• Tidak ada hasil yang ditemukan

Saklar Lampu Otomatis Berbasis Sensor Bunyi Arduino Uno

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "Saklar Lampu Otomatis Berbasis Sensor Bunyi Arduino Uno"

Copied!
19
0
0

Teks penuh

(1)

I.

I. PENDAHULUANPENDAHULUAN

1.1

1.1 Latar BelakangLatar Belakang

Kebutuhan akan energi listrik terus bertambah dengan bertambahnya Kebutuhan akan energi listrik terus bertambah dengan bertambahnya  pertumbuhan pendud

 pertumbuhan penduduk. Konsumsi energi listrik yang tidak diimbangi denganuk. Konsumsi energi listrik yang tidak diimbangi dengan  penyediaan

 penyediaan energi energi listrik listrik akan akan menyebabkan menyebabkan terjadinya terjadinya krisis krisis energi energi listrik.listrik. Krisis energi listrik dapat dicegah dengan melakukan penghematan dalam Krisis energi listrik dapat dicegah dengan melakukan penghematan dalam  penggunaan

 penggunaan energi energi listrik listrik ((demand side management demand side management ). Konsumen harus). Konsumen harus melakukan penghematan dalam penggunaan energi listrik, karena belum melakukan penghematan dalam penggunaan energi listrik, karena belum tercapainya

tercapainya pemenuhan pemenuhan kebutukan kebutukan energi energi listrik. listrik. Penerapan Penerapan Demand Demand SideSide Management

Management sangat sangat tepat tepat bagi bagi pelanggan pelanggan perusahaan perusahaan listrik, listrik, terutamaterutama  pelanggan rumah

 pelanggan rumah tangga. Rumah tangga. Rumah tangga tangga adalah adalah konsumen konsumen pengguna pengguna energienergi listrik terbesar kedua setelah industri.

listrik terbesar kedua setelah industri.

Konsumen rumah

Konsumen rumah tangga masih tangga masih boros dalam boros dalam menggunakan energi limenggunakan energi listrik.strik. Pemborosan

Pemborosan penggunaan penggunaan energi energi listrik listrik disebabkan disebabkan penggunaan penggunaan peralatanperalatan listrik yang cenderung berl

listrik yang cenderung berlebihan dan kurang ebihan dan kurang tepat. Peralatatepat. Peralatan listrik rumahn listrik rumah tangga yang banyak digunakan konsumen rumah tangga adalah lampu tangga yang banyak digunakan konsumen rumah tangga adalah lampu  penerangan,

 penerangan, dispenser, dispenser, lemari lemari pendingin, rice pendingin, rice cooker, cooker, komputer, komputer, televisi,televisi, mesin cuci, pompa air, kipas angin, setrika, dan radio. Pemilik rumah belum mesin cuci, pompa air, kipas angin, setrika, dan radio. Pemilik rumah belum menggunakan

menggunakan lampu hemat lampu hemat energi. Pemilik energi. Pemilik rumah terkadang rumah terkadang lupa untuklupa untuk mematikan

mematikan (OFF) (OFF) lampu penerangan, lampu penerangan, misalnya lampu misalnya lampu teras dan teras dan lampu taman.lampu taman. Lampu teras yang sudah menggunakan saklar otomatis akan lebih hemat. Lampu teras yang sudah menggunakan saklar otomatis akan lebih hemat. Saklar lampu otomatis akan mematikan (OFF) lampu saat pencahayaan alami Saklar lampu otomatis akan mematikan (OFF) lampu saat pencahayaan alami

(2)

sudah cukup terang. Saklar lampu otomatis yang sudah ada dipasaran bekerja  berdasarkan sensor cahaya. Sensor cahaya sangat rawan terhadap gangguan,

seperti tertutup daun, terhalang benda, atau sensitifitasnya berkurang. Sensor cahaya yang bermasalah menyebabkan lampu terus menyala (ON), sehingga mengakibatkan pemborosan penggunaan energi listrik. Untuk itu dibuatnya saklar lampu otomatis yang menggunakan sensor bunyi, bisa menggunakan tepuk tangan sekali maka lampu akan mati dengan sendirinya, dan tepuk sekali lagi maka lampu akan hidup.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari pembuatan saklar otomatis berbasis sensor  bunyi yaitu:

1. Bagaimana sensor bunyi yang digunakan/dimanfaatkan di kehidupan sehari-hari?

2. Bagaimana prinsip sensor bunyi yang digunakan sebagai sensor otomatis? 3. Bagaimana cara menghemat penggunaan energi listrik akibat konsumen

rumah tangga masih boros dalam menggunakan energi listrik?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan alat ini yaitu :

