sistem pengatur intensitas lampu philips master led...

SISTEM PENGATUR INTENSITAS LAMPU PHILIPS

MASTER LED SECARA OTOMATIS YANG

DILENGKAPI DENGAN REMOTE CONTROL

Oleh:

Christian Surya Dharma

NIM: 612006011

Skripsi

Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh

Ijasah Sarjana Teknik

Fakultas Teknik Elektronika Dan Komputer Program Studi Teknik Elektro

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Juli 2012

i

INTISARI

Inovasi lampu LED (Light Emiting Diode) terus berkembang dalam

dekade terakhir ini. Penggunaan LED dapat menghemat pemakaian energi,

memiliki daya tahan yang lama, radiasi panas yang rendah, dan tahan terhadap

goncangan-goncangan sehingga lebih awet. Philips Master LEDspot dan Philips

Master LEDbulb adalah contoh inovasi lampu dari Philips yang menggunakan

LED sebagai sumber penghasil cahayanya. Dengan menambahkan piranti

mengatur intensitas cahaya, kita dapat lebih menghemat energi. Sistem pendeteksi

keberadaan manusia juga ditambahkan untuk menanggulangi kelalaian manusia

dalam hal mematikan lampu ketika meninggalkan ruangan.

Mikrokontroler ATmega8 digunakan sebagai pengendali keseluruhan

sistem. ATmega8 akan bertugas untuk mengolah data dari remote control,

menerima pulsa zero crossing detector, dan juga mengolah data sensor PIR

(Passsive Infra Red) PARADOX PA-465. Mikrokontroler juga mengatur lebar

pulsa ‘ON’ dan ‘OFF’ driver dimmer lampu yang menggunakan MOC 3020 dan

Triac BT136. Sensor PIR akan bertugas untuk mendeteksi keberadaan orang

dalam ruangan 4 meter x 4 meter dengan ketinggian 2,8 meter dari permukaan

tanah dengan memberikan pulsa kepada mikrokontroler ketika mendeteksi orang.

Pengujian dilakukan dalam 2 tahap. Tahap pertama dilakukan pada

ruangan sebesar 3 meter x 3 meter, dan pengujian kedua dilakukan pada luas

daerah sebesar 4 meter x 4 meter dengan posisi alat pada ketinggian 2,8 meter dari

permukaan tanah pada masing-masing percobaan. Pada tahap pertama maupun

kedua sensor PIR PARADOX PA-465 dapat mendeteksi keberadaan orang dalam

luasan daerah tersebut. Pada saat kita berada di luar batasan daerah tersebut

selama lebih dari tiga menit, sistem akan otomatis mematikan lampu dan lampu

akan hidup sesuai kecerahan terakhir ketika kita kembali. Pengujian dilakukan

sebanyak lima kali dengan tingkat keberhasilan 100%.

ii

KATA PENGANTAR

Sungguh bersyukur dan berterima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas

penyertaan, kesehatan, kekuatan, kasih karunia dan hikmat yang diberikan kepada

penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga ingin

mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan dorongan,

bantuan, semangat, dan juga dukungan untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh

karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Papa dan mama yang selalu mendoakan, memberikan semangat, selalu

memotivasi, memberi dorongan dan dukungan baik moral maupun material

hingga akhirnya penulis bisa menyelesaikan penulisan skripsi ini.

2. Bapak Ir. F. Dalu Setiaji MT. selaku pembimbing I dan Bapak Daniel

Santoso, ST., MT. selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk

membantu, membimbing, mengarahkan, dan memberikan saran hingga skripsi ini

bisa diselesaikan.

3. Bapak DR. Iwan Setyawan dan Bapak Prof. Liek Wilardjo selaku wali

studi, dosen-dosen pengajar FTEK, pegawai dan para staff yang telah membantu

penulis dalam menyelesaikan studi.

4. Melly yang selalu memberikan dorongan, semangat, penghiburan dan

juga menguatkan secara rohani sehingga penulis mampu bangkit setiap kali

menghadapi permasalahan yang dihadapi dalam penulisan ini.

5. Gilbert, Lukas, Dede, Budi, Arief, Deni, Xin”, Vonny, Yenti, Lina,

Ian, Jeffrey Bo, Yoyo, Jemmy Atenk, yang membantu dan selalu memberikan

semangat sehingga penulis termotivasi untuk menyelesaikan skripsi ini.

iii

6. Roni, Pepe, Suryo, Daniel K, Mas Lintang, teman-teman futsal

‘Junker’ dan teman-teman FTEK lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu

atas ketersediaan waktu untuk membantu dan berbagi kebahagiaan bersama.

