ALAT UKUR SUHU, CAHAYA, DAN KEBISINGAN

RUANG PEMBELAJARAN MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLLER UNTUK BADAN KENDALI

MUTU AKADEMIK (BKMA-UMM)

TUGAS AKHIR

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

ACHMAD SYARIEF

201110370311309

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

i

ALAT UKUR SUHU, CAHAYA, DAN KEBISINGAN

RUANG PEMBELAJARAN MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLLER UNTUK BADAN KENDALI

MUTU AKADEMIK (BKMA-UMM)

TUGAS AKHIR

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

ACHMAD SYARIEF

201110370311309

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

ii

iii

iv

v

ABSTRAK

Dalam dunia pembelajaran tingkat universitas, sangatlah berbeda dengan

tingkat sekolah menengah pertama ataupun sekolah menengah atas. Universitas

Muhammadiyah Malang telah mendirikan Badan Kendali Mutu Akademik

(BKMA) yang menangani pengendalian mutu maupun akademik.

Untuk meningkatkan kualitas belajar mengajar, BKMA melakukan

monitoring terhadap segala mutu yang harus dilakukan secara berkala termasuk

untuk ruang belajar mengajar. Bagian yang harus dimonitoring termasuk didalam

standart adalah suhu ruang, kelembapan, pencahayaan, dan juga kebisingan dari

ruang pembelajaran.

Untuk menerapkan sistem diatas dibutuhkan Board Arduino yang

berfungsi sebagai sistem control pengambilan data oleh sensor dan terhubung ke

jaringan melalui board ethernet shield yang dipasangkan pada board arduino.

Terdapat sistem 4 sensor yang berfungsi untuk pengambilan data yaitu keypad

sebagai pengambil data nama ruang yang akan dilakukan pengukuran, sensor

DHT11 sebagai pengambil data suhu dan kelembapan ruang, sensor LDR sebagai

pegambil data intensitas cahaya dalam ruang, dan juga sensor suara analog

sebagai pengambil data kebisingan dari ruang.

Kata kunci: BKMA, Arduino Uno, monitoring, ethernet shiled, sensor DHT11,

sensor LDR, sensor suara analog.

vi

ABSTRACT

In the universities context of study, its totally different with Junior High

School, or Senior High School. University of Muhammadiyah Malang has

founded the academic of quality control agency or Badan Pengendali Mutu

Akademik called as (BKMA), specially handles the academic quality control in the

University. In order to increase the quality of teaching and learning process,

BKMA is monitoring to all kinds of quality that should be done regularly

includes the classroom.

The special part must be monitored into the standart of quality are the

room temperature, the humidity, the lighting, also the noise of the classroom

sound. The topics of the discussion in this study are monitoring the room

temperature, the humidity, the lighting, also automatically the noise of classroom

which is directly recorded into databbase server which is reporting the results of

evaluation of each classroom.

There are 4 systems sensor function for loading the data which is the

keypad as decision makers name data space will be done by measurement, DHT11

sensor as decision makers data space temperature and humidity, LDR sensors as

decision makers in the light intensity data space, and also analog sound sensor as

decision makers noise data from the classroom.

Keywords: BKMA, Arduino Uno, Ethernet shiled, DHT11 sensor, LDR sensors,

analog sounds sensor.

vii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga

saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Maka dari itu saya menyampaikan

ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT. Sungguh besar kuasa-Mu yang telah menjadikanku hingga

seperti ini.

2. Rasulullah Muhammad SAW. sebagai imam dan penuntun menuju Al-

Jannah.

3. Kedua orang tua, Bapak Helmy dan Ibu Fatchiyah dan keluarga besar dengan

do’a dan dukungannya yang tiada henti untuk saya.

4. Bapak Agus Eko Minarno dan Bapak Galih Wasis Wicaksono selaku

pembimbing tugas akhir.

5. Bapak Yuda Munarko, M.Sc selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika

Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Teman-teman BKMA, mbak Krisdiana, mas Angga, mas Hendri, dan mas

Hendra yang juga ikut membantu melancarkan proses pengerjaan tugas akhir

ini.

7. Bapak Ibu Dosen Teknik Informatika yang selalu memotivasi kami dan

mengerjakan Tugas Akhir saya.

8. Sahabat-sahabatku dari kelas “G” informatika angkatan 2011 yang namanya

tak bisa disebutkan satu – persatu terima kasih banyak atas semua waktu, doa

dan dukungannya.

9. Teman-teman seperjuangan yang ikut membantu pengerjaan Tugas Akhir.

10. Sahabat karib sejak kecil, Moh.Farid yang ikut mengganggu dan mendoakan

agar cepat selesai kuliah agar dapat segera menyusul menuju pelaminan.

