perancangan dan pembuatan luxmeter digital …

i

“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LUXMETER DIGITAL

MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA BH1750 BERBASIS

ARDUINO ”

LAPORAN TUGAS AKHIR

WIDYA F SIMAMORA

162408023

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2019

Universitas Sumatera Utara

ii



ARDUINO ”

LAPORAN TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli

Madya

OLEH :

WIDYA F SIMAMORA

NIM : 162408023

PROGRAM STUDI D-III FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

MEDAN

2019


iii

PERNYATAAN ORISINALITAS



ARDUINO ”

TUGAS AKHIR

Saya menyatakan bahwa laporan proyek ini adalah hasil karya sendiri, kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2019

Widya F Simamora

162408023


i


ii

“ PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LUXMETER DIGITAL


ARDUINO ”

ABSTRAK

Intensitas cahaya adalah salah suatu besaran pokok fisika yang dapat diukur.

Kebutuhan pencahayaan setiap ruangan terkadang berbeda. Semuanya tergantung

dan disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan. Pencahayaan yang baik yaitu

pencahayaan yang memungkinkan kita dapat melihat obyek dengan jelas. Maka dari

itu dibutuhkanlah suatu perangkat pengukur intensitas cahaya. Untuk merealisasikan

rancangan perangkat tersebut, dalam penelitian ini dibuatlah suatu perangkat alat

ukur intensitas cahaya. Intensitas cahaya memiliki tiga satuan yaitu candela, lumen

dan lux. Kali ini dilakukan pengukuran terhadap satuan lux. Sensor yang digunakan

adalah BH1750 yang merupakan sensor I2C dengan komunikasi serial Rx Tx.

Kelebihan ini membuat data yang didapat lebih baik dan pengunaan lebih sederhana.

Data dari sensor tersebur dikirim ke ardunio sebagai pusat kotrol digital. Data lalu

diolah dan ditampilkan pada LCD. Untuk diketahui satuannya dalan Lux. Alat

pengukur ini umumnya disebut luxmeter. Mengetahui intensitas cahaya kemudian

berguna untuk penelitian bahkan kesehatan.

Kata kunci : intensitas cahaya, BH1750, arduino


iii

“ THE DESIGN AND PRODUCTION OF DIGITAL

LUXMETER USING SENSOR BH 1750 ARDUINO BASED ”

ABSTRACT

Light intensity is one of the main quantities of physics that can be measured. Every

room need different lighting . It‘s depends about the activities. Good lighting is

lighting that allows us to see objects clearly done. Therefore we need a device that

measures the intensity of light. To realize the design of a device that measures the

intensity of light in this project created a device measuring instrument light intensity.

Light intensity has three units, namely candela, lumen and lux. This time a

measurement was made on units of lux. The sensor used is BH1750 which is an I2C

sensor with Rx Tx serial communication. These advantages make the data obtained

better and use simpler. Data from the sensor is sent to ardunio as a digital control

center. The data is then processed and displayed on the LCD. To find out the unit in

Lux. This measuring device is generally called luxmeter. Knowing the intensity of

light is then useful for research and even health.

Keywords: light intenscity, bh1750, arduino


iv

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan

Maha Penyayang dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan

penyusunan laporan tugas akhir ini dengan judul Perancangan dan Pembuatan

Luxmeter Digital menggunakan Sensor BH1750 Berbasis Arduino.

Dalam melaksanakan penulisan laporan ini, penulis telah banyak

mendapatkan bimbingan dan bantuan dari banyak pihak, baik berupa material,

informasi baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis juga mengucapkan

terimakasih pada :

1. Bapak Dr. Kerista Sebayang,M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

2. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika

Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

3. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si selaku sekretaris program studi D-3 Fisika

Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

4. Bapak Drs. Kerista Tarigan,M.Eng.Sc selaku pembimbing yang telah

meluangkan waktunya selama penyusunan laporan tugas akhir ini.

5. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program studi D-3 Fisika Fakultas

Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

6. Ayah tersayang Hotlider Simamora dan Ibu terkasih Resta Sihombing yang

telah memberikan dukungan baik secara material dan juga spiritual dan juga

nasihat nasihat yang membangun kepada penulis. Dan juga kepada abang

tercinta Hendrik simamora dan kakak tercinta Ledy theresia Simamora yang

juga selalu memberikan dukungan dan doa dan juga yang memabantu dalam

segi material selama menempuh pendidikan. Abang tercinta irvan simamora,

dan juga adik Desi simamora dan Agustina simamora.

7. Teman teman seperjuangan Desmaya sinurat, Gita adisty, Melati Asmarita,

Enita pasaribu, Angel tarigan, Roito Sidabutar, dan semua mahasiswa FIN

16 yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu persatu yang juga turut


v

memberikan dukungan. Juga kepada Bg M.Iqbal yang telah turut membantu

penulis.

8. Kepada sepupu saya Lomewati Manalu dan Herbet Manalu yang turut

memberikan support. Kepada teman teman satu kos nasya Tamba, Murni

Manalu dan Devy situmorang.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih

jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari

pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu

yang bermanfaat bagi pembaca.

Medan, Juli 2019

Hormat Saya,

Widya F Simamora


vi

DAFTAR ISI

PENGESHAN LAPORAN TUGAS AKHIR i

ABSTRAK ii

ABSTRACK iii

PENGHARGAAN iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL ix

BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Batasan masalah 2

1.4. Tujuan 2

1.5. Manfaat 3

1.6. Sistematika Penulisan 3

BAB 2 LANDASAN TEORI 4

2.1 Sensor BH1750 4

2.2 Intensitas Cahaya 6

2.3 Defenisi dan istilah pada Cahaya 11

2.3.1 Luminansi 11

2.3.2 Fluks Cahaya 11

2.3.3 Intensitas Penerangan 12

2.3.4 Efisiensi Cahaya 13

2.3.5 Alat Ukur Pencahayaan 14

2.3.5.1 Luxmeter 15

2.4 Mikrokontroler 15

2.5 Arduino 18

2.5.1 Pengenalan 18

2.5.2 Sejarah Arduino 19

2.5.3 Hardware 19

2.5.4 software Arduino 21

2.5.5 Melakukan penginstalan Arduino ke Komputer 23

2.5.6 Melakukan Penginstalan driver terhadap windows 24

2.5.7 Melakukan Pengujian pada papan Arduino 25

2.6 LCD( Liquid Crystal Digital 29

2.6.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Digital) 31

2.7 Modul Bluetooth HC-05 32


vii

BAB 3 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ALAT 34

3.1 Perancangan Sistem 34

3.1.1 Diagram Blok 34

3.1.2 Flowchart Sistem 35

3.2 Rancangan perangkat Keras 36

3.2.1 Rangkaian BH1750 36

3.2.2 Rangkaian LCD 37

3.2.3 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 38

3.2.4 Rangkaian Module Bluetooth 40

3.2.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem 42

3.3 Gambar Rangkaian PCB 43

3.4 Implementasi Rangkaian 43

3.4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 43

3.4.2 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16 44

3.4.3 Pengujian Sensor BH1750 45

BAB 4 ANALISA DAN PENGUJIAN 47

4.1 Analisa Data 47

4.1.1 Pengujian dan Analisa Data berdasarkan Jarak Sumber Cahaya 47

4.1.2 Grafik perbandingan data luxmeter buatan dengan luxmeter asli 48

4.1.3 Persamaan Garis pada 2 Titik 49

4.1.4 Persen Deviasi 52

4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 53

4.3 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)2x16 54

4.4 Pengujian Sensor BH1750 55

BAB 5 PENUTUP 58

5.1 Kesimpulan 58

5.2 Saran 58

DAFTAR PUSTAKA 60

DAFTAR LAMPIRAN


viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1Sensor BH1750 dalam Modul GY-302 5

Gambar 2.3 Bagian Mikrokontroller 16

Gamabar 2.4 Hardware Arduino 20

Gambar 2.5 LCD (Liquid Chrystal Digital) 30

Gmabar 3.1 Diagram Blok 35

Gambar 3.1.2 Flowchart Sistem 36

Gambar 3.2 1. Rangkain BH1750 37

Gambar 3.2.2 rangkain LCD 38

Gambar 3.2.3 Rangkaian sistem Mikrokontoler Arduino Uno R3 39

Gambar 3.2.4 Gambar rangkaian module bluetooth HC-0 41

Gambar 3.2.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem 42

Gambar 3.3 Rangkaian PCB 43

Gambar 4.3. Pengujian LCD 55

Gambar 4.5 Tampak keseluruhan Fisik 57


ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.5 Deskripsi Pin pada LCD 30

Tabel 3.4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 44

Tabel 3.4.2 Pengujian LCD 45

Tabel 3.4.3 Tabel pengujian Sensor BH1750 45

Tabel 4.1.1 Tabel data perbandingan nilai luxmeter buatan dengan luxmeter asli 47

Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 54

Tabel 4.4 Pengujian Sensor 57


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Cahaya merupakan bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik. Untuk

mengetahui nilai intensitas cahaya di perlukan sebuah detektor cahaya. Detektor

cahaya adalah detektor radiasi elektromagnetik dalam rentang spektral dari

ultraviolet (UV) sampai inframerah. Detektor cahaya secara garis besar bisa

dikatagorikan menjadi dua jenis yaitu detektor kuantum (quantum detector) dan

detektor termal (thermal detector). Detektor kuantum beroperasi pada daerah

ultraviolet sampai mid-infrared, sedangkan detektor termal seringkali digunakan

pada daerah mid-infrared dan far-infrared. Prinsip kerja detektor kuantum zat padat

(fotovoltaik dan fotokonduktif) didasari atas interaksi foton dengan sebuah bahan

semikonduktor, sedangkan detektor termal bekerja dengan mendeteksi perubahan

atau kenaikan temperatur. Beberapa jenis detektor kuantum adalah photodiode,

phototransistor ,photoresistor.

Lux meter adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur intensitas

cahaya atau tingkat pencahayaan. Biasanya digunakan dalam ruangan. Kebutuhan

pencahayaan setiap ruangan terkadang berbeda. Semuanya tergantung dan

disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan. Dengan menggunakan lux meter, Anda

dapat mengetahui besaran intensitas cahaya pada ruangan yang diuji untuk

mengetahui apakah penerangannya sudah cukup atau belum.

Lux meter ini bekerja secara otomatis untuk menghitung dan mengukur

intensitas cahaya dan menyesuaikannya dengan cahaya yang dibutuhkan. Sensor

pada lux meter 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 ini banyak digunakan atau diaplikasikan pada bidang-

bidang tertentu seperti pada bidang industri, arsitektur dan lain-lain. Tidak hanya itu,

prinsip kerja pada lux meter ini pun banyak diaplikasikan pada alat yang biasa

digunakan dalam fotografi. Contohnya, reflected lightmeter, available light, dan

incident lightmeter. Pada penelitian ilmiah baik di lingkungan maupun di dalam


2

laboratorium pun menggunakan alat semacam ini untuk menguji dan mengetahui

data mengenai pengaruh tingkat pencahayaan.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan

tersebut kedalam bentuk skripsi sebagai tugas proyek sebagai judul

―PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LUXMETER DIGITAL

MENGGUNAKAN SENSOR BH1750 BERBASIS ARDUINO”

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini di berikan batasan batasan

masalah yaitu:

1. Perancangan dan pembuatan alat ini berbasis mikrokontroller Arduino

Uno.Dengan Sensor yang digunakan adalah sensor BH1750. 2

2. Modul sensor intensitas cahaya BH1750 adalah sensor cahaya digital yang

memiliki keluaran sinyal digital, sehingga tidak memerlukan perhitungan yang

rumit. Dimana sensor BH1750 akan menerima Cahaya, lalu cahaya yang diterima

akan diolah dalam mikrokontroler untuk ditampilkan di LCD

3. sumber cahaya yang digunakan adalah cahaya tampak dan Intensitas cahaya yang

di deteksi dari 1 lux sampai dengan 8000 lux.

1.4 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Merancang dan membuat rangkaian luxmeter digital berbasis sensor cahaya

BH1750.

2. Untuk mengukur Lux suatu ruangan.

3. Memanfaatkan mikrokontroller Arduino Uno sebagai pengontrol.

4. Sebagai Persyaratan untuk memenuhi Tugas akhir membuat Peralatan dan

memahamai cara-cara dan membuat proyek D3.


3

1.5 Manfaat

Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Dapat digunakan untuk menghitung intensitas cahaya tampak yang ada di tempat.

2. Secara khusus bagi mahasiswa jurusan D3 Fisika FMIPA Universitas Sumatera

Utara adalah dapat menambah ilmu pengetahuan mengenai sensor yang

diaplikasikan sebagai pengukur intensitas cahaya tampak.

3. Menambah pengetahuan penulis dalam bidang elektronika.

1.6 Sistematika Penulisan

Berikut merupakan sistem penulisan yang digunakan dalam penyusunan

laporan tugas akhir :

1. BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul, batasan

masalah, motivasi dan tujuan tugas akhir, sasaran tugas akhir, metode tugas

akhir dan sistematika penulisan.

2. BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisi landasan teori yang menjadi referensi utama dalam penulisan

tugas akhir. Teori yang dibahas berhubungan dengan sistem yang akan

dibuat dan juga yang akan digunakan untuk kepentingan analisis dan

perancangan.

3. BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab ini membahas tentang perancangan prototipe alat, pembuatan

rangkaian prototipe, blok diagram, pengukuran dan cara kerja rangkaian

yang dapat menghasilkan Alat luxmeter digital berbasis sensor cahaya

BH1750.

4. BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN

Membahas tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan

spesifikasi alat dan lain-lain.

5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari pengujian dan saran masukan

untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk

masa yang mendatang.


4

BAB 2

LANDASAN TEORI

Tinjauan pustaka sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem. Selain dari

pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan suatu system.

Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka tinjauan pustaka merupakan bagian yang harus

dipahami untuk pembahasan selanjutnya. Pengetahuan yang mendukung perencanaan dan

realisasi alat meliputi mikrokontroler dan Sensor.

2.1 Sensor BH1750

Sensor cahaya BH1750 intensitas sensor modul dengan 16 bit AD converter (ADC)

built-in yang dapat langsung output sinyal digital, tidak ada kebutuhan untuk

perhitungan yang rumit. Sensor BH1750 ini lebih akurat dan lebih mudah untuk

menggunakan, dari pada menggunakan versi foto dioda, atau ldr sederhana yang

hanya output tegangan dan perlu dihitung untuk mendapatkan data intensitas.

Dengan BH1750 intensitas Light Sensor dapat langsung diukur dengan keluaran

luxmeter (lx), tanpa perlu untuk membuat untuk membuat perhitungan.

Spesifikasi:

power supply voltage: +3 to 5Vdc

Interface: I2C

Wide range and High resolution. ( 1 - 65535 lx )

It is possible to select 2 types of I2C slave-address.

Small measurement variation (+/- 20%)

Size 70mm×70mm×1.6mm glass epoxy board


5

Gambar 2.1 sensor BH1750 dalam modul GY-302

GY-302 Digital Light Intensity Sensor Module adalah sebuah modul sensor cahaya

berbasis IC BH1750. BH1750 adalah sebuah IC sensor cahaya dengan antarmuka IC.

Modul ini memberikan nilai output digital melalui IC bus, sehingga Anda tidak perlu

lagi menambahkan konverter ADC.

Spesifikasi :

- Catu Daya : 4.5 V

- Resolusi : 0 - 65535 lux

- Antarmuka : IC

- Jenis Output : Digital

- Chip Sensor : BH1750FVI

- Dimensi : 13.9 x 18.5 mm


6

2.2 Intensitas cahaya

Cahaya hanya merupakan satu bagian dari berbagai jenis gelombang

elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan

frekuensi tertentu, yang nilainya dapat dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam

spektrum elektromagnetisnya. Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan

fenomena sebagai berikut:

a) Pijar padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila

dipanaskan sampai suhu1000 K. Intensitas meningkat dan penampakan

menjadi semakin putih jika suhu naik.

b) Muatan Listrik: Jika arus listrik dilewatkan melalui gas maka atom dan

molekul memancarkan radiasi dimana spektrumnya merupakan

karakteristik dari elemen yang ada.

c) Electro luminescence: Cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan

melalui padatantertentu seperti semikonduktor atau bahan yang

mengandung fosfor.

d) Photoluminescence: Radiasi pada salah satu panjang gelombang diserap,

biasanya oleh suatu padatan, dan dipancarkan kembali pada berbagai

panjang gelombang.

Bila radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat

terlihat maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence Cahaya

nampak, seperti yang dapat dilihat pada spektrum elektromagnetik, diberikan dalam

Gambar 1, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya ultraviolet (UV) dan

energi inframerah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu merangsang retina

mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut pandangan.


7

Candela disamakan cahaya lilin, semakin besar angka Candela semakin kuat cahaya

menyebar. Candela atau perhitungan satuan cahaya lilin dianggap sebagai angka

satuan cahaya dari lampu. Candela dihitung dari kekuatan sinar cahaya seluruhnya.

Tidak memasukan hasil angka arah cahaya, dan hasil akhir kekuatan cahaya. Lumen

dihitung kekuatan dari total sumber cahaya. Dan tidak menghitung intensitas lain,

hanya di sumber cahayanya saja dengan arah cahaya yang mengarah kesatu sisi.

Apakah nantinya lampu akan berbentuk spot beam sehingga terlihat lebih terang,

atau menyebar akan terlihat tidak terlalu terang. Tetap angka yang dipakai adalah

lumen sebagai angka kecerahan cahaya ke satu bidang yang di sinari. Sedangkan Lux

umumnya sebagai standar lampu rumah. Menghitung penyebaran penerangan dari

sebuah cahaya lampu.Tetapi dihitung dengan tingkat rata rata sinar paling kuat, dan

tidak memasukan cahaya rendah yang bias.Lux lebih mudah digunakan sebagai hasil

akhir yang diberikan cahaya lampu. Bukan dilihat dari kekuatan cahaya dari titik

sinar lampu.

Bila disebutkan 1000 Lux dengan satu titik kecil, akan terlihat cahaya sangat

terang. Tetapi angka tersebut akan berbeda bila sinar dibias lebih lebar. Angka Lux

akan menurun karena hasil akhir dari intensitas pencahayaan lebih redup dengan

pembiasan


8

Lumen adalah sumber cahaya. Tapi intensitas cahaya tidak akan sama pada akhir

jatuhnya cahaya. Sisi kiri cahaya yang tidak di beam akan terlihat kurang terang. Bila

cahaya tidak dibuat fokus atau menyebar akan jatuh ke objek atau permukaan dengan

tingkat 100 lux. Sisi kanan dengan cahaya beam 100 lumen, tapi di fokus beam

sehingga mendekati angka 1000 lux. Kebalikannya dibawah ini, bila spot lampu

dengan jarak 1 meter akan menghasilkan 1 lux. Setelah lampu mengarah lebih jauh

dan cahaya memantul ke sebuah benda dengan jarak 2 meter. Maka cahaya lampu

akan redup, hasilnya nilai Lux lebih rendah. Seperti kita memperlihatkan

mengunakan senter. Tingkat Lux atau cahaya lampu senter yang jatuh di depan kita

dengan jarak 1 meter akan terang. Mengarahkan senter ke jarak 10 meter, maka

objek yang diterangi senter akan lebih redup. Atau Nilai Lux lebih rendah.

Sedangkan Lux adalah tingkat cahaya yang jatuh pada objek. Sederhananya dari

perbedaan Candela vs Lux vs Lumen.Cahaya lampu LED dihitung dari Candle.

Semakin besar nilai Candle maka lampu semakin terang. Candle dihitung dari satu

titik sumber lampu. Lumen, tingkat cahaya yang diarahkan dari sumber lampu.

Lumen menjadi angka kekuatan cahaya pada saat cahaya di arahkan pada sudut

tertentu. Angka Lumen bisa berubah walau mengunakan cahaya dari lampu dengan

Candle yang sama. Karena cahaya bisa diarahkan dengan reflektor. Lux adalah hasil

akhir jatuhnya cahaya. Berapapun angka Candle dan Lumen tidak berlaku di Lux.

Lux hanya menghitung cahaya sinar pada satu ruang saja, dan angka cahaya terang

dari Lux. Sehingga digunakan untuk pencahayaan lampu rumah atau lampu jalan.

dan seberapa luas cahaya bisa menerangi satu bidang. Lux adalah satuan metrik

ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya rata-rata yang dicapai adalah rata-rata

tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah ditentukan. Satu lux setara


9

dengan satu lumen per meter persegi. Tinggi mounting: Merupakan tinggi peralatan

atau lampu diatas bidang kerja. Efficacy cahaya terhitung: Perbandingan keluaran

lumen terhitung dengan pemakaian daya terhitung dinyatakan dalam lumens per

watt. Lux (simbol lx) adalah satuan turunan SI dari pencahayaan dan daya pancar

cahaya, mengukur fluks cahaya per satuan luas.[1] Ini sama dengan satu lumen per

meter persegi. Dalam fotometri, ini digunakan sebagai ukuran intensitas, seperti yang

dirasakan oleh mata manusia, cahaya yang mengenai atau melewati permukaan. Hal

ini analog dengan radiometrik satuan watt per meter persegi, tetapi dengan daya pada

masing-masing panjang gelombang tertimbang menurut fungsi luminositas, standar

model persepsi kecerahan penglihatan manusia. Dalam bahasa inggris, kata "lux"

digunakan sebagai bentuk tunggal dan bentuk jamak. Pencahayaan adalah ukuran

dari berapa banyak flux cahaya yang tersebar di daerah tertentu. Seseorang dapat

berpikir tentang fluks cahaya (diukur dalam lumen) sebagai ukuran "jumlah" total

cahaya yang terlihat, dan pencahayaan sebagai ukuran intensitas pencahayaan pada

suatu permukaan. Jumlah cahaya yang menerangi permukaan akan lebih samar-

samar jika tersebar di area yang lebih besar, sehingga pencahayaan berbanding

terbalik dengan area dimana pancaran cahaya adalah konstan.

Satu lux adalah sama dengan satu lumen per meter persegi:

1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd·sr/m2.

Satu fluks dari 1000 lumens, terkonsentrasi ke area 1 meter persegi, yang menerangi

satu meter persegi tersebut dengan pencahayaan dari 1000 lux. Namun, 1000 lumens

yang sama, yang tersebar di 10 meter persegi, menghasilkan pencahayaan redup

hanya 100 lux.


10

Mendapatkan penerangan 500 lux memungkinkan di dapur rumah dengan satu fitting

fluorescent light dengan output 12.000 lumens. Untuk menerangi lantai pabrik

dengan ukuran puluhan kali area dapur akan memerlukan puluhan perlengkapan

sama. Dengan demikian, pencahayaan area yang lebih besar untuk tingkat yang sama

dari lux membutuhkan jumlah yang lebih besar dari lumen. Dengan Satuan SI,

Awalan SI dapat digunakan, misalnya satu kilolux (klx) adalah 1000 lux. Berikut ini

adalah beberapa contoh dari penerangan yang disediakan pada berbagai kondisi:

Pencahayaan (lux) Permukaan diterangi oleh

0.0001 Malam tanpa bulan, langit mendung saat malam (Bintang)

0.002 Langit malam tanpa bulan yang cerah dengan pijaran udara

0.05–0.36 Bulan purnama di langit malam yang cerah

3.4 Batas antara kegelapan senja di pemukiman di bawah langit

yang cerah

20-50 Tempat umum, dengan lingkungan yang gelap

50 Penerangan ruang tamu keluarga

100 Mendung yang sangat gelap di malam hari

320-500 Penerangan kantor

400 Matahari Terbit atau matahari terbenam pada hari yang cerah.

1000 Hari mendung; Pencahayaan di TV studio

10,000–25,000 Siang hari (tidak terkena matahari langsung)

32,000–100,000 Sinar matahari


11

2.3 Definisi Dan Istilah Pada Cahaya

2.3.1. Luminansi

Luminansi adalah suatu ukuran untuk terang suatu benda. Luminansi yang terlalu

besar akan menyilaukan mata. Luminansi A suatu sumber cahaya atau permukaan

yang memantulkan cahaya yaitu intensitas cahayanya dibagi luas semu permukaan.

Yang dimaksud dengan luas semu permukaan adalah luas proyeksi sumber cahaya

pada suatu bidang rata yang tegak lurus pada arah pandang, dan bukan luas

permukaan seeluruhnya. Faktor refleksi suatu permukaan ikut menetukan luminansi

terhadap terang suatu benda yang diterangi oleh lampu.

2

Dimana : L = luminansi dengan satuan candela/

A = luas semu dengan satuan

2.3.2 Fluks Cahaya

Fluks cahaya adalah jumlah cahaya yang jatuh pada setiap sudut ruangan. Satu watt

cahaya kira-kira sama dengan 680 lumen. Angka perbandingan 680 ini dinamakan

ekivalen pancaran foto metris. Persamaan fluks cahaya dilambangkan Φ dengan

satuan lumen (lm).


12

2.3.3 Intensitas Penerangan

Intensitas penerangan atau luminansi disuatu bidang kerja, yaitu fluks cahaya yang

jatuh Pada dari bidang itu. Satuan untuk intesitas penerangan adalah lux (lx), dengan

lambang E, maka 1 lux = 1 lumen per . Jika suatu bidang yang mempunyai luas A

m2 Persamaan intesitas penerangan adalah

Erata-rata =

lux

Dimana , A : luas bidang (m2)

Φ : fluks cahaya (lumen)


13

2.3.4 Efisiensi Cahaya

Sumber cahaya buatan biasanya dievaluasi dalam hal keefektifitasan cahaya dari

sumber, juga dapat disebut keefektifitasan cahaya secara keseluruhan. Hal ini

merupakan perbandingan antara fluks cahaya total yang dipancarkan oleh

perangkat dan jumlah total input daya listrik. Fungsi cahaya keseluruhan adalah

ukuran efisiensi perangkat dengan output disesuaikan untuk menjelaskan kurva

respons spektral (dari fungsi luminositas). Bila dinyatakan dalam bentuk

berdimensi (misalnya, sebagai fraksi dari keefektifitasan cahaya maksimum),

nilai ini dapat disebut efisiensi cahaya keseluruhan atau efisiensi pencahayaan.

Perbedaan utama antara efektivitas radiasi cahaya dan efektivitas sumber cahaya

adalah bahwa keadaan akhir untuk energi input yang hilang sebagai panas yang

keluar atau sumber cahaya sebagai energi selain dari radiasi elektromagnetik.

Efisiensi sebuah sumber radiasi, dalam hal ini lampu, adalah properti dari radiasi

yang dipancarkan oleh sumber. Efisiensi mencakup keseluruhan sumber,dengan

bahasa yang lebih mudah dipahami, bahwa efektivitas sebuah lampu bergantung

pada rasio daya yang dipancarkan secara keseluruhan(cahaya tampak dan tidak

tampak) dibanding dengan daya yang dikonsumsi. Efektivitas suatu lampu dapat

di tulis dalam persamaan berikut.

keterangan : Pout = daya listrik yang dikonversi jadi cahaya

Pin = daya listrik yang digunakan Untuk memperoleh nilai mendekati =

1, merupakan hal yang sulit.


14

Oleh karena itu, perkembangan teknologi perlampuan selalu mengacu dalam

peningkatan efisiensi lampu. Walaupun teknologi secara komersial belum tersedia,

namun secara teori sumber cahaya ideal dari gas hijau dalam panjang gelombang

555nm memberikan efisiensi 100%.

2.3.5 . Alat ukur kuat pencahayaan

Alat ukur pencahayaan adalah alat yang digunakan pada pengukuran suatu benda-

benda yang dapat menghasilkan cahaya. Berikut adalah beberapa jenis alat ukur yang

sering digunakan pada pengukuran cahaya.


15

2.3.5.1 Luxmeter

Luxmeter merupakan instrumen portabel untuk mengukur penerangan sebuah

jenis fotometer. Lux meter paling sederhana terdiri dari foto sel selenium yang

mengubah energi cahaya ke energi dari sebuah arus listrik, yang diukur oleh

microammeter pointer-tipe dengan skala dikalibrasi di luxes(Ix). Skala yang

berbeda-beda sesuai dengan rentang yang berbeda dari cahaya yang sedang

diukur, perubahan skala yang dibuat oleh switch bahwa perubahan hambatan di

sirkuit listrik. Misalnya, Iu-16 lux meter memiliki tiga rentang pengukuran:

sampai 25, hingga 100, dan sampai 500 Iux. Iluminansi yang lebih tinggi bisa

diukur dengan menggunakan lampiran cahaya menyebar di photocell, yang

melemahkan insiden radiasi dengan faktor tertentu yang konstan melalui

berbagai panjang gelombang. Kurva untuk sensitivitas spektral relatif dari

selenium photocell dan mata manusia rata-rata tidak sama, akibatnya

pembacaan lux meter adalah fungsi dari komposisi spektral radiasi. Instrumen

biasanya dikalibrasi dengan lampu pijar, dan ketika luxmeter sederhana

digunakan untuk mengukur cahaya yang dihasilkan oleh radiasi dengan

komposisi spektral yang berbeda, seperti siang hari atau lampu fluorescent,

suatu faktor koreksi yang ditentukan oleh perhitungan.

2.4 Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan suatu IC yang di dalamnya berisi CPU, ROM,

RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka mikrokontroler dapat

melakukan proses berfikir berdasarkan program yang telah diberikan kepadanya.

Mikrokontroler banyak terdapat pada peralatan elektronik yang serba otomatis,


16

mesin fax, dan peralatan elektronik lainnya. Mikrokontroler dapat disebut pula

sebagai komputer yang berukuran kecil yang berdaya rendah sehingga sebuah

baterai dapat memberikan daya. Mikrokontroler terdiri dari beberapa

bagian seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2.3 Bagian Mikrokontroler

Pada Gambar 2.3 di atas tampak suatu mikrokontroler standar yang tersusun atas

komponen-komponen sebagai berikut :

A. Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada

mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit. CPU ini

akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.

B. Read Only Memory (ROM)

ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya

hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi. Dalam dunia

mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler


17

tersebut. Program tersimpan dalm format biner (‗0‘ atau ‗1‘). Susunan bilangan

biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler akan memiliki arti tersendiri.

C. Random Acces Memory (RAM)

Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga

dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada

semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja.

Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada

RAM akan hilang jika catu daya listrik hilang.

D. Input / Output (I/O)

Untuk berkomunikasi dengan dunia luar, maka mikrokontroler menggunakan

terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.

E. Komponen lainnya

Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital

Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang sesuai

dengan tugas mikrokontroler akan sangat membantu perancangan sehingga dapat

mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen komponen tersebut belum

ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat

ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.


18

2.5. Arduino

2.5.1 Pengenalan

Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik yang open source,

berbasis pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang

ditujukan untuk seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam

membuat objek atau lingkungan yang interaktif.

Arduino sebagai sebuah platform komputasi fisik (Physical Computing) yang

open source pada board input ouput sederhana, yang dimaksud dengan platform

komputasi fisik disini adalah sebuah sistem fisik yang interaktif dengan penggunaan

software dan hardware yang dapat mendeteksi dan merespon situasi dan kondisi.

Menurut Artanto, kelebihan arduino dari platform hardware mikrokontroler

lain adalah:

1. IDE Arduino merupakan multiplatform, yang dapat dijalankan di berbagai

sistem operasi, seperti Windows, Macintosh dan Linux.

2. IDE Arduino dibuat berdasarkan pada IDE Processing, yang sederhana

sehingga mudah digunakan.

3. Pemrograman arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port USB,

bukan port serial. Fitur ini berguna karena banyak komputer yang sekarang ini

tidak memiliki port serial.

Arduino adalah hardware dan software open source pembaca bisa

mendownload software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar ke

pembuat arduino. Biaya hardware cukup murah, sehingga tidak terlalu menakutkan

membuat kesalahan. Proyek arduino ini dikembangkan dalam lingkungan

pendidikan sehingga bagi pemula akan cepat dan mudah mempelajarinya. Memiliki


19

begitu banyak pengguna dan komunitas di internet dapat membantu setiap

kesulitan yang dihadapi.

2.5.2. Sejarah Arduino

Proyek Arduino dimulai pertama kali di Ovre, Italy pada tahun 2005. Tujuan

proyek ini awalnya untuk membuat peralatan kontrol interaktif dan modul

pembelajaran bagi siswa yang lebih murah dibandingkan dengan prototype yang lain.

Pada tahun 2010 telah terjual dari 120 unit Arduino. Arduino yang berbasis open

source melibatkan tim pengembang. Pendiri arduino itu Massimo Banzi dan David

Cuartielles, awalnya mereka memberi nama proyek itu dengan sebutan arduino dari

ivrea tetapi seturut perkembangan zaman nama proyek itu diubah menjadi Arduino.

Arduino dikembangkan dari thesis hernando Barragan di desain interaksi

institute Ivrea. Arduino dapat menerima masukan dari berbagai macam sensor dan

juga dapat mengontrol lampu, motor dan aktuator lainnya. Mikrokontroler pada

board arduino di program dengan menggunkan bahasa pemrograman arduino (based

on wiring) dan IDE arduino (based on processing). Proyek arduino dapat berjalan

sendiri atau juga bisa berkomunikasi dengan software yang berjalan pada komputer.

2.5.3. Hardware

Papan Arduino merupakan papan mikrokontroler yang berukuran kecil atau

dapat diartikan juga dengan suatu rangkaian berukuran kecil yang didalamnya

terdapat komputer berbentuk suatu chip yang kecil.


20

Pada Gambar 2.4. dapat dilihat sebuah papan Arduino dengan beberapa bagian

komponen didalamnya.

Gambar 2.4 Hardware Arduino

Pada hardware arduino terdiri dari 20 pin yang meliputi:

a. 14 pin IO Digital (pin 0–13)

Sejumlah pin digital dengan nomor 0–13 yang dapat dijadikan input atau output yang

diatur dengan cara membuat program IDE.

b. 6 pin Input Analog (pin 0–5)

Sejumlah pin analog bernomor 0–5 yang dapat digunakan untuk membaca nilai input

yang memiliki nilai analog dan mengubahnya ke dalam angka antara 0 dan 1023.

c. 6 pin Output Analog (pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11)

Sejumlah pin yang sebenarnya merupakan pin digital tetapi sejumlah pin tersebut dapat

diprogram kembali menjadi pin output analog dengan cara membuat programnya pada

IDE.

Papan Arduino Uno dapat mengambil daya dari USB port pada komputer

dengan menggunakan USB charger atau dapat pula mengambil daya dengan

menggunakan suatu AC adapter dengan tegangan 9 volt. Jika tidak terdapat power

supply yang melalui AC adapter, maka papan Arduino akan mengambil daya dari


21

USB port. Tetapi apabila diberikan daya melalui AC adapter secara bersamaan

dengan USB port maka papan Arduino akan mengambil daya melalui AC adapter

secara otomatis.

2.5.4. Software Arduino

Software arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih

ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan arduino. IDE

atau Integrated Development Environment suatu program khusus untuk suatu

komputer agar dapat membuat suatu rancangan atau sketsa program untuk papan

Arduino. IDE arduino merupakan software yang sangat canggih ditulis dengan

menggunakan java. IDE arduino terdiri dari:

1. Editor Program

Sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program

dalam bahasa processing.

2. Compiler

Sebuah modul yang mengubah kode program menjadi kode biner bagaimanapun

sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa processing.

3. Uploader

Sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di

dalam papan arduino.

Dalam bahasa pemrograman arduino ada tiga bagian utama yaitu struktur,

variabel dan fungsi (Artanto, 2012:27):

Struktur Program Arduino :

a. Kerangka Program.


22

Kerangka program arduino sangat sederhana, yaitu terdiri atas

dua blok. Blok pertama adalah void setup() dan blok kedua adalah

void loop.

b. Blok Void setup ()

Berisi kode program yang hanya dijalankan sekali sesaat

setelah arduino dihidupkan atau di-reset. Merupakan bagian

persiapan atau instalasi program.

c. Blok void loop()

Berisi kode program yang akan dijalankan terus menerus.

Merupakan tempat untuk program utama.

a. Sintaks Program.

Baik blok void setup loop () maupun blok function harus diberi tanda kurung

kurawal buka ―{― sebagai tanda awal program di blok itu dan kurung kurawal

tutup ―}‖ sebagai tanda akhir program.

b. Variabel.

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk

memindahkan angka dengan cara yang cerdas dengan menggunakan sebuah

varibel.

Pada bagian ini meliputi fungsi input output digital, input output analog,

advanced I/O, fungsi waktu, fungsi matematika serta fungsi komunikasi.


23

Pada proses Uploader dimana pada proses ini mengubah bahasa

pemrograman yang nantinya dicompile oleh avr-gcc (avr-gcc compiler) yang

hasilnya akan disimpan kedalam papan arduino.

Avr-gcc compiler merupakan suatu bagian penting untuk software bersifat

open source. Dengan adanya avr-gcc compiler, maka akan membuat bahasa

pemrogaman dapat dimengerti oleh mikrokontroler. Proses terakhir ini sangat

penting, karena dengan adanya proses ini maka akan membuat proses pemrogaman

mikrokontroler menjadi sangat mudah.

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.

2.5.5. Melakukan Penginstalan Arduino Ke Komputer

Untuk melakukan pemrogaman pada papan Arduino, disarankan untuk men-

download IDE Arduino terlebih dahulu yang dapat diperoleh dari situs:

www.arduino.cc/en/Main/Software. Dan kemudian pilih versi yang tepat untuk


http://www.arduino.cc/en/Main/Software

24

sistem operasi komputer yang digunakan. Setelah melakukan download, lakukanlah

proses uncompress dengan cara melakukan double-click pada file tersebut. Proses ini

secara otomatis akan membuat suatu folder yang bernama arduino-[version],

contohnya seperti arduino-0012.

Setelah melakukan penginstalan IDE Arduino pada komputer, tahap

selanjutnya adalah harus melakukan penginstalan untuk driver. Fungsi utama

penginstalan driver ini adalah agar komputer dapat melakukan komunikasi dengan

papan Arduino melalui USB port.

2.5.6. Melakukan Penginstalan Driver Untuk Windows

Koneksikan papan Arduino dengan komputer dan ketika Found New

Hardware Wizard pada layar muncul, Windows secara otomatis akan mencoba

menemukan terlebih dahulu driver tersebut pada halaman Windows Update.

Windows XP akan meminta untuk memeriksa Windows Update, dan jika

tidak ingin menggunakan Windows Update pilih menu ―No,not at this time‖ dan

tekan tombol Next. Dan pada layar selanjutnya, pilih menu ―Install from a list or

specific location‖ dan tekan tombol Next.

Periksa layar berjudul ―Include this location in the search‖ dan tekan tombol

Browse. Kemudian pilih folder dimana Arduino sudah terinstal dan pilih folder

Drivers\FTDIUSB Drivers untuk menetukan lokasinya dan tekan tombol OK dan

Next pada layar tesebut.

Windows Vista akan berusaha menemukan driver tersebut pada Windows

Update, dan jika terjadi kegagalan dalam melakukan pencarian driver, maka lakukan


25

pencarian secara manual pada folder Drivers\FTDIUSB Drivers. Proses pencarian

driver secara manual memiliki dua prosedur yang harus dilewati, yang pertama

komputer harus menginstal driver low-level terlebih dahulu dan yang kedua adalah

menginstal bagian kode yang membuat papan Arduino terlihat seperti suatu serial

port untuk komputer.

Apabila driver telah terinstal, maka Arduino IDE dapat diaktifkan dan papan

Arduino dapat digunakan pada komputer. Untuk tahap selanjutnya adalah harus

selalu mengingat serial port komputer yang telah ditandai untuk papan Arduino.

2.5.7. Melakukan Pengujian Pada Papan Arduino

Kita ambil contoh kasus yang sederhana yaitu mengalami kegagalan pada

saat melakukan percobaan ―mengedipkan LED‖. Mari cari tahu apa yang harus

dilakukan.

Sebelum menyalahkan percobaan yang dibuat, kita harus memastikan

beberapa komponen sudah berada di dalam urutan yang benar. Sama halnya dengan

seorang pilot suatu maskapai penerbangan yang menggunakan beberapa daftar

pemeriksaan sebelum melakukan penerbangan, untuk memastikan bahwa pesawat

dalam kondisi yang baik.

Koneksikan papan Arduino ke USB port yang ada pada komputer dengan

menggunakan kabel USB.

1. Pastikan komputer dalam kondisis menyala (mungkin kedengarannya konyol tapi hal

ini pernah terjadi). Jika lampu PWR yang berwarna hijau pada papan Arduino

menyala, berarti menandakan papan Arduino telah disuplai daya oleh komputer. Jika

LED terlihat sangat redup, berarti ada suatu kesalahan dengan daya yang disuplai:

coba ganti kabel USB dan lakukan pemeriksaan antara USB port pada komputer dan


26

konektor USB pada papan Arduino. Jika masih mengalami kegagalan, ganti USB port

yang lainnya pada komputer tersebut atau gunakan komputer yang lain.

2. Jika Arduino yang digunakan merupakan produk baru, lampu LED yang berwarna

kuning akan mulai berkedip dengan pola menyala sedikit gugup. Pengujian ini

merupakan pengujian yang dilakukan di pabrik untuk menguji papan Arduino.

3. Jika menggunakan power supply eksternal dan menggunakan jenis Arduino yang lama

seperti Extreme, NG, atau Diecimila, pastikan bahwa power supply tersambung

dengan benar dan jumper yang ditandai dengan SV1 menghubungkan dua pin yang

terdekat dengan konektor power supply eksternal.

Melakukan Pengujian Rangkaian Pada Papan Percobaan.

Sekarang koneksikan papan Arduino dengan papan percobaan breadboard

dengan memasang jumper dari 5 V. Kemudian untuk ground atau GND dikoneksikan

ke rel positif dan negative yang berada pada papan percobaan breadboard. Jika LED

PWR yang berwarna hijau tidak menyala, segera lepaskan semua kabel. Hal tersebut

menandakan bahwa terdapat kesalahan besar dan terjadi hubung singkat (short

circuit) pada rangkaian. Pada saat terjadinya hubung singkat, papan Arduino menarik

terlalu banyak arus dan daya akan terputus untuk melindungi komputer.

Jika terjadi short circuit, maka kita harus memulainya kembali dari proses

penyederhanaan dan pembagian (simplification and segmentation). Setelah itu, yang

harus dilakukan adalah memeriksa setiap sensor yang digunakan pada percobaan

tersebut dan untuk memudahkan sebaiknya setiap pemeriksaan menggunakan satu


27

sensor saja. Masalah dengan IDE, pada beberapa kasus terutama pada Windows,

mungkin memiliki masalah yang berhubungan dengan penggunaan IDE Arduino.

Jika terdapat kesalahan saat membuka Arduino, gunakan metode alternatif

dengan cara membuka file run.bat. Biasanya pemakai Windows juga sering

mendapatkan masalah jika sistem operasi memberikan nomor COM10 atau yang

benomor lebih untuk papan Arduino. Untuk mengatasi masalah ini, kita dapat

menentukan nomor yang lebih rendah untuk Arduino dengan cara sebagai berikut:

1. Buka layar Device Manager pada Windows dengan membuka menu Start. Lakukan

klik kanan (right-click) pada layar komputer untuk Vista atau My Computer dan

pilih menu Properties untuk XP. Kemudian pilih menu Device Manager.

2. Cari serial device di dalam daftar ―Ports (COM & LPT)‖. Dan pilih serial device

bernomor COM9 atau bernomor lebih rendah yang tidak digunakan dengan cara

pilih menu Properties (right-click). Kemudian pada tab Port Setting, pilih menu

Advanced dan lakukan pengaturan nomor pada COM10 atau yang bernomor lebih

besar.

3. Lakukan hal yang sama pada serial terminal USB yang digunakan untuk

mengoperasikan Arduino.

Jika beberapa saran tersebut masih tidak dapat membantu, atau jika

mengalami permasalahan yang belum dijelaskan pada laporan ini, untuk

troubleshooting Arduino yang lebih lengkap dapat dilihat dari halaman situs:

www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting.

Troubleshooting Arduino

Dalam membuat suatu eksperimen atau percobaan dengan Arduino,

memungkinkan sekali terjadinya kegagalan dalam melakukan pengoperasiannya.


http://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting

28

Sedangkan kita dituntut harus dapat memperbaiki kegagalan yang terjadi agar

Arduino dapat beroperasi dengan benar.

Trouble shooting dan debugging merupakan seni yang sudah ada dari dulu.

Dan agar didapatkan suatu hasil yang diinginkan oleh kita, maka kita harus

memenuhi peraturan yang dimiliknya terlebih dahulu.

Semakin sering kita menggunakan komponen elektronik dan Arduino dalam

membuat suatu percobaan, maka kita akan semakin banyak belajar dan semakin

banyak mendapatkan pengalaman. Oleh karena itu, jangan putus asa dengan

permasalahan yang akan muncul dalam melakukan suatu percobaan karena

semuanya akan menjadi lebih mudah apabila sudah dihadapi.

Seperti semua percobaan Arduino yang telah dibuat, jika terdapat kesalahan

baik yang berasal dari hardware maupun software maka disana kemungkinan akan

ada lebih dari satu hal yang perlu dicari penyebab dari kesalahan tersebut.

Ketika mencari suatu bug atau akar dari suatu masalah yang muncul

seharusnya kita mengoperasikan Arduino meliputi tiga langkah berikut:

Pemahaman (understanding).

Mencoba untuk memahami sebanyak mungkin bagaimana cara kerja dari

setiap bagian komponen yang digunakan dan bagaimana bagian dari

komponen tersebut telah memberikan pengaruh terhadap percobaan yang

dibuat.

Penyederhanaan dan pembagian (simplification and segmentation)

Orang Romawi kuno mengatakan devide et impera: divide and rule, atau

dalam bahasa Indonesia berarti pembagi dan peraturan. Oleh karena itu,

untuk membuat percobaan Arduino cobalah lakukan perincian (break


29

down) terhadap percobaan ke dalam setiap komponennya dengan

pemahaman yang kita miliki dan memperhitungkan dimana tanggung

jawab dari setiap komponen tersebut.

Pemisahan dan kepastian (exclusion and certainty)

Ketika melakukan investigasi, melakukan pengujian secara terpisah pada

setiap komponen sangat dibutuhkan untuk memastikan bahwa setiap

komponen bekerja dengan benar. Dengan melakukan tahap ini akan

membangun rasa keyakinan pada diri kita sendiri terhadap bagian

percobaan mana yang bekerja dengan benar maupun yang tidak.

Debugging adalah istilah yang telah digunakan software komputer untuk

menggambarkan suatu proses tidak bekerja dengan benar. Konon dikatakan bahwa

istilah tersebut dipakai untuk pertama kalinya oleh Garce Hopper pada sekitar tahun

1940-an. Dimana pada waktu itu, komputer yang sebagian besarnya merupakan

peralatan elektromekanis, ada yang berhenti beroperasi karena ada serangga yang

terjebak di dalam sistem mekaniknya. Tetapi pada saat ini, bug bukan berbentuk fisik

lagi, melainkan suatu virtual yang tidak dapat dilihat.

2.6 LCD (Liquid Crystal Display)

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. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :


30

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.

Gambar 2.5 LCD (Liquid Crystal Display)

Tabel 2.5 Deskripsi Pin Pada LCD

Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

3 Pengatur kontras

4 “RS” Instruction/Register Select

5 “R/W” Read/Write LCD Registers

6 “EN” Enable

7-14 Data I/O Pins

15 Vcc

16 Ground


31

2.6.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Display).

Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah ―0‖. Bus data terdiri dari 4-bit atau

8-bit.Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7.

Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus,

dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data

dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-

bit atau 8 bit pada satu waktu.

Jika mode 4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat

sepenuhnya 8-bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap

nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller

mengirimkan data ke LCD.Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke

kondisi high ―1‖ dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga

mengirimkan data ke jalur data bus.

Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke ―0‖ dan tunggu beberapa saat

(tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high ―1‖. Ketika jalur RS berada

dalam kondisi low ―0‖, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau

instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high

atau ―1‖, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal,

untuk menampilkan huruf ―A‖ pada layar maka RS harus diset ke ―1‖. Jalur kontrol R/W

harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD.

Apabila R/W berada dalam kondisi high ―1‖, maka program akan melakukan query

(pembacaan) data dari LCD.

Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya

merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W

selalu diset ke ―0‖.Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih

pengguna), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel


32

baik 4-bit atau 8-bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi

interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.

2.7 Module Bluetooth HC-05

2.7.1 Pengertian bluetooth, fungsi dan cara kerjanya

Bluetooth adalah suatu peralatan media komunikasi yang dapat digunakan

untuk menghubungkan sebuah perangkat komunikasi dengan perangkat komunikasi

lainnya, bluetooth umumnya digunakan di handphone, komputer atau pc, tablet, dan

lain-lain. Fungsi bluetooth yaitu untuk mempermudah berbagi atau sharing file,

audio, menggantikan penggunaan kabel dan lain-lain. Saat ini sudah banyak sekali

perangkat yang menggunakan bluetooth. Atau definisi bluetooth yang lainnya adalah

sebuah teknologi komunikasi wireless atau tanpa kabel yang beroperasi dalam pita

frekuensi 2,4 GHz (antara 2.402 GHz s/d 2.480 GHz) dengan menggunakan sebuah

frequency hopping tranceiver yang mapu menyediakan layanan komunikasi data dan

juga suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan

layanan yang terbatas.

Pada dasarnya teknologi bluetooth ini diciptakan bukan hanya untuk menggantikan

atau menghilangkan penggunaan media kabel dalam melakukan pertukaran data atau

informasi, tetapi juga mampu menawarkan fitur yang bagus atau baik untuk

teknologi mobile wireless atau tanpa kabel, dengan biaya yang relatif rendah,

konsumsi daya rendah, interoperability yang sangat menjanjikan, mudah dalam

pengoperasiannya dan juga mampu menyediakan berbagai macam layanan. Sistem

bluetooth terdiri atas: sebuah radio transceiver, baseband link Management dan

Control, Baseband (processor core, SRAM, UART, PCM USB Interface), flash dan

voice codec.

Baseband link controller menghubungkan hardware atau perangkat keras

radio ke baseband processing dan juga layer protokol fisik.

Link manager melakukan aktivitas protokol tingkat tinggi, yaitu seperti

melakukan link setup, autentikasi dan juga konfigurasi.

Kelebihan:


33

Bisa menembus rintangan, misalnya seperti dinding, kotak, dan sebagainya.

Walaupun jarak transmisinya hanya 10 M.

Tidak memerlukan media kabel ataupun kawat.

Dapat mensingkronisasi data dari Handphone ke Komputer atau laptop.

Dapat dipakai sebagai perantara modem.

Praktis dan tidk ribet dalam penggunaanya.

Kekurangan:

Memakai frekuensi yang sama dengan gelombang WiFi.

Kalu terlalu banyak koneksi bluetooth didalam satu ruangan, akan sulit untuk

menemukan penerima yang dituju.

Sering beredar virus-virus yang disebarkan melalui bluetooth, khususnya dari

handphone.

Cukup banyak mekanisme keamanan yang harus diperhatikan untuk

mencegah kegagalan pengiriman data atau penerimaan data maupun

informasi.

Kecepatan dalam transfer data tidak tetap, tergantung dari perangkat yang

dipakai untuk mengirim dan yang menerima data maupun informasi.

Vin : DC 5V

Arus : 30 mA (max)

Led indikator pairing

Support AT command (ganti nama, baudrate, set mode master/slave dll)

Bisa dihubungkan dengan semua jenis mikrokontroller melalui pin TX-RX

Default command baudrate 38400 bps

Default data transmission 9600 bps

Berat : 10 gr

HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah

digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial

ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced

Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.

Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode

konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk

melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode


34

berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain. Dalam

penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk

berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :

1. Komunikasi harus antara master dan slave.

2. Password harus benar (saat melakukan pairing).

Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan.

Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah :

Hardware :

– Sensitivitas -80dBm (Typical)

– Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.

– Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O.

– Kontrol PIO.

– Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.

– Dengan antena terintegrasi.

Software :

– Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, Mendukung

baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.

– Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default).

– Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.


35

BAB 3

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

3.1 Perancangan Alat

3.1.1 Diagram Blok

Alat ini terdiri dari beberapa komponen-komponen elektronika yang dipadukan

dimana setiap komponen tersebut memiliki fungsinya masing-masing. Untuk lebih

memudahkan dalam mempelajari dan memahami alat tersebut, berikut ini adalah

gambar diagram blok sistem dari alat tersebut.

Gambar 3.1 Diagram Blok

Sensor BH1750 berfungsi untuk mendeteksi, mengukur dan memeriksa intensitas

cahaya. Pada saat ada sumber cahaya maka sensor BH1750 akan mendeteksi cahaya

kemudian akan dilakukan pembacaan sensor, Data sensor kemudian diolah dalam

modul,setelah itu akan dikirim ke Arduino. Mikrokontroler yang diguanakan adalah

arduino Uno. Arduino berfungsi sebagai pengkonversi, pengolah dan pusat kontrol

data dari sensor yang diterima. Kemudian data yang sudah diolah akan ditampilkan

di LCD untuk menampilkan nilai pengukuran yang dibaca oleh sensor. HC-05

berfungsi sebagai modem pengiriman data antara Arduino denga Android.

Sumber

Cahaya Sensor

BH1750

LCD

Arduino

HC-05 Android


36

3.1.2 Flow Chart System

Flowchart adalah adalah suatu bagan dengan simbol-simbol tertentu yang

menggambarkan urutan proses secara mendetail dan hubungan antara suatu proses

(instruksi) dengan proses lainnya dalam suatu program. Dalam pembuatan sistem

yang dilakukan menghasilkan flowchart sebagai berikut:

Gambar 3.1.2 Flowchart Sistem

Mulai

Inisialisasi

Pengolahan data pada arduino

Tampilan LCD

(lux)

Pembacaan

sensor

Selesai

HC-05

Tampilan Android

(lux)


37

3.2 Rancangan Perangkat Keras

3.2.1 Rangkaian BH1750

Sensor cahaya BH1750 intensitas sensor modul dengan 16 bit AD

converter (ADC) built-in yang dapat langsung output sinyal digital, tidak ada

kebutuhan untuk perhitungan yang rumit. Sensor BH1750 ini lebih akurat dan lebih

mudah untuk menggunakan, dari pada menggunakan versi foto dioda, atau ldr

sederhana yang hanya output tegangan dan perlu dihitung untuk mendapatkan data

intensitas. Dengan BH1750 intensitas Light Sensor dapat langsung diukur dengan

keluaran luxmeter (lx), tanpa perlu untuk membuat untuk membuat perhitungan.

Power supply voltage: +3 to 5Vdc. Interface: I2C. Wide range and High resolution. (

1 - 65535 lx ). Ukuran papan 70mm×70mm×1.6mm.

Gambar 3.2.1 Rangkaian BH1750

GY-302 Digital Light Intensity Sensor Module adalah sebuah modul sensor cahaya

berbasis IC BH1750. BH1750 adalah sebuah IC sensor cahaya dengan antarmuka IC.

DIGITAL (~PWM)

ANALOG IN

ATMEGA328P-PU1121

~ ~~ ~ ~ ~

APK-TECH | techno-apk.blogspot.com

TX

RX

PD

0/R

XD

0P

D1/

TXD

1P

D2/

INT0

2P

D3/

INT1

3P

D4/

T0/X

CK

4P

D5/

T15

PD

6/A

IN0

6P

D7/

AIN

17

PB

0/IC

P1/

CLK

O8

PB

1/O

C1A

9P

B2/

SS

/OC

1B10

PB

3/M

OS

I/OC

2A11

PB

4/M

ISO

12P

B5/

SC

K13

AR

EF

PC

5/A

DC

5/S

CL

A5

PC

4/A

DC

4/S

DA

A4

PC

3/A

DC

3A

3P

C2/

AD

C2

A2

PC

1/A

DC

1A

1P

C0/

AD

C0

A0

RE

SE

T

DUINO1ARDUINO UNO R3

VIN+1

VIN-6

SCL3

SDA4

BH1750

MCP3421


38

Modul ini memberikan nilai output digital melalui IC bus, sehingga Anda tidak perlu

lagi menambahkan konverter ADC.

3.2.2 Rangkaian LCD

LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, sehingga hanya mampu

menampilkan angka, huruf dan simbol sebanyak 2 baris dan setiap baris mampu

menampilkan 16 karakter. Catu daya yang digunakan adalah sebesar 5 volt.

Gambar 3.2.2 Rangkaian LCD

Pada gambar rangkaian di atas pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16

dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari

LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write),

pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data

dihubungkan ke mikrokontroler Atmega8535. Fungsi dari potensiometer (R2) adalah

untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD. Pada alat ini,

display yang digunakan adalah LCD 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen

tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, Pada LCD

Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output

mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk

mengatur kontras karakter yang tampil.


39

3.2.3 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3

Rangkaian sistem mikrokontroler Arduino Uno R3 dapat dilihat pada gambar

di bawah ini :

Gambar 3.2.3 Rangkaian sistem mikrokontroler Arduino Uno R3

Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari

seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC

Mikrokontroler ATMega328. Semua program diisikan pada memori dari IC ini

sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pin 12 terhubung

ke Gnd dan pin 13 dihubungkan ke Vcc sebesar 5v dan dua buah kapasitor 30 pF. Pin

9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan

me-reset mikrokontroler ini.


40

Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck,

Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai

konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah

dihubungkan ke komputer melalui port paralel.

Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada

kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP

Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena

mikrokontroler tidak akan bisa merespon.

3.2.4 Rangkaian Module Bluetooth HC-05

Module Bluetooth HC-05 adalah module komunikasi nirkabel via bluetooth yang

dimana beroperasi pada frekuensi 2.4GHz dengan pilihan dua mode konektivitas.

Mode 1 berperan sebagai slave atau receiver data saja, mode 2 berperan sebagai

master atau dapat bertindak sebagai transceiver. Pengaplikasian komponen ini sangat

cocok pada project elektronika dengan komunikasi nirkabel atau wireless. Aplikasi

yang dimaksud antara lain aplikasi sistem kendali, monitoring, maupun gabungan

keduanya.

Antarmuka yang dipergunakan untuk mengakses module ini yaitu

serial TXD, RXD, VCCserta GND. Serta terdapat LED (built in) sebagai indikator

koneksi bluetooth terhadap perangkat lainnya seperti sesama module, dengan

smartphone android, dan sebagainya.


41

Gambar 3.2.4 Gambar rangkaian module bluetooth HC-05.

Spesifikasi dari module ini antara lain :

Frekuensi kerja ISM 2.4 GHz

Bluetooth protocol : Bluetooth tipe v2.0+EDR

Kecepatan dapat mencapai 1Mbps pada mode sinkron

Kecepatan dapat mencapai 2.1 Mbps / 160 kbps pada mode asinkron maksimum

Tegangan kerja pada 3,3 – 6 Volt DC

Konsumsi arus kerja yaitu 50 mA

Memiliki modulasi Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)

Sensitivitas -84dBm (0.1% BER)

Daya emisi 4 dBm

Suhu operasional range -20°C — +75°C

Memiliki keamanan dengan enkripsi data dan enkripsi

Dimensi modul 15.2×35.7×5.6 mm


42

Module ini dapat digunakan sebagai mode slave (Rx), maupun mode master (TX)

dan memiliki 2 metode konfigurasi yaitu AT Mode dan Communication Mode.

Pada AT Mode berfungsi sebagai pengaturan konfigurasi dari HC-05, sedangkan

pada Communication Mode berfungsi sebagai komunikasi nirkabel dengan perangkat

atau piranti lainnya.

3.2.5 Rangakain Keseluruhan Sistem

Berikut adalah gambar keseluruhan rangkaian sistem perancangan dan pembuatan

luxmeter digital dengan setiap komponen yang digunakan . Adapun sensor yang di

gunakan adalah sensor BH1750.

Gambar 3.2.5 Rangkain Keseluruhan Sistem

DIGITAL (~PWM)

ANALOG IN

ATMEGA328P-PU1121

~ ~~ ~ ~ ~

APK-TECH | techno-apk.blogspot.com

TX

RX

PD

0/R

XD

0P

D1/

TXD

1P

D2/

INT0

2P

D3/

INT1

3P

D4/

T0/X

CK

4P

D5/

T15

PD

6/A

IN0

6P

D7/

AIN

17

PB

0/IC

P1/

CLK

O8

PB

1/O

C1A

9P

B2/

SS

/OC

1B10

PB

3/M

OS

I/OC

2A11

PB

4/M

ISO

12P

B5/

SC

K13

AR

EF

PC

5/A

DC

5/S

CL

A5

PC

4/A

DC

4/S

DA

A4

PC

3/A

DC

3A

3P

C2/

AD

C2

A2

PC

1/A

DC

1A

1P

C0/

AD

C0

A0

RE

SE

T

DUINO1ARDUINO UNO R3

D7

14D

613

D5

12D

411

D3

10D

29

D1

8D

07

E6

RW

5R

S4

VS

S1

VD

D2

VE

E3

LCD1LM016L

SCK6

SDA5

HC-05

24AA00

RV1

100

VIN+1

VIN-6

SCL3

SDA4

BH1750

MCP3421


43

3.3. Gambar Rangkain PCB

Merancang PCB adalah proses membuat jalur-jalur PCB berdasarkan skema

yang sudah kita buat. Rancangan PCB yang telah kita buat pada langkah

sebelumnya akan disinkronkan dengan rancangan PCB yang kita buat.

Gambar 3.3 Rangkain PCB

3.4. Implementasi Rangkaian

3.4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ini dapat dilakukan dengan

menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian Arduino yaitu menghubungkan kabel hitam

(GDN) ke kaki pin GND pada arduino, menghubungkan kabel merah (VCC) ke pin VSS

pada arduino, menghubungkan kabel kuning (signal data) ke kaki 2 arduino. Tujuan

pengujian ini dilakukan untuk Menguji hasil pengukuran pin digital dan pin analog pada

arduino.


44

Tabel 3.5.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno

Dari data hasil pengukuran maka dapat disimpulkan bahwa dalam pengujian

arduino seluruh pinI/O dalam kondisi baik dan layak untuk digunakan.

3.4.2. Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16

LCD dihubungkan langsung ke pin digital dari Arduino yang berfungsi mengirimkan

data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.

Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan

Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan

sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat

logika low ‗0‘ dan set high ‗1‘ pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW

adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low ‗0‘, maka informasi pada

bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ‗1‘, maka

program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi

umum pin RW selalu diberi logika low ‗0‘. Berdasarkan keterangan di atas maka kita

sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD.


45

Tabel 3.4.2 Pengujian LCD

3.4.3. Pengujian Sensor BH1750

Sensor intensitas cahaya BH1750 memiliki pengoperasian yang berbeda dari sensor-

sensor lain yang berguna untuk mengukur intensitas cahaya. Sensor BH1750 memakai

komunikasi I2C untuk pengiriman dan pertukaran data. Untuk menguji Sensor BH1750

dilakukan dengan merubah jarak antara Sensor BH1750 dengan sumber cahaya

kemudian didapat data sebagai berikut.

Tabel 3.4.3 Tabel pengujian Sensor BH1750

No Jarak sensor dengan sumber

cahaya (cm)

Intensitas cahaya (Lux)

1 15 3,330

2 13 7.094

3 10 11.048

4 8 16.645

5 3 20.137

Pembahasan Berdasarkan data yang diperoleh berupa intensitas cahaya (lux)

dari hasil pengukuran Lux Meter terhadap BH1750 Sensor. Semakin jauh suatu

sumber cahaya dari sensor, maka intensitas cahaya yang terukur semakin menurun.

Hal ini disebabkan karena banyaknya fluks cahaya yang terdeteksi oleh sensor

samakin kecil. Hal membuktikan bahwa besarnya intensitas cahaya yang ditangkap

berbanding terbalik terhadap besarnya jarak sumber cahaya terhadap sensor.

Semakin jauh sumber cahaya maka besarnya intensitas cahaya akan semakin kecil.

PIN TEGANGAN (VOLT)

1 0

2 4,99

3 1,22


46

BAB 4

ANALISA DAN PENGUJIAN

4.1 Analisa Data

4.1.1 Pengujian dan Analisis Berdasarkan Jarak Sumber Cahaya

Pengujian sistem alat ukur yang dibuat bertujuan untuk mengetahui apakah alat

ukur yang dibuat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian ini

dilakukan dengan cara melakukan pembandingan alat ukur intensitas cahaya yang

dibuat dengan alat ukur ukur yang ada dipembanding. Pembandingan dilakukan

dengan cara mengukur intensitas cahaya terhadap jarak yang berbeda dari sensor

terhadap sumber cahaya.

Pembandingan dilakukan dengan cara melakukan pengukuran terhadap alat

ukur intensitas cahaya yang dibuat dan alat ukur intensitas cahaya yang asli.

Pengukuran ini dilakukan dengan cara membedakan jarak sensor terhadap sumber

cahaya. Jarak yang digunakan yaitu 15 cm, 13 cm, 10 cm, 8cm dan 3cm . Berikut

adalah tabel hasil pengukuran intensitas cahaya terhadap jarak sensor pada cahaya.

4.1.1.1 Pengujian Menggunakan cahaya Senter

Tabel 4.1.1.1 Data perbandingan nilai luxmeter buatan dengan luxmeter asli dengan

menggunakan cahaya senter

No Jarak sensor dengan sumber

cahaya (cm)

Intensitas cahaya

luxmeter buatan (Lux)

Intensitas cahaya luxmeter

asli merk LX-9621 (lux)

1 15 3,330 3.517

2 13 7.094 7.486

3 10 11.048 11.450

4 8 16.645 17.176

5 3 20.137 20.722


47

4.1.1.2 Pengujian dengan menggunakan Bohlam Lampu 100 watt

Tabel 4.1.1.2 Pengujian alat dengan Menggunakan Bohlam Lampu 100watt

No Jarak sensor dengan sumber cahaya

(cm)

Intensitas cahaya Menggunakan

Bohlam Lampu 100watt (Lux)

1 15 3443

2 13 5530

3 10 8886

4 8 14086

5 3 20705

Setelah melakukan pengukuran terhadap jarak sumber cahaya yang berbeda

dengan menggunakan daya lampu yang sama maka diperoleh hasil pengukuran. Dari

hasil pengukuran maka dapat dianalisa bahwa semakin sensor mendekati sumber

cahaya maka intensitas cahayan akan semakin semakin besar. Sehingga jarak sumber

cahaya berbanding terbalik dengan besarnya intensitas cahaya.

4.1.2 Grafik perbandingan data luxmeter buatan dengan luxmeter asli

Gambar 4.1.2 Grafik perbandingan luxmeter buatan dengan yang asli merk LX-9621

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

3 8 10 13 15

Grafik Perbandingan Luxmeter Buatan dengan Luxmeter Asli

luxmeter buatan

luxmeter asli

ni Nilai lux

Jarak cahaya


49

e. Untuk jarak 3 cm

% deviasi =|

|

% deviasi=|

|

% deviasi =| |

% deviasi = | |

4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ini dapat dilakukan dengan

menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian Arduino yaitu menghubungkan kabel hitam

(GDN) ke kaki pin GND pada arduino, menghubungkan kabel merah (VCC) ke pin VSS

pada arduino, menghubungkan kabel kuning (signal data) ke kaki 2 arduino. Langkah

selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler Arduino, program

yang diberikan adalah sebagai berikut:

void setup() {

pinMode( 13, OUTPUT );

}

void loop() {

digitalWrite( 13, HIGH );

}


50

Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno

No Kondisi Arduino LED pin 3 Arduino

1 Sebelum diprogram Mati

2 Setelah diprogram Hidup

4.3 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16

LCD dihubungkan langsung ke pin digital dari Arduino yang berfungsi

mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan

numerik pada LCD. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW.

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD

bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke

LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low ‗0‘ dan set high ‗1‘

pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol

Read/Write. Ketika RW berlogika low ‗0‘, maka informasi pada bus data akan

dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ‗1‘, maka program akan

melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin

RW selalu diberi logika low ‗0‘.Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah

dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun

program yang diisikan ke Arduino untuk menampilkan karakter pada display

LCD adalah sebagai berikut:

#include <LiquidCrystal.h>

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

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);//RS,EN,D4,D5,D6,D7

void setup() {

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

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


51

lcd.begin(16, 2);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

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

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("LCD SIAP");

}

Perintah di atas menampilkan teks ―LCD SIAP‖. Dengan tertampilnya teks

yang dibuat tersebut dapat dikatakan LCD bekerja dengan baik.

Gambar 4.3 Gambar pengujian LCD

4.4 Pengujian Sensor BH1750

Pengujian sensor dilakukan dengan memasukkan program dibawah ini kemudian

hasil output soil moisture sensor akan di baca oleh mikrokontroller dan data dibaca

melalui monitoring port pada LCD. Berikut adalah program yang di upload pada

mikrokontroller.

void setup()

{

//inisialisasi port serial

Serial.begin(9600);

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0,0);


52

lcd.print("WIDYA");

lcd.setCursor(1,1);

lcd.print("D3 FISIKA");

delay(3000);

lcd.clear();

//inisialisasi terhadap chip BH1750fvi

Wire.begin();

Wire.beginTransmission(ADDR);

Wire.write(0x01);

Wire.endTransmission();

}

void loop()

{

//reset chip BH1750fvi


Wire.write(0x07);


//atur resolusi pengukuran


Wire.write(0x20);


delay(120);

//baca data


Wire.requestFrom(ADDR,2);

int nilai=0;

while (Wire.available())

{

char c = Wire.read();

nilai = (nilai<<8)+c;

}


//sesuaikan faktor akurasi pengukuran : 1,2

nilai = nilai/1.2;

if (nilai <= 0) nilai=nilai*(-1);

//tampilan intensitas terukur

Serial.print("intensitas cahaya: ");

Serial.print(nilai);

Serial.println(" lux");

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("intensitascahaya");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(nilai);

lcd.setCursor(12, 1);

lcd.print("lux");

delay(1000);

lcd.clear();


53

Tabel 4.4 Pengujian Sensor

No Jarak sensor dengan

sumber cahaya (cm)

Intensitas cahaya (Lux) Intensitas cahaya Tampilan

Android(Lux)

1 15 3330 3330

2 13 7.094 7.094

3 10 11.048 11.048

4 8 16.645 16.645

5 3 20.137 20.137

4.5 Tampak Fisik Keseluruhan Sistem

Pengujian ini akan menggabungkan semua sistem dan berjalan secara

otomatis dengan program yang telah dimasukkan ke Arduino Nano. Berikut

tampak fisik keseluruhan system.

Gambar 4.5 Tampak keseluruhan Fisik


54

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil pengukuran maka dapat diambil beberapa

kesimpulan:

1. Berdasarkan dari hasil analisa data dengan membandingkan luxmeter asli dengan

luxmeter buatan maka dapat disimpulkan bahwa kinerja dari luxmeter digital

dalam mengukur intensitas cahaya dapat bekerja dengan baik hal ini dapat dilihat

dari nilai persen deviasi (% deviasi) rata – rata yang hanya sebesar 4,02%

2. Perancangan dan pembuatan lux meter digital ini dibuat untuk mengukur lux

suatu ruangan untuk mengukur besarnya intensitas ruangan dalam suatu tempat

agar memperoleh pencahayaan yang baik.

3. Berdasarkan perancangan dan pembuatan lux meter digital menggunakan sensor

cahaya BH1750 dengan data yang diperoleh berupa intensitas cahaya (lux) dari

hasil pengukuran dapat dianalisa bahwa Semakin jauh suatu sumber cahaya dari

sensor, maka intensitas cahaya yang terukur semakin menurun. Hal ini

membuktikan bahwa intensitas cahaya yang ditangkap berbanding terbalik

dengan besarnya jarak sumber cahaya terhadap sensor.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini

adalah:

1. Sebaiknya dalam perancangan luxmeter dalam mengukur intensitas cahaya

menggunakan sensor BH1750 yang tingkat akurasinya lebih baik lagi

agar nilai yang dideteksi oleh sensor tersebut lebih akurat.


55

2. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini

akan dapat lebih baik lagi hasilnya.

3. Pengkalibrasian sebaiknya di lakukan oleh orang yang propesional dan dengan

standar yang telah tertelusur.


56

DAFTAR PUSTAKA

Bejo,Agus. 2005. C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler

ATMega . Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit Gava Media.

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

Ilmu, Yogyakarta, 2002

Banzi, Massimo. 2008. Getting Started with Arduino, First Edition. Sebastopol:

O‘Reilly

Rusmadi, Dedi. (1999). Mengenal Teknik Elektronika. Bandung : Pionir Jaya

Winoto, Ardi. (2008). Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dan

Pemrograman dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung : Informatika.

Light Sensor. Dipetik pada 1 April 2014 dari http://indoware.com/produk-2855-

light-sensor-bh1750-bh1750fvi.html.


perancangan dan pembuatan luxmeter digital …

Documents