MAKALAH
TEKNIK PENGATURAN
“LAMPU JALAN OTOMATIS BERBASIS ARDUINO”
Disusun oleh :
1. Restu Bramasta ( 4202017034 )
2. Irwanda ( 4202017037 )
3. Gilang Pahlevi ( 4202017057 ) 4. Muhammad Nurgiat Akbar Saputra ( 4202017058 )
5. Kuncoro Mukti ( 4202017060 )
Kelas : 5B DIV Teknik Mesin
Dosen Pengampu : Dwi Handoko, S.T., M.Eng.
2023
ABSTRAK
Pada saat ini banyak orang yang sibuk oleh kegiatan masing-masing sehingga lupa untuk mengontrol lampu dibiarkan menyala begitu saja atau sebaliknya. Dengan adanya permasalahan tersebut perlu adanya sistem yang bisa membantu orang untuk mengontrol lampu dengan tujuan meminimalisirkan energi listrik agar tidak terjadinya pemborosan daya. Melihat hal ini perlu ditinjau dengan adanya perancangan lampu jalan yang bisa mewujudkan hal diatas, lampu jalanan yang awalnya manual menjadi lampu jalan otomatis. Lampu tersebut dapat menyala secara otomatis pada malam hari atau ketika intensitas cahaya yang rendah karena dikontrol menggunakan mikrokontroler Arduino dan meredup jika pengguna jalan telah melewati sensor yang telah diatur mikrokontroler Arduino UNO.
Kata kunci : Arduino UNO,Sensor Cahaya / LDR, Sensor Ultrasonic, Breadboard, Kabel Jumper
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat- Nya sehingga penyusun bisa menyelesaikan makalah yang berjudul “Lampu Jalan Otomatis Bebasis Arduino”. Dalam penyelesaian makalah ini penulis telah berusaha semaksimal mungkin sesuai dengan kemampuan penulis. Namun sebagai manusia biasa, penyusun tidak luput dari kesalahan dan khilafan baik dari segi teknik penulisan maupun tata bahasa. Tetapi walaupun demikian, penyusun berusaha sebisa mungkin menyelesaikan makalah meskipun tersusun sangat sederhana.
Penyusun menyadari tanpa kerja sama antar penyusun serta beberapa kerabat yang memberi berbagai masukan yang bermanfaat bagi penyusun demi tersusunnya makalah ini.
Untuk ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan arahan dan saran demi kelancaran penyusunan makalah ini.
Demikian semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya. Penyusun mengharapkan saran serta kritik dari berbagai pihak yang bersifat membangun.
Pontianak, 7 Februari 2023
Penyusun
DAFTAR ISI
ABSTRAK...i
KATA PENGANTAR...ii
DAFTAR ISI...iii
DAFTAR GAMBAR...iv
DAFTAR TABEL...v
BAB I PENDAHULUAN...1
1.1 Latar Belakang...1
1.2 Identifikasi Masalah...1
1.3 Perumusan Masalah...2
1.4 Pembatasan Masalah...2
1.5 Tujuan...2
1.6 Manfaat...2
BAB II LANDASAN TEORI...3
2.1 Pengertian Arduino UNO...3
2.2 Pengertian Sensor LDR...4
2.3 Pengertian sensor ultrasonik...5
2.4 Pengertian LED...6
BAB III PEMBAHASAN...8
3.1 Diagram alir...8
3.2 Rangkaian lampu jalan otomatis...9
3.3 Codingan Rangkaian lampu jalan otomatis...11
BAB IV PENUTUP...13
4.1 Kesimpulan...13
4.2 Saran...13
DAFTAR PUSTAKA...14
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arduino uno...3
Gambar 2.2 Sensor cahaya ( LDR )...4
Gambar 2.3 Sensor Ultrasonik...6
Gambar 2.4 Lampu LED...7
Gambar 3.2 Rangkaian Lampu Jalan Otomatis...9
DAFTAR TAB
Tabel 3.2 Komponen dan keterangan rangkaiaan lampu jalan otomatis...10 Y
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Penerangan manusia pada malam atau pada saat keadaan gelap yang biasa disebut lampu adalah salah satu alat listrik yang banyak digunakan manusia dikehidupan sehari-hari.
Hampir semua tempat menggunakan lampu sebagai penerangannya. Penggunaan lampu di jalan raya sering kali terjadi pemborosan energi listrik. Kadang ketika sudah siang dan keadaan sudah terang lampu tetap saja masih menyala, sehingga menyia-nyiakan cahaya lampu yang dihasilkan dan pemborosan energi listrik. Atau juga ketika keadaan sedikit gelap, tetapi jika tidak ada kendaraan yang lewat tetap saja lampu menyala yang seharusnya hal ini bisa dihemat dengan hanya menyalakan lampu sesuai kebutuhan saja.