11. Teman baik yang terpisah karena jarak jauh namun selalu dekat dalam do’a

yang selalu mendukung dan memberikan semangat.

12. Dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir baik

berupa bantuan dalam pengerjaan maupun bantuan melalui doa yang akhirnya

tugas ini dapat terselesaikan dengan baik.

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang

atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

Tugas Akhir yang berjudul:

“Alat Ukur Suhu, Cahaya, Dan Kebisingan Ruang Pembelajaran

Menggunakan Mikrokontroller Untuk Badan Kendali Mutu Akademik

(BKMA-UMM)”

Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi analisis

kebutuhan sistem, perancangan sistem, implementasi sistem monitoring

menggunakan Arduino Uno, melakukan pengujian pada sistem yang sudah

dibangun dan direncanakan, dan juga membandingkan hasil yang didapat dari

sensor yang dibangun dengan sensor pabrikan.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini

masih ada kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan

saran membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu

pengetahuan ke depan.

Malang, 30 Oktober 2016

Penulis

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ..................................... Error! Bookmark not defined.

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iii

ABSTRAK ............................................................................................................ iv

ABSTRACT ........................................................................................................... v

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................. vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

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

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

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

1.5 Metodologi ............................................................................................... 3

1.5.1 Studi literatur ..................................................................................... 3

1.5.2 Perancangan Sistem dan Analisa Kebutuhan .................................... 4

1.5.3 Implementasi ..................................................................................... 4

1.5.4 Pengujian sistem dan Analisa............................................................ 5

1.5.5 Pembuatan Laporan ........................................................................... 5

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................... 7

2.1 Standart Ruang Kelas/Ruang pembelajaran ............................................. 7

2.2 Penelitian Sensor ...................................................................................... 8

2.3 Arduino ................................................................................................... 10

2.1.1 Hardware Arduino .......................................................................... 11

2.1.2 Software .......................................................................................... 13

2.1.3 Arduino Shield ................................................................................ 14

2.1.4 LCD Display ................................................................................... 15

x

2.1.5 Sensor .............................................................................................. 16

2.2 Komponen-komponen Elektronika ........................................................ 16

2.2.1 Resistor ............................................................................................ 16

2.2.2 Sound Sensor ................................................................................... 18

2.2.3. Keypad 4x4 ..................................................................................... 19

BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................ 21

3.1 Analisis Sistem ....................................................................................... 21

3.2 Analisis Kebutuhan Sistem..................................................................... 21

3.3 Perancangan Sistem ................................................................................ 22

3.3.1 Perancangan Perangkat Keras ......................................................... 22

3.4 Flowchart ................................................................................................ 26

BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN .............................................. 28

4.1 Implementasi .......................................................................................... 28

4.1.1 Skema Pembuatan Sensor ............................................................... 28

4.1.2 Setup dan Deklarasi Sensor ............................................................. 30

4.1.2 Implementasi Sensor ....................................................................... 32

4.2 Skenario Pengujian Sistem ..................................................................... 35

4.2.1 Pengujian Hasil Perbandingan Alat ................................................. 37

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 42

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 42

5.2 Saran ....................................................................................................... 42

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 43

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Rancangan Sistem Sensor Ruangan .............................................................. 4

Gambar 2.1 Arduino Uno[11] ......................................................................................... 12

Gambar 2.2 Arduino Integrated Development Environment (IDE) ........................ 13

Gambar 2.3 Struktur Program Arduino .......................................................................... 14

Gambar 2.4 Arduino Ethernet Shield Tampak Depan[12] ....................................... 15

Gambar 2.5 LCD Display Arduino .............................................................................. 15

Gambar 2.6 Sensor DHT11[13] ................................................................................... 16

Gambar 2.7 Jenis Fixed Resistor[10] .......................................................................... 17

Gambar 2.8 Jenis LDR[14] ........................................................................................... 17

Gambar 2.9 Analog Sound Sensor ............................................................................... 18

Gambar 2.10 Keypad 4x4 ................................................................................................. 20

Gambar 3.1 Rangkaian Perangkat/alat ........................................................................ 22

Gambar 3.2 Pemasangan Ethernet Shield pada Arduino Uno ................................. 23

Gambar 3.3 Rangkaian Arduino Uno dengan Keypad Shield ................................. 24

Gambar 3.4 Rangkaian Arduino Uno dengan Sensor DHT11 ................................. 25

Gambar 3.5 Rangkaian Arduino Uno dengan Sensor Cahaya ................................. 25

