• Tidak ada hasil yang ditemukan

Perancangan Kontrol Pencahayaan Pada Ruang Baca Berbasis Arduino dan Sensor Cahaya

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Perancangan Kontrol Pencahayaan Pada Ruang Baca Berbasis Arduino dan Sensor Cahaya"

Copied!
30
0
0

Teks penuh

(1)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Pencahayaan

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) cahaya adalah sinar atau terang (dari sesuatu yang bersinar seperti matahari, bulan, lampu, lilin, dsb) yang memungkinkan mata menangkap benda-benda disekitarnya. Cahaya sendiri dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :

A. Cahaya Alami

Cahaya alami adalah cahaya yang bersumber dari penerangan atau sinar alam sepertimatahari, lahar panas, fosfor di pohon-pohon, kilat dan kunang-kunang. Cahaya alami memiliki beberapa kelebihan diantaranya,

• Bersifat alami (natural), manusia pada dasarnya tidak ingin dicabut dari alam dan ingin selalu berada didalam atau dekat dengan alam.

• Tersedia berlimpah • Tersedia secara gratis

• Memiliki spektrum cahaya lengkap

• Memiliki daya panas dan kimiawi yang diperlukan bagi makhluk hidup di bumi. • Dinamais, arah sinar matahari selalu berubah oleh rotasi bumi maupun

peredarannya saat mengelilingi matahari. • Lebih alami bagi irama tubuh

Disamping kelebihannya cahaya alami juga memiliki kekurangan, diantaranya,

• Pada bangunan berlantai banyak dan gemuk (berdenah rumit) sulit untuk memanfaatkan cahaya alami matahari (walau ada teknologi serat kaca yang dapat menyalurkan cahaya jauh kedalam ruangan)

(2)

• Sering membawa serta panas masuk ke dalam

B. Cahaya Buatan

Cahaya buatan adalah cahaya yang bersumber dari sinar atau pencahayaan buatan seperti bola lampu, lilin, lampu sentir, dsb.Pencahayaan buatan diperlukan karena kita tidak dapat sepenuhnya bergantung pada ketersediaan cahaya alami.Misalnya pada malam hari atau diluar yang tak terjangkau oleh cahaya alami.Dengan demikian sudah semestinya pencahayaan buatan bersifat saling mendukung dengan pencahayaan alami (tidak dapat dikatakan mana yang lebih unggul). Pencahayaan buatan diperlukan bila :

• Tidak tersedia cahaya alami siang hari, saat antara matahari terbenan dan terbit • Tidak tersedia cukup cahaya alami dari matahari, saat mendung tebal, intensitas

cahaya bola langit akan berkurang

• Cahaya alami dari matahari tidak dapat menjangkau tempat tertentu didalam ruangan yang jauh dari jendela

• Diperlukan cahaya merata pada ruang lebar. Pada ruangan yang lebar, hanya lokasi disekitar jendela saja yang terang, sedangkan bagian tengah akan menjadi redup. Hal ini terutama terjadi pada ruangan lebar, luas dan terletak dibawah lantai lain sehingga tidak dapat dibuat lubang cahaya di atap. Namun jika ruang luas tersebut dapat diberi atap transparan, tidaklah terlalu disarankan untuk daerah tropis karena ruangan akan menjadi sangat panas.

• Diperlukan untuk fungsi khusus

Sebagai tambahan, pencahayaan buatan tidak akan dapat sepenuhnya menggantikan pencahayaan alami dari matahari. Sinar matahari membawa efek fisik,

(3)

2.2.Istilah-Istilah dan Pengertian dalam Pencahayaan

Beberapa istilah-istilah yang sering digunakan dalam penghitungan pencahayaan adalah sebagai berikut :

a. Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya (light intensity, luminous intensity), diukur dengan Candela (cd)) adalah kuat cahaya yang dikeluarkan oleh sebuah sumber cahaya ke arah tertentu.penggambaran intensitas cahaya dapat dilihat pada gambar 2.1. berikut ini,

