tugas akhir rancangan kontrol lampu automatis …

TUGAS AKHIR

RANCANGAN KONTROL LAMPU AUTOMATIS

MENGGUNAKAN RANGKAIAN LDR

OLEH :

GABRIEL HALOMOAN SIMAREMARE

132411081

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018




TUGAS AKHIR II

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli

Madya

OLEH :


132411081

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM


MEDAN

2018


i

PENGESAHAN




132411081

Menyetujui

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing

D3 Metrologi DanInstrumentasi

Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc Dr.Kerista Tarigan M.Eng.Sc

NIP. 19660729 199203 2 002 NIP. 1960020311986011001


ii

SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertandatangan di bawah ini :

Nama : Gabriel Halomoan Simaremare

Tempat/Tanggal Lahir : Medan, 14 Mei 1995

Dept./Program Studi : Fisika/D3 Metrologi dan Instrumentasi

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Perguruan Tinggi : Universitas Sumatera Utara

Judul Tugas Akhir II : Rancangan Kontrol Lampu Automatis

Menggunakan Rangkaian LDR

Dengan ini menyatakan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan pada

kegiatan projek akhir II ini adalah benar karya sendiri dan/atau bukan merupakan

plagiasi.

Apabila dikemudian hari ditemukan bahwa karya tulis ilmiah yang saya

sampaikan bukan karya saya sendiri/plagiasi, saya bersedia menerima sanksi

akademik atau yang lainnya.

Medan, 23 Juli 2018

Yang menyatakan

Gabriel Halomoan Simaramare

NIM. 132411081


iii

PENGHARGAAN

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat dan

hidayah-Nya kepada kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan

Projek Akhir II ini dengan baik.

Laporan Projek Akhir II ini merupakan salah satu syarat yang harus di

penuhi untuk menyelesaikan pendidikan D-III pada Program Studi Metrologi dan

Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sumatera Utara.

Selama pelaksanaan penyusunan Laporan Projek Akhir II hingga

selesainya laporan ini penulis banyak mendapat bantuan, dorongan, motivasi baik

secara langsung maupun tidak langsung. Maka pada kesempatan ini, penulis

mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Dr. Kerista Sebayang MSi, selaku Dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.Sc, selaku Ketua Program Studi D-III

Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU

3. Bapak Dr.Kerista Tarigan M.Eng.Sc,selaku Dosen Pembimbing Projek

Akhir IIyang telah membimbing dan mengarahkan penulis

dalampenyelesaianlaporanini.

4. Orang tua dan teman terdekat, yang telah memberikan doa serta

dukungannya kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat

banyak kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan

saran dan kritik untuk perbaikan penulisan di kemudian hari.

Akhir kata, semoga laporan Projek Akhir II ini dapat memberi manfaat dan

menambah wawasan maupun pengetahuan kita.

Medan, 23 Juli 2018

Penulis


iv

ABSTRAK

Dalam Tugas Akhir II ini telah dirancang suatu alat ukur kontrol lampu

automatis menggunakan rangkaian LDR. Rangkaian utama pengontrol lampu

automatis dilakukan menggunakan Arduino Pro Mini. Untuk dapat mengetahui

informasi mengenai intensitas cahya, maka dibutuhkan suatu sistem perangkat

keras pengukuran yang dilengkapi dengan perangkat lunak. Perangkat keras yang

digunakan yaitu rangkaian sensor cahaya LDR ( Light Dependent Resistor ) untuk

mendeteksi intensitas cahaya, kemudian mengkonversikannya menjadi tegangan.

Rangkaian ADC ( Analog to Digital Converter ) untuk mengubah tegangan analog

yang berasal dari rangkaian sensor cahaya menjadi data pengukuran digital.

Sistem mikrokontroler digunakan untuk mengelolah data hasil pengukuran

tersebut dan ditampilkan pada layar LCD ( Liquid Crstal Display)

Kata-Kunci : Arduino Pro Mini, Displai LCD, sensor LDR.


v

ABSTRACT

In this Final Project II has designed an automatic light control gauge using LDR

circuit. The main circuit of the automatic light controller is done using Arduino Pro

Mini. To be able to know the information about the intensity of cahya, then required a

measurement hardware system equipped with software. The hardware used is a series of

light sensor LDR (Light Dependent Resistor) to detect the intensity of light, then convert

it into voltage. ADC (Analog to Digital Converter) circuit to convert analog voltage

from light sensor circuit into digital measurement data. Microcontroller system is used

to manage the measurement data and displayed on the LCD screen (Liquid Crstal

Display)

Keywords: Arduino Pro Mini, LCD Display, LDR sensor.


vi

DAFTAR ISI

Halaman

Pengesahan …………………..…………………………………………………………...i

Pernyataan…………..……………………………………………………………………ii

Penghargaan..……………………………………………………………………………iii

Abstrak..…………………………………………………………………………………iv

Daftar Isi……………………...…………………………………………………………..v

Daftar Gambar………………...…………………………………………………………vi

Daftar Tabel…………………..………………………………………………………...vii

Bab 1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang……………..…………………………………………………1

1.2 Identifikasi Masalah………………………..…………………………………2

1.3 Batasan Masalah………………………………………..……………………..3

1.4 Tujuan……………………………………………………...………………….3

1.5 Metodologi Penelitian……………………………………………………..….3

1.6 Tinjauan Pustaka…………………………………………………………..….4

1.7 Sistematika Penulisan…………………………………………………………4

Bab 2. Landasan Teori

2.1 Sensor LDR…………………………………………………………………...6

2.1.1 Bentuk dan Simbol LDR………………………………………………..6

2.1.2 Karakteristik LDR…..............……………………………………………..7

2.1.3 Prinsip Kerja LDR….......................…………………………………….8

2.1.4 Cara Mengukur LDR………………………………………..................10

2.1.5 Aplikasi (kegunaan) LDR……………………………………………...12

2.2 Arduino…...........…………………………………………………………….16

2.2.1 Spesifikasi……………………………………………………………..17

2.2.2 Open Source Harware…………………………………………………18

2.2.3 Memory…...…………………………………………………………...19

2.2.4 Input dan Output.......………………………………………………….19

2.2.5 Pemrograman.......................…………………………………………..21 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

2.2.6 Power Supply.....................………………..…………………………..21

2.2.7 Reset Otomatis...................……………………………..……………..23

2.2.7 Komunikasi........................……………………………………..……..23

2.3 LCD (Liquid Crystal Display) …………………………………………..….24

2.3.1 Struktur Dasar LCD (Liquid Crystal Display)………………………...25

2.3.2 Kelebihan dan Kekurangan LCD (Liquid Crystal Display)……...……26

2.3.3 Material LCD (Liquid Crystal Display)……..………………………...27

2.3.4 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Crystal Display)……...………...28

2.3.5 Konfigurasi LCD (Liquid Crystal Display).................……...………...29

2.3.6 Prinsip Kerja LCD (Liquid Crystal Display)…...............…...………...31

2.3.7 Cara Kerja LCD (Liquid Crystal Display)……...………......................31

2.4 Buzzer……………………………………………………………………….32

2.4.1 Simbol Buzzer……...………………………………………………….33

2.4.2 Cara Kerja Buzzer….………………………………………………….33

2.4.3 Struktur Buzzer……...………………………………………………...34

Bab 3. Landasan Teori

3.1 Prinsip Kerja Sistem…………………………………………………………36

3.2 Diagram Blok.......................…………………………………………………36

3.3 Rangkaian Keseluruhan Sistem…..………………………………………….37

3.4 Rangkaian Sensor Cahaya LDR……………………………………………..38

3.5 Rangkaian LCD.........................……………………………………………..39

3.6 Rangkaian Arduino...................……………………………………………..40

Bab 4. Pengujian Alat Ukur

4.1 Pengujian Sensor LDR………………………………………………………44

4.2 Pengujian Arduino………..…………………………………………………45

4.2.1 Membaca Tegangan LCD ke Arduino LDR…………………………..46

4.2.2 Menghidupkan Buzzer dengan Nilan ADC LDR……………....……..48

4.3 Pengujian Buzzer........………………………………………………………50


viii

Bab 5. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan……………………...…………………………………………...52

5.2 Saran…………………………...…………………………………………….52

Daftar Pustaka

Daftar Gambar

Daftar Tabel

Lampiran


ix

DAFTAR GAMBAR

2.1.1 Simbol LDR...........................................................................................................6

2.1.2.a Karakteristik LDR..................................................................................................7

2.1.3.1 Rangkaian LDR......................................................................................................9

2.1.3.2 Bahan yang digunakan pada LDR........................................................................10

2.1.4.a Cara Mengukur LDR saat terang..........................................................................11

2.1.4.b Cara Mengukur LDR saat gelap...........................................................................11

2.1.5.1 Rangkaian Pendeteksi Intensitas Cahaya.............................................................14

2.1.5.2 Rangkaian Sensor Intensitas Cahaya sebagai Input PLC.....................................14

2.1.5.3 Rangkaian Saklar Cahaya.....................................................................................14

2.1.5.4 Rangkaian Saklar Lampu Penerangan Otomatis..................................................15

2.1.5.5 Rangkaian Saklar Lampu Tidur Otomatis............................................................15

2.1.5.6 Rangkaian Robot Line Follwer Analog...............................................................15

2.1.5.7 Rangkaian Lilin Elektronik dengan Arduino.......................................................16

2.2 Arduino Pro Mini 3.3V dan 5V............................................................................17

2.2.2.1 Skema Arduino Pro Mini.....................................................................................18

2.2.2.2 Desain Arduino Pro Mini.....................................................................................18

2.2.3 Input dan Output Arduino....................................................................................21

2.2.4 Pemrograman Arduino.........................................................................................22

2.2.6 Board Arduino......................................................................................................23

