PENGENDALI LAMPU RUMAH MENGGUNAKAN APLIKASI HP ANDROID MELALUI KOMUNIKASI BLUETOOTH
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
RIKA MARGARETHA PANGGABEAN 152408012
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
PENGENDALI LAMPU RUMAH MENGGUNAKAN APLIKASI HP ANDROID MELALUI KOMUNIKASI BLUETOOTH
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA
RIKA MARGARETHA PANGGABEAN 152408012
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
PERNYATAAN
PENGENDALI LAMPU RUMAH MENGGUNAKAN APLIKASI HP ANDROID MELALUI KOMUNIKASI BLUETOOTH
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan, 02 Juni 2018
Rika Margaretha Panggabean
NIM. 152408012
Pengendali Lampu rumah Menggunakan Aplikasi Hp Android Melalui Komunikasi Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega
328
ABSTRAK
Persediaan listrik yang terbatas menuntut untuk berhemat dalam penggunaannya.
Salah satuhal yang bisa dilakukan untuk menghemat listrik yaitu dengan penggunaan lampu rumah seperlunyasaja. Sistem operasipada ponsel android menggunakan bluetooth dapat dimanfaatkan untuk membuat aplikasipengendali lampu dengan menggunakan Arduino Mikrokontroler ATmega328 danrelaysebagai pengganti saklar. Aplikasi android dengan bluetooth digunakan sebagai inputperintah kepada rangkaian Mikrokontroler ATmega328 melalui media penghubung modul Bluetooth.
Mikrokontroler ATMega328 akan merespon inputdengan outputberupa logika low (0V) dan logika high (5V) melalui pin yang telah ditentukan, pin ini dihubungkan ke Relay modul. Relaymodul digunakan sebagai pengganti saklar yang dihubungkan ke lampu.
Kata kunci: Aplikasi Bluetooth Android, Mikrokontroler ATmega328, Relay, Lampu .
Control of Home Lamp Using Android Applications Through Bluetooth Communication Based On ATmega Microcontroller 328
Abstract
Limited supply of electricity demands to downsize in its use. One of the things that can be done to save electricity is by the use of home lights as necessary. Operating system on android phone using bluetooth can be used to make application of lamp controller using Arduino Microcontroller ATmega328 and relay as replacement switch. The android app with bluetooth is used as input commands to the ATmega328 Microcontroller circuit through the Bluetooth module connector medium. The ATMega328 microcontroller will respond to inputs with low logic (0V) and high logic (5V) logic outputs through predetermined pins, these pins connected to the Relay module. The module relay is used instead of a switch connected to the lamp.
Keywords: Android Bluetooth App, ATmega328 Microcontroller, Relay, Lamp.
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,atas berkat dan karunia-Nyalah sehingga perakitan dan penulisan Laporan Tugas Akhir dengan judul “Pengendali Lampu Rumah Menggunakan Aplikasi Hp Android Melalui Komunikasi Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega 328”, dapat diselesaikan dengan baik.
Dalam melakukan teori/perancangan praktek penilitian tugas akhir ini, penulis banyak mengucapkan terimakasih kepada:
1. Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc selaku Ketua Program Studi Pendidikan Fisika D3 FMIPA Universitas Sumatera Utara.
3 Drs. Aditia Warman, M.Si selaku Sekretaris Program Studi Pendidikan Fisika D3 FMIPA Universitas Sumatera Utara..
4 Bapak Drs. Kurnia Brahmana,MSi selaku dosen pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga laporan ini dapat diselesaikan dengan baik.
5 Seluruh Dosen/Staf pengajar pada program studi D3 Fisika Instrumentasi.
6 Kedua Orang tua yang sangat saya sayangi dan sangat saya cintai, yang telah memberikan dukungan moril, materil dan memberikan semangat dan doa yang luar biasa dan tak kunjung lelah memberikan motifasi yang luar biasa kepada penulisdan ketiga adik ku yang tercinta Della Anggita Panggabean, Ridho Naldo Panggabean, dan Erlin Sintiani Panggabean yang tidak pernah lelah memberikan semangat dan selalu menjadi motifasi bagi penulis.
7 Untuk bang Edyanto Fernando Situmorang yang selalu ada saat dibutuhkan, selalu membantu dalam berbagai masalah dan tidak pernah lelah memberikan semangat setiap hari. Sahabat-sahabat penulis, Ana Carlina Sirait, Widuri Sitorus, Yuni Aloisa, Putri Diana Sibuea yang telah
memberikan semangat dan bantuan doa dan tenaga dalam menyelesaikan Laporan ini. Seluruh teman-teman Fisika Instrumentasi 2015 yang telah banyak membantu dalam berbagai hal
Dalam perancangan tugas akhir ini masih terdapat hal-hal yang perlu disempurnakan. Tim perancang sangat mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif bagi rakitan tugas akhir ini sehingga menjadi peralatan yang lebih sempurna dan modern bagi dunia sains dan teknologi.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang membantu dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Semoga Tuhan selalu menyertai dan memberkati kita semua.