7. Om Hengky dan Tante Ricky selaku Gembala Sidang Gereja Bethany

Salatiga dan orang tua rohani yang terus memotivasi dan memberikan dorongan

untuk penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

8. Teman-teman gereja dan sahabat-sahabat: Albert bebek, Juned,

C’Debbie, K’Leufrand, Mas Novi, Mas Toni, Mas Yok, Aan, Aa, Momo, Eeb,

Ucil, Harry, Kuntet, Yansen, Archie, Dani, Olvi, Selly, Ovi, Olive dan teman-

teman lain yang terus mendukung terselesaikannya skripsi ini.

9. Yosi, Stephen, Evelyn, Ching-ching, Miko, Tante Meme, dan Om

Sugiharto, yang terus member dorongan dan semangat untuk dapat

terselesaikannya skripsi ini.

10. Teman-teman, keluarga, dan semua pihak yang tidak dapat penulis

sebutkan satu persatu.

Terima kasih atas segala suka, duka, bantuan, perhatian dan dukungan yang

telah diberikan. Kiranya Tuhan senantiasa menyertai dan memberkati kita.

Salatiga, Juni 2012

Penulis

Christian Surya Dharma

iv

DAFTAR ISI

Halaman

INTISARI ……………………………………………………………….. i

KATA PENGANTAR ………………..………………………………… ii

DAFTAR ISI ……………………………………………………………. iv

DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………. vii

DAFTAR TABEL ………………………………………………………. xi

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

1.1 Latar Belakang ……………………………………………… 1

1.2 Tujuan ………………………………………………………. 1

1.3 Spesifikasi …………………………………………………... 5

1.4 Sistematika Penulisan ………………………………………. 6

BAB II DASAR TEORI ………………………………………………… 7

2.1 Philips Master LED ...………………………………………. 7

2.2 Mikrokontroler ATmega8 …………………………………... 11

2.3 PIR (Passive Infrared) PARADOX PA-465 ……………….. 13

2.4 Modul Zero Crossing Detector ……………………………... 14

2.5 Modul Dimmer Lampu ….………………………………….. 16

2.6 Modul Catu Daya …………………………………………… 20

2.7 Modul TSOP dan Remote Control ………………………….. 22

v

BAB III PERANCANGAN ……………………………………………... 26

3.1 Gambaran Umum Sistem …………………………………… 26

3.2 Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ..……………... 27

3.2.1 Modul Catu Daya …………………………………. 27

3.2.2 Modul Zero Crossing Detector …………………… 30

3.2.3 Modul Dimmer Lampu …………………………… 32

3.2.4 Modul TSOP ……………………………………… 35

3.2.5 Modul Mikrokontroler ATmega8 ………………… 37

3.2.6 Modul PIR (Passive Infrared) PARADOX PA-465 42

3.3 Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak ……………….. 42

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ……………………………….. 46

4.1 Pengujian Modul-modul ……………………………………. 46

4.1.1 Lampu Philips Master LED ………………………. 46

4.1.2 Modul Mikrokontroler ATmega8 ………………… 53

4.1.3 Modul PIR (Passive Infrared) PARADOX PA-465 58

4.1.4 Modul Zero Crossing Detector …………………… 62

4.1.5 Modul Dimmer Lampu …………………………… 64

4.1.6 Modul Catu Daya ………………………………… 66

4.1.7 Modul TSOP dan Remote Control ……………….. 66

4.2 Pengujian Alat secara Keseluruhan …….…………………... 73

vi

BAB V PENUTUP ……………………………………………………… 77

5.1 Kesimpulan …………………………………………………. 77

5.2 Saran Pengembangan ……………………………………….. 78

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………

79

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 2.1. Perkembangan inovasi lampu Philips Master LED dari