2.3 LCD......................................................................................................................24

2.3.1 Struktur LCD........................................................................................................26

2.3.2 Kelebihan dan Kekurangan LCD.........................................................................26

2.3.5 Skema LCD..........................................................................................................30

2.3.7 Sistem Kendal LCD.............................................................................................31

2.4.1 Simbol Buzzer......................................................................................................32

2.4.2 Buzzer dengan sumber daya.................................................................................33

2.4.2.1 Buzer dihubungkan dengan Arduino....................................................................34

2.4.3 Struktur Buzzer ...................................................................................................34

3.2 Diagram Blok Alat Ukur......................................................................................36

3.3 Rangkaian Keseluruhan Sistem............................................................................38

3.4 Koneksi Arduino dengan LDR.............................................................................39


x

3.5 Peta Memory LCD character 16 x 2.....................................................................39

3.5.1 Koneksi Pengujian LCD.......................................................................................40

4.1 Grafik Pengujian LDR.........................................................................................45

4.2 LDR terhadatp Arduino........................................................................................46

4.2.1 Membaca Sensor Cahaya dengan ADC...............................................................47

4.3 Skematik Buzzer terhadap Arduino.....................................................................50


xi

DAFTAR TABEL

2.3.5 Konfigurasi Pin LCD...........................................................................................29

4.1 Pengujian Sensor LDR.........................................................................................45

4.3 Pencahayaan.........................................................................................................51

4.3 Pengujian..............................................................................................................51


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Cahaya dan sinar, kedua kata ini sepintas mempunyai makna yang sama.

Namun, bila dikaji lebih mendalam, cahaya dan sinar sangatlah berlainan. Cahaya

adalah suatu bentuk pancaran energi yang mana mempunyai kapasitas atau kemampuan

untuk merangsang sensasi penglihatan. Cahaya dalam berbagai hal memperlihatkan

karakternya sebagai gelombang, tetapi dalam gerakan cahaya itu merupakan garis lurus

dan dalam hal tertentu cahaya disebut pula sebagai sinar. Namun kata sinar ini biasanya

dipakai untuk menunjukkan bentuk energi gelombang elektromagnetik, misalnya sinal

X, sinar gamma dan sinar kosmis.

Pencahayaan merupakan salah satu faktor penting dalam perancangan ruang.

Ruang yang telah dirancang tidak dapat memenuhi fungsinya dengan baik apabila tidak

disediakan akses pencahayaan. Pencahayaan di dalam ruang memungkinkan orang

yang menempatinya dapat melihat benda-benda. Tanpa dapat melihat benda benda

dengan jelas maka aktivitas di dalam ruangan akan terganggu. Sebaliknya cahaya yang

terlalu terang juga dapat menggangu penglihatan.

Kualitas penerangan yang tidak memadai berefek buruk bagi fungsi

penglihatan psikologis serta aktivitas kerja sesuai Peraturan Menteri Perburuhan Nomor

7 Tahun 1964 tentang Syarat-Syarat Kesehatan,Kebersihan serta Penerangan dalam

Tempat Kerja, telah menetapkan ketentuan penting intensitas penerangan menurut sifat

pekerjaan.

Proses pendidikan yang terjadi di ruang kelas harus memperhatikan beberapa

aspek, antara lain intensitas pencahayaan. Ketidak sesuaian salah satu aspek akan

mengakibatkan ketidak nyamanan serta proses pendidikan menjadi terganggu.

Sedangkan efektivitas proses pendidikan didasarkan pada beberapa hal seperti

kenyamanan pengajar dan peserta didik. Hal ini menunjukkan bahwa intensitas

cahaya harus diperhatikan.


2

Pencahayaan terdiri dari pencahayaan matahari dan pencahayaan buatan.

Pencahayaan di ruang kelas harus memperhatikan beberapa aspek, yaitu:

a. Menciptakan lingkungan visual yang nyaman, sehingga segala

kegiatan di dalam ruang kelas bisa berjalan dengan baik.

b. Penggunaan energi yang sesuai dengan fungsi ruang kelas.

Dalam upaya mendapatkan kenyamanan, ketenangan dan efisiensi energi

listrik, ruang kelas perlu mendapatkan sistem penerangan yang sesuai dengan fungsi

ruangan. Berdasarkan data dari Badan Standarisasi Nasional (BSN), intensitas cahaya

diruang kelas minimal 250 lux dengan nilai toleransi maksimal hingga 20%, dan daya

pencerahan maksimum per meter persegi sebesar 15 watt/m2, sesuai dengan SNI 03

6197-2000.

Pemakaian penerangan yang berlebihan juga berhubungan dengan efisiensi

penggunaan energi listrik sehingga diperlukan peratutan penerangan. Dengan demikian

intensitas cahaya perlu diatur untuk menghasilkan kesesuaian kebutuhan luminasi di

dalam ruang berdasarkan jenis dan fungsi ruangan.

Untuk mengetahui kondisi tersebut, maka diperlukan suatu alat yang bisa

mengukur intensitas cahaya. Pada umumnya alat ukur intensitas cahaya mempunyai

harga yang cukup mahal. Berawal dari kasus tersebut muncul ide merancang dan

mengembangkan alat yang berfungsi untuk mengetahui dan mengukur intensitas

cahaya dalam suatu ruangan.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat ditemukan permasalahan yang

dihadapi dalam tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana sensor LDR bekerja terhadap instensitas cahaya yang diterima

2. Bagaimana Mikrokontroler Arduino Pro Mini mengolah data dari sensor

LDRdan ditampilkan melalui LCD

3. Bagaimana Buzzer dapat bekerja ketika menerima cahaya


3

1.3 Batasan Masalah

Mengingat pembahasan dalam rancangan alat ukur yang dibuat dapat meluas

maka tulisan ini mempunyai batasan masalah sebagai berikut :

1. Sensor yang digunakan sendor LDR

2. Mikrokontroler yang digunakan Arduino Pro Mini

3. Output ditampilkan di LCD

4. Tidak membahas teori rangkaian listrik

5. Rancangan dibuat dalam bentuk prototype

1.4 Tujuan

Adapun tujuan dari dibuatnya alat ini adalah :

1. Merancang dan membuat alat ukur intensitas cahaya

2. LDR sebagai sensor kecerahan cahaya

3. Memperoleh suatu alat ukur kontrol cahaya automatis

1.5 Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penulisan Projek Akhir II ini adalah sebagai

berikut:

a. Metode Pustaka

Mencari data-data yang berkaitan dengan alat ukur yang akan dibuat, dari

literatur buku-buku, jurnal-jurnal, majalah-majalah elektronika, dan situs-situs

internet untuk mempelajari hal-hal sebagai berikut:

1. Konsep Mikrokontroler Arduino Pro Mini sebagai alat kontrol

2. Konsep penggunaan LDR sebagai sensor cahaya

3. Liquid Crystal Display (LCD) sebagai pendisplay

b. Metode Perancangan dan pembahasan alat

Membahas tentang langkah-langkah membuat alat yang dirancang secara

keseluruhan dimulai dari perancangan hardware, perancangan software pada

mikrokontroler sampai menampilkan layar pada LCD


4

1.6 Tinjauan Pustaka

Intensitas cahaya dengan satuan lux adalah arus cahaya dalam lumen yang

diemisikan dalam setiap sudut ruang (pada arah tertentu) oleh sebuah sumber cahaya.

Kata candela berasal dari candle (lilin) merupakan suatu tertua pada teknik penerangan

dan diukur berdasarkan intesitas cahaya standar. Cahaya adalah energi yang berbentuk

gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya 400-800 nano meter. Cahaya

yang diperlukan dalam kehidupan sehari-hari, baik oleh manusia, hewan ataupun

tumbuhan. Salah satu sifat cahaya yaitu bergerak kesemua arah. Dalam kehidupan

sehari-hari cahaya dapat dimanfaatkan bagi kehidupan manusia, tanpa cahaya manusia

tidak akan bisa berbuat apa-apa. Apalagi ketika berada dalam ruangan, cahaya sangat

berpengaruh pada penglihatan manusia. Kuat lemahnya intensitas cahaya berpengaruh

pada akomodasi mata yang dikenai cahaya tersebut.

1.7 Sistematika Penulisan

Dalam penyusunan Tugas Akhir II ini, pembahasan mengenai sistem alat ukur

yang dibuat dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I: PENDAHULUAN

Pada bab ini membahas tentang latar belakang tugas akhir, identifikasi masalah,

tujuan, metode penelitan, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Pada bab ini berisi penjelasan dasar teori mengenai konsep yang digunakan

dalam pembahasan sistem perancangan alat ukur ini.

BAB III : METODE PENELITIAN

Pada bab ini akan dibahas secara detail tentang perancangan, konstruksi alat,

sistem mikrokontroler, beserta program pengolah data dari masukan sensor

cahaya ke penampil LCD.