Perkembangan teknologi elektronika saat ini sudah sedemikian pesatnya yang kadang- kadang berawal dari rangkaian rangkaian sederhana yang biasa kita jumpai salam berbagai buku–buku elektronika. Dalam perancangan lampu jalan pun masih terlihat kuno dengan bantuan tenaga kinerja manusia dalam penyambungan dan pemutusan arus lampu jalan, Umumnya lampu jalan masih menggunakan sistem manual dengan sebuah saklar yang tertempel pada tiang listrik dan masih membutuhkan tenaga manusia untuk menghidupkannya ,selain itu jika pada saat cuaca sedang hujan akan sangat beresiko bagi saklar terkena air hujan dan mengalami korsleting,hal ini bisa membuat lalainya masyarakat dalam penggunaan lampu jalan yang hidup terus menerus yang membuat banyaknya penggunaan listrik yang berlebihan dan korsleting dalam penggunaan lampu jalan. melihat hal ini lah yang membuat kami mengembangkan lampu jalanan yang awalnya manual menjadi lampu jalan otomatis. Lampu tersebut dapat menyala secara otomatis pada malam hari atau ketika intensitas cahaya yang rendah karena dikontrol menggunakan mikrokontroler Arduino.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka permasalahan yang dapat diidentifikasi yaitu :
1. Lalainya manusia dalam menyalakan dan mematikankan lampu 2. pemakaian energi listrik yang cukup besar
3. Sistem lampu yang tidak otomatis.
1.3 Perumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah yang telah diuraikan, makamasalah penelitian dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang sistem lampu Otomatis berbasis Arduino Uno menggunakan sensor LDR dan sensor ultrasonic di simulator wokwi ?
2. Bagaimana cara kerja sistem lampu otomatis berbasis Arduino Uno?
1.4 Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah sistem lampu otomatis tidak dibuat dalam keadaan manual atau dengan menggunakan saklar.Sehingga kinerja lampu hanya dikendalikan oleh sensor dan perancangan ini hanya dibuat pada simulator wokwi.
1.5 Tujuan
Tujuan yang hendak dicapai dalam perancangan lampu otomatis berbasis arduino uno ini ialah untuk untuk membantu dalam penghematan energi listrik dan juga memberi penjelasan kepada masyarakat untuk dapat menghemat energi listrik dan membangun generasi yang hemat energi sehingga semua lapisan masyarakat dapat memanfaatkan energi listrik dengan lebih bijaksana.
1.6 Manfaat
Manfaat dari lampu jalan otomatis yang kami rancang ini ialahLampu Jalan Otomatis ini dapat menyalakan dan mematikan lampu secara otomatis untuk menghemat penggunaan listrik yang berlebihan sehingga tidak terjadinya pemborosan daya dan juga meminimalisisr terjadinya konsleting listrik yang terjadi jika terjadinya hujan saat ingin menghidupkan lampu jalan.
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Arduino UNO
Arduino adalah sebuah rangkaian elektronik yang bersifat open source, dan mempunyai piranti keras dan lunak yang mana mudah untuk digunakan. Arduino mampu mengenali lingkungan sekitar melalui berbagai jenis sensor serta dapat mengontrol lampu, motor, dan berbagai jenis actuator lainnya.Arduino sendiri terdiri dari beberapa jenis, antara lain Arduino Uno, Arduino Mega 2560, Arduino Fio dan sebagainya.
Arduino Uno adalah sebuah board minimum system mikrokontroller yang mana di
dalamnya terdapat mikrokontroller AVR seri
ATmega 328 yang merupakan produk dari
Atmel.
Umumnya Arduino memiliki 14 pin input/output yang terdiri dari : 1. 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM
2. 6 pin sebagai analog input 3. Osilator Kristal 16 MHz 4. Sebuah koneksi USB 5. Sebuah Power Jack
Gambar 2.1 Arduino uno
7. Dan tombol reset
Oleh karena itu arduino uno mampu mensupport mikrokontroller secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power supply adaptor AC ke DC maupun dengan batteray. Sehingga untuk mendukung mikrokontroller tersebut bekerja , cukup sambungkan ke powes supply atau hubungkan melalui kabel USB ke PC, maka Arduino Uno telah siap bekerja. Arduino dengan sebuah mikrokontroller ini mampu menciptakan suatu program yang dapat digunakan untuk mengendalikan berbagai komponen elektronika. Sehingga cukup jelas, bila fungsi yang dimiliki arduino uno adalah untuk memudahkan pengguna dalam melakukan prototyping, memprogram mikrokontroller serta menciptakan berbagai alat canggih berbasis mikrokontroller.
