Pengendalian Pencahayaan Pada Ruang Gambar Memanfaatkan Shift Register 4094 Dan Led Dengan Bahasa C Menggunakan Compiler Codevision

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Heryanto, M.Ary dan Wisnu, Adi.2008.Pemrograman untuk Mikrokontroler

ATMEGA 8535.Yogyakarta: Andi.

Elektur.1996.302 Rangkaian Elektronika.Penerjemahan P.Pratomo dkk.Jakarta:

Percetakan PT Gramedia.

Haryanto. 2005. Pemrogaman Bahasa C Untuk Mikrokontroler ATMega 328.

Jakarta : Penerbit. PT. Elex Media Komputindo.

Malvino, Albert Paul.1990. Prinsip-Prinsip Elektronika. Edisi ketiga. Terj.

Hanapi Gunawan, Jakarta : Penerbit Erlangga.

Suhata.2005.Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika.

(2)

BAB 3

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1Diagram Blok Sistem

(3)

3.1.1 Fungsi – fungsi Diagram Blok

1. Blok Sensor cahaya sebagai pendeteksi besarnya iluminasi di dalam

ruangan.

2. Blok Mikrokontroler 8535 untuk mengkonversi data dari sensor

cahaya ke LCD

3. Blok SR 4094 sebagai register serial to paralel yang berfungsi untuk

mengubah data seri dari mikrokontroler AT88535 menjadi data paralel

dan menggeser data tersebut pada baris berikutnya, untuk

menghidupkan dan mematikan lampu LED pada baris dan kolom

sesuai dengan data yang dikirim oleh mokrokontroler.

4. Blok LCD sebagai inputan tampilan

(4)

3.2 Rangkaian Sensor Cahaya (LDR)

Jenis LDR yang digunakan adalah LDR Cadmium Sulphide

Photoconductive Cell yang memiliki karakteristik nilai hambatannya akan

turun jika terdapat cahaya yang mengenai permukaannya. LDR yang

memiliki hambatan tinggi saat cahaya kurang mengenainya (gelap), dalam

kondisi seperti ini LDR dapat mencapai 2 Mohm. akan tetapi saat LDR

terkena cahaya hambatan LDR akan turun secara drastis hingga mencapai 1,5

ohm. Gambar 3.2 adalah rangkaian dari sensor cahaya LDR.

Gambar 3.2 Rangkaian sensor cahaya

Dari Gambar 3.2 dapat dicari tegangan Output:

=

!"#"$%&'

((_...3.1

Sensor cahaya pada sistem ini digunakan sebagai rangkaian pembagi

tegangan. Tegangan output rangkaian akan dipengaruhi oleh perubahan resistansi

(5)

Gambar 3.3 Grafik hubungan antara resistansi dan iluminasi (Sumber: data sheet LDR)

Dari Gambar 3.3 diketahui bahwa hubungan antara resistansi LDR dan

iluminasi berupa grafik nonlinier.

Sinar yang datang akan terdeteksi oleh LDR dan membuat perubahan

resistansi sesuai dengan besarnya sinar yang datang pada LDR tersebut.

Perubahan resistansi tersebut dijadikan sebagai parameter fisis dalam pengukuran

intensitas cahaya. Resistansi LDR dikonversi menjadi input sinyal analog dan

diproses oleh ADC pada mikrokontroler dalam bentuk data digital yang

ditampilkan pada LCD. Kemudian mikrokontroler akan memproses sinyal-sinyal

yang diperoleh melalui perintah yang telah ditanam didalamnya dan mengontrol

lampu sehingga kuat penerangan cahaya menjadi terkontrol. Intensitas cahaya

ideal sebagai intensitas cahaya referensi dalam rentang 300-400 Lux. Relay dan

Lampu dikontrol berdasarkan intensitas cahaya referensi tersebut, sehingga

intensitas cahaya referensi tersebut menentukan kondisi intensitas cahaya ruang

(6)

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 8535

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 dapat

dilihat pada gambar 3.2 di bawah ini :

Gambar 3.4Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535

ATMega8535 dapat dilihat pada gambar di atas, Pin 12 dan 13

(7)

akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535 dalam

mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan

reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset

mikrokontroler ini.

Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi,

Miso, SCK, Reset, Vcc dan GND dari kaki mikrokontroler dihubungkan

ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP

Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer

melalui port paralel.

Kaki Mosi, Miso, SCK, Reset, Vcc dan GND pada mikrokontroler

terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan

pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemrograman

mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan

merespon.

3.4 Perancangan Rangkaian LCD

Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal

Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena

mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi -

M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output

mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 5

KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil. Gambar 3.4 berikut

(8)

Gambar 3.5 Rangkaian LCD

Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubung ke PB.0... PB.7, yang

merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter,

komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data

secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat

dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535.

3.5 Rangkaian SR 4094

Rangkaian Diagram Logic bagian dalam SR 4094 seperti ditunjukan pada

gambar dibawah ini :

Gambar 3.6 Rangkaian diagram logic SR 4094

IC HEF 4094 adalah sebuah alat pintu gerbang CMOS yang memiliki

kecepatan tinggi dan mempunyai pin yang dapat di hubungkan dengan 4094 dari

(9)

penyimpanan yang digabungkan dengan masing-masing tahap pada strobing data

dari serial input (D) ke buffer parallel output 3 tahap (QP0 ke QP7). Output

parallel harus dihubungkan dengan mengarahkan ke garis alamat bersama. Data

dirubah peralihan waktu berjalan maksimal (CP).