5

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini berisi uraian hasil pengujian alat ukur rancangan kontrol lampu

automatis menggunakan rangkaian LDR

BAB V : PENUTUP

Sebagai bab terakhir penulisan, penulis akan menguraikan beberapa

kesimpulan dari uraian bab-bab sebelumnya dan penulis akan berusaha

memberikan saran yang mungkin bermanfaat.


6

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Sensor LDR

Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang

nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang

diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai

hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi

LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima

sejumlah intensitas cahaya (kondisi terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi

gelap.

Naik turunnya nilai hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang

diterimanya. Pada umumnya, nilai hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ)

pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang.

LDR (Light Dependent Resistor) yang merupakan komponen elektronika peka

cahaya ini sering digunakan atau diaplikasikan dalam rangkaian elektronika sebagai

sensor pada lampu penerang jalan, lampu kamar tidur, rangkaian anti maling, shutter

kamera, alarm dan lain sebagainya.

2.1.1 Bentuk dan Simbol LDR

Gambar 2.1.1 Bentuk dan Simbol LDR


http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/09/Bentuk-dan-Simbol-LDR.jpg

7

2.1.2 Karakteristik LDR

Sensor cahaya LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan

resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua

macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral seperti yang diuraikan sebagai berikut

a. Laju Recovery Sensor Cahaya LDR

Bila sebuah “Sensor Cahaya LDR” dibawa dari suatu ruangan dengan level

kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati

bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan

ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di

kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu

ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis

dalam satuan K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200 K/detik

(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan

lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang

memerlukan waktu kurang dari 10 ms (milidetik) untuk mencapai resistansi yang sesuai

dengan level cahaya 400 lux.

Gambar 2.1.2.a. Karakteristik LDR


http://2.bp.blogspot.com/-yRYiwEm10qY/VQD7kEAAYjI/AAAAAAAAEw4/DXSQBDUlKuw/s1600/larakteristi+ldr.jpg

8

b. Respon Spektral Sensor Cahaya LDR

LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang

cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai

penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak. Dari kelima

bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena

mempunyai daya hantar yang baik.

Pada keadaan gelap tanpa cahaya sama sekali, LDR memiliki nilai resistansi

yang besar (sekitar beberapa Mega ohm). Nilai resistansinya ini akan semakin kecil jika

cahaya yang jatuh ke permukaannya semakin terang. Pada keadaan terang

benderang (siang hari) nilai resistansinya dapat mengecil, lebih kecil dari 1 KΩ.

Dengan sifat LDR yang demikian maka LDR biasa digunakan sebagai sensor cahaya.

Contoh penggunaannya adalah pada lampu taman dan lampu di jalan yang bisa

menyala di malam hari dan padam di siang hari secara otomatis.

2.1.3 Prinsip Kerja LDR

Resistansi Sensor cahaya LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas

cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Biasanya LDR terbuat dari

cadmium sulfida yaitu bahan semikonduktor yang resistansinya berupah-ubah menurut

banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang

jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat,

artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan. Resistansi LDR pada tempat gelap

biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang resistansi LDR turun menjadi

hanya sekitar 150 Ω s/d 1 KΩ

LDR ( Light Dependent Resistor ) adalah suatu komponen elektronik yang

resistansinya berubah ubah tergantung pada intensitas cahaya. Jika intensitas cahaya

semakin besar maka resistansi LDR semakin kecil, jika intensitas cahaya semakin

kecil maka resistansi LDR semakin besar. LDR sering juga disebut dengan sensor

cahaya.


9

Cara merangkai LDR ada 2, tergantung dengan respon yang diinginkan.

Rangkaian itu antara lain

Gambar 2.1.3.1 Rangkaian LDR

Cara kerja rangkaian 1 adalah pada saat intensitas cahaya disekitar LDR

membesar, maka hambatan LDR akan mengecil. Hal ini menyebabkan tegangan pada

Titik 1 semakin besar. Dan sebaliknya, jika intensitas cahaya disekitar LDR semakin

kecil, maka hambatan LDR semakin besar. Hal ini menyebabkan tegangan pada Titik 1

semakin kecil.

Cara kerja rangkaian 2 adalah pada saat intensitas cahaya disekitar LDR

membesar, maka hambatan LDR akan membesar. Hal ini menyebabkan tegangan pada

Titik 2 semakin mengecil. Dan sebaliknya, jika intensitas cahaya disekitar LDR

semakin kecil , maka hambatan pada LDR semakin kecil. Hal ini menyebabkan

tegangan pada Titik 2 semakin besar.

LDR memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah-

ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan adalah Kadmium

Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe).


10

Gambar 2.1.3.2 Bahan yang digunakan pada LDR

2.1.4 Cara Mengukur LDR (Light Dependent Resistor) dengan Multimeter

Alat Ukur yang digunakan untuk mengukur nilai hambatan LDR adalah

Multimeter dengan fungsi pengukuran Ohm (Ω). Agar Pengukuran LDR akurat, kita

perlu membuat 2 kondisi pencahayaan yaitu pengukuran pada saat kondisi gelap dan

kondisi terang.Dengan demikian kita dapat mengetahui apakah Komponen LDR tersebut

masih dapat berfungsi dengan baik atau tidak.

a. Mengukur LDR pada Kondisi Terang

1. Atur posisi skala selektor Multimeter pada posisi Ohm

2. Hubungkan Probe Merah dan Probe Hitam Multimeter pada kedua kaki LDR

(tidak ada polaritas)

3. Berikan cahaya terang pada LDR

4. Baca nilai resistansi pada Display Multimeter. Nilai Resistansi LDR pada

kondisi terang akan berkisar sekitar 500 Ohm.


11

Gambar 2.1.4.a Cara mengukur LDR saat terang

b. Mengukur LDR pada Kondisi Gelap

1. Atur posisi skala selektor Multimeter pada posisi Ohm

2. Hubungkan Probe Merah dan Probe Hitam Multimeter pada kedua kaki LDR

(tidak ada polaritas)

3. Tutup bagian permukaan LDR atau pastikan LDR tidak mendapatkan cahaya

4. Baca nilai resistansi pada Display Multimeter. Nilai Resistansi LDR di kondisi

gelap akan berkisar sekitar 200 KOhm.

Gambar 2.1.4.b Cara mengukur LDR saat gelap


http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/09/Cara-Mengukur-LDR-Light-Dependent-Resistor-saat-terang.jpg

http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/09/Cara-Mengukur-LDR-Light-Dependent-Resistor-saat-gelap.jpg

http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/09/Cara-Mengukur-LDR-Light-Dependent-Resistor-saat-terang.jpg

http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/09/Cara-Mengukur-LDR-Light-Dependent-Resistor-saat-gelap.jpg

12

Catatan :

Hasil Pengukuran akan berubah tergantung pada tingkat intesitas cahaya yang

diterima oleh LDR itu sendiri.

Satuan terang cahaya atau Iluminasi (Illumination) adalah lux

2.1.5 Aplikasi (Penggunaan) LDR

Jenis-jenis sensor cahaya adalah suatu komponen elektronis yang mampu

mendeteksi keberadaan cahaya untuk kemudian dikonversi kedalam isyarat tegangan

atau arus listrik. Beberapa aplikasi dari sensor cahaya diantaranya robot line follower,

sensor denyut jantung, sensor kehadiran, lampu tidur otomatis dan lain sebagainya.

Ketika anda menggunakan sensor cahaya tentunya satu yang tidak boleh terlupa

yaitu sumber cahaya. Misalkan saja untuk aplikasi sensor cahaya pada line follower,

sumber cahaya biasanya berasal dari lampu LED. Berbeda jika sensor cahaya ini

digunakan untuk lampu jalan otomatis, dimana lampu akan otomatis menyala ketika

kondisi lingkungan redup, maka sumber cahaya berupa cahaya alami dari sinar matahari.

Light Dependent Resistor (LDR) adalah resistor yang nilai hambatanya dapat

berubah sesuai dengan intensitas cahaya yan mengenainya. Semakin besar intensitas

cahaya yang mengenai permukaan LDR, semakin kecil nilai hambatanya. Sebaliknya,

semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR, semakin besar nilai resistansi LDR.

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai :

Sensor pada rangkaian saklar cahaya

Sensor pada lampu otomatis

Sensor pada alarm brankas

Sensor pada tracker cahaya matahari

Sensor pada kontrol arah solar cell

Sensor pada robot line follower


http://elektronika-dasar.web.id/solar-cell/

13

Dan masih banyak lagi aplikasi rangkaian elektronika yang menggunakan LDR sebagai

sensor cahaya.

Gambar 2.1.5.1. Rangkaian pendeteksi intensitas cahaya

Gambar 2.1.5.2. Rngkaian sensor intensitas cahaya sebagai input PLC UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

http://2.bp.blogspot.com/-FqgYfyeuDI4/VQD6qzmKXDI/AAAAAAAAEww/QJALtpdcz6w/s1600/deteksi+cahaya.jpg

http://4.bp.blogspot.com/-js_9N2DMrB8/VQD29y8d8OI/AAAAAAAAEwE/Hbuo2QlIQv8/s1600/Rangkaian+sensor+intensitas+cahaya+matahari+dengan+LDR+sebagai+inputan+PLC.jpg

http://2.bp.blogspot.com/-FqgYfyeuDI4/VQD6qzmKXDI/AAAAAAAAEww/QJALtpdcz6w/s1600/deteksi+cahaya.jpg

http://4.bp.blogspot.com/-js_9N2DMrB8/VQD29y8d8OI/AAAAAAAAEwE/Hbuo2QlIQv8/s1600/Rangkaian+sensor+intensitas+cahaya+matahari+dengan+LDR+sebagai+inputan+PLC.jpg

14

Gambar 2.1.5.3. Rangkaian saklar cahaya

Gambar 2.1.5.4. Rangkaian saklar lampu penerangan otomatis


http://1.bp.blogspot.com/-6qcoMjynkOc/VQD3ovGPskI/AAAAAAAAEwM/ybvnIQqckrU/s1600/saklar+cahaya.jpg

http://4.bp.blogspot.com/-WE4xvgMa4hc/VQD3-iuRuaI/AAAAAAAAEwU/zmwfhnxEZkc/s1600/lampu+taman+menyala+otomatis.jpg

http://1.bp.blogspot.com/-6qcoMjynkOc/VQD3ovGPskI/AAAAAAAAEwM/ybvnIQqckrU/s1600/saklar+cahaya.jpg

http://4.bp.blogspot.com/-WE4xvgMa4hc/VQD3-iuRuaI/AAAAAAAAEwU/zmwfhnxEZkc/s1600/lampu+taman+menyala+otomatis.jpg

15

Gambar 2.1.5.5. Rangkaian saklar lampu tidur otomatis

Gambar 2.1.5.6. Rangkaian robot line follower analog


http://1.bp.blogspot.com/-0lW77K3smVc/VQD9JAIWCiI/AAAAAAAAExE/MnyF1AqPUnY/s1600/saklar+lampu+malam.jpg

http://4.bp.blogspot.com/-28PWmv7o6hE/VQD4U5sww0I/AAAAAAAAEwc/nawbRTVqXSU/s1600/line-follower-analog.jpg

http://1.bp.blogspot.com/-0lW77K3smVc/VQD9JAIWCiI/AAAAAAAAExE/MnyF1AqPUnY/s1600/saklar+lampu+malam.jpg

http://4.bp.blogspot.com/-28PWmv7o6hE/VQD4U5sww0I/AAAAAAAAEwc/nawbRTVqXSU/s1600/line-follower-analog.jpg

16

Gambar 2.1.5.7. Rangkaian lilin elektronik dengan arduino

2.2 Arduino Pro Mini

Arduino Pro Mini adalah board mikrokontroler dengan ATmega328. Memiliki

14 digital pin input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input

analog, resonator on-board, tombol reset, dan lubang untuk pemasangan pin header.

Header enam pin dapat dihubungkan ke kabel FTDI atau Sparkfun board breakout untuk

memberikan daya USB dan komunikasi untuk board.

Arduino Pro Mini dimaksudkan untuk instalasi semi permanen di suatu objek.

Dengan Pro Mini memungkinkan penggunaan berbagai jenis konektor atau solder


http://3.bp.blogspot.com/-4EiBP6wY-rA/VQD5HRVABzI/AAAAAAAAEwk/_3dYTUbWdc0/s1600/lilin+elektronik1.png

17

langsung kabel. Pin tata letak kompatibel dengan Arduino Mini. Ada dua versi Pro Mini.

Satu berjalan pada 3.3V dan 8 MHz, yang lainnya di 5V dan 16 MHz.

Gambar 2.2 Arduino Pro Mini 3.3V dan 5V

2.2.1 Spesifikasi

Microcontroller ATmega328

Operating Voltage 3.3V or 5V (depending on model)

Input Voltage 3.35 -12 V (3.3V model) or 5 – 12 V (5V model)

Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)

Analog Input Pins 6

DC Current per I/O Pin 40 mA

Flash Memory 32 kB (of which 0.5 kB used by bootloader)

SRAM 2 kB

EEPROM 1 kB

Clock Speed 8 MHz (3.3V model) or 16 MHz (5V model)

Arduino Pro Mini dapat didukung dengan kabel FTDI atau board breakout

terhubung ke nya enam pin header, atau dengan tegangan 3.3V atau 5V (tergantung

pada model) pada pin Vcc. Ada tegangan regulator di papan sehingga dapat menerima UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

tegangan sampai 12VDC. Jika Anda memasok listrik diatur ke board, pastikan untuk

terhubung ke “RAW” pin pada tidak VCC.Pinnya adalah sebagai berikut:RAW. Untuk

memasok tegangan baku untuk papan. VCC. Tegangan 3,3 atau 5 volt. GND. Ground.

2.2.2 Open Source Hardware

Arduino Pro Mini adalah hardware open source (OSH - Open Source Hardware),

pertama kali di desain oleh Sparkfun Electronics. Karena OSH, dengan demikian anda

dan siapapun diberi kebebasan untuk dapat membuat sendiri Arduino Pro Mini. Skema

Pro Mini dapat dilihat dilampiran.

Gambar 2.2.2.1 Skema Arduino Pro Mini


19

Gambar 2.2.2.2 Desain Arduino Pro Mini

2.2.3 Memory

ATmega328 memiliki 32 kB flash memori untuk menyimpan kode (yang 0.5kB

digunakan untuk bootloader). Memiliki 2 kB SRAM dan 1kBs EEPROM (yang dapat

dibaca dan ditulis dengan library EEPROM).

2.2.4 Input dan Output

Arduino Pro Mini memiliki 14 buah digital pin yang dapat digunakan sebagai

input atau output, sengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan

digital(Read). Pin-pin tersebut ekerja pada tegangan 5V, dan setiap pin dapat

menyediakan atau menerima arus 20mA, dan memiliki tahanan pull-up sekitar 20-50k

ohm (secara default dalam posisi discconnect). Nilai maximum adalah 40mA, yang

sebisa mungkin dihindari untuk menghindari kerusakan chip mikrokontroller


20

Beberapa pin memiliki fungsi khusus :

Serial, terdiri dari 2 pin : pin 0 (RX) dan pin 1 (TX) yang digunakan untuk

menerima (RX) dan mengirim (TX) data serial.

External Interrups, yaitu pin 2 dan pin 3. Kedua pin tersebut dapat digunakan

untuk mengaktifkan interrups. Gunakan fungsi attachInterrupt()

PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 menyediakan output PWM 8-bit dengan

menggunakan fungsi analogWrite()

SPI : Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), dan 13 (SCK) mendukung

komunikasi SPI dengan menggunakan SPI Library

LED : Pin 13. Pada pin 13 terhubung built-in led yang dikendalikan oleh digital

pin no 13.

Arduino Pro Mini memiliki 8 buah input analog, yang diberi tanda dengan A0 hingga

A7. Masing-masing pin analog tersebut memiliki resolusi 10 bits (jadi bisa memiliki

1024 nilai). Secara default, pin-pin tersebut diukur dari ground ke 5V, namun bisa juga

menggunakan pin REF dengan menggunakan fungsi analogReference().

Pin Analog A6 dan A7 tidak bisa dijadikan sebagai pin digital, hanya sebagai analog.

Beberapa pin lainnya pada board ini adalah :

I2C : Pin A4 (SDA) dan A5 (SCL). Pin ini mendukung komunikasi I2C (TWI)

dengan menggunakan Wire Library.

Reset. Hubungkan ke LOW untuk melakukan reset terhadap mikrokontroller.

Biasanya digunakan untuk dihubungkan dengan switch yang dijadikan tombol

reset.


21

Gambar 2.2.3 Input dan Output Arduino

2.2.5 Pemrograman

Pemrograman board Arduino Pro Mini dilakukan dengan menggunakan Arduino

Software (IDE) yang bisa anda download gratis disini. Chip ATmega328 yang terdapat

pada Arduino Nano telah diisi program awal yang sering disebut bootloader. Bootloader

tersebut yang bertugas untuk memudahkan anda melakukan pemrograman lebih

sederhana menggunakan Arduino Software, tanpa harus menggunakan tambahan

hardware lain. Yang dibutuhkan hanyalah board FTDI atau USB to Serial seperti

yang ini, lalu hibungkan ke PC, Mac, atau Linux anda, jalankan software Arduino

Software (IDE), dan anda sudah bisa mulai memrogram chip ATmega328. Lebih mudah

lagi, di dalam Arduino Software sudah diberikan banyak contoh program yang

memanjakan anda dalam belajar mikrokontroller.


https://www.arduino.cc/en/Main/Software

http://ecadio.com/jual-usb-to-serial-ch-340g

22

Gambar 2.2.4 Pemrograman Arduino

Untuk pengguna mikrokontroller yang sudah lebih mahir, anda dapat tidak

menggunakan bootloader dan melakukan pemrograman langsung via header ICSP (In

Circuit Serial Programming) dengan menggunakan Arduino ISP.

2.2.6 Power Supply

Pengembangan Board Arduino Pro Mini dapat diberi tenaga dengan power yang

diperoleh dari board FTDI atau USB to Serial, atau via board power supply breadboard

pada papan breadboard anda.

Beberapa pin power pada Arduino Pro Mini :

GND. Ini adalah ground atau negatif.