1. Mengetahui sensor bunyi yang digunakan/dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari.

2. Mengetahui prinsip sensor bunyi yang digunakan sebagai saklar otomatis. 3. Menghemat penggunaan energi listrik akibat konsumen rumah tangga

(3)

II. PEMBAHASAN

1.4 Landasan Teori

Relay

Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis. Jika sebuah penghantar dialiri oleh arus li strik, maka di sekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya diinduksikan ke logam ferromagnetis. Logam ferromagnetis adalah logam yang mudah terinduksi medan elektromagnetis. Ketika ada induksi magnet dari lil itan yang membelit logam, logam tersebut menjadi "magnet buatan" yang sifatnya sementara. Cara ini kerap digunakan untuk membuat magnet non permanen. Sifat kemagnetan pada logam ferromagnetis akan tetap ada selama p ada kumparan yang melilitinya teraliri arus listrik. Sebaliknya, sifat kemagnetannya akan hilang jika suplai arus listrik ke lilitan diputuskan.

(4)

Berikut ini penjelasan dari gambar di atas:

 Amarture, merupakan tuas logam yang bisa naik turun. Tuas akan

turun jika tertarik oleh magnet ferromagnetik (elektromagnetik) dan akan kembali naik jika sifat kemagnetan ferromagnetik sudah hilang.

 Spring pegas (atau per) berfungsi sebagai penarik tuas. Ketika sifat

kemagnetan ferromagnetik hilang, maka spring berfungsi untuk menarik tuas ke atas.

 Shading Coil, ini untuk pengaman arus AC dari listrik PLN yang

tersambung dari C (Contact).

  NC Contact, NC singkatan dari Normally Close. Kontak yang secara

default terhubung dengan kontak sumber (kontak inti, C) ketika posisi OFF.

  NO Contact, NO singkatan dari Normally Open. Kontak yang akan

terhubung dengan kontak sumber (kontak inti, C) kotika posisi ON.

 Electromagnet, kabel lilitan yang membelit logam ferromagnetik.

Berfungsi sebagai magnet buatan yang sifatya sementara. Menjadi logam magnet ketika lilitan dialiri arus listrik, dan menjadi logam  biasa ketika arus listrik diputus.

Aplikasi Rangkaian Pemicu Relay adalah rangkaian atau alat yang akan memicu relay untuk menjadi ON ketika sesuai situasi atau kondisi tertentu. Rangkaian pemicu ini biasanya memiliki sensor atau rangkaian timer (memanfaatkan 'time delay'). Rangkaian yang menggunakan sensor misalnya sensor suhu, sensor air, sensor cahaya, sensor arus, dan lainnya. Sedangkan rangkain timer misalnya timer pada mesin cuci, timer tv, dan lainnya.

Sebenarnya aplikasi relay banyak sekali. Dari mobil-mobilan, kulkas, lampu sein motor dan mobil, pompa air otomatis, hingga peralatan pada pesat terbang. Dari relay yang jenisnya kecil hingga yang mempunyai daya besar. Dari relai DC 5 volt, 12 volt hingga yang bervoltase tinggi.

(5)

Keuntungan dalam menggunakan relay:

1. Kita bisa membuat rangkaian otomatis penyambung/pemutus (switch) tegangan AC dan DC

2. Relay bisa digunakan pada switch tegangan tinggi

3. Relay juga menjadi solusi pada switch dengan arus yang besar

4. Bisa melakukan swith pada banyak kontak dalam waktu yang  bersamaan.

(Hari Santoso, 2013)

Mic Condensor

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser. Prinsip kerja ECM adalah getaran suara yang diterima oleh dielectric berupa membran tipis di dalam ECM akan menyebabkan perubahan nilai kapasitasnya. Contoh  pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Aplikasi mikrofon adalah pada system audio, sebagai sensor suara dan pada system telekomunikasi telepon seluler.

Microphone atau sering ditulis mikropon adalah suatu alat yang dapat mengubah getaran suara menjadi getaran listrik. Microphone merupakan salah satu sumber pokok dan merupakan input studio rekaman (studio  produksi). Karena sangat peka dalam menerima getaran suara, peletakan

microphone memerlukan pengaturan yang khusus agar suarasuara yang tidak diperlukan tidak ikut masuk menggetarkan membrane mikropon. Media  penghantar getaran listriknya merambat melalui kabel.

