Post on 03-Oct-2021
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN
MENGGUNAKAN SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO
UNO DENGAN TAMPILAN SMS
LAPORAN PROJEK AKHIR II
EKO KESUMO WARDOYO
172411031
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2020
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN
MENGGUNAKAN SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO
UNO DENGAN TAMPILAN SMS
LAPORAN PROJEK AKHIR II
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh
Ahli Madya
EKO KESUMO WARDOYO
172411031
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2020
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN MENGGUNAKAN
SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN
SMS
PROJEK AKHIR II
Saya menyatakan bahwa laporan projek akhir II ini adalah hasil kerja saya sendiri,
kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebutkan sumbernya.
Medan, 3 Agustus 2020
EKO KESUMO WARDOYO
NIM 172411031
ii
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN
MENGGUNAKAN SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO
UNO DENGAN TAMPILAN SMS
ABSTRAK
Telah dilakukan perancangan alat pendeteksi gerakan menggunakan sensor passive
infrared berbasis arduino uno. Sistem ini dapat mendeteksi adanya gerakan secara
otomatis. Apabila terjadinya suatu gerakan maka sistem akan mengirim pesan kepada
pemilik. Jarak maksimal alat ini sejauh 6 Meter. Sistem ini terdiri atas perangkat
keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri atas sensor deteksi gerak manusia.
Perangkat lunak terdiri atas program menggunakan bahasa C yang
diimplementasikan pada arduino. Untuk menyambungkan ke kartu pencet tombol
kecil yang disamping sensor infrared. Jadi apabila adanya suatu gerakan, maka akan
terkirim pesan. Alat ini telah terealisasi dan dapat mendeteksi adanya gerakan
apabila salah satu sensor deteksi gerak manusia yang tepasang pada setiap pintu
terpicu.
Kata Kunci : Sensor IR, Pesan, Arduino
iii
Universitas Sumatera Utara
DESIGNING SECURITY MOTION DETECTOR USING INFRARED SENSOR
BASED ON ARDUINO UNO WITH SMS DISPLAY
ABSTRACT
A motion detection device has been designed using arduino uno-based passive
infrared sensors. This system can detect any movement automatically. If a movement
occurs, the system will send a message to the owner. The maximum distance of this
tool as far as 6 meters. This system consists of hardware and software. The hardware
consists of human motion detection sensors. The software consists of programs using
C language which are implemented in Arduino. To connect to the push button, a
small button is next to the infrared sensor. So if there is a movement, then a message
will be sent. This tool has been realized and can detect any movement if one of the
human motion detection sensors mounted on each door is triggered.
Keywords: IR Sensor, Message, Arduino
iv
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu
wata‟ala Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, dengan limpahan rahmat dan
karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir ini.
Sholawat dan salam juga penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Muhammad
Shallallahu Alaihi Wasallam, semoga kita semua memperoleh syafaat di Yaumil
Akhir kelak.
Laporan Projek Akhir ini berjudul Rancang Bangun Sistem Keamanan
Rumah Menggunakan Sensor Passive Infrared Berbasis Arduino Uno Dengan Alarm
Buzzer Sebagai Peringatan.
Dalam penyusunan Projek Akhir ini penulis tidak dapat lepas dari dukungan
berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis ingin memberikan rasa
hormat dan mengucapkan terima kasih kepada,:
1. Tuhan Yang Maha Esa Telah memberikan saya Kesempatan untuk menyelesaikan
studi saya di Universitas Sumatera Utara
2. Kedua Orang Tua yang selalu mendoakan dan memberi dukungan moril maupun
materil.
3. Prof. Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
4. Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan
Instrumentasi.
5. Dr. Kerista Tarigan, Drs., M.Eng.Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah
memberikan ilmu pengetahuan kepada Penulis.
6. Seluruh sahabat dan teman-teman yang senantiasa memberikan semangat kepada
Penulis.
Akhirnya diharapkan semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pembaca
khususnya dan perkembangan dunia teknologi.
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PENGESAHAN TUGAS AKHIR i
PERNYATAAN ii
ABSTRAK iii
ABSTRACT iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN viii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang 1
1.3 RumusanMasalah 2
1.4 Tujuan Penulisan 2
1.4 BatasanMasalah 2
1.5 Sistematika Penulisan 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor PIR 4
2.1.1 Cara kerja pembacaan sensor PIR 5
2.1.2 Jarak Pancar Sensor PIR 5
2.1.3 Bentuk Sensor Gerak PIR (Passive Infra Red) 5
2.2 Potensiometer 6
2.2.1 Prinsip kerja potensiometer 6
2.2.2 Jenis-jenis potensiometer 7
2.3 Liquid Crystal Display (LCD) 9
2.3.1 Material LCD (Liquid Cristal Display) 9
2.3.2 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display) 10
2.4 Arduino 11
2.4.1 Pengertian arduino 11
2.4.2 Fungsi arduino 12
2.5 Modul GSM 12
2.5.1 Pengertian GSM 13
2.6 Power Supply adaptor 14
2.6.1 Macam-macam Catu daya 15
2.7 Regulator 16
2.7.1 Prinsip kerja regulator 17
2.8 LED (Light Emiting Dioda) 19
2.8.1 Proses Pembangkitan Cahaya pada LED 21
2.8.1 LED sebagai sumber cahaya 22 2.9 Baterai 9V 24
2.9.1 Jenis-Jenis Baterai 24
vi
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Rangkaian 26
3.2 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display) 27
3.3 Perancangan pada Software Proteus 28
3.3.1 Rangkaian pada ISIS 28
3.3.2 Rangkaian pada ARES 28
3.4 Perancangan Perangkat Lunak 29
3.5 Diagram Alir (Flowchart) 30
BAB 4 UJI COBA DAN ANALISA DATA
4.1 Pengujian Sensor PIR 31
4.2 Pengujian LCD 32
4.3 Pengujian Power Supply 35
4.4 Pengujian Arduino 35
4.5 Pengujian GSM 900 36
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 38
5.2 Saran 38
DAFTAR PUSTAKA 39
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
4.1 Data Percobaan 32
4.2 Pengujian Vin dan Vout 35
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
2.1 Sensor PIR 6
2.2 Potensiometer 9
2.3 LCD (Liquid Cristal Display) 11
2.4 Arduino 12
2.5 SIM900a 14
2.6 Power Supply Adaptor 16
2.7 Regulator 19
2.8 LED (Light Emiting Dioda) 24
2.9 Baterai 25
3.1 Diagram Blok Sistem 26
3.2 Rangkaian LCD 27
3.3 Rangkaian pada ISIS 7 Professional 28
3.4 Rangkaian pada ARES 28
3.5 Program arduino 1.6.6 untuk Void Setup 29
3.6 Program arduino 1.6.6 untuk Void Loop 29
3.7 Flowchart Cara Kerja Sistem 30
4.1 Sensor PIR mendeteksi adanya gerakan manusia 31
4.2 Sensor PIR tidak mendeteksi adanya gerakan manusia 32