Medan, 23 Juli 2018 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
Abstrak ... i
Abstract ... ii
Penghargaan ... iii
Daftar Isi... v
Daftar Gambar ... viii
Daftar Tabel ... ix
BAB I Pendahuluan... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... ...2
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II Landasan Teori ... 4
2.1 Android ... 5
2.2 Mikrokontroler ATMega 328 ... 6
2.2.1 Fungsi Pin ATMega 328 ... 7
2.2.2 Fitur Atmega 328 ... 9
2.2.3 Program Mikrokontroler ... 10
2.3 Pengertian IC Regulator 7805 ... 11
2.3.1 Keunggulan Ic Regulator 7085 ... ……11
2.3.2 Kekurangan Ic Regulator 7805 ... 12
2.4 Modul Bluetooth HC-05 ... 13
2.5 Relay ... 14
2.5.1 Jenis-jenis Relay... 14
2.6 Resistor ... 15
2.7 Kapasitor ... 16
2.8 Transistor... 18
2.9 Dioda ... 20
2.9.1 Karakteristik Dioda ... 20
2.9.2 Dioda Penyearah ... 21
2.9.3 Dioda Zener ... 22
2.10.4 Dioda Cahaya (LED : Light Emiting Dioda) ... 22
2.10 Lampu Pijar ... 22
2.11 Arduino ... 23
BAB III Perancangan Dan Pembuatan ... 26
3.1 Diagram Blok Sistem ... 26
3.1.1 Fungsi-fungsi diagram blok ... 26
3.2 Rangkaian Regulator 7805 ... 27
3.3 Rangkaian mikrokontroler atmega328 ... 27
3.4 Rangkaian Power Supply ... 28
3.5 Rangkaian HC 05 ... 29
3.6 Flowchat Sistem ... 30
BAB IV Pengujian Dan Hasil ... 31
4.1 Pengujian rangkaian Regulator 7805 ... 31
4.2 Pengujian rangkaian Mikrokontroler ... 31
4.3 Pengujian HC 05 ... 32
4.4 Pengujian rangkaian Driver relay... 32
4.5 Program Pengujian Rangkaian ... 33
4.6 Pengujian Alat ... 38
4.7 Gambar Alat ... 39
BAB V Penutup... 40
5.1 Kesimpulan ... 40
5.2 Saran ... 40
Daftar Pustaka
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Kaki Ic Atmega238 ... 7
Gambar 2.2. IC Regulator 7085 ... 12
Gambar 2.3. Modul Bluetooth HC-05... 13
Gambar 2.4. Relay dan Isinya ... 14
Gambar 2.5. Modul Relay ... 15
Gambar 2.6. Resistor ... 16
Gambar 2.7. Kapasitor ... 17
Gambar 2.8. Transistor ... 20
Gambar 2.9. Bentuk Dioda... 21
Gambar 2.10. IDE Arduino ... 23
Gambar 2.11. Jenis Perangkat Keras Arduino ... 24
Gambar 2.12. Beberapa Perangkat Keras Arduino ... 24
Gambar 3.1. Diagram blok system ... 26
Gambar 3.2. Rangkaian Regulator 7805 ... 27
Gambar 3.3. Rangkaian Mikrokontroler atmega328... 28
Gambar 3.4. Rangkaian Schematic Power Supply... 29
Gambar 3.5. Rangkaian receiver ... 29
Gambar 3.6. Flowchar Sistem ... 30
Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler ... 31
Gambar 4.2. Gambar Alat ... 39
DAFTAR TABEL
Tabel 4.2 Tabel Pengujian Data ... 38
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kebutuhan akan sistem pengendalian semakin meningkat dimana perpindahan dan pergerakan manusia semakin luas dan cepat. Manusia selalu berusaha untuk menciptakan segala sesuatu yang dapat mempermudah segala urusan dan aktivitasnya, hal inilah yang mendorong perkembangan teknologi yang telah banyak menghasilkan alat-alat yang dapat mempermudah segala urusan atau kegiatan manusia bahkan juga dapat menggantikan peran manusia dalam suatu fungsi tertentu. Di jaman moderisasi seperti saat ini lampu sudah menjadi kebutuhan penting dalam masyarakat sebagai penerang diberbagai tempat.
Lampu rumah adalah alat yang di butuhkan dalam kehidupan sehari-hari didalam rumah ketika malam hari atau dalam keadaan gelap, dan selain digunakan untuk pembantu penerangan dalam ruangan, lampu juga dapat digunakan menjadi salah satu hiasan dalam suatu ruangan kamar tidur contohnya seperti lampu tidur,.
Selama ini masyarakat dapat mengendalikan lampu rumah menggunakan saklar yang melalui kabel, kemudian ada juga yang menggunakan remote control yang berbasis Infra Red, dan sekarang akan dibuat pengendalian lampu rumah menggunakan hp android melalui Bluetooth.
Aplikasi ini dapat menjadi sebuah alternatif pengontrolan dan monitoring Lampu dimana alat kontrol lama berupa stop kontak yang terhubung dengan kabel dan tidak dapat memonitoring keadaan lampu nyala atau mati, hal ini akan digantikan dengan memanfaatkan bluetooth yang ada pada ponsel berbasis Android, sehingga dapat mengontrol lampu. Karena pada jaman seperti saat ini hp android menjadi kebutuhan penting dalam masyarakat, dimana masyarakat saat ini selalu membawa hp kemana-mana, bahkan saat mau tidur pun selalu membawa hp. Dengan adanya pengendali menggunakan hp android ini akan mempermudah seseorang untuk mengendalikan lampu rumahnya sesuai dengan yang dibutuhkan. Sistem pengendalian yang dibangun memamfaatkan komunikasi Bluetooth untuk pengiriman instruksi pengendalian ke mikrokontroler atmega
328. Hal ini menjadi latar belakang dalam penulisan tugas akhir yang berjudul
“Pengendali Lampu Rumah Menggunakan Aplikasi Hp Android Melalui Komunikasi Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega 328”.
1.2 Rumusan Masalah
Dalam merancang dan membuat “Pengendali Lampu Rumah Menggunakan Aplikasi Hp Android Melalui Komunikasi Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega 328” Penulis akan membahas dan menganalisa rangkaian tersebut secara blok per blok. Komponen yang digunakan dalam peranangan akan dibahas fungsinya secara umum dan karakteristik tidak di bahas.
Perencanaan dan analisa rangkaian, di jelaskan secara blok per blok. Tidak di bahas bagaimana cara pembuatan program dan hasilnya hanya sekilas tentang bagaimana program tersebut bekerja.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah
1. Pembuatan perangkat keras system otomatisasi pensaklaran lampu yang terhubung dengan aplikasi android, menggunakan mikrokontroler atmega 328 sebagai masukan pengendali untuk sistem otomatisasi pensaklaran lampu yang terhubung dengan aplikasi android melalui relay.
2. Penulis ingin menjelaskan tentang penggunaan aplikasi android sebagai kendali otomatis lampu menggunakan mikrokontroler atmega 328.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah perancangan ini sebagai berikut:
1. Jarak untuk mengontrol lampu menggunakan aplikasi android 10 meter tanpa ada halangan.
2. Menggunalan 3 lampu pijar sebagai output.
1.5 Sistem Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan penulisan laporan ini, penulis membuat susunan bab-bab yang membentuk laporan ini dalam sistematika dengan urutan sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulis, rumusan masalah, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Dalam bab ini di jelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian serta karakteristik dari komponen- komponen pendukung.
BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Dalam bab ini akan di bahas peranangan dari alat, yaitu blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alis dari program yang di isikan ke mikrokontroler atmega 328.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan di bahas pengujian rangkaian dan hasil pengujian dari masing-masing pada rangkaian.
BAB V : PENUTUP
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dan pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan peraktikannya pada suatu metode lain yang mempunyai system kerja yang sama.