Ditinjau dari jenisnya, microphone dibagi menjadi : 1. Microphone Dinamis

Microphone dinamis adalah mikropon yang menggunakan prinsip kerja induksi (mikropon menjadi sumber listrik induksi). Prinsip kerja : Getaran suara yang masuk menggerakkan membran, getaran membran menggerakkan moving coil, getaran moving coil yang berada dalam

(6)

membrane magnet akan menyebabkan timbulnya aliran listrik. Aliran listrik yang berupa gelombang listrik seirama dengan getaran suara yang diterima.

Gambar 2. Microphone Dynamic

2. Microphone Carbon (Cardiode).

Microphone karbon adalah mikropon yang menggunakan prinsip kerja tahanan (resistansi) yang berubah-ubah, biasanya adalah resistor arang. Prinsip kerja : Getaran suara yang masuk menggetarkan membran. Getaran membran ini menyebabkan kerenggangan dan kerapatan arang  berubah-ubah. Hal ini menyebabkan bervariasinya nilai resistansi arus listrik yang melewati kumparan primer. Arus listrik pada kumparan  primer akan terinduksi pada gulungan sekunder dan besar kecilnya arus ini tergantung dari getaran membran yang disebabkan oleh getaran suara yang diterima.

(7)

3. Microphone Kondensor.

Microphone kondensor adalah mikropon yang dalam kerjanya menggunakan kondensator. Prinsip kerja : Getaran suara yang masuk menggetarkan membran. Getaran membran ini mengakibatkan gerakan maju dan mundur lempengan penghantar pada kondensator. Dengan  perubahan ini, nilai kondensator pun berubah seiring dengan perubahan getaran. Perubahan kapasitansi ini menyebabkan terjadinya getaran listrik. Selanjutnya getaran listrik ini diperkuat oleh Preamp. Pada mikropon jenis ini memerlukan tegangan phantom dari preamp sebesar 48 volt, tetapi untuk aplikasi sehari hari biasanya mikropon kondensor cukup menggunakan bateray 1,5 volt.

Gambar 4. Michrophone Kondensor

Menurut karakteristiknya, microphone dibagi menjadi :

1. Microphone omnidirectional merupakan mikropon yang mempunyai sensitivitas ke segala arah.

2. Microphone Bidirectional merupakan mikropon yang mempunyai daerah sensitivitas dua arah berbentuk seperti angka 8 dengan nilai kepekaan  pada bagian epan dan belakang mikropon.

3. Microphone Directional Microphone directional merupakan mikropon yang mempunyai sensitivitas hanya ke arah depan dan sudut-sudut kecil di sekitarnya. Setiap microphone mempunyai karakteristik yang  berlainan pada frekuensi respon, output, impedansi, dan daerah  jangkauan. Selain itu penggunannya pun berbeda-beda. Seperti

(8)

diketahui, mikropon untuk studio biasanya adalah jenis dinamis dan kondenser. Microphone dinamis adalah mic yang mempunyai daerah frekuensi yang lebar dan penampilannya sangat kokoh. Sedangkan microphone kondenser mempunyai fidelitas yang paling baik diantara.

(Widodo dkk,2008)

Arduino UNO

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power  jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

Tabel 1. Detail Arduino Uno

Spesifikasi Keterangan

Mikrokontroler ATmega328

Tegangan pengoperasian 5 V Tegangan input yang disarankan 7-12 V Batas tegangan input 6-20 V

Jumlah pin I/O digital 14 (6 di antaranya menyediakan keluaran PWM)

Jumlah pin input analog 6

Arus DC tiap pin I/O 40 mA

Arus DC untuk pin 3 3V 50 mA

Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock Speed 16 MHz

Arduino UNO dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah power suplai eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Suplai eksternal

(9)

(non-USB) dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau battery. Adaptor dapat dihubungkan dengan mencolokkan sebuah center-positive plug yang  panjangnya 2,1 mm ke power jack dari board. Kabel lead dari sebuah battery

dapat dimasukkan dalam header/kepala pin Ground (Gnd) dan pin Vin dari konektor POWER. Board Arduino UNO dapat beroperasi pada sebuah suplai eksternal 6 sampai 20 Volt. Jika disuplai dengan yang lebih kecil dari 7 V,  jika pin 5 Volt mungkin mensuplai tegangan yang lebih kecil dari 5 Volt dan  board Arduino UNO bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan suplai yang lebih dari besar 12 Volt, voltage regulator bisa kelebihan panas dan membahayakan board Arduino UNO. Range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12 Volt.

