan
pengaruh cahaya sekitar ruangan.
4 Blok Driver Lampu : sebagai switching untuk mengontrol terang redupnya lampu
3.2 Perancangan Rangkaian Elektronik
Dalam pembuatan alat secara keseluruhan, sebelumnya akan dirancang
beberapa rangkaian yang dapat terkoneksi dengan mikrokontroler sebagai otak dari
sistem ini agar sistem dapat berjalan dengan efisien, yaitu sensor, catu daya,LCD, driver
lampu. Adapun perancangan rangkaian elektronika dari sistem ini sebagai berikut.
3.2.1 Sensor
Pada perancangan kontrol pencahayaan pada ruangan berbasis mikrokontroler
ini digunakan sensor TSL2561 (Gambar 3.2). Skematik rangkaian TSL2561 terhubung
ke mikrokontroler dan rancangan konstruksi dari sensor tersebut terlihat pada Gambar
3.2 berikut.
Sensor TSL2561 terhubung dengan pin scl dan sda pada Mikrokontroler, yang
nantinya data yang diterima oleh sensor yang masuk ke pin i2c Mikrokontroler. Naik
turunnya nilai output sensor akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterima
sensor.
3.2.2 Display LCD
LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, mampu menampilkan
angka, huruf, dan symbol sebanyak 2 baris dan setiap mampu menampilkan 16
karakter. Dan TRIM digunkan sebagai pengatur kecerahan backlight LCD. Pin
RS,RW,E,D4,D5,D6, dan D7 terhubung langsung ke Mikrokontroler (Gambar 3.3).
Gambar 3.3 Skematik Rangkaian LCD
3.2.3 Power Suplay
Pada perancangan alat ini mikrokontroler menggunakan power suplay external
yang dibuat dari rangkaian transformator sebagai penurun tegangan AC dan kemudian
dihubungkan dengan regulator Im2596 sebagai penurun tegangan. Trafo AC-AC yang
digunakan ialah trafo dengan output 16 Volt. Board Mikrokontroler dapat beroperasi
dengan power suplay yang memiliki rentang tegangan antara 4,8-5,5 V.
3.2.4 Driver Lampu
Rangkaian driver lampu disini yaitu rangkaian driver yang menggunakan IC
driver L298. Keluaran PWM dari Mikrokontroler (Gambar 3.5), akan masuk dahulu ke
rangkaian driver ini. Ic L298 disini digunakan sebagai switching untuk mengontrol
terang redupnya lampu LED. Adapun rangkaian driver lampu terlihat seperti gambar
berikut,
Gambar 3.5. SkematikRangkaian Driver Lampu
3.3 Flowchart Program
Perancangan perangkat lunak secara keseluruhan dari perancangan control
pencahayaan pada ruang baca ini, penulis menggambarkan dalam bentuk flowchart agar
lebih mudah dipahami. Diagram alur perancangan program seperti flowchart yang
Mulai
BAB 4PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Pengujian Mikrokontroler dan LCD
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dapat dilakukan
dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber
tegangan. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 20
dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan
menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar
4,9 volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada
mikrokontroler ATMega 8535, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
Gambar 4.1 Program yang diberikan pada mikrokontroler
Dari hasil pengujian tersebut, terlihat bahwa eksekusi program dapat berjalan.
Hal ini menunjukkan bahwa Mikrokontroller dan LCD dalam keadaan baik. #include <mega8.h>
#include <delay.h> #include <stdio.h>
// Alphanumeric LCD functions #include <alcd.h>
void main(void) {
lcd_init(16); while (1) {
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_pintf Merry Fisika ; } //end loop
4.2 Pengujian Sensor Cahaya
Tujuan dari pengujian sensor TSL2561 ini untuk mengetahui apakah sensor
dapat membaca intensitas cahaya dengan baik dan dapat digunakan dalam pembuatan
sistem kontrol cahaya. Pengujian sensor dilakukan dengan mengupload program seperti
gambar 4.1 ke Mikrokontroller, dan hasilnya terlihat pada Gambar 4.2.
4.2.1 Analisis Hasil Pengujian Alat yang Dirancang
Pada alat yang dirancang ini, nilai hasil pembacaan sensor TSL2561 yang
tertampil di lcd sudah dalam satuan lx, Kemudian perlu dilakukan pengujian keakuratan
hasil kalibrasi sensor terhadap Lux Meter. Lux Meter yang digunakan adalah aplikasi
lux meter android yang berstandar dengan memanfaatkan sensor intensitas cahaya pada
Hp android tersebut.
4.2.2 Pengujian Sensor Terhadap Lux Meter
Sensor perlu dilakukan pengujian untuk membuktikan keakuratan sensor terhadap
Lux Meter standar. Tabel pengujian 41. dibawah ini menunjukkan data hasil pengujian
sensor terhadap Lux Meter.