4.3 Tampilan LCD 34
4.4 Pengujian arduino 36
4.5 Pengujian GSM 37
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lamp
1. Program LCD 33
2. Program Arduino 35
3. Program GSM 900 36
x
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi kebutuhan informasi
yang cepat sangat dibutuhkan dalam berbagai sektor kehidupan, sehingga menunjang
kinerja sektor-sektor tersebut, salah satunya adalah aspek keamanan. Aspek
keamanan sangat dibutuhkan dalam berbagai sektor kehidupan saat ini, faktor privasi
juga turut mempengaruhi akan pentingnya suatu sistem keamanan. Banyak sarana
yang dirancang secara otomatis untuk membantu kegiatan manusia dalam mengatur
keamanan lingkungan ataupun ruangan yang memerlukan tingkat pengamanan yang
lebih ketat. Terutama pada rumah bila ingin terhindar dari kriminalitas seperti
pencurian, perampokan, dan tindak kriminalitas lainnya, serta musibah lain seperti
kebakaran. Kemajuan teknologi elektronika turut membantu dalam pengembangan
sistem keamanan yang handal. Salah satunya aplikasi sistem keamanan untuk
pengamanan gedung.
Penelitian ini mengambil topik tentang perancangan alat pengaman gedung
penyimpanan barang menggunakan sensor passive infrared berbasis arduino uno
dengan laporan berupa sms. Pada alat ini dilengkapi sensor passive infrared yang
berfungsi sebagai pendeteksi adanya pencaran sinyal inframerah yang dikeluarkan
oleh tubuh manusia, kemudian akan diproses oleh mikrokontroller arduino. Pada alat
ini juga menggunakan led sebagai indikator, buzzer sebagai alarm peringatan, lcd
sebagai penampil teks notifikasi keadaan, dan modul gsm yang menjadi media
pemberitahuan berupa sms ke android. Cara kerja sistem ini bekerja dengan sensor
passive infrared akan mendeteksi adanya keberadaan orang atau tidak pada ruangan
yang diberi alat pengaman untuk memerintahkan agar alarm berbunyi serta
memberikan teks notifikasi pada lcd dan juga mengirimkan laporan berupa sms ke
android bahwa adanya pergerakan pada ruangan.
1
Universitas Sumatera Utara
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, penulis tertarik untuk mengangkat
permasalahan tersebut ke dalam bentuk Projek Akhir 2 dengan judul
“PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN MENGGUNAKAN
SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN SMS”
Pada alat ukur ini akan digunakan sebuah arduino, sensor passive infrared
serta komponen elektronika lainnya.
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dilakukan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Merancang alat pendeteksi gerakan menggunakan sensor infrared berbasis
arduino uno dengan tampilan sms.
2. Mengetahui jarak jangkauan objek terhadap sensor.
1.4 Batasan Masalah
Penulis membuat alat pendeteksi gerakan dengan jarak sebagai berikut:
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino.
2. Jarak tempuh 6 meter.
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penulisan projek akhir 2 ini, penulis membuat suatu
sistematika penulisan yang terdiri dari:
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini akan membahas latar belakang, rumusan masalah, tujuan
penulisan, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini akanmenjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk
pembahasan.
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara
keseluruhan.
2
Universitas Sumatera Utara
BAB 4 UJI COBA DAN ANALISA DATA
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan
spesifikasi alat dan lain-lain.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Sebagai babterakhir penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari
uraian bab-bab sebelumnya, dan penulis akan berusaha memberikan saran
yang mungkin bermanfaat.
3
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor PIR
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk
mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif,
artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya
menerima radiasi sinar infra merah dari luar.
Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan
berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah
gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu
(misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang
berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra
merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka
akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor. yang juga berfungsi untuk
pendeteksi gerakan yang bekerja dengan cara mendeteksi adanya
perbedaan/perubahan suhu sekarang dan sebelumnya. Sensor gerak
menggunakan modul pir sangat simpel dan mudah diaplikasikan karena
Modul PIR hanya membutuhkan tegangan input DC 5V cukup efektif untuk
mendeteksi gerakan hingga jarak 5 meter. Ketika tidak mendeteksi gerakan,
keluaran modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan, maka
keluaran akan berubah menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5
detik. Sensitifitas Modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada
jarak 5 meter memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak
dengan keberhasilan lebih besar.
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung
karakteristik sensor Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan
pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan
sebagai human detector.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
- Lensa Fresnel
4
Universitas Sumatera Utara
- Penyaring Infra Merah
- Sensor Pyroelektrik
- Penguat Amplifier
- Komparator
2.1.1 Cara kerja pembacaan sensor PIR
Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai
sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka
sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Sensor pyroelektrik
terbuat dari bahan galium nitrida (GaN), cesium nitrat (CsNo3) dan litium
tantalate (LiTaO3). Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan
dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh
penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi
tertentu (keluaran berupa sinyal 1-bit). Jadi sensor PIR hanya akan
mengeluarkan logika 0 dan 1, 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya pancaran
infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah. Sensor PIR didesain
dan dirancang hanya mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang
gelombang 8-14 mikrometer. Diluar panjang gelombang tersebut sensor tidak
akan mendeteksinya. Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat
menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10
mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat
terdeteksi oleh sensor PIR. (Secara umum sensor PIR memang dirancang
untuk mendeteksi manusia).