VCC. Power supply ter regulasi 3.3V atau 5V (tergantung model)

RAW. Ini adalah pin untuk memberikan raw voltage

3V3. Ini adalah pin output dimana pada pin tersebut disediakan tegangan 3.3V

yang telah melalui regulator


23

Gambar 2.2.6 Board Arduino Pro Mini

2.2.7 Reset Otomatis (softwere)

Ketimbang membutuhkan pers fisik tombol reset sebelum upload, Arduino Pro

Mini dirancang dengan cara yang memungkinkan untuk reset oleh perangkat lunak yang

berjalan pada komputer yang terhubung. Salah satu pin pada header enam pin terhubung

ke garis reset dari ATmega328 melalui 100 nF kapasitor. Pin ini terhubung ke salah satu

jalur kontrol hard wire dari USB-to-serial konverter yang terhubung ke header.

Software Arduino menggunakan kemampuan ini untuk memungkinkan Anda untuk

meng-upload kode dengan hanya menekan tombol upload di software Arduino. Ini

berarti dapat mempersingkat waktu.

2.2.8 Komunikasi

Arduino Nano 3.0 memiliki beberapa fasilitas untuk berkomunikasi dengan

komputer, berkomunikasi dengan Arduino lainnya, atau dengan mikrokontroller lain

nya. Chip Atmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5V) yang tersedia di

pin 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip FTDI yang terdapat pada board berfungsi


24

menterjemahkan bentuk komunikasi ini melalui USB dan akan tampil sebagai Virtual

Port di komputer.

Pada Arduino Software (IDE) terdapat monitor serial yang memudahkan data textual

untuk dikirim menuju Arduino atau keluar dari Arduino. Lampu led TX dan RX akan

menyala berkedip-kedip ketika ada data yang ditransmisikan melalui chip FTDI USB to

Serial via kabel USB ke komputer. Untuk menggunakan komunikasi serial dari digital

pin, gunakan SoftwareSerial library

Chip ATmega328 juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Di dalam Arduino

Software (IDE) sudah termasuk Wire Library untuk memudahkan anda menggunakan

bus I2C. Untuk menggunakan komunikasi SPI, gunakan SPI library.

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan)

yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat.

Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak

digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator,

layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel,

layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.

Teknologi Display LCD ini memungkinkan produk-produk elektronik dibuat

menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi Tabung Sinar Katoda (Cathode

Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan teknologi CRT, LCD juga jauh lebih

hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran

cahaya sedangkan CRT berdasarkan prinsip pemancaran cahaya. Namun LCD

membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung

karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya. Beberapa jenis backlight yang umum

digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Cold cathode fluorescent

lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes).


https://www.arduino.cc/en/Reference/SoftwareSerial

https://www.arduino.cc/en/Reference/SPI

25

Gambar 2.3 LCD

2.3.1 Struktur Dasar LCD

LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama

yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal

Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan

apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya.

Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber

cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih.

Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada

diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.

Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah :

Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)

Elektroda Positif (Positive Electrode)

Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)

Elektroda Negatif (Negative Electrode)

Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)

Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)


26

Dibawah ini adalah gambar struktur dasar sebuah LCD:

Gambar 2.3.1 Struktur LCD

Catatan :

LCD yang digunakan pada Kalkulator dan Jam Tangan digital pada umumnya

menggunakan Cermin untuk memantulkan cahaya alami agar dapat menghasilkan digit

yang terlihat di layar. Sedangkan LCD yang lebih modern dan berkekuatan tinggi seperti

TV, Laptop dan Ponsel Pintar menggunakan lampu Backlight (Lampu Latar Belakang)

untuk menerangi piksel kristal cair. Lampu Backlight tersebut pada umumnya berbentuk

persegi panjang atau strip lampu Flourescent atau Light Emitting Diode (LED).

2.3.2 Kelebihan dan Kekurangan LCD

Berikut ini uraian singkat mengenai Kelebihan dan Kekurangan Monitor LCD :

a. Kelebihan Monitor LCD

1. Ukuran Dimensi Monitor Ramping. Bentuk serta ukuran monitor yang

ramping dan tidak terlalu besar membuat tempat yang akan diletakkan

monitor akan hemat, sehingga monitor ini cukup cocok jika diletakkan

tempat yang tidak luas.

2. Berat Monitor Ringan. Ukuran monitor yang ramping berdampak pula

terhadap beratnya. Berat LCD yang ringan sehingga pengguna tidak merasa

ribet jika memindahkannya, pengguna lebih mudah untuk memindahkan

atau membawa monitor tersebut. UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

3. Kualitas Gambar Baik. Kualitas yang dihasilkan oleh monitor lcd ini cukup

baik, gambar yang dihasilkan pun lebih tajam dan lebih jernih. Sehingga

cocok untuk anda yang senang multimedia maupun desain.

4. Baik Untuk Mata. Radiasi yang ditimbulkan oleh monitor LCD lebih kecil

sehingga baik bagi mata para pengguna moniotr LCD. Monitor ini juga

lebih nyaman untuk dilihat dari jarak pandang yang dekat.

5. Hemat Daya Listrik. Penggunaan monitor LCD lebih diuntungkan karena

konsumsi listrik lebih hemat dari monitor lain. Konsumsi daya listrik

monitor LCD setengah dari jenis monitor CTR.

6. Tidak Memantulkan Cahaya. Pada monitor LCD cahaya tidak dipantulkan

lagi, sehingga jika ada cahaya di arah depan monitor tidak dipantulkan

kembali. Hal tersebut membuat nyaman penggunaan dari monitor karena

tidak silau dari cahaya.

b. Kekurangan Monitor LCD

1. Sudut Pandang Terbatas. Sudut pandang yang terbatas membuat gambar

yang dihasilkan berbeda-beda, penglihatan harus sejajar didepan monitor.

2. Masalah Dead Pixel. Dead Pixel merupakan titik hitam yang diakibatkan

adanya pixel yang mati. Dead Pixel bisa ditimbulkan dari gagalnya produksi

atau dari aktivitas kita yang menimbulkan Dead Pixel. Jika layar LCD

timbul Dead Pixel kita sebagai pengguna monitor akan cukup terganggu.

Tidak ingin terdapat dead pixel ? berikut ini Cara Menghindari Dead Pixel

Pada LCD.

3. Layar LCD Sensitif. Komponen layar LCD sensitif, membuat rentan

terhadap benturan dalam membawa monitor anda harus lebih hati-hati.

2.3.3 Material LCD

LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan

elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan

elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik

(tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan

elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan

polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

http://alamtekno.blogspot.com/2013/09/tips-cara-menghindari-dead-pixel-LCD.html

http://alamtekno.blogspot.com/2013/09/tips-cara-menghindari-dead-pixel-LCD.html

28

dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan

segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin

ditampilkan.

2.3.4 Pengendali / Kontroler LCD

Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang

berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).

Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan

register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :

DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat

karakter yang akan ditampilkan berada.

CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori

untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat

diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk

menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter

dasar yang sudah tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah.

Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler

ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat

status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan

data.

Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke

DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke

DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD diantaranya adalah :

Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan

menggunakan LCD dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti

mikrokontroler dengan ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD

tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan

lebar data 8 bit.


http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/





29

Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis

data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk

adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data,

sedangkan high baca data.

Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini

dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke

ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

2.3.5 Konfigurasi LCD

Ada 2 cara untuk berkomunikasi dengan LCD, yaitu 8 bit dan 4 bit jalur data,

selain bit data tersebut juga dibutuhkan 3 jalur lagi untuk kontrol, yaitu : RS, RW dan E

Untuk memperjelas konfigurasi pin LCD dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.3.5 Konfigurasi Pin LCD


30

Gambar 2.3.5 Skema LCD

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa LCD 16×2 mempunya 16 pin. sedangkan

pengkabelanya adalah sebagai berikut :

1. Kaki 1 dan 16 terhubung dengan Ground (GND)

2. Kaki 2 dan 15 terhubung dengan VCC (+5V)

3. Kaki 3 dari LCD 16×2 adalah pin yang digunakan untuk mengatur kontras

kecerahan LCD. Jadi kita bisa memasangkan sebuah trimpot 103 untuk

mengatur kecerahanya. Pemasanganya seperti terlihat pada rangkaian

tersebut. Karena LCD akan berubah kecerahanya jika tegangan pada pin 3 ini

di turunkan atau dinaikan.

4. Pin 4 (RS) dihubungkan dengan pin mikrokontroler

5. Pin 5 (RW) dihubungkan dengan GND

6. Pin 6 (E) dihubungkan dengan pin mikrokontroler

7. Sedangkan pin 11 hingga 14 dihubungkan dengan pin mikrokontroler sebagai

jalur datanya

2.3.6 Prinsip Kerja LCD

Sekedar mengingatkan pelajaran fisika kita mengenai cahaya putih, cahaya putih

adalah cahaya terdiri dari ratusan cahaya warna yang berbeda. Ratusan warna cahaya

tersebut akan terlihat apabila cahaya putih mengalami refleksi atau perubahan arah sinar.

Artinya, jika beda sudut refleksi maka berbeda pula warna cahaya yang dihasilkan.


31

Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan pencahayaan pada Kristal

Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan menyaring backlight yang

diterimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut yang diinginkan sehingga

menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair akan berubah apabila

diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan perubahan sudut dan

penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut, cahaya backlight yang

sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai warna.

Jika ingin menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka selebar-

lebarnya sehingga cahaya backlight yang berwarna putih dapat ditampilkan sepenuhnya.

Sebaliknya, apabila ingin menampilkan warna hitam, maka kristal cair harus ditutup

serapat-rapatnya sehingga tidak adalah cahaya backlight yang dapat menembus. Dan

apabila menginginkan warna lainnya, maka diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal

cair yang bersangkutan.

2.3.7 Cara Kerja LCD

LCD mempunyai 2 bagian karakter utama yaitu :

1. Panel atau display yang berfungsi sebagai media penampil informasi huruf atau

angka sebanyak 4 baris dan masing-masing baris bisa menampung 20 karakter

huruf atau angka

2. sistem kontroller yang ditempelkan dibalik panel LCD, yang berfungsi mengatur

tampilan informasi serta mengatur komunikasi LCD dengan mikrokontroller.

Contoh sistem kendali LCD sebagai berikut :

Gambar 2.3.7 Sistem Kendali LCD


http://2.bp.blogspot.com/-MXQB-co0HYU/Vd8f663IGnI/AAAAAAAAABQ/jjudbeSN8rM/s1600/LCD+konfig.jpg

32

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa input pada LCD yang berupa 8 bit data (D0 -

D7) diterima terlebih dahulu oleh rangkaian kontroller LCD yang bertugas untuk

mengatur data inputan sebelum tampil di LCD, selain itu juga dilengkapi dengan input

(RS, R/W dan E) yang digunakan sebagai kendali kontroller LCD, pada proses

pengiriman data (R/W = 1) dan proses pengambilan data (R/W = 0). Pin RS dipakai

untuk membedakan jenis data yang dikirim, jika (RS = 0) data yang dikirim adalah

perintah untuk mengatur kerja modul LCD, sedangkan jika (RS = 1) data yang dikirim

adalah kode ASCII yang akan ditampilkan. Demikian pula saat pengambilan data jika

(RS = 0) data yang diambil dari modul merupakan data status yang mewakili aktifitas

modul LCD, sedangkan saat (RS = 1) maka data yang diambil merupakan kode ASCII

dari data yang ditampilkan

2.4 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya buzzer digunakan

untuk alarm karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan

tegangan input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi. Frekuensi suara yang

dikeluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz. Dalam penggunaannya dalam

rangkaian, buzzer dapat digunakan pada tegangan sebesar antara 6V sampai 12V

dan dengan tipikal arus sebesar 25 mA.

Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker,

jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang diafragma dan kemudian

kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet. Kumparan tadi

akan tertarik kedalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas

magnetnya. Karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan

kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat

9 udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai

indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat


33

2.4.1 Simbol Buzzer

Gambar 2.4.1 Simbol Buzzer

2.4.2 Cara Kerja Buzzer

Pada saat aliran listrik atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang

menggunakan piezoeletric tersebut. Piezo buzzer dapat bekerja dengan baik dalam

menghasilkan frekwensi di kisaran 1 - 6 kHz hingga 100 kHz.

Gambar 2.4.2 Buzzer dengan sumber daya

Buzzer ini bisa kita coba tanpa menggunakan board arduino yang diprogram. Jadi kita

hanya beri inputan tegangan 3 - 12 V (Tegangan Kerja Buzzer). Buzzer mempunyai

nilai impedansi sama seperi speaker. Jika nilai impedansi kurang dari 10 ohm kita bisa

langsung menghubungkan ke arduino dan jika impedansi yang lebih besar kita akan

membutuhkan driver untuk mengangkat arus yang masuk ke buzzer. Kita bisa

menggunakan rangkaian transistor.


https://3.bp.blogspot.com/-masZy1JMc3Q/WigURgfCIhI/AAAAAAAAA7U/RjD4UKZUkYsZPT8eI54vpqVfKaOOy4OJQCLcBGAs/s1600/Buzzer+Full.jpg

https://3.bp.blogspot.com/-masZy1JMc3Q/WigURgfCIhI/AAAAAAAAA7U/RjD4UKZUkYsZPT8eI54vpqVfKaOOy4OJQCLcBGAs/s1600/Buzzer+Full.jpg

34

Seperti gambar diatas kaki positive sambungkan pada batere kutub positive dan kaki

negative di sambungkan pada batere kutub negative. Maka buzzer langsung berbunyi

"beep beep". Kita juga bisa menggunakan rangkaian diatas untuk mengetes apakah

buzzer berfungsi atau tidak.

Gambar 2.4.2.1 Buzzer dihubungkan dengan Arduino

2.4.3 Struktur Buzzer

Berikut ini adalah gambar bentuk dan struktur dasar dari sebuah Piezoelectric Buzzer.

Gambar 2.4.3 Struktur Buzzer


https://3.bp.blogspot.com/-5HMZgxmgGQM/WigZiyAhntI/AAAAAAAAA8A/ow_3NAOXp3sSpTVpTPYbe-ihGnu1ccRHwCLcBGAs/s1600/Arduino+Buzzer.png

https://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2016/04/Pengertian-Piezoelectric-Buzzer-dan-Cara-Kerja-Buzzer.jpg?x22079

https://3.bp.blogspot.com/-5HMZgxmgGQM/WigZiyAhntI/AAAAAAAAA8A/ow_3NAOXp3sSpTVpTPYbe-ihGnu1ccRHwCLcBGAs/s1600/Arduino+Buzzer.png

https://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2016/04/Pengertian-Piezoelectric-Buzzer-dan-Cara-Kerja-Buzzer.jpg?x22079

35

Jika dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk

digerakan. Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan

output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus

menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan intensitas

suara yang dapat didengar oleh manusia.

Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di

kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional

Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.


36

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Prinsip Kerja Sistem

Prinsip kerja sistem keseluruhan adalah dimulai dari menangkap intensitas

cahaya oleh rangkaian sensor cahaya (LDR). Intensitas cahaya tersebut kemudian

diubah oleh rangkaian LDR menjadi tegangan. Tegangan yang dihasilkan oleh

rangkaian sensor LDR masih bersifat analog. Oleh karena itu agar tegangan tersebut

dapat diproses secara digital dengan mikrokontroler, maka tegangan tersebut harus

diubah terlebih dahulu ke digital. Perangkat converter analog ke digital (Analog to

Digital Converter) ADC, berfungsi untuk mengubah tegangan analog keluaran

rangkaian sensor LDR menjadi data digital. Data digital keluaran dari perangkat ADC

kemudian diproses di dalam mikrokontroler dan dikalibrasi untuk kemudian

ditampilakan pada layar tampilan LCD

3.2 Diagram Blok

Gambar 3.2 Diagram Blok Alat Ukur

POWER

SUPPLY LCD MIKROKONTROLLER

LDR

CAHAYA

BUZZER

SAKLAR


37

Secara keseluruhan sistem terdiri dari enam bagian yaitu Power Supply, sensor

cahaya LDR, Mikrontroler, Display LCD, Buzzer dan Saklar. Fungsi tiap blok adalah

sebagai berikut:

1. Rangkaian sensor cahaya LDR

Rangkaian sensor ini digunakan untuk menangkap perubahan intensitas

cahaya menjadi tegangan.

2. Mikrokontroller

Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler arduino pro mini yang

akan melakukan proses pengolahan data,perhitungan data, kalibrasi dan

mengubah tegangan analaog keluaran dari rangkaian sensor menjadi digital 8

bit melalui ADC yang akan di kirim pada layar LCD.

3. Display LCD

Dispay LCD berfungsi untuk menampilkan informasi pengukuran kepada

pengguna. LDC yang digunakan adalah LCD tipe M1632, terdiri dari dua

baris dan masing-masing berdiri terdiri dari 16 karakter ( biasanya dikenal

dengan LCD 16x2). Tiap karakter berukuran 5 x 7 dot matrix.

4. Buzzer

Alarm yang berfungsi sebagai indikasi bahwa cahaya yang masuk sudah

melebihi atau tidak

5. Saklar

Input saklar adalah saklar yang digunakan untuk mengaktifkan

mikrokontroler.

6. Power Supply

Sebagai penyedia tegangan ke system dan sensor

3.3 Rangkaian Keseluruhan Sistem

Rangkaian keseluruhan sistrm kendali cahaya pada ruang baca terbagi atas

bagian yaitu : bagian input dan bagian output . Bagian input terdiri dari 2 buah input

yaitu sensor, arduino pro mini dan buzzer. Bagian output terdiri dari LCD


38

Gambar 3.3. Rangkaian Keseluruhan Sistem

3.4 Rangkaian sensor cahaya LDR

Komponen LDR yang digunakan adalag LDR yang banyak terdapat dipasaran

umumnya berbahan dasar Kadmium Sulfide (Cds) karena bahan ini peka terhadap

perubahan intensitas cahaya, dengan bahan ini energi cahaya yang jatuh pada LDR

menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas sehingga resistansi bahan mengalami

penurunan. Nilai resistansi LDR yang digunakan berada pada antara 150 A (bila

mendapatkan cahaya maksimum) samapai 20mA (bila tidak mendapat cahaya), sehingga

besarnya nilai resistansi R3 yang digunakan sebagai konfigurasi rangkaian pembagi

tegangan harus memiliki nilai lebih besar dari pada resistansi LDR pada waktu

mendapat cahaya maksimum dan memiliki resistansi lebih kecil saat LDR tidak

mendapatkan cahaya. Oleh karena itu, resistansi R3 sebesar 10 K dapat digunakan

sebagai konfigurasi rangkaian sensor cahaya.