Gambar 2.1.Penggambaran Intensitas Cahaya

b. Fluk Cahaya

Fluk cahaya (luminous flux, diukur dengan Lumen (lm)) adalah banyak cahaya yang dipancarkan ke segala arah oleh sebuah sumber cahaya per satuan waktu (biasanya per detik).Penggambaran fluk cahaya dapat dilihat pada gambar 2.2.berikut ini,

(4)

c. Iluminansi Cahaya

Iluminan (illuminancediukur dengan Lux (lx), lumen/�2) adalah banyaknya

cahaya yang datang pada suatu unit bidang. Iluminasi (illumination) adalah cahaya yang datang pada suatu objek.Pengambaran iluminansi cahaya dapat dilihat pada gambar 2.3.berikut ini,

Gambar 2.3.Penggambaran Lux (Iluminasi)

d. Luminansi Cahaya

Luminan (Luminance, diukur dengan candela/�2) adalah intensitas cahaya yang dipancarkan, dipantulkan, atau diteruskan oleh suatu unit bidang yang diterangi,

Gambar 2.4.Penggambaran Luminan

(5)

Tabel 2.1.Simbol dan Satuan Dalam Cahaya

NO. Kesatuan Simbol Satuan Simbol

Satuan 1 Kuat Cahaya (Intensitas Cahaya)

I

Lilin (candela, candlepower)

cd

2 Arus cahaya (yaitu jumlah banyaknya cahaya (Q) per satuan waktu (t)) ; Ф = Q/t

Ф Lumen lm

3 Arus cahaya yang datang (iluminan) per satuan luas permukaan ; E = Q/A

E Lux lx

4 Arus cahaya yang pergi (luminan)

per satuan luas permukaan; IL=I/A IL cd/� 2

cd/�2

Dalam kenyataannya, menghitung penerangan tidak semudah yang dibayangkan. Banyak faktor yang mempengaruhi di suatu titik, antara lain distribusi intensitas cahaya luminer, efisiensi, bentuk dan ukuran ruang, pantulan permukaan, serta ketinggian lampu dari bidang kerja. Dari segi pengarahan cahaya dikenal istilah pencahayaan langsung (direct lighting), yaitu pencahayaan dengan mengarahkan sinar langsung ke bidang kerja atau objek. Lawan dari pencahayaan langsung adalah pencahayaan tidak langsung (indirect lighting), yaitu pencahayaan dengan cara memantulkan sinar terlebih dahulu (misalnya ke langit-langit dan ke dinding). Pencahayaan tak langsung sangat baur sehingga menimbulkan suasana lembut.Pada umumnya lampu memberikan gabungan antara kedua pencahayaan tersebut.

Berdasarkan cakupannya dikenal istilah pencahayaan umum (general lighting), yaitu pencahayaan merata untuk seluruh ruangan dan dimaksudkan untuk

memberikan terang merata, walaupun mungkin minimal, agar tidak terlalu gelap.Berbeda dengan pencahayaan umum, pencahayaan kerja (task lighting) adalah

(6)

standar kebutuhan penerangan bagi suatu jenis kerja.pencahayaan yang secara khusus diarahkan ke objek tertentu untuk memperkuat penampilannya (fungsi estetik) disebut pencahayaan aksen (accent lighting). Cahaya ambien (ambient light) adalah cahaya keseluruhan dalam suatu ruang yang merupakan efek gabungan dari pencahayaan umum, aksen, dll.Pada umumnya lampu dapat memberikan pencahayaan dari beberapa definisi pencahayaan tersebut. Ada banyak lampu yang tersedia di toko (Prasasto,2009).

Dalam penelitian ini, penulis menggunakan bola lampu pijar soft tone 100W sebagai sumber penerangan. Adapun beberapa alasan digunakannya bola lampu pijar dalam penelitian ini karena kelebihan lampu ini antara lain sebagai berikut :

• Biaya awal yang rendah

• Pengaturan intensitas cahaya (terang/redup) mudah dan murah (dengan memakai dimmer)

• Dalam penelitian tidak membutuhkan pencahayaan yang tinggi, dimana bola lampu pijar hanya cocok untuk pencahayaan yang rendah

