APLIKASI SENSOR DHT11 SEBAGAI PENGENDALI KELEMBABANDAN SUHU PADA RUANG BUDIDAYA TANAMAN TOMAT BERBASISARDUINO NANO LAPORAN TUGAS AKHIR

APLIKASI SENSOR DHT11 SEBAGAI PENGENDALI KELEMBABANDAN SUHU PADA RUANG BUDIDAYA

TANAMAN TOMAT BERBASISARDUINO NANO

LAPORAN TUGAS AKHIR

CITRA ARISKA 172408085

PROGRAM STUDI D-III FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

MEDAN

2020

APLIKASI SENSOR DHT11 SEBAGAI PENGENDALIKE- LEMBABAN DAN SUHU PADA RUANG BUDIDAYA TANA-

MAN TOMAT BERBASIS ARDUINO NANO

LAPORAN TUGAS AKHIR

DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA

CITRA ARISKA 172408085

PROGRAM STUDI D-III FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

MEDAN

2020

PERNYATAAN ORISINALITAS

APLIKASI SENSOR DHT11 SEBAGAI PENGENDALI KELEMBABAN DAN SUHU PADA RUANG BUDIDAYA TANAMAN TOMAT BERBASIS

ARDUINO NANO

LAPORAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 10November 2020

Citra Ariska

172408085

APLIKASI SENSOR DHT11 SEBAGAI PENGENDALI KELEMBABAN DAN SUHU PADA RUANG BUDIDAYA TANAMAN TOMAT BERBASIS

ARDUINO NANO

ABSTRAK

Tanaman tomat (Lycopersicum esculentum Mill) adalah sejenis sayuran buah musiman yang dapat ditanam didataran rendah ataupaun dataran tinggi.

Dibalik warnanya yang merah buah tomat banyak mengandung zat gizi, salah satunya adalah vitamin c. Buah tomat diperlukan hampir di setiap campuran masakan. Seiring tingginya permintaan kebutuhan pangan masyara- kat,pembudidayaan tomat juga semakin meningkat. Perkembangan ilmu teknologimenuntut segala sesuatu pekerjaan agar lebih baik dan lebih canggih.

Aplikasi Sensor DHT11 sebagai Pengendali Kelembaban dan Suhu pada Ruang

Budidaya Tanaman Tomat berbasis Arduino Nano ini dirancang untuk menontrol

suhu dan kelembaban pada ruang budidayatanaman tomat agar tomat yang di

hasilkan lebih berkwalitas dan pertumbuhannya lebih terjaga.Input pada alat ini

berupa udara dan kelembaban, yang telah di deteksi sensor kemudian akan di

ubah menjadi tegangan yang dapat di baca oleh sensor, sehinggahasil outputnya

berupa data serial.Alat ini merupakan inovasi yan lebih efektif untukmenjaga

kelembaban dan suhu ruanan budidaya tomat secara otomatis supaya kwalitas

tanaman dan pertumbuhan tanaman tomat lebih baik lagi. Perangkat yang

digunakan untuk mendukung sistem ini diantaraya adalah Arduino Nano sebagai

mikrokontroler, Sensor DHT11 sebagai Pengendali kelembaban dan suhu, kipas

sebagai pendingin, dan lampu sebagai pemanas. Hasil dari pengujian menunjukan

bahwa sistem dapat bekerja dengan menendalikan suhu dan kelembaban secara

otomatis.

APLIKASI SENSOR DHT11 SEBAGAI PENGENDALI KELEMBABAN DAN SUHU PADA RUANG BUDIDAYA TANAMAN TOMAT BERBASIS

ARDUINO NANO

ABSTRACT

Tomato plant (Lycopersicum esculentum Mill) is a type of seasonal fruit vegetable

that can be grown in lowlands or highlands. Behind the red color, tomatoes con-

tain lots of nutrients, one of which is vitamin c. Tomato fruit is needed in almost

every cooking mixture. Along with the high demand for community food needs,

tomato cultivation is also increasing. The development of technology requires all

jobs to be better and more sophisticated. Application of the DHT11 Sensor as

Humidity and Temperature Control in the Arduino Nano-based Tomato Cultiva-

tion Room is designed to control temperature and humidity in the tomato plant

cultivation room so that the tomatoes produced are of higher quality and their

growth is more maintained. The input in this tool is in the form of air and humidi-

ty, which has been detected by the sensor and then converted into a voltage that

can be read by the sensor, so that the output is serial data. This tool is an innova-

tion that is more effective in maintaining humidity and room temperature of toma-

to cultivation automatically so that the quality of the plants and the growth of to-

mato plants is even better. The devices used to support this system include the Ar-

duino Nano as a microcontroller, the DHT11 sensor as a humidity and tempera-

ture controller, a fan as a cooler, and a lamp as a heater. The results of the test

show that the system can work by controlling temperature and humidity automati-

cally.

KATA PENGHARGAAN

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada TYM,dengan dilimpahan ber- kat-Nya penyusunan Proyek ini dapat diselesaikan.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan Kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaikan Laporan Praktek Proyek ini yaitu Kepa- da:

1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Fisika Fakultas MIPA Universitas Sumatra Utara .

3. BapakDrs.TakdirTamba,M.Eng.Scselaku Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan Kepada Penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir .

4. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara .

5. Ayahanda dan Ibu yang saya kasihi yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moral dan material yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.

6. Teman-teman satu angkatan FIN 2017 USU yang telah banyak mem- berikan kesan selama perkuliahan di Universitas Sumatera Utara.

7. Teman- teman dan para sahabat yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang te- lah dengan tulus membantu dan memberikan doa dan dukungan hingga dapat terselesaikan Laporan Proyek Akhir ini.