39

Gambar 3.4 Koneksi Arduino dengan LDR

3.5 Rangkaian LCD

Modul LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua

teks yang kita tuliskan ke modul LCD akan disimpan didalam memory ini, dan modul

LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke modul LCD

itu sendiri.

Gambar 3.5 Peta Memory LCD character 16x2

Pada peta memori diatas, daerah yang berwarna biru (00 s/d 0F dan 40 s/d 4F)

adalah display yang tampak. Jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris dengan dua

baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi

dari layar. Dengan demikian dapat dilihat karakter pertama yang berada pada posisi

baris pertama menempati alamat 00h dan karakter kedua yang berada pada posisi baris

kedua menempati alamat 40h.

Agar dapat menampilkan karakter pada display maka posisi kursor harus terlebih

dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h dengan demikian untuk UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

menampilkan karakter, nilai yang terdapat pada memory harus ditambahkan dengan

80h. Sebagai contoh, jika kita ingin menampilkan huruf “A” pada baris kedua pada

posisi kolom ke sepuluh, maka sesuai dengan peta memory, posisi karakter pada kolom

10 dari baris kedua mempunyai alamat 4Ah, sehingga sebelum kita menampilkan huruf

“A” pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk

instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h + 4Ah = 0Cah. Sehingga dengan

mengirim perintah 0Cah ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris kedua dan

kolom ke 10. Dalam pengujiannya, pin-pin LCD disambungkan dengan arduino.

Gambar 3.5.1 Koneksi pengujian LCD

3.6 Rangkaian Arduino Pro Mini

Arduino Mini adalah board mikrokontroler Atmega328 yang memiliki 14 digital

input/output dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM. Untuk meMemprogram

arduino menggunakan USB Sambungkan Arduino Pro Mini dengan USB PL2303. Tx

dan Rx Sebagai komunikasi Arduino dengan PL2303, VCC dan GND digunakan

sebagai supplay Arduino Pro Mini. Setelah disambungkan Arduino dengan Usb PL2303

buka software Arduino untuk Upload programnya.


41

1. Pilih Board Arduino Pro Mini

2. Pilih COM yang digunakan

3. Pilih Downloader yang digunakan


https://1.bp.blogspot.com/-n4shDqJYBMM/WLOy_wl8tkI/AAAAAAAAILU/s4JIsUa3yCcypZKIGTiF6LS3mFJ6VYkeQCEw/s1600/Pilih+Board+Arduino+Pro+Mini.jpg

https://3.bp.blogspot.com/-3A-Cw3_DLHA/WLOzAbmI2FI/AAAAAAAAILY/U4u8loF5uns2mCgjMlgA76a6oG37-XJXwCEw/s1600/Pilih+COM+yang+digunakan.jpg

https://1.bp.blogspot.com/-n4shDqJYBMM/WLOy_wl8tkI/AAAAAAAAILU/s4JIsUa3yCcypZKIGTiF6LS3mFJ6VYkeQCEw/s1600/Pilih+Board+Arduino+Pro+Mini.jpg

https://3.bp.blogspot.com/-3A-Cw3_DLHA/WLOzAbmI2FI/AAAAAAAAILY/U4u8loF5uns2mCgjMlgA76a6oG37-XJXwCEw/s1600/Pilih+COM+yang+digunakan.jpg

42

4. Pilih Contoh Program Blink untuk menyalahkan Led

5. Compile Program dengan mengklik (V) Centang di kanan atas. Bebas bisa di

edit programnya. UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

https://4.bp.blogspot.com/-Y48F_oXWOwo/WLOzARrb9QI/AAAAAAAAILc/8bG0w_lX_48KnMllh28NF6L7-IhUl2fWQCEw/s1600/Pilih+Downloader+yang+digunakan.jpg

https://3.bp.blogspot.com/-3wF9gvSueL0/WLOy_3Edq_I/AAAAAAAAIMA/A9g4WTqMlRgzZ4CHcMpMzLVcmL-pA7rFwCEw/s1600/Contoh+Program+Blink+untuk+menyalahkan+Led.jpg

https://4.bp.blogspot.com/-Y48F_oXWOwo/WLOzARrb9QI/AAAAAAAAILc/8bG0w_lX_48KnMllh28NF6L7-IhUl2fWQCEw/s1600/Pilih+Downloader+yang+digunakan.jpg

https://3.bp.blogspot.com/-3wF9gvSueL0/WLOy_3Edq_I/AAAAAAAAIMA/A9g4WTqMlRgzZ4CHcMpMzLVcmL-pA7rFwCEw/s1600/Contoh+Program+Blink+untuk+menyalahkan+Led.jpg

43

6. Setelah Di Compile Upload Program ke Arduino dengan Klick Simbol Arah

Kanan.

Setelah selesai di upload lihat hasilnya pada Arduino Pro Mini. Led pada pin 13 nyala

kedip kedip.

Note: Untuk memprogram Arduino pro mini dengan menekan tombol yang ada di

arduino setelah klick upload. tahan tombol kecil itu sampai ada led yang nyala pada

PL2303 lalu lepaskan tombol yang ditahan tadi. Kemudian muncul led prosses upload.

dan berhasil di upload.


https://2.bp.blogspot.com/-erJUT6BIIK0/WLOy_1O7DPI/AAAAAAAAIL0/-y57RpXbuhcsAc4Mfv6LRTTVwWgjyNtYQCEw/s1600/Compile+Program+dengan+mengklik+(V)+Centang+di+kanan+atas.jpg

https://3.bp.blogspot.com/-x_O5SHVuzeg/WLOzASaEjhI/AAAAAAAAIL0/M5FZJUEWlvAAlvmDbigVT25_VZTcs0B8QCEw/s1600/Setelah+Di+Compile+Upload+Program+ke+Arduino.jpg

https://2.bp.blogspot.com/-erJUT6BIIK0/WLOy_1O7DPI/AAAAAAAAIL0/-y57RpXbuhcsAc4Mfv6LRTTVwWgjyNtYQCEw/s1600/Compile+Program+dengan+mengklik+(V)+Centang+di+kanan+atas.jpg

https://3.bp.blogspot.com/-x_O5SHVuzeg/WLOzASaEjhI/AAAAAAAAIL0/M5FZJUEWlvAAlvmDbigVT25_VZTcs0B8QCEw/s1600/Setelah+Di+Compile+Upload+Program+ke+Arduino.jpg

44

BAB 4

PENGUJIAN ALAT UKUR

Dalam bab ini akan dibahas pengujian alat ukur rancangan lampu automatis

menggunakan rangkaian LDR. Pengujian alat ukur ini dilakukan untuk jawab

identifikasi masalah terhadap alat ukur yang dibuat apakah sudah sesuai dengan

perancangan alat ukur atau belum.

4.1 Pengujian Sensor LDR

Pada pengujian LDR ini dilakukan dengan menggunakan transistor 2N 2222

dengan resistor 1000 ohm, VR 50K, Dioda 1N 4001, Buzzer. Rangkaian diberi tegangan

sebesar 5V

Tes Point (cm) Intensitas Cahaya Resistansi

1 850 100 ohm

2 350 250 ohm

3 285 450 ohm

4 130 500 ohm

5 107 1000 ohm

6 60 1400 ohm

7 50 1500 ohm

8 45 1600 ohm

Tabel 4.1 Pengujian Sensor LDR


45

Berikut data pada tabel apabila dibuat pada grafik:

Gambar 4.1 Grafik Pengujian LDR

Analisa:

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa jika LDR diberikan cahaya yang lebih terang,

maka hambatannya semakin kecil. Dan sebaliknya, jika LDR diberikan cahaya yang

lebih sedikit (kecil), hambatannya semakin besar

I < (besar) = R > (kecil)

I > (kecil) = R < (besar)

4.2 Pengujian Arduino

Sensor LDR Arduino adalah resistor yang nilai nya berubah-ubah sesuai dengan

intensitas cahaya yang mengenai nya. Jika cahaya makin terang maka nilai tahanan nya

akan semakin rendah, namun sebaliknya jika cahaya makin redup maka nilai tahanan

nya akan menjadi lebih besar.


46

Karena karateristik LDR seperti di atas maka LDR bisa kita gunakan sebagai sensor

cahaya. Namun bagaimanan kah membuat rangkaian nya agar perubahan nilai tahanan

terhadap cahaya ini bisa merubah tegangan output yang akan kita input kan ke ADC nya

Arduino?

Pembagi Tegangan, pembagi tegangan menggunakan resistor adalah cara yang tepat.

Karena jika ada perubahan nilai resistor pada salah satu resistor, maka tegangan output

nya akan berubah. Untuk lebih jelasnya bisa kita lihat rangkaian nya di bawah ini.