2.1.2 Jarak pancar sensor PIR
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung
karakteristik sensor Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan
pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan
sebagai human detector.
5
Universitas Sumatera Utara
2.1.3 Bentuk Sensor Gerak PIR (Passive Infra Red)
Dengan output yang hanya memberikan 2 logika High dan Low ini
kita dapat membuataplikasi sensor gerak yang berfariatif. Misal kita ingin
langsung aplikasikan pada alarm, kita tinggal membuat rangkaian driver
untuk mengaktifkan alarm tersebut. Atau misal ingin digunakan untuk
mengaktifkan lampu, maka tinggal di buat driver untuk memberikan sumber
tegangan ke lampu. Modul sensor gerak PIR memiliki output yang langsung
bbisa di hubungkan dengan komponen digital TTL atau CMOS dan juga
dapat lansung dihubungkan ke mikrokontroler. Efektifitas pendeteksian
gerakan menggunakan sensor gerak ini dipengaruhi oleh faktor penempatan
sensor gerak PIR tersebut. Posisi sensor gerak harus diletakan pada lokasi
yang dapat membaca semua gerakan yang ada dalam ruangan atau daerah
yang dimonitor oleh sensor gerak PIR.
Gambar 2.1 Sensor PIR
2.2 Potensiometer
Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan
atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak
sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel
kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek.
Nama "potensiometer" adalah kombinasi dari kata-kata Potensi Perbedaan
dan Pengukuran, yang berasal dari masa awal pengembangan elektronik.
Saat ini, potensiometer jauh lebih kecil dan jauh lebih akurat daripada
resistansi variabel besar dan seperti kebanyakan komponen elektronik, ada
6
Universitas Sumatera Utara
banyak jenis dan nama mulai dari resistor variabel, preset, trimmer, rheostat, dan
tentu saja variabel potensiometer.
2.2.1 Prinsip Kerja Potensiometer
Potensio bekerja seperti resistor dengan semakin besar tahanan maka output
(volt) semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil tahanan (ohm) maka output
(volt) semakin besar.
Ketika digunakan sebagai potensiometer, koneksi dibuat untuk kedua
ujungnya serta penghapus, seperti yang ditunjukkan. Posisi penghapus kemudian
memberikan sinyal output yang sesuai (pin 2) yang akan bervariasi antara level
tegangan yang diterapkan ke satu ujung trek resistif (pin 1) dan yang di sisi lain
(pin 3).
2.2.2 Jenis-jenis Potensiometer
Potensio meter memiliki 3 jenis yang berbeda dan memiliki fungsi yang
berbeda tetapi memiliki prinsip kerja yang sama, yaitu :
1. Potensiometer Putar
Potensiometer putar (tipe paling umum) memvariasikan nilai
resistifnya sebagai hasil dari pergerakan sudut. Memutar kenop atau dial yang
terpasang pada poros menyebabkan penyeka internal menyapu elemen resistif
melengkung.
Penggunaan potensiometer putar yang paling umum adalah pot
kontrol volume.
Potensiometer multi-putaran memungkinkan untuk rotasi poros lebih
dari 360 derajat perjalanan mekanis dari satu ujung trek resistif ke yang lain.
Pot multi-putaran lebih mahal, tetapi sangat stabil dengan presisi tinggi yang
digunakan terutama untuk pemangkasan dan penyesuaian presisi.
Dua potensiometer multi-putaran paling umum adalah 3-turn (1080 o
) dan 10-turn (3600 o ), tetapi pot 5-turn, 20-turn, dan 25-turn yang lebih
tinggi tersedia dalam berbagai nilai ohmik.
2. Potensiometer slider
Potensiometer penggeser, atau pot geser, dirancang untuk mengubah
nilai resistansi kontaknya dengan gerakan linier dan dengan demikian
7
Universitas Sumatera Utara
terdapat hubungan linier antara posisi kontak penggeser dan resistansi
keluaran.
Potensiometer slide terutama digunakan dalam berbagai peralatan
audio profesional seperti mixer studio, fader, equalizer grafis, dan konsol
kontrol nada audio yang memungkinkan pengguna untuk melihat dari posisi
kenop kotak plastik atau pegangan jari pengaturan aktual slide.
Salah satu kelemahan utama dari potensiometer slider adalah bahwa
mereka memiliki slot terbuka yang panjang untuk memungkinkan roda
penghapus bergerak bebas dan naik turun di sepanjang trek resistif. Slot
terbuka ini membuat trek resistif di dalam rentan terhadap kontaminasi dari
debu dan kotoran, atau oleh keringat dan minyak dari tangan pengguna.
Penutup dan layar slotted felt dapat digunakan untuk meminimalkan efek
kontaminasi trek resistif.
3. Potensiometer Preset dan Trimmer
Potensiometer preset atau trimmer adalah potensiometer tipe "set-and-
forget" kecil yang memungkinkan penyesuaian yang sangat halus atau
sesekali mudah dilakukan ke sirkuit, (misalnya untuk kalibrasi).
Potensiometer preset putar satu putaran adalah versi mini dari resistor
variabel standar yang dirancang untuk dipasang langsung pada papan sirkuit
tercetak dan disesuaikan dengan menggunakan obeng berbilah kecil atau alat
plastik serupa.
Secara umum, pot preset jalur karbon linier ini memiliki desain
kerangka terbuka atau bentuk persegi tertutup yang setelah rangkaian
disesuaikan dan pengaturan pabrik, kemudian dibiarkan pada pengaturan ini,
hanya disesuaikan lagi jika beberapa perubahan terjadi pada pengaturan
rangkaian.
Karena konstruksi terbuka, kerangka prasetel rentan terhadap
degradasi mekanis dan listrik yang memengaruhi kinerja dan akurasi
sehingga karenanya tidak cocok untuk penggunaan terus-menerus, dan
karenanya, panci prasetel hanya diberi peringkat mekanis untuk beberapa
ratus operasi. Namun, biaya rendah, ukuran kecil dan kesederhanaannya
membuatnya populer dalam aplikasi rangkaian non-kritis.