Medan, 10 November 2020

Citra Ariska

172408085

DAFTAR ISI

PENGESAHAN LAPORAN...i

PERNYATAAN ORISINALITAS...ii

ABSTRAK ………... .iii

ABSTRACT………. iii

PENGHARGAAN ... iv

DAFTAR ISI……….v

DAFTAR GAMBAR………...vi

DAFTAR TABEL... vii

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah... 2

1.4 Tujuan Penulisan ... 2

1.5 Manfaat ... 2

1.6 Metode Penelitian... 3

1.7 Sistematika Penulisan……….3

BAB II LANDASAN TEORI...5

2.1 Mikrokontroller………..6

2.2 Mikrokontroller Arduino………7

2.2.1 Pengenalan Arduino…..……….7

2.2.2 Bahasa Pemrograman Arduino ………..7

2.3 Arduino Nano……….9

2.3.1 Konfigurasi Arduino Nano………10

2.3.2 Spesifikasi Arduino Nano……….12

2.3.3 Input Output Arduino Nano………..13

2.3.4 Komunkasi Arduino Nano………..14

2.3.5 Pemrograman Arduino Nano………..…14

2.4 Sensor DHT11………..15

2.4.1 Spesifikasi Sensor DHT 11...16

2.4.2 Aplikasi Sensor DHT11………...16

2.5 Relay………16

2.5.1 Dasar-dasar Relay………..17

2.5.2 Prinsip Kerja Relay………18

2.5.3 Terminal Relay………...19

2.5.4 Fungsi Relay………...19

2.5.5 Aplikasi Relay………21

2.5.6 Keuntungan Penggunaan Relay……….21

2.5.7 Pemilihan Jenis Relay………21

2.6 Power Supply………...22

2.6.1 Cara Kerja Power Supply………....22

2.6.2 Fungsi Power Supply………..23

2.6.3 Power Supply Berdasarkan Beberapa Jenis Konektornya………..23

2.6.4 Jenis-jenis Power Supply………25

2.6.5 Komponen Power Supply………...26

2.7 LED (Light Emitting Diode)………27

2.7.1 Pengenalan LED……….27

2.7.2 Cara Kerja LED………..27

2.7.3 Cara Mengetahui Polaritas LED………28

2.7.4 Warna-Warna LED………....28

2.7.5 Kegunaan LED dalam Kehidupan Sehari-hari………...29

2.8 Resistor……….30

2.8.1 Pengenalan Resistor………...30

2.8.2 Jenis-jenis Resistor……….30

2.8.3 Fungsi-fungsi Resistor………...33

2.9 PCB (Printed Circuit Board)………33

2.9.1 Pengenalan PCB……….33

2.9.2 Fungsi PCB………34

2.9.3 Lapisan PCB Dan Bahan-Bahannya...34

2.10 LCD (Liquid Crystal Display)………...36

2.10.1 Struktur Dasar LCD………36

2.10.2 Prinsip Kerja LCD………..37

2.10.3 Pengendali/Controller LCD………38

2.10.4 Keuntungan LCD ………...39

2.11 Terminal Block………..39

BAB 3 Perancan

gan Dan Pembuatan Alat

...41

3.1 Diagram Block Alat……….41

3.1.1 Keterangan Diagram Block ……….………...41

3.1.2 Skematik… ………...42

3.2 Pengujian dan Pembahasan peralatan komponen Proyek…………...……...51

3.2.1 Pengujianpower supply ……….….51

3.2.2 Pengujian relay……….……….…….51

3.2.3 Pengujian sensor DHT11……….……….………..52

3.2.4 Pengujian Arduino Nano……….53

3.3 Penujian alat

3.3.1 Pengujian Sensor DHT11 dengan Es Batu Untuk Menurunkan Suhu

di Sekitar Ruangan

3.3.2 Pengujian Sensor DHT11 dengan Api Untuk Menaikkan Suhu di

Sekitar Ruangan

BAB IV PENUTUP………..55

4.1 Kesimpulan………...55

4.2 Saran……….61

DAFTAR PUSTAKA………...62

DAFTAR GAMBAR

Gambar2.1 Tampak Depan Arduino Nano ……….9

Gambar2.2 Tampak Belakang Arduino Nano……….9

Gambar2.3 Konfigurasi Pin Layout Arduino ……….11

Gambar2.4 Sensor DHT11 Tiga Kaki……….15

Gambar2.5 Sensor DHT11 Empat Kaki………..15

Gambar2.6 Relay ………18

Gambar2.7 Cara Kerja Relay………..19

Gambar2.8 Power Supplay………..22

Gambar2.9 LED(Light Emitting Diode)………27

Gambar2.10 Resistor………30

Gambar2.11 Papan PCB(Printed Circuit Board)……….34

Gambar2.12 LCD(Liquid Crystal Display)……….36

Gambar2.13 Terminal Block……….40

Gambar 3.1 Skematik Arduino Nano……….44

Gambar 3.2 Skematik Arduino dengan Power Supplay dan Relay…………...…45

Gambar 3.3 Skematik Arduino dengan Power Supplay, Terminal Block, Relay dan Sensor DHT11………..……...46

Gambar 3.4 Skematik Arduino dengan Power Supplay, Terminal Block, Relay, Sensor DHT11 dan LCD………..…….47

Gambar 3.5 Skema keseluruhan……….48

Gambar 3.6 Layout PCB Print………...48

Gambar 3.7 Pengujianpower supply……...………...……….…….51

Gambar 3.8 Pengujian relay………..………...52

Gambar 3.9 Pengujian sensor DHT11…..……….………52

Gambar 3.10 Pengujian Arduino Nano………...54

Gambar 3.11 menurunkan suhu dengan es………55

Gambar 3.12 tampilan suhu dan kelembaban pada LCD………..55

Gambar 3.13 menaikkan suhu denan api………...56

Gambar 3.14 tampilan suhu dan kelembaban pada LCD………...5

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 konfigurasi pin Arduino nano………12 Table 2.2 senyawa semi konduktor untuk menghasilkan variasi warna pada LED………29

Tabel 3.1 pengujiansensor berdasarkan variasi suhu………..………...53

BAB 1PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi instrumentasi elektronika sekarang mengalami perkem-

bangan yang sangat pesat, sudah banyak dikenal dan bukan sesuatu hal yang asing

lagi. Manusia membutuhkan bantuan dari suatu alat yang dapat bekerja cepat, teli-

ti, dan tidak mengenal lelah. Sistem otomatis dapat menggantikan manusia untuk

mengerjakan sesuatu perkerjaan. Maka dari itu saya selaku penulis atau pembuat

laporan tugas akhir ini ingin mengenalkan bahwa dalam dunia elektronika khu-

susnya dibidanginstrumentasi banyak sekali yang memanfaatkan dan memperke-

nalkan suatu alatuntuk kemudahan masyarakat dalam menjalankan aktivitas yang

dilakukan, seperti pembudidayaan tanaman pangan khususnya tomat. Tomat

merupakan salah satu komoditas pertanian yang mempunyai masa depan baik un-

tuk dikembangkan. Hingga kini semakin banyak orang mengetahui manfaat tomat

dalam bidang pangan maupun kecantikan sehingga permintaan tomat terus

meningkat. Tomat berkhasiat mencegah kanker, mengontrol tekanan darah, men-

jaga kesehatan jantung, mengatasi diabetes, mengatasi sembelit, menjaga

kesehatan mata, membuat kulit lebih sehat, dan menunjang kesehatan ibu ham-

il.Umumnya masyarakat membudidayakan tomat di daerah kaki gunung atau dae-

rah dingin. Oleh karena itu dibutuhkan inovasi baru untuk mengatasi masalah sep-

erti ini supayatanaman tomat dapat dibudidayakan di cuaca panas sekalipun, yai-

tudengan menciptakan alat untuk mengontol kumbung tomat atau tempat

tubuhnya tomat. Agar tomat dapat tumbuh secara maksimal dan lebih

efisien.Dengan alat ini juga dapat mempermudah pembudidaya tomatjika kum-

bungtomat dibiarkan selama beberapa hari tomat akan tetap tumbuh dengan

maksimal. Maka dari itu saya akan mengenalkan alat yang akan saya buat untuk

tugas akhir saya dengan judul “ALATPENGENDALI SUHU DAN KELEM-

BABAN PADA RUANG BUDIDAYA TANAMAN TOMAT BERBASIS

ARDUINO NANO”.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat dan merancang se- buah alat pengontrol suhu dan kelembaban otomatis yang diaplikasikan diruang budidaya tomat berbasis Arduino Nano. Dimana keluaran suhu ideal pada ruang budidaya tomat akan digunakan sebuah mikrokontroler berbasis Arduino Nano.