Gambar 3.6 Rangkaian sensor suara analog ............................................................... 26

Gambar 3.7 Flowchart .................................................................................................... 26

Gambar 4.1 Skema Rancangan Alat Sensor ................................................................... 28

Gambar 4.2 Deklarasi Keypad ........................................................................................ 30

Gambar 4.3 Setup Pada ethernet shield .......................................................................... 30

Gambar 4.4 Setup LCD .................................................................................................. 31

Gambar 4.5 Setup Sensor DHT11 .................................................................................. 31

Gambar 4.6 Setup LDR .................................................................................................. 31

Gambar 4.7 Program Void Setup .................................................................................... 32

Gambar 4.8 Program Void Loop .................................................................................... 33

Gambar 4.9 Perhitungan Sensor LDR ............................................................................ 33

Gambar 4.10 Deklarasi Sensor Suara ............................................................................... 34

Gambar 4.11 Perhitungan Kebisingan .............................................................................. 34

Gambar 4.12 Pembacaan Sensor DHT11 ......................................................................... 34

Gambar 4.13 Penulisan Hasil Output ke LCD .................................................................. 35

Gambar 4.14 Input ke Database ....................................................................................... 35

Gambar 4.15 Hasil Pengukuran Ruang 313 pada layar serial .................................... 36

xii

Gambar 4.16 Hasil pengukuran ruang 313 pada alat .................................................. 36

Gambar 4.17 Hasil yang telah dimasukkan dalam database ...................................... 37

Gambar 4.18 Sensor suhu dan kelembapan .................................................................. 38

Gambar 4.19 Sensor Cahaya ............................................................................................. 38

Gambar 4.20 Sensor kebisingan ..................................................................................... 39

Gambar 4.21 Hasil pengukuran cahaya saat pelapis dipindahkan. ............................ 40

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Ringkasan Arduino Uno[11] ................................................................. 12

Tabel 2.2 Ringkasan DHT11[13] .......................................................................... 16

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor Suhu dan Kelembapan .................................... 39

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sensor Cahaya ............................................................ 39

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Sensor Kebisingan ...................................................... 40

43

DAFTAR PUSTAKA

[1] Krisno B, Moch. Agus., 2014. STANDAR MUTU SPMI Universitas

Muhammadiyah Malang.

[2] Aosong (Guangzhou) Electronics Co., 2011. “Temperature and Humidity

Module. DHT11 Product Manual,” lembar data DHT11.

[3] Aosong (Guangzhou) Electronics Co., 2011. “Temperature and Humidity

Module. AM2302 Product Manual,” lembar data DHT22.

[4] Hendra Saptadi, Arief ., 2014. "Perbandingan Akurasi Pengukuran Suhu

dan Kelembaban Antara Sensor DHT11 dan DHT22 Studi Komparatif

pada Platform ATMEL AVR dan Arduino" Sekolah Tinggi Teknologi

Telematika Telkom Purwokerto.

[5] Attar, Muhammad., 2014, "KENYAMANAN TERMAL RUANG

KULIAH DENGAN PENGKONDISIAN BUATAN" Universitas

Hasanuddin Makassar.

[6] Sopacua, Venty., 2014. "Sistem Kontrol Entitas", Universitas Pattimura

Ambon

[7] Kharis,. 2013. “Rancang Bangun Sistem Deteksi Kebisingan Sebagai

Media Kontrol Kenyamanan Ruangan Perpustakaan”, Universitas Islam

Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta.

[8] Kadir, Abdul. 2012. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi

Mikrokontroler dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino.

Yogyakarta. C.V. ANDI OFFSET.

[9] Istiyanto, J. E. (2014). Pengantar Elektronika & Simulasi Instrumentasi.

Yogyakarta: C.V ANDI OFFEST.

[10] Solenoid. 2015. Solenoid Valve Information. Diakses 18 Desember 2015.

http://www.solenoid-valve-info.com.

[11] Arduino. 2015. Arduino Uno. Diakses 30 Oktober 2015.

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

[12] Arduino. 2015. Arduino ethernet shield. Diakses 30 September 2015.

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

[13] Arduino. 2015. DHT11 Temperature and Humidity Sensor. Diakses 16

44

Desember 2015. http://playground.arduino.cc/main/DHT11Lib

[14] KHO, Dickson. Pengertian LDR. teknikelektronika.com, 2016.

[15] Surjono, H. D. 2007. Elektronika : Teori dan Penerapan. Jember.

Penerbit Cerdsas Ulet Kreatif.

[16]

Tooley, Mike. 2003. Rangkaian Elektronik Prinsip dan Aplikasi.

Penerbit Airlangga. Jakarta.