perancangan dan pembuatan luxmeter digital …
Post on 15-Oct-2021
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LUXMETER DIGITAL
MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA BH1750 BERBASIS
ARDUINO ”
LAPORAN TUGAS AKHIR
WIDYA F SIMAMORA
162408023
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2019
Universitas Sumatera Utara
ii
“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LUXMETER DIGITAL
MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA BH1750 BERBASIS
ARDUINO ”
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli
Madya
OLEH :
WIDYA F SIMAMORA
NIM : 162408023
PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
MEDAN
2019
Universitas Sumatera Utara
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS
“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LUXMETER DIGITAL
MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA BH1750 BERBASIS
ARDUINO ”
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan proyek ini adalah hasil karya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2019
Widya F Simamora
162408023
Universitas Sumatera Utara
i
Universitas Sumatera Utara
ii
“ PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LUXMETER DIGITAL
MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA BH1750 BERBASIS
ARDUINO ”
ABSTRAK
Intensitas cahaya adalah salah suatu besaran pokok fisika yang dapat diukur.
Kebutuhan pencahayaan setiap ruangan terkadang berbeda. Semuanya tergantung
dan disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan. Pencahayaan yang baik yaitu
pencahayaan yang memungkinkan kita dapat melihat obyek dengan jelas. Maka dari
itu dibutuhkanlah suatu perangkat pengukur intensitas cahaya. Untuk merealisasikan
rancangan perangkat tersebut, dalam penelitian ini dibuatlah suatu perangkat alat
ukur intensitas cahaya. Intensitas cahaya memiliki tiga satuan yaitu candela, lumen
dan lux. Kali ini dilakukan pengukuran terhadap satuan lux. Sensor yang digunakan
adalah BH1750 yang merupakan sensor I2C dengan komunikasi serial Rx Tx.
Kelebihan ini membuat data yang didapat lebih baik dan pengunaan lebih sederhana.
Data dari sensor tersebur dikirim ke ardunio sebagai pusat kotrol digital. Data lalu
diolah dan ditampilkan pada LCD. Untuk diketahui satuannya dalan Lux. Alat
pengukur ini umumnya disebut luxmeter. Mengetahui intensitas cahaya kemudian
berguna untuk penelitian bahkan kesehatan.
Kata kunci : intensitas cahaya, BH1750, arduino
Universitas Sumatera Utara
iii
“ THE DESIGN AND PRODUCTION OF DIGITAL
LUXMETER USING SENSOR BH 1750 ARDUINO BASED ”
ABSTRACT
Light intensity is one of the main quantities of physics that can be measured. Every
room need different lighting . It‘s depends about the activities. Good lighting is
lighting that allows us to see objects clearly done. Therefore we need a device that
measures the intensity of light. To realize the design of a device that measures the
intensity of light in this project created a device measuring instrument light intensity.
Light intensity has three units, namely candela, lumen and lux. This time a
measurement was made on units of lux. The sensor used is BH1750 which is an I2C
sensor with Rx Tx serial communication. These advantages make the data obtained
better and use simpler. Data from the sensor is sent to ardunio as a digital control
center. The data is then processed and displayed on the LCD. To find out the unit in
Lux. This measuring device is generally called luxmeter. Knowing the intensity of
light is then useful for research and even health.
Keywords: light intenscity, bh1750, arduino
Universitas Sumatera Utara
iv
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan
Maha Penyayang dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan
penyusunan laporan tugas akhir ini dengan judul Perancangan dan Pembuatan
Luxmeter Digital menggunakan Sensor BH1750 Berbasis Arduino.
Dalam melaksanakan penulisan laporan ini, penulis telah banyak
mendapatkan bimbingan dan bantuan dari banyak pihak, baik berupa material,
informasi baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis juga mengucapkan
terimakasih pada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang,M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
2. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika
Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si selaku sekretaris program studi D-3 Fisika
Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
4. Bapak Drs. Kerista Tarigan,M.Eng.Sc selaku pembimbing yang telah
meluangkan waktunya selama penyusunan laporan tugas akhir ini.
5. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
6. Ayah tersayang Hotlider Simamora dan Ibu terkasih Resta Sihombing yang
telah memberikan dukungan baik secara material dan juga spiritual dan juga
nasihat nasihat yang membangun kepada penulis. Dan juga kepada abang
tercinta Hendrik simamora dan kakak tercinta Ledy theresia Simamora yang
juga selalu memberikan dukungan dan doa dan juga yang memabantu dalam
segi material selama menempuh pendidikan. Abang tercinta irvan simamora,
dan juga adik Desi simamora dan Agustina simamora.
7. Teman teman seperjuangan Desmaya sinurat, Gita adisty, Melati Asmarita,
Enita pasaribu, Angel tarigan, Roito Sidabutar, dan semua mahasiswa FIN
16 yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu persatu yang juga turut
Universitas Sumatera Utara
v
memberikan dukungan. Juga kepada Bg M.Iqbal yang telah turut membantu
penulis.
8. Kepada sepupu saya Lomewati Manalu dan Herbet Manalu yang turut
memberikan support. Kepada teman teman satu kos nasya Tamba, Murni
Manalu dan Devy situmorang.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih
jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari
pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu
yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, Juli 2019
Hormat Saya,
Widya F Simamora
Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR ISI
PENGESHAN LAPORAN TUGAS AKHIR i
ABSTRAK ii
ABSTRACK iii
PENGHARGAAN iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR TABEL ix
BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1. Latar Belakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan masalah 2
1.4. Tujuan 2
1.5. Manfaat 3
1.6. Sistematika Penulisan 3
BAB 2 LANDASAN TEORI 4
2.1 Sensor BH1750 4
2.2 Intensitas Cahaya 6
2.3 Defenisi dan istilah pada Cahaya 11
2.3.1 Luminansi 11
2.3.2 Fluks Cahaya 11
2.3.3 Intensitas Penerangan 12
2.3.4 Efisiensi Cahaya 13
2.3.5 Alat Ukur Pencahayaan 14
2.3.5.1 Luxmeter 15
2.4 Mikrokontroler 15
2.5 Arduino 18
2.5.1 Pengenalan 18
2.5.2 Sejarah Arduino 19
2.5.3 Hardware 19
2.5.4 software Arduino 21
2.5.5 Melakukan penginstalan Arduino ke Komputer 23
2.5.6 Melakukan Penginstalan driver terhadap windows 24
2.5.7 Melakukan Pengujian pada papan Arduino 25
2.6 LCD( Liquid Crystal Digital 29
2.6.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Digital) 31
2.7 Modul Bluetooth HC-05 32
Universitas Sumatera Utara
vii
BAB 3 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ALAT 34
3.1 Perancangan Sistem 34
3.1.1 Diagram Blok 34
3.1.2 Flowchart Sistem 35
3.2 Rancangan perangkat Keras 36
3.2.1 Rangkaian BH1750 36
3.2.2 Rangkaian LCD 37
3.2.3 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 38
3.2.4 Rangkaian Module Bluetooth 40
3.2.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem 42
3.3 Gambar Rangkaian PCB 43
3.4 Implementasi Rangkaian 43
3.4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 43
3.4.2 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16 44
3.4.3 Pengujian Sensor BH1750 45
BAB 4 ANALISA DAN PENGUJIAN 47
4.1 Analisa Data 47
4.1.1 Pengujian dan Analisa Data berdasarkan Jarak Sumber Cahaya 47
4.1.2 Grafik perbandingan data luxmeter buatan dengan luxmeter asli 48
4.1.3 Persamaan Garis pada 2 Titik 49
4.1.4 Persen Deviasi 52
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 53
4.3 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)2x16 54
4.4 Pengujian Sensor BH1750 55
BAB 5 PENUTUP 58
5.1 Kesimpulan 58
5.2 Saran 58
DAFTAR PUSTAKA 60
DAFTAR LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Sensor BH1750 dalam Modul GY-302 5
Gambar 2.3 Bagian Mikrokontroller 16
Gamabar 2.4 Hardware Arduino 20
Gambar 2.5 LCD (Liquid Chrystal Digital) 30
Gmabar 3.1 Diagram Blok 35
Gambar 3.1.2 Flowchart Sistem 36
Gambar 3.2 1. Rangkain BH1750 37
Gambar 3.2.2 rangkain LCD 38
Gambar 3.2.3 Rangkaian sistem Mikrokontoler Arduino Uno R3 39
Gambar 3.2.4 Gambar rangkaian module bluetooth HC-0 41
Gambar 3.2.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem 42
Gambar 3.3 Rangkaian PCB 43
Gambar 4.3. Pengujian LCD 55
Gambar 4.5 Tampak keseluruhan Fisik 57
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.5 Deskripsi Pin pada LCD 30
Tabel 3.4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 44
Tabel 3.4.2 Pengujian LCD 45
Tabel 3.4.3 Tabel pengujian Sensor BH1750 45
Tabel 4.1.1 Tabel data perbandingan nilai luxmeter buatan dengan luxmeter asli 47
Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 54
Tabel 4.4 Pengujian Sensor 57
Universitas Sumatera Utara
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Cahaya merupakan bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik. Untuk
mengetahui nilai intensitas cahaya di perlukan sebuah detektor cahaya. Detektor
cahaya adalah detektor radiasi elektromagnetik dalam rentang spektral dari
ultraviolet (UV) sampai inframerah. Detektor cahaya secara garis besar bisa
dikatagorikan menjadi dua jenis yaitu detektor kuantum (quantum detector) dan
detektor termal (thermal detector). Detektor kuantum beroperasi pada daerah
ultraviolet sampai mid-infrared, sedangkan detektor termal seringkali digunakan
pada daerah mid-infrared dan far-infrared. Prinsip kerja detektor kuantum zat padat
(fotovoltaik dan fotokonduktif) didasari atas interaksi foton dengan sebuah bahan
semikonduktor, sedangkan detektor termal bekerja dengan mendeteksi perubahan
atau kenaikan temperatur. Beberapa jenis detektor kuantum adalah photodiode,
phototransistor ,photoresistor.