Dimana pada perancangan ini akan dirumuskan masalah:

1. Bagaimana prinsip kerja alat pengendali suhu dan kelembaban ruang budidaya tomat otomatis ini bekerja.

2. Program apa yang diberikan untuk dapat mengendalikan suhu dan kelembaban ruang budidaya tomat secara otomatis.

3. Bagaimana sensorDHT 11 dapat bekerja pada alat pengendali kelambaban dan suhu ruang budidaya tomat

4. Bagaimana prinsip kerja Arduno Nano pada alat pengendali kelambaban dan suhu ruang budidaya tomat

1.3 Batasan Masalah

Mengingat keterbatasan waktu dan untuk menghindari topik yang tidak perlumaka penulis membatasi pembahasan pembuatan alat ini. Adapun permasalahan ini adalah :

1. Hasil pembacaan pengukuran ditampilkan pada LCD berukuran 16x2cm.

2.Komponen yangdirangkai tidak perlu dilepas saat penujian alat.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui dan memahami mikrokontroler Arduino Nano secara umum, sensor yang digunakan, serta komponen yang terdapat pada pembuatan alat, serta cara kerja alat.

2. Mengaplikasikan berbagai teori pendukung yang telah didapat di bangku perkuliahan menjadi sebuah karya nyata berupa sebuah alat.

3. Mengembangkan mikrokontroler Arduino Nano sebagai tempat pemrosesan

data untuk mengontrol kelambaban dan suhu ruang budidaya tomat .

1.5 Manfaat

Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1.Untuk Mengetahui cara menggunakan pada alat pengendali kelambaban dan suhu ruang budidaya tomat

2. Untuk mengetahui suhu ideal ruang budidaya tomat

3. Untuk mempermudah pembudidaya tomat dalam proses pengontrolan tanaman.

1.6 Metode Penelitian

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Studi Literatur dan Diskusi

Merupakan metode yang dilakukan oleh penulis dengan membaca buku, diskusi dengan dosen pembimbing, mengunjungi dan mempelajari website atau situs-situs yang berhubungan dengan pembuatan alat pengendali kelambaban dansuhu ruang budidaya tomat

2. Perancangan Konsep

Metode perancangan desain dan bentuk alat pengendai yang dilakukan penulis.

3. Perancangan dan Pembuatan Alat

Merupakan proses dalam membuat alat pengendali.

4. Analisis dan Pengujian

MetodeAnalisis dan Pengujian dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana alat yang dibuat pada tugas akhir ini dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan

5. Penyusunan Laporan

Tahap akhir pada tugas akhir ini adalah penyusunan laporan dengan tahap- tahap diatas.

1.7 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah penulisan tugas akhir ini, penulis membuat suatu sistematika penulisan yang terdiri dari :

1. BAB I: PENDAHULUAN

Bab ini akan membahas latar belakang tugas akhir, identifikasi masalah, batasan masalah, tujuan, metode penelitian, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan.

2. BAB II: LANDASAN TEORI

Bab ini akan menjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan.

3. BAB III: PERANCANGAN ALAT

Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

4. BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain-lain.

5. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN

Sebagai bab terakhir penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari

uraian bab-bab sebelumnya, dan penulis akan berusaha memberikan saran

yang mungkin bermanfaat.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Tomat (Solanum lycopersicum syn. Lycopersicum esculentum) ada- lah tumbuhan dari keluarga Solanaceae, tumbuhan asli Amerika Ten- gah dan Selatan, dari Meksiko sampai Peru. Tomat merupakan tumbuhan siklus hidup singkat, dapat tumbuh setinggi 1 sampai 3 meter. Tumbuhan ini memiliki buah berawarna hijau, kuning, dan merah yang biasa dipakai sebagai sayur dalam masakan atau dimakan secara langsung tanpa diproses. Tomat memiliki batang dan daun yang tidak dapat dikonsumsi karena masih sekeluarga dengan kentang dan Terung yang mengadung Alkaloid.Cara menanam tanaman tomat adalah disemai lebih dahulu, setelah tumbuh 4 daun sejati kemudian ditanam (dijadikan bibit terlebih dahulu). Panen dimulai usia 9 minggu setelah tanam selanjutnya setiap 5 hari. Suhu ideal tanaman tomat adalah 18-30°c

Pengontrolan adalah suatu kegiatan yang dilakukan untuk mengukur besarnya suatu besaran kemudian mengadakan kegiatan untuk membatasi penyimpangan terhadap suatu yang tidak diinginkan. Pengendalian dilakukan dengan tujuan supaya apa yang telah direncanakan dapat dilaksanakan dengan baik sehingga dapat mencapai target maupun tujuan yang ingin dicapai. Pengen- dalian diperlukan agar kesalahan awal dapat segera diketahui dan dapat dilakukan tindakan perbaikan, sehingga mengurangi risiko yang lebih besar. Tujuan dari pengontrolan sendiri yaitu menemukan kesalahan sedini mungkin sehingga men- gurangi resiko yang lebih besar dan menjaga agar kebijakan yang sedang diimplementasikan sesuai dengan tujuan dan sasaran.

2.1 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil yang dikemas dalam bentuk chip IC (Integrated Circuit) dan dirancang untuk melakukan tugas atau operasi tertentu.

Pada dasarnya, sebuah IC Mikrokontroler terdiri dari satu atau lebih Inti Prosesor

(CPU), Memori (RAM dan ROM) serta perangkat INPUT dan OUTPUT yang

dapat diprogram.Dalam pengaplikasiannya, Pengendali Mikro yang dalam bahasa

Inggris disebut dengan Microcontroller ini digunakan dalam produk ataupun

perangkat yang dikendalikan secara otomatis seperti sistem kontrol mesin mobil,

perangkat medis, pengendali jarak jauh, mesin, peralatan listrik, mainan dan perangkat-perangkat yang menggunakan sistem tertanam lainnya. Mikro- kontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian el- ektronik dan umunya dapat menyimpan program did umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Ana- log-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya. Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ring- kas. Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program did MCS51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali.

Mikrokontroler ini diproduksi dengan menggunakan teknologi high density non- volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut memungkinkan memori pro- gram untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional. Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan mikrokontroler MCS51 menjadi microcomputer handal yang fleksibel.Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sis- tem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, ba- yangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal sebaliknya.

2.2Mikrokontroler Arduino 2.2.1 Pengenalan Arduino

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat sumber terbuka, di-

turunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan el-

ektronik dalam berbagai bidang. Perangkat kerasnya memiliki

prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri.Arduino juga merupakan senarai perangkat keras terbuka yang ditujukan kepada siapa saja yang ingin membuat purwarupa peralatan elektronik interaktif berdasarkan hardware dan software yang fleksibel dan mudah digunakan. Mikro- kontroler diprogram menggunakan bahasa pemrograman arduino yang memiliki kemiripan syntax dengan bahasa pemrograman C. Karena sifatnya yang terbuka maka siapa saja dapat mengunduh skema hardware arduino dan membangunnya.

Arduino menggunakan keluarga mikrokontroler ATMega yang dirilis oleh Atmel sebagai basis, namun ada individu/perusahaan yang membuat clone arduino dengan menggunakan mikrokontroler lain dan tetap kompatibel dengan arduino pada level hardware. Untuk fleksibilitas, program dimasukkan melalui bootloader meskipun ada opsi untuk mem-bypass bootloader dan menggunakan pengunduh untuk memprogram mikrokontroler secara langsung melalui port ISP.

2.2.2Bahasa Pemrograman Arduino

Banyak bahasa pemrograman yang biasa digunakan untuk program mikro- kontroler, misalnya bahasa assembly.Namun dalam pemrograman Arduino bahasa yang dipakai adalah bahasa C. Bahasa C adalah bahasa yang sangat lazim dipakai sejak awal computer diciptakan dan sangat berperan dalam perkembangan soft- ware.Di internet banyak Library Bahasa C untuk Arduino yang bisa didownload dengan gratis.Setiap library Arduino biasanya disertai dengan contoh pemakaiannya, keberadaan library-library ini bukan hanya membantun kita mem- buat proyek mikrokontroler, tetapi bisa dijadikan sarana untuk mendalami pem- rograman Bahasa C pada mikrokontroler. Berikut ini adalah penjelasan mengenai karakter bahasa C dan software Arduino:

a. Struktur :Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada.