• Pemakaian sangat luwes

• Tidak terpengaruh oleh suhu dan kelembapan

• Perlengkapannya sederhana dan dapat ditangani dengan sederhana

Tetapi di balik kelebihannya, lampu pijar memiliki kekurangan antara lain : • Umur pendek (750-1000 jam), makin rendah watt umur bola lampu semakin

pendek

• Untuk negara tropis, panas dari lampu akan menambah beban AC

• Warna yang cenderung hangat, secara psikologis akan membuat suasana ruang kurang sejuk

2.3.Arduino

2.3.1. Sekilas Tentang Arduino

(7)

jenis AVR dari perusahaan Atmel. Pembuatan Arduino dimulai pada tahun 2005, dimana sebuah situs perusahaan komputer Olivetti di Ivrea Italia, membuat perangkat untuk mengendalikan proyek desain interaksi siswa supaya lebih murah dibandingkan sistem yang ada pada saat itu. Dilanjutkan pada bulan Mei 2011, dimana sudah lebih dari 300.000 unit Arduino terjual.Pendiri dari Arduino itu sendiri bernama Massimo Banzi dan David Cuartielles sebagai founder.Awalnya mereka memberikan nama proyek itu dengan sebutan Arduin dari Ivrea tetapi seiring dengan perkembangan zaman, nama proyek itu diubah menjadi Arduino yang berarti “teman yang kuat” atau dalam versi Bahasa inggrisnya dikenal dengan sebutan “Hardwin”.Secara umum Arduino terdiri dari 2 bagian, yaitu :

1. Hardware berupa papan input/output (I/O) yang open source

2. Software Arduino yang juga open source, meliputi software Arduino IDE untukmenulis program dan driver untuk koneksi dengan komputer.

Saat ini ada bermacam-macam bentuk dan jenis Arduino yang disesuaikan dengan peruntukannya, tidak hanya board (papan) Arduno yang disediakan, tetapi juga terdapat modul siap pakai (shield), juga aksesoris seperti USB adaptor dan

sebagainya.Pada penelitian kali ini penulis menggunakan Arduino Uno.

2.3.2. Papan/BoardArduino Uno

(8)

Gambar. 2.5. Papan/BoardArduino UNO

Adapun spesifikasi dari Board Arduino diatas ialah : • Mikrokontroler ATmega328

• Tegangan Operasi 5V

• Tegangan Input (Disarankan) 7-12V • Batas Tegangan Input 6-20V

• Pin Digital Input/Output 14 (Dimana 6 pin Output PWM) • Pin Analog Input 6 pin

• Arus DC per I/O pin yaitu 40mA • Arus DC untuk pin 3,3V 50mA

• Flash memory 32KB (ATmega328), dimana 0,5 KB digunakan oleh bootloader • SRAM 2KB (ATmeg328)

• EEPROM 1KB (ATmega 328) • Clock 16MHz

2.3.3. Fitur AVR ATMega328

(9)

eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. • 32 x 8-bit register serba guna.

• Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.

Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroler ATmega328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ).

(10)

byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh.Gambar 2.6 berikut memperlihatkan pin-pin Mikrokontroler ATMega328, pada gambar 2.7, 2.8 dan 2.9 berikut merupakan konfigurasi dari port Mikrokontroler ATMega328, dan pada gambar 2.10 memperlihatkan tampilan architecture ATmega328 :

Gambar 2.6. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 328

(11)

Gambar 2.8. Konfigurasi Port C

(12)

Gambar 2.10.Architecture ATmega328

2.3.4. Kelebihan Arduino

Arduino menyederhanakan proses kerja dengan mikrokontroler, sekaligus

menawarkan beberapa macam kelebihan, diantarnya :

• Arduino mudah didapatkan dipasaran dan memiliki harga yang cukup terjangkau dipasaran

• Sederhana dan mudah pemrogramannya, karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap

• Tidak perlu perangkat chip programmer, karena didalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari computer

(13)

Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino, misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.

