Rancangan Kendali Lampu Menggunakan Mikrokontroller ATMega328 Berbasis Sensor Getar
Yoni Mochtiarsa, Bahtiar Supriadi Teknik Informatika, STMIK Cikarang
Abstrak
Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat, salah satunya faktor penting yang sangat mendukung adalah adanya penerangan, perangkat elektronik ini sangatlah berguna di tempat minim cahaya, terutama dimalam hari. Untuk mendapatkan penerangan, lampu dinyalakan dan mematikan secara manual. Bagi sebagian orang, itu bukanlah suatu masalah, namun bagi masyarakat yang kegiatan sehari–harinya sering dilakukan di luar rumah dan sering bepergian dalam maka menyalakan dan mematikan lampu menjadi sebuah kendala yang besar. Hal tersebut juga menimbulkan pemborosan energi listrik, serta dapat mengakibatkan kosleting listrik oleh karna itu penelitian ini merancang hardware ini dilengkapi dengan hardware protitype sensor getar untuk menyalakan dan mematikan lampu secara otomatis berbasis mikrokontroler Atmega328. software protitype sensor getar menyalakan dan mematikan lampu otomatis berbasis mikrokontroler Atmega328.
Kata Kunci : Lampu, Mikrokontroler, ATMega328
I Pendahuluan
Dalam kehidupan kita membutuhkan sumber cahaya dalam kegiatan sehari – hari. Jika disiang hari kita mendapatkan sumber cahaya dari matahari, maka saat malam hari kita mendapatkannya dari lampu.
Lampu merupakan sebuah perangkat elektronik yang merubah energi listrik ke cahaya.
Perangkat elektronik ini sangatlah berguna di tempat minim cahaya, terutama dimalam hari. Untuk menyalakan lampu, kita harus menyalakan dan mematikan secara manual. Bagi sebagian orang, itu bukanlah suatu masalah. Namun bagi masyarakat yang kegiatan sehari – harinya sering dilakukan diluar rumah dan sering bepergian dalam beberapa hari maka menyalakan dan mematikan lampu menjadi sebuah kendala yang besar. Misalnya untuk masyarakat yang memiliki pekerjaan yang diharuskan berada diluar rumah selama beberapa hari, maka sebelum berpergian diharuskan menyalakan penerangan lampu. Hal tersebut akan menimbulkan pemborosan energi listrik, serta dapat mengakibatkan kosleting listrik dikarnakan lampu terlalu lama menyala.
Atas dasar itulah hal tersebut, penulis berniat ingin membuat alat yang dapat menyalakan dan mematikan lampu dari jauh sehingga masyarakat yang memiliki banyak kesibukan di luar rumah tidak perlu mematikan lampu secara manual .penuis akan menyelaskannya secara mendetail yang berjudul. “Rancangan Kendali Lampu Menggunakan Mikrokontroler Atmega328 Berbasis Sensor Getar”.
II Tinjauan Pustaka
2.1. Konsep Dasar Pengontrolan
Menurut Erioni Fiardi (2012:261), “Suatu sistem control otomatis dalam suatu proses kerja berfungsi
mengendalikan proses tampa adanya campur tangan manusia (otomatis)”.
Kontrol otomatis mempunyai peran penting dalam dunia moderen saat ini. Seiring perkembangan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, sistem kontrol otomatis telah mendorong manusia untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul disekitarnya dengan cara yang lebih baik mudah, efisen dan efektif. Adanya kontrol secara otomatis secara tidak langsung dapat menggantikan peran manusia dalam meringankan segal aktifitasnya.
Berdasarkan Ejaan Yang Disempurnakan (EYD) pengontrolan berasal dari kata kontrol. Kontrol sama dengan pengawasan, pemeriksaan dan pengendalian.