 Void setup() { }

Semua kode di dalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

 Void loop() { }

Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus- menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.

b. Syntax : Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan.

 //(komentar satu baris)

 /* */(komentar banyak baris)

 { } (kurung kurawal)

 ; (titik koma)

c. Variabel : Sebuah program secara garis besar dapat didefenisikan sebagai in- struksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variable inilah yang digunakan untuk memindahkannya. Integer, Long, Boolean, Float, Char, Byte, Unsignt int, Unsign long, Double, String, Array.

d. Operator Matematika : operator yang digunakan untuk memanipulasi angka.

e. Operator Pembanding : digunakan untuk membandingkan nilai logika.

f. Struktur Pengaturan : Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini elemen dasar pengaturan: if…else dan for.

g. Digital :

 Pin Mode (pin, mode)

 Digital Write (pin, value)

 Digital Read (pin)

h. Analog :Arduino adalah mesin digital, tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam analog.

 Analog Write (pin, value)

 Analog Read (pin)Jamur adalah spesies tanaman yang memiliki membran

nuklir (eukariotik), tidak memiliki klorofil, tidak dapat menghasilkan makanan

sendiri (heterotopia), sebagian besar hidup sebagai parasit, saprofit, memiliki

mutualisme simbiosis dan membentuk lichen.

2.3Arduino Nano

Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan men- dukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis mikro- kontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke comput- er menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.

Gambar 2.1 Gambar 2.2

Tampak Depan Arduino Nano Tampak Belakang Arduino Nano

Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller

keluaran Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan

mikrokontroller Atmega 328 untuk Arduino Nano 3.x dan Atmega168 untuk Ar-

duino Nano 2.x. Varian ini mempunyai rangkaian yang sama dengan jenis Ar-

duino Duemilanove, tetapi dengan ukuran dan desain PCB yang berbeda. Arduino

Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, tetapi terdapat pin untuk catu daya

luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino Nano didesain dan diproduksi oleh Gravitech. Arduino Nano dapat menggunakan ca- tudaya langsung dari mini-USB port atau menggunakan catudaya luar yang dapat diberikan pada pin30 (+) dan pin29 (-) untuk tegangan kerja 7 – 12 V atau pin 28(+) dan pin 29(-) untuk tegangan 5V. Memori Arduino nano Atmega 168 dilengkapi dengan flash memori sebesar 16 kbyte yang dapat digunakan untuk menyimpan kode program utama. Flash memori ini sudah terpakai 2 kbyte untuk program boatloader sedangkan Atmega328 dilengkapi dengan flash memori sebe- sar 32 kbyte dan dikurangi sebesar 2 kbyte untuk boatloader.Selain dilengkapi dengan flash memori, mikrokontroller ATmega168 dan ATmega328 juga dilengkapi dengan SRAM dan EEPROM. SRAM dan EEPROM dapat digunakan untuk menyimpan data selama program utama bekerja. Besar SRAM untuk AT- mega168 adalah 1 kb dan untuk ATmega328 adalah 2 kb sedangkan besar EEPROM untuk ATmega168 adalah 512b dan untuk ATmega328 adalah 1 kb.

2.3.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano

Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano.

1.

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital.

2.

GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.

3.

AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analog Reference.

4.

RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino

5.

Serial RX (0) merupakan pin yang berfungsi sebagai penerima TTL data serial.

6.

Serial TX (1) merupakan pin yang berfungsi sebagai pengirim TT data serial.

7.

External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi un- tuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.

8.

Output PWM 8-Bit merupakan pin yang berfungsi untuk analog Write.

9.

SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.

10.

LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.

11. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analog Reference.

Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Layout Arduino Nano

Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano

1 Digital Pin 1 (TX)

2 Digital Pin 0 (RX)

3 & 28 Reset

4 & 29 GND

5 Digital Pin 2

6 Digital Pin 3 (PWM)

7 Digital Pin 4

8 Digital Pin 5 (PWM)

9 Digital Pin 6 (PWM)

10 Digital Pin 7

11 Digital Pin 8

12 Digital Pin 9 (PWM)

13 Digital Pin 10 (PWM-SS)

14 Digital Pin 10 (PWM-SS)

15 Digital Pin 12 (MISO)

16 Digital Pin 13 (SCK)

18 AREF

19 Analog Input 0

20 Analog Input 1

21 Analog Input 2

22 Analog Input 3

23 Analog Input 4

24 Analog Input 5

25 Analog Input 6

26 Analog Input 7

27 VCC

30 Vin

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano

2.3.2 Spesifikasi Arduino Nano

Berikut ini adalah Spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano:

1. MikrokontrolerAtmel ATmega168 atau ATmega328 2. 5 V Tegangan Operasi

3. 7-12 VInput Voltage (disarankan) 4. 6-20 VInput Voltage (limit)

5. Pin Digital I/O 14 (6 pin digunakan sebagai output PWM) 6. 8 Pin Input Analog

7. 40 mA arus DC per pin I/O

8. Flash Memory 16 kb (ATmega168) atau 32 kb (ATmega328) 2KB digunakan oleh Bootloader.

9. 1 Kb SRAM (ATmega168) atau 2 kb (ATmega328) 10. 512 Byte EEPROM (ATmega168) atau 1 kb (ATmega328)

10. Ukuran1.85cm x 4.3cm

2.3.3Input dan Output Arduino Nano

Arduino Nano mempunyai 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai pin input

atau output. Pin ini akan mengeluarkan tegangan 5V untuk mode HIGH (logika 1)

dan 0V untuk mode LOW (logika 0) jika dikonfigurasikan sebagai pin output. Ji-

ka di konfigurasikan sebagai pin input, maka ke 14 pin ini dapat menerima tegan-

gan 5V untuk mode HIGH (logika1) dan 0V untuk mode LOW (logika 0). Besar

arus listrik yang diijinkan untuk melewati pin digital I/O adalah 40 mA. Pin digi-

tal I/O ini juga sudah dilengkapi dengan resistor pull-up sebesar 20-50 kΩ. Ke 14

pin digital I/O ini selain berfungsi sebagai pin I/O juga mempunyai fungsi khusus