2.3.5. Catu Daya

Arduino dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal.Sumber daya dipilih secara otomatis, sumber daya eksternal (non-USB) dapat berasal dari adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan Power Jack, dapat juga dihubungkan pada power pin (Gnd dan Vin). Board Arduino UNO dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai 20 volt.jika disuplay kurang 7 V, meskipun pin 5V dapat disuplay kurang dari 5V, board mungkin tidak stabil. Jikamenggunakan tegangan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board.Kisaran tegangan yang disarankan adalah 7 sampai

12V. Adapun pin power suplay pada Arduino Uno adalah :

• Vin. Tegangan input board Arduino ketika menggunakan sumber daya (5V dari sambungan USB atau dari sumber regulator lain). Kita dapat mensuplay tegangan pada pin ini, jika suplay tegangan lewat power jack, dapat mengakses melalui pin ini

• 5V. Keluaran pin ini telah diatur sebesar 5V dari regulator pada board. Board dapat disuplay melalui DC jack power (7-12V), koneksi USB (5V), atau pin Vin

(7-12V). Menyuplai tegangan melalui pin 5V atau 3.3V bypass regulator, dapat merusak board

• 3v3. Suplay 3.3V dihasilkan oleh regulator pada board. Menarik arus maksimal 50mA

• GND. Pin Ground

2.3.6. Input dan Output

Setiap pin digital pada board Arduino dapat digunakan sebagai input ataupun output. Dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(), pin-pin ini beroperasi pada tegangan 5V. Setiap pin mampu memberikan atau

(14)

terhubung) dari 20-5 kOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus, diantaranya :

• Serial, 0(RX) dan 1 (TX) digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data serial TTL. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dengan chip ATmega8U2 USB to TTL serial.

• Interupsi Eksternal, 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah, tepi naik atau turun, atau perubahan nilai

• PWM, 3,5,6,9,10 dan 11. Menyediakan 8 bit output PWM dengan fungsi analogWrite().

• SPI, 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan library SPI

• LED, 13. Terdapat LED pin digital 13 pada board. ketika pin bernilai TINGGI (HIGH), LED menyala (ON), ketika pin bernilai RENDAH (LOW), LED akan mati (OFF)

• Uno memiliki 6 analog input tertulis di label A0 hingga A5, masing-masingnya memberikan 10 bit resolusi (1024). Secara asal input analog tersebut terukuru dari 0 (ground) sampai 5 volt, itupun memungkinkan perubahan teratas dari jarak yang digunakan oleh pin AREF dengan fungsi analogReference().

TWI: pin A4 atau pin SDA dan and A5 atau pin SCL. Support TWI communication menggunakan Wire library. Inilah pin sepasang lainnya di board UNO.

AREF. Tegangan referensi untuk input analog. digunakan fungsi analogReference().

• Reset. Meneka jalur LOW untuk mereset mikrokontroler, terdapat tambahan tombol reset untuk melindungi salah satu blok.

2.3.7. Bahasa Pemrograman Arduino

(15)

bahasa yang dipakai adalah Bahasa C. Bahasa C adalah Bahasa yang sangat lazim dipakai sejak awal computer diciptakan dan sangat berperan dalam perkembangan software. Bahasa C adalah multi-platfrom karena Bahasa C bisa diterapkan pada lingkungan Windows, Unix, Linux atau sistem operasi lain tanpa mengalmai perubahan source code, (Kalaupun ada perubahan biasanya sangat minim). Karena Arduino menggunakan Bahasa C yang multi-platfrom, software Arduino pun bisa dijalankan pada semua sistem operasi yang umum.

Terdapat banyak library Bahasa C yang bisa didapat.Setiap library Arduino biasanya disertai dengan contoh pemakaiannya.Keberadaan library-library ini bukan hanya membantu kita membuat proyek mikrokontroler, tetapi bisa dijadikan sarana untuk mendalami program Bahasa C pada mikrokontroler.Tampilan pemrograman Arduino dapat dilihat pada gambar 2.11.berikut ini.

Gambar 2.11. Tampilan Pemrograman Arduino Dengan Software Arduino IDE

Dimana pada gambar tersebut terdiri dari 3 bagian yaitu,

(16)

• Bagian tengah, yaitu tempat penulisan kode program atau sketch

• Bagian bawah berupa jendela pesan (message windows) atau tes konsul yang berisi status dan pesan error.

Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai karakter bahasa C dan software

Arduino,

• Struktrur

Setiap program Arduino (biasa di sebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada yaitu,

- Void setup (){}, semua kode didalam 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)

• Syntax

- //(Komentar satu baris), terkadang diperlukan untuk memberikan catatan pada

apa arti dari kode-kode program yang dituliskan. cukup menuliskan dua buah garis miring, dan apapun yang kita ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program

- /* */(Komentar banyak baris), jika kita punya banyak catatan (lebih dari 1

baris) pada apa arti kode-kode program yang dituliskan, hal itu dapat dituliskan pada beberapa garis sebagai komentar. Semua hal yang terletak diantara kedua simbol tersebut akan diabaikan oleh program

- {} (Kurung kurawal), digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program

mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan)

- ; (Titik koma), setiap baris kode program harus diakhiri dengan titik koma.

(17)

- Header file adalah library file yang telah tersedia di dalam Arduino. Library ini

akan digunakan untuk membantu pemrograman berdasarkan perangkat yang digunakan. Sintaks penulisan dimulai dengan ”#include” kemudian diikuti nama header library dengan diapit tanda”<>”. Biasanya tampilan warnanya adalah oranye.

• Variabel

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya.

- int (Integer), digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32.768 dan 32.767. - long (Long), digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte

(32 bit) dari memori RAM dan mempunyai rentang dari -2.147.483.648 dan 2.147.483.647

- boolean (Boolean), variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai

TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM

- float (Float), digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai 4 byte

(32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3,4028235E+38 dan 3,4028235E+38

- char (Character), menyimpan satu karakter menggunakan kode ASCII

(mislanya ’A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM

- Byte, angka antara 0 dan 255. Sama halnya dngan char, namun byte hanya

menggunakan 1 byte memori

- Unsignt int, sama dengan int. Menggunakan 2 byte tetapi unsign int tidak dapat

digunakan untuk menyimpan angka negatif, batasnya dari 0-65,35

- Unsign long, sama dengan long. Namun unsign long tidak bisa menyimpan angka negtaif. Batasnya dari 0 sampai 4.294.967.295

(18)

- String, digunakan untuk menyimpan informasi teks, dengan karakter ASCII,

bisa menggunakan string untuk mengirim pesan via serial port, atau menampilkan teks pada layar LCD

- Array, adalah kumpulan variabel degan tipe yang sama. setiapvariabel dalam

kumpulan variabel tersebutterdapat elemen, dapat diakses mellaui indeks. Misalnya kta ingin menginisialisasi pin 3, pin 5, pin 6 dan pin 7, maka dengan menggunakan array menjadi int pints[] = [3, 5, 6, 7];

• Operator Matematika

Bagian ini merupakan operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti matematika yang sederhana), antara lain :

- = (sama dengan), membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain.

Misalnya x = 10*2, menyatakan bahwa x sekarang sama dengan 20

- % (persen), menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka

yang lain. Misalnya 12%10 ini akan menghasilkan angka 2 - + Penjumlahan

- - Pengurangan - * Perkalian - / Pembagian

• Operating Pembanding

Digunakan untuk membandingkan nilai logika, seperti :

- == Sama dengan (misalnya 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12 == 12

(19)

berikutnya. Berikut ini adalah beberapa contoh elemen pengaturan. Masih banyak contoh yang lain yang bisa dicari di internet atau literatur lain,

- if....else,

if (kondisi) {} else if (kondisi) {} else {}

Dengan struktur seperti di atas, program akan menjalankan kode yang ada didalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada eles if,dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan

- for, dengan format seperti berikut in, for (int i = 0;i< #pengulangan; i++){}

Digunakan bila kita ingin melakukan pengulangan kode didalam kurung kurawal beberapa kali ganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan yang diinginkan. melakukan perhtungan ke ata dengan i++ atau ke bawah dengan i-

• Digital

- pinMode(pin, mode), digunakan untuk menerapkan mode dari suatu pin, pin

adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19. Mode yang digunakan adalah INPUT atau OUTPUT

