MAKALAH

KONTROL TERPUSAT SISTEM PENERANGAN GEDUNG

Oleh:

INDRA DARMAWAN BUDI 08/269240/TK/34359

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2011

Kontrol Terpusat Sistem Penerangan GedungIndra Darmawan BudiMahasiswa Jurusan Teknik Elektro, FT UGM

AbstrakMakalah ini membahas mengenai sistem pengontrolan lampu yang tepusat pada suatu gedung dengan menggunakan mikrokontroler. Dengan metode kontrol yang terpusat akan memudahkan operator dalam mengatur penerangan pada tiap-tiap ruangan suatu gedung. Untuk pengontrolan lampu pada tiap ruangan juga terdapat saklar yang disusun secara paralel agar penerangan pada ruangan tersebut masih dapat diaktifkan dari ruangan tersebut. Untuk mikrokontroller yang digunakan adalah Atmega8 yang memiliki 23 pin input output. Sebagai interface bagi operator digunakan satu buah LCD M016L dengan 16x2 karakter dan tombol input yang berupa keypad matrix dengan 12 tombol. Untuk unit kontrolnya menggunakan tegangan rendah dengan pertimbangan safety bagi operatornya. Unit kontrol akan memerintah rele untuk menghubungkan lampu dengan sumber listrik PLN. Kata kunci: kontrol penerangan,penerangan gedung,mikrokontroller 1. Pendahuluan Seiring dengan perkembangan jaman, pembangunan juga berkembang dengan sangat pesat. Telah banyak gedung-gedung bertingkat dengan jumlah ruangan yang cukup banyak. Semakin besar gedung tersebut maka semakin banyak pula penerangan yang diperlukan. Untuk setiap ruangan umumnya memiliki penerangannya sendiri. Banyaknya penerangan di dalam suatu gedung tersebut akan cukup merepotkan jika kontrol dari masing-masing lampu hanya berada di masingmasing ruangan. Oleh karena itu diperlukan kendali dari penerangan tiap-tiap ruangan secara terpusat. Dengan adanya kontrol penerangan yang terpusat di dalam suatu bangunan tertentu diharapkan dapat mempermudah dalam pengoperasian sistem penerangan gedung tersebut. Selain itu dengan menggunakan sistem ini diharapkan juga agar konsumsi listrik dari bangunan tersebut dapat diminimalisir yaitu dengan mematikan penerangan di dalam ruangan yang sekiranya tidak digunakan. Untuk sistim kontrolnya sendiri menggunakan perangkat mikrokontroller dimana dapat mengendalikan lampu-lampu penerangan pada tiap-tiap ruangan sesuai dengan perintah yang operator berikan. Untuk mikrokontroller yang digunakan adalah Atmega8 yang memiliki 23 jalur input output. Atmega8 memiliki 8 kilobyte flash dan 512 byte EEPROM yang sudah cukup untuk kontrol penerangan suatu gedung. Atmega8 sendiri membutuhkan catu daya 5 volt yang dapat diambil dari adaptor yang terhubung ke listrik PLN yang dimasukkan terlebih dahulu ke dalam regulator 5 volt yaitu regulator 7805.

Gbr. 1 Atmega8 Sebagai interface bagi operator digunakan LCD LM016L untuk mengetahui status dari penerangan pada masing-masing ruangan. LCD ini memiliki total 16x2 karakter yaitu 16 pada baris pertama dan 16 pada baris kedua. LCD ini membutuhkan catu daya 5 volt yang diambil dari keluaran regulator 5 volt.

Gbr. 2 LM016L

Kemudian untuk masukan datanya yaitu dengan menggunakan keypad matrix yaitu berupa kumpulan tombol yang disusun sedemikian rupa sehingga menyerupai matrix dengan jumlah baris dan kolom tertentu. Dalam hal ini keypad matrix yang digunakan adalah dengan jumlah baris dan kolom 4x3, sehingga terdapat 12 tumbol yang dapat diakses oleh mikrokontroller.

Gbr. 3 Keypad Matrix

2.