inovasi sebelumnya yang terbilang tradisional ………...... 7

Gambar 2.2. Berbagai macam produk Philips Master LED …………... 8

Gambar 2.3. Komponen penyusun lampu Master LED ………………. 9

Gambar 2.4. Philips Master LEDbulb 8-40W E-27 2700K230V A60

dim ………………………………………………………. 10

Gambar 2.5. Konfigurasi kaki ATmega8 ……………………………... 12

Gambar 2.6. Modul PARADOX PA-465 ……………………………... 14

Gambar 2.7. Rangkaian Zero Crossing Detector …..…………………. 15

Gambar 2.8. Rangkaian transistor sebagai saklar ……………………... 16

Gambar 2.9. Sinyal AC normal dan sinyal AC setelah di dimmer ….. 17

Gambar 2.10. Sinyal leading-edge dimmer …………………………… 17

Gambar 2.11. Sinyal trailing-edge dimmer …………………………… 17

Gambar 2.12. IC MOC 3020 ………………………………………….. 18

Gambar 2.13. Struktur triac dan simbol triac …………………………. 19

Gambar 2.14. Grafik karakteristik arus-tegangan triac ……………….. 20

Gambar 2.15. Konfigurasi kaki LM2576T-Adj (tampak atas) ………... 21

Gambar 2.16. Blok diagram LM2576T-Adj ………………………….. 21

Gambar 2.17. Rangkaian LM2576T-Adj ……………………………... 21

Gambar 2.18. Remote yang digunakan untuk mengontrol sistem ……. 23

viii

Gambar 2.19. Contoh paket data protocol SIRC

(http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/sirc.php) ……. 24

Gambar 2.20. Logika ‘0’ dan logika ‘1’ pada protocol SIRC ………… 24

Gambar 3.1. Blok diagram sistem …………………………………….. 27

Gambar 3.2. Rangkaian catu daya 5 VDC dan 10 VDC ……………… 28

Gambar 3.3. Rangkaian zero crossing detector ………………………. 31

Gambar 3.4. Untai LM2576T-ADJ (5 Volt) ………………………….. 31

Gambar 3.5. Rangkaian driver pengatur intensitas lampu ……………. 33

Gambar 3.6. Sinyal output TRIAC ……………………………………. 33

Gambar 3.7. Pengendalian fase (phase controller) …………………… 34

Gambar 3.8. Rangkaian TSOP 1238 ………………………………….. 35

Gmabar 3.9. Paket data yang dikirimkan protocol SIRC

(http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/sirc.php) ……. 37

Gambar 3.10. Data ‘0’ dan data ‘1’ pada protocol SIRC ………..…… 37

Gambar 3.11. Interupsi remote control dan lebar pulsanya …………... 38

Gambar 3.12. Pemasangan osilator pada ATmega8 …………………... 40

Gambar 3.13. Rangkaian Pe-reset ATmega8 …………………………. 41

Gambar 3.14. Diagram alir keseluruhan sistem ………………………. 43

Gambar 3.15. Diagram alir pengolahan data remote control …………. 45

Gambar 4.1. Pengukuran kecerahan lampu menggunakan light meter

pada jarak 30 cm ………………………………………… 48


pada jarak 50 cm ………………………………………… 48

ix


pada jarak 100 cm ……………………………………….. 49


pada jarak 200 cm ……………………………………….. 49

Gambar 4.5. Pengukuran duty cycle 30 % menggunakan oscilloscope 50



Gambar 4.8. Hasil pengujian interupsi eksternal 0 yang diperoleh dari

komunikasi serial dengan penekanan tombol angka 1

sebanyak empat kali ……………………………………... 54

Gambar 4.9. Pengamatan hasil keluaran modul zero crossing detector

pada PORT D3 dan keluaran PORT D4 ………………… 56

Gambar 4.10. Pengukuran pada ruangan 3 meter x 3 meter dengan

ketinggian alat 2,8 meter pada posisi 2 meter x 2 meter

dari tembok ……………………………………………… 60

Gambar 4.11. Pengujian luas daerah yang terdeteksi sensor PIR dalam

daerah 4 meter x 4 meter ………………………………... 61

Gambar 4.12. Pulsa keluaran zero crossing detector dengan tegangan

berbentuk sinyal AC hasil penyearahan dioda bridge …...

63

Gambar 4.13. Data ‘0’ dan data ‘1’ pada protocol SIRC ………… 68

Gambar 4.14. Hasil perhitungan Timer 1 untuk penekanan tombol 1

pada remote sebanyak empat kali ……………………….. 68

Gambar 4.15. Hasil perhitungan Timer 1 untuk penekanan tombol 1

sampai 4 secara berurutan ……………………………….. 69

x

Gambar 4.16. Pendeteksian data ‘0’ dan data ‘1’ yang seharusnya …... 71

Gambar 4.17. Pendeteksian data ‘0’ dan data ‘1’ yang terjadi ………... 71

xi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 1.1. Perbandingan topik yang sudah pernah dibuat dan yang

akan dirancang …………………………………………….. 3

Tabel 1.2. Perbandingan Philips Easy Scene dan topik yang akan

dibuat ……………………………………………………… 4

Tabel 4.1. Tabel pengukuran kecerahan lampu menggunakan light

meter dan hasil penghitungan duty cycle dari hasil

percobaan ………………………………………………….. 47

Tabel 4.2. Tabel pengukuran kecerahan lampu menggunakan light

meter dan hasil penghitungan duty cycle dari hasil

percobaan ………………………………………………….. 52

Tabel 4.3. Tabel pengukuran daya pada modul mikrokontroler ……… 57

Tabel 4.4. Tabel pengukuran daya pada TRIAC BT136 dan Philips

Master LEDbulb …………………………………………... 65

Tabel 4.5. Hasil pengolahan byte data dari timer 1 menjadi bit-bit data 72

Tabel 4.6. Tabel perhitungan daya pada modul TSOP, zero crossing

detector, dan mikrokontroler ……………………………… 73

Tabel 4.7. Tabel perhitungan daya pada sensor PIR ………………….. 73

Tabel 4.8. Tabel perhitungan keseluruhan modul …………………….. 74

sistem pengatur intensitas lampu philips master led...

Documents