RANCANG BANGUN INSTALASI LISTRIK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO.

(1)

Reida Pasgara Putra, 2013

Rancang bangun instalasi listrik otomatis berbasis mikrokontroler arduino

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

RANCANG BANGUN INSTALASI LISTRIK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat kelulusan sidang yudisium diploma-III tahun akademik 2012/2013

Disusun Oleh:

REIDA PASGARA PUTRA 1002367

DIPLOMA-III TEKNIK ELEKTRO JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

RANCANG BANGUN INSTALASI LISTRIK OTOMATIS

BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO

Oleh

Reida Pasgara Putra

Sebuah laporan proyek akhir yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Diploma pada Fakultas Pendidikan Teknik dan Kejuruan

Agustus 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(3)

(4)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu i

ABSTRAK

Saat ini sistem pengendalian menggunakan remote control sudah berkembang pesat. Salah satu pemakaian teknologi dengan menggunakan konsep

remote control adalah pada alat – alat elektronik rumah tangga, seperti televisi, air conditioner atau sering juga disebut ac, dan lain - lainnya.

Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk menghasilkan suatu produk instalasi otomatis untuk memudahkan sistem pensaklaran lampu di rumah menggunakan remote control sebagai pengendalinya. Sistem pengendali remote control ini menggunakan IR Kit Remote for Arduino df Robots Series. Perintah

remote control ini diproses menggunakan mikrokontroller Arduino sebagai dasar pengendali untuk mengolah program agar dapat mengeluarkan tegangan pada output pin yang dihubungkan dengan driver relay kemudian digunakan untuk mengalirkan tegangan AC agar dapat mengendalikan output beban berupa lampu pada instalasi rumah.

Dari hasil pengujian, lampu akan menyala dan padam jika tombol pada

(5)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ii

ABSTRACT

Current control system using the remote control has been growing rapidly . One use of technology by using the concept of remote control is the tool -

household electronics , such as televisions , air conditioners or often also called ac , and others - others .

The purpose of this thesis is to produce a product to facilitate the

installation of automatic light switching system at home using the remote control as a controller . This remote control system using IR Remote Kit for Arduino df Series Robots . Remote control command is processed using the Arduino microcontroller as a basis for process control program that can output voltage at the output pin which is connected to the relay driver is then used to drain the AC voltage in order to control the output of a lamp load at home installation .

(6)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu v

1.6 Metodologi Penulisan ... 3

1.7 Sistematika Penulisan Laporan ... 4

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Instalasi Listrik ... 5

2.1.1 Prinsip – Prinsip Dasar Instalasi Listrik ... 5

2.2 Komponen Instalasi Listrik ... 6

(7)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu vi

2.4.1 Pengertian Mikrokontroler... 9

2.4.2 Arduino ... 10

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN 3.1 Tujuan Perancangan ... 23

3.2 Deskripsi Model Instalasi Otomatis ... 23

3.2.1 Spesifikasi Model Instalasi Otomatis ... 23

3.3 Perancangan Sistem Kerja Instalasi Otomatis Menggunakan Remote Control ... 24

3.4 Perancangan Hardware ... 26

(8)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu vii

3.4.2 Remote Control ... 28

3.4.2.1 Menghubungkan IR Receiver ... 28

3.4.3 Controller ... 29

3.4.3.1 Perancangan Input dan Output pada Mikrokontroler ... 30

3.4.4 Perancangan Rangkaian Driver Relay... 30

3.4.6 Pengawatan Relay DPDT (Double Pole Double Throw) .. 31

3.4.7 Pengawatan Saklar Tukar ... 32

3.5 Perancangan Sofware ... 33

3.5.1 Perancangan Pemrograman Remote Control ... 33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengukuran Dan Pengujian ... 36

4.1.1 Langkah Pengukuran dan Pengujian ... 36

4.2 Pengukuran ... 37

4.2.1 Pengukuran Tegangan Driver Relay ... 37

4.3 Pengujian ... 38

4.3.1 Pengujian Remote Control ... 38

4.3.1.1 Pengujian Perintah Tombol Remote Control ... 38

4.3.1.2 Pengujian Jarak Remote Control Terhadap IR Receiver ... 40

(9)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu viii

4.3.3 Pengujian Kombinasi Menyalakan Lampu

Menggunakan Remote dan Mematikan Menggunakan Saklar, atau Sebaliknya ... 41 4.4 Pembahasan ... 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ... 43 5.2 Saran ... 43

(10)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Deskripsi Arduino Uno ... 13