2.2 Pengertian Sensor LDR
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini.
LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat. Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat dalam kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan
menurun menjadi 500 Ohm
pada kondisi terkena banyak
cahaya. Tak heran jika
komponen elektronika
peka cahaya ini banyak
diimplementasikan sebagai
LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF). LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.
Prinsip kerja sensor LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. Sensor LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika,sensor ini juga dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai sensor LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.
2.3 Pengertian sensor ultrasonik
Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis berupa bunyi menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip dari pantulan suatu gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkap kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar pengindra. Perbedaan waktu yang dipancarkan dan diterima kembali adalah berbanding lurus dengan jarak objek yang memantulkannya.
Sensor ultrasonik ini umumnya digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek dalam jarak tertentu di depannya. Sensor ultrasonik mempunyai kemampuan mendeteksi objek lebih jauh terutama untuk benda-benda yang keras. Pada benda-benda yang keras yaitu yang mempunyai permukaan kasar gelombang ini akan dipantulkan lebih kuat daripada benda yang permukaannya lunak. Sensor ultrasonik ini terdiri dari rangkaian pemancar
Prinsip kerja sensor ultrasonik ini yaitu Frekuensi kerja sensor ultrasonik pada daerah diatas gelombang suara dari 40kHz - 400kHz. Sensor ultrasonik terdiri dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Sensor ini secara umum bekerja dengan menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak antara sensor dengan objek. Jarak antara sensor dengan objek dapat dihitung dengan cara mengalikan kecepatan rambat dari gelombang suara ultrasonik pada media rambat berupa suara tersebut dengan setengah waktu yang digunakan sensor ultrasonik untuk memancarkan gelombang suara ultrasonik dari rangkaian pemancar (Tx) menuju objek sampai diterima kembali oleh rangkaian penerima (Rx). Waktu dihitung ketika pemancar aktif dan sampai ada input dari rangkaian penerima dan apabila melebihi batas waktu tertentu 7 rangkaian penerima tidak ada sinyal input maka dianggap tidak ada halangan didepannya.
Gambar 2.3 Sensor Ultrasonik Fungsi pin-pin pada sensor ultasonik adalah sebagai berikut :
merupakan keluarga
Dioda yang terbuat dari
bahan
semikonduktor. 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 Remote 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 dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping 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 material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan
Gambar 2.4 Lampu LED
Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
BAB III PEMBAHASAN 3.1 Diagram alir
Diagram alir lampu jalan otomatis dapat dilihat di bawah ini :
Lampu mat
Lampu mat LED, sensor LDR dan
sensor ultrasonik mulai
3.2 Rangkaian lampu jalan otomatis
Dalam
rangkaian tersebut terdapat sebuah komponen LDR yang berfungsi sebagai sensor cahaya dan sensor ultrasonik yang berfungsi sebagai pendeteksi jarak. Selain itu juga terdapat LED sebagai output dari sensor. Prinsip kerja dari rangkaian ini sangat sederhana. Pada saat kondisi cahaya terang, LDR akan menerima banyak cahaya sehingga membuat nilai
Lampu kondisi terang
No
Lampu redup
Yes
Gambar 3.2 Rangkaian Lampu Jalan Otomatis
dalam kondisi off sehingga lampu menjadi mati. Sebaliknya pada saat kondisi cahaya gelap, LDR tidak menerima cahaya yang mengakibatkan nilai resistansinya menjadi rendah. Tentu listrik akan bisa mengalir dan menyebababkan saklar dalam kondisi on dan lampu menyala.
untuk sensor ultrasonik digunakan sebagai alat pendeteksi apakah di jalan terdapat pengguna jalan atau tidak, ketika sensor ultrasonik tidak mendeteksi adanya pengguna jalan, maka lampu akan dalam keadaan redup, sedangkan ketika sensor ultrasonik mendeteksi adanya pengguna jalan lampu akan otomatis terang, waktu delay diatur 3000 ms(3 detik) sehingga setelah pengguna jalan melewati sensor ultrasonik, lampu tidak akan lansung redup. Pada kondisi siang hari atau ketika LDR menerima banyak cahaya, lampu akan tetap mati total walaupun sensor ultrasonik mendeteksi adanya pengguna jalan.
