LAPORAN TUGAS AKHIR MIKROPROSESSOR
Sistem Lampu Penerangan Otomatis Menggunakan Sensor Gerak
Dibuat oleh:
Toibah 5115141824
Kiki Rosiana Dewi 5115144123
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO 2014 FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yangtelah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikanlaporan kunjungan industri ini dengan lancar dan tepat waktu.
PenulisanLaporan Tugas Akhir Mikroprosessor dengan judul alat “Sistem Lampu Penerangan Otomatis Menggunakan Sensor Gerak”.
Penulis menyadari laporan ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagaipihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Mochammad Djaohar, M.Sc, selaku dosen mata kuliah, 2. Reza Fahlevi dan Elma Utami, selaku asisten dosen mata kuliah 3. Briyan Priyo Saputro, selaku pembimbing membuat alat
4. Semua rekan-rekan Program Studi Pendidikan Teknik Elektro 2014 Konsentrasi Otomasi Industri
Harapan penulis kiranya laporan ini dapat memberikan pengetahuan yang bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umunya. Kritik dan saran sangat penulis harapkan untuk membuat laporan selanjutnya menjadi lebih baik lagi. Semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat dan hidayahnya pada kita semua. Aamiin.
Jakarta, Juni 2017
DAFTAR ISI
Halaman
LembarJudul ... 1
Kata Pengantar... 2
Daftar Isi... 3
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang Kunjungan Industri... ... 4
1.2Tujuan Kunjungan Industri... 5
1.3Rumusan Kunjungan Industri... 5
1.4 Metode Penelitian………... 5
1.5 Pelaksana Observasi... 6
BAB II PEMBAHASAN 2.1Profil Perusahaan... 7
2.2Hasil Pengamatan... 8
2.2.1 Identifikasi... 9
2.2.2 Waktu Pengamatan... 9
2.2.2 Analisa Data Wawancara... 10
BAB III KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ...………... 26
B. Saran...……... 27
DAFTAR PUSTAKA... 28
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan terhadap energi listrik di Indonesia terus meningkat seiring pertumbuhan jumlah penduduk dan perkembangan dunia industri. Peningkatan kebutuhan tersebut bahkan mencapai dua kali lipat dari pertumbuhan ekonomi. Pemerintah sendiri yang diwakili PLN masih belum mampu menyediakan energi listrik dalam jumlah yang memadai (Purwadi, 2012).
Menurut Outlook Energi Nasional 2011, dalam kurun waktu 2000-2009 konsumsi energi Indonesia meningkat dari 709,1 juta SBM (Setara Barel Minyak/BOE) ke 865,4 juta SBM. Meningkat rata-rata sebesar 2,2% pertahun. Konsumsi energi ini sampai akhir tahun 2011 terbesar dikuasai oleh sektor industri, dan diikuti oleh sektor rumah tangga dan sektor transportasi.
Mulai dari penerangan hingga pengaturan suhu ruangan pun semuanya dibantu oleh listrik. Ketergantungan manusia terhadap listrik ini menimbulkan kebiasaan buruk. Banyak orang yang terkadang membiarkan suatu peralatan elektronik hidup pada saat tidak dibutuhkan. Terjadi suatu permasalahan untuk menciptakan suatu desain sistem untuk mengendalikan peralatan elektronik dalam rumah secara otomatis.
Dikutip Alpen Steel Forum (2012), Indonesia merupakan negara paling boros dalam pemakaian listrik di ASEAN. Pemborosan dalam pemakaian listrik itu umumnya terjadi di perkantoran atau bangunan publik. Contoh pemborosan terbesar di perkantoran atau bangunan publik adalah penggunaan mesin penyejuk udara (air conditioner, AC) dan lampu yang tetap dihidupkan meski sedang tidak diperlukan. Padahal, porsi konsumsi listrik AC dan lampu relatif besar, yakni di atas 45% (untuk AC) dan 30% (untuk lampu).
Guna mengatasi masalah pemborosan listrik perlu peran serta dari masyarakat secara langsung yaitu dengan cara menghemat penggunaan listrik mulai dari hal kecil, misalnya tidak menyalakan lampu pada siang hari, mematikan segala peralatan elektronik dalam rumah yang membutuhkan daya listrik saat tidak ada orang dalam rumah dan lain sebagainya. Akan tetapi dalam melakukan penghematan listrik dari hal kecil tersebut terkadang masyarakat suka lupa atau malas untuk melakukannya.