BAB II
LANDASAN TEORI
Pada penelitian milik Inayati Nur S, R. Eko W. Fahad, Aryo D, Nurwendo, Suyatno, Didiek Basuki R, dan Yoyok Cahyono pada tahun 2011. Yang berjudul
“Analisis dan Perancangan Kontrol Pencahayaan dalam Ruangan”. Sistem yang dirancang mampu mengidentifikasi kuat penerangan dalam ruang serta mempelajari pengaruh posisi sensor terhadap pembacaan iluminasi ruang. Penelitian dilakukan di ruang simulasi dengan ukuran panjang 3,5 m, lebar 3,46 m dan tinggi 2,76 m. Dengan penerangan oleh sumber cahaya alami (sinar matahari) disimulasikan menggunakan jenis lampu halogen dan sensor cahaya (LDR) yang dipasang pada masing-masing dinding.Sistem kontrol yang dirancang disesuaikan dalam beberapa kondisi ruang (terang, agak terang, remang-remang, redup dan gelap) dengan memadukan sumber cahaya alami (lampu halogen) dan buatan (lampu TL). Sistem kontrol yang dirancang disesuaikan dalam beberapa kondisi ruang (terang, agak terang, remang-remang, redup dan gelap) dengan memadukan sumber cahaya alami (lampu halogen) dan buatan (lampu TL).
Lalu pada penelitian milik Guntur Pradnya Pratama pada tahun 2011.
Yang berjudul ”Perancangan Dimer Lampu secara Otomatis Berbasis Mikrokontroler Pada Penerangan Dalam Ruangan”. Peneliti membuat perancangan model penerangan dengan menggunakan dimmer otomatis berbasis mikrokontroler ATMega8, sebuah sensor PIR (Passive Infrared Receiver), dan sebuah sensor LDR (Light Dependent Resistor). Prinsip kerja sensor PIR mendeteksi adanya gerak dari seseorang yang menghasilkan perubahan suhu tubuh, sedangkan sensor LDR berfungsi untuk mengatur perubahan intensitas cahaya. Berdasarkan perancangan alat ini didapatkan hasil dalam suatu ruang dengan ukuran (2,5x2,5)m sebelum menggunakan dimmer besarnya intensitas penerangan 0 – 350 lux. Untuk memenuhi standar nasional penerangan sebuah ruang kamar yang berukuran (2,5x2,5)m sebesar 100 – 250 lux, sedangkan dalam penelitian ini telah mampu menghasilkan intensitas penerangan 135 - 180 lux.
Lalu pada penelitian terakhir milik Herdian Ardianto dan Heri Justiono pada tahun 2013, yang berjudul “Perancangan Sistem Pencahayaan Untuk
Penghematan Energi Listrik di Ruang Kelas” Metode yang digunakan adalah menginputkan semua komponen-komponen yang terdapat pada ruang kelas ke software DIALux, sehingga sistem pencahayaannya dapat dirancang.
Pencahayaan merupakan salah satu faktor untuk mendapatkan keadaan lingkungan yang aman dan nyaman. Dalam sistem pencahayaan dibutuhkan cahaya alami dan cahaya buatan. Pada penelitian ini yang dibutuhkan adalah cahaya buatan. Cahaya buatan adalah cahaya yang berasal dari hasil karya manusia contohnya lampu. Lampu yang digunakan sebanyak 2 lampu, yakni Philips BPS460 W16L124 1 dan LED 24/830 MLO-PC, jika menggunakan lampu tersebut pada siang hari dibutuhkan 13 lampu dan pada malam hari dibutuhkan 14 lampu. Jika menggunakan lampu Philips SP524P 2 dan LED 15S/830 pada siang hari dibutuhkan 9 lampu dan pada malam hari dibutuhkan 10 lampu sehingga dapat disimpulkan bahwa hasil simulasi pada software DIALux sudah sesuai dengan tabel standar penerangan ruangan. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil distribusi cahaya adalah penempatan lampu, pemantulan, jumlah lampu yang digunakan, daya lampu, panjang penggantung lampu dan ukuran ruangan.
2.1 Android
Android adalah Android (sistem operasi) Android Merupakan sebuah sistem operasi yang berbasis Linux untuk telepon seluler seperti telepon pintar dan komputer tablet. Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan oleh bermacam peranti bergerak. pendatang baru yang membuat peranti lunak untuk ponsel. Kemudian untuk mengembangkan Android, dibentuklah Open Handset Alliance, konsorsium dari 34 perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan telekomunikasi, termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile, dan Nvidia. Pada saat perilisan perdana Android, 5 November 2007, Android bersama Open Handset Alliance menyatakan mendukung pengembangan standar terbuka pada perangkat seluler. Di lain pihak, Google merilis kode–kode Android di bawah lisensi Apache, sebuah lisensi perangkat lunak dan standar terbuka perangkat seluler.
Di dunia ini terdapat dua jenis distributor sistem operasi Android. Pertama yang mendapat dukungan penuh dari Google atau Google Mail Services (GMS) dan kedua adalah yang benar–benar bebas distribusinya tanpa dukungan langsung Google atau dikenal sebagai Open Handset Distribution (OHD).
Awal Perkembangan Android Sekitar September 2007 sebuah studio melaporkan bahwa Google mengjulan hak paten aplikasi telepon seluler akhirnya Google mengenalkan Nexus One, salah satu jenis telepon pintar muncul yang menggunakan Android pada sistem operasinya. Sejak Android dirilis telah dilakukan berbagai pembaharuan berupa perbaikan bug (celah atau kelemahan) dan penambahan fitur-fitur baru. Telepon seluler atau HP pertama yang memakai sistem operasi Android adalah HTC Dream, yang dirilis pada tanggal 22 Oktober 2008. pada penghujung tahun 2009 diperkirakan di dunia ini paling sedikit terdaapat 18 jenis telepon seluler yang menggunaka Android.
2.2 Mikrokontroler Atmega328
Mikrokontroler merupakan chip mikrokomputernyang secara fisik berupa IC ( Integrated Circuit). Mikrokontroler biasanya digunakan dalam sistem yang kecil, murah dan tidak membutuhkan perhitungan yang sangat kompleks seperti dalam aplikasi di PC. Mikrokontroler biasanya digunakan atau banyak ditemukan dalam peralatan seperti microwave, oven, keyboard, CD player, VCR, remote contrl, robot, dll. Mikrokontroler berisikan bagian bagian utama yaitu CPU, RAM, ROM, dan port I/O. Selain beberapa bagian utama tersebut terdapat beberapa perangkat keras yang dapat digunakan untuk banyak keperluan seperti melakukan pencacahan, melakukan komunikasi serial, melakukan interupsi, dll.