8
Universitas Sumatera Utara
Preset dapat disetel dari nilai minimum ke maksimum dalam satu
putaran, tetapi untuk beberapa sirkuit atau peralatan, kisaran penyesuaian
yang kecil ini mungkin terlalu kasar untuk memungkinkan penyesuaian yang
sangat sensitif. Namun, resistor variabel multi-putaran, beroperasi dengan
menggerakkan lengan penghapus menggunakan obeng kecil beberapa
putaran, mulai dari 3 putaran hingga 20 putaran memungkinkan penyesuaian
yang sangat baik.
Potensiometer trimmer atau "pot trim" adalah perangkat multi-putaran
persegi panjang dengan trek linier yang dirancang untuk dipasang dan
disolder langsung ke papan sirkuit baik melalui lubang atau sebagai
permukaan-mount. Ini memberikan pemangkas baik sambungan listrik
maupun pemasangan mekanis dan membungkus track di dalam wadah plastik
untuk menghindari masalah debu dan kotoran selama penggunaan yang
terkait dengan preset kerangka.
Gambar 2.2 Potensiometer
2.3 LCD (Liquid Cristal Display)
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi
sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid
Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan
teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi
memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi
sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
9
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Material LCD (Liquid Cristal Display)
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan
elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan
lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan
listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri
dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya
vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan
lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-
molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat
menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.
2.3.2 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display)
Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang
berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).
Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan
memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD
adalah:
- DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori
tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
- CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan
memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari
karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
- CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori
untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut
merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh
pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga
pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak
dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.
Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah :
- Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari
mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses
penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display)
dapat dibaca pada saat pembacaan data.
10
Universitas Sumatera Utara
- Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari
atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data
tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya. Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal
Display) diantaranya adalah :
- Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin
ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat
dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler
dengan lebar data 8 bit. - Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang
menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika
low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high
menunjukan data. - Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low
tulis data, sedangkan high baca data. - Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. - Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin
ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan
dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5
Volt.
Gambar 2.3 LCD (Liquid Cristal Display)
2.4 Arduino
Arduino saat ini sedang boming dikalangan para robotic dan sekarang sudah
banyak sekali yang sudah mengenal kata arduino ini mulai dari kalangan SMP
sampai dewasa untuk membuat sebuah proyek automasi di industri atau pabrik.
11
Universitas Sumatera Utara
Untuk kalangan para mahasiswa juga sudah saat populer untuk mengerjakan
scripsi maupun tugas kuliah, jadi mari belajar bersama untuk mengerti apa itu
arduino dan fungsinya.
2.4.1 Pengertian arduino
Arduino merupakan pengendali mikro single-board yang bersifat open-
source, diturunkan berasal Wiring platform, dibuat buat memudahkan
penggunaan elektronika pada berbagai bidang. Hardwarenya mempunyai
prosesor Atmel AVR serta softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri.
Arduino UNO merupakan sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada
ATmega328.
2.4.2 Fungsi arduino
Untuk fungsi arduino sendiri sangat banyak tetapi akan saya ambil poin -
poinya saja agar mudah dipahami dan dipelajari, untuk poin - poin fungsi arduino
sebagai berikut :
- Sebagai mengontrol sebuah mesin
- Untuk proses input dan output sebuah digital
- Seperti Halnya PLC tetapi versi murah
Gambar 2.4 Arduino uno
2.5 Modul GSM
GSM merupakan singkatan dari Global System for Mobile Communications.
Jaringan GSM bisa diartikan sebagai sebuah teknologi komunikasi seluler yang
12
Universitas Sumatera Utara
bersifat digital. Teknologi GSM banyak diterapkan pada komunikasi bergerak,
khususnya telepon genggam.
Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang
dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai
ke tujuan. GSM pun kemudian dijadikan sistem standar yang digunakan oleh
sebagian besar jaringan telepon di seluruh dunia. Sistem yang menggunakan
jaringan seluler berbasis di sekitar stasiun siaran atau teknologi satelit yang
terhubung ke sinyal dari orbit bisa menjadi bagian dari jaringan sistem. Telepon
yang menggunakan jaringan jenis ini akan disertai dengan Subscriber Identity
Module (SIM) card, sedangkan pada CDMA (Code Division Multiple Access)
tidak.
2.5.1 Pengertian GSM
Jaringan GSM memiliki fungsi utama yang salah satunya untuk memberikan
fasilitas akses yang lebih mudah pada platform seluler dan satelit di seluruh jalur
internasional menggunakan teknologi digital, baik melalui suara ataupun saluran
data dalam sistem. Saluran ini beroperasi pada jaringan generasi kedua (2G), tapi
sudah banyak yang menggunakan jaringan generasi ketiga (3G) atau yang lebih
tinggi untuk menawarkan layanan yang memuaskan kepada pengguna. Dengan
teknologi ini, pengguna pun bisa melakukan pertukaran informasi data
berkecepatan tinggi melalui satelit dan menara seluler di seluruh jaringan dan
perusahaan. Contohnya adalah seorang yang berada di Jakarta bisa mengirim
pesan teks ke seorang yang berada di New York melalui sistem Indonesia
kemudian ke jaringan di antara negara, hingga akhirnya tiba di perangkat mobile
penerima di Amerika Serikat.
Jaringan GSM secara khusus telah berperan penting dalam membangun akses
di seluruh dunia untuk layanan telepon darurat dengan menggunakan angka satu-
satu dua (112) yang mengarahkan lalu lintas telepon global untuk responden
darurat di dekat pengguna. Jaringan ini juga berperan dalam membangun
teknologi pesan teks selama tahun 1990-an.
