Senin, 15 Februari 2016

Modul Lampu "Magic" Kamar Anak-Anak Menggunakan Arduino Uno

Posted by Elektronika Polines on 7:23 PM , Tidak ada komentar
MODUL LAMPU MAGIC KAMAR ANAK - ANAK

Arul Ardiyanto1, Muhammad Husni Mubarok2, Samuel BETA Kuntardjo3
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
E-mail : 1ardiyantoarul2@gmail.com, 2muhammadhusnim@ymail.com, 4sambetak2@gmail.com

Intisari - Modul Lampu Magic Kamar Anak - Anak merupakan penerapan lampu variasi merah, hijau, biru (RGB) yang dipasang pada kamar bermain anak –anak. Anak – anak dapat belajar tentang warna dan orang tua tidak perlu repot untuk mengingatkan anak untuk tidur jika sudah tiba waktu tidur. Untuk menghemat energy, lampu magic akan mati secara otomatis pada waktu pagi dan siang hari.

Kata Kunci : Arduino, Sensor LDR, Lampu RGB

Abstract- Magic Lamp Modules Child's Room is the application of the light variations of red, green, blue (RGB) mounted on the playroom child ren. Children - children can learn about the colors and the parents do not have to bother to remind children to sleep when it was time to sleep. To save energy, magic lights will turn off automatically in the morning and afternoon.

Keyword : Arduino, Sensor LDR, Lampu RGB
1. PENDAHULUAN
1.1    Latar Belakang
Setiap hari manusia tidak dapat terlepas dari peralatan elektronik. Mulai dari televisi, mesin cuci, radio, pompa air, dan lain sebagainya, sampai handphone yang hampir tidak lepas dari genggaman tangan. Saat ini peralatan elektronik tidak hanya digunakan untuk perabot-perabot ataupun peralatan manusia, melainkan dimanfaatkan juga untuk alat bermain anak-anak. Salah satunya lampu bermain anak –anak. Lampu bermain anak – anak biasanya ditempatkan pada kamar.
Umumnya untuk menyalakan lampu AC atau lampu bermain anak- anak diperlukan sakelar dimana sakelar digunakan tergantung orang yang ingin menyalakan lampu. Ketika tidak ada yang menyakan lampu meskipun hari sudah gelap, lampu akan tetap mati jika tidak ada yang menyalakan sakelar, sehingga kondisi ruangan akan gelap meskipun hari sudah malam. Oleh karena itu untuk menyalakan lampu secara otomatis, digunakan sensor cahaya ldr untuk menggantikan fungsi sakelar. Sensor cahaya LDR digunakan untuk membaca kondisi cahaya, ketika   hari  masih siang maka lampu akan mati. Ketika cahaya pada koncisi tertentu, akan dibaca oleh LDR dan menyalakan lampu sesuai variasi sesuai yang ditentukan.

1.2    Perumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang terdapat pada latar belakang, maka disusun rumusan masalah sebagai berikut :
1.         Bagaimana agar dapat menyalakan lampu secara otomatis dengan sensor LDR?
2.         Bagaimana agar dpat menyalakan lampu RGB dengan variasi tertentu?
1.3    Ruang Lingkup
Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :
1.       Lampu yang dikontrol berwarna merah, hijau, dan biru sensor cahaya LDR
2.       Variasi lampu menyala sesuai kondisi cahaya siang, sore, malam dan waktu tidur.
1.4    Tujuan
Tujuan dari pembuatan alat ini adalah:
1.    Dapat menyalakan lampu RGB otomatis menggunakan sensor LDR.
2.    Dapat menyalakan lampu RGB sesuai waktu dengan variasi yang diinginkan.
3.    Menerapkan ilmu yang telah dipelajari di perkuliahan pada peralatan elektronik.

2.       TINJAUAN PUSTAKA
2.1    Sensor LDR
Pengertian LDR (Light Dependent Resistor) dan Cara Mengukurnya – 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 LD (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya R (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.
Bentuk dan Simbol LDR

Gambar 1. Bentuk dan Simbol LDR

2.2    Arduino Uno
Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet ATmega328). Arduino Uno memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin digunakan sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB, jack catu daya eksternal, header ICSP, dan tombol reset. Ini semua berisi hal-hal yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler; sederhana saja, hanya dengan menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan dengan adaptor AC-DC dan atau baterai untuk memulai menggunakan papan arduino.