Atau tiap-tiap shift register dipindahkan keregister tempat penyimpanan

ketika input strobe (STR) tinggi. Data register tempat penyimpanan muncul pada

output apabila output memungkinkan sinyal input (OE) tinggi.Dua serial output

(QS1 dan QS2) dapa dipakai pada perbandingan sebuah shift dari alat 4094. Data

dapat dipakai pada QS1 pada tepi waktu yang berjalanmaksimal untuk

memungkinkan operasi kecepatan tinggi dalam sistem perbandingan secara

bertahap yang mana waktu otomatisnya cepat informasi.

3.6 Perancangan Lampu

Gambar 3.7 Perancangan Lampu

Pin yang disambungkan ke LED pada gambar diatas adalah PIN 4, 5, 6, 7,

(10)

LED ke GND. Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan pada gambar atau pun foto

PCB letak komponen berikut ini. Satu papan PCB terdiri dari 8 IC 4094 yang

disambung secara seri, sehingga setiap papan akan tampil sebagai LED matriks

ukuran 8 x 8 LED.

Pada PCB ada 2 jalur GND, hal ini dimaksudkan untuk memudahkan

dalam pemasangan komponen juga untuk mendapatkan hasil yang lebih baik,

yaitu lebih kebal terhadap noise.

Gambar 3.8 LED dan IC 4094 Pada PCB

Gambar PCB dilihat dari sisi bagian tembaga atau bagian bottom copper layer,

jalur yang terhubung dari IC 4094 ke LED dipilih jalur yang paling dekat, dengan

demikian hanya satu saja yang diperlukan. Urutan letak LED menjadi 1, 2, 3, 4, 8,

7, 6, 5, jadi untuk mengembalikan susunan LED dengan urutan yang benar 1, 2,

(11)

Dalam hal ini sudah dibuatkan program konversi dengan nama function

kar_conv(xkar) yang tinggal pakai saja. Pengiriman data secara serial dari

mikrokontroller ke IC 4094 display dilakukan dengan cara parallel to serial shift

register, yaitu dengan menggunakan function shift_out(xkar).

Kedua function tersebut dapat digunakan dengan cara #include

<serialout.h> pada awal program, dengan cara tersebut program yang bersesuaian

(12)

3.7 Flow Chart Sistem

Gambar 3.7 Flow Chart Sistem START

INISIALISASI I/O

MEMPROSES NILAI INTENSITAS CAHAYA

MENGATUR KUAT INTENSITAS CAHAYA LAMPU

MEMBACA NILAI INTENSITAS CAHAYA

TAMPILAN LCD

(13)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Program

Gambar 4.1 Rangkaian Alat Lampu Mati void lampu (unsigned char n)

{

if (n == 1)

{

soe = 0;

shift_out(0x00);

soe = 1;

(14)

Gambar 4.2 Rangkaian Alat 4 Lampu Hidup

if (n == 2)

{

soe = 0;

shift_out(0x00);

shift_out(0x18);

shift_out(0x00);

soe = 1;

(15)

if (n == 3)

{

Page 4

sr

soe = 0;

shift_out(0x00);

shift_out(0x24);

shift_out(0x18);

shift_out(0x24);

shift_out(0x00);

soe = 1;

(16)

Gambar 4.4 Rangkaian Alat 10 Lampu Hidup if (n == 4)

{

soe = 0;

shift_out(0x00);

shift_out(0x34);

shift_out(0x18);

shift_out(0x2c);

shift_out(0x00);

soe = 1;

}

(17)

if (n == 5)

(18)

shift_out(0x00);

soe = 1;

}

Gambar 4.7 Rangkaian Alat Enam Belas Lampu Hidup

if (n == 7)

{

soe = 0;

shift_out(0x00);

shift_out(0x3c);

shift_out(0x38);

shift_out(0x1c);

shift_out(0x3c);

shift_out(0x00);

soe = 1;

(19)

{

soe = 0;

shift_out(0x00);

shift_out(0x3c);

Page 6

sr

shift_out(0x3c);

shift_out(0x00);

soe = 1;

(20)

{

soe = 0;

shift_out(0x00);

shift_out(0x3c);

shift_out(0x7e);

shift_out(0x3c);

shift_out(0x00);

soe = 1;

}

(21)

if (n == 10)

(22)

shift_out(0x7e);

(23)

{

soe = 0;

shift_out(0x18);

shift_out(0x3c);

shift_out(0x7e);

shift_out(0x3c);

shift_out(0x18);

soe = 1;

}

(24)

if (n == 14)

(25)

shift_out(0x7e);

shift_out(0x3c);

soe = 1;

}

if (n == 16)

{

soe = 0;

shift_out(0x3c);

shift_out(0x7e);

shift_out(0xff);

shift_out(0x7e);

(26)

if (n == 17)

(27)

shift_out(0x7e);

soe = 1;

}

(28)

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil perancangan Pengatur Kuat Cahaya

Otomatis Pada Ruang Studio Gambar berbasis mikrokontroler ATmega8535,

dapat diambil beberapa kesimpulan.

1. Dari hasil penelitian jangkauan Intensitas cahaya pada ruang studio

gambar ini adalah 40-160 lux. Intensitas cahaya 0 lux terjadi saat lampu

tidak ada yang Hidup dan intensitas cahaya 160 lux terjadi saat semua

lampu Hidup. Sumber cahaya hanya berasal dari lampu LED yang berada

pada bagian atas miniatur studio gambar.

2. Hasil pengujian sistem pada alat dengan perbandingan antara jumlah

keseluruhan kuat penerangan pada lampu dengan jumlah keseluruhan

lampu yang Hidup adalah 4,20 Lux/led, jadi kuat penerangan setiap led

adalah 4,20 lux yang dideteksi juga dengan kuat penerangan cahaya

sekitarnya.