Jaringan GSM bisa beroperasi pada frekuensi yang berbeda, tergantung
pada sistem yang digunakan, yaitu 2G atau 3G. Setiap frekuensi kemudian dibagi
13
Universitas Sumatera Utara
lagi menjadi saluran yang berbeda yang memungkinkan untuk melakukan
pengiriman singkat informasi digital melalui koneksi GSM. Sebagai contoh,
jaringan di Amerika Utara beroperasi pada frekuensi yang berbeda dari jaringan
di Asia atau Eropa. Perbedaan ini sebagian besar berhubungan dengan volume
penggunaan ponsel di bagian-bagian tertentu di dunia.
Telepon seluler pada jaringan GSM biasanya disertai dengan penggunaan
kartu SIM untuk menyimpan data tentang telepon dan pengguna. Hal ini
memungkinkan informasi untuk bisa dengan mudah ditransfer ke perangkat yang
berbeda. Beberapa penyedia GSM sudah menggunakan fitur penguncian SIM
untuk menjaga di jaringan tertentu selama periode kontrak waktu. Setelah
kontrak tersebut selesai, maka kartu tersebut bisa digunakan untuk telepon baru
atau pada jaringan yang berbeda. Sedangkan teknologi CDMA tidak
menggunakan kartu SIM. Dengan demikian, data yang tersimpan dalam ponsel
harus ditransfer secara manual atau melalui sambungan data.
Gambar 2.5 Sim Card 900 a
2.6 Power Supply Adaptor
Catu Daya atau sering disebut dengan Power Supply adalah sebuah piranti
yang berguna sebagai sumber listrik untuk piranti lain. Pada dasarnya Catu Daya
bukanlah sebuah alat yang menghasilkan energi listrik saja, namun ada beberapa
Catu Daya yang menghasilkan energi mekanik, dan energi yang lain. Daya untuk
menjalankan peralatan elektronik dapat diperoleh dari berbagai
14
Universitas Sumatera Utara
sumber. Baterai dapat menghasilkan suatu ggl dc dengan reaksi kimia. Foton dari
panas atau cahaya yang berasal dari matahari dapat diubah menjadi energi listrik
dc oleh sel-foto (photocell). Sel bahan bakar menggabungkan gas hidrogen dan
oksigen dalam suatu elektrolit untuk menghasilkan ggl dc.
Sebuah mesin bahan bakar fosil atau air terjun dapat memutar generator dc
atau generator ac. Power supply atau catu daya adalah sebuah peralatan penyedia
tegangan atau sumber daya untuk peralatan elektronika dengan prinsip mengubah
tegangan listrik yang tersedia dari jaringan distribusi transmisi listrik ke level
yang diinginkan sehingga berimplikasi pada pengubahan daya listrik.
2.6.1 Macam-macam Catu daya
Secara garis besar, Power Supply elektrik dibagi menjadi dua macam, yaitu
Power Supply Linier dan Switching Power Supply.
1. Power Supply Linier
Merupakan jenis power supply yang umum digunakan. Cara kerja
dari power supply ini adalah mengubah tegangan AC menjadi tegangan
AC lain yang lebih kecil dengan bantuan Transformator. Tegangan ini
kemudian disearahkan dengan menggunakan rangkaian penyearah
tegangan, dan dibagian akhir ditambahkan kapasitor sebagai pembantu
menyearahkan tegangan sehingga tegangan DC yang dihasilkan oleh
power supply jenis ini tidak terlalu bergelombang.
Selain menggunakan dioda sebagai penyearah, rangkaian lain dari
jenis ini menggunakan regulator tegangan sehingga tegangan yang
dihasilkan lebih baik daripada rangkaian yang menggunakan dioda.
Power Supply jenis ini dapat menghasilkan tegangan DC yang bervariasi
antara 0 – 30 Volt dengan arus antara 0 – 5 Ampere
2. Switching Power Supply
Power Supply jenis ini menggunakan metode yang berbeda
dengan power supply linier. Pada jenis ini, tegangan AC yang masuk ke
dalam rangkaian langsung disearahkan oleh rangkaian penyearah tanpa
menggunakan bantuan transformer. Cara menyearahkan tegangan tersebut
adalah dengan menggunakan frekuensi tinggi antara 10KHz hingga
15
Universitas Sumatera Utara
1MHz, dimana frekuensi ini jauh lebih tinggi daripada frekuensi AC yang
sekitar 50Hz. Pada switching power supply biasanya diberikan rangkaian
feedback agar tegangan dan arus yang keluar dari rangkaian ini dapat
dikontrol dengan baik.
Keuntungan utama dari metode ini adalah efisiensi yang lebih
besar karena switching transistor daya sedikit berkurang ketika berada di
luar daerah aktif yaitu, ketika transistor berfungsi seperti tombol dan juga
memiliki diabaikan jatuh tegangan atau arus yang dapat diabaikan
melaluinya. Keuntungan lain termasuk ukuran yang lebih kecil dan bobot
yang lebih ringan dari pengurangan transformator frekuensi rendah yang
memiliki berat yang tinggi dan panas yang dihasilkan lebih rendah karena
efisiensi yang lebih tinggi. Kerugian meliputi kompleksitas yang lebih
besar, generasi amplitudo tinggi, energi frekuensi tinggi yang low-pass
filter harus blok untuk menghindari gangguan elektromagnetik (EMI).
Gambar 2.6 Catu Daya
2.7 Regulator
Sistem pengisian merupakan sebuah rangkaian elektromekanika yang
berfungsi untuk menyuplai kebutuhan arus listrik ke seluruh komponen
kendaraan.
Komponen utama dari sistem pengisian ini adalah altenator dan
regulator, altenator berfungsi sebagai pengubah energi mekanis ke energi
listrik sementara regulator, berfungsi mengatur output pengisian.
16
Universitas Sumatera Utara
Regulator adalah rangkaian komponen elektronika yang memiliki
tugas mengatur output pengisian. Meski fungsi utamanya mengatur output
pengisian, sistem pengaturan tegangan tidak pada arus output altenator
melainkan pada arus input rotor.
Dalam prinsip kerjanya, altenator memanfaatkan hukum faraday
dimana ketika sebuah konduktor bergerak ditengah medan magnet maka akan
timbul GGL diujung konduktor. Untuk mengatur output atau GGL pada
ujung konduktor, bisa dilakukan beberapa hal antara lain dengan mengatur
putaran konduktor atau mengatur besarnya kemagnetan.
Pada sistem pengisian, tidak mungkin mengatur putaran altenator
karena putaran altenator itu mengikuti putaran mesin sehingga untuk
mengontrol output pengisian dilakukan melalui pengaturan kemagnetan pada
rotor.
2.7.1 Prinsip kerja Regulator
Secara umum ada dua jenis regulator yakni tipe point atau
konvensional dan tipe IC. keduanya memiliki fungsi sama namun beda
prinsip kerjanya.
1. Regulator Point (Konvensional)
Regulator tipe point digunakan pada mobil-mobil yang
diproduksi dibawah tahun 1990-an. Meski terkesan midel jadul namun
sistem ini menjadi dasar terbentuknya IC regulator pada mobil-mobil
baru.
Terminal L dan IG merupakan terminal input yang menjadi
point untuk memasukan arus dari baterai. Arus diterminal L akan
dihubungkan ke Voltage relay yang berfungsi untuk mengaktifkan
Voltage regulator dan menghidupkan lampu CHG.
Terminal N dan B digunakan sebagai output signal untuk
mengetahui berapa besaran output yang dihasilkan altenator. Sinyal
dari terminal B akan digunakan dalam menentukan kinerja voltage
regulator. Sementara N dipakai untuk menghubungkan terminal B
dengan Voltage regulator.
17
Universitas Sumatera Utara
Sementara terminal F dan E merupakan terminal output
regulator yang terhubung ke rotor coil.
2. Ketika Kunci Kontak ON
Cara kerjanya, dimulai ketika kunci kontak ON. Arus dari
baterai akan mengalur ke terminal IG dan L. diterminal L arus masuk
ke kontak P0 dan langsung terhubung ke massa sehingga lampu CHG
akan menyala, disi lain arus dari terminal L juga menyabang ke
kumparan voltage relay dengan kekuatan rendah.
Sementara itu arus dari terminal IG masuk titik PL1 dan
terhubung dengan titik PL0 pada voltage regulator. Kontak PL0
terhubung dengan terminal F sehingga arus dari baterai dihubungkan
ke rotor coil.
3. Saat mesin hidup (Kecepatan rendah)
Saat mesin hidup terminal B dan N akan mendapatkan arus
dengan besaran sesuai dengan putaran rotor altenator. Terminal N
akan menyalurkan arus ke kumparan voltage relay sehingga timbul
kemagnetan yang menarik kontak P0 terhubung ke kontak P2.
Sementara terminal B menghasilkan arus DC yang
dihubungkan ke kontak P2 sehingga ketika kontak P0 tertarik maka
arus dari terminal B mengalir ke kumparan voltage regulator.
Disinilah aksi pengaturan tegangan rotor terjadi.
Saat kecepatan masih stasioner, arus pengisian juga rendah
sehingga kemagnetan pada kumparan voltage regulator lemah. Hal itu
membuat kontak PL0 masih terhubung dengan kontak PL1. Sehingga
arus ke rotor tetap maksimal.
4. Saat kecepatan menengah
Saat kecepatan mesin bertambah, arus yang dihasilkan dari
terminal B juga semakin besar sehingga kemagnetan pada voltage
relay semakin kuat. Hal itu akan membuat kontak PL0 tertarik dan
terputus dengan kontak PL1. Sehingga arus IG tidak langsung
terhubung ke terminal F namun terlebih dahulu melewati sebuah
resistor. Sehingga tegangan ke rotor itu tidak penuh yakni sekitar 10
18
Universitas Sumatera Utara
volt. Hal itu akan menyebabkan output pengisian lebih kecil dengan
RPM rotor lumayan kencang.
5. Saat kecepatan tinggi
Ketika RPM mesin mencapai top speed, maka arus pengisian
juga akan lebih besar meski tegangan rotor sudah dikurangi.
Sehingga perlu dikakukan pengurangan tegangan pada rotor coil.
Saat arus B semakin besar, maka kemagnetan pada voltage
regulator juga semakin besar. Imbasnya akan membuat kontak PL0
semakin tertarik ke bawah, saat kontak PL0 menyentuh kontak PL2
maka akan terjadi drop voltage pada rotor coil.
Hal itu terjadi karena sifat arus yang selalu mengalir ke masa
dengan hambatan terkecil, dalam hal ini kontak PL2 langsung
terhubung ke masa sehingga arus dari IG lebih banyak mengalir ke
masa. Hasilnya tegangan pada rotor bisa sangat kecil, dan output
pengisian bisa lebih kecil meski RPM mesin sangat kencang.
Gambar 2.7 Regulator
2.8 LED (Light Emiting Dioda)
Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu
lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi
untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.
Misalnya pada sebuah komputer, terdapat lampu LED power dan
LED indikator untuk processor, atau dalam monitor terdapat juga lampu
LED power dan power saving. Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda
semikonduktor yang dapat menyala apabila dialiri tegangan listrik rendah
19
Universitas Sumatera Utara
(sekitar 1.5 volt DC). Bermacam-macam warna dan bentuk dari lampu LED,
disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsinya.
Kualitas cahayanya memang berbeda dibandingkan dengan lampu TL
atau lampu lainnya. Tingkat pencahayaan LED dalam ruangan memang tak
lebih terang dibandingkan lampu neon, inilah mengapa LED dianggap belum
layak dipakai secara luas. Untungnya para ilmuwan di University of
Glasgow menemukan cara untuk membuat LED bersinar lebih terang.
Solusinya adalah dengan membuat lubang mikroskopis pada permukaan
LED sehingga lampu bisa menyala lebih terang tanpa menggunakan
tambahan energi apapun. Pelubangan tersebut menerapkan sistem nano-
imprint litography yang sampai saat ini proyeknya masih dikembangkan
bersama sama dengan Institute of Photonics.
Sementara ini beberapa jenis lampu LED sudah dipasarkan oleh Philips.
Anda bisa menemui beberapa model lampu LED bergaya bohlam yang hadir
dalam warna putih susu dan juga warna-warni. Daya yang diperlukan lampu
jenis ini hanya sekitar 4-10 watt saja dibandingkan lampu neon sejenis yang
mencapai 12-20 watt. Jika dihitung secara seksama memang bisa diakui
bahwa lampu LED menggunakan daya yang lebih hemat daripada lampu TL.
Sumber cahaya dari waktu ke waktu semakin berkembang, mulai dari
penemuan lampu pijar oleh Edison dan dalam waktu yang hampir bersamaan
ditemukan juga lampu fluorescence (TL) dan merkuri. Saat ini ada beberapa
jenis lampu yang digunakan manusia untuk berbagai keperluan, yaitu lampu
pijar, TL, LED, Merkuri, Halogen, Sodium dan sebagainya. Namun masih
ada kekurangan pada lampu generasi pertama sehingga lampu terus
dikembangkan agar bisa menghasilkan cahaya yang terang, memberikan
warna yang bagus, hemat energi, portable (mudah dibawa) dan lain
sebagainya. Yang paling menarik dari beberapa jenis lampu adalah LED.
Light Emitting Diode (LED) merupakan jenis dioda semikonduktor
yang dapat mengeluarkan energi cahaya ketika diberikan tegangan.
Semikonduktor merupakan material yang dapat menghantarkan arus listrik,
meskipun tidak sebaik konduktor listrik. Semikonduktor umumnya dibuat
dari konduktor lemah yang diberi „pengotor‟ berupa material lain. Dalam
20
Universitas Sumatera Utara
LED digunakan konduktor dengan gabungan unsur logam aluminium-
gallium-arsenit (AlGaAs). Konduktor AlGaAs murni tidak memiliki
pasangan elektron bebas sehingga tidak dapat mengalirkan arus listrik. Oleh
karena itu dilakukan proses doping dengan menambahkan elektron bebas
untuk mengganggu keseimbangan konduktor tersebut, sehingga material
yang ada menjadi semakin konduktif.
2.8.1 Proses Pembangkitan Cahaya pada LED
Cahaya pada dasarnya terbentuk dari paket-paket partikel yang
memiliki energi dan momentum, tetapi tidak memiliki massa. Partikel ini
disebut foton. Foton dilepaskan sebagai hasil pergerakan elektron. Pada
sebuah atom, elektron bergerak pada suatu orbit yang mengelilingi sebuah
inti atom. Elektron pada orbital yang berbeda memiliki jumlah energi yang
berbeda. Elektron yang berpindah dari orbital dengan tingkat energi lebih
tinggi ke orbital dengan tingkat energi lebih rendah perlu melepas energi
yang dimilikinya. Energi yang dilepaskan ini merupakan bentuk dari foton.
Semakin besar energi yang dilepaskan, semakin besar energi yang terkandung
dalam foton.
Pembangkitan cahaya pada lampu pijar adalah dengan mengalirkan
arus pada filamen (kawat) yang letaknya ada ditengah-tengah bola lampu dan
menyebabkan filamen tersebut panas, setelah panas pada suhu tertentu
(tergantung pada jenis bahan filamen), filamen tersebut akan memancarkan
cahaya. Namun karena pada lampu pijar yang memancarkan cahaya adalah
filamen yang terbakar, tapi jika suhu pada filamen melewati batas
kemampuan filamen untuk menahan panas, akan mengakibatkan filamen
lampu pijar sedikit demi sedikit meleleh dan selanjutnya putus sehingga
lampu pijar tidak akan bisa memancarkan cahaya lagi. Umur dari lampu pijar
kurang lebih sekitar 2000 jam. Sedangkan pada lampu flurescence atau lampu
TL, proses pembangkitan cahaya hanya memanfaatkan ionisasi gas dalam
tabung lampu lalu diberikan beda potensial diantara kedua ujung tabung
lampu TL sehingga mengakibatkan loncatan-loncatan elektron dari ujung
yang satu ke ujung yang lain dan saat terjadi loncatan elektron bersamaan
21
Universitas Sumatera Utara
dengan dipancarkannya cahaya dari loncatan tersebut. Kekurangan dari
lampu TL adalah jika gas yang ada dalam tabung habis, maka cahayanya
tidak bisa dipancarkan lagi. Umur dari lampu TL relatif lebih lama daripada
lampu pijar.
Ketika sebuah dioda sedang mengalirkan elektron, terjadi pelepasan
energi yang umumnya berbentuk emisi panas dan cahaya. Material
semikonduktor pada dioda sendiri menyerap cukup banyak energi cahaya,
sehingga tidak seluruhnya dilepaskan. LED merupakan dioda yang dirancang
untuk melepaskan sejumlah banyak foton, sehingga dapat mengeluarkan
cahaya yang tampak oleh mata. Umumnya LED dibungkus oleh bohlam
plastik yang dirancang sedemikian sehingga cahaya yang dikeluarkan
terfokus pada suatu arah tertentu.
Setiap material hanya dapat mengemisikan foton dalam rentang
frekuensi sangat sempit. LED yang menghasilkan warna berbeda terbuat dari
material semikonduktor yang berbeda pula, serta membutuhkan tingkat energi
berbeda untuk menghasilkan cahaya. Misalnya AlGaAs - merah dan
inframerah, AlGaP – hijau, GaP - merah, kuning dan hijau.
2.8.2 LED sebagai sumber cahaya
Lampu pijar lebih murah tapi juga kurang efisien dibanding LED.
Lampu TL lebih efisien daripada lampu pijar, tapi butuh tempat besar, mudah
pecah dan membutuhkan starter atau rangkaian ballast yang terkadang
terdengar suara dengungnya.
LED mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan lampu
pijar konvensional. LED tidak memiliki filamen yang terbakar, sehingga usia
pakai LED jauh lebih panjang daripada lampu pijar, LED tidak memerlukan
gas untuk menghasilkan cahaya. Selain itu bentuk dari LED yang sederhana,
kecil dan kompak memudahkan penempatannya. Dalam hal efisiensi, LED
juga memiliki keunggulan. Pada lampu pijar konvensional, proses produksi
cahaya menghasilkan panas yang tinggi karena filamen lampu harus
dipanaskan. LED hanya sedikit menghasilkan panas, sehingga porsi terbesar
22
Universitas Sumatera Utara
dari energi listrik yang ada digunakan untuk menghasilkan cahaya dan
membuatnya jauh lebih efisien.