- digitalWrite(pin, vlue), ketika sebuah pin diterapkan sebagai OUTPUT, pin

tersebut dapat dijadikan HIGH (di tarik menjadi 5 volt) atau LOW (diturunkan menjadi ground)

• Analog

Arduino adalah mesin digital, tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi

didalam alam analog. Berikut ini cara untuk menghadapi hal yang bukan digital. - analogWrite(pin, value), beberapa pin Arduino mendukung pin PWM (Pulse

(20)

layaknya keluaran analog. Value atau nilai pada format kode tersebut adalah angka antara 0 (0% duty cycle ~0V) dan 255 (100% duty cycle ~5V)

- analogRead(pin), ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT, kita dapat

membaca keluaran voltasenya. Keluarannya berupa angka 0 (untuk 0 volt) dan 1023 (untuk 5 volt)

2.4.Sensor Cahaya

Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat berfungsi mengubah suatu besaran optik (cahaya) menjadi besaran elektrik. Sensor cahaya berdasarkan perubahan elektrik yang dihasilkan dibagi menjadi 2 jenis yaitu,

Photovoltaic : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahaya) menjadi perubahan tegangan. Salah satu sensor cahaya jenis photovoltaic adalah solar cell.

Photoconductive : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahaya) menjadi perubahan nilai konduktansi (dalam hal ini nilai resistansi). Contoh sensor cahaya jenis photoconductive adalah LDR, Photo

Diode,Photo Transistor.Berikut ini penjelasan singkat mengenai jenis–jenis sensor cahaya yang sering digunakan dalam skala kecil.

2.4.1. LDR (Light Dependent Resistor)

LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. Besarnya nilai hambatan yang diterima LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang dikenainya atau yang ada disekitarnya. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti cadmium sulfida.Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat.Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

(21)

mengalirkan muatan listrik. Hal ini berarti bahwa bahan bersifat sebagai konduktoryang buruk untuk mengantarkan arus listrik atau bisa juga disebut LDR memiliki resistansi yang besar pada saat cahaya redup.Namun pada saat cahaya terang, lebih banyak elektron yang lepas dari atom-atom bahan semikonduktor tersebut, sehingga banyak elektron untuk mengangkut muatan listrik.Artinya pada saat cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang.Sesuai dengan pembahasan tersebut bahwasanya hubungan resistansi dengan Iluminasi pada LDR berbanding terbalik.Seperti halnya mata manusia, sensitivitas LDR juga tergantung dari panjang gelombang yang mengenainya.masing-masing jenis material bahan semi konduktor mempunyai grafik spectrum respon sendiri (Vadhya,2016). Bentuk sensor dan simbol LDR serta grafik resistansi dengan Iluminasi pada LDR yang berbanding terbalikdapat dilihat pada gambar 2.12 dan 2.13berikut ini,

(a) (b)

Gambar 2.12.(a) Bentuk Sensor LDR, (b) Simbol LDR

(22)

2.4.2. Photodioda

Photodioda adalah sensor cahaya yang mengadopsi prinsip dioda, yaitu hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. Sama seperti LDR, photodioda juga akan mengubah besaran cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktansi pada kedua kakinya, semakin besar cahaya yang diterima semakin tinggi juga nilai konduktansinya dan sebaliknya. Pada photodioda walaupun nilai konduktansi tinggi (resistansi rendah) tetapi arus listrik hanya dapat dialirkan satu arah saja dari kaki Anoda ke kaki Katoda.Photodioda digunakan sebagai komponen pendeteksi ada tidaknya cahaya maupun dapat digunakan untuk membentuk sebuah alat ukur akurat yang dapat mendeteksi intensitas cahaya dibawah 1pW/cm2 sampai intensitas diatas 10mW/cm2. Photodioda mempunyai resistansi yang rendah pada kondisi forward bias, kita dapat memanfaatkan photodioda ini pada kondisi reverse bias dimana resistansi dari photodioda akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk.