3. Tampilan setiap nilai variable dari setiap sensor telah mengalami

(29)

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat

ini adalah:

1. Untuk lampu pada studio gambar sebaiknya menggunakan 128 lampu agar

intensitas cahaya lebih terang dan intensitas cahaya ideal dalam rentang 300-400

lux.

2. Penggunaan sensor cahaya lebih dari satu agar dapat mendeteksi cahaya

(30)

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Intensitas Cahaya dan Kuat Penerangan

Intensitas cahaya (I) dengan satuan candela (cd) adalah arus cahaya

dalam lumen yang diemisikan setiap sudut ruang (pada arah tertentu) oleh

sebuah sumber cahaya. Kata candela berasal dari candle (lilin) merupakan satuan

tertua pada teknik penerangan dan diukur berdasarkan intensitas cahaya standar.

Kuat penerangan (E) adalah pernyataan kuantitatif untuk intensitas cahaya (I)

yang menimpa atau sampai pada permukaan bidang. Kuat penerangan disebut

pula tingkat penerangan atau intensitas penerangan. Dengan menganggap sumber

penerangan sebagai titk yang jaraknya (h) dari bidang penerangan, maka kuat

penerangan (E) dalam lux (lx) pada suatu titik pada bidang penerangan

adalah:

=

………...……… 2.1

2.2 Light Dependent Resistor ( LDR )

Light dependent resistor (LDR) adalah sebuah bahan semikonduktor yang

terbuat dari komponen Cadmium Sulfida atau Silicon. Prinsip kerja LDR adalah

jika ada sebuah cahaya yang mengenai bahan semikonduktor pada LDR maka

cahaya tersebut akan memberikan energi pada semikonduktor yang akan diserap

(31)

elektron menjadi lepas dari ikatan dan bebas untuk bergerak dalam LDR. Hal ini

mengakibatkan sejumlah arus besar mengalir dalam semikonduktor. Dengan

demikian resistansi dari Light Dependent Resistor akan berkurang dengan

bertambahnya intensitas cahaya.

LDR (light dependent resistor) merupakan salah satu contoh komponen

pasif dalam kumpulan komponen elektronika. LDR bekerja berdasarkan jumlah

intensitas cahaya yang diterima pada permukaannya. LDR sama fungsi kerjanya

seperti resistor namun nilainya dapat berubah mengikuti cahaya yang diterima.

Jika jumlah cahaya yang diterima banyak, maka nilai hambatannya akan

mengecil, dan begitu pula sebaliknya jika cahaya yang didapat sedikit, maka nilai

hambatannya akan menjadi besar. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar

10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang.

(32)

2.2.1 Karakteristik LDR A. Laju Recovery

Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan

cahayatertentu kedalam suatu ruangan yang gelap sekali, maka bisa kita

amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah

resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut

hanya akan bisa mencapai harga dikegelapan setelah mengalami selang

waktu tertentu. dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu.

Harga ini ditulis dalam K Ω /detik. untuk LDR type arus harganya lebih

besar dari 200 K Ω /detik (selama 20 menitpertama mulai dari level cahaya

100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arahsebaliknya, yaitu

pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktukurang

dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400

lux.

B. Respon Spektral

LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang

gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa

digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja,

emas, dan perak.Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar

yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang

baik.Sensor ini sebagai pengindera yang merupakan eleman yang pertama –

tama menerima energi dari media untuk memberi keluaran berupa

perubahan energi.Sensor terdiri berbagai macam jenis serta media yang

(33)

panas, cahaya, air, angin, tekanan, dan lain sebagainya. Sedangkan pada

rangkaian ini menggunakan sensor LDR yang menggunakan intensitas

cahaya, selain LDR dioda foto juga menggunakan intensitas cahaya atau

yang peka terhadap cahaya (photo conductivecell).Pada rangkaian

elektronika, sensor harus dapat mengubah bentuk – bentuk energi cahaya ke

energi listrik, sinyal listrik ini harus sebanding dengan besar energi

sumbernya. Gambar 1.2 dibawah ini merupakan karakteristik dari sensor

LDR

Gambar 2.2 Karakteristik LDR (Light Dependent Resistor)

Pada karakteristik diatas dapat dilihat bila cahaya mengenai sensor itu

maka harga tahanan akan berkurang. Perubahan yang dihasilkan ini tergantung

(34)

2.3 Mikrokontroller Atmega 8535

Mikrokontroler merupakan sebuah mikroprosessor CPU (Central

Procesing Unit) yang dikombinasikan dengan I/O dan memori ROM (Read Only

Memory) dan RAM (Random Acces Memory). Berbeda dengan mikrokomputer

yang memiliki bagian-bagian tersebut secara terpisah, mikrokontroler

mengkombinasikan bagian tersebut dalam tingkat chip.

Mikrokontroller Atmega 8535 memiliki arsitektur RISC (Reduce Instruction Set

Computing) 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan

sebagian instruksi di eksekusi dalam satu siklus clock. Selain itu pada

mikrokontroller atmega 8535 terdapat memori EPROOM (Electrically Erasable

Programmable Read Only Memory) yang berguna untuk menyimpan data saat

tidak ada catu daya sehingga sangat berguna untuk menyimpan informasi seperti

nilai kalibrasi, nomor ID, dan juga Pasword. Oleh karena itu dalam penelitian ini

digunakan mikrokontroller atmega8535 karena selain memiliki fasilitas yang

lengkap, mikrokontroller atmega8535 juga mudah didapat dan harganya

terjangkau.