Mikrokontroler tertentu bahkan menyertakan ADC ( Analog to digital Converter), USB Cintroller, CAN ( Controller Area Network) dll. Mikrokontroler bekerja berdasarkan program( perangkat lunak ) yang ditanamkan di dalamnya dan program tersebut dibuat sesuai dengan aplikasi yang diinginkan. Aplikasi mikrokontroller normalnya terkait pembacaan data dari luar dan atau pengontrolan peralatan diluarnya. Contoh aplikasi yang sangat sederhana adalah melakukan pengendalian untuk menyalakan dan mematikan LED yang terhubung ke kaki mikrokontroler.
ATMega328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit. Beberapa tipe mikrokontroler yang sama dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega32, ATmega328, yang membedakan antara mikrokontroler antara lain adalah, ukuran memori, banyaknya GPIO (pin input/output), peripherial (USART, timer, counter, dll). Dari segi ukuran fisik, ATMega328 memiliki ukuran fisik lebih kecil dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler diatas. Namun untuk segi memori dan periperial lainnya ATMega328 tidak kalah dengan yang lainnya karena ukuran memori dan periperialnya relatif sama dengan ATMega8535, ATMega32, hanya saja jumlah GPIO lebih sedikit dibandingkan mikrokontroler diatas.
2.2.1 Fungsi Pin ATMega328
Pin out IC mikrokontroler ATMega8 yang berpackage DIP dapat dilihat di bawah ini.
Gambar 2.1 Kaki Ic Atmega328
ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya.
1. PORTB
Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.
Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.
a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.
b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).
c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.
d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).
e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.
f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama
mikrokontroler.
2. PORTC
Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.
a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.
ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital
b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC.
I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.
3. PORTD
Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware / software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.
d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0.
e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
2.2.2 Fitur Atmega 328
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:
1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width
Modulation) output.
4. 32 x 8-bit register serba guna.
5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang
menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu
siklus clock.
2.2.3 Program Mikrokontroler
Program yang ditanamkan pada mikrokontroler merupakan instruksi instruksi dalam bentuk kode-kode yang dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman tertentu. Program ini biasanya dibuat di komputer sampai dihasilkan kode programnya dan selanjutnya dituliskan ke mikrokontroler menggunakan bantuan perangkat keras pemrogram sesuai dengan jenis mikrokontroler yang digunakan.
Program mikrokontroler bahkan dapat ditempatkan di luar IC mikrokontroler itu sendiri, contohnya di IC EPROM dan ini biasanya dilakukan bila tempat menampung program, di dalam IC mikrokontroler tersebut masih dirasa tidak mencukupi. Pemrograman mikrkontroler dapat dilakukan dengan menggunakan bahasa tingkat rendah (Assembly) atau pun bahasa tingkat tinggi ( Nasic, pascal, C dan lainnya). Bahasa tingkat rendah dan tingkat tinggi mempunyai kelebihan serta kekurangannya masing-masing. Kode kode indstruksi yang merupakan program di IC mikrokontroler diletakkan di suatu lokasi yang dinamakan memori program. Seperti memori pada umumnya, memori ini bisa dibayangkan sebagai kotak-kotak lokasi penyimpanan data bilangan biner dengan masing-masing kotak yang diberi alamat sendiri-sendiri dan urut mulai alamat 0, alamat 2, alamat 2, dst sampai alamat teratas bergantung pada besar nya ruang memori tersebut. Tugas
mikrokontroler terkait dengan program yang telah ditanamkan didalamnya adalah melakukan pembacaan, penerjemahan dan pelaksanaan kode instruksi demi instruksi. Saat mikrokontroler yang berisi program diberi catudaya, mikrokontroler pertama kali akan membaca kode instruksi awal dari memori program. Program mikrokontroler merupakan program yang dibuat untuk tidak pernah berhenti, selama catu daya diberikan pada mikrokontroler. Jadi dalam program mikrokontroler selalu ada proses loopoing yang akan terjadi secara terus menerus.
2.3 Pengertian IC Regulator 7805
IC Regulator adalah IC yang digunakan untuk mengatur tegangan di rangkaian elektronika. Rangkaian voltage regulator ini banyak ditemukan dirangkaian adaptor yang bertugas untuk memberikan tegangan DC, rangkaian voltage regulator (pengatur tegangan) Merupakan suatu keharusan IC jenis ini memiliki desain, konstruksi, dan cara kerja yang berbeda dengan IC Linear Regulator. Switching Voltage Regulator memiliki efisiensi pemakaian energi yang lebih baik jika dibandingkan dengan IC Linear regulator. Ini dikarenakan kemampuan yang dapat mengalihkan penyediaan energi listrik ke medan magnet yang memang difungsikan sebagai penyimpan energi listrik, oleh itu untuk merangkai pengatur tegangan dengan sistem Switching Voltage Regulator harus ditambahkan komponen induktor uang berfungsi sebagai elemen penyimpan energi listrikagar tengangan yang diberikan kepada rangkaian lainnya stabil dan bebas dari fluktuasi.Regulator ini menghasilkan tegangan output stabil 5 Volt dengan syarat tegangan input yang diberikan minimal 7-8 Volt (lebih besar dari tegangan output) sedangkan batas maksimal tegangan input yang diperbolehkan dapat dilihat pada datasheet IC 7805 karena jika tidak maka tegangan output yang dihasilkan tidak akan stabil atau kurang dari 5 Volt. IC Regulator tegangan berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. IC regulator tegangan secara garis besar dapat dibagi menjadi dua, yakni regulator tegangan tetap (3 kaki) dan regulator tegangan yang dapat diatur (3 kaki dan banyak kaki).
Kaki di sini menyatakan terminal IC. IC regulator tegangan tetap (3 kaki) yang
sekarang ini populer adalah seri 78 untuk tegangan positif dan seri 79 untuk tegangan negatif. Untuk mempertahankan atau memastikan tegangan pada level tertentu secara otomatis.
Keunggulan dan Kekurangan ic Regulator 7085.
Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain, seri 7805 ini mempunyai keunggulan dan kekurangan di antaranya:
2.3.1 Keunggulan Ic Regulator 7805
1. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan komponen elektronik tambahan.