Gambar 4.2 LDR terhadap Arduino

Pada Gambar di atas jelas bahwa jika seandainya nilai resistor pada LDR semakin besar

maka tegangan output Vout akan semakin besar. Rumusnya seperti di bawah ini

Vout = Vin x R_LDR / ( R_LDR + R2)

4.2.1 Membaca tegangan LDR ke Arduino

Tegangan output dari pembagi tegangan di atas adalah tegangan analog, untuk itu kita

akan menghubungkan Vout nya ke PIN ADC pada Arduino. Sebagai Contoh kita

hubungkan ke PIN A0 pada Arduino Uno. Coba Lihat Gambar di bawah ini


47

Gambar 4.2.1 Membaca sensor cahaya dengan ADC

Setelah terhubung antara sensor LDR dengan Arduino coba masukkan program di

bawah ini

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

// the setup routine runs once when you press reset:

void setup()

// initialize serial communication at 9600 bits per second:

Serial.begin(9600);

// the loop routine runs over and over again forever:

void loop()

// read the input on analog pin 0:

int sensorLDR = analogRead(A0);

// print out the value you read:

Serial.println(sensorLDR);

delay(250); // delay in between reads for stability

Coba upload program nya ke Arduino Uno nya kemudian buka serial m onitor dari

Arduino. Maka muncul nilai-nilai ADC nya. Tutup LDR dan Buka LDR maka akan

Nampak perubahan data pada ADC di serial monitor.


48

4.2.2 Menghidupkan buzzer dengan Nilai ADC LDR

Bagaimana kah cara memprogram untuk mengaktifkan Relay dengan kondisi

intensitas cahaya tertentu? Atau sebagai contoh, jika hari sudah malam, maka lampu

akan menyala, jika hari mulai terang maka Lampu padam. Bagaimana kah program nya?

Untuk simulasi nya kita coba dengan menghidupkan LED pada LED internal Arduino,

yuk kita coba program sederhanya.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

#define LIMIT_LDR 350 // LIMIT ADC LDR YANG DI RUBAH

// the setup routine runs once when you press reset:

void setup()

// initialize serial communication at 9600 bits per second:

Serial.begin(9600);

pinMode(BUZZER_BUILTIN, OUTPUT);

// the loop routine runs over and over again forever:

void loop()

// read the input on analog pin 0:

int sensorLDR = analogRead(A0);

// print out the value you read:

Serial.println(sensorLDR);

if ( sensorLDR >= LIMIT_LDR )

digitalWrite(BUZZER_BUILTIN, HIGH); // Buzzer Menyala

else

digitalWrite(BUZZER_BUILTIN, LOW); // Buzzer Menyala

delay(250); // delay in between reads for stability


49

Coba upload program nya ke Arduino, Perhatikan perubahan nilai ADC ketika LDR

ditutup dengan tangan atau di lepas, perhatikan LED internal Arduino, kapan dia nyala

kapan dia padam.

1 #define LIMIT_LDR 350 // LIMIT ADC LDR YANG DI RUBAH

Perhatikan LIMIT_LDR ini, rubah nilai 350 menjadi nilai lain, sehingga dapat kondisi

dimana jika dibawah 350 buzzer menyala, jika diatas 350 buzzer padam.

4.3 Pengujian Buzzer

Kali ini kita akan membahas bagaimana buzzer bekerja pada LDR dan LCD.

Program koding

//Membuat variasi dering

const int PIN13 = 13; //memberikan nama alias pin13

void setup()

pinMode(PIN13, OUTPUT); //deklarasi nama alias pin9 sebagai output

//fungsi untuk membuat dering pendek dengan duty cycle 50%,selama 0,8 s

void dering_pendek()

digitalWrite(PIN13, HIGH);

delay(400);

digitalWrite(PIN13, LOW);

delay(400);


50

//fungsi untuk membuat dering pendek dengan duty cycle 50% ,selama 1,4 s

void dering_panjang()

digitalWrite(PIN13, HIGH);

delay(700); //memberikan nilai tunda 0.7 second

digitalWrite(PIN13, LOW);

delay(700);

void loop()

void dering_pendek(); //memanggil fungsi dering_pendek()

void dering_pendek();

void dering_panjang(); //memanggil fungsi dering_panjang()

delay(300);

Gambar 4.3 Skematik Buzzer dengan Arduino

Buzzer pada alat ukur lux meter ini berfungsi sebagai alarm apabila suatu cahaya yang

diterima dari LDR berlebih. Maka, pada program koding, kita masukkan 2 nilai yakni,

<350 (lux) & >350 (lux). Apabila cahaya yang diproses oleh arduino menampilkan nilai

(lebih kecil) < dari 350, maka alarm tidak akan hidup. Namun apabila cahaya yang

diproses arduino menampilkan nilan (lebih besar) > dari 350, maka alarm akan hidup.

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


https://id.wikipedia.org/wiki/Bintang

https://id.wikipedia.org/wiki/Pijaran_udara

51

0.05–0.36 Bulan purnama di langit malam yang cerah

3.4 Batas antara kegelapan saat senja di pemukiman di bawah langit

yang cerah

20-50 Tempat umum, dengan lingkungan yang gelap

50 Penerangan ruang tamu keluarga

80 Gedung kantor lorong/Toilet pencahayaan

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

Tabel 4.3 Pencahayaan

Pada pengujian kali ini, kita mengguanakan lampu senter sebagai sumber

cahaya. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali dimana jarak sumber cahaya dan sensor

LDR dilakukan dengan berbeda-beda.

NO Pengujian Nilai pada Lux Meter Keterangan

1 Ruangan Kelas di FMIPA

Tanpa lampu

100 Tidak aktif

2 Ruangan Kelas di FMIPA

dengan lampu

300 Tidak Aktif

3 Senter HP dengan jarak

30cm

350 – 400 Aktif

Gambar 4.3 Tabel Pengujian

Dari data diatas didpatkan bahwa apabila nilai yang ditunjukkan pada LCD dibawah 350

lux, maka alarm tidak akan berbunyi. Namun apabila nilai yang ditunjukkan pada LCD

diatas 350 lux, makan alarm akan berbunyi.


https://id.wikipedia.org/wiki/Aram_(fenomena_alam)

https://id.wikipedia.org/wiki/Toilet

https://id.wikipedia.org/wiki/Matahari_terbit

https://id.wikipedia.org/wiki/Matahari_terbenam

https://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_matahari

52

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan dan pengujian terhadap alat ukur, maka

didapat kesimpulan beberapa hal, antara lain:

1. Perangkat dapat menangkap intensitas cahaya secara otomatis dan

memantau keadaan dapat ditampilkan ke LCD. Terlihat dari hasil

pengujian yang dilakukan untuk mengukur intensitas cahaya

menggunakan sensor LDR bahwa semakin besar intensitas cahaya

ditangkap oleh alat tersebut maka semakin tinggi juga indeks yang

ditampilkan di LCD.

2. Prinsip kerjanya adalah nilai hambatan LDR akan menurun pada saat

cahaya terang dan nilai hambatan akan menjadi tinggi jika dalam

kondisi gelap. Dengan kata lain,fungsi LDR(light dependent

resistor)adalah untuk menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.

3. Pengolahan data pada arduino yaitu data keluaran Vout masuk ke

arduino melalui pin analog . Pin analog mengubah nilai analog menjadi

digital melalui proses ADC. Pada arduino nilai ADC adalah 10 bit

dengan rentang 0- 1023. Data ADC inilah yang akan diolah menjadi

tegangan DC.

5.2 Saran

Untuk pengembangan aplikasi ini, maka terdapat beberapa saran yang

dapat diberikan, antara lain:

1. Sebaiknya perlu penambahan sensor tambahan ,agar proses pengujian

dapat dilakukan walau mati lampu dan kurang cahaya.

2. Sebaiknya alat dapat dikembangkan melalui aplikasi-aplikasi

yangmembutuhkan kesehatan kulit dan sel seperti alat penghitam kulit

manusia.


53

3. Sebaiknya dilakukan pengujian yang lebih banyak agar dapat

menghasilkan data yang lebih akurat.


54

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Ali,Muhammad MT,Ariadie Chandra N MT, dan Andika Asmara

SPd.2013.Modul Proteus Profesional Untuk Simulasi Rangkaian Digital

dan Mikrokontroler.Pendidikan Teknik Elektro FT UNY.6 [15 Juli 2014].

[2]. Andrianto,Heri.2013.Pemograman Mikrokontroler AVR ATMega 16

Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR) .Informatika

Bandung.Bandung.

[3]. Bioshop,Owen.2002.Elektronika Dasar.Erlangga.Jakarta

[4]. Budioko,Totok.2005.Belajar Dengan Mudah dan Cepat Pemrograman Bahasa

C dengan SDCC ( Small Device C Compiler ) Pada Mikrokontroler AT

89X051/AT 89C51/52 Teori,Simulasi dan Aplikasi.Gava

Media.Yogyakarta.

[5]. Chandra N,Ariodie MT,Muhammad Ali MT,dkk.2012. Modul Proteus

Profesional 7.5 Isis Digital Generator. Pendidikan Elektro FT UNY.1;9-

10[16 Juli 2014].

[6]. Datasheet ATMega 8

[7]. Gabriel,JF.2008.Fisika Lingkungan.Hipokrata.Jakarta.

[8]. Hartono,Jugiyanto.1993.Konsep Dasar Pemrograman Bahasa.Andi

Yogyakarta.

[9]. Saputra,Virgi dan Hartanto,Huriawati.2002.Intisari Fisika.Hipokrates.Jakarta.

[10]. Setiawan,Sulhan.2006.Mudan dan Menyenangkan Belajar

Mikrokontroler.Andi Yogyakarta.Yogyakarta.

[11]. Susilo,Deddy.2010.48 Jam Tuntas Mikrokontroler MCS51 & AVR.Andi

Yokyakarta.Yogyakarta.


tugas akhir rancangan kontrol lampu automatis …

Documents