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua

instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dalam 1 (satu)

siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus

clock. Hal ini terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki

arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set

Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set

(35)

keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada

dasarnya, yang membeda-bedakan masing-masing kelas adalah memori,

peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan,

mereka bisa dikatakan sama.Piranti dapat diprogram secara in-system

programming (ISP) dan dapat diprogram berulang-ulang selama 10.000 kali

(36)

2.3.1 Arsitektur Mikrokontroller Atmega 8535

Gambar 2.3 Diagram Blok Mikrokontroler Atmega 8535

Pada gambar 2.3 dapat dilihat blok diagram dari mikrokontroller atmega8535

yang meliputi dari:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.

2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

(37)

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Watchdog Timer dengan osilator internal.

6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.

8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

9. Unit interupsi internal dan eksternal.

10. Port antarmuka SPI.

11. Antarmuka komparator analog.

12. Port USART untuk komunikasi serial

2.3.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535

Konfigurasi pinATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline

Package) dapat dilihat pada gambar xxxxxx. Dari gambar di atas dapat

dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:

1. VCC merupakan pinyang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. GND merukan pin Ground.

3. PortA (PortA0…PortA7) merupakan pin input/outputdua arah dan pin

masukan ADC.

4. PortB (PortB0…PortB7) merupakan pin input/outputdua arah dan dan

(38)

5. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

fungsi khusus,

6. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

fungsi khusus,

7. RESET merupakan pinyang digunakan untuk me-resetmikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clockeksternal.

9. AVCC merupakan pinmasukan tegangan untuk ADC.

10.AREFF merupakan pinmasukan tegangan referensi ADC.

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP

Berikut ini penjelasan mengenai konfigurasi pin ATMega8535 sebagai

berikut :

1. Port A

Pin33 sampai dengan pin 40 merupakan pin dari port A. Merupakan 8 bit

directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up

(39)

dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction

Register port A (DDRA) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port A

digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang

disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.

2. Port B

Pin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port B. Merupakan 8 bit

resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port B dapat memberi arus 20 mA

dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction

Register port B (DDRB) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port B

digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang

disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin

port B juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat

dalam tabel:

Tabel 2.1 Penjelasan pin pada port B

Pin Keterangan

PB.7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB.6 VISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)

PB.5 VOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)

PB.4 SS (SPI Slave Select Input)

PB.3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)OCC

(Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

(40)

Interrupt2 Input)

PB.1 T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)

PB.0 T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)XCK (JSART

External Clock Input/Output)

3. Port C

Pin 22 sampai dengan pin 29 merupakan pin dari port C. Port C sendiri

merupakan port input atau output. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal

pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port C dapat memberi arus

20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction

Register port C (DDRC) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port C

digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang

disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.

4. Port D

Pin 14 sampai dengan pin 20 merupakan pin dari port D. Merupakan 8 bit

resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port D dapat memberi arus 20 mA

dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction

Register port D (DDRD) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port D

digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang

disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin

port D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat

(41)

Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port D

Pin Keterangan

PD.0 RDX (UART input line)

PD.1 TDX (UART output line)

PD.2 INT0 (external interrupt 0 input)

PD.3 INT1 (external interrupt 1 input)

PD.4 OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output)

PD.5 OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output)

PD.6 ICP (Timer/Counter1 input capture pin)

PD.7 OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)

2.3.3 Peta Memori ATMega 8535

ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memori dan

Program Memori ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memori untuk

penyimpan data.

1. Program Memori

ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-Sistem Reprogrammable Flash

Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memori

dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash

Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot

Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau

(42)

Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi

yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum

menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat

diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada

konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka

program pada Application Flash Section juga sudah aman.

2. Data Memori

Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan

untuk Register File dan I/O Memori sementara 512 lokasi address lainnya

digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general

(43)

Gambar 2.5 Peta Memori Data

3. EEPROM Data Memori

ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk

menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan sistem address register, data

register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat

EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.

Gambar 2.6 EEPROM Data Memori 2.3.4 Status Register (SREG) ATMega8535

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap

operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan

(44)

Gambar 2.7 Status Register ATMega 8535

1. Bit 7-I : Global Interrupt Enable

Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu anda dapat

mengaktifkan interupsi mana yang akan digunakan dengan cara

meng-enable bit kontrol register yang bersangkutan secara individu. Bit akan

di-clear apabila terjadi suatu interupsi yang dipicu oleh hardware, dan

bit tidak akan mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset

kembali oleh instruksi RETI.

2. Bit 6-T : Bit Copy Storage

Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai sumber atau tujuan

dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke

bit T menggunakan instruksi BTS, dan sebaliknya bit-T dapat disalin

kembali ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BDL.

3. Bit 5-H : half Carry Flag

4. Bit 4-S : Sigh Bit

Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara Flag-N (negatif) dan flag V

(komplemen dua overflow).

5. Bit 3-V : Two’s Complement Overflow Flag

Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika.

(45)

Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif, maka flag-N akan

di-set.

7. Bit 1-Z : Zero Flag

Bit akan di-set bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol.

8. Bit 0-C : Carry Flag

Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan di-set.

Port I/O pada mikrokontroler ATMega8535 dapat difungsikan sebagai

input ataupun dengan keluaran high atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O

sebagai input ataupun output perlu dilakukan setting pada DDR dan Port.

Logika port I/O dapat berubah-ubah dalam program secara byte atau hanya bit

tertentu. Mengubah sebuah keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan

perintah cbi (clear bit I/O) untuk menghasilkan output low atau perintah sbi

(set bit I/O) untuk menghasilkan output high. Perubahan secara byte dilakukan

dengan perintah in atau out yang menggunakan register bantu.

2.4 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD merupakan suatu jenis penampil (display) yang menggunakan Liquid

Crystal sebagai media refleksinya. LCD juga sering digunakan dalam

perancangan alat yang menggunakan mikrokontroler. LCD dapat berfungsi untuk

menampilkan suatu nilai hasil sensor atau menampilkan menu pada aplikasi

(46)

Gambar 2.8 LCD 2 X 16

LCD yang akan digunakan dalam pembuatan alat ini dapat dilihat pada

gambar 2.8 adalah LCD dengan jenis bertipe karakter 2 x 16. LCD yang

digunakan dapat menampilkan karakter 2 baris dengan tiap baris terdri dari 16

karakter. Pada pembuatan alat ini LCD akan digunakan untuk menampilkan nilai

kuat penerang cahaya pada ruang studio gambar.

2.5 IC 4094

IC shift register adalah sebuah komponen elektronik (IC) yang digunakan

untuk memsukkan data secara serial dan mengeluarkan data secara paralel. IC

4094 merupakan IC shift register 8 bit yang memiliki register latch untuk setiap

bit yang berguna untuk memindahkan data dari saluran serial kesaluran paralel

dengan pergeseren bit Q0 sampai bit Q7 menuju output. Output paralel dapat

dihubungkan langsung dengan jalur data umum. Data digeser ketika terjadi

perubahan sinyal clock dari Low ke High, selanjutnya data digeser dari register

geser ke register penyimpanan, kemudian dengan memberikan logika high pada

(47)

Gambar 2.11. Diagram fungsi register (Data Sheet IC 4094)

Ada dua serial yang keluar dari IC 4094 yaitu Qs dan Q’s yang disediakan

untuk keperluan penyambungan beberapa IC secara serial. Data tersedia pada Qs

pada pergeseran sinyal clock dari logika low ke logika high untuk memungkinkan

pergeseran dengan kecepatan tinggi dalam keperluan penyambungan beberapa IC

secara serial. Output pada Q’s akan bergeser pada saat sinyal clock berubah dari

logika high ke logika low. Gambar 2.4 menunjukkan posisi dan penamaan pin

untuk IC 4094.

(48)

Tabel 2.4 Keterangan Pin IC 4094

2.5.1 Cara Kerja Shift register

Data masuk secara serial melalui pin D (1). Pada IC Shift Register ini data masuk baru disimpan setelah terjadi clock jadi cara memasukkan data pada shift

register ini adalah data masuk- clock- data masuk-clock-data masul-clock begitu

seterusnya. Pin OE atau Output Enable digunakan untuk mengaktifkan output

serial maupun output paralel. Logika 1 untuk enable dan logika 0 untuk disable.

QP0 - QP7 adalah output paralel dari shift register ini sedangkan QS1 - QS2

adalah output serial dari shift register ini. Jika menggunakan lebih dari satu IC

Shift Register maka pin data dari IC Shift Register selanjutnya dihubungkan ke

output serial dari IC Shift Register sebelumnya. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat

di timing diagram berikut ini:

(49)

2.6 LED (Light Emitting Diode)

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen

elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan

tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan

semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung

pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat

memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering

kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat

elektronik lainnya.Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang

kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat

elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran

filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh

karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah

banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti

lampu tube.

(50)

2.6.1 Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

LED juga merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari

Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua

kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan

memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda

menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga

menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam

semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity)

pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan

yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari

Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan

berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang

bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan

melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

(51)

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri

tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat

mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

2.6.2 Rangkaian Dasar Hidupkan LED (Light Emitting Dioda)

Gambar 2.10 Rangkaian Dasar LED

Besarnya arus maksimum pada LED (Light Emitting Dioda) adalah 20

mA, sehingga nilai resistor harus ditentukan. Dimana besarnya nilai resistor

berbanding lurus dengan besarnya tegangan sumber yang digunakan. Secara

matematis besarnya nilai resistor pembatas arus LED (Light Emitting Dioda)

dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut.

R

=

, ...2.2

(52)

R = resistor pembatas arus (Ohm)

Vs = tegangan sumber yang digunakan untuk mensupply tegangan ke LED (volt)

volt = tegangan LED (volt)

0,02 A = arus maksimal LED (20 mA)

2.7 Buzzer

Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi

sinyal suara. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena

penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka

buzzer akan mengeluarkan bunyi. adi buzzer juga terdiri dari kumparan yang

terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga

menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar,

tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang

pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma

secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan

suara. Frekuensi suara yang di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz.

(53)

2.8 Catu Daya Adaptor

Catu daya berfungsi untuk memberikan suplay tegangan, khususnya ke IC

mikrokontroler Atmega8535, catu daya yang di gunakan adalah 5 Volt dc.

Gambar 2.12 Diagram blok Catu Daya Adaptor

Gambar 2.13 Skema Rangkaian Catu daya

Keterangan :

1. Stepdown (Penurun Tegangan)

Bagian ini berfungsi menurunkan tegangan AC 110/220V menjadi tegangan

AC yang lebih rendah yang diperlukan( 5V, 9V,12V, dll).Bagian ini terdiri dari

sebuah transformer (trafo)

2. Rectifier (Penyearah)

Bagian ini merupakan bagian penyearah arus dari arus AC (bolak-balik)

menjadi arus DC (searah).Bagian ini terdiri dari sebuah dioda silikon ,

germanium , selenium atau Cuprox.

(54)

Bagian ini berfungsi untuk menyaring arus DC yang masih berdenyut sehingga

menjadi rata. Komponen yang digunakan yaitu gabungan dari kapasitor

elektrolit dengan resistor atau induktor.

4. Stabilizer(Penstabil)

Bagian ini berfungsi menstabilkan tegangan DC agar tidak terpengaruh oleh

tegangan beban.Komponen ini berupa Dioda Zener atau IC yang didalamnya

berisi rangkaian penstabil.

5. Regulator(Pengatur)

Bagian ini mengatur kestabilan arus yang mengalir ke rangkaian

elektronika.Komponen yang di gunakan merupakan gabungan dari transistor,

resistor dan kapasitor. Ada juga yang di paket berupa sebuah IC seperti

regulator LM7805. Pada gambar 2.13 regulator bekerja dengan cara

mengendalikan arus basis pada transistor melalui dioda zener 5V tipe 1N4736

dan resistor 680 ohm sehingga penguatan tegangan pada output transistor

mengalami penurunan sesuai dengan pengaturan tegangan kemudi pada arus

basis yaitu sebesar 5V. Pada gambar ilustrasi transistor NPN berikut ini,

junction base-emiter diberi bias positif sedangkan base-colector mendapat bias

negatif (reverse bias).

2.9 Energi Listrik

Energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik.

Energi listrik untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan,

mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik

(55)

Besar energi listrik tersebut dirumuskan sebagai berikut:

W = P x t ... 2.3

Dimana :

W = Energi listrik yang diserap atau dipakai ( W.s)

P = daya ( Watt)

t = waktu ( second )

Daya listrik merupakan perkalian antara tegangan dan arus pada beban.

Berdasarkan keadaan arus dan tegangan yang terdapat pada rangkaian, maka daya

dapat digolongkan dua macam yaitu:

1. Daya dalam rangkaian arus searah.

2. Daya dalam rangkaian arus bolak-balik.

Daya yang terdapat dalam tahanan yang dialiri oleh arus searah (DC) dituliskan

dengan rumus :

P = V × I = = I2 × R ... 2.4

Sedangkan daya pada impedansi yang dialiri arus bolak balik (AC) terdiri dari :

1. Daya Aktif

Daya aktif adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya.

Satuan daya aktif adalah Watt.

Daya aktif dinyatakan dengan rumus :

(56)

2. Daya Reaktif

Daya reaktif merupakan daya yang terpakai sebagai energi pembangkitan

medan magnetik sehingga timbul fluks magnetik. Satuan daya reaktif

adalah Volt Ampere.

Reaktif (VAR). Daya reaktif dinyatakan dengan rumus :

Q = V× I× Sinφ... 2.6

3. Daya Semu

Daya semu merupakan daya yang diberikan kepada konsumen atau

gabungan penjumlahan trigonometri daya nyata dan daya reaktif. Satuan

daya semu adalah

Volt Ampere (VA). Daya semu dinyatakan dengan rumus :

S = V× I ... 2.7

2.10 Transistor

Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang berfungsi

sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan,

modulasi sinyal dan fungsi lainnya. Berdasarkan polaritas ransistor terbagi

menjadi 2, yaitu transistor tipe PNP dan transistor NPN. Transistor NPN

merupakan transistor positive yang dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila

basis dialiri tegangan arus positif. Sedangkan transistor PNP merupakan transistor

negatif yang dapat bekerja mengalirkan arus apabila basis dialiri tegangan negatif.

Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis, Kolektor, dan Emitorm seperti

(57)

Gambar 2.14 Transistor NPN dan PNP

Transistor dapat difungsikan sebagai saklar elektronika dengan memanfaatkan

dua keadaan transistor yaitu keadaan saturasi (sebagai saklar tertutup) dan

keadaan cut off (sebagai saklar terbuka).

Gambar 2.15 Rangkaian Transistor Sebagai Saklar

Pada saat saturasi maka arus kolektor adalah:

Ic (saturasi) = ... 2.8

Pada saat cut off tegangan kolektor emitter sama dengan tegangan sumber

kolektor dan arus basis mendekati nol.

Vce (cut) = Vcc ...2.9

(58)

Untuk mencari arus basis pada keadaan resistor basis terpasang dapat dihitung

dengan persamaan berikut:

Ib = Vbb – Vbe ... 2.11

Rh

Dimana :

Ib = Arus bias base

VBB = Tegangan yang masuk ke titik base

VBE = Tegangan jepit diode junction base-emitor

(59)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Perkembangan teknologi kontrol saat ini mulai bergeser kepada

otomatisasi sistem kontrol yang menuntut pengunaan komputer, sehingga campur

tangan manusia dalam pengontrolan sangat kecil. Bila dibandingkan dengan

pengerjaan secara manual, sistem peralatan yang dikendalikan oleh komputer

akan memberikan keuntungan dalam hal efisiensi, keamanan, dan ketelitian.

Kemampuan komputer, baik perangkat keras maupun perangkat lunak, dapat

dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi pengendalian, seperti pengendalian suhu,

kecepatan motor, pengendalian pH pada air, dan lain-lain.

Penerangan di dalam ruangan sangat diperlukan oleh manusia untuk

mengenali objek yang terlihat oleh mata. Disaat kita melakukan pekerjaan di

dalam ruanganpun membutuhkan penerangan yang nyaman dan pas dengan mata

kita. Penerangan mempunyai pengaruh terhadap fungsi sebuah ruangan. Lampu

merupakan sumber penerangan kedua setelah sinar matahari. Umumnya untuk

pengendalian penerangan ruangan digunakan prinsip on-off, dimana pada saat

ruangan gelap lampu dinyalakan dan akan dimatikan apabila ruangan terang.