Jika photodioda tidak terkena cahaya, maka tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian pembanding, jika photodioda terkena cahaya maka photodioda akan bersifat sebagai tegangan, sehingga Vcc dan photo dioda tersusun seri, akibatnya

terdapat arus yang mengalir ke rangkaian pembanding.Simbol photodioda dapat di lihat pada gambar 2.14 berikut

Gambar 2.14. Simbol Photo Diode

2.4.3. Photo Transistor

(23)

dengan besaran cahaya yang diterima photo transistor. Pada saat photo transistor menerima cahaya maka nilai konduktansi kaki kolektor dan emitor akan naik (resistansi kaki kolektor-emitor turun).Gambar 2.15 berikut ini menunjukkan simbol dari photo transistor.Meskipun Phototransistor memiliki berbagai kelebihan, namun bukan juga tanpa kelemahan.Berikut ini adalah beberapa Kelebihan dan kelemahan Phototransistor.

Kelebihan Photo Transistor

 Photo Transistor menghasilkan arus yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan Photo Diode.

 Photo Transistor relatif lebih murah, lebih sederhana dan lebih kecil sehingga mudah untuk diintegrasikan ke berbagai rangkaian elektronika.

 Photo Transistor memiliki respon yang cepat dan mampu menghasilkan Output yang hampir mendekati instan.

 Photo Transistor dapat menghasilkan Tegangan, sedangkan Photoresistor tidak bisa.

Kelemahan Photo Transistor

 Photo Transistor yang terbuat dari Silikon tidak dapat menangani tegangan yang melebihi 1000Volt

 Photo Transistor sangat rentan terhadap lonjakan listrik yang mendadak (electric surge).

 Photo Transistor tidak memungkin elektron bergerak sebebas perangkat lainnya (contoh: Tabung Elektron).

(24)

2.4.4. Solar Cell

Solar cell merupakan jenis sensor cahaya photovoltaic, solar cell dapat mengubah cahaya yang diterima menjadi tegangan. Apabila solar cell menerima pancaran cahaya maka pada kedua kaki solar cell akan muncul tegangan DC sebesar 0,5 Vdc sampai 0,6 Vdc untuk tiap cell. Aplikasi solar cell yang paling sering kita jumpai adalah pada calculator. Gambar 2.16 berikut menggambarkan simbol dari solar cell

Gambar 2.16 Simbol Solar Cell

2.5.LCD (Liquid Crystal Display)

LCD adalah modul penampil yang banyak digunakan untuk menampilkan output.LCD yang banyak digunakan saat ini dan digunakan juga pada rangkaian ini adalah LCD 16x2 tipe M163, LCD ini dipilih karena disamping harganya yang terjangkau juga mudah didapat di pasaran.LCD M1632 merupakan modul dengan

tampilan 16x2 (16 baris dan 2 kolom) dengan konsumsi daya rendah.Untuk rangkaian interfacing, LCD tidak banyak memerlukan komponen pendukung, hanya diperlukan

(25)

Gambar.2.17. LCD (Liquid Crystal Display) 16x2

Tabel 2.2. Fungsi Kaki/PIN LCD 16x2

PIN Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

3 Pengantar Kontras

4 RS Instruction (Register select)

5 RW (Read Write) LCD Register

6 WN (Enable)

7-14 Data I/O Pins

15 Vcc

16 Ground

2.6.PWM(Pulse Width Modulation)

(26)

PWM dibuat dengan memberikan lama waktu hidup (T ON) dan lama waktu mati (T OFF) pada sebuah sinyal.Lama waktu hidup dan waktu mati berpengaruh pada tegangan ekuivalen atau biasa disebut dengan duty cycle.Pada gambar 2.18berikut memperlihatkan grafik sinyal PWM,

Gambar 2.18. Grafik Sinyal PWM

Dari grafik sinyal PWM, terlihat bahwa sinyal PWM adalah sinyal digital yang amplitudonya tetap, tetapi memiliki lebar pulsa yang aktif (duty cycle) dan

dapatdiubah-ubah.Periode sinyal PWM adalah waktu pulsa high (ON) di tambah waktu pulsa low (OFF).