Jarak sumber
cahaya (cm)
Lux meter Pada Alat Standar (Ix)
Sensor Pada Alat Yang
60 cm
Rata-Rata Eror 7,61
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Keakuratan Sensor Terhadap Lux Meter Standar
Dari tabel pengujian 4.1 ini dihitung rata-rata persentase eror untuk
mengetahui hasil pengujian tersebut. Terlihat bahwa terdapat perbedaan pembacaan
intensitas cahaya antara sensor dengan lux meter. Hal ini mungkin disebabkan beberapa
faktor. Error yang terhitung adalah 7,61%,
Gambar 4.2. Grafik pengujian keakuratan kalibrasi 0
Grafik lux -vs- Jarak
Standard
Dari grafik dapat dijelaskan, intensitas cahaya bergantung pada jarak . pada
jarak 10 cm sampai jarak 100 cm bakal terdeteksi intensitas yang berbeda. Semakin jauh
jarak sumber cahaya dengan sensor maka, makin kecil nilai intensitas cahaya yang
dideteksinya. Jadi cara mengujinya dengan memberikan variasi intensitas cahaya , untuk
menguji keakuratan alat terhadap standar dititik intensitas yang berbeda-beda.
4.3 Pengujian Driver Lampu
Pengujian driver lampu disini dilakukan dengan cara memberikan dan
mengubah-ubah nilai PWM yang diberikan pada program yang tertanam di
Mikrokontroller. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah perancangan driver
lampu sudah bisa bekerja sesuai dengan yang dinginkan untuk mengontrol lampu
dengan menaikkan dan menurunkan tegangan untuk lampu sebagai sumber cahaya.
Adapun hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Diberi Nilai PWM Pada Program
Nilai Pada Lux Meter Standar (lx)
Nilai Pada Alat Yang Dirancang (lx)
Dari hasil pengujian dapat dilihat bahwa perancangan driver lampu sudah dapat
digunakan dalam perancangan alat ini. Hasil pengujian dari data di atas dapat dilihat
pada grafik berikut ini.
Gambar 4.3. Grafik pengujian driver lampu
Pada grafik dapat dijelaskan bahwa sumber cahayanya dikontrol
menggunakan program untuk menghasilkan kuat intensitas cahaya yang berbeda-beda
dengan menggunakan pwm. Pwm itu sendiri dapat dikatakan metode untuk
memanipulasi tegangan keluaran yang mensuplai sumber cahaya.
4.4 Pengujian Keseluruhan Sistem dengan logika fuzzy
Pengujian system secara keseluruhan ini dilakukan dengan menggabungkan
semua peralatan ke dalam sebuah system yang terintegrasi. Tujuannya untuk mengetahui
bahwa rangkaian yang dirancang telah bekerja sesuai yang diharapkan.
Pengujian system secara keseluruhan ini dilakukan pada ruangan perpustakaan
dengan pengambilan data intensitas cahaya sebagai input. Dimana pengambilan data 0
Grafik Iux -vs- nilai pwm
Standard
dilakukan dengan simulasi dimmer (peredup lampu) dengan daya lampu 75 watt.
Penempatan alat ukurnya berjarak sejauh 20 cm, dan led cahaya yang terpasang disistem
udah terkait dengan system supaya mempertahankan kondisi cahaya di 300 lux. Berikut
ini adalah data hasil pengujian.
Kondisi cahaya led
(Variabel linguistic) Intensitas cahaya (lux)
Gelap
Agak redup
Redup
Agak terang
terang
0 - 60 lux
40 - 130 lux
110 - 200 lux
180 - 270 lux
250 - 310 lux
Tabel 4.3 Data logika fuzzy pada intensitas cahaya
Dari table diatas dapat dilihat bahwa pada saat intensitas cahaya disekitar
berada diantara 0 sampai 60 lux maka kondisi cahaya led adalah gelap, intensitas cahaya
diantara 40 sampai 130 lux maka kondisi led agak redup, intensitas cahaya diantara 110
sampai 200 lux maka kondisi led redup, intensitas cahaya diantara 180 sampai 270 lux
maka kondisi led agak terang, dan intensitas cahaya diantara 250 sampai 310 lux maka
Gambar 4.4 Grafik Fuzzy logic
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa pada saat input cahaya disekitar berada
di 30 lux maka kondisi cahaya led adalah 100% gelap, pada 60 lux maka kondisi cahaya
led adalah 100% agak redup, pada 90 lux maka kondisi cahaya led adalah 100% agak
redup, pada 120 lux maka kondisi cahaya led adalah 50% agak redup dan 50% redup,
pada 150 lux maka kondisi cahaya led adalah 100% redup, pada 180 lux maka kondisi
cahaya led adalah 100% redup, pada 210 lux maka kondisi cahaya led adalah 100% agak
terang, pada 240 lux maka kondisi cahaya led adalah 100% agak terang, pada 270 lux
maka kondisi cahaya led adalah 100% terang, dan pada 300 lux maka kondisi cahaya led
adalah 100% terang.
Input nilai intensitas cahaya
�
[
�
]
D
era
ja
t
kea
ng
g
o
ta
a
BAB 5KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka
penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain :
1. Berdasarkan pengujian alat ukur memiliki error sebesar 7,61 %.
2. Berdasarkan pengujian intensitas cahaya menggunakan aplikasi logika fuzzy,
Led cahaya yang terpasang pada sistem udah diprogram untuk
mempertahankan cahaya di 300 lx. Pada saat kondisi cahaya disekitar
terdeteksi dibawah 300 lx, cahaya led makin terang, dan saat kondisi cahaya
disekitar terdeteksi diatas 300 lx, cahaya led makin gelap.
5.2 Saran
Berdasarkan hasil pembuatan alat yang telah dicapai dalam skripsi ini, dapat
diberikan saran yang diperlukan dalam pengembangan dan penyempurnaan alat,
yaitu :
1. Diharapkan untuk perancangan berikutnya menggunakan komponen yang