Dengan prinsip on-off, pengendalian penerangan ruangan hanya berdasarkan pada

kondisi gelap terangnya saja tanpa menghiraukan kontribusi dari luar seperti

cahaya matahari. Pengaturan tersebut sering disebut peredup. Peredupan

(60)

Variasi tegangan output beban diatur menggunakan LED. Pada pemicuan

LED diperlukan rangkaian pemicu yang terdiri dari mikrokontroler Atmega 8535

sebaga kontrol pusat dari semua sensor yang dipasang di dalam ruangan mulai

dari kontrol input sampai mengontrol output yang diharapkan. Dalam melakukan

prosesnya, mikrokontroller juga membutuhkan rangkaian seperti clock dan daya.

Selain itu juga penggunaan dari port-port dan jaringan-jaringan juga sangat

mempengaruhi cara kerja mikrokontroller. IC 4094 sebagai pengontrol Cahaya

LED yang digunakan sebagai masukan. Rangkaian pengontrol tegangan

dihubungkan dengan sensor LDR berfungsi sebagai sensor cahaya yang berfungsi

untuk mendeteksi besarnya iluminasi di dalam ruangan. Pada ruang studio gambar

yang miniatur ini terdapat 1 sensor LDR sebagai transducer yang mengubah

energi cahaya ke enegi listrik yang selanjutnya akan diolah mikrokontroller.

Output dari masukan akan ditampilkan di LCD.

Untuk itulah penulis mencoba untuk membuat suatualat dan Penulisan Tugas

akhir dengan judul “Pengendalian Pencahayaan Pada Ruang Gambar

Memanfaatkan Shift Register 4094 dan LED dengan Bahasa C Menggunakan Compiler Codevision”.

1.2 Rumusan Masalah

Berlatar belakang diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan

tersebut kedalam Tugas Akhir dengan judul “Pengendalian Pencahayaan Pada

(61)

C Menggunakan Compiler Codevision”. Penulis akan membahas bagaimana cara mengatasi terang cahaya yang tidak homogen pada ruang studio gambar.

1.3Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk membuat ruang

studio gambar yang miniatur dengan kuat cahaya yang otomatis.

1.4Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, penulis membuat “Pengendalian Pencahayaan

Pada Ruang Gambar Memanfaatkan Shift Register 4094 dan LED dengan Bahasa C Menggunakan Compiler Codevision”.. Pembatasan masalah dalam Tugas Akhir ini hanya mencakup beberapa point utama, diantaranya adalah

sebagai berikut.

1. Mikrokontrol yang digunakan adalah ATMega 8535 yang hanya

difungsikan sebagai pembaca arus dan menghitung besaran daya.

2. Sensor LDR (Light Dependent Resistor) yang digunakan sebagai

pendeteksi intensitas cahaya.

3. Sistem pengatur tingkat penerangan ruangan ini dilakukan dengan cara

simulasi dan menggunakan 64 lampu LED di dalam satu ruangan.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan penulisan laporan ini, penulis

membuat susunan bab-bab yang membentuk laporan ini dalam sistematika

(62)

BAB 1 PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan

pembahasan, metodologi pembahasan, dan sistematika penulisan dari penulisan

Tugas Akhir ini.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk

pembahasan dan cara kerja dari rangkaian dan bahasa program yang digunakan,

serta karakteristik dari komponen-komponen pendukung.

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

Bab ini berisikan tentang proses perancangan dan pembuatan alat. Mulai dari

perancangan dan pembuatan sistem secara hardware atau software

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat,

penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai

program yang diisikan ke mikrokontroller ATMega8535.

BAB 5 PENUTUP

Dalam bab ini menjelaskan kesimpulan dan saran dari alat ataupun data yang

(63)

ABSTRAK

Telah dilakukan pembuatan sistem pengontrol cahaya untuk mengontrol kuat penerangan cahaya pada ruang studio gambar. Sistem ini dibangun menggunakan sensor Light Dependent Resistor (LDR) sebagai pendeteksi intensitas cahaya. Tegangan analog LDR diolah oleh mikrokontroler ATMega 8535 untuk membantu menentukan tingkat pencahayaan suatu ruangan secara otomatis, agar diperoleh penerangan yang efisien. Tingkat pencahayaan disesuaikan dengan nilai yang diperoleh sensor cahaya LDR yang terpasang pada ruangan. Intensitas cahaya yang telah diterima tersebut kemudian diolah menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535 yang mendapatkan nilai dari input sensor cahaya LDR menjadi pusat pengendali pengatur tingkat penerangan dan menampilkan output sistem ke LCD yang memberitahukan informasi mengenai berapa nilai intensitas cahaya yang diterima oleh LDR. Pembuatan sistem pengatur tingkat penerangan ruangan menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 dapat menghasilkan penerangan ruangan yang efektif sehingga menghemat pemakaian energi listrik dan memberikan kenyamanan pada mata.