Gambar 2. Arduino Uno
Arduino Uno R3 berbeda dari semua papan Uno sebelumnya yang sudah tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sekarang, Arduino Uno menggunakan fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai dengan versi R2) yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial.
Arduino Uno Revisi 2 memiliki resistor pulling untuk 8U2 dari jalur HWB ke ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.
Arduino Uno Revisi 3 memiliki fitur-fitur baru berikut:
·           1.0 pinout: ditambahkan pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang ditempatkan dekat dengan pin RESET, sedangkan IOREF digunakan sebagai perisai untuk beradaptasi dengan tegangan yang tersedia pada papan. Kedepannya, perisai akan dibuat kompatibel dengan dua jenis papan yang menggunakan AVR yang beroperasi pada tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi pada tegangan 3.3V. Sedangkan 2 pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan masa depan.
·           Sirkuit RESET handal.
·           Atmega 16U2 menggantikan 8U2.
Ringkasan Spesifikasi
Mikrokontroler
ATmega328
Tegangan Operasi
5 Volt
Input Voltage (disarankan)
7 - 12 Volt
Input Voltage (batas akhir)
6 - 20 Volt
Digital I/O Pin
14 (6 pin sebagai output PWM)
Analog Input Pin
6
Arus DC per pin I/O
40 mA
Arus DC untuk pin 3.3V
50 mA
Flash Memory
32 KB (ATmega328) 0,5 KB untuk bootloader
SRAM
2 KB (ATmega328)
EEPROM
1 KB (ATmega328)
Clock Speed
16 MHz


2.3 Lampu RGB 220 VAC
Lampu RGB dapat di program atau di atur sesuai keinginan pemakai sehingga menghasilkan paduan efek cahaya sinar lampu warna warni yang menakjubkan (merah, hijau, dan biru), sangat indah dan mengagumkan. Sangat cocok untuk mempercantik dan memperindah tata cahaya sinar lampu rumah.


Gambar 3. Lampu RGB
RGB merupakan suatu model warna yang terdiri atas 3 buah warna, yaitu : merah (Red), hijau (Green), dan biru (Blue), yang ditambahkan dengan berbagai cara untuk menghasilkan bermacam-macam warna. RGB merupakan model warna yang bergantung kepada peranti: peranti yang berbeda akan mengenali atau menghasilkan nilai RGB yang berbeda, karena elemen warna (seperti fosfor atau pewarna) bervariasi dari satu pabrik ke pabrik, bahkan pada satu peranti setelah waktu yang lama. Model warna ini merupakan model warna yang paling sering dipakai. Contoh alat yang memakai mode warna ini yaitu TV, kamera, pemindai, komputer, dan kamera digital. Kelebihan model warna ini adalah gambar mudah disalin / dipindah ke alat lain tanpa harus di-convert ke mode warna lain, karena cukup banyak peralatan yang memakai mode warna ini. Kelemahannya adalah tidak bisa dicetak sempurna dengan printer, karena printer menggunakan mode warna CMYK, sehingga harus diubah terlebih dahulu.
3. METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi penelitian yang digunakan pada Tugas Proyek Arduino adalah sebagai berikut :
1.     Studi Pustaka : Merumuskan teori secara analisis dengan mempelajari buku – buku yang diperoleh dari catatan kuliah, buku – buku perpustakaan dan mempelajari media internet yang berhubungan rangkaian.
2.     Studi Laboratorium : Melakukan penelitian dan pengujian pada beberapa komponen elektronika berdasarkan data spesifikasi. Selanjutnya melakukan pengambilan data pada alat tersebut dan membandingkan dengan hasil teoritis.
3.     Metode Diskusi : Mengajukan beberapa pertanyaan kepada dosen pengajar serta rekan – rekan mahasiswa Teknik Elektro.

4. PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini membahas tentang perancangan dan pembuatan lampu magic kamar anak - anak. Pada perancangan sistem ini meliputi perancangan lunak (software), dan perangkat keras (hardware).
Spesifikasi alat ditetapkan terlebih dahulu sebagai acuan dalam perancangan. Spesifikasi alat yang direncanakan yaitu sebagai berikut :
1.     Masukan dari alat ini adalah cahaya pada sensor LDR.
2.     Keluaran dari alat ini berupa tampilan lampu RGB 220 VAC.
3.     Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino.

4.2 Perancangan Diagram Blok
Diagram blok sistem merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan dan pembuatan alat ini, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan rangkaian. Tujuan lain diagram blok ini adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga akan terbentuk suatu sistem yang sesuai dengan perancangan sebelumnya.

Gambar 4. Diagram Blok

Keterangan diagram blok :
1.       Sensor cahaya LDR digunakan sebagai masukan
2.       Mikrokontroler yang digunakan yaitu Arduino.
3.       Driver pada masing - masing lampu adalah rangkaian IC MOC 3020 dan Triac BT 136. Lampu digunakan sebagai keluaran.
4.3 Prinsip Kerja Alat
Pada perancangan alat “Modul Lampu Magic Kamar Anak-Anak” ini menggunakan sensor cahaya sebagai masukan. Dimana intensitas cahaya dideteksi, selanjutnya diproses pada Arduino. Pada arduino terjadi proses menggolongkan intensitas cahaya menjadi beberapa bagian yaitu siang, sore, malam dan waktu tidur. Selanjutnya lampu akan menyala sesuai variasi sesuai intensitas cahaya yang diterima.

4.4 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras ini Mikrokontroller Arduino mendapatkan supply tegangan 5 Volt DC, Sensor LDR, dan Lampu RGB mendapatkan supply tegangan 220V AC. Karena Lampu RGB di kontrol oleh tegangan DC, maka digunakan Rangkaian MOC 3020 dan Triac sebagai driver untuk mengontrol Lampu RGB.


Gambar 5. Skematik Rangkaian


Gambar 6. Kotak Rangkaian

4.5 Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak ini berfungsi untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem yang terdiri dari beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat bekerja dengan baik. Perangkat lunak yang dirancang dengan menggunakan program Arduino. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program. Untuk memudahkan pembuatan perangkat lunak, maka dibuat diagram alir yang menunjukan jalannya program. Diagram alir program ditunjukan pada gambar sebagai berikut :

Gambar 7. Diagram Alir

5. PENGUJIAN ALAT
Pengujian alat ini bertujuan untuk mengetahui apakah modul lampu ini dapat bekerja atau tidak.


Gambar 8. Pengujian Alat

6. KESIMPULAN
Setelah dilakukan perancangan, pembuatan, serta pengujian dan analisis pada Proyek Arduino ini,dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1.       Proyek Arduino ini dibuat untuk menyalakan lampu RGB otomatis menggunakan mikrokontoler Arduino.
2.       Sensor LDR digunakan untuk mendeteksi cahaya, dan selanjutnya lampu RGB akan menyala sesuai variasi pada intensitas tertentu.


REFERENSI
1.       Wikipedia.(2013,April).TRIAC [Online].Tersedia : http://id.wikipedia.org/wiki/TRIAC [09 Januari 2015]
2.       Bayu Prihatmoko.(2012).TRIAC BT136[Online]. Tersedia :
3.       http://elektrikbank.blogspot.com/2013/04/triac-bt136.html [09 Januari 2015]
4.       Nailul Falah.(2012,April).IC MOC 3020[Online]. Tersedia : http://talinglinggo.blogspot.com/2012/04/ic-moc3020_13.html [15 Januari 2015]
5.       Wikipedia. (2013,Mei).RGB[Online].Tersedia :http://id.wikipedia.org/wiki/RGB [16 Januari 2015]
6.       http://teknikelektronika.com/pengertian-ldr-light-dependent-resistor-cara-mengukur-ldr/ [20 November 2015]
7.       http://belajar-dasar-pemrograman.blogspot.co.id/2013/03/arduino-uno.html [20 November 2015]

Nama penulis Arul Ardiyanto. Penulis dilahirkan di kota Temanggung 06 Desember 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Tunas Rimba, SD N Geblog, SMP N 1 Temanggung, dan SMA N 2 Temanggung. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.13.0.03. Apabila  ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email ardiyantoarul2@gmail.com.

Nama penulis Muhammad Hunsi Mubarok. Penulis dilahirkan di kota Jepara 29 Desember 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Tarbiyatul Athfal Jepara, SD Al-Islam Jepara, SMP Al-Ma’arif Jepara, dan SMK N 7 Semarang. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.13.0.13. Apabila  ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email muhammadhusnim@ymail.com.



Tidak ada komentar :

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar ( Atom )