yaitu :Pin D

₀

dan pin D

₁

juga berfungsi sebagai pin TX dan RX untuk komunikasi

data serial. Kedua pin ini terhubung langsung ke pin IC FTDI USB-TTL. Pin

D

2

dan pin D

3

juga berfungsi sebagai pin untuk interupsi eksternal. Kedua pin ini

dapat dikonfigurasikan untuk pemicu interupsi dari sumber eksternal. Interupsi

dapat terjadi ketika timbul kenaikan atau penurunan tegangan pada pin D

2

atau pin

D

3

. Pin D

4

, pin D

5

, pin D

6

, pin D

9

, pin D

10

dan pin D

11

dapat digunakan sebagai

pin PWM (pulse width modulator). Pin D

10

, pin D

11

, pin D

12

dan pin D

13

, ke em-

pat pin ini dapat digunakan untuk komunikasi mode SPI. Pin D

13

terhubung ke

sebuah LED.Arduino Nano juga dilengkapi dengan 8 buah pin analog, yaitu pin

A

0

, A

1

, A

2

, A

3

, A

4

, A

5

, A

6

dan A

7

. Pin analog ini terhubung ke ADC (analog to

digital converter) internal yang terdapat di dalam mikrokontroller. Pada kondisi

awal, pin analog ini dapat mengukur variasi tegangan dari 0V sampai 5 V pada

arus searah dengan besar arus maksimum 40 mA. Lebar range ini dapat diubah

dengan memberikan sebuah tegangan referensi dari luar melalui pin V

ref

. Pin ana-

log selain dapat digunakan untuk input data analog, juga dapat digunakan sebagai

pin digital I/O, kecuali pin A

₆

dan A

₇

yang hanya dpat digunakan untuk input data

analog saja. Fungsi khusus untuk pin analog antara lain : Pin A

₄

untuk pin SDA,

pin A

₅

untuk pin SCL, pin ini dapat digunakan untuk komunikasi I2C. Pin

A

_ref

digunakan sebagai pin tegangan referensi dari luar untuk mengubah range

ADC. Pin reset, pin ini digunakan untuk mereset board Arduino Nano, yaitu

dengan menghubungkan pin ini ke ground selama beberapa milidetik. Board Ar-

duino Nano selain dapat direset melalui pin reset, juga dapat direset dengan

menggunakan tombol reset yang terpasang pada board Arduino Nano.

2.3.4 Komunikasi Arduino Nano

Arduino Nano sudah dilengkapi dengan beberapa fasilitas untuk komunikasi yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer (PC atau Laptop), atau dengan board mikrokontroller lainnya. ATmega168 dan ATmega328 dilengkapi dengan komunikasi serial UART TTL (5V), yang terdapat pada pin D

0

dan pin D

₁

. Board juga dilengkapi dengan sebuah IC FTDI 232 Rl yang dapat dihub- ungkan langsung ke komputer untuk menghasilkan sebuah virtual com-port pada operating sistem.Software Arduino (sketch) yang digunakan sebagai IDE Arduino juga dilengkapi dengan serial monitor yang memungkinkan programmer untuk menampilkan data serial sederhana yang dapat dikirim atau diterima dari board Arduino Nano. Led RX dan TX yang terpasang pada board Arduino Nano akan berkedip jika terjadi komunikasi data serial antara PC dengan Arduino Nano.Selain dapat berkomunikasi dengan menggunakan data serial melalui virtual com-port, Arduino Nano juga dilengkapi dengan mode komunikasi I2C (TWI).

2.3.5 Pemograman Arduino Nano

Arduino Nano dapat dengan mudah diprogram dengan menggunakan software Arduino (sketch). Pada menu program, pilih tool – board kemudian pilih jenis board yang akan diprogram. Untuk memprogram board Arduino dapat memilih tipe board Arduino diecimila atau duemilanove atau langsung memilih Nano W/atmega168 atau Nano W/atmega328.Arduino Nano sudah dilengkapi dengan program boatloader, sehingga programmer dapat langsung meng-up-load kode program langsung ke board Arduino Nano tanpa melalui board perantara atau hardware lain. Komunikasi ini menggunakan protokol STK500 keluaran AT- MEL.Programmer juga dapat mem-up-load program ke board Arduino Nano tanpa menggunakan boatloader, tetapi melalui ICSP (in-circuit serial program- ming) header yang sudah tersedia di board Arduino Nano.

2.4Sensor DHT11

Sensor DHT11 adalah module sensor yang berfungsi untuk mensensing

objek suhu dan kelembaban yang memiliki output tegangan analog yang dapat

diolah lebih lanjut menggunakan mikrokontroler. Module sensor ini tergolong

kedalam elemen resistif seperti perangkat pengukur suhu seperti contohnya yaitu

NTC. Kelebihan dari module sensor ini dibanding module sensor lainnya yaitu dari segi kualitas pembacaan data sensing yang lebih responsif yang memliki ke- cepatan dalam hal sensing objek suhu dan kelembaban, dan data yang terbaca tid- ak mudah terinterverensi. Sensor DHT11 pada umumya memiliki fitur kalibrasi nilai pembacaan suhu dan kelembaban yang cukup akurat. Penyimpanan data kalibrasi tersebut terdapat pada memori program OTP yang disebut juga dengan nama koefisien kalibrasi. Sensor ini memiliki 4 kaki pin, dan terdapat juga sensor DHT11 dengan breakout PCB yang terdapat hanya memilik 3 kaki pin seperti gambar dibawah ini

Gambar 2.4 Sensor Dht11 Tiga Kaki Gambar 2.5 Sensor Dht11 empat Kaki

Sensor DHT11 adalah salah satu jenis sensor yang banyak digunakan pada project

berbasis Arduino. Sensor ini memiliki keunikan yaitu dapat membaca suhu (tem-

perature) ruangan dan kelembapan udara (humidity). Sensor ini dikemas dalam

bentuk kecil dan ringkas, serta harganya yang terjangkau. Harga sensor DHT11

ini hanya 1,2$ USD atau sekitar 15 ribu rupiah saja. Kegunaan sensor DHT11 ini

biasanya dipakai pada project monitoring suhu ruangan maupun kelembapan

udara pada ruangan. Didalam bodi sensor yang berwarna biru atau putih terdapat

sebuah Resistor dengan tipe NTC (Negative Temperature Coefficient).Resistor

jenis ini memiliki karakteristik dimana nilai resistansinya berbanding terbalik

dengan kenaikan suhu. Artinya, semakin tinggi suhu ruangan maka nilai resistansi

NTC akan semakin kecil. Sebaliknya nilai resistansi akan meningkat ketika suhu

disekitar sensor menurun. Komponen penyusun sensor DHT11,didalam sensor

terdapat dua bagian yaitu sebuah kapasitif sensor untuk mengukur kelembaban

dan termistor untuk mengukur suhu, serta terdapat chip untuk merubah tegangan

analog menjadi singal data digital yang dapat dengan mudah di baca oleh mikro- kontroler.

2.4.1 Spesifikasi Sensor DHT11 -Tegangan Input 3-5V

-Arus 0.3mA, Iddle 60uA -Periode sampling 2 detik -Output data serial

-Resolusi 16bit

-Temperatur antara 0°C sampai 50°C (akurasi 1°C ) -Kelembapan antara 20% sampai 90% (akurasi 5%) 2.4.2 Aplikasi Sensor DHT11

 Dalam bidang pertanian sensor dht11 digunakan sebagai pendeteksidan menetapkan kelembaban dan suhu idealruangan untuk pembudidayaan berbagai tanaman, khususnya tanaman hydroponik dan jamur.

 Dalam bidang kesehatan sensor dht11 digunakan sebagaipendeteksidan men- jaga suhu pada inkubator bayi. Dikarnakan bayi premature belum memiliki cukup stabil jaringan lemak, maka dariitudimasukkan ke dalam incubator un- tuk menjaga suhu tubuhnya

 Dalam bidang peternakan sensor dht11 digunakan sebagai pendeteksi dan menetapkan suhu pada inkubator tetas telur. Yang mana telur dapat menetas tanpa bantuan induknya

2.5 Relay

Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk

menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis

yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan

tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau

terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor)

ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau

off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.Relay yang paling sederhana ialah

relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan

energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut.



Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup atau membuka kontak saklar.



Saklar yang digerakkan secara mekanis oleh daya atau energi listrik.