Lux meter adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur intensitas
cahaya atau tingkat pencahayaan. Biasanya digunakan dalam ruangan. Kebutuhan
pencahayaan setiap ruangan terkadang berbeda. Semuanya tergantung dan
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan. Dengan menggunakan lux meter, Anda
dapat mengetahui besaran intensitas cahaya pada ruangan yang diuji untuk
mengetahui apakah penerangannya sudah cukup atau belum.
Lux meter ini bekerja secara otomatis untuk menghitung dan mengukur
intensitas cahaya dan menyesuaikannya dengan cahaya yang dibutuhkan. Sensor
pada lux meter cukup peka dan linier terhadap cahaya, sehingga cahaya yang
diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital
ataupun non digital. Lux meter ini banyak digunakan atau diaplikasikan pada bidang-
bidang tertentu seperti pada bidang industri, arsitektur dan lain-lain. Tidak hanya itu,
prinsip kerja pada lux meter ini pun banyak diaplikasikan pada alat yang biasa
digunakan dalam fotografi. Contohnya, reflected lightmeter, available light, dan
incident lightmeter. Pada penelitian ilmiah baik di lingkungan maupun di dalam
Universitas Sumatera Utara
2
laboratorium pun menggunakan alat semacam ini untuk menguji dan mengetahui
data mengenai pengaruh tingkat pencahayaan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan
tersebut kedalam bentuk skripsi sebagai tugas proyek sebagai judul
―PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LUXMETER DIGITAL
MENGGUNAKAN SENSOR BH1750 BERBASIS ARDUINO”
1.3 Batasan Masalah
Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini di berikan batasan batasan
masalah yaitu:
1. Perancangan dan pembuatan alat ini berbasis mikrokontroller Arduino
Uno.Dengan Sensor yang digunakan adalah sensor BH1750. 2
2. Modul sensor intensitas cahaya BH1750 adalah sensor cahaya digital yang
memiliki keluaran sinyal digital, sehingga tidak memerlukan perhitungan yang
rumit. Dimana sensor BH1750 akan menerima Cahaya, lalu cahaya yang diterima
akan diolah dalam mikrokontroler untuk ditampilkan di LCD
3. sumber cahaya yang digunakan adalah cahaya tampak dan Intensitas cahaya yang
di deteksi dari 1 lux sampai dengan 8000 lux.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Merancang dan membuat rangkaian luxmeter digital berbasis sensor cahaya
BH1750.
2. Untuk mengukur Lux suatu ruangan.
3. Memanfaatkan mikrokontroller Arduino Uno sebagai pengontrol.
4. Sebagai Persyaratan untuk memenuhi Tugas akhir membuat Peralatan dan
memahamai cara-cara dan membuat proyek D3.
Universitas Sumatera Utara
3
1.5 Manfaat
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Dapat digunakan untuk menghitung intensitas cahaya tampak yang ada di tempat.
2. Secara khusus bagi mahasiswa jurusan D3 Fisika FMIPA Universitas Sumatera
Utara adalah dapat menambah ilmu pengetahuan mengenai sensor yang
diaplikasikan sebagai pengukur intensitas cahaya tampak.
3. Menambah pengetahuan penulis dalam bidang elektronika.
1.6 Sistematika Penulisan
Berikut merupakan sistem penulisan yang digunakan dalam penyusunan
laporan tugas akhir :
1. BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul, batasan
masalah, motivasi dan tujuan tugas akhir, sasaran tugas akhir, metode tugas
akhir dan sistematika penulisan.
2. BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi landasan teori yang menjadi referensi utama dalam penulisan
tugas akhir. Teori yang dibahas berhubungan dengan sistem yang akan
dibuat dan juga yang akan digunakan untuk kepentingan analisis dan
perancangan.
3. BAB III PERANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas tentang perancangan prototipe alat, pembuatan
rangkaian prototipe, blok diagram, pengukuran dan cara kerja rangkaian
yang dapat menghasilkan Alat luxmeter digital berbasis sensor cahaya
BH1750.
4. BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN
Membahas tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan
spesifikasi alat dan lain-lain.
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari pengujian dan saran masukan
untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk
masa yang mendatang.
Universitas Sumatera Utara
4
BAB 2
LANDASAN TEORI
Tinjauan pustaka sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem. Selain dari
pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan suatu system.
Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka tinjauan pustaka merupakan bagian yang harus
dipahami untuk pembahasan selanjutnya. Pengetahuan yang mendukung perencanaan dan
realisasi alat meliputi mikrokontroler dan Sensor.
2.1 Sensor BH1750
Sensor cahaya BH1750 intensitas sensor modul dengan 16 bit AD converter (ADC)
built-in yang dapat langsung output sinyal digital, tidak ada kebutuhan untuk
perhitungan yang rumit. Sensor BH1750 ini lebih akurat dan lebih mudah untuk
menggunakan, dari pada menggunakan versi foto dioda, atau ldr sederhana yang
hanya output tegangan dan perlu dihitung untuk mendapatkan data intensitas.
Dengan BH1750 intensitas Light Sensor dapat langsung diukur dengan keluaran
luxmeter (lx), tanpa perlu untuk membuat untuk membuat perhitungan.
Spesifikasi:
power supply voltage: +3 to 5Vdc
Interface: I2C
Wide range and High resolution. ( 1 - 65535 lx )
It is possible to select 2 types of I2C slave-address.
Small measurement variation (+/- 20%)
Size 70mm×70mm×1.6mm glass epoxy board
Universitas Sumatera Utara
5
Gambar 2.1 sensor BH1750 dalam modul GY-302
GY-302 Digital Light Intensity Sensor Module adalah sebuah modul sensor cahaya
berbasis IC BH1750. BH1750 adalah sebuah IC sensor cahaya dengan antarmuka IC.
Modul ini memberikan nilai output digital melalui IC bus, sehingga Anda tidak perlu
lagi menambahkan konverter ADC.
Spesifikasi :
- Catu Daya : 4.5 V
- Resolusi : 0 - 65535 lux
- Antarmuka : IC
- Jenis Output : Digital
- Chip Sensor : BH1750FVI
- Dimensi : 13.9 x 18.5 mm
Universitas Sumatera Utara
6
2.2 Intensitas cahaya
Cahaya hanya merupakan satu bagian dari berbagai jenis gelombang
elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan
frekuensi tertentu, yang nilainya dapat dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam
spektrum elektromagnetisnya. Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan
fenomena sebagai berikut:
a) Pijar padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila
dipanaskan sampai suhu1000 K. Intensitas meningkat dan penampakan
menjadi semakin putih jika suhu naik.
b) Muatan Listrik: Jika arus listrik dilewatkan melalui gas maka atom dan
molekul memancarkan radiasi dimana spektrumnya merupakan
karakteristik dari elemen yang ada.
c) Electro luminescence: Cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan
melalui padatantertentu seperti semikonduktor atau bahan yang
mengandung fosfor.
d) Photoluminescence: Radiasi pada salah satu panjang gelombang diserap,
biasanya oleh suatu padatan, dan dipancarkan kembali pada berbagai
panjang gelombang.
Bila radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat
terlihat maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence Cahaya
nampak, seperti yang dapat dilihat pada spektrum elektromagnetik, diberikan dalam
Gambar 1, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya ultraviolet (UV) dan
energi inframerah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu merangsang retina
mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut pandangan.
Universitas Sumatera Utara
7
Candela disamakan cahaya lilin, semakin besar angka Candela semakin kuat cahaya
menyebar. Candela atau perhitungan satuan cahaya lilin dianggap sebagai angka
satuan cahaya dari lampu. Candela dihitung dari kekuatan sinar cahaya seluruhnya.
Tidak memasukan hasil angka arah cahaya, dan hasil akhir kekuatan cahaya. Lumen
dihitung kekuatan dari total sumber cahaya. Dan tidak menghitung intensitas lain,
hanya di sumber cahayanya saja dengan arah cahaya yang mengarah kesatu sisi.
Apakah nantinya lampu akan berbentuk spot beam sehingga terlihat lebih terang,
atau menyebar akan terlihat tidak terlalu terang. Tetap angka yang dipakai adalah
lumen sebagai angka kecerahan cahaya ke satu bidang yang di sinari. Sedangkan Lux
umumnya sebagai standar lampu rumah. Menghitung penyebaran penerangan dari
sebuah cahaya lampu.Tetapi dihitung dengan tingkat rata rata sinar paling kuat, dan
tidak memasukan cahaya rendah yang bias.Lux lebih mudah digunakan sebagai hasil
akhir yang diberikan cahaya lampu. Bukan dilihat dari kekuatan cahaya dari titik
sinar lampu.
Bila disebutkan 1000 Lux dengan satu titik kecil, akan terlihat cahaya sangat
terang. Tetapi angka tersebut akan berbeda bila sinar dibias lebih lebar. Angka Lux
akan menurun karena hasil akhir dari intensitas pencahayaan lebih redup dengan
pembiasan
Universitas Sumatera Utara
8
Lumen adalah sumber cahaya. Tapi intensitas cahaya tidak akan sama pada akhir
jatuhnya cahaya. Sisi kiri cahaya yang tidak di beam akan terlihat kurang terang. Bila
cahaya tidak dibuat fokus atau menyebar akan jatuh ke objek atau permukaan dengan
tingkat 100 lux. Sisi kanan dengan cahaya beam 100 lumen, tapi di fokus beam
sehingga mendekati angka 1000 lux. Kebalikannya dibawah ini, bila spot lampu
dengan jarak 1 meter akan menghasilkan 1 lux. Setelah lampu mengarah lebih jauh
dan cahaya memantul ke sebuah benda dengan jarak 2 meter. Maka cahaya lampu
akan redup, hasilnya nilai Lux lebih rendah. Seperti kita memperlihatkan
mengunakan senter. Tingkat Lux atau cahaya lampu senter yang jatuh di depan kita
dengan jarak 1 meter akan terang. Mengarahkan senter ke jarak 10 meter, maka
objek yang diterangi senter akan lebih redup. Atau Nilai Lux lebih rendah.