Makalah ini membahas tentang sistem lampu penerangan dalam ruangan secara otomatis. Lampu penerangan suatu ruangan akan menyala sendiri apabila ada orang dalam ruangan tersebut dan akan mematikan lampu dengan sendirinya bila orang tersebut keluar ruangan. Dengan kata lain sensor kehadiran orang ini akan diaplikasikan sebagai saklar otomatis
Sistem terdiri dari sensor PIR yang berfungsi untuk mendeteksi objek bergerak (manusia), dan sensor LM35 yang berfungsi untuk mendeteksi suhu.Mikrokontroller Arduino Uno R3 sebagai pengendali jalannya sistem dari pembacaan sensor, menampilkan datasensor pada LCD dan mengatur kontak relay untuk menghidup dan mematikan arus listrik ke lampu.Sistem pengendali lampu penerangan dalam ruangan secara otomatis menunjukan sensor PIR dapat mendeteksi ada atau tidaknya orang dalam ruangan sejauh 5 meter, dan sensor suhu LM35 dapat mendeteksi suhu dalam ruangan dengan toleransikesalahan pembacaan kurang lebih 2℃.
Sistem ini bertujuan untuk menghindari pemborosan energi listrik, maka dalam penelitian ini dibuat dan dibahas rangkaian otomatis untuk mengendalikan lampu penerangan otomatis.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat suatu rancang bangun sistem lampu penerangan ruangan secara otomatis berdasarkan keberadaan manusia dalam suatu ruangan dalam upaya untuk membantu penghematan penggunaan energi listrik dan untuk mengetahui suhu ruangan diruangan tersebut.
1.3 Batasan Masalah
1. Peralatan listrik yang digunakan sebagai obyek penelitian sebatas lampu penerangan yang berada di ruangan kelas.
2. Pembuatan sistem kendali bertujuan untuk menghidup dan mematikan peralatan elektronik dalam rumah secara otomatis.
4. Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) hanyadigunakan untuk mendeteksi gerakan manusia.
1.4 Manfaat
Makalah ini kami susun dengan maksud agar alat dari sistem lampu penerangan otomatis ini dapat dituangkan kedalam penulisan makalah guna menjadi sumber referensi untuk pembuatan atau pun pengembangan alat selanjutnya.
1.5 Metode Penyusunan Makalah
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kerangka Teori
Listrik merupakan bentuk energi yang sangat dibutuhkan oleh manusia dalam kehidupan. Semakin bertambahnya konsumsi listrik per kapita di seluruh dunia menunjukkan kenaikkan standar kehidupan manusia. Dengan pertumbuhan permintaan tenaga listrik, maka harus direncanakan pembangunan pusat-pusat listrik baru, atau menciptakan bentuk-bentuk energi baru untuk mendukungnya, apabila kapasitas pusat listrik yang ada pada saat ini tidak cukup mendukung.
Dengan menciptakan bentuk-bentuk energi baru, sistem kendali otomatisasi pun semakin berkembang dengan banyaknya inovasi-inovasi baru untuk dapat membantu dalam mengontrol konsumsi energi listrik. Sistem kendali lampu penerangan otomatis merupakan salah satu cara operasi yang digunakan untuk mengendalikan beban listrik.
Gambar. 1 Bentuk Mikrokontroler Arduino Uno
2. Sensor PIR (Passive Infrared Receiver)
Sensor Passive Infrared Receiver (PIR), sensor ini merupakan sensor berbasis infrared namun tidak sama dengan IR LED dan fototransistor. Sensor PIR merespon energi dari pancaran infrared pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Salah satu benda yang memiliki pancaran infrared pasif adalah tubuh manusia. Energi panas yang dipancarkan oleh benda dengan suhu diatas nol mutlak akan dapat ditangkap oleh sensor tersebut. Bagian-bagian dari PIR adalah Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan komparator.
Gambar. 2 Bentuk Sensor PIR
jangkauan kurang lebih sampai 5 meter dan dapat mendeteksi benda yang
Sensor suhu LM35 yang mempunyai 3 pin, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau kaki tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antara 4 Volt sampai 30 Volt, pin 3 berfungsi sebagai ground. Sensor ini mempunyai koefisien sebesar 10 mV/°C yang berarti bahwa setiap kenaikan suhu 1°C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
4. Modul Relay
Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen electromechanical (elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni electromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan tinggi.
Gambar. 5 Modul Relay 5. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD adalah sebuah display dot matriks yang difungsikan untuk menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan. Gambar 6 menunujukan modul LCD 16x2.
Gambar.6 Modul LCD 16x2
6. Lampu
Lampu adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui aliran arus listrik yang mengalir pada filamen sehingga terjadilah pemanasan dan pada akhirnya filamen tersebut mampu menghasilkan cahaya. Adapun kaca yang terdapat pada lampu berfungsi untuk melindungi filament lampu serta menjaga filamen panas dari kemungkinan terjadinya oksidasi dengan udara luar.