Sebagai komponen elektronika, relay mempunyai peran penting dalam sebuah sistem rangkaian elektronika dan rangkaian listrik untuk menggerakan sebuah perangkat yang memerlukan arus besar tanpa terhubung langsung dengan perangakat pengendali yang mempunyai arus kecil. Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

1. Common, merupakan bagian yang tersambung dengan Normally Close (dalam keadaan normal).

2. Koil (kumparan), merupakan komponen utama relay yang digunakan untuk menciptakan medan magnet.

3. Kontak, yang terdiri dari Normally Close dan Normally Open.

2.5.1 Dasar-dasar Relay

Penemu relay pertama kali adalah Joseph Henry pada tahun 1835. Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan sebuah dioda yang diparalel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda pada tegangan () dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengan- tisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya.Penggunaan relay perlu memper- hatikan tegangan pengontrolnya serta kekuatan relay men-switch arus/tegangan.

Biasanya ukurannya tertera pada body relay. Misalnya relay 12VDC/4 A 220V,

artinya tegangan yang diperlukan sebagai pengontrolnya adalah 12Volt DC dan

mampu men-switch arus listrik (maksimal) sebesar 4 ampere pada tegangan 220

Volt. Sebaiknya relay difungsikan 80% saja dari kemampuan maksimalnya agar

aman, lebih rendah lagi lebih aman. Relay jenis lain ada yang namanya reedswitch

atau relay lidi. Relay jenis ini berupa batang kontak terbuat dari besi pada tabung

kaca kecil yang dililitin kawat. Pada saat lilitan kawat dialiri arus, kontak besi ter-

sebut akan menjadi magnet dan saling menempel sehingga menjadi saklar yang

on. Ketika arus pada lilitan dihentikan medan magnet hilang dan kontak kembali terbuka (off).

Gambar 2.6 relay 2.5.2 Prinsip Kerja Relay

Relay merupakan komponen listrik yang memiliki prinsip kerja magnet dengan induksi listrik. Relay terdiri atas bagian-bagian utama sebagai berikut.

1. Coil atau Kumparan, merupakan gulungan kawat yang mendapat arus listrik.

adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil.

2. Contact atau Penghubung, adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergan- tung dari ada tidaknya arus listrik di coil.Contact ada 2 jenis Normal- ly Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open) dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close).

3. Saat Coil mendapatkan energi listrik (energized) akan menimbulkan gaya elektromanetik

4. Gaya magnet yang ditimbulkan akan menarik plat/lengan kontak (armature) berpegas (bersifat berlawanan), sehingga menghubungkan 2 titik contact

Gambar 2.7 Cara Kerja Relay

2.5.3 Terminal Relay

Relay terdiri dari 2 terminal trigger, 1 terminal input dan 1 terminal output.

1. Terminal trigger : yaitu terminal yang akan mengaktifkan relay..seperti alat electronic lainya relay akan aktif apabila di aliri arus + dan arus -. Pada contoh relay yang kita gunakan terminal trigger ini adalah 85 dan 86.

2. Terminal input : yaitu terminal tempat kita memberikan masukan..pada contoh adalah terminal 30

3. Terminal: yaitu tempat keluarnya output pada contoh adalah terminal 87

2.5.4 Fungsi Relay

Fungi atau kegunaan relay dalam dunia elektronika sebenarnya juga sama seperti dalam teknik listrik. Hanya saja kebanyakan relay yang digunakan dalam teknik elektronik adalah relay dengan voltase kecil seperti 6 Volt, 12 Volt, 24 Volt ber- beda dengan teknik listrik yang memakai relay 220 Volt dan 110 Volt. Namun ada juga dalam teknik elektronik yang memakai relay dengan voltase tinggi. Walau ada perbedaan pemakaian voltase pada relay, sebenarnya relay memiliki fungsi atau kegunaan yang sama yakni sebagai alat pengganti saklar yang bekerja untuk mengontrol atau membagi arus listrik ataupun sinyal lain ke sirkuit rangkaian lainnya.Secara garis besar, fungsi relay adalah sebagai berikut.



Kontrol tegangan tinggi rangkaian dengan sinyal bertegangan rendah, seperti dalam beberapa jenis modem atau audio amplifier.



Kontrol sebuah rangkaian arus tinggi dengan sinyal arus rendah, seperti pada solenoid starter dari sebuah mobil.



Mendeteksi dan mengisolasi kesalahan pada jalur transmisi dan distribusi dengan membuka dan menutup pemutus rangkaian (perlindungan relay).



Sebuah kumparan relay DPDT AC dengan kemasan “ice cube”.



Isolasi mengendalikan rangkaian dari rangkaian yang dikontrol ketika kedua

berada pada potensi yang berbeda, misalnya ketika mengendalikan sebuah

perangkat bertenaga utama dari tegangan rendah switch. Yang terakhir ini ser-

ing digunakan untuk mengontrol pencahayaan kantor sebagai kawat tegangan

rendah dapat dengan mudah diinstal di partisi, yang dapat dipindahkan sesuai

kebutuhan sering berubah. Mereka mungkin juga akan dikendalikan oleh hu-

nian kamar detektor dalam upaya untuk menghemat energi.



Logika fungsi. Sebagai contoh, DAN fungsi boolean direalisasikan dengan menghubungkan relay normal kontak terbuka secara seri, maka fungsi ATAU dengan menghubungkan normal kontak terbuka secara paralel. Perubahan atas atau Formulir C kontak melakukan XOR fungsi. Fungsi yang sama untuk NAND dan NOR yang dicapai dengan menggunakan kontak normal tertutup.

Tangga bahasa pemrograman yang sering digunakan untuk merancang jaringan logika relay.



Awal komputasi. Sebelum tabung vakum dan transistor, relay digunakan se- bagai unsur-unsur logis dalam komputer digital.



Safety logika kritis. Karena relay jauh lebih tahan daripada semikonduktor radiasi nuklir, mereka banyak digunakan dalam keselamatan logika kritis, sep- erti panel kontrol penanganan limbah radioaktif mesin.



Waktu tunda fungsi. Relay dapat dimodifikasi untuk menunda pembukaan atau penutupan menunda satu set kontak. Yang sangat singkat (sepersekian detik) penundaan ini akan menggunakan tembaga disk antara angker dan ber- gerak blade perakitan. Arus yang mengalir dalam disk mempertahankan me- dan magnet untuk waktu yang singkat, memperpanjang waktu rilis. Untuk sedikit lebih lama (sampai satu menit) keterlambatan, sebuah dashpot digunakan. Sebuah dashpot adalah sebuah piston diisi dengan cairan yang di- perbolehkan untuk melarikan diri perlahanlahan. Jangka waktu dapat divaria- sikan dengan meningkatkan atau menurunkan laju aliran. Untuk jangka waktu lebih lama, mesin jam mekanik timer diinstal.

2.5.5 Aplikasi Relay

Relay umumnya digunakan untuk hal-hal di bawah ini, yaitu :

1. Untuk mengendalikan rangkaian tegangan tinggi melalui sinyal tegangan ren- dah.

2. Untuk mengendalikan rangkaian dengan arus yang tinggi melalui sinyal arus kecil.

3. Untuk mendeteksi dan mengisolasi kegagalan pada jalur transmisi dan distri-

busi dengan membuka atau menutup circuit breaker.

4. Untuk mengisolasi rangkaian pengendali dari rangkaian yang dikendalikan jika potensial yang digunakan berbeda. Misalnya untuk mengendalikan rangkaian daya tegangan tinggi melalui switch tegangan rendah.