2. Aplikasi mudah dan hemat ruang
3. Memiliki proteksi terhadap overload (beban lebih), overheat (panas lebih), dan hubungsingkat
4. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 7805 tidak hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya.
2.3.2 Kekurangan Ic Regulator 7805
1. Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 Volt dari tegangan output sehingga IC 7805 kurang tepat jika digunakan untuk menstabilkan tegangan battery 6 Volt menjadi 5 Volt.
2. Seperti halnya regulator linier lain, arus input sama dengan arus output.
Karena tegangan input harus lebih tinggi dari tegangan output maka akan terjadi terjadi panas pada IC regulator 7805 sehingga diperlukan heatsink (pendingin) yang cukup.
Gambar 2.2 IC Regulator 7085
2.4 Modul Bluetooth HC-05
Bluetooth adalah protokol komunikasi wireless yang bekerja pada frekuensi radio 2.4 GHz untuk pertukaran data pada perangkat bergerak seperti PDA, laptop, HP, dan lain-lain. Salah satu hasil contoh modul Bluetooth yang paling banyak digunakan adalah tipe HC-05. modul Bluetooth HC-05 merupakan salah satu modul Bluetooth yang dapat ditemukan dipasaran dengan harga yang relatif murah. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain. Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan. Dalam penggunaannya, HC- 05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :
1. Komunikasi harus antara master dan slave.
2. Password harus benar (saat melakukan pairing).
Modul Bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin konektor memiliki fungsi yang berbeda - beda. Untuk gambar module bluetooth dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini:
Gambar 2.3 Modul Bluetooth HC-05
2.5 Relay
Relay adalah suatu komponen yang digunakan sebagai saklar penghubung atau pemutus untuk arus beban yang cukup besar, dikontrol oleh sinyal listrik dengan arus yang kecil. Dengan menggunakan relay, kabel yang menuju saklar tidak perlu kabel yang tebal, sebab arus yang terhubung ke saklar sangat kecil3.
Relay adalah saklar elektronik yang didasarkan atas elektrik dan mekanik. Kontrol elektrik diterapkan untuk mendapatkan gerakan mekanik. Sebagai elektrik adalah komponen yang dikendalikan oleh arus. Pada dasarnya, relay terdiri dari lilitan kawat pada suatu inti besi lunak berubah dari magnet yang menarik atau menolak suatu pegas sehingga kontak pun menutup atau membuka. Berikut merupakan gambar relay dan isinya dapat dilihat pada gambar 2.10 dibawah ini:
Gambar 2.4 Relay dan Isinya 2.5.1 Jenis-jenis relay
1. Relay SPST (Single Pole SingleThrough)
Relay dengan satu induk saklar dengan satu saluran kontak (normally closed).
2. Relay SPDT (Single Pole Double Through)
Merupakan relay yang mempunyai satu induk saklar untuk menghubungkan dua saluran kontak (normally closed dan normally open) yang dihubung bergantian.
3. Relay DPST (Double Pole SingleThrough)
Sama seperti SPST tetapi mempunyai dua buah saklar terpisah yang bekerjanya serentak/bersamaan dan satu saluran kontak (normally closed) untuk tiap saklar.
4) Relay DPDT (Double Pole Double Through)
Sama seperti SPDT tetapi mempunyai dua buah saklar terpisah yang bekerja serentak dan dua saluran kontak (normally closed dan normally open) untuk tiap saklar.
Modul relay yang digunakan dapat dilihat pada gambar 2.11 dibawah ini:
Gambar 2.5 Modul Relay
Relay ini dapat digunakan sebagai switch untuk menjalankan berbagai peralatan elektronik. Kendali ON / OFF switch (relay), sepenuhnya ditentukan oleh nilai output sensor, yang setelah diproses Microcontroller akan menghasilkan perintah kepada relay untuk melakukan fungsi ON / OFF.
2.6 Resistor
Resistor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor aksial biasanya menggunakan pola pita warna untuk menunjukkan resistansi. Resistor pasang- permukaan ditandas secara numerik jika cukup besar untuk dapat ditandai, biasanya resistor ukuran kecil yang sekarang digunakan terlalu kecil untuk dapat ditandai. Kemasan biasanya cokelat muda, cokelat, biru, atau hijau, walaupun begitu warna lain juga mungkin, seperti merah tua atau abu-abu. Resistor adalah komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatsai arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu: Fixed resistor dan Variable resistor dan umunya terbuat dari karbon film aatau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material lain. Pada dasarnya semua bahan memiliki semua sifat resistif, namun beberapa bahan tembaga perak emas bahan metal umunya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan-bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan
dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran electron dan disebut sebagai insulator.
Gambar 2.6 Resistor 2.7 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umunya dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas, dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya pada saat yang sama muatan-muatan negative terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negative dan sebaliknya muatan negative tidak biasa menuju ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif.
Muatan-muatan elektrik initersimpan selama tidak ada konduktif ujung-ujung kakinya.Dialam bebas fenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan- muatan positif dan negative diawan. Kondensator identik mempunyai dua kaki dan dua kutub, yaitu kutub positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung. Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap Negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutnyakanya.
Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator lebih
sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya pada ilmu elektronika disingkat dengan (C). Satuan dalam kondensator disebut farad. Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yangs sering dipakai didalam merancang suatu system yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, filter, dan penyimpanan energy listrik. Didalamnya terdapat dua pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan digunakan sebagai insulator disebut dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC, maka energy listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap-tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini jenis-jenis kapasitor yang digunakan dalam perancangan ini.
Gambar 2.7 Kapasitor 2.8 Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung switching, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umunya transistor memiliki tiga terminal. Tegangan atau arus yang dipasang diterminalnya mengatur arus yang lebih besar melalui 2 terminal lainya.
Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern.
Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier (penguat).
Rangkaian analog melingkupi penegras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen
lainnya. Transistor adalah komponen elektronika
yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitter,basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah diode.
Dioda yang satu dengan yang lain saling digabungkan dengan menyambung salah satu sisi diode senama. Dengan cara penggabungan seperti itu dapat diperoleh dua buah diode sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan mentah digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silicon dan germanium.
Oleh karena itu dikatakan:
1. Transistor germanium PNP 2. Transistor silicon NPN 3. Transistor silicon PNP 4. Transistor germanium NPN
Didalam pemakaianya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor. Dari banyak tipe- tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor bipolar junction transistor (BJT) dan field effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan yaitu electron dan lubang untuk membawa arus listrik. Dalam BJT arus listrik utama harus melewati satu daerah atau lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (electron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone dikedua sisinya ( dibandingnya dengan transistor bipolar dimana
daerah basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah pembatas ini dapat berubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut.
