SISTEM OTOMATISASI PENGENDALI LAMPU BERBASIS MIKROKONTROLER Ary Indah Ivrilianita Jurusan Teknik Informatika STMIK PalComTech Palembang Abstrak Sistem pengendali lampu menggunakan mikrokontroler ATMega 16 digunakan sangat luas dalam sistem kontrol karena kompatibilitasnya. Sistem ini bekerja dengan adanya sensor LDR (Light Dependent Resistor) dan sensor suhu LM35 untuk mengefisiensikan daya dari pencahayaan sinar matahari sebagai upaya penghematan energi. Sistem pengendali ini akan menyalakan lampu sesuai dengan pencahayaan dari sinar matahari, jika adanya sinar dari luar maka lampu akan off dan on jika keadaan cahaya diluar gelap. Sedangkan sensor suhu akan mempengaruhi keadaan lampu didalam ruangan sesuai dengan suhu yang ada, semakin tinggi suhu maka lampu akan semakin redup atau mati dan semakin rendah suhu lampu akan menyala normal seperti biasa. Pemberitahuan dari proses kerja sistem akan ditampilkan melalui LCD yang sudah dipasang. Hasil pengukuran dan pengujian sistem pengendali lampu menunjukkan bahwa terdapat kemungkinan kecil terjadinya error dan sistem akan bekerja dengan baik sesuai dengan sistem yang dibuat. Kata kunci : Mikrokontroler ATMega 16, LDR, LM35, LCD.
PENDAHULUAN Penghematan energi menjadi hal yang sangat penting bagi kehidupan manusia saat ini. Salah satu energi yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah energi pencahayaan ruangan. Penghematan energi dapat dilakukan dengan merubah perilaku penggunanya. Perilaku hemat energi diantaranya mematikan lampu saat tidak digunakan dan dapat memanfaatkan pencahayaan alami untuk penerangan. Dengan begitu manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu yang dapat mempermudah dan mendorong perkembangan teknologi. Sistem pengendali lampu umumnya menggunakan prinsip on dan off, yaitu menyalakan lampu pada saat gelap dan mematikan lampu pada saat terang. Sistem yang digunakan seperti itu adalah sistem konvensional dimana user harus mengaktifkan dan menonaktifkan sistem listriknya secara manual. Sistem tersebut terkadang kurang efektif karena tidak melakukan penghematan energi dengan menggunakan pencahayaan dari sinar matahari, oleh karena itu dibutuhkan pengaturan sebagai pengendali, baik untuk kenyamanan maupun keefektifan pemakaian energi. Untuk mewujudkan hal tersebut, maka pada sistem pengendali otomatis yang dapat mengendalikan aktif atau tidak aktifnya lampu dengan menggunakan sensor yang terintegrasi dengan mikrokontroler berdasarkan pembacaan terhadap intensitas cahaya disekitar. Sistem otomatisasi pengendalian lampu yang akan dirancang adalah sistem pengendalian berdasarkan intensitas cahaya, suhu dalam ruangan dan menggunakan mikrokontroler. Dengan rancangan suatu sistem otomatisasi pengendali lampu menggunakan mikrokontroler tersebut diharapkan dapat lebih mempermudah user dalam menggunakan salah satu penggunaan listrik yang ada. Dalam perancangan alat ini rangkaian yang digunakan meliputi 2 sensor LDR (Light Dependent Resistor), mikrokontroler ATMega 16, dan 1 sensor LM35.