5. Untuk merepresentasikan fungsi-fungsi logika. Misalnya fungsi AND didapat dengan menserikan dua kontak NO dan sebagainya.

6. Relay juga dapat digabungkan fungsinya dengan sebuah timer untuk mendapatkan fungsi penunda waktu.

2.5.6 Keuntungan Penggunaan Relay

Relay umumnya digunakan untuk hal-hal di bawah ini, yaitu :

1. Untuk mengendalikan rangkaian tegangan tinggi melalui sinyal tegangan ren- dah.

2. Untuk mengendalikan rangkaian dengan arus yang tinggi melalui sinyal arus kecil.

3. Untuk mendeteksi dan mengisolasi kegagalan pada jalur transmisi dan distri- busi dengan membuka atau menutup circuit breaker.

4. Untuk mengisolasi rangkaian pengendali dari rangkaian yang dikendalikan jika potensial yang digunakan berbeda. Misalnya untuk mengendalikan rangkaian daya tegangan tinggi melalui switch tegangan rendah.

5. Untuk merepresentasikan fungsi-fungsi logika. Misalnya fungsi AND didapat dengan menserikan dua kontak NO dan sebagainya.

6. Relay juga dapat digabungkan fungsinya dengan sebuah timer untuk mendapatkan fungsi penunda waktu.

2.5.7 Pemilihan Jenis Relay

Untuk aplikasi tertentu, pemilihan jenis relay yang akan digunakan sangat diper- lukan. Berikut ini beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam memilih jenis relay yang akan digunakan untuk menjalankan fungsi tertentu :

– Jumlah dan jenis kontak (NO, NC, Chang-over) – Rating kontak (kemampuan arus kontak)

– Rating tegangan dari kontak – Tegangan coil

– Jenis kemasan

– Cara pemasangan (soket, rel dll)

– Waktu switching (jika kecepatan diperlukan) – Proteksi kontak dan coil

– Isolasi antara kontak dengan coil dan sebagainya.

2.6 Power Supply

Power supply adalah perangkat keras yang berfungsi untuk menyuplai tegangan langsung kekomponen dalam casing yang membutuhkan tegangan, misalnya motherboard, hardisk, kipas, dll. Input power supply berupa arus bolak-balik (AC) sehingga power supply harus mengubah tegangan AC menjadi DC (arus searah), karena hardware komputer hanya dapat beroperasi dengan arus DC. Power sup- ply berupa kotak yang umumnya diletakan dibagian belakang atas casing.

Gambar 2.8 Power Supply 2.6.1 Cara Kerja Power Supply

Ketika kita menekan tombol power pada casing, yang terjadi adalah langkah beri- kut.Power supply akan melakukan cek dan tes sebelum membiarkan sistem start.

Jika tes telah sukses, power supply mengirim sinyal khusus pada motherboard, yang disebut power good.Ketika pengguna menyalakan power pada komputer, maka power supply akan melakukan pemeriksaan dan tes sebelum menjalakan sistem komputer. Jika tes berjalan dengan baik maka power supply akan mengirim sinyal (power good) ke mainboard sebagai pertanda bahwa sistem komputer siap untuk beroperasi. Selanjutnya, power supply atau catu daya akan membagi daya sesuai dengan kapasitas yang diperlukan masing-masing komponen komputer.

Selain menyalurkan daya listrik ke komponen komputer, power supply juga men-

jaga stabilitas arus listrik pada berbagai komponen tersebut.

2.6.2 Fungsi Power Supply

Fungsi Power Supply pada komputer adalah sebagai perangkat keras yang mem- berikan atau menyuplai arus listrik yang sebelumnya diubah dari bentuk arus listrik yang berlawanan atau AC, menjadi arus listrik yang searah atau biasa dise- but sebagai arus DC. Power supply menyuplai arus listrik DC yang dibutuhkan oleh perangkat keras di dalam komputer beberapa contoh hardware yang membu- tuhkan arus listrik DC adalah harddisk, fan, motherboard dan lain-lain. Power supply juga memiliki kenektor kabel yang masing-masing konektor kabel tersebut memiliki fungsi yang berbeda-beda yang sangat dibutuhkan oleh komputer pada saat ini. Sehingga dapat disimpulkan bahwa power supply merupakan perangkat keras yang sangat penting dalam mengoperasikan suatu komputer.

2.6.3Power Supply Berdasarkan Beberapa Jenis Konektor

Power supply memiliki banyak konektor. Untuk pengenalan, disini ada beberapa tipe konektor dan fungsinya pada komputer yaitu:

a. ATX power connector (20pin + 4pin) :

ATX 20/24 pin konektor digunakan untuk menghubungkan power supply unit (PSU) ke motherboard. Versi lama dari ATX motherboard masih menggunakan ATX 20 pin konektor, jika kita menggunakan motherboard yang terbaru sudah membutuhkan ATX 24 pin konektor. Konetktor ini terdiri dari 2 bagian. Bagian pertama berjumlah 20 pin dan bagian kedua 4 pin. Jika kita menggunakan moth- erboard yang baru maka gabungkan antara 20 + 4 pin konektornya.

b. AT power connector (12 pin) :

Konektor ini digunakan untuk motherboard kelas Pentium II kebawah. Konektor yang memiliki 12 kabel ini dikelompokkan terpisah menjadi 2 bagian. Bagian per- tama disebut Konektor P8 dan bagian kedua disebut P9. Masing-masing konektor memiliki 6 kabel. Untuk menghindari kesalahan dalam pemasangan, kita cukup mempertemukan konektor yang memiliki kabel hitam di tengah-tengah.

c. Molex connector :

Konektor ini digunakan sumber tenaga bagi harddisk dan cd drive. Kadang seba-

gian produsen juga membuat fan / kipas pendingin, lampu-lampu dan asesoris

lainnya menggunakan konektor ini. Konektor ini memiliki 4 kabel yang berbeda

warna, yaitu Merah, Hitan dan Kuning. Setiap warna memiliki sumber tegangan yang berbeda-beda pula.

d. Berg connector :

Merupakan konektor ukuran mini dari Molek. Konektor ini khusus digunakan un- tuk Floppy Drive atau pun external audio card. Warna yang digunakan sama dengan molek konektor, yaitu Warna Kuning (+12V), Merah (+5V) dan Hitam (0V atau Ground). Karena penggunaan konektor ini jarang sekali, makanya pada setiap PSU hanya berjumlah 1 atau 2 paling banyak.

e. ATX 12V (Intel) 4 pin connector :

Konektor ini kebanyakan dipakai oleh para pengguna yang menggunakan Proces- sor buatan Intel. Fungsi dari konektor ini adalah sebagai penyedia tenaga tamba- han sebesar 12 V untuk Pentium 4 CPU. Jadi pada Pentium 4 kebawah, konektor ini tidak perlu digunakan. Sekarang sebagian AMD motherboard juga sudah menggunakan konektor ATX 12V ini.

f. pin PCI-E connector :

Konektor yang satu ini memang jarang ditemukan untuk semua PC. Biasanya orang yang menggunakan PSU ini adalah orang yang bekerja di bidang Multime- dia khususnya Video. Karena konektor ini hanya digunakan sebagai penambah daya untuk video card yang menggunakan slot PCI Express. Jika kita menggunakan Videoa Card jenis ini, tentu saja kita harus memiliki PSU yang mendukung untuk konektor ini.

g. SATA Power connector :

Konektor ini merupakan jenis terbaru yang biasa digunakan untuk power pada Hard Disk SATA (serial ATA). Konektor ini disambungkan melalui Molek kon- ektor (extended).