2.1.2 Prinsip Kerja
Sistem lampu penerangan otomatis ini akan bekerja apabila menerima gerakan dari manusia. Apabila sensor PIR menangkap adanya gerakan dari manusia, maka selanjutnya secara otomatis sensor mengirim data ke mikrokontroler sebagai pusat dari sistem. Selanjutnya mikrokontroler melakukan tugasnya dengan mengaktifkan sensor LM35 sebagai kontrol untuk mendeteksi suhu ruangan yang nantinya akan di tampilkan di layar LCD.
Proses otomatisasi tersebut dikontrol menggunakan program mikrokontroler sehingga dapat mengerakan relay dan mengontrol lampu. Adanya rangkaian pengontrol lampu penerangan, manusia dapat mengontrol lampu dengan pewaktuan menyala dan mati lampu secara otomatis sesuai kebutuhan.
Gambar.8 Desain Sistem
2.1.3 List Program
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
int pir = 10;
int relay = 7;
int Vin;
float Temperature;
void setup() {
lcd.init();
lcd.backlight();
pinMode(suhu,INPUT);
Serial.begin(9600);
pinMode(pir,INPUT);
pinMode(relay,OUTPUT);
lcd.setCursor (3,0);
lcd.print ("TUGAS AKHIR");
lcd.setCursor (2,1);
lcd.print ("Kiki & Toibah");
delay (3000);
}
void loop() {
int baca = digitalRead(pir);
Vin = analogRead(suhu);
Temperature=(500*Vin)/1023;
Serial.println(baca);
if (baca == 1)
{
lcd.clear();
digitalWrite(relay,HIGH);
lcd.setCursor (0,0);
lcd.print ("Body Detect");
delay(10);
}else
{
lcd.clear();
digitalWrite(relay,LOW);
lcd.setCursor (0,0);
lcd.print ("No Body Detect");
delay(10);
}
lcd.setCursor (0,1);
lcd.print ("suhu = ");
lcd.print (Temperature);
delay(1000);
2.2 Kerangka Berfikir
Sistem kontrol lampu otomatis dengan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno R3 terdiri atas 2 bagian utama, yaitu perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software). Perancangan perangkat keras terdiri dari rangkaian minimum mikrokontroler, rangkaian catudaya, dan juga rangkaian relay. Sementara perancangan perangkat lunak (software) menggunakan bahasa C.
1. Diagram Blok
Gambar.9 Diagram Blok Sistem Lampu Penerangan
Alur proses sistem lampu penerangan otomatis bekerja, mulai dari radiasi inframerah yang dideteksi oleh obyek sampai menghidupkan lampu secara otomatis. Sensor PIR berfungsi sebagai detektor yang akan memberikan logika high dan akan diproses oleh mikrokontroler yang kemudian akan menghasilkan perintah kepada relay untuk melakukan fungsi on/off dan mengendalikan lamanya lampu hidup secara otomatis selama waktu yang telah ditentukan. Sensor suhu akan mendeteksi suhu/temperature ruangan kemudian diproses oleh mikrokontroler. Inputan sensor suhu dan sensor pir akan ditampilkan pada LCD. Pada LCD ditampilkan suhu ruangan, dan informasi ada atau tidaknya manusia dalam ruangan.
2. Perancangan Perangkat Lunak
Gambar.11 Flow Chart Proses Perancangan Sistem
Dari gambar flowchart diatas merupakan fungsi dasar dari sistem yang akan dibuat. Tahap awal adalah menerima gerakan dari manusia. Apabila sensor menangkap adanya gerakan dari manusia, maka selanjutnya secara otomatis sensor mengirim data ke mikrokontroler sebagai pusat dari sistem sebagai control untuk mengaktifkan lampu.
3. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras pada sistem pengendali lampu penerangan dalam ruangan secara otomatis ini menggunakan beberapa macam periperal yang terhubung langsung dengan mikrokontroler sebagai pusat pengolahan data yang berkaitan dengan inpu tatau output sistem. Terdapat periperal yangdigunakan sebagai input sistem yaitu sensor PIR dan sensor LM35. Serta periperal sebagai output yaitu LCD 16x2 dan relay.
2.4 Pengujian dan Analisis
Pengujian Struktural
Tahapan ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah system yang sudah dibuat sesuai dengan rancangan yang sudah ada. Uji coba ini dilakukan dengan menguji pin2 hingga pin12 untuk input dan output digital. Dan pin analog0 sampai pin analog5 untuk input berupa analog. Pengujian dilakukan dengan cara antara lain:
1. Pin ground dan vcc dihubungkan pada protoboard.
2. Pin 10 digital dihubungkan dengan input dari sensor gerak atau sensor PIR. 3. Pin 7 digital dihubungkan dengan input Relay.