Pada industri besar dan moderen sangat memerlukan tenaga hali perancangan sistem pengendali dan perancangan desain sistem pengendali, termasuk teknisi profesional sebagai operator. Tidak menutup kemungkinan bahwah pengontrolan berasal dari berbagi disiplin ilmu yang saling berhubungan karena teori sistem pengendalian moderen dikembangkan guna mengatasi kerumitan yang dijumpai pada berbagi sistem pengendalian yang menurut kecepatan dan ketelitian yang tingi dengan hasil output yang optimal.
2.2. Handphone
Telepon gengam atau Handphone adalah sebuah perangkat telkomunikasi elektronika yang mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telepon fixed line sehingga konvesional namun dapat dibawa kemna-mana (portable) dan tidak perlu disambungkan kabel (nirkabel, wireless).
2.3. Sensor
Sensoar adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah veriasi gerak, panas, cahya atau sisnar, megnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik.
Sensor sendiri adalah komponen penting pada bagian peralatan, sensor juga berfungsi sebagai alat untuk mendekteksi dan juga untuk mengetahui magnitude.
Sensor getar merupakan salah satu sensor yang dapat mengukur getaran suhu benda yang nantinya dimana data tersebut akan diprosess. Salah satu jenis sensor getar yang saat ini sering digunakan adalah accelerometer, alat ini yang dapat berpungsi untuk mengukur perceptan dari sebuah benda. Percepatan tersebut diukur bukan bukan menggunakan koordinat dari percepatan tersebut, melainkan dengan mengukur percepatan berdasarakan getaran benda yang dihubungkan dengan perubahan masa yang terjadi dalam alat pengukur tersebut. Salah satunya sensor piezo disk, ialah komponen elektronik yang dapat mendeteksi getaran dan menciptakan noise.
2.4. Mikrokontroler
Menurut Malik (2009:2), “mikrokontroler merupakan alat elektronika degital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dangan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data” .
2.5. Arduino Uno
“Arduino Uno adalah sebuah borad mikrokontroler yang didasarkan pada Atmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 diantaranya dapat digunakan sebagai luaran PWM), 6 masukan analog, sebuah osilator 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset. Arduino UNO mampu men-support mikrokontroler, dan dapat dikoneksikan dengan komputer menngunakan kabel USB” [1]
Arduino memiliki kelebihan tersendiri di banding board mikrokontroler yang lainya selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemogramanya sendiri yang berupa bahasa C. Salain itu dalam board arduino sendidri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita-kita memporgram mikrokontroler didalam arduino. Sedangakan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lainya yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukan program ketika kita mempogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader kita mempogram, bisa juga dipungsikan sebagai port komunikasi serial.
Arduino menyediakan 20 pin I/O, yang sudah terdiri 6 pin input analog dan 14 pin digital input/output. Untuk 6 pin analog sendiri bisa juga difungsikan sebagai output digital jika diperlukan output digital 14 pin yang sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program. Dalam board kita bisa lihat pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk menggunakan pin analaog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan board 0-5 kita ubah menjadi pin 14-19. Dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi juga sebagai output degital 14-16.
Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini, karena daengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan semua komponen yang ada dipasang.
Bahasa pemograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhankan syntax bahasa pemogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajarinya dan mendalami mikrokontroler.
2.6. Arduino IDE
Arduino uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino. Pada Atmega328 di arduino terdapat bootloader yang mungkinkan anda untuk meng-upload kode baru itu tampa menggunakan programer hardware eksternal.
IDE Arduino ada;lah software yang sangat cangih ditulis dengan menggunkan java. IDE Arduino terdidri dari :
1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa processing.
2. Compile, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa processing) menjadi kode biner. Bagai mnapun sebuah mikrokontroler adalah kode biner memahami bahasa processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah sebabnya compile diperlukan dalam hal nia.
3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer kedalam memory didalam papan Arduino.
Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata “sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimna keduanya memiliki arti yang sama.
III Rancangan
Perancangan alat mengendalikan lampu ruangan jarak jauh dengan memanfaatkan mikrokontroler
arduino berbasis sensor getar menggunakan handphone sebagi piranti bergerak.