Tabel 2.2 Bagian Menu File Software Arduino ... 18

Tabel 2.5 Bagian – Bagian Toolbar Software Arduino ... 19

Tabel 3.1 Pengalamatan Kaki Pin pada Mikrokontroler Arduino ... 30

Tabel 4.1 Pengukuran Tegangan Driver Relay ... 37

Tabel 4.2 Pengujian Perintah Tombol pada Remote Control ... 38

Tabel 4.3 Pengujian Jarak Remote Control ... 40

Tabel 4.4 Pengujian Saklar Tukar Mematikan atau Menyalakan Lampu ... 41

(11)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Saklar Tukar ... 7

Gambar 2.2 IR Remote ... 8

Gambar 2.3 Board Arduino Uno ... 11

Gambar 2.4Tampilan IDE Arduino ... 17

Gambar 2.5 Menu Bar IDE Arduino ... 17

Gambar 2.6 Toolbar Software IDE Arduino ... 18

Gambar 2.7 Skema Optocoupler ... 20

Gambar 2.8 Tampilan Fisik Relay DPDT ... 22

Gambar 2.9 Skema Pengawatan Relay DPDT ... 22

Gambar 3.1 Blok Diagram ... 24

Gambar 3.2 Flowchart Instalasi menggunakan Remote Control dan Saklar Tukar ... 25

Gambar 3.3 Ukuran Miniature ... 27

Gambar 3.4 Foto Miniature Denah ... 27

Gambar 3.5 Remote Control dan IR Receiver ... 28

Gambar 3.6 Koneksi IR Receiver Pada Arduino ... 29

Gambar 3.7 Mikrokontroler Arduino Uno smd ... 29

Gambar 3.8 Skema Rangkaian Driver Relay ... 31

Gambar 3.9 Skema Pengawatan Relay ke Beban Dalam Keadaan Normal .... 32

Gambar 3.10 Skema Pengawatan Saklar Tukar Dengan Relay ... 32

Gambar 3.11 Tampilan Serial Monitor Pada Software Arduino ... 34

(12)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu xi

DAFTAR LAMPIRAN

(13)

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat, sangat mempengaruhi terhadap kehidupan manusia. Hal ini tentu membuat kehidupan manusia menjadi lebih mudah. Seiring dengan perkembangan dan kecanggihan teknologi, maka dibutuhkan sumber daya manusia yang mampu dan siap untuk memanfaatkannya, sehingga teknologi tersebut dapat digunakan dengan maksimal.

Kemajuan teknologi mendorong manusia menciptakan peralatan yang dapat membantu mempermudah pekerjaan manusia, sehingga lebih efisien dan praktis.

Saat ini sistem pengendalian menggunakan remote control sudah berkembang pesat. Salah satu pemakaian teknologi dengan menggunakan konsep

remote control adalah pada alat – alat elektronik rumah tangga, seperti televisi, air conditioner atau sering juga disebut ac, dan lain - lainnya.

Penggunaan remote control untuk mengendalikan peralatan dapat mempermudah pekerjaan manusia, sekaligus memanjakan kehidupan manusia.

Oleh karena latar belakang diatas, maka diambil sebuah judul:

(14)

2

Kegunaan alat ini adalah untuk mengendalikan saklar lampu pada instalasi sebuah rumah secara otomatis menggunakan remote control.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka masalah yang akan dibuat adalah, “bagaimana cara merancang sistem pengendali menggunakan remote control pada sebuah instalasi rumah baik yang sudah terpasang sebelumnya maupun merancang instalasi baru dengan berbasis mikrocontroller Arduino ?”

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari tugas akhir ini adalah menghasilkan suatu produk instalasi otomatis untuk memudahkan sistem pensaklaran lampu di rumah menggunakan

remote control sebagai pengendalinya.

1.4 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah dalam hal ini hanya memfokuskan menambahkan sistem pengendali saklar pada instalasi rumah:

1. Remote control yang digunakan adalah IR Remote for Arduino

2. Mikrokontroler yang digunakan adalah Board Arduino

1.5 Manfaat Penulisan

(15)

3

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 1. Bagi Penulis

a. Untuk memperluas pengetahuan mengenai sistem pengendalian saklar menggunakan remote control.

b. Untuk memperluas pengetahuan mengenai mikrokontroller arduino yang dijadikan pengendali dan menyimpan perintah remote control yang telah diprogram

2. Bagi Masyarakat

Diharapkan dapat menjadi suatu produk yang bermanfaat untuk mempermudah dalam kehidupan sehari - hari.

3. Bagi Mahasiswa dan Pembaca lainya

Merupakan tambahan refrensi bacaan dan informasi khususnya bagi mahasiswa jurusan Teknik Elektro yang sedang menyusun Tugas Akhir dengan pokok permasalahan yang sama.

1.6 Metodologi Penelitian

Dalam pembuatan dan penyusunan Tugas Akhir ini, dilakukan beberapa metode yaitu:

1. Metode Literatur

Pengumpulan data dan refrensi yang mendukung laporan tugas akhir ini. 2. Metode Perancangan Software dan Hardware

Pemilihan penggunaan software dan hardware yang digunakan dalam aplikasi.