1
LANDASAN TEORI Mikrokontroler ATMega 16 Menurut Andrianto (2013 : 1), mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil (“special purpose computers”) di dalam satu IC yang berisi CPU, memori, timer, saluran komunikasi serial dan pararel, port input dan output, ADC. Mikrokontroler digunakan untuk suatu tugas dan menjalankan suatu program. Diagram Blok ATMega 16 Menurut Andrianto (2013 : 12), Pada diagram blok ATMega 16 digambarkan 32 general purpose working register yang dihubungkan secara langsung dengan ALU (Arithmetic Logic Unit). Sehingga dua register yang berbeda dapat diakses dalam satu siklus clock. Sensor LDR (Light Dependent Resistor) Menuru Budiharto (2011 : 5), LDR (Sensor Light Dependent Resistor) adalah salah satu resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besar nilai hambatan pada sensor LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Sensor Suhu LM35 Menurut Andrianto (2013 : 49), suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda. Dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakan alat pengukur suhu menggunakan presisi mikrodaya sensor LM35. Terdapat tiga pin transistor seperti IC memberikan output linear sama dengan +10Mv per derajat kenaikan suhu. Hal ini dapat mengukur suhu antara -4 derajat sampai +110 derajat celcius. Dioda Menurut Supriatna (2013 : 18), dioda merupakan salah satu komponen semi konduktor yang paling sederhana, komponen ini terdiri atas dua elektro daya itu katoda dan anoda. Transformator Menurut Supriatna (2013 : 18), transformator (trafo) adalah dua buah kumparan yang dililitkan ada satu inti, inti besi atau inti ferrite. Komponen ini dapat meneruskan arus listrik AC dan tidak dapat digunakan pada DC. Trafo yang digunakan sebagai trafo step down untuk alat ini difungsikan sebagai penurun tegangan pada rangkaian elektronika. Servo Menurut Budiharto (2008 : 84), Servo motor banyak digunakan sebagai aktuator pada mobile robot atau lengan robot. Servo umumnya terdiri dari servo continuous dan servo standar. Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Kapasitor Menurut Supriatna (2013 : 16), kapasitor adalah salah satu nama komponen elektronika yang bisa menyimpan muatan listrik. Ketika disambungkan kesebuah baterai muatan listrik akan tersimpan di dalam komponen ini.
2
Resistor Menurut Supriatna (2013 : 16), resistor mempunyai garis gelang yang berwarnawarni. Dan setiap warna-warna tersebut menunjukkan nilai hambatan dari sebuah resistor itu sendiri. IC ULN2803 Menurut Andrianto (2013 : 72), IC ULN2803 merupakan beberapa transistor yang disusun dalam sebuah IC dan terdiri dari 8 buah transistor NPN Darlington. IC ULN2803 dapat bekerja sampai tegangan 50 V dan dapat menangani arus sebesar 500mA. IC ULN2803 mempunyai 8 jalur masukan dan 8 jalur keluaran.
HASIL DAN PEMBAHASAN Identifikasi Masalah Berdasarkan identifikasi masalah penulis dapat disimpulkan, kebutuhan akan penggunaan alat dan teknologi terutama dalam penghematan energi sangat penting. Pada Sistem yang Sedang Berjalan, dimana sistem ini harus mengotomatisasikan sistem pengendalian lampu dan melakukan pengujian antara dua sensor yang digunakan, Pada Sistem yang Sudah Ada, penggunaan sistem pengendali lampu yang masih mengaaktifkan atau nonaktif sistem secara manual. Sehingga masih adanya kendala dalam melakukan penghematan. Hal ini yang membuat penulis akan mengembangkan sistem otomatisasi pengendali lampu yang dapat meningkatkan keefektifan sistem tersebut. Pengujian Alat Keseluruhan Untuk pengujian alat dilakukan pada siang dan malam hari untuk melihat keadaan lampu sesuai dengan sensor-sensor yang digunakan pada alat. Pengujian Lampu pada Siang hari Gambar 1 adalah gambar pengujian lampu otomatis pada siang hari ditampilkan LCD yang menunjukkan lampu I dan lampu II off dan berada di keadaan suhu 29oC.
Sumber : Dikelola sendiri Gambar 1. Pengujian lampu pada siang hari.
3
Pengujian Lampu pada Malam Hari Gambar 2 adalah gambar pengujian lampu otomatis pada malam hari ditampilkan LCD yang menunjukkan lampu I dan lampu II on.
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 2. Pengujian Lampu pada malam hari Pengujian Lampu pada Suhu 29oC Gambar 3 merupakan gambar yang menampilkan keadaan lampu II sedikit agak redup karena keadaan suhu di 29oC.
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 3. Pengujian Lampu pada Suhu 29oC Dari pengujian yang telah dilakukan, sistem otomatisasi pengendali lampu menggunakan sensor suhu dan sensor cahaya yang diolah mikrokontroler. Tabel 1. Tabel Analisa Kerja Lampu Lampu I Lampu II Suhu ON ON Normal ON 70% Hidup 27oC – 29oC ON 50% Hidup 29oC – 31oC
4
Pengujian Sensor Pada Tegangan ADC Pada gambar 4 menunjukkan flash progaram dari AVR ke mikrokontroler.
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 4. Flash program Pada gambar 5 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor, 2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada jarak 10 cm. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama tegangan ADC 67 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 17 Volt.
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 5. Pengukuran Tegangan ADC 1 Pada gambar 6 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor, 2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada jarak 5 cm. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama tegangan ADC 626 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 484 Volt.
5
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 6. Pengukuran Tegangan ADC 2 Pada gambar 7 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor, 2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada jarak 2 cm. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama tegangan ADC 626 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 484 Volt.
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 7. Pengukuran Tegangan ADC 3 Pada gambar 8 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor, 2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada saat gelap. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama tegangan ADC 701 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 700 Volt.
6
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 7. Pengukuran Tegangan ADC 4 Pada gambar 8 pengukuran tegangan ADC dari 3 sensor, 2 buah sensor cahaya dan 1 buah sensor suhu di uji pada saat terang atau siang hari. Sensor suhu tegangan ADC 63 Volt, sensor LDR pertama tegangan ADC 0 Volt, sensor LDR kedua tegangan ADC 1 Volt.
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 8. Pengukuran Tegangan ADC 5 Pengujian Keefektifan Sensor Cahaya dan Sensor Suhu Pada pengujian masing-masing sensor pada dasar pencahayaan standar daya 60 watt menghasilkan 890 lumen dan lampu standar daya 18 watt menghasilkan 1200 lumen. Pengujian dapat dilihat pada gambar 9
7
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 9. Pengujian Intensitas Cahaya Pada sistem yang dibuat dilakukan pengujian yang dapat dilihat pada tabel 2 Tabel 2. Hasil Pengujian Keefektifan Sensor yang Digunakan Intensitas No Suhu ADC Jarak Cahaya o 1 30 C 200 ∞ 130 Lux o 2 30 C 350 10 cm 47 Lux 3 30oC 500 3 cm 66 Lux o 4 30 C 650 2 cm 3 Lux Pengujian yang dilakukan yang ditunjukkan pada tabel 5.9 tidak terjadi perubahan suhu dikarenakan tidak ada pengaruh sama sekali terhadap intensitas cahaya yang didapat. Hasil Pada gambar 10, 11, dan 12 menunjukkan hasil dari sistem otomatisasi pengendali lampu berbasis mikrokontroler.
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 10. Tampak samping
8
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 11. Tampak Atas
Sumber : Dikelola Sendiri Gambar 12. Tampak Depan
PENUTUP Dari hasil rancangan sistem otomatisasi pengendali lampu berbasis mikrokontroler, dapat saya simpulkan sebagai berikut: Dengan adanya sistem ini, maka sistem pengendalian lampu dapat digunakan dengan baik secara otomatis, karena alat ini menggunakan sensor yang dapat mengatur penyalaan lampu dengan memaksimalkan intensitas cahaya yang ada, Dalam pengujian antara dua sensor, sensor cahaya dan sensor suhu. Sensor suhu yang digunakan akan bekerja disaat perubahan suhu yang ada pada ruangan dan sensor suhu tidak ada pengaruh terhadap sensor cahaya, Untuk meningkatkan kenyamanan dan keefektifan dalam penghematan energi sensor cahaya tidak tepat jika dipasangkan dengan sensor suhu, dan Pengukuran dan persentasi nilai error menghasilkan kemungkinan kecil terjadi kesalahan pada sistem.
9
DAFTAR PUSTAKA Andrianto, Heri.2013. Pemograman Mikrokontroler AVR ATmega16 Menggunakan Bahasa C. Bandung: Informatika. Budihartoto, Widodo.2011. 10 Proyek Robot Spektakuler. Jakarta: PT Elex Media Komputindo. Budihartoto, Widodo.2008. Panduan Praktikum Mikrokontroler ATMega16. Jakarta: PT Elex Media Komputindo Supriatna, Toni.2013. Belajar Mudah Merangkai Rangkaian Elektronika. Yogyakarta: Kata Pena.
10