Metodologi Untuk pengontrolan dari sistem kendali penerangan gedung secara terpusat ini digunakan tegangan rendah dengan pertimbangan faktor safety. Oleh karena itu, dengan pengendalian yang menggunakan tegangan rendah diharapkan dapat mengontrol tegangan tinggi pada peralatan penerangan listrik.

tegangan rendah, dan peralatan tegangan tinggi itu sendiri. Untuk kendali tegangan rendah menggunakan rangkaian mikrokontroller yang dikonfigurasikan dengan peralatan display dan juga input tombol-tombol untuk pengaturannya. Untuk displaynya dapat digunakan LCD untuk mengetahui kondisi penerangan di masing-masing ruangan. Untuk Switching tegangan tinggi oleh tegangan rendah dapat menggunakan 2 cara, cara pertama adalah dengan mengunakan switching mekanis, yaitu dengan menggunakan rele. Untuk cara ini daya yang digunakan sebagai pengontrolannya cukup besar karena adanya komponen induktor sebagai elektromagnetnya dan juga lebih mudah rusak karena adanya komponen mekanis yang bergerak. Untuk cara yang kedua adalah dengan menggunakan switching secara elektronis seperti dengan menggunakan mosfet. Dengan cara ini daya yang dikonsumsi sebagai kendalinya dapat diperkecil karena pengendalian mosfet yang menggunakan tegangan. Untuk peralatan tegangan tinggi sendiri terdiri dari lampu-lampu TL dan kabel-kabel tegangan tinggi. Alat kontrol terpusat penerangan gedung menggunakan mikrokontroller yaitu dengan Atmega8 yang dihubungkan dengan input yang berupa keypad matrix dengan jumlah tombol sebanyak 12 buah. Sebagai penampil status penerangan pada masing-masing ruangan maka digunakan LCD 16x2 untuk memudahkan operator dalam mengontrol penerangan mana saja yang harus hidup atau mati.

Gbr. 4 Diagram Rangkaian Untuk sistim pengendalian penerangan gedung secara terpusat ini pada dasarnya terdiri dari tiga bagian utama. Bagian-bagian tersebut adalah Kendali tegangan rendah, Switching tegangan tinggi oleh

Gbr. 5 Rangkaian Kontrol Penerangan

a. Keypad Matrix Untuk keypad matrix yang digunakan adalah keypad matrix dengan empat baris dan tiga kolom. Oleh karena itu keypad matrix perlu dihubungkan dengan tujuh pin input output mikrokontroller. Dalam hal ini untuk tiga kolom dihubungkan dengan output mikrokontroller sedangkan empat baris dihubungkan dengan input mikrokontroller yang diberi resistor pull up secara internal di dalam mikrokontroller. Untuk mengakses keypad matrix ini adalah dengan cara memberikan output logika low secara bergantian pada bagian kolom kemudian dilakukan pengecekan pada input tiap barisnya. Sebagai contohnya saat kolom pertama diberi logika low, kolom kedua high, dan kolom ketiga high, maka jika kondisi input baris ketiga berlogika low maka tombol 7 dalam kondisi on. Pengecekan dilakukan untuk semua tombol secara terus menerus. b. LCD LM016L Kemudian untuk LCD yang digunakan adalah LM016L. LCD ini menggunakan komunikasi serial terhadap mikrokontroller yang digunakan. Untuk interfacenya terdiri dari empat buah input data dan tiga buah input pengaturannya. Untuk data yang dikirimkan kemudian ditampilkan pada display LCD yang terdiri dari 16 karakter pada baris pertama dan 16 karakter pada baris kedua.

c. Rele 5 volt

Gbr. 6 Rele Untuk rele yang digunakan adalah rele dengan tegangan koil elektromagnet sebesar 5 volt sehingga dapat dikontrol oleh tegangan pada mikrokontroller. Akan tetapi karena output dari pin mikrokontroller hanya beberapa mili ampere, maka diperlukan penguat arus. Dalam hal ini output dari mikrokontroller hanya digunakan untuk mengaktifkan saklar elektronis yang berupa transistor NPN.

Gbr. 7 Saklar Transistor

d. Saklar Pada tiap ruangan juga diberi saklar agar pengaturan ruangan tersebut tetap dapat dilakukan pada ruangan tersebut. Akan tetapi pada saklar tersebut juga dilengkapi dngan komponen feedback ke mikrokontroller agar mikrokontroller dapat memberikan perintah kepada rele untuk menghidupkan penerangan pada ruangan tersebut.

void tampil_lcd(unsigned char kolom, unsigned char baris, char flash *fmtstr,...) { char lcd[17]; va_list ap; va_start(ap, fmtstr); vsprintf(lcd, fmtstr, ap); va_end(ap); lcd_gotoxy(kolom, baris); lcd_puts(lcd); }

Gbr. 8 - Switch e. Mikrokontroller Untuk mikrokontroller yang digunakan adalah Atmega8.

Gbr. 9 Atmega8 Untuk Atmega8 yang digunakan menggunakan clock internal yaitu sebesar 8MHz sehingga untuk settingan fuse bitnya adalah E4 untuk low fuse dan D9 untuk high fusenya. Untuk bahasa pemrogramannya digunakan bahasa C dengan menggunakan kompiler yaitu CodeVisionAVR. Kemudian untuk listing program untuk kendali lima buah lampu seperti pada gambar 5 adalah sebagai berikut. Listing Program

void keypad(void) { A=0;B=1;C=1; delay_us(10); if(t1==0){satu=1;}else{satu=0;} if(t2==0){empat=1;}else{empat=0;} if(t3==0){tujuh=1;}else{tujuh=0;} if(t4==0){bintang=1;}else{bintang=0;} A=1;B=0;C=1; delay_us(10); if(t1==0){dua=1;}else{dua=0;} if(t2==0){lima=1;}else{lima=0;} if(t3==0){delapan=1;}else{delapan=0;} if(t4==0){nol=1;}else{nol=0;} A=1;B=1;C=0; delay_us(10); if(t1==0){tiga=1;}else{tiga=0;} if(t2==0){enam=1;}else{enam=0;} if(t3==0){sembilan=1;}else{sembilan=0;} if(t4==0){kres=1;}else{kres=0;} } void main(void) { PORTB=0b01111000; DDRB=0b00000111; PORTC=0x00; DDRC=0xFF; PORTD=0x00; DDRD=0xFF; lcd_init(16); while (1) { keypad(); tampil_lcd(0,0," %d %d %d %d %d ",PORTC.0,PORTC.1,PORTC.2,PORT C.3,PORTC.4); tampil_lcd(0,1,"on=1 off=0"); if(satu==1){delay_ms(400);PORTC.0=~PORTC.0;} if(dua==1){delay_ms(400);PORTC.1=~PORTC.1;}

#include #include #include #include #include #define A PORTB.0 #define B PORTB.1 #define C PORTB.2 #define t1 PINB.3 #define t2 PINB.4 #define t3 PINB.5 #define t4 PINB.6 bit satu,dua,tiga,empat,lima,enam; bit tujuh,delapan,sembilan,bintang,nol,kres;

5. if(tiga==1){delay_ms(400);PORTC.2=~PORTC.2;} if(empat==1){delay_ms(400);PORTC.3=~PORTC.3 ;} if(lima==1){delay_ms(400);PORTC.4=~PORTC.4;} if(kres==1){delay_ms(400);PORTC.0=0;PORTC.1= 0;PORTC.2=0;PORTC.3=0;PORTC.4=0;} } } 3. Hasil Percobaan Untuk hasil yang diperoleh dari peralatan kontrol penerangan terpusat suatu gedung adalah operator dapat menghidupkan atau mematikan penerangan pada ruangan tertentu dengan menekan tombol yang sesuai dengan ruangan tersebut. Untuk status dari kondisi penerangan pada ruangan tertentu dapat dilihat pada LCD yang digunakan. Untuk mematikan seluruh penerangan dalam gedung tersebut dapat dilakukan dengna menekan tombol kres # yang terdapat dalam keypad matrix. Lalu pada tiap ruangan juga diberikan saklar tertentu agar pengaturan penerangan pada ruangan tersebut tetap dapat dilakukan dari dalam ruangan tersebut. 4. Kesimpulan Dengan adanya kontrol penerangan terpusat di dalam suatu bangunan tertentu dapat mempermudah dalam pengoperasian sistem penerangan gedung tersebut. Penggunaan mikrokontroller untuk kendalinya dapat meningkatkan safety bagi operator karena hanya menggunakan tegangan rendah untuk mengontrol tegangan tinggi seperti pada peneranan ruangan. Peralatan dapat dibuat dengan menggunakan inputan berupa keypad matrix dan untuk status dari penerangan masing-masing ruangan dapat dipantau melalui LCD yang digunakan. Untuk mikrokontroller sendiri memberikan perintah kepada rele untuk menghidupkan atau mematikan penerangan pada ruangan tertentu.

Referensi http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php ?title=Rele http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Lcd_1 6x2.png http://id.88db.com/qkursus+mikrokontroller /1/ Datasheet Atmega8 Datasheet LM016L