2.6.4 Jenis-Jenis Power Supply

Jenis-Jenis Power Supply yang terdapat pada kebanyakan komputer sekarang ini terbagi menjadi dua jenis. Kedua jenis power supply tersebut adalah Power Supply AT dan Power Supply ATX. Dari kedua jenis power supply tersebut mem- iliki beberapa perbedaan dan fungsinya.

1. Power Supply AT

Power Supply AT merupakan jenis power supply yang tergolong lawas. Pada ke- jayaannya, power supply jenis ini banyak digunakan oleh komputer Pentium II dan juga Pentium III. Meskipun kini sangat jarang ditemui, namun Power Supply AT sesungguhnya memiliki berbagai kelebihan. Power supply jenis ini memiliki kabel power yang terhubung ke motherboard yang terbagi menjadi dua, yaitu kon- ektor P8 dan P9. Resiko kesalahan pemasangan dengan menggunakan power sup- ply jenis ini pun sangat sedikit, mengingat untuk pemasangannya dibutuhkan ketelitian tinggi. Kesalahan yang biasa terjadi saat pemasangan power supply ada- lah terbalik mengingat terdapat dua konektor penghubung. Untuk pemasangan yang benar anda harus memperhatikan kabel power warna hitam pada masing- masing konektor. Pasangkan tepat pada tengah-tegah sambungan untuk menghindari konsleting. Untuk mematikan Power Supply AT, anda harus menekan tombol power secara langsung mengingat power supply jenis ini terhub- ung secara langsung ke chasing computer.

2. Power Supply ATX.

Power supply jenis ini memiliki tampilan yang lebih simpel dibandingkan power supply sebelumnya. Untuk jenis power supply satu ini kabel konektor dengan motherboard sudah menjadi satu dengan jumlah total 20 PIN. Oleh karena itu, Power Supply ATX sering juga disebut dengan ATX 20 PIN. Untuk pemasan- gannya sendiri, power supply jenis ini tergolong sangat mudah. Hal tersebut mengingat jika terjadi kesalahan dalam pemasangan maka port pada motherboard dengan konektor tidak akan menyatu. Hindari pemaksaan saat pemasangan karena dapat menebabkan kerusakan baik pada port maupun pada konektor.Kelebihan dari Power Supply ATX dibandingkan dengan AT adalah pada tombol powernya.

Untuk ATX 20 PIN sendiri sudah dilengkapi dengan auto shutdown yang ber- fungsi mematikan power supply ketika computer dimatikan. Sehingga kita tidak perlu susah payah untuk menekan tombol power seperti pada Power Supply AT.

Dari jenis-jeins power supply diatas, Power Supply ATX menjadi primadona un-

tuk power supply saat ini. Hal tersebut terbukti dari banyaknya pengguna komput-

er yang memilih untuk menggunakan power supply yang satu ini.

2.6.5 Komponen Power Supply

Mengacu pada pengertian power supply, perangkat keras ini berfungsi mengubah arus AC menjadi arus DC dan menyalurkannya ke berbagai komponen komputer di dalam chasing. Untuk membentuk tegangan maka dibutuhkan beberapa kom- ponen, adapun komponen power supply adalah sebagai berikut:

1. Transformator

Ini merupakan komponen di dalam pada Power Supply yang digunakan untuk memindahkan tenaga listrik antar dua rangkaian listrik atau lebih melalui induksi elektromagnetik.

2. Dioda

Ini adalah gabungan dari dua kata elektroda, yaitu anoda dan katoda. Sifat dari dioda yaitu menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada aliran tegangan balik.

3. Kapasitor

Kapasitor berfungsi sebagai penyempurna penyerahan dari tegangan arus AC ke tegangan arus DC.

4. Resistor

Resistor adalah perangkat yang membantu Power Supply dalam menurunkan te- gangan, membagi tegangan, dan membatasi arus listrik yang masuk, sehingga akan dapat mengontrol perangkat-perangkat keras yang ada pada motherboard.

5. IC regulator

IC Regulator berfungsi untuk mengatur tegangan pada rangkaian elektronika sela- lu tetap stabil.

6. LED

LED pada Power Supply adalah komponen sejenis diode semikonduktor yang memiliki keistimewaan.

2.7LED(Light Emitting Diode) 2.7.1 Pengenalan LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen el-

ektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan te-

gangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikon-

duktor. 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 Re- mote 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 da- lam LCD TV yang mengganti lampu tube.Selain itu lampu LED juga bisa menghasilkan cahaya ultraviolet atau cahaya yang tidak nampak mata yaitu in- framerah.

Gambar 2.9 LED

2.7.2 Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED 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 An- oda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di dop- ing sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses dop- ing 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 ma- terial 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).

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.Karen LED (Light Emitting Diode) merupakan keluarga dari dioda yang terbuat dari semi-konduktor, cara kerja dari LED ini yai- tu hampir mirip dengan dioda lainnya yang menggunakan dua kutub yaitu anoda (+) katoda(–).LED akan memancarkan cahaya apa bila dialiri dengan tegangan listrik maju (bias forward) dari anoda ke katoda yang bisa digolongkan sebagai proses transduser.Chip yang terbuat dari semikonduktor yang di droping (proses menmbahkan impurty atau ketidakmurnian yang akan menghasilkan listrik) akan menciptakan junction P dan N.

2.7.3 Cara Mengetahui Polaritas LED

Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal An- oda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.

2.7.4 Warna-warna LED (Light Emitting Diode)

Saat ini, LED telah memiliki beranekaragam warna, diantaranya seperti warna merah, kuning, biru, putih, hijau, jingga dan infra merah. Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senya- wa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED : Bahan Semikonduktor Wavelength Warna

Gallium Arsenide (GaAs) 850-940nm Infra Merah Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) 630-660nm Merah Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) 605-620nm Jingga Gallium Arsenide Phosphide Nitride

(GaAsP:N) 585-595nm Kuning

Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) 550-570nm Hijau

Silicon Carbide (SiC) 430-505nm Biru Gallium Indium Nitride (GaInN) 450nm Putih

Tabel 2.2 Senyawa Semikonduktor untuk menghasilkan variasi warna pada LED 2.7.5 Kegunaan LED dalam Kehidupan sehari-hari

Teknologi LED memiliki berbagai kelebihan seperti tidak menimbulkan panas, tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil ini semakin popular dalam bidang teknologi pencaha- yaan. Berbagai produk yang memerlukan cahaya pun mengadopsi teknologi Light Emitting Diode (LED) ini. Berikut ini beberapa pengaplikasiannya LED dalam kehidupan sehari-hari.

1. Lampu Penerangan Rumah 2. Lampu Penerangan Jalan 3. Papan Iklan (Advertising)

4. Backlight LCD (TV, Display Handphone, Monitor) 5. Lampu Dekorasi Interior maupun Exterior

2.8Resistor

2.8.1 PengenalanResistor

Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam

Rangkaian Elektronika. Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki

dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor

mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan

listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut ber-

banding lurus dengan arus yang mengalir. Resistor digunakan sebagai bagian dari

rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen

yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kom-

ponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivi-

tas tinggi seperti nikel-kromium).Karakteristik utama dari resistor ada-

lah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain terma-

suk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diinte-

grasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu.