MAKALAH PROYEK AKHIR PERANCANGAN SISTEM DIJITAL

Saklar Otomatis menggunakan Sensor Infrared dan Sensor Cahaya

Ahmad Rasyid Maulana, Josua Antonius Naiborhu, Pratama Amirullisan, Rahmat Ramadhani

Jurusan Teknik Komputer, Departemen Teknik Elektro, Universitas IndonesiaKampus UI Depok 16424 Indonesia

Abstract – Pencahayaan merupakan suatu hal yang mutlak harus ada dalam suatu gedung atau ruangan, mengingat tingkat produktifitas manusia sangat bergantung pada tingkat pencahayaan ruangan tempat manusia berada. Akan tetapi, seringkali manusia lupa mematikan lampu ketika mereka sudah tidak membutuhkannya. Hal ini tentu mengakibatkan pemborosan energi. Oleh karena itu kami menciptakan sebuah karya yang berjudul “Mesin saklar otomatis menggunakan sensor infrared dan sensor cahaya”. Pada dasarnya alat ini menggunakan dua sensor utama yaitu sensor infrared dan sensor cahaya. Sensor infrared berfungsi untuk mendeteksi ada atau tidaknya manusia di dalam suatu ruangan, sedangkan sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi intensitas cahaya yang dibutuhkan. Lampu dalam ruangan akan hidup hanya bila terdapat orang di dalamnya dan intensitas cahaya dalam ruangan itu kurang dari standar intensitas cahaya yang diberikan.

Keywords – saklar otomatis, sensor cahaya, sensor infrared

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pencahayaan merupakan salah satu hal mutlak yang harus ada dalam suatu ruangan atau gedung. Sebab, tingkat produktifitas manusia dalam suatu ruangan sangat tergantung terhadap intensitas pencahayaannya. Manusia tidak bisa membaca, menulis, dan melakukan kegiatan lain bila ruangannya dalam keadaan gelap. Oleh karena itu, keberadaan lampu merupakan suatu hal yang mutlak.

Akan tetapi, ketergantungan manusia terhadap lampu memiliki efek samping bila manusia kurang memperhatikan timing kapan lampu harus mati dan hidup. Seringkali manusia lupa mematikan lampu ketika lampu sudah tidak dibutuhkan lagi. Bila hal ini terjadi terus menerus, tentu akan mengakibatkan terjadinya pemborosan energi. Kita bisa membayangkan bila pemborosan energi ini terjadi dalam satu kota yang terdiri dari banyak gedung, tentu pemborosan energi yang terjadi akan sangat besar. Oleh karena itulah dibutuhkan suatu alat yang mampu menjadi saklar otomatis bagi lampu.

1.2 Tujuan

Proyek ini bertujuan untuk membangun suatu alat yang menjadi saklar otomatis untuk lampu sehingga penggunaan lampu dapat dihemat sesuai keperluan saja.

II. LANDASAN TEORI

2.1 Penggunaan Sensor

Terdapat tiga input yang akan diolah, yaitu sinyal dari sensor infrared, sensor cahaya, dan sensor timer. Sensor infrared akan mendeteksi suhu manusia (35-40°C), sensor cahaya akan mendeteksi intensitas cahaya yang dibutuhkan oleh user, dan sensor timer akan menentukan apakah lampu tetap hidup saat ruangan telah dikosongkan.

III. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

3.1 Spesifikasi Rangkaian

a. Input

Input yang masuk ke dalam saklar otomatis ini adalah sinyal dari sensor infrared, sensor cahaya dan sensor timer. Sensor infrared (selanjutnya disebut S) akan bernilai 1 bila terdapat manusia di dalam ruangan, dan akan bernilai 0 bila tidak ada manusia dalam suatu ruangan. Sinyal dari sensor cahaya (selanjutnya disebut T) akan bernilai 1 bila cahaya redup dan bernilai 0 bila cahaya terang. Standar redup atau terangnya cahaya dapat diatur sendiri oleh user. Sensor timer (selanjutnya disebut U) akan bernilai 1 bila timer berjalan dan bernilai 0 bila berhenti.

Output yang dihasilkan ada 2 macam, yaitu lampu dan timer. Lampu akan hidup bila alat menerima sinyal S = 1 lalu sinyal T = 1. Selain itu, lampu akan mati. Sedangkan timer akan hidup bila menerima sinyal S = 0 saat alat berada dalam state D.

