SISTEM PENGENDALIAN INTENSITAS CAHAYA PADA RUMAH KACA MENGGUNAKAN FOTODIODA BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
VIKRI 052408107
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
: SISTEM PENGENDALIAN INTENSITAS CAHAYA PADA RUMAH KACA MENGGUNAKAN FOTODIODA BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
Kategori
: TUGAS AKHIR
Nama
: VIKRI
Nomor Induk Mahasiswa
: 052408107
Program Studi
: DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA (FMIPA USU)
Diluluskan di Medan, Juli 2008
Diketahui
Dosen Pembimbing
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua
(DR.Marhaposan Situmorang)
(Drs.Takdir Tamba.M.Eng.Sc)
NIP : 130 810 771
NIP : 131 569 4141
Universitas Sumatera Utara
ii
PERNYATAAN
SISTEM PENGENDALIAN INTENSITAS CAHAYA PADA RUMAH KACA MENGGUNAKAN FOTODIODA BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2008
VIKRI 052408107
Universitas Sumatera Utara
iii
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Subhanahuwat’ala, atas segala karuniaNya yang diberikan kepada penulis sehingga penulis diberikan kemudahan dan kelancaran dalam menyelesaikan penulisan Laporan Tugas Akhir dengan baik. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rosulullah Sallallahu’alaihiwassalam yang memberikan petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis. Pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan ucapan terima kasih sebesar–besarnya kepada Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, ketua departemen Fisika Bapak DR.Marhaposan Situmorang, Ketua Jurusan DIII Fisika Instrumentasi Bapak Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc. Sekretaris Jurusan Departemen Fisika Ibu Dra.Yustinon,M.Si. Dan khusus kepada Bapak Drs.Takdir Tamba.M.Eng.Sc selaku Dosen Pembimbing penulis dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini yang telah banyak membantu juga memberikan kepercayaan dan waktu kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Serta kepada seluruh staf dan Dosen pengajar di Departemen Fisika FMIPA USU yang telah banyak membantu penulis selama menempuh pendidikan di bangku perkuliahan. Penulis memberikan penghargaan dan penghormatan kepada kedua orang tua dan seluruh keluarga atas dukungan dan do’anya kepada penulis sehingga penulis termotivasi untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Kepada teman-teman Fisika Instrumentasi yang telah memberikan dukungan moril pada penulis, Bang Bryan Habsyah atas segala bantuan dan kerja samanya semoga Allah membalasnya dengan pahala terbaik, Ilham Afandi sebagai teman satu tim dalam pelaksanaan praktek proyek, juga kepada Poniman dan Rachmad Syahputra yang telah memberikan bantuan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan, dan kepada seluruh teman-teman seperjuangan lainnya yang tidak mungkin penulis sebutkan disini. Semoga Allah Subhanahuwata’ala melimpahkan kesejahteraan dan keselamatan kepada kalian semua. Amin. Penulis menyadari bahwa dalam Laporan Tugas Akhir ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan dan kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini dimasa yang akan datang. Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat kepada para pembaca dan memberikan suatu inspirasi bagi penerapan teknologi dalam kehidupan sehari-hari.
Universitas Sumatera Utara
iv
ABSTRAK
Kajian ini merupakan pembahasan mengenai perancangan sistem pengendalian intensitas cahaya pada rumah kaca. Untuk mendeteksi intensitas cahaya digunakan sensor cahaya fotodioda. Apabila cahaya pada rumah kaca terlalu besar maka atap pada rumah kaca diganti dengan warna yang lebih gelap dan jika intensitas cahaya pada rumah kaca terlalu kecil maka atap pada rumah kaca diganti dengan warna yang lebih terang (transparan). Adapun untuk mengganti atap pada rumah kaca digunakan motor stepper. Motor stepper dikendalikan oleh driver motor stepper. Sistem pengendalian intensitas cahaya pada rumah kaca ini dilengkapi oleh dua buah fotodioda. Jika kedua fotodioda terkena cahaya matahari, maka atap pada rumah kaca akan diganti dengan warna yang lebih gelap dan lampu yang terdapat pada rumah kaca akan dimatikan secara otomatis, hal ini mengindikasikan dalam keadaan terang. Jika hanya satu fotodioda yang terkena cahaya matahari maka atap pada rumah kaca akan diganti dengan warna yang lebih terang dan lampu akan dimatikan. Hal ini diindikasikan dengan keadaan redup. Jika kedua fotodioda tidak terkena cahaya matahari, maka atap pada rumah kaca akan diganti dengan warna yang lebih terang dan lampu akan dihidupkan, hal ini mengindikasikan dalam keadaan gelap. Untuk mengendalikan lampu maka digunakan driver relay. Sehingga dengan cara demikian maka pengendalian intensitas cahaya pada rumah kaca dapat dilakukan dengan baik.
Universitas Sumatera Utara
v
ABSTRACT
CONTROLLING LIGHT INTENSITY SYSTEM IN GREENHOUSE USING FOTODIODA BASED ON MICROCONTROLLER AT89S52
This study is to explain about controlling light intensity system in greenhouse. To detect light intensity is used light sensor photodiode. If light in greenhouse is too high so roof of greenhouse is removed with black one, and if light intensity in greenhouse is too low so roof of greenhouse is removed with transparence one. To remove roof of greenhouse is used motor stepper. Motor stepper is controlled by driver motor stepper. This controlling light intensity system in greenhouse is completed with two photodiodes. If both of photodiodes is shining with sun light, so greenhouse roof will be removed with black one and lamp in greenhouse will be off as automatically , this condition is indicated light. If only one photodiode is shining sun light, so greenhouse roof will be removed with transparence one and lamp in greenhouse will be off. This condition is indicated clouded. If both of photodiodes is shining with sun light, so roof of greenhouse will be removed with transparence one and lamp in greenhouse will be on. This condition is indicated dark. To controlled lamp is used driver relay circuit. With this methods so controlling light intensity in greenhouse can be good.
Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
iv
Abstract
v
Daftar isi
vi
Daftar Tabel
ix
Daftar Gambar
x
BAB 1 Pendahuluan
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Batasan Masalah
3
1.3 Maksud danTujuan Penulisan
3
1.4 Metode Pengumpulan Data
4
1.5 Sistematika Penulisan
5
BAB 2 Tinjauan teoritis
7
2.1 Cahaya Matahari
7
2.1 Fotodioda Sebagai Sensor Cahaya
8
2.1.1 Gambaran Umum
8
2.1.2 Karakteristik Bahan Fotodioda
9
2.1.3 Prinsip Kerja Fotodioda
9
2.2 Penguat Operasional (Op-Amp)
10
2.2.1 Gambaran Umum
10
2.2.2 Karakteristik ideal Penguat Operasional
11
Universitas Sumatera Utara
vii
2.2.3 Penguat Non-inverting
15
2.2.4 Penguat Inverting
16
2.2.5 Penguat Differensiator
17
2.2.6 Penguat Jumlah (Summing Amplifier)
19
2.3 Mikrokontroler AT89S52
20
2.3.1 Gambaran Umum
20
2.3.2 Fungsi Pin (Kaki) pada Mikrokontoler AT89S52
20
2.3.3 Register pada Mikrokontoler AT89S52
23
2.3.4 Karakteristik Mikrokontroler AT89S52
25
2.3.5 Fasilitas Pendukung Mikrokontroler AT89S52
26
BAB 3 Rangkaian pada pengendalian intensitas cahaya
27
3.1 Rangkaian Penerima Sinar Infra Merah
27
3.1.1 Cara Kerja Rangkaian
27
3.1.2 Fungsi Rangkaian
28
3.2 Rangkaian Pengendali Motor Stepper
29
3.2.1 Cara Kerja Rangkaian
29
3.2.2 Fungsi Rangkaian
31
3.3 Rangkaian Power Supplay (PSA)
31
3.3.1 Cara Kerja Rangkaian
31
3.3.2 Fungsi Rangkaian
32
3.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S52
32
3.4.1 Cara Kerja Rangkaian
32
3.4.2 Fungsi Rangkaian
33
BAB 4 Sistem rangkaian pengendali intensitas cahaya dan pemrograman 4.1 Sistem Rangkaian Keseluruhan dan pemrograman
34 34
4.2 Diagram Blok dan Cara Kerja Rangkaian Sistem Pengendalian Intensitas Cahaya pada Rumah Kaca
36
4.3 Diagram Alir (Flowchart) dan program
37
Universitas Sumatera Utara
viii
4.3.1 Diagram Alir (Flowchart)
37
4.3.2 Program
39
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
41
5.1 Kesimpulan
41
5.1 Saran
42
Daftar Pustaka
43
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
: Spesifikasi Sinar – Sinar yang Terdapat Pada Cahaya Matahari
8
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3
: Klasifikasi Cahaya Matahari : Bentuk Fisik Fotodioda : Simbol Fotodioda : Rangkaian Dasar Penguat Non-inverting : Rangkaian Dasar Penguat Inverting : Rangkaian Dasar Penguat Differensial : Rangkaian Dasar Penguat Jumlah (Summing Amplifier) : Konfigurasi pin (kaki) Pada Mikrokontroler AT89S52 : Rangkaian Penerima Sinar Infra Merah : Rangkaian pengendali motor stepper : Rangkaian Power Supplay (PSA) : Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 : Rangkaian Keseluruhan Dari Sistem Pengendalian Intensitas Cahaya Pada Rumah Kaca : Diagram Blok Rangkaian Sistem Pengendalian Intensitas Cahaya : Diagram Alir (Flowchart) Sistem Pengendalian Intensitas Cahaya
7 8 9 15 16 18 19 21 27 29 31 33 35 36 38
Universitas Sumatera Utara