Tabel 3.2 Komponen dan keterangan rangkaian lampu jalan otomatis
No. Nama komponen Deskrisi Keterangan
1. Sensor Ultrasonic -kabel merah
-kabel biru -kabel hijau -kabel hitam
-kabel merah Pada kabel merah(vcc)
terhubung ke sumber 5V pada Arduino UNO
-kabel biru
pada Arduino UNO -kabel hitam
Pada kabel hitam(GROUND) terhubung ke GROUND pada Arduino UNO
2. Sensor LDR -kabel merah
-kabel hijau -kabel hitam
-kabel merah Pada kabel merah(vcc)
terhubung ke sumber 5V pada Arduino UNO
-kabel hijau Pada kabel
hijau(A0) terhubung ke pin A0 pada Arduino UNO -kabel hitam Pada kabel hitam(GROUND) terhubung ke GROUND pada Arduino UNO
3. Lampu LED -kabel hijau
-kabel hitam
-kabel hijau
Pada kabel hijau atau positif LED terhubung ke breadboard lalu tersambung ke pin 2 pada Arduino UNO -kabel hitam
Pada kabel hitam
terhubung ke breadboard lalu tersambung ke GROUND pada Arduino UNO 3.3 Codingan Rangkaian lampu jalan otomatis
const int pinSensor = A0;
const int trigPin = 6;
const int echoPin = 5;
const int pinLed = 2;
int data;
int jarakCm;
long duration;
void setup() {
pinMode(pinSensor, INPUT);
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
jarakCm= duration*0.034/2;
data = analogRead(pinSensor);
if (data <= 899) {
digitalWrite(pinLed, HIGH);
analogWrite(pinLed,255/5);
Serial.println(data);
if (jarakCm < 350 ) {
digitalWrite(pinLed,HIGH);
analogWrite(pinLed,255);
delay(10000); } else {
digitalWrite(pinLed,HIGH);
analogWrite(pinLed,255/5); } }
else {
Serial.println(data);
digitalWrite(pinLed,LOW);
}
BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan
Arduino uno berfungsi sebagai mikrokontroller pengendali utama pada pemprosesan data yang dihasilkan dari rangkaian. Hasil dari pengamatan pada simulator wokwi lampu akan menyala berdasarkan intensitas cahaya yang diterima oleh LDR adalah <899 dan lampu akan mati ketika intensitas cahayanya lebih dari 899. Namun karena ada penambahan sensor jarak, lampu akan hidup terang ketika sensor jarak mendeteksi pengguna jalan pada jarak
<350 cm dan lampu akan redup ketika sensor jarak tidak mendeteksi adanya pengguna jalan . pada intensitas cahaya di atas 899 lampu akan mati total walaupun sensor jarak mendeteksi adanya pengguna jalan.hal tersebut tentu dapat mengurangi penggunaan energi listrik karena pada malam hari lampu tidak akan hidup terang sepanjang malam.
4.2 Saran
Saran yang dapat diberikan pada makalah ini yaitu, Pada perancangan kami ini hanya diperuntukan untuk jalan satu arah karena jangkauaan sensor jarak tidak terlalu luas, maka dari prancangan alat ini perlu di sempurnkan lagi dengan pengguanaa sensor yang jangkauannya lebih luas sehingga bisa digunakan pada jalan dua arah dan juga alat yang kami rancang ini hanya berupa simulator, diharapkan untuk kedepannya bisa dibuat alatnya.
DAFTAR PUSTAKA
arga. (2020, July 20). Pengertian Arduino Uno dan Spesifikasinya. Retrieved February 5, 2023, from PintarElektro website: https://pintarelektro.com/pengertian-arduino-uno/
Rama Gemilang. (2018, February 27). Pengertian Sensor LDR, Fungsi Dan Cara Kerja LDR - Immersa Lab. Retrieved February 5, 2023, from Immersa Lab website:
https://www.immersa-lab.com/pengertian-sensor-ldr-fungsi-dan-cara-kerja-ldr.htm Galih Azk. (2022, November 15). Mengenal Sensor Ultrasonik dan Cara Kerjanya. Retrieved
February 5, 2023, from WikiElektronika.com website:
https://wikielektronika.com/pengertian-dan-cara-kerja-sensor-ultrasonik/
Kho, D. (2014, December 8). Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerja LED.
Retrieved February 5, 2023, from Teknik Elektronika website:
https://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara- kerja/#google_vignette
(2023). Retrieved February 5, 2023, from 123doks.com website:
https://data03.123doks.com/thumbv2/123dok/000/024/24962/71.595.164.489.86.246/g ambar-prinsip-pemantulan-sensor-ultrasonik.webp