3.2 State Diagram

Gbr.1: State Diagram

Keterangan :

InputSensor Infrared (S)

0 = tidak ada orang 1 = ada orang

Sensor cahaya (T) 0 = cahaya terang 1 = cahaya redup

Timer (U) 0 = waktu habis 1 = waktu masih berjalan

State a = 000; b = 100; c = 110; d = 111; e = 101; f = 011; g = 001State a (000) : Keadaan normal (standby)

1. Infrared tidak mendeteksi adanya orang, maka sinyal yang dikirim adalah 0 (S = 0) → tetap pada state a

2. Infrared mendeteksi adanya orang, maka sinyal yang dikirim adalah 1 (S = 1)→ bergerak ke state b (ada orang dalam ruangan)

State b (100) : Ada orang, lampu mati1. Sensor cahaya mendeteksi cahaya (ruangan)

dalam keadaan terang, maka sinyal yang dikirimkan adalah 0 (T = 0)→ tetap pada state b

2. Sensor cahaya mendeteksi perubahan cahaya yang menjadi redup, maka sinyal yang dikirimkan adalah 1 (T = 1)→ bergerak ke state c (cahaya redup)

State c (110) : Ada orang, cahaya redup1. Tidak ada input → bergerak ke state d,

lampu hidup (output)

State d (111) : Lampu hidup1. Diam atau kondisi dimana masing-masing

sensor (infrared dan cahaya) masih mengirimkan sinyal 1 → tetap pada state d

2. Cahaya (ruangan) menjadi terang, maka sensor cahaya mengirimkan sinyal 0 (T = 0) → bergerak ke state e

3. Tidak ada orang (dalam ruangan), maka sensor infrared mengirimkan sinyal 0 (S = 0)→ bergerak ke state f, timer hidup

State e (101) : Lampu hidup, cahaya terangTidak ada input → state b

State f (011) : Timer berjalan, tidak ada orang1. Timer berjalan (mulai menghitung) maka

sinyal (U) yang dikirim adalah 1 → melakukan pengulangan/tetap di state f

2. Timer mati, maka sinyal (U) berubah menjadi 0 → bergerak ke state g, timer mati

3. Sensor infrared mengirimkan sinyal (S) = 1, tanpa mempedulikan input dari sinyal (U) → kembali ke state h

State g; Keadaan saat timer sudah matiTidak ada input →state a

State h; Kondisi dimana ada orang, timer berhentiTidak ada input → bergerak ke state e

3.2 K-Map

Dari K-Map kita bila melihat bahwa alat ini glitch free.

3.3. Tabel keadaannya :

StatePS Input NS FF D

OutputABC STU ABC ABC

A000 0xx 000

S00000 1xx 100

g 001 xxx 000 000

f011 0x0 001

SS1↑DSB,↓SE

011 1xx 111 ↑DSB,↓SE

b100 xox 100

1T0100 x1x 110

e 101 xxx 100 100c 110 xxx 111 111 ↑DSB,↓SE

d111 0xx 011

RS1↑DSB,↓SE

111 x0x 101

3.4. Timing Diagram

IV. PENGGUNAAN DAN APLIKASI

IV.1 Cara Kerja

Alat ini akan bekerja berdasarkan input yang diterima dari sensor cahaya dan sensor infrared untuk mengeluarkan output yang sesuai.

Pada mulanya, sensor infrared akan mendeteksi apakah terdapat orang didalam ruangan, lalu mengirimkan sinyal yang sesuai kepada alat. Jika terdapat orang didalam ruangan, sensor cahaya akan aktif dan mendeteksi intensitas cahaya dari ruangan tersebut dan mengirimkan sinyal yang sesuai. Alat akan memproses sinyal-sinyal tersebut lalu menghidupkan lampu jika ada orang dan cahaya ruangan gelap, dan bila salah satupun kondisi diatas tidak terpenuhi, lampu akan tetap dalam kondisi mati.

Gbr.2: K-Map

Gbr.3: Timing Diagram

Saat tidak terdapat lagi orang didalam ruangan, timer akan hidup selama waktu yang ditentukan pengguna, dan lampu akan mati setelah timer mati. Tetapi jika ada orang yang masuk kedalam ruangan dalam jangka waktu timer, lampu akan tetap hidup.

V. REFERENSI

[1] S. M. Metev and V. P. Veiko, Laser Assisted Microtechnology, 2nd ed., R. M. Osgood, Jr., Ed. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 1998.