Sedangkan Lux adalah tingkat cahaya yang jatuh pada objek. Sederhananya dari
perbedaan Candela vs Lux vs Lumen.Cahaya lampu LED dihitung dari Candle.
Semakin besar nilai Candle maka lampu semakin terang. Candle dihitung dari satu
titik sumber lampu. Lumen, tingkat cahaya yang diarahkan dari sumber lampu.
Lumen menjadi angka kekuatan cahaya pada saat cahaya di arahkan pada sudut
tertentu. Angka Lumen bisa berubah walau mengunakan cahaya dari lampu dengan
Candle yang sama. Karena cahaya bisa diarahkan dengan reflektor. Lux adalah hasil
akhir jatuhnya cahaya. Berapapun angka Candle dan Lumen tidak berlaku di Lux.
Lux hanya menghitung cahaya sinar pada satu ruang saja, dan angka cahaya terang
dari Lux. Sehingga digunakan untuk pencahayaan lampu rumah atau lampu jalan.
dan seberapa luas cahaya bisa menerangi satu bidang. Lux adalah satuan metrik
ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya rata-rata yang dicapai adalah rata-rata
tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah ditentukan. Satu lux setara
Universitas Sumatera Utara
9
dengan satu lumen per meter persegi. Tinggi mounting: Merupakan tinggi peralatan
atau lampu diatas bidang kerja. Efficacy cahaya terhitung: Perbandingan keluaran
lumen terhitung dengan pemakaian daya terhitung dinyatakan dalam lumens per
watt. Lux (simbol lx) adalah satuan turunan SI dari pencahayaan dan daya pancar
cahaya, mengukur fluks cahaya per satuan luas.[1] Ini sama dengan satu lumen per
meter persegi. Dalam fotometri, ini digunakan sebagai ukuran intensitas, seperti yang
dirasakan oleh mata manusia, cahaya yang mengenai atau melewati permukaan. Hal
ini analog dengan radiometrik satuan watt per meter persegi, tetapi dengan daya pada
masing-masing panjang gelombang tertimbang menurut fungsi luminositas, standar
model persepsi kecerahan penglihatan manusia. Dalam bahasa inggris, kata "lux"
digunakan sebagai bentuk tunggal dan bentuk jamak. Pencahayaan adalah ukuran
dari berapa banyak flux cahaya yang tersebar di daerah tertentu. Seseorang dapat
berpikir tentang fluks cahaya (diukur dalam lumen) sebagai ukuran "jumlah" total
cahaya yang terlihat, dan pencahayaan sebagai ukuran intensitas pencahayaan pada
suatu permukaan. Jumlah cahaya yang menerangi permukaan akan lebih samar-
samar jika tersebar di area yang lebih besar, sehingga pencahayaan berbanding
terbalik dengan area dimana pancaran cahaya adalah konstan.
Satu lux adalah sama dengan satu lumen per meter persegi:
1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd·sr/m2.
Satu fluks dari 1000 lumens, terkonsentrasi ke area 1 meter persegi, yang menerangi
satu meter persegi tersebut dengan pencahayaan dari 1000 lux. Namun, 1000 lumens
yang sama, yang tersebar di 10 meter persegi, menghasilkan pencahayaan redup
hanya 100 lux.
Universitas Sumatera Utara
10
Mendapatkan penerangan 500 lux memungkinkan di dapur rumah dengan satu fitting
fluorescent light dengan output 12.000 lumens. Untuk menerangi lantai pabrik
dengan ukuran puluhan kali area dapur akan memerlukan puluhan perlengkapan
sama. Dengan demikian, pencahayaan area yang lebih besar untuk tingkat yang sama
dari lux membutuhkan jumlah yang lebih besar dari lumen. Dengan Satuan SI,
Awalan SI dapat digunakan, misalnya satu kilolux (klx) adalah 1000 lux. Berikut ini
adalah beberapa contoh dari penerangan yang disediakan pada berbagai kondisi:
Pencahayaan (lux) Permukaan diterangi oleh
0.0001 Malam tanpa bulan, langit mendung saat malam (Bintang)
0.002 Langit malam tanpa bulan yang cerah dengan pijaran udara
0.05–0.36 Bulan purnama di langit malam yang cerah
3.4 Batas antara kegelapan senja di pemukiman di bawah langit
yang cerah
20-50 Tempat umum, dengan lingkungan yang gelap
50 Penerangan ruang tamu keluarga
100 Mendung yang sangat gelap di malam hari
320-500 Penerangan kantor
400 Matahari Terbit atau matahari terbenam pada hari yang cerah.
1000 Hari mendung; Pencahayaan di TV studio
10,000–25,000 Siang hari (tidak terkena matahari langsung)
32,000–100,000 Sinar matahari
Universitas Sumatera Utara
11
2.3 Definisi Dan Istilah Pada Cahaya
2.3.1. Luminansi
Luminansi adalah suatu ukuran untuk terang suatu benda. Luminansi yang terlalu
besar akan menyilaukan mata. Luminansi A suatu sumber cahaya atau permukaan
yang memantulkan cahaya yaitu intensitas cahayanya dibagi luas semu permukaan.
Yang dimaksud dengan luas semu permukaan adalah luas proyeksi sumber cahaya
pada suatu bidang rata yang tegak lurus pada arah pandang, dan bukan luas
permukaan seeluruhnya. Faktor refleksi suatu permukaan ikut menetukan luminansi
terhadap terang suatu benda yang diterangi oleh lampu.
2
Dimana : L = luminansi dengan satuan candela/
A = luas semu dengan satuan
2.3.2 Fluks Cahaya
Fluks cahaya adalah jumlah cahaya yang jatuh pada setiap sudut ruangan. Satu watt
cahaya kira-kira sama dengan 680 lumen. Angka perbandingan 680 ini dinamakan
ekivalen pancaran foto metris. Persamaan fluks cahaya dilambangkan Φ dengan
satuan lumen (lm).
Universitas Sumatera Utara
12
2.3.3 Intensitas Penerangan
Intensitas penerangan atau luminansi disuatu bidang kerja, yaitu fluks cahaya yang
jatuh Pada dari bidang itu. Satuan untuk intesitas penerangan adalah lux (lx), dengan
lambang E, maka 1 lux = 1 lumen per . Jika suatu bidang yang mempunyai luas A
m2 Persamaan intesitas penerangan adalah
Erata-rata =
lux
Dimana , A : luas bidang (m2)
Φ : fluks cahaya (lumen)
Universitas Sumatera Utara
13
2.3.4 Efisiensi Cahaya
Sumber cahaya buatan biasanya dievaluasi dalam hal keefektifitasan cahaya dari
sumber, juga dapat disebut keefektifitasan cahaya secara keseluruhan. Hal ini
merupakan perbandingan antara fluks cahaya total yang dipancarkan oleh
perangkat dan jumlah total input daya listrik. Fungsi cahaya keseluruhan adalah
ukuran efisiensi perangkat dengan output disesuaikan untuk menjelaskan kurva
respons spektral (dari fungsi luminositas). Bila dinyatakan dalam bentuk
berdimensi (misalnya, sebagai fraksi dari keefektifitasan cahaya maksimum),
nilai ini dapat disebut efisiensi cahaya keseluruhan atau efisiensi pencahayaan.
Perbedaan utama antara efektivitas radiasi cahaya dan efektivitas sumber cahaya
adalah bahwa keadaan akhir untuk energi input yang hilang sebagai panas yang
keluar atau sumber cahaya sebagai energi selain dari radiasi elektromagnetik.
Efisiensi sebuah sumber radiasi, dalam hal ini lampu, adalah properti dari radiasi
yang dipancarkan oleh sumber. Efisiensi mencakup keseluruhan sumber,dengan
bahasa yang lebih mudah dipahami, bahwa efektivitas sebuah lampu bergantung
pada rasio daya yang dipancarkan secara keseluruhan(cahaya tampak dan tidak
tampak) dibanding dengan daya yang dikonsumsi. Efektivitas suatu lampu dapat
di tulis dalam persamaan berikut.
keterangan : Pout = daya listrik yang dikonversi jadi cahaya
Pin = daya listrik yang digunakan Untuk memperoleh nilai mendekati =
1, merupakan hal yang sulit.
Universitas Sumatera Utara
14
Oleh karena itu, perkembangan teknologi perlampuan selalu mengacu dalam
peningkatan efisiensi lampu. Walaupun teknologi secara komersial belum tersedia,
namun secara teori sumber cahaya ideal dari gas hijau dalam panjang gelombang
555nm memberikan efisiensi 100%.
2.3.5 . Alat ukur kuat pencahayaan
Alat ukur pencahayaan adalah alat yang digunakan pada pengukuran suatu benda-
benda yang dapat menghasilkan cahaya. Berikut adalah beberapa jenis alat ukur yang
sering digunakan pada pengukuran cahaya.