4. Pin A3 dihubungkan dengan input analog sensor suhu. 5. Pin SCL dan SDA dihubungkan dengan output LCD.
Mikrokontroller Pin yang dihubungkan Keterangan
Pin 7 digital Input Relay Terhubung
Pin 10 digital Pin Input PIR Terhubung
Pin A3 Analog Pin Input Suhu Terhubung
Pin SCL dan SDA Pin Output LCD Terhubung
Vcc Protoboard Terhubung
Ground Protoboard Terhubung
Tabel . hasil pengujian structural system control lampu otomatis
Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah semua komponen dapat berfungsi dengan baik. Untuk uji coba sensor dilakukan dengan mengetes sensor dihubungkan pada mikrokontroler dan dilihat melalui serial monitor.
Gambar 13. Ujicoba mikrokontroler saat keadaan terdeteksi gerakan orang
Gambar diatas mengindikasikan bahwa mikrokontroler telah bekerja. Hal itu dapat dilihat dari lampu indicator mikrokontroler yang bekerja. Dengan demikian mikrokontroler lolos pengujian fungsional. Berikut adalah tabel hasil dari ujicoba fungsional yang telah dilakukan secara keseluruhan alat yang telah diuji seperti diatas.
Komponen Keterangan
PIR Berfungsi
Suhu Berfungsi
Lampu Berfungsi
Mikrokontroller Berfungsi
Gambar 14. Tampilan Maket dengan lampu mati karena tidak terdeteksi manusia
Dari gambar 14 menunjukkan bahwa maket yang telah siap dengan seluruh perlengkapan serta alat yang sudah didesain dan dipasang dengan tata letak yang sempurna, guna mendukung prinsip kerja dari sebuah maket penerangan automatis ini. Pada gambar tersebut sedang dilakukan uji coba, maket yang telah terprogram menunjukkan hasil bahwa ketika awal sumber on maka akan muncul pada LCD “TUGAS AKHIR Kiki & Toibah”.
Gambar 15. Maket dengan tampilan lampu menyala karena telah terdeteksi manusia
Dari gambar 15 menunjukkan bahwa tidak berbeda jauh dengan gambar 14 yaitu maket yang telah siap dengan seluruh perlengkapan serta alat yang sudah didesain dan dipasang dengan tata letak yang sempurna, guna mendukung prinsip kerja dari sebuah maket penerangan automatis ini. Pada gambar tersebut sedang dilakukan uji coba, maket yang telah terprogram menunjukkan hasil bahwa ketika awal sumber on maka akan muncul pada LCD “TUGAS AKHIR Kiki & Toibah”.
Lalu selanjutnya yang membedakan adalah LCD menampilkan hasil dari sensor yang telah dideteksi oleh sensor PIR dan sensor suhu, hasil yang ditampilan pada LCD menyatakan bahwa “Body Detect” serta “SUHU = ….” . Hal tersebut disebabkan karna pada uji coba ini, dapat terdeteksi adanya manusia dalam radius maksimum sensor PIR selanjutnya Relay akan ON maka lampu akan menyala dan LCD menampilkan hasilnya. Sedangkan tampilan LCD mengenai suhu, menyatakan bahwa hasil tersebut merupakan pendeteksian oleh sensor suhu terhadap suhu lingkungan sekitar.
atau pergerakan manusia melalui pintu maka sensor pir mendeteksi adanya pergerakan manusia, hal ini dapat mengakibatkan terjadinya relay on dan akan terjadinya lampu menyala secara otomatis tanpa perlu adanya saklar untuk menghidupkan lampu tersebut.
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Pada percobaan kali ini bertujuan untuk membuat “Model Sistem Kontrol Lampu Penerangan Otomatis Menggunakan Sensor Pir” dirancang dan dibuat sebagai prototype untuk menampilkan bahwa banyak sekali pengendali lampu yang dapat kita gunakan dengan memanfaatkan konsep pergerakan dari manusia menggunakan sensor PIR.
Berdasarkan hasil uji coba yang dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa system telah dibuat sesuai dengan struktur dan system telah berfungsi dengan baik. Lampu dinyalakan dan dimatikan dengan menggunakan pergerakan manusia yang melewati sensor PIR tanpa melalui saklar sebagaimana mestinya namun penempatan sensor PIR ini memiliki jarak maksimal jangkauanhanya 5 meter.
3.2 Saran