3. Metode Pembuatan

(16)

4

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 4. Metode Pengujian

Melakukan pengujian setelah semua selesai dirancang dan diaplikasikan

1.7 Sistematika Laporan 1. BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi uraian singkat mengenai pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang pembuatan alat, tujuan yang ingin dicapai, permasalahan pada proyek akhir, batasan permasalahan pada proyek akhir, manfaat penulisan serta sistematika pembahasan.

2. BAB II LANDASAN TEORI

Berisi teori penunjang yang menjelaskan tentang teori-teori yang mendukung dari bagian-bagian alat yang dibuat.

3. BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN

Berisi hal-hal yang behubungan dengan perancangan dan pembahasan perangkat keras maupun perangkat lunak tentang alat yang dibuat.

4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi hasil pengamatan dan pembahasan dan hasil pengujian alat yang dibuat

5. BAB V PENUTUP

(17)

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 23

BAB III

DESAIN DAN PERANCANGAN

3.1 Tujuan Perancangan

Tujuan dari perancangan alat ini adalah untuk mewujudkan gagasan dan didasari oleh teori serta fungsi dari software arduino dan perangkat remote control, untuk kemudian dipadukan dan dengan sedikit modifikasi sehingga menghasilkan alat yang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan, adapun tujuan dari perencanaan pembuatan alat adalah:

1. Menentukan deskripsi kerja dari alat yang direncanakan 2. Menentukan komponen-komponen yang diperlukan 3. Sebagai pedoman dalam pembuatan alat

4. Mengatur tata letak komponen yang digunakan 5. Meminimalisir kesalahan dalam proses pembuatan

6. Alat yang dihasilkan sesuai dengan apa yang direncanakan

3.2 Deskripsi Model Instalasi Otomatis 3.2.1 Spesifikasi Model Instalasi Otomatis

1. Remote kontrol yang digunakan adalah IR Remote for Arduino sebagai input perintah untuk mengendalikan output berupa lampu

2. Kontroller menggunakan Mikrokontroller Arduino Uno

3. Optocoupler digunakan sebagai saklar elektrik untuk memerintahkan relay bekerja

(18)

24

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 5. Saklar tukar sebagai pengendali lampu secara manual.

3.3 Perancangan Sistem Kerja Instalasi Otomatis Menggunakan Remote

Control

Secara umum sistem instalasi menggunakan remote kontrol ini terdiri dari input, kontroler, dan output. Bagian masukan (inputan) dari sistem ini adalah perintah tombol pada remote control dan perintah saklar yg digerakkan secara manual. Bagian kontroler dari sistem ini adalah mikrokontroller arduino. Bagian keluaran (output) dari sistem ini adalah menyalakan lampu.

Mikrokontroller Arduino

Saklar Putar Remote Kontrol

Lampu

(19)

25

Start

(20)

26

Dari gambar 3.2 dapat dijelaskan bahwa prinsip dari sistem ini adalah menyalakan dan mematikan lampu berdasarkan perintah remote control atau menggunakan saklar tukar sebagai saklar manual.

Kondisi awal ketika tombol pada remote control ditekan maka transmiter

pada remote akan mengirimkan sinyal infra merah ke IR receiver atau penerima sinyal infra merah yang tersambung oleh mikrokontroller kemudian menerjemahkan pulsa infra merah tersebut kedalam kode HEX dengan bantuan arduino library. Kode HEX atau alamat tombol pada remote control tersebut akan dijadikan trigger atau pemicu untuk memberi sinyal ke output pin arduino yang terhubung ke optocoupler agar mengalirkan tegangan ke relay untuk menyalakan atau mematikan lampu yang dituju.

Untuk menyalakan atau mematikan lampu dengan menggunakan saklar tukar sama seperti menggunakan saklar konvensional pada umumnya.

3.4 Perancangan Hardware

3.4.1 Perancangan Model Miniature

(21)

27

140 cm

Gambar 3.3 Ukuran Miniature

(22)

28

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.4.2 Remote Control

Pada bagian input sistem ini menggunakan remote control Series IR Remote for Arduino untuk mengirimkan perintah ke IR receiver yang kemudian akan di proses oleh mikrokontroller untuk mengendalikan lampu sebagai outputnya.

Gambar 3.5 Remote Control dan IR Receiver

3.4.2.1 Menghubungkan IR Receiver

(23)

29

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu Gambar 3.6 Koneksi IR Receiver Pada Arduino

3.4.3 Controller

Controller yang digunakan adalah Arduino ATMega328, dipilihnya chip

ini adalah karena fitur-fitur yang dimiliki cukup lengkap, selain itu juga memiliki

kecepatan yang lebih baik yaitu satu siklus mesin untuk satu intruksi dengan

kecepatan hingga 16MHz serta banyak tersedia dipasaran.