Dengan adanya sistem ini maka pengguna tidak harus mematikan lampu dengan memencet saklar untuk mengontrol lampu ruangan rumah. Ada bebrapa spesifikasi yang harus dipenuhi untuk menerapkan pengendalian lampu ruangan rumah, baik dari segi teknis maupun pengguna. Dalm hal ini format Missed call untuk mengendalikan lampu ruangan rumah, harus benar-benar vaild.
Karena didalam sistem ini perintah untuk mengendaliakn lampu melalui format missed call yang benar dan tentunya dikirim ke nomer handphone server yang terhubung dengan software pengendali lampu yang berbasis sensor getar.
Berikut ini adalah analisa sistem yang ada pada kendali lapu rumah:
1. Menyalakan dan mematikan lampu ruangan 2. Sistem kendali menggunakan handphone
sebagi piranti bergerak
3. Perintah kendali berupa Missed Call yang memiliki format getran yang sudah ditentukan Sistem ini dirancang dengan dua komponen utama yaitu hardware dan software program sistem.
Rancangan hardware elektronik meliputi sistem elektronik. selanjutnya rancangan software cara program sitem secara keseluruhan
Perancangan anatar muka sistem merupakan bentuk tampilan dari program yang merupakan
kemampuan melakukan pengendalian lampu ruangan rumah.
Alat ini memiliki output dan input,
Pengendalian utama, dari sistem ini menggunakan arduino R3 yang diprogram agar dapat melakukan printah yang telah dijelaskan seperti penjelasan di atas.
Secara garis besar skema rangkain adalh sebagi berikut
.Gambar 3.1. Sekema Rangkaian Sistem
Pada sistem ini digunakan sensor getar, sensor getar yang digunakan adalah sensor vibrasi SW-420 yang berekasi terhadap getran dari berbagi sudut. Komponen elektronik ini berfungsi seperti saklar yang berbeda pada kondisi menutup ( normally closed ) dan bersifat
konduktif, sebaliknya pada kondisi terguncang ( terpapar getran) saklar leray akan membuka menutup dengan kecepatan pengalihan ( switching frequency ) proposional dengan kekerapan guncangan. Pangilan berhenti secara cepat, ini mirip seperti cara kerja PWM ( pulse width modulation ) yang merupkan sinyal pseduo- analog berupa tingkat tegangan.
Sensor getar dapat dioperasikan pada rentang catu daya V cc antara 3,3 Volt hingga 5 Volt. Sinyal output compoarator bersih, bergelombang bagus dan mapu menghantar lebih dari 15mA, format output 0 dan 1 ( digital, rendah dan tinggi ), berikut ini ditunjukan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.2. Rancangan Rangkaian Input Sensor Getar SW-420
Sedangkan flowchart dari program perancangan kendali lampu rumah menggunakan mikrokontroler atmega328 berbasis sensor getar sebagi berikut:
Gambar 3.3. Diagram Alir Program Berbasis Sensor Getar
Pada diagram alir diats stelah user missed call maka handphone server menerima panggilan lalu hendphone
server bergetar, lalu terjadilah proses pengambilan data getaran , jika getaran, maka relay akn mengaktipkan lampu menyala, jika pengambilan data getaran, maka relay akan mengaktipkan lampu akan padam.
3.1. Input
Pada perancangan pengendalian lampu menggunakan mikrokontroler berbasis sensor getar.
Maka proses input, dan pada bagian ini input adalah getaran yang akan diprosses ke sistem Arduino dan sensor getra sebagi penghubung gelombang getran, yang mana user melakukan missed call ke hendphon server, lalu bergetra, dan sensor getar membaca gelombang getran, lalu getran akan di prosses ke Arduino. Berikut ini gambar input pada alat pengendalian lampu berbasis sensor getar.