(64)

PENGENDALIAN PENCAHAYAAN PADA RUANG

GAMBAR MEMANFAATKAN SHIFT REGISTER 4094 DAN

LED DENGAN BAHASA C MENGGUNAKAN COMPILER

CODEVISION

TUGAS AKHIR

RANTINA SITORUS

132408045

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(65)

PENGENDALIAN PENCAHAYAAN PADA RUANG GAMBAR

MEMANFAATKAN SHIFT REGISTER 4094 DAN LED

DENGAN BAHASA C MENGGUNAKAN COMPILER

CODEVISION

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

RANTINA SITORUS

132408045

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(66)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan berkat-NYA penyusunan Tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada:

1. Bapak Drs. Kerista Sebayang, M.S. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc. selaku Pembantu Dekan I Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si. selaku ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.S. selaku pembimbing yang telah

membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Ibu Prof. Dr. Zuriah Sitorus, MS selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritikan dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir

6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

7. Kedua Orang Tua yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Teman-teman saya Desy Andriani, Siti, Grace, Rika, Epi, dan Lilis yang telah membantu dan memberikan dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(67)

11.Teman separtner proyek Juwita Veronika Situmorang yang telah memotivasi, mendampingi dan memberikan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

12.Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjaaan Tugas Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

(68)

ABSTRAK

Telah dilakukan pembuatan sistem pengontrol cahaya untuk mengontrol kuat penerangan cahaya pada ruang studio gambar. Sistem ini dibangun menggunakan sensor Light Dependent Resistor (LDR) sebagai pendeteksi intensitas cahaya. Tegangan analog LDR diolah oleh mikrokontroler ATMega 8535 untuk membantu menentukan tingkat pencahayaan suatu ruangan secara otomatis, agar diperoleh penerangan yang efisien. Tingkat pencahayaan disesuaikan dengan nilai yang diperoleh sensor cahaya LDR yang terpasang pada ruangan. Intensitas cahaya yang telah diterima tersebut kemudian diolah menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535 yang mendapatkan nilai dari input sensor cahaya LDR menjadi pusat pengendali pengatur tingkat penerangan dan menampilkan output sistem ke LCD yang memberitahukan informasi mengenai berapa nilai intensitas cahaya yang diterima oleh LDR. Pembuatan sistem pengatur tingkat penerangan ruangan menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 dapat menghasilkan penerangan ruangan yang efektif sehingga menghemat pemakaian energi listrik dan memberikan kenyamanan pada mata.

(69)

DAFTAR ISI

2.3.1 Arsitektur Mikrokontroller Atmega8535 ... 11

2.3.2 Konfigurasi Pin Atmega8535 ... 12

2.3.3. Peta Momori Atmega8535 ... 16

2.3.4. Status Register (SREG) Atmega8535... 18

2.4. LCD ( Liquid Crystal Display ) ... 20

2.5. IC 4094 (Shift Register) ... 21

2.5.1 Cara Kerja Shift Register... 23

2.6. LED ( Light Emitting Diode ) ... 24

2.6.1 Cara Kerja LED... 25

2.6.2 Rangkaian Dasar Menyalakan LED... 26

2.7. Buzzer ... 27

2.8. Catu Daya Adaptor ... 28

2.9. Energi Listrik ... 29

2.10. Transistor ... 31

BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ... 34

3.1. Diagram Blok System ... 34

3.1.1. Fungsi Tiap Blok... 35

3.2. Rangkaian Sensor Cahaya (LDR) ... 36

3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 ... 38

3.4. Perancangan Rangkaian LCD ... 39

3.5. Rangkaian SR 4094 ... 40

3.6. Perancangan Lampu ... 41

3.7. Flowchart sistem ... 44

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 45

(70)

BAB V. PENUTUP ... 60

5.1. Kesimpulan ... 60

5.2. Saran ... 61

DAFTAR PUSTAKA ... 62 LAMPIRAN

(71)

DAFTAR TABEL

(72)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 LDR (Light Dependent Resistor ... 6

Gambar 2.2 Karakteristik LDR ... 8

Gambar 2.3 Diagram Blok Mikrokontroler Atmega 8535 ... 11

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP ... 13

Gambar 2.5 Peta Memori Program... 17

Gambar 2.6 Peta Memori Data ... 18

Gambar 2.7 EEPROM Data Memori... 18

Gambar 2.8 Status Register ATMega8535 ... 19

Gambar 2.9 LCD 2 X 16 ... 21

Gambar 22.10. Diagram fungsi register (Data Sheet IC 4094)... 22

Gambar 2.11. Diagram Pin IC 4094 (Data sheet IC 4094) ... 22

Gambar 2.12 Timing Diagram IC Shift Register 4094... 23

Gambar 2.13 Gambar LED ... 24

Gambar 2.14 P-Type dan N-Type LED ... 25

Gambar 2.15 Rangkaian Dasar LED ... 26

Gambar 2.16 Simbol Buzzer ... 27

Gambar 2.17 Diagram blok Catu Daya Adaptor ... 28

Gambar 2.18 Skema Rangkaian Catu daya ... 28

Gambar 2.19 Transistor NPN dan PNP... 32

Gambar 2.20 Rangkaian Transistor Sebagai Saklar ... 32

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ... 34

Gambar 3.2 Rangkaian sensor cahaya... 36

Gambar 3.3 Grafik hubungan antara resistansi dan iluminasi ... 37

Gambar 3.4 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535 .... 38

Gambar 3.5 Rangkaian LCD... 40

Gambar 3.6 Rangkaian diagram logic SR 4094 ... 40

Gambar 3.7 Perancangan Lampu... 41

Gambar 3.8 LED dan IC 4094 Pada PCB ... 42

Gambar 3.9 Flow Chart Sistem... 44

Gambar 4.1 Rangkaian Alat Lampu Mati ... 45

Gambar 4.2 Rangkaian Alat Empat Lampu Hidup ... 46

Gambar 4.3 Rangkaian Alat 8 Lampu Hidup ... 47

(73)