(24)

30

Untuk dapat bekerja mikrokontroler perlu mendapat tengan kerja berupa

tegangan kerja sebesar 5 V dengan arus 40 mA dan ground serta clock, dengan

clock yang digunakan pada perancangan ini sebesar 16 MHz.

3.4.3.1 Perancangan Input dan Output pada Mikrokontroler

Pengalamatan input dan output pada kaki – kaki pin pada mikrokontroler

Arduino dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 3.1 Pengalamatan Kaki Pin pada Mikrokontroler Arduino

No Pin Digital Keterangan

1 Pin 11 Sebagai input IR receiver

3.4.4 Perancangan Rangkaian Driver Relay

Komponen aktif pada rangkaian ini adalah ic optocoupler 4N35 dan dua buah transistor. Input dari mikrokontroler sebesar 5 Volt mengalir menuju kaki 1

(25)

31

sinyal 5 Volt ke kaki basis transistor BC 547. Transistor ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang akan mengalirkan arus jika terdapat arus bias pada kaki basisnya. Dari transistor BC 547 menuju transistor TIP31C untuk mengaktifkan relay 12 Volt jenis DPDT (Double Pole Double Throw).

Gambar 3.8 Skema Rangkaian Driver Relay

3.4.6 Pengawatan Relay DPDT ( Double Pole Double Throw )

(26)

32

RELAY

Gambar 3.9 Skema Pengawatan Relay ke Beban dalam keadaan normal

3.4.7 Pengawatan Saklar Tukar

Saklar tukar diperlukan untuk menyalakan dan mematikan lampu secara bergantian oleh saklar yang terdapat pada relay. Rangkaian pengawatannya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

relay

(27)

33

Universitas pendidikan indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.5 Perancangan software

3.5.1 Perancangan Pemrograman Remote Control

Sebelum remote control ini dapat digunakan, Pertama-tama terlebih dahulu harus memasukkan data library IR Remote kedalam software arduino. Setelah itu software arduino dapat membaca / menerima sinyal infrared dengan IR receiver dan board arduino.

irrecv.enableIRIn(); // Start the receiver }

void loop() {

(28)

34

(sumber: http://dfrobot.com )

Gambar 3.11 Tampilan Serial Monitor Pada Software Arduino

Kemudian, angka HEX yang muncul pada serial monitor dijadikan trigger/pemicu untuk mengontrol output pin pada program Arduino.Untuk lebih jelasnya contoh perintah pemrograman pada software Arduino dapat dilihat pada lampiran.

(29)

35

(30)

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian produk instalasi otomatis untuk memudahkan sistem pensaklaran lampu dirumah menggunakan remote control sebagai pengendalinya dapat disimpulkan bahwa, sistem pengendali lampu dengan menggunakan remote control ini diprogram dengan memasukkan kode alamat atau bilangan hex masing – masing tombol pada remote untuk mentrigger/memicu pin pada output Arduino yang kemudian dihubungkan untuk menyalakan atau mematikan output berupa lampu ketika menekan salah satu tombol pada remote control yang telah di program sebelumnya. Produk ini dapat juga mematikan dan menyalakan lampu menggunakan saklar tukar sebagai pengendali manualnya.

5.2 Saran

Adapun masukan atau saran agar alat ini bekerja dengan baik, diantaranya: 1. Menambahkan sumber tegangan ke driver relay agar tidak terjadi drop tegangan ketika menyalakan lampu secara keseluruhan menggunakan

remot control.

2. Menambahkan receiver pada masing – masing dudukan lampu agar lebih

mudah dalam pengontrolan disetiap ruangan.

(31)

DAFTAR PUSTAKA

Arduino Home Page, (2012). Arduino Uno Getting Started. [Online]. Tersedia: http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno [diakses pada tanggal 12 April 2013]

DF Robot Home Page, (2011). IR Kit for Arduino. [Online]. Tersedia: http://www.dfrobot.com/index.php?route=product/product&filter_name=I

R%20remote&product_id=366#.Uhn4BT9dtPs

Djuandi, Feri. (2011). Pengenalan Arduino. [OnLine]. Tersedia: http://www.TokoBuku.com/arduino-pengenalan.PDF [diakses pada tanggal 12 April 2013]

Go, C. (2011) Relay,TPDT, dan QPDT. [Online] Tersedia: http://www.elektronikabersama.web.id/2011/06/relay-tpdt-dan-qpdt.html [diakses pada tanggal 22 Agustus 2013]

IR Remote Library. (2012) Download IR Remote Library [Online] Tersedia: http://www.dfrobot.com/image/data/DFR0107/IRremote.zip [diakses pada tanggal 20 April 2013]

Jaenal. (2009). OPTOCOUPLER. [Online]. Tersedia: