ALAT UKUR TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM …

ALAT UKUR TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM

RUANGAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR

BERBASIS ARDUINO UNO R-3

PROJEK AKHIR 2

IMAM FAKHRI

132411012

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2017



RUANGAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR

BERBASIS ARDUINO UNO R-3

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli

Madya

OLEH :

NIM : 132411012

IMAM FAKHRI

PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM


MEDAN

2017


HALAMAN PENGESAHAN

ALAT UKUR TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM RUANGAN

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS ARDUINO UNO R-3

IMAM FAKHRI

132411012

Medan, 27 Juli 2017

Menyetujui

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing

D3 Metrologi Dan Instrumentasi

Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc

NIP. 19660729 199203 2 002 NIP.19660729 199203 2 002


SURAT PERNYATAAN

TUGAS AKHIR


RUANGAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS

ARDUINO UNO R-3

Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri.Kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 27 Juli 2017

Yang menyatakan

Imam Fakhri

132411012


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-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 dipenuhi untuk

menyelesaikan pendidikan D-III pada Program Studi Metrologi dan Instrumentasi Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahua Alam Universitas Sumatera Utara.

Selama pelaksanaan penyusunan Laporan Projek Akhir 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.Krista Sebayang M.S, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Dr.Ferdinan Sinuhaji M.S,selaku Ketua Departemen Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara serta pembimbing

saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

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

Instrumentasi FMIPA USU

4. Orang Tua Bpk Imran Butar-butar dan Ibu Khairannur Lubis yang telah memberi

dukungan moral , keuangan dan juga doa kepada penulis.

5. Teman –teman yang tak pernah lelah memberi motivasi dan arahan.

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, 27Juli 2017


ABSTRAK

Telah dirancang suatu alat pengukur tingkat intensitas cahaya dengan menggunakan sensor

LDR.Prinsip kerja dari rangkaian sensor cahaya diatas sebenarnya sangat sederhana.

Pembagian tegangan antara VR1 dan LDR merupakan inti dari rangkaian sensor cahaya

diatas. Kenaikan tegangan pada VR1 akan mengurangi tegangan yang jatuh pada LDR,

begitupun sebaliknya kenaikan tegangan pada LDR akan mengurangi tegangan jatuh pada

VR1. Pembagian tegangan sesuai dengan rumus pembagi tegangan yang berlaku pada

rangkaian seri, tegangan supply 9 volt sama dengan jumlah tegangan pada R1, VR1 dan

LDR. Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta memiliki

perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan.

Kata kunci : Rangkaian Sensor Ultrasonik,Arduino,Light Dependent Resistor(LDR).


ABSTRACT

Has designed a measure of light intensity levels using LDR sensor. The working

principle of a series of light sensors on sebenarya very simple. Voltage division between VR1

and LDR is at the core of the light above the sensor circuit. The increase in the voltage at

VR1 will reduce the voltage falls on LDR, vice versa rise in LDR voltage will reduce the

voltage drop on the VR1. Voltage division in accordance with the formula that applies a

voltage divider in a series circuit, the voltage supply 9 volt is equal to the amount of voltage

on R1, VR1 and LDR. Arduino is an electronic circuit that is open source, and have the

hardware and software that is easy to use.

Keywords:Scetch Ultrasonic Sensor, Arduino,Light Dependent Resistor (LDR).


DAFTAR ISI

Pengesahan.......................................................................................................................... i

Pernyataan.......................................................................................................................... ii

Kata pengantar................................................................................................................... iii

Abstrak................................................................................................................................ iv

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

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

1.1 LatarBelakang ....................................................................................................... ........1

1.2 RumusanMasalah .................................................................................................. ........3

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

1.4 Maksud dan Tujuan ............................................................................................... ........3

BAB II LANDASAN TEORI .......................................................................................... 4

2.1 Cahaya .................................................................................................................... 4

2.1.1 Teori Elektromagnetik ............................................................................................ 6

2.2 Pengertian Intensitas Cahaya …………................................................................. 8

2.3 Prinsip Kerja LDR .................................................................................................. 12

2.4 Mikrokontroler Arduino Uno ................................................................................. 15

2.5 Pembagi Tegangan .................................................................................................. 27

2.6 Liquid Crystal Display(LCD) .................................................................................. 29

BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM……………………………...........35

3.1 Diagram Blok Rangkaian ...................................................................................... .......35

3.2 Rangkaian Skematik Arduino Uno .......................................................................36

3.3 Rangkaian Sensor LDR.......................................................................................... 38

3.4 Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) …………………………………......... 39

3.5 Cara Kerja Alat......................................................................................................40

3.6 Flowchart tingkat Intensitas cahaya......................................................................41


BAB IV PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISIS PROGRAM ..................... 43

4.1 Pengujian Alat ...................................………………...………… ................... 43

4.2.Analisa Yang Diperoleh..................................................................................... 44

4.3 Analisa Program………..................................................................................... 44

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN......................................................................... 44

5.1 Kesimpulan .................................................................................................... 44

5.2Saran .................................................................................................... 44

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................... 45

LAMPIRAN.................................................................................................................... 46

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1Skema Rangkaian LDR................................................................................. 14

Gambar 2.2 Board Arduini Uno........................................................................................ 16

Gambar2.3Skema arduino R3......................................................................................... 22

Gambar2.4 Arduino R3.................................................................................................... 24

Gambar2.5 Bentuk Fisik LCD 2816 karakter.................................................................. 29

Gambar3.1 Diagram Blok Rangkaian.............................................................................. 35

Gambar 3.2 Rangkaian skematik arduino Uno................................................................. 36

Gambar 3.3Rangkaian sensor LDR.................................................................................. 38

Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler ke LCD..............................................................39

Gambar 3.5 Flowchart Alat Ukur Tingkat Intensitas Cahaya........................................... 41

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Deskripsi arduino Uno........................................................................................ 18

Tabel 2.2 Tabel pin LCD.................................................................................................... 33


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di era globalisasi sekarang ini, semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi didunia.Ilmu pengetahuan dan teknologi ini dimanfaatkan dan dikembangkan oleh

manusia untuk dapat membantu pekerjaan mereka sehingga dapat menyelesaikan pekerjaan

dengan lebih mudah dan efesien.Oleh karena itu, setiap manusia terutama mahasiswa dituntut

agar mampu beradaptasi dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi

tersebut.Semakin modern sebuah zaman maka semakin banyak manusia yang

mengembangkan iptek untuk mempermudah pekerjaannya seperti membuat dan memakai

rangkaian sensor cahaya yang telah dirancang tergantung dengan keinginan manusia itu

sendiri sehingga dapat melakukan fungsi-fungsi kontrol.Pada kehidupan sehari-hari orang

tidak pernah lepas dari penerangan lampu listrik.Untuk menghemat penggunaan daya listrik

yang berlebihan, umumnya dilakukan dengan memutus aliran listrik menggunakan saklar

manual.

Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu

menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik atau Sensor

merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem

yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan

dapat langsung dibaca pada keluarannya. Salah satu jenis resistor yang peka terhadap

perubahan cahaya adalah LDR. Resistansi LDR akan berubah seiring dengan intensitas

cahaya yang mengenainya. LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi

listrik Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri merupakan contoh alat yang menggunakan

LDR. Akan tetapi karena respon terhadap cahaya cukup lambat, maka LDR tidak dapat

digunakan ketika intensitas cahaya berubah secara drastis.Sensor cahaya berfungsi untuk

mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita, maka LDR dapat digunakan sebagai sensor

cahaya.sensor ini akan berubah resistansinya jika ada perubahan tingkat kecerahan cahaya.

Prinsip inilah yang akan digunakan untuk mengaktifkan transistor untuk menghidupkan LED

pada lampu taman otomatis, menggerakan motor DC pada hand dryer,Sensor pada alarm

brankas, Sensor pada tracker cahaya matahari, Sensor pada kontrol arah solar cell, Sensor

pada robot line follower dan menghidupkan buzzer pada alarm otomatis.Alat

ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut. Seluruh alat


http://id.wikipedia.org/wiki/Alat�

pengukur dapat terkena kesalahan peralatan yang bervariasi. Bidang ilmu yang mempelajari

cara-cara pengukuran dinamakan metrologi.

Dalam ilmu fisika dikenal adanya pengukuran. Untuk melakukan pengukuran dibutuhkan

beberapa alat ukur. Pengamatan dalam melakukan pengukuran tidak lengkap apabila tidak

disertai data kuantitatif yang didapat dari hasil pengukuran. Pada kesempatan kali ini akan

dibahas mengenai pengukuran yang berhubungan dengan pencahayaan.

Cahaya merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang bisa dilihat

dengan mata. Cahaya diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Matahari adalah sumber

cahaya utama di bumi. Tumbuhan hijau memerlukan cahaya untuk membuat makanan. Sinar

dari matahari yang datang dapat disebut sebagai sinar alami. Sifat-sifat cahaya ialah, cahaya

bergerak lurus ke semua arah.

Alat ukur yang pada umumya digunakan dalam mengukur intensitas cahaya adalah Lux

meter. Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada dasarnya manusia

juga memerlukan penerangan yang cukup. Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini

maka diperlukan sebuah sensor yang 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 menggunakan sensor cahaya sebagai pendeteksi cahaya. Sensor

diletakkan pada sumber cahaya. Cahaya akan menyinari sel foto sebagai energi yang

diteruskan oleh sel foto menjadi arus listrik. Makin banyak cahaya yang diserap oleh sel, arus

yang dihasilkan lebih besar. Oleh karena itu, pembacaan merupakan kombinasi efek dari

semua panjang gelombang. Untuk itulah makalah ini dibuat untuk lebih menyederhanakan

pembuatan alat ukur intensitas cahaya dalam bentuk rangkaian yang lebih sederhana tetapi

fungsinya tidak kalah dengan alat ukur intensitas cahaya elektronik seperti lux meter.

1.3 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat ditemukan permasalahan yang

dihadapi dalam tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana karakteristik dari sensor LDR tersebut?

2. Mengetahui Pengunaan Tampilan Arduino Uno R3 dari kecerahan cahaya lampu

di dalam ruangan

3. Bagaimana prinsip kerja dari sensor LDR berbasis Arduino Uno R3


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kesalahan_peralatan&action=edit&redlink=1�

http://id.wikipedia.org/wiki/Metrologi�

1.4 Batasan Masalah

Mengingat pembahasan dalam perancangan Alat yang dibuat dapat meluas

maka tulisan ini mempunyai batasan masalah sebagai berikut :

1. Tulisan ini hanya membahas tentang Prinsip kerja LDR

2. Nilai Hambatan dari suatu perubahan intensitas cahaya

3. Alat Pengukur Kepekaan LDR menggunakan Potensiometer

4. Kelebihan Arduino Uno R3 untuk tingkat intensitas cahaya

1.5 Maksud dan Tujuan

Maksud dari penulisan projek akhir I ini antara lain guna mengetahui tingkat kecerahan

cahaya dengan sensor LDR berbasis Arduino Uno R3

Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membuat suatu instrumentasi, yaitu:

1.Merancang dan membuat alat yang dapat mengetahui tingkat intensitas cahaya

2.Mengetahui suatu sistem kerjadari sensor LDR

3. Mengetahui cara kerja Arduino Uno R3


BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Cahaya

Percobaan James Clerk Maxwell (1831 - 1879) seorang ilmuwan berkebangsaan

Inggris (Scotlandia) menyatakan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik sama

dengan cepat rambat cahaya yaitu 3×108 m/s Cd, oleh karena itu Maxwell berkesimpulan

bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Kesimpulan Maxwell ini di dukung

oleh:

• Seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman, Heinrich Rudolph Hertz (1857 - 1894) yang

membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal.

Hal ini sesuai dengan kenyataan bahwa cahaya dapat menunjukkan gejala polarisasi.

• Percobaan seorang ilmuwan berkebangsaan Belanda, Peter Zeeman (1852 - 1943)

yang menyatakan bahwa medan magnet yang sangat kuat dapat berpengaruh terhadap

berkas cahaya.

• Percobaan Stark (1874 - 1957), seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman yang

mengungkapkan bahwa medan listrik yang sangat kuat dapat mempengaruhi berkas

cahaya.

Inti teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik adalah:

Perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet.

Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Cepat rambat gelombang ) dan

permeabilitas & elektromagnetik (c) tergantung dari permitivitas ( (μ) zat. Menurut Maxwell,

kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dirumuskan sebagai berikut:

Ternyata perubahan medan listrik menimbulkan medan magnet yang tidak tetap

besarannya atau berubah-ubah. Sehingga perubahan medan magnet tersebut akan

menghasilkan lagi medan listrik yang berubah-ubah.

Arah getar vektor listrik dan medan magnet saling tegak lurus. Jadi gelombang

elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan magnet dan medan

listrik secara berurutan, dimana arah getar vektor medan listrik dan medan magnet saling

tegak lurus.

Dari seluruh teori-teori cahaya yang muncul dapat disimpulkan bahwa cahaya

mempunyai dua sifat (dualisme cahaya) yaitu cahaya dapat bersifat sebagai gelombang untuk

menjelaskan peristiwa interferensi dan difraksi tetapi di lain pihak cahaya dapat berupa


materi tak bermassa yang berisikan paket-paket energi yang disebut kuanta atau foton

sehingga dapat menjelaskan peristiwa efek fotolistrik.

2.1.1 Teori Elektromagnetik

Pada 1845 Faraday menemukan bahwa sudut polarisasi dari sebuah sinar cahaya

ketika sinar tersebut masuk melewati material pemolarisasi dapat diubah dengan medan

magnet.Ini adalah bukti pertama kalau cahaya berhubungan dengan Elektromagnetisme.

Faraday mengusulkan pada tahun 1847 bahwa cahaya adalah getaran elektromagnetik

berfrekuensi tinggi yang dapat bertahan walaupun tidak ada medium.Teori ini diusulkan oleh

James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19, menyebut bahwa gelombang cahaya adalah

gelombang elektromagnet sehingga tidak memerlukan medium untuk merambat. Pada

permukaannya dianggap gelombang cahaya disebarkan melalui kerangka acuan yang tertentu,

seperti aether, tetapi teori relativitas khusus menggantikan anggapan ini. Teori elektromagnet

menunjukkan yang sinar kasat mata adalah sebagian daripada spektrum elektromagnet.

Teknologi penghantaran radio diciptakan berdasarkan teori ini dan masih

digunakan.Kecepatan cahaya yang konstan berdasarkan persamaan Maxwell berlawanan

dengan hukum-hukum mekanis gerakan yang telah bertahan sejak zaman Galileo, yang

menyatakan bahwa segala macam laju adalah relatif terhadap laju sang pengamat.

Prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat

menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukakan oleh Maxwell pada

dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere. Oleh karena itu, prinsip

ini dikenal dengan namaHukum Ampere-Maxwell.

Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan di atas, Maxwell melihat adanya suatu

pola dasar. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik

yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap waktu juga

dapat menghasilkan medan magnet. Jika proses ini berlangsung secara kontinu maka akan

dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu. Jika medan magnet dan medan

listrik ini secara serempak merambat (menyebar) di dalam ruang ke segala arah maka ini

merupakan gejala gelombang. Gelombang semacam ini disebut gelombang elektromagnetik

karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang.


2.2 Pengertian Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya adalah besaran pokok fisika untuk mengukur daya yang dipancarkan oleh

suatu sumber cahaya pada arah tertentu per satuan sudut.

Satuan SI dari intensitas cahaya adalah Candela (Cd).Dalam bidang optika

dan fotometri (fotografi), kemampuan mata manusia hanya sensitif dan dapat melihat cahaya

dengan panjang gelombang tertentu (spektrum cahaya nampak) yang diukur dalam besaran

pokok ini.

Intensitas penerangan adalah banyaknya cahaya yang tiba pada satu luas permukaan

Penerangan berdasar sumbernya dibagi menjadi tiga, pertama penerangan alami yaitu

penerangan yang berasal dari cahaya matahari, kedua penerangan buatan yaitu penerangan

yang berasal dari lampu, dan yang ketiga adalah penerangan alami dan buatan yaitu

penggabungan antara penerangan alami dari sinar matahari dengan lampu/penerangan buatan

(Cok Gd Rai, 2006).Robert Grosseteste (Inggris) scholarum. Magister dari Universitas

Oxford dan pendukung pandangan bahwa teori harus dibandingkan dengan observasi,

Grosseteste menganggap bahwa sifat cahaya memiliki arti khusus dalam filsafat alam dan

menekankan pentingnya matematika dan geometri di mereka belajar. Dia percaya bahwa

warna terkait dengan intensitas dan bahwa mereka memperpanjang dari putih menjadi hitam,

putih yang paling murni dan berbaring di luar merah dengan hitam tergeletak di bawah biru.

pelangi itu menduga sebagai akibat refleksi dan refraksi cahaya matahari oleh lapisan dalam

'awan berair' tapi pengaruh tetesan individu tidak dianggap. Dia memegang melihat, bersama

dengan orang-orang Yunani sebelumnya, bahwa visi melibatkan emanasi dari mata ke objek

yang dirasakan.Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada dasarnya

manusia juga memerlukan penerangan yang cukup. Untuk mengetahui besarnya intensitas

cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya

Menurut Ching (1996), ada tiga metode penerangan, yaitu : penerangan umum, penerangan

lokal dan penerangan cahaya aksen. Penerangan umum atau baur menerangi ruangan secara

merata dan umumnya terasa baur. Penerangan lokal atau penerangan untuk kegunaan khusus,

menerangi sebagian ruang dengan sumber cahaya biasanya dipasang dekat dengan

permukaan yang diterangi. Sedangkan penerangan aksen adalah bentuk dari pencahayaan

lokal yang berfungsi menyinari suatu tempat atau aktivitas tertentu atau obyek seni atau

koleksi berharga lainnya. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi penglihatan menurut

Dyer dan Morris (1990), adalah pertama faktor usia. Dengan bertambahnya usia


menyebabkan lensa mata berangsur-angsur kehilangan elastisitasnya, dan agak kesulitan

melihat pada jarak dekat.

Hal ini akan menyebabkan ketidaknyamanan penglihatan ketika mengerjakan sesuatu pada

jarak dekat, demikian pula penglihatan jauh. Kedua faktor penerangan. Luminansi adalah

banyaknya cahaya yang dipantulkan oleh permukaan objek. Jumlah sumber cahaya yang

tersedia juga mempengaruhi kepekaan mata terhadap warna tertentu. Tingkat luminansi juga

akan mempengaruhi kemampuan mata melihat objek gambar dan pada usia tua diperlukan

intensitas penerangan lebih besar untuk melihat objek gambar. Semakin besar luminansi dari

sebuah objek, rincian objek yang dapat dilihat oleh mata juga akan semakin bertambah.

Ketiga adalah faktor silau (glare). Menurut Grandjean (1988), silau adalah suatu proses

adaptasi yang berlebihan pada mata sebagai akibat dari retina terkena sinar yang berlebihan.

Keempat adalah faktor ukuran pupil. Agar jumlah sinar yang diterima oleh retina sesuai,

maka otot iris akan mengatur ukuran pupil. Lubang pupil juga dipengaruhi oleh

memfokusnya lensa mata, mengecil ketika lensa mata memfokus pada objek yang dekat.

Kelima adalah factor sudut dan ketajaman penglihatan. Sudut penglihatan (visual

angle) didefinisikan sebagai sudut yang berhadapan dengan objek pada mata. Dalam ruang

lingkup pekerjaan, faktor yang menentukan adalah ukuran objek, derajat kontras di antara

objek dan sekelilingnya, luminansi dari lapangan penglihatan, yang tergantung dari

penerangan dan pemantulan pada arah si pengamat, serta lamanya melihat (Suma’mur,

2009).Intensitas cahaya (I) dengan satuancandela (cd) adalah arus cahaya dalam lumen yang

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

berasal dari candle (lilin)merupakan satuan tertua pada teknik penerangan dan diukur

berdasarkan intensitas cahaya standar.

Kuat penerangan (E) adalah pernyataan kuantitatif untuk intensitas cahaya (I) yang menimpa

atau sampai pada permukaan bidang. Kuat peneranga disebut pula tingkat penerangan atau

intensitas penerangan. Dengan menganggap sumber penerangan sebagai titk yang jaraknya

(h) dari bidang penerangan, maka kuat penerangan (E) dalam lux (lx) pada suatu titik pada

bidang penerangan .Untuk megetahui kuat pencahayaan atau intensitas

pencahayaan(illumination) pada sebuah titik yang memiliki sudut dalam suatu ruangan,

dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan :

E = ∅/d2 x cos α ....................................................................................(2)

Dengan :

E : Kuat pencahayaan/intensitas cahaya (illumination) dalam satuan lux (lx)


∅ : Arus Cahaya (Lumen)

d2 : Kuadrat jarak antara sumber cahaya dan titik dalam satuan meter

persegi (m2)

α : Sudut antara sumber cahaya dengan titik proyeksi tegak lurus dari

sumber cahaya kepermukaan bidang kerja (Arina, 2012).

Berkurangnya intensitas cahaya tersebut dapat dideteksi oleh alat yang peka terhadap

perubahan intensitas cahaya, yaitu fototransistor. Fototransistor dapat dimanfaatkan sebagai

rangkaian pengukur intensitas cahaya dengan sebuah rangkaian penguat sederhana berdasar

rangkaian Op-Amp .

Sistem Pencahayaan

Menurut Prabu (2009), menyebutkan bahwa ada 5 sistem pencahayaan di ruangan, yaitu :

1) Sistem Pencahayaan Langsung (direct lighting)

Pada sistem ini 90%-100% cahaya diarahkan secara langsung ke benda yang perlu diterangi.

Sistem ini dinilai paling efektif dalam mengatur pencahayaan, tetapi ada kelemahannya

karena dapat menimbulkan bahaya serta kesilauan yang mengganggu, baik karena penyinaran

langsung maupun karena pantulan cahaya. Untuk efek yang optimal, disarankan langi-langit,

dinding serta benda yang ada di dalam ruangan perlu diberi warna cerah agar tampak

menyegarkan.

2) Pencahayaan Semi Langsung (semi direct lighting)

Pada sistem ini 60%-90% cahaya diarahkan langsung pada benda yang perlu diterangi,

sedangkan sisanya dipantulkan ke langit-langit dan dinding. Dengan sistem ini kelemahan

system pencahayaan langsung dapat dikurangi. Diketahui bahwa langit-langit dan dinding

yang diplester putih memiliki pemantulan 90%, apabila dicat putih pemantulan antara 5%-

90%.

3) Sistem Pencahayaan Difus (general diffus lighting)

Pada sistem ini setengah cahaya 40%-60% diarahkan pada benda yang perlu disinari,

sedangkan sisanya dipantulkan ke langit-langit dan dinding. Dalam pencahayaan sistem ini

termasuk sistemdirect-indirect yakni memancarkan setengah cahaya ke bawah dan sisanya

keatas. Pada sistem ini masalah bayangan dan kesilauan masih ditemui.

4) Sistem Pencahayaan Semi Tidak Langsung (semi indirect lighting).


Pada sistem ini 60%-90% cahaya diarahkan ke langit-langit dan dinding bagian atas,

sedangkan sisanya diarahkan ke bagian bawah. Untuk hasil yang optimal disarankan langit-

langit perlu diberikan perhatian serta dirawat dengan baik. Pada sistem ini masalah bayangan

praktis tidak ada serta kesilauan dapat dikurangi.

5) Sistem Pencahayaan Tidak Langsung (indirect lighting)

Pada sistem ini 90%-100% cahaya diarahkan ke langitlangit dan dinding bagian atas

kemudian dipantulkan untuk menerangi seluruh ruangan. Agar seluruh langit-langit dapat

menjadi sumber cahaya, perlu diberikan perhatian dan pemeliharaan yang baik. Keuntungan

sistem ini adalah tidak menimbulkan bayangan dan kesilauan sedangkan kerugiannya

mengurangi effisien cahaya total yang jatuh pada permukaan kerja.

2.3 Prinsip Kerja LDR

LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis resistor yang berubah hambatannya

karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai tahanannya semakin besar, sedangkan

cahayanya terang nilainya menjadi semakin kecil.Ldr (Light Dependent Resistor) adalah jenis

resistor yang biasa digunakan sebagai detektor cahaya atau pengukur besaran konversi

cahaya.Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang

mempunyai dua buah elekrtroda pada permukaannya.

Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya.

Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10 m, dan dalam keadaan terang sebesar 1

K atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti cadmium sulfide.Dengan

bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau

arus listrik meningkat.Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.LDR digunakan

untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm

pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responnya

terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi di mana intensitas cahaya

berubah secara drastis. Sensor ini akan berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan

tingkat kecerahan cahaya.

Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas

dengan jumlah yang relative kecil.Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut

muatan elektrit.Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk, atau

bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.


Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan

semikonduktor tersebut. Sehingga akan lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan

elektrit. Artinya pada saat cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa

disebut juga LDR memiliki resistansi kecil pada saat cahaya terang.

Misalnya untuk rangkaian system alarm cahaya (menggunakan LDR) yang aktif ketika

terdapat cahaya. Ketika kita akan mengatur kepekaan LDR (Light Dependent Resistor) dalam

suatu rangkaian maka kita perlu menggunakan potensiometer. Kita atur letaknya agar ketika

mendapat cahaya maka buzzer atau bell akan berbunyi dan ketika tidak mendapat cahaya

maka buzzer atau bell tidak akan berbunyi.

Gambar 2.1 Skema Rangkaian LDR

Daftar Komponen :

R1 = 47K Ohm

R2 = 100 Ohm

1 Buah LED

Transistor SC828A

Potensiometer 5 K Ohm

LDR (Light Dependent Resitance)

2.4 Mikrokontroler Arduino Uno

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di

dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program,

atau keduanya), dan perlengkapan input output.

Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang

mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan

dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis

data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol

peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa


disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak

memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat

direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler

ini. (http://www.kelas-mikrokontrol)

Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta memiliki perangkat

keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat mengenali lingkungan

sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat mengendalikan lampu, motor, dan

berbagai jenis aktuator lainnya. Arduino mempunyai banyak jenis, di antaranya Arduino Uno,

Arduino Mega 2560, Arduino Fio, dan lainnya.

Arduino adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino

memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6

analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol

reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan komputer

menggunakan kabel USB..(FeriDjuandi, 2011).

Gambar 2.2. Board Arduino Uno

Apakah arduino? Menurut (FeriDjuandi, 2011) Arduino adalah merupakan sebuah

board minimum system mikrokontroler yang bersifat open source. Didalam rangkaian board

arduino terdapat mikrokontroler AVR seri ATMega 328 yang merupakan produk dari Atmel.

Arduino memiliki kelebihan tersendiri disbanding board mikrokontroler yang lain

selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa program sendiri yang berupa

bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB

sehingga memudahkan kita ketika kita memprogram mikrokontroler didalam arduino.

Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan

rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram


http://arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoUno_r2_front450px.jpg�

mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga

difungsikan sebagai port komunikasi serial.

Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan

syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan

mendalami mikrokontroller.

Deskripsi Arduio UNO:

Tabel 2.1 Deskripsi Arduino Uno

2.4.1. Power

Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply. Powernya diselek

secara otomatis. Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat

dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada koneksi port input supply. Boardarduino

dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6 - 20 volt. Jika supplykurang dari

7V, kadangkala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak

stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas

dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7 sampai 12 volt.

Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut :

Mikrokontroller Atmega 328

Tegangan Pengoprasian 5 V

Tegangan Input yang

disarankan

7 – 12 V

Batas Tegangan Input 6 – 2 V

Jumlah pin Input Analog 6 pin

Arus DC tiap pin I/O 40 mA

Jumlah pin 3,3V 50 mA

Memori Flash 32 KB

SRAM 2 KB

EPROM 1 KB

Clock Speed 16 MHz


2.4.2. Vin

Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang

disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat

memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan power jack,

aksesnya menggunakan pin ini.

2.4.3. Power Supply 5V

Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan komponen lainnya pada

board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB

atau supply regulasi 5V lainnya.

2.4.4. Power Supply 3.3V

Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board.

2.4.5. Pin Ground

berfungsi sebagai jalur ground pada arduino

2.4.6. Memori

ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang

digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk

EEPROM.

2.4.7. Input & Output

Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan

fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Input/output dioperasikan pada 5 volt.

Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-

up resistor (disconnected oleh default) 20-50K Ohm.

Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :

· Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data

serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB ke TTL chip serial.

· Interupt eksternal : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada

low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai.

· PWM : 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi analogWrite().

· SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport komunikasi SPI, yang

mana masih mendukung hardware, yang tidak termasuk pada bahasa arduino.

· LED : 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH,

LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.


2.5 Software Arduino

Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino . Pada ATMega328 di

Arduino terdapat bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru untuk

itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal.

IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE

Arduino terdiri dari:

1.Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan

mengeditprogram dalam bahasa Processing.

2.Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode

biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasaProcessing.

Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah

sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

3.Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory

didalam papan Arduino.

Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata“sketch”

digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya memiliki arti yang

sama. 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.


Beberapa kelebihan menggunakan Arduino :

• Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang tidak

memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya.

• Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi dengan

kumpulan library yang cukup lengkap.

• Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino.

Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.

Shield untuk Xbee biasa digunakan untuk Wirreles, entr ane kasih postingan gmana cara

mengunakan Xbee untuk Arduino cuma masih ama dosen ane. hehehe. Untuk Bahasa

Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi

yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. Untuk

membuat program dan mengupload ke dalam board Arduino, membutuhkan software

Arduino IDE (Integrated Development Enviroment) yang bisa di download gratis di

Jadi jangan heran ketika membeli board arduino kok gak ada Cd di dalamnya, karena

Arduino sendiri bersifat Open Source maka software dan semua kelengkapan seperti Driver

ada di Website resmi arduino, jadi ya harus download dulu di internet.

Dalam Board Arduino sendiri secara sederhana terdiri dari beberapa bagian, yaiu :

A. Soket USB

Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau

laptop.Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi

serial. (Hardi Santosa,2012 )

2.3 Skema Arduino Uno-R3


B. Input / Output Digital

Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan

komponen atau rangkaian digital. Misalnya kalau ingin membuat LED berkedip, LED

tersebut bisa dipasang pada salah satu pin I/O digital dan ground. Komponen lain yang

menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin-pin ini.

C. Input Analog

Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari

komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya,

dsb.

D. Catu Daya

Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian

yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan

Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui

tegangan USB atau adaptor. Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol

atau rangkaian eksternal.

E. Baterai / Adaptor

Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari

baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer.Kalau

Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai

tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.

Gambar 2.4 Arduino Uno-R3

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Uno memiliki 14 pin digital

input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator

keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Uno dibangun


http://4.bp.blogspot.com/-Rrt0P7iaHNU/VGkEqaOFT4I/AAAAAAAAAOs/m9Q3PAp89cI/s1600/arduino.jpg�

berdasarkan apa yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, sumber daya bisa

menggunakan power USB (jika terhubung ke komputer dengan kabel USB) dan juga dengan

adaptor.

Arduino Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal tidak menggunakan FTDI

chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai versi R2)

diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Revisi 2 dari Uno memiliki resistor pulling 8U2

HWB yang terhubung ke tanah, sehingga lebih mudah untuk menggunakan mode DFU.

Fitur dari Arduino Uno yaitu :

• Pertama adalah pinout: ada penambahan pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin

AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET, IOREF yang

memungkinkan shield untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari papan

/ board. Di masa depan, shield akan kompatibel dengan kedua papan yang

menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino yang beroperasi

3.3V. Kedua adalah pin tidak terhubung, yang dicadangkan untuk tujuan masa depan.

• Atmega16U2 menggantikan Atmega8U2

• Reset. Gunakan LOW untuk me-reset mikrokontroler.

"Uno" dalam bahasa Italia berarti satu, alasan diberi nama tersebut adalah untuk menandai

peluncuran Arduino 1.0. Uno dan versi 1.0 akan menjadi versi referensi dari Arduino.

Arduino Uno memiliki 6 input analog, berlabel A0 sampai A5, yang masing-masing

menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default mereka

mengukur dari ground sampai 5 volt, perubahan tegangan maksimal menggunakan pin AREF

dan fungsi analogReference(). Selain itu, beberapa pin tersebut memiliki spesialisasi fungsi,

yaitu TWI: pin A4 atau SDA dan A5 atau SCL mendukung komunikasi TWI menggunakan

perpustakaan Wire.

AREF. Tegangan referensi untuk input analog. Dapat digunakan dengan fungsi

analogReference().

2.5.1 Karakteristik Fisik

Panjang maksimum dan lebar PCB Uno masing-masing adalah 2,7 dan 2,1 inci, dengan

konektor USB dan colokan listrik yang melampaui dimensi tersebut. Empat lubang sekrup

memungkinkan board harus terpasang ke permukaan. Perhatikan bahwa jarak antara pin

digital 7 dan 8 adalah 0,16", tidak seperti pin lainnya.

Arduino Uno R3 adalah papan pengembangan (development board) mikrokontroler yang


berbasis chip ATmega328P. Disebut sebagai papan pengembangan karena board ini memang

berfungsi sebagai arena prototyping sirkuit mikrokontroller. Dengan menggunakan papan

pengembangan, anda akan lebih mudah merangkai rangkaian elektronika mikrokontroller

dibanding jika anda memulai merakit ATMega328 dari awal di breadboard.Arduino Uno

memiliki 14 digital pin input / output (atau biasa ditulis I/O, dimana 6 pin diantaranya dapat

digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog, menggunakan crystal 16 MHz, koneksi

USB, jack listrik, header ICSP dan tombol reset. Hal tersebut adalah semua yang diperlukan

untuk mendukung sebuah rangkaian mikrokontroler. Cukup dengan menghubungkannya ke

komputer dengan kabel USB atau diberi power dengan adaptor AC-DC atau baterai, anda

sudah dapat bermain-main dengan Arduino UNO anda tanpa khawatir akan melakukan

sesuatu yang salah. Kemungkinan paling buruk hanyalah kerusakan pada chip ATMega328,

yang bisa anda ganti sendiri dengan mudah dan dengan harga yang relatif murah.

2.5. Liquid Crystal Display (LCD)

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.

LCD merupakan salah satu komponen penting dalam pembuatan tugas akhir ini

karena LCD dapat menampilkan perintah-perintah yang harus dijalankan oleh pemakai. LCD

mempunyai kemampuan untuk menampilkan tidak hanya angka, huruf abjad, kata-kata tapi

juga simbol-simbol.

Jenis dan ukuran LCD bermacam-macam, antara lain 2x16, 2x20, 2x40, dan lain-lain.

LCD mempunyai dua bagian penting yaitu backlight yang berguna jika digunakan pada

malam hari dan contrast yang berfungsi untuk mempertajam tampilan.


Gambar 2.5 Bentuk fisik LCD 2x16 karakter

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

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.

Display LCD sebuah liquid crystal atau perangkat elektronik yang dapat digunakan untuk

menampilkan angka atau teks. Ada dua jenis utama layar LCD yang dapat menampilkan

numerik (digunakan dalam jam tangan, kalkulator dll) dan menampilkan teks alfanumerik

(sering digunakan pada mesin foto kopi dan telepon genggam).

Dalam menampilkan numerik ini kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam

menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki

sambungan listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika kristal off'

(yakni tidak ada arus yang melalui kristal) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar

belakangnya, sehingga kristal tidak dapat terlihat.Sangat penting untuk menyadari perbedaan

antara layar LCD dan layar LED. Sebuah LED display (sering digunakan dalam radio jam)

terdiri dari sejumlah LED yang benar-benar mengeluarkan cahaya (dan dapat dilihat dalam


gelap). Sebuah layar LCD hanya mencerminkan cahaya, sehingga tidak dapat dilihat dalam

gelap.

Pada LCD ini terdapat register data dan register perintah. Proses akses data ke atau

dari register data akan mengakses ke CGRAM, DDRAM atau CGROM bergantung pada

kondisi Address Counter, sedangkan proses akses data ke atau dari Register perintah akan

mengakses Instruction Decoder (dekoder instruksi) yang akan menentukan perintah–perintah

yang akan dilakukan oleh LCD.

LCD memanfaatkan silikon atau galium dalam bentuk kristal cair sebagai pemancar

cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam

baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED

terdapat sebuah bidang latar ( backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang

dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda transparan.

Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah –

daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan

antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pada sisi dalam lempeng kaca bagian

depan.

Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa mikro dapat

menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan

dapat dibaca dengan mudah dibawah terang sinar matahari. Dibawah sinar cahaya yang

remang – remang atau dalam kondisi gelap, sebuah lampu ( berupa LED ) harus dipasang

dibelakang layar tampilan.

LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menapilkan data dengan 2 baris tampilan pada

display. Keuntungan dari LCD adalah :

1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat

program tampilan.

2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena menggunakan 8 bit data dan 3 bit kontrol.

3. Ukuran modul yang proporsional.

4. Daya yang digunakan relatif kecil.

Modul LCD berukuran 16 karakter x 2 baris dengan fasilitas backlighting memiliki 16 pin

yang terdiri dari 8 jalur data, 3 jalur kontrol dan jalur-jalur catu daya, dengan fasilitas pin

yang tersedia maka lcd 16 x 2 dapat digunakan secara maksimal untuk menampilkan data


yang dikeluarkan oleh mikrokontroler, secara ringkas fungsi pin-pin pada LCD dituliskan

pada tabel.

Sedangkan secara umum pin-pin LCD diterangkan sebagai berikut :

PIN SIMBOL NILAI UNGSI

1 Vss – Power supply 0 volt (ground)

2 Vdd/Vcc – Power supply Vcc

3 Vee – Seting kontras

4 RS 0/1 0: intruksi input / 1: data input

5 R/W 0/1 0: tulis ke LCD / 1: membaca dari

LCD

6 E 0–>1 Mengaktifkan sinyal

7 DB0 0/1 Data pin 0








15 VB+ – Power 5 Volt (Vcc) Lampu latar (jika ada)

16 VB- – Power 0 Volt (ground) Lampu latar (jika ada)

Tabel 2.2 Tabel pin-pin LCD


BAB III

PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

Fungsi Tiap Blok :

1. Blok Sensor LDR : Sebagai alat pendeteksi

2. Blok Power Supply : Sebagain sumber tegangan

3. Blok Arduino : Sebagai pengkonversi data dari sensor

4. Blok Display : Sebagai penampil hasil pengukuran

5. Blok LED : Sebagai indikator peringgatan

3.2 Rangkaian Skematik Arduino Uno

Pada Rangkaian Arduino . Arduino Memiliki 14 Pin Digital dan 6 pin Analog Dan PAda

Pin Digital Ada 6 Pin Digital Yang Bisa Kita Rubah Menjadi Pin Analog Yaitu 3,5,6,9,10,11

,Jika Kita Kekurangan Pin Analog Pin Ini Bisa Kita Gunakan Tinggal kota progam,

memakain sofwere Arduino , pin digital ini hanya mengierti sinyal digital yaitu 0 1 atau 1 0

.Dan pada pin Analog bias kita gunaka printa yang mengkonfersi seperti sensor suhu ,analog

ini menerima hanya sinyal ADC (Analog konferter digital), dan Pin Power, GDN dan VCC,

RESET. Dibawah ini rangkaian Skematik Arduino uno

ARDUINO UNO Rev 3

Sensor LDR

Power Supply/ Battery

LCD 16x2

Led Indikator


Gambar 3.2 Rangkaian SkematikArduino

Mikrokontroler ATmega328

Operasi tegangan 5Volt

Input tegangan disarankan 7-11Volt

Input tegangan batas 6-20Volt

Pin I/O digital 14 (6 bisa untuk PWM)

Pin Analog 6

Arus DC tiap pin I/O 50mA

Arus DC ketika 3.3V 50mA

Memori flash 32 KB (ATmega328) dan 0,5 KB digunakan oleh bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Kecepatan clock 16 MHz

Tabel.Ringkasan Spesifikasi Arduino

3.3 Rangkaian 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,

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.

Gambar 3.3 Rangkaian Sensor LDR

3.4. Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

Rangkaian skematik konektor yang akan dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke

mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini :


Berikut ini program untuk mencoba LCD, dan harus sesuian pin yang kita gunakan :

3.5 Power Supply Battery

Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal.Sumber

listrik dipilih secara otomatis.Eksternal (non-USB) daya dapat berupa baik AC-DC adaptor

atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkan plug pusat – positif

2.1mm ke dalam board colokan listrik. Sedangkan untuk baterai dapat

dihubungkankedalam header pin GND dan Vin dari konektor Power.Board dapat beroperasi


pada pasokan daya dari 6 – 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V,

bagaimanapun, pin 5V dapat menyeluplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil.

Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator bisa panas dan merusak board.Rentang yang

dianjurkan adalah 7V – 12V. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :

• Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data

TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip ATMega8U2 USB-to-

Serial TTL.

• Eksternal Interupsi : 2 dan 3. Pin ini dapat dapat dikonfigurasi untuk memicu

interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai.

Lihat attchInterrupt() fungsi untuk rincian.

• PWM : 3,5,6,9,10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM

dengan analogWrite() fungsi.

• SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI

menggunakanlibrary SPI.

• LED : 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai

TINGGI. LED menyala, ketika pin adalah RENDAH, itu off.

Gambar 3.5. Skematik Rangkaian Power Supply


3.6. Rangkaian Alat Ukur Intensitas Cahaya Yang Sudah Terhubung

Gambar.3.6 Rangkaian Alat Ukur Intensitas Cahaya Yang Sudah Terhubung


3.7 Program Keseluruhan

Gambar 3.7 Program Arduino Untuk Alat Ukur Intensitas Cahaya


3.8 Prinsip Kerja Rangkaian Alat Ukur Intensitas Cahaya

Prinsip kerja secara keseluruhan dari alat ini adalah dimulai dengan menghubungkan

power supply/baterai ke rancangan alat,kemudian meletakkan sensor cahaya pada sumber

cahaya yang akan diukur intensitasnya. Cahaya yang menyinari sel foto sebagai energi yang

diteruskan oleh sel foto menjadi arus listrik. Makin banyak cahaya yang diserap oleh sel,

makin banyak pula arus yang dihasilkan. Intensitas cahaya yang ditangkap oleh sensor

selanjutnya akan diproses oleh mikrokontroler untuk ditampilkan di LCD.

3.9Flowchart Alat Ukur Intensitas Cahaya

Dengan mengatur besaran variabel resistor akan mendapatkan rentang tegangan dari 0V

sampai 5V tergantung intensitas cahaya di LDR. LDR mempunyai sifat semakin banyak

cahaya yang diterimanya saat terang nilai resistansinya semakin kecil, maka tegangan yang

diterima pin analog arduino semakin besar. Hal kebalikannya semakin berlaku jika intensitas

cahaya yang diterima LDR kecil,maka nilai resistansinya besar. Dengan membuat program

handler di sisi arduino tegangan tadi dapat diukur melalui besaran digital

representasinya,karena pin analog arduino tegangan tadi dapat diukur melalui besaran digital

representasinya,karena pin analog arduino memiliki ADC 10 bit di internalnya.Secara

keseluruhan diagram alir sistem adalah sebagai berikut :


I

Gambar 3.6. Flowchart Alat Ukur Tingkat Intensitas Cahaya

Mulai

Baca Sensor ADC

Selesai

Instalasi Port LCD dan ADC

Input Cahaya

Tampilan ke LCD

Konversi ADC kedalam LUX


Penjelasan Flowchart :

1. Inisialisasi port LCD dan ADC untuk mensetting semua portyang digunakan

di arduino yang difungsikan sebagai input atau output.

2. Tampilan LCD umtuk menampilkan karakter yang telah di program yang telah

ada di program.

3. Baca ADC membaca nilai analog sensor yang diubah ke data digital.

4. Setelah itu,data diubah ke digital nilai pembacaan sensor diubah ke lux meter

dan candela.

5. Menampilkan hasil untuk menampilkan nilai lux dan candela yang terbaca

oleh sensor.


BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN

Proses pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan Projel Akhir

yang telah di rencanakan seperti pada bab sebelumya. Selain itu dengan adanya pengujian ini

dapat diketahui adanya kelemahan atau kekurangan yang ada pada proyek ini, sehingga dapat

dilakukan beberapa perbaikan bila diperlukan.

4.1. Data Percobaan

Dalam pengujian ini,kita akan melakukan pengambilan sampel data sebayak 3

kali,dan kita akan mengetahui perbedaan antara pengujian tehadapdaya lampu.

Data tingkat intensitas cahaya lampu dengan Alat Ukur Intensitas Cahaya

DAYA LAMPU TINGKAT INTENSITAS CAHAYA

LUX METER ASLI LUX METER BUATAN

Lampu LED 3 watt 50 lux 46,39 lux

Lampu LED 7 watt 64 lux 61.52 lux

Lampu LED 12 watt 72 lux 70.80 lux

4.2 Analisa data % Error (Lux)

𝑒𝑒 = 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 − 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑙𝑙𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠

x100%

1. 𝑒𝑒 = 50−46.3950

𝑙𝑙100% = 7,20 %

2. 𝑒𝑒 = 64−61.5264

𝑙𝑙100% = 3,87 %

3. 𝑒𝑒 = 72−70.8072

𝑙𝑙100% = 1,66 %

Dapat kita tarik kesimpulan bahwa sensor bekerja dengan baik ,dan hasil dari pengukuran

bisa dikatakan cukup akurat ,karena hasil pengukuran tersebut berdampak besar antara

ruangan yang gelap dan ruangan yang terang ,oleh karena itu ,alat ini dinyatakan bekerja

dengan baik.

4.3 Analisa Program

#include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface pins

LiquidCrystal lcd(13,12, 11, 10, 9, 8, 7);


int ldr=A4;

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(ldr,INPUT);

// set up the LCD's number of columns and rows:

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" IMAM FAKHRI ");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(" 132411012 ");

delay(5000);

lcd.clear();

// put your setup code here, to run once:

}

void loop() {

int sensorValue = analogRead(A4);

float Lux = (500.0/1024)*sensorValue;

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(Lux);

lcd.print(" Lux");

float cd= Lux*0.0929; // 1 LUX= 0,0929 CD

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(cd);

lcd.print(" Cd");

delay(200);

lcd.clear();

// put your main code here, to run repeatedly:

}


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil intensitas cahaya dengan menggunakan sensor LDR

berbasis arduino uno R3 maka dapat diambil beberapa kesimpulan:

1. Semakin besar daya lampu yang dimiliki,maka semakin besar pula jumlah intensitas

cahaya di ruangan tersebut.

2. Alat ini dinyatakan dapat menjadi alat ukur intensitas cahaya,karena hanya memiliki

4,24% dari Lux meter standar.

3. Arduino digunakan sebagai alat untuk memproses data yang di peroleh sensor yang

akan di tampilkan ke LCD.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1. Supaya rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam

bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif.

2. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat

lebih baik lagi dalam menampilkan hasil yang lebih stabil.

3. Berhati-hatilah ketika menambungkan alat ke listrik, karena alat ini

menggunakan listrik.


DAFTAR PUSTAKA

1. Afrie, Setiawan. 2012. ARDUINO UNO . Yogyakarta: ANDI

2. Agfianto Eko Putra, Teknik antar muka computer : konsep & aplikasi, Penerbit

GrahaIlmu, Yogyakarta, 2002

3. Bejo, Agus. 2005. PENGENALAN TANTANG SENSOR ULTASONIK

Edisi Kedua. Yogyakarta: Penerbit Gava Media

4. Michael, McRoberts. 2005. BEGINNING ARDUINO

PT Elex media Komputindo, Malvino, Albert Paul.1990.

5. Prinsip-PrinsipElektronika. Edisi ketiga. Terj. Hanapi Gunawan, Jakarta : Penerbit

Erlangga.

6.

7.

http://elektronika-dasar.web.id/pembagi-tegangan-voltage-divider/

Diakses pada :17 July 2017

http://sir.stikom.edu/569/5/BAB%20II.pdf.


8. https://goodarif.wordpress.com/skema-rangkaian/sensor-cahaya



http://elektronika-dasar.web.id/pembagi-tegangan-voltage-divider/�

http://sir.stikom.edu/569/5/BAB%20II.pdf�

https://goodarif.wordpress.com/skema-rangkaian/sensor-cahaya�

ALAT UKUR TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM …

Documents

Transcript of ALAT UKUR TINGKAT INTENSITAS CAHAYA DI DALAM …