Universitas Sumatera Utara
15
2.3.5.1 Luxmeter
Luxmeter merupakan instrumen portabel untuk mengukur penerangan sebuah
jenis fotometer. Lux meter paling sederhana terdiri dari foto sel selenium yang
mengubah energi cahaya ke energi dari sebuah arus listrik, yang diukur oleh
microammeter pointer-tipe dengan skala dikalibrasi di luxes(Ix). Skala yang
berbeda-beda sesuai dengan rentang yang berbeda dari cahaya yang sedang
diukur, perubahan skala yang dibuat oleh switch bahwa perubahan hambatan di
sirkuit listrik. Misalnya, Iu-16 lux meter memiliki tiga rentang pengukuran:
sampai 25, hingga 100, dan sampai 500 Iux. Iluminansi yang lebih tinggi bisa
diukur dengan menggunakan lampiran cahaya menyebar di photocell, yang
melemahkan insiden radiasi dengan faktor tertentu yang konstan melalui
berbagai panjang gelombang. Kurva untuk sensitivitas spektral relatif dari
selenium photocell dan mata manusia rata-rata tidak sama, akibatnya
pembacaan lux meter adalah fungsi dari komposisi spektral radiasi. Instrumen
biasanya dikalibrasi dengan lampu pijar, dan ketika luxmeter sederhana
digunakan untuk mengukur cahaya yang dihasilkan oleh radiasi dengan
komposisi spektral yang berbeda, seperti siang hari atau lampu fluorescent,
suatu faktor koreksi yang ditentukan oleh perhitungan.
2.4 Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan suatu IC yang di dalamnya berisi CPU, ROM,
RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka mikrokontroler dapat
melakukan proses berfikir berdasarkan program yang telah diberikan kepadanya.
Mikrokontroler banyak terdapat pada peralatan elektronik yang serba otomatis,
Universitas Sumatera Utara
16
mesin fax, dan peralatan elektronik lainnya. Mikrokontroler dapat disebut pula
sebagai komputer yang berukuran kecil yang berdaya rendah sehingga sebuah
baterai dapat memberikan daya. Mikrokontroler terdiri dari beberapa
bagian seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.3 Bagian Mikrokontroler
Pada Gambar 2.3 di atas tampak suatu mikrokontroler standar yang tersusun atas
komponen-komponen sebagai berikut :
A. Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada
mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit. CPU ini
akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.
B. Read Only Memory (ROM)
ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya
hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi. Dalam dunia
mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler
Universitas Sumatera Utara
17
tersebut. Program tersimpan dalm format biner (‗0‘ atau ‗1‘). Susunan bilangan
biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler akan memiliki arti tersendiri.
C. Random Acces Memory (RAM)
Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga
dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada
semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja.
Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada
RAM akan hilang jika catu daya listrik hilang.
D. Input / Output (I/O)
Untuk berkomunikasi dengan dunia luar, maka mikrokontroler menggunakan
terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.
E. Komponen lainnya
Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital
Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang sesuai
dengan tugas mikrokontroler akan sangat membantu perancangan sehingga dapat
mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen komponen tersebut belum
ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat
ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.
Universitas Sumatera Utara
18
2.5. Arduino
2.5.1 Pengenalan
Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik yang open source,
berbasis pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang
ditujukan untuk seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam
membuat objek atau lingkungan yang interaktif.
Arduino sebagai sebuah platform komputasi fisik (Physical Computing) yang
open source pada board input ouput sederhana, yang dimaksud dengan platform
komputasi fisik disini adalah sebuah sistem fisik yang interaktif dengan penggunaan
software dan hardware yang dapat mendeteksi dan merespon situasi dan kondisi.
Menurut Artanto, kelebihan arduino dari platform hardware mikrokontroler
lain adalah:
1. IDE Arduino merupakan multiplatform, yang dapat dijalankan di berbagai
sistem operasi, seperti Windows, Macintosh dan Linux.
2. IDE Arduino dibuat berdasarkan pada IDE Processing, yang sederhana
sehingga mudah digunakan.
3. Pemrograman arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port USB,
bukan port serial. Fitur ini berguna karena banyak komputer yang sekarang ini
tidak memiliki port serial.
Arduino adalah hardware dan software open source pembaca bisa
mendownload software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar ke
pembuat arduino. Biaya hardware cukup murah, sehingga tidak terlalu menakutkan
membuat kesalahan. Proyek arduino ini dikembangkan dalam lingkungan
pendidikan sehingga bagi pemula akan cepat dan mudah mempelajarinya. Memiliki
Universitas Sumatera Utara
19
begitu banyak pengguna dan komunitas di internet dapat membantu setiap
kesulitan yang dihadapi.
2.5.2. Sejarah Arduino
Proyek Arduino dimulai pertama kali di Ovre, Italy pada tahun 2005. Tujuan
proyek ini awalnya untuk membuat peralatan kontrol interaktif dan modul
pembelajaran bagi siswa yang lebih murah dibandingkan dengan prototype yang lain.
Pada tahun 2010 telah terjual dari 120 unit Arduino. Arduino yang berbasis open
source melibatkan tim pengembang. Pendiri arduino itu Massimo Banzi dan David
Cuartielles, awalnya mereka memberi nama proyek itu dengan sebutan arduino dari
ivrea tetapi seturut perkembangan zaman nama proyek itu diubah menjadi Arduino.
Arduino dikembangkan dari thesis hernando Barragan di desain interaksi
institute Ivrea. Arduino dapat menerima masukan dari berbagai macam sensor dan
juga dapat mengontrol lampu, motor dan aktuator lainnya. Mikrokontroler pada
board arduino di program dengan menggunkan bahasa pemrograman arduino (based
on wiring) dan IDE arduino (based on processing). Proyek arduino dapat berjalan
sendiri atau juga bisa berkomunikasi dengan software yang berjalan pada komputer.
2.5.3. Hardware
Papan Arduino merupakan papan mikrokontroler yang berukuran kecil atau
dapat diartikan juga dengan suatu rangkaian berukuran kecil yang didalamnya
terdapat komputer berbentuk suatu chip yang kecil.
Universitas Sumatera Utara
20
Pada Gambar 2.4. dapat dilihat sebuah papan Arduino dengan beberapa bagian
komponen didalamnya.
Gambar 2.4 Hardware Arduino
Pada hardware arduino terdiri dari 20 pin yang meliputi:
a. 14 pin IO Digital (pin 0–13)
Sejumlah pin digital dengan nomor 0–13 yang dapat dijadikan input atau output yang
diatur dengan cara membuat program IDE.
b. 6 pin Input Analog (pin 0–5)
Sejumlah pin analog bernomor 0–5 yang dapat digunakan untuk membaca nilai input
yang memiliki nilai analog dan mengubahnya ke dalam angka antara 0 dan 1023.
c. 6 pin Output Analog (pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11)
Sejumlah pin yang sebenarnya merupakan pin digital tetapi sejumlah pin tersebut dapat
diprogram kembali menjadi pin output analog dengan cara membuat programnya pada
IDE.
Papan Arduino Uno dapat mengambil daya dari USB port pada komputer
dengan menggunakan USB charger atau dapat pula mengambil daya dengan
menggunakan suatu AC adapter dengan tegangan 9 volt. Jika tidak terdapat power
supply yang melalui AC adapter, maka papan Arduino akan mengambil daya dari
Universitas Sumatera Utara
21
USB port. Tetapi apabila diberikan daya melalui AC adapter secara bersamaan
dengan USB port maka papan Arduino akan mengambil daya melalui AC adapter
secara otomatis.
2.5.4. Software Arduino
Software arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih
ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan arduino. IDE
atau Integrated Development Environment suatu program khusus untuk suatu
komputer agar dapat membuat suatu rancangan atau sketsa program untuk papan
Arduino. IDE arduino merupakan software yang sangat canggih ditulis dengan
menggunakan java. IDE arduino terdiri dari:
1. Editor Program
Sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program
dalam bahasa processing.
2. Compiler
Sebuah modul yang mengubah kode program menjadi kode biner bagaimanapun
sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa processing.
3. Uploader
Sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di
dalam papan arduino.
Dalam bahasa pemrograman arduino ada tiga bagian utama yaitu struktur,
variabel dan fungsi (Artanto, 2012:27):
Struktur Program Arduino :
a. Kerangka Program.
Universitas Sumatera Utara
22
Kerangka program arduino sangat sederhana, yaitu terdiri atas
dua blok. Blok pertama adalah void setup() dan blok kedua adalah
void loop.
b. Blok Void setup ()
Berisi kode program yang hanya dijalankan sekali sesaat
setelah arduino dihidupkan atau di-reset. Merupakan bagian
persiapan atau instalasi program.
c. Blok void loop()
Berisi kode program yang akan dijalankan terus menerus.
Merupakan tempat untuk program utama.
a. Sintaks Program.
Baik blok void setup loop () maupun blok function harus diberi tanda kurung
kurawal buka ―{― sebagai tanda awal program di blok itu dan kurung kurawal
tutup ―}‖ sebagai tanda akhir program.
b. Variabel.
Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk
memindahkan angka dengan cara yang cerdas dengan menggunakan sebuah
varibel.
Pada bagian ini meliputi fungsi input output digital, input output analog,
advanced I/O, fungsi waktu, fungsi matematika serta fungsi komunikasi.
Universitas Sumatera Utara
23
Pada proses Uploader dimana pada proses ini mengubah bahasa
pemrograman yang nantinya dicompile oleh avr-gcc (avr-gcc compiler) yang
hasilnya akan disimpan kedalam papan arduino.
Avr-gcc compiler merupakan suatu bagian penting untuk software bersifat
open source. Dengan adanya avr-gcc compiler, maka akan membuat bahasa
pemrogaman dapat dimengerti oleh mikrokontroler. Proses terakhir ini sangat
penting, karena dengan adanya proses ini maka akan membuat proses pemrogaman
mikrokontroler menjadi sangat mudah.
Berikut ini merupakan gambaran siklus yang terjadi dalam melakukan
pemrogaman Arduino:
1. Koneksikan papan Arduino dengan komputer melalui USB port.
2. Tuliskan sketsa rancangan suatu program yang akan dimasukkan ke dalam papan
Arduino.
3. Upload sketsa program ke dalam papan Arduino melalui kabel USB dan kemudian
tunggu beberapa saat untuk melakukan restart pada papan Arduino.
4. Papan Arduino akan mengeksekusi rancangan sketsa program yang telah dibuat dan di-
upload ke papan Arduino.
2.5.5. Melakukan Penginstalan Arduino Ke Komputer
Untuk melakukan pemrogaman pada papan Arduino, disarankan untuk men-
download IDE Arduino terlebih dahulu yang dapat diperoleh dari situs:
www.arduino.cc/en/Main/Software. Dan kemudian pilih versi yang tepat untuk
Universitas Sumatera Utara
24
sistem operasi komputer yang digunakan. Setelah melakukan download, lakukanlah
proses uncompress dengan cara melakukan double-click pada file tersebut. Proses ini
secara otomatis akan membuat suatu folder yang bernama arduino-[version],
contohnya seperti arduino-0012.
Setelah melakukan penginstalan IDE Arduino pada komputer, tahap
selanjutnya adalah harus melakukan penginstalan untuk driver. Fungsi utama
penginstalan driver ini adalah agar komputer dapat melakukan komunikasi dengan
papan Arduino melalui USB port.
2.5.6. Melakukan Penginstalan Driver Untuk Windows
Koneksikan papan Arduino dengan komputer dan ketika Found New
Hardware Wizard pada layar muncul, Windows secara otomatis akan mencoba
menemukan terlebih dahulu driver tersebut pada halaman Windows Update.
Windows XP akan meminta untuk memeriksa Windows Update, dan jika
tidak ingin menggunakan Windows Update pilih menu ―No,not at this time‖ dan
tekan tombol Next. Dan pada layar selanjutnya, pilih menu ―Install from a list or
specific location‖ dan tekan tombol Next.
Periksa layar berjudul ―Include this location in the search‖ dan tekan tombol
Browse. Kemudian pilih folder dimana Arduino sudah terinstal dan pilih folder
Drivers\FTDIUSB Drivers untuk menetukan lokasinya dan tekan tombol OK dan
Next pada layar tesebut.
Windows Vista akan berusaha menemukan driver tersebut pada Windows
Update, dan jika terjadi kegagalan dalam melakukan pencarian driver, maka lakukan
Universitas Sumatera Utara
25
pencarian secara manual pada folder Drivers\FTDIUSB Drivers. Proses pencarian
driver secara manual memiliki dua prosedur yang harus dilewati, yang pertama
komputer harus menginstal driver low-level terlebih dahulu dan yang kedua adalah
menginstal bagian kode yang membuat papan Arduino terlihat seperti suatu serial
port untuk komputer.
Apabila driver telah terinstal, maka Arduino IDE dapat diaktifkan dan papan
Arduino dapat digunakan pada komputer. Untuk tahap selanjutnya adalah harus
selalu mengingat serial port komputer yang telah ditandai untuk papan Arduino.
2.5.7. Melakukan Pengujian Pada Papan Arduino
Kita ambil contoh kasus yang sederhana yaitu mengalami kegagalan pada
saat melakukan percobaan ―mengedipkan LED‖. Mari cari tahu apa yang harus
dilakukan.
Sebelum menyalahkan percobaan yang dibuat, kita harus memastikan
beberapa komponen sudah berada di dalam urutan yang benar. Sama halnya dengan
seorang pilot suatu maskapai penerbangan yang menggunakan beberapa daftar
pemeriksaan sebelum melakukan penerbangan, untuk memastikan bahwa pesawat
dalam kondisi yang baik.
Koneksikan papan Arduino ke USB port yang ada pada komputer dengan
menggunakan kabel USB.
1. Pastikan komputer dalam kondisis menyala (mungkin kedengarannya konyol tapi hal
ini pernah terjadi). Jika lampu PWR yang berwarna hijau pada papan Arduino
menyala, berarti menandakan papan Arduino telah disuplai daya oleh komputer. Jika
LED terlihat sangat redup, berarti ada suatu kesalahan dengan daya yang disuplai:
coba ganti kabel USB dan lakukan pemeriksaan antara USB port pada komputer dan
Universitas Sumatera Utara
26
konektor USB pada papan Arduino. Jika masih mengalami kegagalan, ganti USB port
yang lainnya pada komputer tersebut atau gunakan komputer yang lain.
2. Jika Arduino yang digunakan merupakan produk baru, lampu LED yang berwarna
kuning akan mulai berkedip dengan pola menyala sedikit gugup. Pengujian ini
merupakan pengujian yang dilakukan di pabrik untuk menguji papan Arduino.
3. Jika menggunakan power supply eksternal dan menggunakan jenis Arduino yang lama
seperti Extreme, NG, atau Diecimila, pastikan bahwa power supply tersambung
dengan benar dan jumper yang ditandai dengan SV1 menghubungkan dua pin yang
terdekat dengan konektor power supply eksternal.
Melakukan Pengujian Rangkaian Pada Papan Percobaan.
Sekarang koneksikan papan Arduino dengan papan percobaan breadboard
dengan memasang jumper dari 5 V. Kemudian untuk ground atau GND dikoneksikan
ke rel positif dan negative yang berada pada papan percobaan breadboard. Jika LED
PWR yang berwarna hijau tidak menyala, segera lepaskan semua kabel. Hal tersebut
menandakan bahwa terdapat kesalahan besar dan terjadi hubung singkat (short
circuit) pada rangkaian. Pada saat terjadinya hubung singkat, papan Arduino menarik
terlalu banyak arus dan daya akan terputus untuk melindungi komputer.
Jika terjadi short circuit, maka kita harus memulainya kembali dari proses
penyederhanaan dan pembagian (simplification and segmentation). Setelah itu, yang
harus dilakukan adalah memeriksa setiap sensor yang digunakan pada percobaan
tersebut dan untuk memudahkan sebaiknya setiap pemeriksaan menggunakan satu
Universitas Sumatera Utara
27
sensor saja. Masalah dengan IDE, pada beberapa kasus terutama pada Windows,
mungkin memiliki masalah yang berhubungan dengan penggunaan IDE Arduino.
Jika terdapat kesalahan saat membuka Arduino, gunakan metode alternatif
dengan cara membuka file run.bat. Biasanya pemakai Windows juga sering
mendapatkan masalah jika sistem operasi memberikan nomor COM10 atau yang
benomor lebih untuk papan Arduino. Untuk mengatasi masalah ini, kita dapat
menentukan nomor yang lebih rendah untuk Arduino dengan cara sebagai berikut:
1. Buka layar Device Manager pada Windows dengan membuka menu Start. Lakukan
klik kanan (right-click) pada layar komputer untuk Vista atau My Computer dan
pilih menu Properties untuk XP. Kemudian pilih menu Device Manager.
2. Cari serial device di dalam daftar ―Ports (COM & LPT)‖. Dan pilih serial device
bernomor COM9 atau bernomor lebih rendah yang tidak digunakan dengan cara
pilih menu Properties (right-click). Kemudian pada tab Port Setting, pilih menu
Advanced dan lakukan pengaturan nomor pada COM10 atau yang bernomor lebih
besar.
3. Lakukan hal yang sama pada serial terminal USB yang digunakan untuk
mengoperasikan Arduino.
Jika beberapa saran tersebut masih tidak dapat membantu, atau jika
mengalami permasalahan yang belum dijelaskan pada laporan ini, untuk
troubleshooting Arduino yang lebih lengkap dapat dilihat dari halaman situs:
www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting.
Troubleshooting Arduino
Dalam membuat suatu eksperimen atau percobaan dengan Arduino,
memungkinkan sekali terjadinya kegagalan dalam melakukan pengoperasiannya.
Universitas Sumatera Utara
28
Sedangkan kita dituntut harus dapat memperbaiki kegagalan yang terjadi agar
Arduino dapat beroperasi dengan benar.
Trouble shooting dan debugging merupakan seni yang sudah ada dari dulu.
Dan agar didapatkan suatu hasil yang diinginkan oleh kita, maka kita harus
memenuhi peraturan yang dimiliknya terlebih dahulu.
Semakin sering kita menggunakan komponen elektronik dan Arduino dalam
membuat suatu percobaan, maka kita akan semakin banyak belajar dan semakin
banyak mendapatkan pengalaman. Oleh karena itu, jangan putus asa dengan
permasalahan yang akan muncul dalam melakukan suatu percobaan karena
semuanya akan menjadi lebih mudah apabila sudah dihadapi.
Seperti semua percobaan Arduino yang telah dibuat, jika terdapat kesalahan
baik yang berasal dari hardware maupun software maka disana kemungkinan akan
ada lebih dari satu hal yang perlu dicari penyebab dari kesalahan tersebut.
Ketika mencari suatu bug atau akar dari suatu masalah yang muncul
seharusnya kita mengoperasikan Arduino meliputi tiga langkah berikut:
Pemahaman (understanding).
Mencoba untuk memahami sebanyak mungkin bagaimana cara kerja dari
setiap bagian komponen yang digunakan dan bagaimana bagian dari
komponen tersebut telah memberikan pengaruh terhadap percobaan yang
dibuat.
Penyederhanaan dan pembagian (simplification and segmentation)
Orang Romawi kuno mengatakan devide et impera: divide and rule, atau
dalam bahasa Indonesia berarti pembagi dan peraturan. Oleh karena itu,
untuk membuat percobaan Arduino cobalah lakukan perincian (break
Universitas Sumatera Utara
29
down) terhadap percobaan ke dalam setiap komponennya dengan
pemahaman yang kita miliki dan memperhitungkan dimana tanggung
jawab dari setiap komponen tersebut.
Pemisahan dan kepastian (exclusion and certainty)
Ketika melakukan investigasi, melakukan pengujian secara terpisah pada
setiap komponen sangat dibutuhkan untuk memastikan bahwa setiap
komponen bekerja dengan benar. Dengan melakukan tahap ini akan
membangun rasa keyakinan pada diri kita sendiri terhadap bagian
percobaan mana yang bekerja dengan benar maupun yang tidak.
Debugging adalah istilah yang telah digunakan software komputer untuk
menggambarkan suatu proses tidak bekerja dengan benar. Konon dikatakan bahwa
istilah tersebut dipakai untuk pertama kalinya oleh Garce Hopper pada sekitar tahun
1940-an. Dimana pada waktu itu, komputer yang sebagian besarnya merupakan
peralatan elektromekanis, ada yang berhenti beroperasi karena ada serangga yang
terjebak di dalam sistem mekaniknya. Tetapi pada saat ini, bug bukan berbentuk fisik
lagi, melainkan suatu virtual yang tidak dapat dilihat.
2.6 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan
kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–
alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini
aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD
sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status
kerja alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :
Universitas Sumatera Utara
30
1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris
2. Mempunyai 192 karakter tersimpan
3. Terdapat karakter generator terprogram
4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit
5. Dilengkapi dengan back light.
6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.
7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.
8. Catu daya +5 Volt DC.
9. Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Cost Series serta sistem
mikrokontroler/mikroprosesor lain.
Gambar 2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
Tabel 2.5 Deskripsi Pin Pada LCD
Pin Deskripsi
1 Ground
2 Vcc
3 Pengatur kontras
4 “RS” Instruction/Register Select
5 “R/W” Read/Write LCD Registers
6 “EN” Enable
7-14 Data I/O Pins
15 Vcc
16 Ground
Universitas Sumatera Utara
31
2.6.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Display).
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah ―0‖. Bus data terdiri dari 4-bit atau
8-bit.Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7.
Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus,
dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data
dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-
bit atau 8 bit pada satu waktu.
Jika mode 4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat
sepenuhnya 8-bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap
nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller
mengirimkan data ke LCD.Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke
kondisi high ―1‖ dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga
mengirimkan data ke jalur data bus.
Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke ―0‖ dan tunggu beberapa saat
(tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high ―1‖. Ketika jalur RS berada
dalam kondisi low ―0‖, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau
instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high
atau ―1‖, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal,
untuk menampilkan huruf ―A‖ pada layar maka RS harus diset ke ―1‖. Jalur kontrol R/W
harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD.
Apabila R/W berada dalam kondisi high ―1‖, maka program akan melakukan query
(pembacaan) data dari LCD.
Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya
merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W
selalu diset ke ―0‖.Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih
pengguna), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel
Universitas Sumatera Utara
32
baik 4-bit atau 8-bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi
interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.
2.7 Module Bluetooth HC-05
2.7.1 Pengertian bluetooth, fungsi dan cara kerjanya
Bluetooth adalah suatu peralatan media komunikasi yang dapat digunakan
untuk menghubungkan sebuah perangkat komunikasi dengan perangkat komunikasi
lainnya, bluetooth umumnya digunakan di handphone, komputer atau pc, tablet, dan
lain-lain. Fungsi bluetooth yaitu untuk mempermudah berbagi atau sharing file,
audio, menggantikan penggunaan kabel dan lain-lain. Saat ini sudah banyak sekali
perangkat yang menggunakan bluetooth. Atau definisi bluetooth yang lainnya adalah
sebuah teknologi komunikasi wireless atau tanpa kabel yang beroperasi dalam pita
frekuensi 2,4 GHz (antara 2.402 GHz s/d 2.480 GHz) dengan menggunakan sebuah
frequency hopping tranceiver yang mapu menyediakan layanan komunikasi data dan
juga suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan
layanan yang terbatas.
Pada dasarnya teknologi bluetooth ini diciptakan bukan hanya untuk menggantikan
atau menghilangkan penggunaan media kabel dalam melakukan pertukaran data atau
informasi, tetapi juga mampu menawarkan fitur yang bagus atau baik untuk
teknologi mobile wireless atau tanpa kabel, dengan biaya yang relatif rendah,
konsumsi daya rendah, interoperability yang sangat menjanjikan, mudah dalam
pengoperasiannya dan juga mampu menyediakan berbagai macam layanan. Sistem
bluetooth terdiri atas: sebuah radio transceiver, baseband link Management dan
Control, Baseband (processor core, SRAM, UART, PCM USB Interface), flash dan
voice codec.
Baseband link controller menghubungkan hardware atau perangkat keras
radio ke baseband processing dan juga layer protokol fisik.
Link manager melakukan aktivitas protokol tingkat tinggi, yaitu seperti
melakukan link setup, autentikasi dan juga konfigurasi.
Kelebihan:
Universitas Sumatera Utara
33
Bisa menembus rintangan, misalnya seperti dinding, kotak, dan sebagainya.
Walaupun jarak transmisinya hanya 10 M.
Tidak memerlukan media kabel ataupun kawat.
Dapat mensingkronisasi data dari Handphone ke Komputer atau laptop.
Dapat dipakai sebagai perantara modem.
Praktis dan tidk ribet dalam penggunaanya.
Kekurangan:
Memakai frekuensi yang sama dengan gelombang WiFi.
Kalu terlalu banyak koneksi bluetooth didalam satu ruangan, akan sulit untuk
menemukan penerima yang dituju.
Sering beredar virus-virus yang disebarkan melalui bluetooth, khususnya dari
handphone.
Cukup banyak mekanisme keamanan yang harus diperhatikan untuk
mencegah kegagalan pengiriman data atau penerimaan data maupun
informasi.
Kecepatan dalam transfer data tidak tetap, tergantung dari perangkat yang
dipakai untuk mengirim dan yang menerima data maupun informasi.
Vin : DC 5V
Arus : 30 mA (max)
Led indikator pairing
Support AT command (ganti nama, baudrate, set mode master/slave dll)
Bisa dihubungkan dengan semua jenis mikrokontroller melalui pin TX-RX
Default command baudrate 38400 bps
Default data transmission 9600 bps
Berat : 10 gr
HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah
digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial
ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced
Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode
konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk
melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode
Universitas Sumatera Utara
34
berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain. Dalam
penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk
berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :
1. Komunikasi harus antara master dan slave.
2. Password harus benar (saat melakukan pairing).
Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan.
Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah :
Hardware :
– Sensitivitas -80dBm (Typical)
– Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.
– Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O.
– Kontrol PIO.
– Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.
– Dengan antena terintegrasi.
Software :
– Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, Mendukung
baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.
– Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default).
– Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.
Universitas Sumatera Utara
35
BAB 3
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
3.1 Perancangan Alat
3.1.1 Diagram Blok
Alat ini terdiri dari beberapa komponen-komponen elektronika yang dipadukan
dimana setiap komponen tersebut memiliki fungsinya masing-masing. Untuk lebih
memudahkan dalam mempelajari dan memahami alat tersebut, berikut ini adalah
gambar diagram blok sistem dari alat tersebut.
Gambar 3.1 Diagram Blok
Sensor BH1750 berfungsi untuk mendeteksi, mengukur dan memeriksa intensitas
cahaya. Pada saat ada sumber cahaya maka sensor BH1750 akan mendeteksi cahaya
kemudian akan dilakukan pembacaan sensor, Data sensor kemudian diolah dalam
modul,setelah itu akan dikirim ke Arduino. Mikrokontroler yang diguanakan adalah
arduino Uno. Arduino berfungsi sebagai pengkonversi, pengolah dan pusat kontrol
data dari sensor yang diterima. Kemudian data yang sudah diolah akan ditampilkan
di LCD untuk menampilkan nilai pengukuran yang dibaca oleh sensor. HC-05
berfungsi sebagai modem pengiriman data antara Arduino denga Android.
Sumber
Cahaya Sensor
BH1750
LCD
Arduino
HC-05 Android
Universitas Sumatera Utara
36
3.1.2 Flow Chart System
Flowchart adalah adalah suatu bagan dengan simbol-simbol tertentu yang
menggambarkan urutan proses secara mendetail dan hubungan antara suatu proses
(instruksi) dengan proses lainnya dalam suatu program. Dalam pembuatan sistem
yang dilakukan menghasilkan flowchart sebagai berikut:
Gambar 3.1.2 Flowchart Sistem
Mulai
Inisialisasi
Pengolahan data pada arduino
Tampilan LCD
(lux)
Pembacaan
sensor
Selesai
HC-05
Tampilan Android
(lux)
Universitas Sumatera Utara
37
3.2 Rancangan Perangkat Keras
3.2.1 Rangkaian BH1750
Sensor cahaya BH1750 intensitas sensor modul dengan 16 bit AD
converter (ADC) built-in yang dapat langsung output sinyal digital, tidak ada
kebutuhan untuk perhitungan yang rumit. Sensor BH1750 ini lebih akurat dan lebih
mudah untuk menggunakan, dari pada menggunakan versi foto dioda, atau ldr
sederhana yang hanya output tegangan dan perlu dihitung untuk mendapatkan data
intensitas. Dengan BH1750 intensitas Light Sensor dapat langsung diukur dengan
keluaran luxmeter (lx), tanpa perlu untuk membuat untuk membuat perhitungan.
Power supply voltage: +3 to 5Vdc. Interface: I2C. Wide range and High resolution. (
1 - 65535 lx ). Ukuran papan 70mm×70mm×1.6mm.
Gambar 3.2.1 Rangkaian BH1750
GY-302 Digital Light Intensity Sensor Module adalah sebuah modul sensor cahaya
berbasis IC BH1750. BH1750 adalah sebuah IC sensor cahaya dengan antarmuka IC.
DIGITAL (~PWM)
ANALOG IN
ATMEGA328P-PU1121
~ ~~ ~ ~ ~
APK-TECH | techno-apk.blogspot.com
TX
RX
PD
0/R
XD
0P
D1/
TXD
1P
D2/
INT0
2P
D3/
INT1
3P
D4/
T0/X
CK
4P
D5/
T15
PD
6/A
IN0
6P
D7/
AIN
17
PB
0/IC
P1/
CLK
O8
PB
1/O
C1A
9P
B2/
SS
/OC
1B10
PB
3/M
OS
I/OC
2A11
PB
4/M
ISO
12P
B5/
SC
K13
AR
EF
PC
5/A
DC
5/S
CL
A5
PC
4/A
DC
4/S
DA
A4
PC
3/A
DC
3A
3P
C2/
AD
C2
A2
PC
1/A
DC
1A
1P
C0/
AD
C0
A0
RE
SE
T
DUINO1ARDUINO UNO R3
VIN+1
VIN-6
SCL3
SDA4
BH1750
MCP3421
Universitas Sumatera Utara
38
Modul ini memberikan nilai output digital melalui IC bus, sehingga Anda tidak perlu
lagi menambahkan konverter ADC.
3.2.2 Rangkaian LCD
LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, sehingga hanya mampu
menampilkan angka, huruf dan simbol sebanyak 2 baris dan setiap baris mampu
menampilkan 16 karakter. Catu daya yang digunakan adalah sebesar 5 volt.
Gambar 3.2.2 Rangkaian LCD
Pada gambar rangkaian di atas pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16
dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari
LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write),
pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data
dihubungkan ke mikrokontroler Atmega8535. Fungsi dari potensiometer (R2) adalah
untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD. Pada alat ini,
display yang digunakan adalah LCD 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen
tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, Pada LCD
Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output
mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk
mengatur kontras karakter yang tampil.
Universitas Sumatera Utara
39
3.2.3 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3
Rangkaian sistem mikrokontroler Arduino Uno R3 dapat dilihat pada gambar
di bawah ini :
Gambar 3.2.3 Rangkaian sistem mikrokontroler Arduino Uno R3
Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari
seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC
Mikrokontroler ATMega328. Semua program diisikan pada memori dari IC ini
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pin 12 terhubung
ke Gnd dan pin 13 dihubungkan ke Vcc sebesar 5v dan dua buah kapasitor 30 pF. Pin
9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan
me-reset mikrokontroler ini.
Universitas Sumatera Utara
40
Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck,
Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai
konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah
dihubungkan ke komputer melalui port paralel.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada
kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP
Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena
mikrokontroler tidak akan bisa merespon.
3.2.4 Rangkaian Module Bluetooth HC-05
Module Bluetooth HC-05 adalah module komunikasi nirkabel via bluetooth yang
dimana beroperasi pada frekuensi 2.4GHz dengan pilihan dua mode konektivitas.
Mode 1 berperan sebagai slave atau receiver data saja, mode 2 berperan sebagai
master atau dapat bertindak sebagai transceiver. Pengaplikasian komponen ini sangat
cocok pada project elektronika dengan komunikasi nirkabel atau wireless. Aplikasi
yang dimaksud antara lain aplikasi sistem kendali, monitoring, maupun gabungan
keduanya.
Antarmuka yang dipergunakan untuk mengakses module ini yaitu
serial TXD, RXD, VCCserta GND. Serta terdapat LED (built in) sebagai indikator
koneksi bluetooth terhadap perangkat lainnya seperti sesama module, dengan
smartphone android, dan sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
41
Gambar 3.2.4 Gambar rangkaian module bluetooth HC-05.
Spesifikasi dari module ini antara lain :
Frekuensi kerja ISM 2.4 GHz
Bluetooth protocol : Bluetooth tipe v2.0+EDR
Kecepatan dapat mencapai 1Mbps pada mode sinkron
Kecepatan dapat mencapai 2.1 Mbps / 160 kbps pada mode asinkron maksimum
Tegangan kerja pada 3,3 – 6 Volt DC
Konsumsi arus kerja yaitu 50 mA
Memiliki modulasi Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)
Sensitivitas -84dBm (0.1% BER)
Daya emisi 4 dBm
Suhu operasional range -20°C — +75°C
Memiliki keamanan dengan enkripsi data dan enkripsi
Dimensi modul 15.2×35.7×5.6 mm
Universitas Sumatera Utara
42
Module ini dapat digunakan sebagai mode slave (Rx), maupun mode master (TX)
dan memiliki 2 metode konfigurasi yaitu AT Mode dan Communication Mode.
Pada AT Mode berfungsi sebagai pengaturan konfigurasi dari HC-05, sedangkan
pada Communication Mode berfungsi sebagai komunikasi nirkabel dengan perangkat
atau piranti lainnya.
3.2.5 Rangakain Keseluruhan Sistem
Berikut adalah gambar keseluruhan rangkaian sistem perancangan dan pembuatan
luxmeter digital dengan setiap komponen yang digunakan . Adapun sensor yang di
gunakan adalah sensor BH1750.
Gambar 3.2.5 Rangkain Keseluruhan Sistem
DIGITAL (~PWM)
ANALOG IN
ATMEGA328P-PU1121
~ ~~ ~ ~ ~
APK-TECH | techno-apk.blogspot.com
TX
RX
PD
0/R
XD
0P
D1/
TXD
1P
D2/
INT0
2P
D3/
INT1
3P
D4/
T0/X
CK
4P
D5/
T15
PD
6/A
IN0
6P
D7/
AIN
17
PB
0/IC
P1/
CLK
O8
PB
1/O
C1A
9P
B2/
SS
/OC
1B10
PB
3/M
OS
I/OC
2A11
PB
4/M
ISO
12P
B5/
SC
K13
AR
EF
PC
5/A
DC
5/S
CL
A5
PC
4/A
DC
4/S
DA
A4
PC
3/A
DC
3A
3P
C2/
AD
C2
A2
PC
1/A
DC
1A
1P
C0/
AD
C0
A0
RE
SE
T
DUINO1ARDUINO UNO R3
D7
14D
613
D5
12D
411
D3
10D
29
D1
8D
07
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM016L
SCK6
SDA5
HC-05
24AA00
RV1
100
VIN+1
VIN-6
SCL3
SDA4
BH1750
MCP3421
Universitas Sumatera Utara
43
3.3. Gambar Rangkain PCB
Merancang PCB adalah proses membuat jalur-jalur PCB berdasarkan skema
yang sudah kita buat. Rancangan PCB yang telah kita buat pada langkah
sebelumnya akan disinkronkan dengan rancangan PCB yang kita buat.
Gambar 3.3 Rangkain PCB
3.4. Implementasi Rangkaian
3.4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ini dapat dilakukan dengan
menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian Arduino yaitu menghubungkan kabel hitam
(GDN) ke kaki pin GND pada arduino, menghubungkan kabel merah (VCC) ke pin VSS
pada arduino, menghubungkan kabel kuning (signal data) ke kaki 2 arduino. Tujuan
pengujian ini dilakukan untuk Menguji hasil pengukuran pin digital dan pin analog pada
arduino.
Universitas Sumatera Utara
44
Tabel 3.5.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno
Dari data hasil pengukuran maka dapat disimpulkan bahwa dalam pengujian
arduino seluruh pinI/O dalam kondisi baik dan layak untuk digunakan.
3.4.2. Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16
LCD dihubungkan langsung ke pin digital dari Arduino yang berfungsi mengirimkan
data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan
Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan
sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat
logika low ‗0‘ dan set high ‗1‘ pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW
adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low ‗0‘, maka informasi pada
bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ‗1‘, maka
program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi
umum pin RW selalu diberi logika low ‗0‘. Berdasarkan keterangan di atas maka kita
sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD.
Universitas Sumatera Utara
45
Tabel 3.4.2 Pengujian LCD
3.4.3. Pengujian Sensor BH1750
Sensor intensitas cahaya BH1750 memiliki pengoperasian yang berbeda dari sensor-
sensor lain yang berguna untuk mengukur intensitas cahaya. Sensor BH1750 memakai
komunikasi I2C untuk pengiriman dan pertukaran data. Untuk menguji Sensor BH1750
dilakukan dengan merubah jarak antara Sensor BH1750 dengan sumber cahaya
kemudian didapat data sebagai berikut.
Tabel 3.4.3 Tabel pengujian Sensor BH1750
No Jarak sensor dengan sumber
cahaya (cm)
Intensitas cahaya (Lux)
1 15 3,330
2 13 7.094
3 10 11.048
4 8 16.645
5 3 20.137
Pembahasan Berdasarkan data yang diperoleh berupa intensitas cahaya (lux)
dari hasil pengukuran Lux Meter terhadap BH1750 Sensor. Semakin jauh suatu
sumber cahaya dari sensor, maka intensitas cahaya yang terukur semakin menurun.
Hal ini disebabkan karena banyaknya fluks cahaya yang terdeteksi oleh sensor
samakin kecil. Hal membuktikan bahwa besarnya intensitas cahaya yang ditangkap
berbanding terbalik terhadap besarnya jarak sumber cahaya terhadap sensor.
Semakin jauh sumber cahaya maka besarnya intensitas cahaya akan semakin kecil.
PIN TEGANGAN (VOLT)
1 0
2 4,99
3 1,22
Universitas Sumatera Utara
46
BAB 4
ANALISA DAN PENGUJIAN
4.1 Analisa Data
4.1.1 Pengujian dan Analisis Berdasarkan Jarak Sumber Cahaya
Pengujian sistem alat ukur yang dibuat bertujuan untuk mengetahui apakah alat
ukur yang dibuat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian ini
dilakukan dengan cara melakukan pembandingan alat ukur intensitas cahaya yang
dibuat dengan alat ukur ukur yang ada dipembanding. Pembandingan dilakukan
dengan cara mengukur intensitas cahaya terhadap jarak yang berbeda dari sensor
terhadap sumber cahaya.
Pembandingan dilakukan dengan cara melakukan pengukuran terhadap alat
ukur intensitas cahaya yang dibuat dan alat ukur intensitas cahaya yang asli.
Pengukuran ini dilakukan dengan cara membedakan jarak sensor terhadap sumber
cahaya. Jarak yang digunakan yaitu 15 cm, 13 cm, 10 cm, 8cm dan 3cm . Berikut
adalah tabel hasil pengukuran intensitas cahaya terhadap jarak sensor pada cahaya.
4.1.1.1 Pengujian Menggunakan cahaya Senter
Tabel 4.1.1.1 Data perbandingan nilai luxmeter buatan dengan luxmeter asli dengan
menggunakan cahaya senter
No Jarak sensor dengan sumber
cahaya (cm)
Intensitas cahaya
luxmeter buatan (Lux)
Intensitas cahaya luxmeter
asli merk LX-9621 (lux)
1 15 3,330 3.517
2 13 7.094 7.486
3 10 11.048 11.450
4 8 16.645 17.176
5 3 20.137 20.722
Universitas Sumatera Utara
47
4.1.1.2 Pengujian dengan menggunakan Bohlam Lampu 100 watt
Tabel 4.1.1.2 Pengujian alat dengan Menggunakan Bohlam Lampu 100watt
No Jarak sensor dengan sumber cahaya
(cm)
Intensitas cahaya Menggunakan
Bohlam Lampu 100watt (Lux)
1 15 3443
2 13 5530
3 10 8886
4 8 14086
5 3 20705
Setelah melakukan pengukuran terhadap jarak sumber cahaya yang berbeda
dengan menggunakan daya lampu yang sama maka diperoleh hasil pengukuran. Dari
hasil pengukuran maka dapat dianalisa bahwa semakin sensor mendekati sumber
cahaya maka intensitas cahayan akan semakin semakin besar. Sehingga jarak sumber
cahaya berbanding terbalik dengan besarnya intensitas cahaya.
4.1.2 Grafik perbandingan data luxmeter buatan dengan luxmeter asli
Gambar 4.1.2 Grafik perbandingan luxmeter buatan dengan yang asli merk LX-9621
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
3 8 10 13 15
Grafik Perbandingan Luxmeter Buatan dengan Luxmeter Asli
luxmeter buatan
luxmeter asli
ni Nilai lux
Jarak cahaya
Universitas Sumatera Utara
48
4.1.4 Persen Deviasi.
% Deviasi =
a. Untuk jarak 15cm
% deviasi =|
|
% deviasi = |
|
% deviasi t = | |
b. Untuk jarak 13cm
% deviasi =|
|
% deviasi =|
|
% deviasi =| |
% deviasi = 5,5%
c. Untuk jarak 10cm
% deviasi =|
|
% deviasi =|
|
% deviasi =| |
% deviasi = | |
d. Untuk jarak 8
% deviasi =|
|
% deviasi =|
|
% deviasi =| |
% deviasi = | |
Universitas Sumatera Utara
49
e. Untuk jarak 3 cm
% deviasi =|
|
% deviasi=|
|
% deviasi =| |
% deviasi = | |
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ini dapat dilakukan dengan
menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian Arduino yaitu menghubungkan kabel hitam
(GDN) ke kaki pin GND pada arduino, menghubungkan kabel merah (VCC) ke pin VSS
pada arduino, menghubungkan kabel kuning (signal data) ke kaki 2 arduino. Langkah
selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler Arduino, program
yang diberikan adalah sebagai berikut:
void setup() {
pinMode( 13, OUTPUT );
}
void loop() {
digitalWrite( 13, HIGH );
}
Universitas Sumatera Utara
50
Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno
No Kondisi Arduino LED pin 3 Arduino
1 Sebelum diprogram Mati
2 Setelah diprogram Hidup
4.3 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16
LCD dihubungkan langsung ke pin digital dari Arduino yang berfungsi
mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan
numerik pada LCD. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW.
Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD
bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke
LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low ‗0‘ dan set high ‗1‘
pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol
Read/Write. Ketika RW berlogika low ‗0‘, maka informasi pada bus data akan
dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ‗1‘, maka program akan
melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin
RW selalu diberi logika low ‗0‘.Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah
dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun
program yang diisikan ke Arduino untuk menampilkan karakter pada display
LCD adalah sebagai berikut:
#include <LiquidCrystal.h>
// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);//RS,EN,D4,D5,D6,D7
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
// set up the LCD's number of columns and rows
Universitas Sumatera Utara
51
lcd.begin(16, 2);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("LCD SIAP");
}
Perintah di atas menampilkan teks ―LCD SIAP‖. Dengan tertampilnya teks
yang dibuat tersebut dapat dikatakan LCD bekerja dengan baik.
Gambar 4.3 Gambar pengujian LCD
4.4 Pengujian Sensor BH1750
Pengujian sensor dilakukan dengan memasukkan program dibawah ini kemudian
hasil output soil moisture sensor akan di baca oleh mikrokontroller dan data dibaca
melalui monitoring port pada LCD. Berikut adalah program yang di upload pada
mikrokontroller.
void setup()
{
//inisialisasi port serial
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2);
lcd.setCursor(0,0);
Universitas Sumatera Utara
52
lcd.print("WIDYA");
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print("D3 FISIKA");
delay(3000);
lcd.clear();
//inisialisasi terhadap chip BH1750fvi
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(ADDR);
Wire.write(0x01);
Wire.endTransmission();
}
void loop()
{
//reset chip BH1750fvi
Wire.beginTransmission(ADDR);
Wire.write(0x07);
Wire.endTransmission();
//atur resolusi pengukuran
Wire.beginTransmission(ADDR);
Wire.write(0x20);
Wire.endTransmission();
delay(120);
//baca data
Wire.beginTransmission(ADDR);
Wire.requestFrom(ADDR,2);
int nilai=0;
while (Wire.available())
{
char c = Wire.read();
nilai = (nilai<<8)+c;
}
Wire.endTransmission();
//sesuaikan faktor akurasi pengukuran : 1,2
nilai = nilai/1.2;
if (nilai <= 0) nilai=nilai*(-1);
//tampilan intensitas terukur
Serial.print("intensitas cahaya: ");
Serial.print(nilai);
Serial.println(" lux");
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("intensitascahaya");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(nilai);
lcd.setCursor(12, 1);
lcd.print("lux");
delay(1000);
lcd.clear();
Universitas Sumatera Utara
53
Tabel 4.4 Pengujian Sensor
No Jarak sensor dengan
sumber cahaya (cm)
Intensitas cahaya (Lux) Intensitas cahaya Tampilan
Android(Lux)
1 15 3330 3330
2 13 7.094 7.094
3 10 11.048 11.048
4 8 16.645 16.645
5 3 20.137 20.137
4.5 Tampak Fisik Keseluruhan Sistem
Pengujian ini akan menggabungkan semua sistem dan berjalan secara
otomatis dengan program yang telah dimasukkan ke Arduino Nano. Berikut
tampak fisik keseluruhan system.
Gambar 4.5 Tampak keseluruhan Fisik
Universitas Sumatera Utara
54
BAB 5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan pengujian hasil pengukuran maka dapat diambil beberapa
kesimpulan:
1. Berdasarkan dari hasil analisa data dengan membandingkan luxmeter asli dengan
luxmeter buatan maka dapat disimpulkan bahwa kinerja dari luxmeter digital
dalam mengukur intensitas cahaya dapat bekerja dengan baik hal ini dapat dilihat
dari nilai persen deviasi (% deviasi) rata – rata yang hanya sebesar 4,02%
2. Perancangan dan pembuatan lux meter digital ini dibuat untuk mengukur lux
suatu ruangan untuk mengukur besarnya intensitas ruangan dalam suatu tempat
agar memperoleh pencahayaan yang baik.
3. Berdasarkan perancangan dan pembuatan lux meter digital menggunakan sensor
cahaya BH1750 dengan data yang diperoleh berupa intensitas cahaya (lux) dari
hasil pengukuran dapat dianalisa bahwa Semakin jauh suatu sumber cahaya dari
sensor, maka intensitas cahaya yang terukur semakin menurun. Hal ini
membuktikan bahwa intensitas cahaya yang ditangkap berbanding terbalik
dengan besarnya jarak sumber cahaya terhadap sensor.
5.2 Saran
Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini
adalah:
1. Sebaiknya dalam perancangan luxmeter dalam mengukur intensitas cahaya
menggunakan sensor BH1750 yang tingkat akurasinya lebih baik lagi
agar nilai yang dideteksi oleh sensor tersebut lebih akurat.
Universitas Sumatera Utara
55
2. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini
akan dapat lebih baik lagi hasilnya.
3. Pengkalibrasian sebaiknya di lakukan oleh orang yang propesional dan dengan
standar yang telah tertelusur.
Universitas Sumatera Utara
56
DAFTAR PUSTAKA
Bejo,Agus. 2005. C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler
ATMega . Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit Gava Media.
Agfianto Eko Putra, Teknik antar muka computer : konsep & aplikasi, Penerbit Graha
Ilmu, Yogyakarta, 2002
Banzi, Massimo. 2008. Getting Started with Arduino, First Edition. Sebastopol:
O‘Reilly
Rusmadi, Dedi. (1999). Mengenal Teknik Elektronika. Bandung : Pionir Jaya
Winoto, Ardi. (2008). Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dan
Pemrograman dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung : Informatika.
Light Sensor. Dipetik pada 1 April 2014 dari http://indoware.com/produk-2855-
light-sensor-bh1750-bh1750fvi.html.
Universitas Sumatera Utara
top related