(Suhendri hendri, 2013)

2.2 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan lampu otomatis yaitu:

Tabel 2. Alat dan Bahan Saklar Tepuk 

No Alat dan Bahan Gambar

(10)

2. Relay

3. Mic Kondensor

4. Kabel

5. Lampu

(11)

7. Spacer 1 cm

8. Box Hitam

9. Colokan

10. Lem tembak

(12)

12. Software arduino

13. Sekrup

14. Obeng

2.3 Prosedur Percobaan

Adapun langkah kerja dari pembuatan saklar lampu otomatis berbasis sensor  bunyi ini yaitu:

1. Menyiapkan semua alat dan bahan

(13)

Gambar 5. Desain Rangkaian Alat

3. Untuk memperoleh rangkain seperti gambar di atas, hal yang perlu dilakukan yaitu memasang kabel 220 V ke power supply 5V.

4. Menghubngkan tegangan input sensor dan relay ke arduino pin power 5 V. 5. Menghubungkan ground sensor dan relay ke ground arduino.

6. Menghubungkan output sensor ke pin 4 arduino. 7. Menghubungkan pin 5 arduino ke pin input relay. 8. Memasang switch.

9. Kemudian memprogram arduino UNO dengan program seperti di bawah ini:

(14)

10. Lalu mengatur sensitivitas mic kondensor dengan cara memutar  potensiometer yang ada pada mic.

11. Menghubungkan sumber rangkaian dengan sumber listrik 220 V. 12. Kemudian menguji alat.

2.4 Prinsip Kerja dan Desain

Sensor suara adalah sebuah alat yang dapat mengubah gelombang sinusoida suara menjadi gelombang sinus energi listrik. Sensor suara bekerja berdasarkan

(15)

 besar atau kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor dan menyebabkan bergeraknya membran sensor. Penggunaan sensor suara ini  berfungsi untuk mengurangi pemakaian kabel listrik. Salah satu contoh sensor suara tersebut adalah saklar tepuk. Kekurangan dari sensor suara yaitu sensitive terhadap suara-suara yang membuatnya tiba-tiba hidup.sedangkan kelebihan dari sensor suara yaitu mempermudah kita dalam menyalakan lampu tanpa harus menekan tombol pada saklar. Sensor suara ini juga dapat merawat dinding rumah tanpa kita menempatkan saklar pada suatu sudut dinding di dalam maupun di luar rumah sehingga dapat menjaga dinding rumah, serta dapat mengurangi penggunaan energi listrik pada waktu beban puncak

Mic kondensor merupakan komponen elektronik yang menyimpan energi dalam medan elektrostatik, microphone juga merupakan transducer yang menggunakan bahan dasar kapasitor yang berfungsi mengubah energi akustik menjadi energi listrik. Dalam mic terdapat kapasitor yang terdiri dari dua keping plat atau piringan yang keduanya mempunyai voltage atau tegangan. Salah satu dari plat tersebut terbuat dari materi yang sangat ringan yang  bertindak sebagai diafragma dan sensitif dengan gelombang suara. Diafragma tersebut akan bergetar jika ada gelombag suara yang datang. Fungsinya adalah dengan merubah jarak antara dua plat tersebut maka akan merubah kapasitifnya, jadi disaat plat bergetar maka hal yang terjadi adalah mula-mula  plat akan berdekatan yang mengakibatkan kapasitas akan meningkat dan merubah voltasi muatan arus, kemudian sebaliknya plat akan menjauh yang mengakibatkan kapasitasnya menurun yang mengakibatkan voltasi juga  berubah. Mic electret condenser merupakan jenis mic kondensor juga yang

menggunakan kapasitor sebagai elemen dasarnya. Mic electret kondensor menggunakan jenis kapasitor khusus yang mempunyai tegangan permanen.

Saklar Tepuk adalah saklar yang digerakkan dengan suara tepukan tangan. Output dari rangkaian ini bisa difungsikan untuk apa saja salah satunya untuk menyalakan lampu. Dengan kontrol lampu tekendali suara, rangkaian ini akan sangat bermanfaat untuk keadaan tertentu. Misalnya untuk penggunaan lampu  pintu masuk rumah dan lain-lain. Cahaya lampu akan secara otomatis akan

(16)

mati secara otomatis dalam beberapa detik. Dalam pengaplikasian untuk lampu  pintu, ketika ada orang yang ingin datang dan bersuara berupa tepukkan maka

sensor akan bekerja dan mengaktifkan relay yang telah dihubungkan dengan lampu.

Prinsip kerja alat yaitu ketika ada suara tepuk maka kondensor akan menangkap getaran suara dan mengubahnya menjadi sinyal listrik, sinyal listrik yang masih kecil ini diperkuat oleh arduino, hasilnya dimasukkan ke modul relay. Pada modul relay akan megubah status dari normally close ke normally open karena mendapatkan tegangan 5 v. Karena rela y module sebagai switch untuk menghidupkan lampu maka lampu akan hidup saat normally open dan akan mati pada normally close.

(17)

III. KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan

Setelah mengamati dan membahas “saklar lampu otomatis dengan sensor  bunyi” didapatkan kesimpulan:

1. Sensor bunyi ini digunakan untuk membuat saklar lampu otomatis dengan sensor bunyi, dimana kita bias menghidupkan lampu secara otomatis hanya dengan tepukan tangan.

2. Prinsip kerja alat sensor bunyi sebagai saklar otomatis ini yaitu ketika ada suara tepuk maka kondensor akan menangkap getaran suara dan mengubahnya menjadi sinyal listrik, sinyal listrik yang masih kecil ini diperkuat oleh arduino, hasilnya dimasukkan ke modul relay. Pada modul relay akan megubah status dari normally close ke normally open karena mendapatkan tegangan 5 v. Karena relay module sebagai switch untuk menghidupkan lampu maka lampu akan hidup saat normall y open dan akan mati pada normally close.

3. Dengan adanya saklar lampu otomatis dapat mengatur beban peralatan listrik rumah tangga sehingga bisa menghemat penggunaan energi listrik.

3.2 Saran

Sebaiknya alat ini dugunakan sesuai dengan prosedur, prosedur yang baik yaitu sambungkan alat ke listrik 220 volt, lalu tekan tombol on/of pada alat, setelah itu beri tepukan sekali untuk menghidupkan lampu dan beri tepukan sekali lagi maka lampu akan mati. Sebaiknya alat saklar lampu otomatis setelah selasai

(18)

digunakan arusnya diputuskan terlebih dahulu, lalu dimatikan dengan menekan tombol on/of, setelah itu simpan alat pada tempat yang kering dan bersih.

(19)

DAFTAR PUSTAKA

Hendri, Suhendri.(2013).” Analisa Penggunaan Lampu LED pada Penerangan dalam Rumah”.ejournal. undip.ac.id /index.php/transmisi/ article/ download/4660/4221oleh JH Saputro - 2013. (15).

Santoso, Hary. 2013. Relay. diunduh dari http:// www.elangsakti.com/2013/03/  pengertian-fungsi-prinsip-dan-cara.htmlc diunduh pada 16 Oktober 2016  pukul 19.35 WIB.

Widodo Budiharto dan Sigit Firmansyah. 2008.  Elektronika Digital +  Mikroprosesor .Jakarta : ANDI Yogyakarta

Zulfikri, Galih. 2016. Tutorial Pembuatan Lampu Tepuk . Diunduh dari http://galihzlfkr.blogspot.co.id/2015/11/tutorial-pembuatan-rangkaian-lampu-tepuk.html. diunduh pada 16 Oktober 2016 pukul 19.10 WIB

Gambar

Gambar 1. Rangkaian Dasar Relay.
Gambar 2. Microphone Dynamic
Gambar 4. Michrophone Kondensor
Tabel 1. Detail Arduino Uno
+3

Referensi

Dokumen terkait

Dalam kajian ini bertujuan untuk mengenal lebih dalam tentang sensor optik dan kegunaannya sebagai saklar otomatis, dalam hal ini sensor optik tidak bekerja secara otomatis

Laporan akhir ini berjudul “Sensor Ultrasonik PING Sebagai Saklar Otomatis Pada Mesin Bor PCB”. Alat ini dirancang sebagai alat pengebor PCB secara otomatis berbasis

dengan saklar yang diaktifkan pada saat sensor kelembaban mengirimkan sinyal..

 Rancangan saklar otomatis lampu ruangan yang dimaksud dapat dioperasikan secara otomatis menggunakan Light Sensor Module ketika Taruna/i masuk atau keluar ruangan untuk

Perancangan kran air otomatis pada tempat berwudhu menggunakan sensor ultrasonik berbasis arduino uno merupakan sebuah perancangan kran otomatis di tempat wudhu yang

tersebut ke dalam bentuk skripsi sebagai Tugas Akhir dengan judul “ Sistem Kontrol Lampu Otomatis Untuk Menghemat Listrik Berbasis PIR Sensor (Passive

Saklar lampu dan monitoring suhu rumah dapat dirancang dengan menggunakan Arduino, relai , sensor suhu LM35, sensor LDR, dan VB. Net sebagai aplikasi

vi INTISARI Sistem Lampu Otomatis Berbasis Android Menggunakan NodeMcu DEVKIT ESP8266 Dan Sensor Tepuk Tangan Oleh Anas ali yanto 163310008 Program Studi Teknik Komputer