Gambar 3.4. Proses Input Getar
3.2. Output
Pada perancangan pengendali lampu menggunakan mikrokontroler328 berbasis sensor getra. Prosses Outputnya, ketiaka sensor getar menrima getran lalu, getaran akan di prosses ke arduino, maka relay akan aktif, ketika leray aktif, maka relay akn menngendalikan lampu. Jika getran tiga kali maka relay akan mengendlikan lampu menyala. Sebaliknya jika getran enam kali maka relia akan mengendalikan lampu menjdi padam. Berikut ini gmbar Output pengendalian lampu menggunakan mikrokontroler atmega328 berbasis sensor getar:
Gambar 3.5. Proses Output Relay
IV Pengujian
4.1. Verifikasi Kinerja Sistem
Verifikasi kinerja sistem berisi tentang pengujian alat yang dibuat apakah sudah berkerja dengan baik atau belum. Pengujian alat ini dilakukan secara umum sebanyak dua hal, yaitu pengujian sensor getrar, dalam menerima sinyal getran untuk mengaktifkan relay, dan pengujian relay, saat mengendalikan lampu.
Dalam pelaksanan pengujian ada beberapa cara alat yang dipergunakan untuk membuat pengujian yaitu:
1. Sensor getar 2. Handphone 3. Relay 4. Laptop
Berikut ini pengujian alat pengendali lampu berbasis sensor getar untuk mengetahui kerja alat, dalam merespon input getaran handphone ke sensor vibrisi diterima sehingga menghasilkan output relay.
Gambar 4.1. Pembacaan Serial Untuk Tiga Kali Getar
Gambar 4.2. Kondisi Relay On
Gambar 4.3. Pembacaan Serial Untuk Enam Kali Getar
Gambar 4.4. Kondisi Relay Off
V Kesimpulan
Berdasarkan hasil penjelasan dari bab-bab sebelumnya maka dapat diambil kesimpulan seperti dibawah ini:
1. Untuk membuat alat dangan Atmega 328, untuk menghemat energi listrik apabila rumah keadan kosong, maka dibuat alat untuk memetikan lampu dengan bantuan handphone menggunakan sensor getar, jika getaran tiga kali getar, maka lampu akan menyala, dan jika getaran enam kali maka lampu akan mati/padam. Dengan begitu pemilik rumah tidak perlu khawatir jika rumah ditinggalkan dalam keadaan kosong.
2. Untuk merancang pengendali lampu dengan Atmega 328, untuk meminalisir terjadinya korsleting listrik, akaibat lampu terlalu lama menyala dengan Percobaan pada rangkain ini membutuhkan handphone sebagai input untuk melakukan missed call untuk mikrokontroler yang digunakan sebagi prosses pengolahan atau sumber pengolahannya. Dalam perancngan alat ini penulis menggunakan sensor getar sebagi output, saklar untuk menyalakan dan mematikan lampu otomatis.
Referensi
[1] Abdul Kadir, Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemogramannya menggunakan Arduino, Yogyakarta, Oktober 2013. Penerbit Andi.
[2] Andi Nugroho. Rekayasa Perangkat Lunak Menggunakan UML dan Java, Yogyakarta, 2009. Penerbit Andi
[3] Interface Pengendalian Lampu Rumah dengan
Pararel Port
http://www.bloq.ub.ac.id/yoancrayon/2010/08/interf ace-pengendali lampu-rumah-dengan-pararel-port/
(diakses pada 2 Agustus 2015)
[4] Rusmady, Muhammad (2014). Mengenal Komponen Elektronik.Bandung: Pionir Jaya [5] Sulhan Setiawan. Menyenangkan Belajar
Mikrokontroler, Yogyakarta, 2009. Penerbit Andi [6] Syharul, menjelajahi: Perinsip-Prinsip, Antarmuka,
dan Aplikasi Mikrokontroler dengan Assembler (Bahasa Rakitan), Informatika Bandung, Bandung, 2012
[7] Tufiq Dwi Septian Suyadhi, Buku Pintar Robotika, Bandung 2010
[8] Widodo, Prabowo Pudjo, and Herlawati.
Menggunakan UML, Informatika Bandung, Bandung, 2011