T ON = Waktu Pulsa High T OFF = Waktu Pulsa Low T total = T ON + T OFF

Duty cycle adalah prosentase keadaan pulsa high (1) dalam satu periode sinyal. Besarnya duty cycle dapat dituliskan sebagai berikut :

Duty cycle = ��� ������

(27)

Gambar 2.19. Grafik perbandingan Sinyal PWM Dengan Tegangan Ekuivalen Linier

2.7.TRIAC (TRIode forAlternating Current)

TRIAC adalah perangkat semikonduktor berterminal tiga yang berfungsi sebagai pengendali arus listrik.Nama TRIAC ini merupakan singkatan dari TRIode forAlternating Current (Trioda untuk arus bolak balik). TRIAC juga tergolong

(28)

Gambar 2.20. TRIAC (TRIode forAlternating Current)

TRIAC merupakan komponen yang sangat cocok untuk digunakan sebagai AC Switching (Saklar AC).Karena dapat megendalikan aliran arus listrik pada dua arah siklus gelombang bolak-balik AC. Kemampuan inilah yang menjadi kelebihan dari TRIAC jika dibandingkan dengan SCR. Namun TRIAC pada umumnya tidak digunakan pada rangkaian switching yang melibatkan daya yang sangat tinggi.Salah satu alasannya adalah karena karakteristik Switching TRIAC yang non-simetris dan juga gangguan elektromagnetik yang diciptakan oleh listrik yang berdaya tinggi itu sendiri.Beberapa aplikasi TRIAC pada peralatan-peralatan Elektronika maupun listrik diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Pengatur pada Lampu Dimmer.

2. Pengatur Kecepatan pada Kipas Angin. 3. Pengatur Motor kecil.

4. Pengatur pada peralatan-peralatan rumah tangga yang berarus listrik AC.

2.8.Optocoupler

(29)

dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi sumber cahaya.Optocoupler yang sering ditemukan adalah Optocoupler yang terbuat dari bahan Semikonduktor dan terdiri dari kombinasi LED (Light Emitting Diode) dan Phototransistor.Dalam Kombinasi ini, LED berfungsi sebagai pengirim sinyal cahaya optik (Transmitter) sedangkan Phototransistor berfungsi sebagai penerima cahaya tersebut (Receiver). Untuk lebih jelas mengenai Prinsip kerja Optocoupler, bisa dilihat pada gambar 2.21 berikut ini,

Gambar 2.21.Rangkaian Internal Komponen Optocoupler

(30)

Gambar

Gambar 2.2.Penggambaran Fluk Cahaya
Gambar 2.4.Penggambaran Luminan
Tabel 2.1.Simbol dan Satuan Dalam Cahaya
Gambar. 2.5. Papan/BoardArduino UNO
+7

Referensi

Dokumen terkait

cinta kasih sesuai ajaran Yesus Kristus. Pada saat ini di Surabaya sendiri banyak terdapat gereja ± gereja Kristen maupun Katolik. Sayangnya banyak dari umatnya

Pandan wangi (atau biasa disebut pandan saja) adalah jenis tumbuhan monokotil dari famili Pandanaceae yang memiliki daun beraroma wangi yang khas.. Daunnya merupakan komponen

memperhatikan kontribusi dan keterkaitan beberapa pihak yang dapat membantu proses pembuatan pupuk organik cair yang dilakukan mulai dari penelitian, pensosialan kepada petani

(1) Otoritas Jasa Keuangan dapat memerintahkan Bank untuk melakukan perbaikan Rencana Pemulihan yang disampaikan sebagaimana dimaksud dalam Pasal 31 ayat (2) dan

folley lateks (terbuat dari lateks) dan kateter folley silikon. Mengukur Mengukur jumlah prod jumlah produksi uksi urine oleh urine oleh ginjal secara ginjal secara akurat;

Profesionalisme merupakan cermin dari kemampuan (competensi) yaitu memiliki pengetahuan (knowledge) dan keahlian (skill) dalam mengerjakan pekerjaan yang ditanggung

Untuk itu, perlu dibuat alat penggorengan vakum (vacuum frying) agar buah-buahan dapat dimanfaatkan menjadi produk yang mempunyai nilai jual tinggi dan masa simpan yang lebih

Semoga buku/modul ini bermanfaat tidak saja untuk mahasiswa fakultas hukum, tetapi juga bagi pengacara dan pihak lain yang ingin memperdalam. pengetahuannya di