Secara umum transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori, yaitu:
materi semikonduktor, Germaniu,Silikon, Gallium Arsenide.
1. Kemasan fisik: Though Hole Metal, Though Hole Pasic, Surface Mount, IC, dan lain-lain.
2. Tipe: UJT, BJT, JFET, MOSFET, IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC.
3. Polaritas : NPN atau N-Channel, PNP atau P-channel
4. Maximum kapasitas daya : Low Power, Medium Power, High Power 5. Maksimum frekwensi kerja : low, medium, atau high frequency, RF
transistor, Microwave, dan lain-lain.
6. Aplikasi : Amplifier, Saklar, General purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emitter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emitter (Vce)=0 Volt pada keadaan, tetapi pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataanya Vce bernilai 0 sampai 0,3 volt.
Gambar 2.8 Transistor 2.9 Dioda
Dioda adalah salah satu bahan yang dibuat dari bahan yang disebut PN junction yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif dan bahan negative. Apabila kedua bahan tesebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut diode. P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan N type akan membentuk Katoda. Pada diode, arus listrik hanya akan dapat mengalir dari anoda ke kutub katoda.
2.9.1 Karakteristik Dioda
Dioda adalah suatu bahan semikonduktor (silikon) dan didesain sedemikian rupa sehingga mampu menghasilkan arus pada satu arah. Sifat umum diode adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah saja. Oleh karena itu bila pemasangan diode tidak akan dapat menghantarkan arus listrik.
Prinsip ini biasanya digunakan sebagai pengaman alat elektronika yaitu untuk menunjukkan benar atau salah penyambungan catu daya. Dioda memiliki dua elektroda (kaki), yaitu anoda dan katoda. Kaki-kaki ini tidak boleh terbalik dalam pemasanganya. Kaki katoda biasanya dekat dengan tanda cincin sedangkan kaki
yang jauh tanda cincin berarti kaki anoda. Jika P (anoda) diberi tegangan positif dan N (katoda) diberi tegangan negative maka pemberian tegangan ini disebut bias maju (biased forward). Sebaliknya, bila diberi tegangan yang terbalik yaitu P (anoda) diberi tegangan negative dan N (katoda) diberi tegangan positif maka pemberian tegangan ini disebut bias mundur (biased reverse). Pada keadaan ini, arus yang mengalir dalam diode sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Pada saat diberi biases forward, diode dapat dialiri arus dengan resistansi yang cukup kecil, yang dikenal dengan nama resistansi maju (forward). Sebaliknya, jika diode diberi biased reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang amat besar dan disebut resistance reverse. Dioda dapat dianggap suatu Voltage Sensitive Electronic Switch, dimana diode akan menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih positif dari katoda dan diode akan terbuka jika sebaliknya. Macam-macam diode yang harus diketahui adalah:
1. Dioda Penyearah (RectifierJ) 2. Dioda Zener
3. Dioda Cahaya (LED-Light Emiting Dioda) 2.9.2 Dioda Penyearah (Rectifier)
Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada rangkaian radio sebagai detector, dan lain-lain. Prinsip kerja dari diode penyearah adalah sebagai berikut.
Gambar 2.9 Bentuk Dioda
Arus AC yang mendorong electron keatas melalui resistor, saat melewati diode hanya setengah periode positif dari tegangan input yang akan memberikan bias forward pada diode, sehingga diode akan menghantarkan selama setengah periode positif. Tetapi untuk setengah peride negative, diode bias reverse terjadilah penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat mengalir. Dengan demikian, arus AC telah diserahkan oleh diode ini menjadi arus yang searah (DC).
2.9.3 Dioda Zener
Dioda zener merupakan diode yang banyak sekali digunakan oleh diode penyearah.
2.9.4 Dioda Cahaya (LED: Light Emiting Dioda)
LED merupakan salah satu jenis diode yang mengubah energy perpindahan electron-elektron yang jatu dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya. Berwarna warni cahaya yang dipancarkan ini, dikarenakan jenis bahan yang digunakan berbeda-beda. Bahan-bahannya antara lain gallium, arsen, dan fosfor. Penggunaan LED biasanya berhubungan dengan segala hal yang dilihat oleh manusia, seperti untuk mesin penghitung, jam digital, dan lain-lain.
2.10 Lampu Pijar
Lampu adalah sebuah peranti yang memproduksi cahaya. Kata "lampu"
dapat juga berarti bola lampu. Lampu pertama kali ditemukan oleh Sir Joseph William Swan. Lampu adalah sebuah benda yang berfungsi sebagai penerang, lampu memiliki bentuk seperti botol dengan ronga yang beisi kawat kecil yang akan menyalah apabila disambungkan ke aliran listrik.
Awal hadirnya lampu dari seorang ilmuan yang dianggap bodoh walau dianggap bodoh dan sering gagal tapi orang ini tidak menyerah dalam eksperimen menciptakan lampu setelah bertahun-tahun lamanya sang ilmuwan pun menciptakan bola lampu.
2.11 Arduino
Arduino merupakan prototyping platform yang bersifat open source menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak yang mudah digunakan.
Hardware dan software arduino di desain agar mudah digunakan oleh pemula yang tidak memiliki pengalaman programming dan pengetahuan tentang elektronika. Hardware arduino hanya berupa papan pengembangan yang berisi mikrokontroler AVR buatan Atmel. Software arduino terdiri dari bahasa pemrograman dan Integrated development Environment ( IDE) yang gratis untuk didownload dan digunakan. IDE ini memungkinkan kita untuk menulis, mengedit program dan mengkonversikanya menjadi kode-kode instruksi untuk selanjutnya diprogramkan di papan Arduinno. Berikut ini adalah beberapa kelebihan Arduino :
IDE Arduinobersifat multi-platform ( bisa dijalankan di windows, macntosh dan linux) dan mudah digunakan.
Papan Arduino dapat diprogram menggunakan kabel USB bukan melalui port serial
Hardware dan softwarenya bersifat opernsorcese hingga kita bisa menggunakan skema rangkaiannya dan membuat sendiri papan Arduino tanpa membayar kepada penciptanya.
Gambar 2.10 IDE Arduino
Terdapat banyak pilihan perangkat keras Arduino yang bisa berupa board, modul, shield maupun kit. Gambar 2.3 memperlihatkan jenis perangkat keras Arduino yang ditawarkan saat ini. Perangkat keras tersebut terbagi ke dalam kategori level pemula sampai ekspert.
Gambar 2.11 Jenis Perangkat keras Arduino
Bila kita sebagai pemula ingin mempelajari Arduino, maka kita dapat memlihi papan Arduino Uno sebagai sarana eksperimen. Arduino Uno merupakan mikrokontroler ATMega 328P. Board ini memiliki 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai masukan ataupun keluaran serta 6 masukan analog. Di board ini tersedia koneksi USB, jack untuk sumber tegangan dan header ICSP. Untuk menggunakannya, kita tinggal menghubungkan board tersebut ke komputer melalui kabel USB, menjalankan IDF, Arduino dan mulai bereksperimen.
Gambar 2.12 Beberapa perangkat keras Arduino
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1. Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Diagram blok system
3.1.1. Fungsi-fungsi diagram blok
1. Blok HC 05 sebagai Penerima data dari android
2. Blok Hp Android sebagai pengirim instruksi ke mikrokontroler 3. Blok Arus PLN sebagai sumber tegangan.
4. Blok driver sebagai pemisah tegangan dc dengan tegangan ac/ sebagai saklar lampu.
5. Blok lampu sebagai indicator output dari android.
ANDROID HC 05
ATMEGA 8 POWER SUPPLY
DRIVER RELAY DRIVER
RELAY DRIVER
RELAY
LAMPU LAMPU
LAMPU
3.2. Rangkaian Regulator 7805
Gambar 3.2 Rangkaian regulator 7805
Mikrokontroler, sensor dan komponen komponen elektonika, kebanyakan menggunakan tegangan 5v untuk menstabilkan tegangan dapat menggunakan ICLM7805, yang berfungsi sebagai penstabil tegangan, dan mempertahankan output tetap 5 volt.
3.3. Rangkaian mikrokontroler atmega328
Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroller jenis ATmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
a. Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock.
b. Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.
c. Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset.
d. Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu
1. PortC.0 digunakan sebagai Penerima data dari remote (receiver)
2. PortA.1, PortB.1 -PortB.4 digunakan sebagai data input basis transistor pada driver relay.
Skema rangkaian sistem minimum mikrokontroller dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3.3 Rangkaian mikrokontroler ATMega328
3.4 Rangkaian Power Supply
Pada pembuatan tugas akhir ini menggunakan power supply penyearahgelombang penuh dengan komponen utama yang digunakan yaitu dioda bridge 2 Ampere, 2 kapasitor 4700 uF/ 25 Volt, IC Regulator 7805, 7812 dan beberapa komponen tambahan lainnya. Secara keseluruhan rangkaian power supply tersebut diperlihatkan oleh gambar 18 berikut:
Gambar 3.4 Rangkaian Schematic Power Supply
3.5 Rangkaian HC 05
Gambar 3.5 Rangkaian receiver
Penerima data dari android pada system ini menggunakan Bluetooth yang dapat tehubung langsung dengan menggunakan modul HC 05/ HC 06. Jangkauan maksimum 10 sampai 20 meter.
3.6 Flowchart
Start
inisialisasi
Terima data dari Android
Data android
Hidup atau mematikan lampu
Selesai ya tidak
3.6 Flowchart Sistem
BAB IV
PENGUJIAN DAN HASIL
4.1. Pengujian rangkaian Regulator 7805
Regulator ini menghasilkan tegangan output stabil 5 Volt dengan syarat tegangan input yang diberikan minimal 7-8 Volt (lebih besar dari tegangan output) sedangkan batas maksimal tegangan input yang diperbolehkan dapat dilihat pada datasheet IC 78XX karena jika tidak maka tegangan output yang dihasilkan tidak akan stabil atau kurang dari 5 Volt.
4.2. Pengujian rangkaian Mikrokontroler
Pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu Atmega8.
Gambar 4.1. Informasi signature mikrokontroler
Atmega328 menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.
4.3. Pengujian HC 05
HC 05 adalah sebuah modul SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversikan port serial ke bluetooth. Komunikasi modul HC-05 yang digunakan dengan pengiriman serial RXD dan TXD, langsung dihubungkan ke mikrokontroler atmega328 yaitu pada PORTD. 0 dan PORTD. 1, pada port tesebut sudah tersedia pengiriman serial dan sudah ada librarynya user tinggal menggunakannya saja. Pengujian rangkian.
Bluetooth ini dengan menggunakan Bluetooth terminal pada android, dibawah ini adalah data yang dikirim dari android kemudian di terimaoleh mikrokontroler. HC 05 menggunakan modulasi Bluetooth V2.0 +EDR (Enchanced Data Rare) 3Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2.4 GHz.
4.4. Pengujian rangkaian Driver relay
Pengoperasian relay dengan mikrokontroler ATMega328 dilakukan dengan menghubungkan kabel relay pada tegangan 12V, pin GND dan pin data pada arduino uno. Dan kabel OUTPUT dihubungkan pada CDI sepeda motor untuk mengontrol arus yang masuk pada CDI sepeda motor. Untuk mengetahui apakah relay tersebut bekerja dengan baik yaitu dengan cara menghubungkan semua kabel dan memberi program pada arduino uno untuk memerintah relay bekerja. Apabila relay tersebut mengeluarkan bunyi, maka relay tersebut bekerja dengan baik. Untuk pengujian relay yaitu diberikan tegangan pada kaki basis di transistor, maka transistor BC547 akanaktif (saturasi) . Hal ini menyebabkan kumparan pada relay dialiri arus listrik.
Dengan demikian, kontak relay akan terhubung. Dioda berfungsi sebagai komponen pengaman transistor arusbalik yang mungkin timbul akibat dari aktifnya kumparan relay. maka transistor dalam keadaan tidak aktif.
4.5 Pengujiaan Rangkaian
Pengujian dilakukan bertujuan untuk mengetahui kinerja dan kemampuan dari perangkat yang dibangun. Pengujian dilakukan pada masing-masingsubsistem dari perangkat, sehingga dapat dianalisa dan di simpulkan apakah perangkat telah berjalan sesuai yang diharapkan.
#include <LiquidCrystal.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#define LED 13
SoftwareSerial mySerial(0, 1); // RX, TX
#define LP1 A2
#define LP2 A3
#define LP3 5
char myBuffer[16] = ""; // width of LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 9, 10, 8, 7);
int sts;
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
lcd.begin(16, 2);
pinMode(LED, OUTPUT);
pinMode(LP1, OUTPUT);
pinMode(LP2, OUTPUT);
pinMode(LP3, OUTPUT);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Lampu Bluetooth");
mySerial.begin(9600);
delay(1000);
sts = 0;
}
void loop() { sts = 0;
if (mySerial.available()) {
sts = mySerial.read();
if ((sts != 0) and (sts > 13)) {
snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer), "Satus %02d %c",(int) sts, sts);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(myBuffer);
digitalWrite(LED, HIGH);
if ((int)sts == 49) {
digitalWrite(LP1, HIGH);
mySerial.write("Lampu 1 hidup");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if ((int)sts == 50) {
digitalWrite(LP2, HIGH);
mySerial.write("Lampu 2 hidup");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if ((int)sts == 51) {
digitalWrite(LP3, HIGH);
mySerial.write("Lampu 3 hidup");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if (((int)sts == 65) | ((int)sts == 97)) {
digitalWrite(LP1, LOW);
mySerial.write("Lampu 1 mati ");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if (((int)sts == 66) | ((int)sts == 98)) {
digitalWrite(LP2, LOW);
mySerial.write("Lampu 2 mati ");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if (((int)sts == 67) | ((int)sts == 99)) {
digitalWrite(LP3, LOW);
mySerial.write("Lampu 3 mati ");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
delay(250);
} else {
digitalWrite(LED, LOW);
delay(500);
} }
}
4.6 Pengujian Alat
Untuk pengujian alat yaitu jika diberikan masukan (Input) I melalui Hp Android menggunakan aplikasi Bluetooth maka keluaran (Output) yang terjadi adalah lampu mati, dan jika diberikan masukan (Input) 0 maka keluaran (Output) yang terjadi adalah lampu mati.
Table 4.1 Pengujian Alat
No Data dikirim dari Bluetooth (Input)
Data diterima oleh lampu (Output)
1 1 Lampu 1 hidup
2 2 Lampu 2 hidup
3 3 Lampu 3 hidup
4 A Lampu 1 mati
5 B Lampu 2 mati
6 C Lampu 3 mati
4.2 Tabel Pengujian Data
4.7 Gambar Alat
4.2 Gambar alat
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis memperoleh kesimpulan antara lain:
1. Untuk kemudahan dalam mematikan dan menghidupkan lampu tanpa harus menekan stop kotak ataupun saklar. Dengan menggunakan bluetooth pada smartphone andoroid ini kita dapat mematikan dan menghidupkan lampu dalam jarak tertentu.
2. Berdasar hasil pengujian yang dilakukan, alat dapat bekerja dengan baik untuk mengendalikan lampu rumah dengan jarak maksimal 10 meter tanpa penghalang.
3. Rangkaian alat terdiri dari Mikrokontroler ATMega328, Modul Bluetooth serta Relay modul sebagai pengganti saklar untuk memutus dan menyambung aliran listrik ke lampu rumah.
5.2. Saran
Dalam pembuatan android pengendali lampu rumah ini masih terdapat kekurangan-kekurangan. Saran yang dapat disampaikan untuk tugas akhir selanjutnya antara lain :
1. Jarak yang dapat dijangkau maksimal hanya 10 meter tanpa penghalang. Peneliti berikutnya dapat mengembangkan dengan media penghubung lainnya agar jarak jangkauan lebih jauh.
2. Pada aplikasi android ini hanya dapat mengirim data berupa 1,2,3 untuk hidup dan a,b,c untuk mati. Peneliti berikutnya dapat mengembangkan aplikasi dengan menambahkan tombol atau menambah menu-menu lainnya agar lebih bervariasi.
DAFTAR PUSTAKA
Dharmawan Hari Arief, 2017. Mikrokontroler Konsep Dasar dan Praktis. Malang : UB Press
Efendi Bachtiar, 2014. Dasar Mikrokontroler Atmega 8535 dengan CAVR.
Yogyakarta : Deepublish publisher
Prof. Dr. Zuhal M.Sc.EE, Ir. Zhanggischan.2004. “Prinsip dasar elektro teknik”. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama
https://dspace.uii.ac.id/bitstream/handle/123456789/3792/05.2%20bab%202.pdf?sequence=8&is Allowed=y
http://ym-try.blogspot.co.id/2014/02/atmega328.html
https://teknikelektronika.com/jenis-ic-voltage-regulator-pengatur-tegangan/
https://splashtronic.wordpress.com/2012/05/13/hc-05-bluetooth-to-serial-module/
LAMPIRAN
#include <LiquidCrystal.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#define LED 13
SoftwareSerial mySerial(0, 1); // RX, TX
#define LP1 A2
#define LP2 A3
#define LP3 5
char myBuffer[16] = ""; // width of LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 9, 10, 8, 7);
int sts;
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
lcd.begin(16, 2);
pinMode(LED, OUTPUT);
pinMode(LP1, OUTPUT);
pinMode(LP2, OUTPUT);
pinMode(LP3, OUTPUT);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Lampu Bluetooth");
mySerial.begin(9600);
delay(1000);
sts = 0;
}
void loop() { sts = 0;
if (mySerial.available()) {
sts = mySerial.read();
if ((sts != 0) and (sts > 13)) {
snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer), "Satus %02d %c",(int) sts, sts);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(myBuffer);
digitalWrite(LED, HIGH);
if ((int)sts == 49) {
digitalWrite(LP1, HIGH);
mySerial.write("Lampu 1 hidup");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if ((int)sts == 50) {
digitalWrite(LP2, HIGH);
mySerial.write("Lampu 2 hidup");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if ((int)sts == 51) {
digitalWrite(LP3, HIGH);
mySerial.write("Lampu 3 hidup");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if (((int)sts == 65) | ((int)sts == 97)) {
digitalWrite(LP1, LOW);
mySerial.write("Lampu 1 mati ");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if (((int)sts == 66) | ((int)sts == 98))
{
digitalWrite(LP2, LOW);
mySerial.write("Lampu 2 mati ");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
if (((int)sts == 67) | ((int)sts == 99)) {
digitalWrite(LP3, LOW);
mySerial.write("Lampu 3 mati ");
mySerial.write(10);
mySerial.write(13);
}
delay(250);
} else {
digitalWrite(LED, LOW);
delay(500);
} }
}