RGB (Red Green Blue) LED atau LED yang bisa mengeluarkan
warna yang dipancarkan lebih dari satu warna sehingga memungkinkan
aplikasi LED yang semakin luas, khususnya menambah keindahan dalam
dunia desain interior dan eksterior.
Dalam terminologi teknik pencahayaan, LED dapat dikatakan
memiliki tingkat efisiensi luminus (cahaya) atau efikasi yang tinggi, karena
perbandingan banyaknya energi cahaya yang dikeluarkan LED dengan
besarnya daya listrik yang dikonsumsinya cukup tinggi jika dibandingkan
dengan lampu pijar konvensional.
Salah satu contoh produk dari LED adalah LedVision yang
dikeluarkan oleh Philips sebagai traffic light (lampu lalu lintas) yang tersusun
dari ribuan LED yang dipasangkan pada lampu lalu lintas dengan umur (life
time) mencapai 100.000 jam atau sekitar 10 tahun lebih sehingga efektif
dalam mengurangi biaya perawatan.LedVision beroperasi pada tegangan
rendah dan arus yang lebih kecil sehingga bisa menghemat sampai 90%
energi listrik yang dikonsumsi oleh lampu pijar (yang sekarang banyak
digunakan) dan umurnya 10 kali lebih panjang.
LED dengan cahaya monokromatiknya memiliki keunggulan
kekuatan yang besar lebih dari cahaya putih ketika warna yang spesifik
diperlukan. tidak seperti cahaya putih tradisional, LED tidak membutuhkan
lapisan atau diffuser yang banyak mengabsorpsi cahaya yang dikeluarkan.
cahaya LED mempunyai sifat warna tertentu, dan tersedia pada range warna
yang lebar. salah satunya yang baru-baru ini warnanya diperkenalkan adalah
emerald green (bluish green, panjang gelombangnya kira-kira 500nm) yang
cocok dengan persyaratan sebagai sinyal lalu lintas dan cahaya navigasi.
Cahaya LED kuning adalah pilihan bagus karena mata manusia sensitif pada
cahaya kuning (kira-kira yang dipancarkan 500lm/watt).
Kelebihan LED dari lampu yang ada sekarang (lampu pijar, TL,dll)
yaitu dalam hal efisiensi energi dan umur yang panjang menjadikan LED
sangat berpotensi untuk dijadikan sumber pencahayaan pengganti lampu di
23
Universitas Sumatera Utara
masa depan. Kemajuan teknologi mungkin akan mengurangi biaya sehingga
LED bisa menjadi idola sebagai lampu dimasa depan.
Gambar 2.8 LED
2.9 Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia
yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu
perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel
seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan
Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu
menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik
kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan
kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang
hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi
ulang (Rechargeable).
2.9.1 Jenis-Jenis Baterai
Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal
Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output
Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus
DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni
Baterai Primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai
Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).
24
Universitas Sumatera Utara
a. Baterai Primer
Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang
paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket
menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga
yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan
tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA
(sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu,
terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan
tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.
b. Baterai Sekunder
Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau
Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder
menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja,
Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada
saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal
Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif.
Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke
Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga
terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi
ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara lain seperti
Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan Li-
Ion (Lithium-Ion).
Gambar 2.9 Baterai 9v
25
Universitas Sumatera Utara
BAB 3
PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Pada tugas akhir ini akan dirancang sebuah sistem otomasi lampu penerangan
menggunakan sensor pir berbasis arduino uno. Blok diagram sistem yang dirancang
dapat dilihat dibawah ini:
modul
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Fungsi setiap blok:
1. PLN sebagai sumber arus listrik
2. Power Supplay, yang digunakan adalah adaptor yang berfungsi sebagai
sumber tegangan.
3. Sensor PIR, memberikan inputan data digital yang berfungsi memberikan
tanda ada atau tidak manusia yang terdeteksi. Sensor PIR merespon pancaran
sinar infamerah yang terdapat pada manusia.
4. Arduino Uno, berfungsi sebagai media pengkonversi waktu, dan
mengkonversi data menjadi jarak.
5. LCD, berfungsi sebagai output tampilan instruksi dari arduino.
6. Modul gsm sebagai pemberitahuan sistem kerja sistem melalui sms
7. Smartphone sebagai penerima pesan.
Arduino
uno
PSA 5v PLN Lcd
16 x 2
Modul
gsm 900
Sensor
PIR
RxRx
Tx
smartphone
26
Universitas Sumatera Utara
3.2 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)
Pengoperasian LCD dengan Arduino. Setelah sensor pir sudah mendeteksi
gelombang infrared, variable resistor akan mengirimkan data ke arduino melalui pin-
pin kemudian arduino menerima data yang terbaca dan ditampilkan oleh LCD.
Berikut adalah skematik rangkaian LCD.
Gambar 3.2 Rangkaian LCD
Keterangan dari rangkaian diatas:
1. SIM1 adalah Arduino UNO R3 yang berfungsi sebagai pusat sistim bekerja.
2. J2 adalah soket penghubung ke LCD.
3. J3 adalah soket penghubung ke LCD.
4. J4 adalah soket penghubung ke GND Resistor Variabel.
5. J5 adalah soket penghubung ke Resistor Variabel.
6. J6 adalah soket penghubung ke VCC Resistor Variabel.
27
Universitas Sumatera Utara
3.3 Rangkaian pada Software Proteus
3.3.1 Rangkaian pada ISIS
Pada bagian ini akan dirancang suatu desain rangkaian sesuai dari
konsepdasar alat yang akan di buat, terdapat rangkaian LCD, sensor PIR, Relay,
LED dan Buzzer yang dihubungkan pada tiap-tiap pin di Arduino.
Gambar 3.3 Rangkaian pada ISIS 7 Professional
3.3.2 Rangkaian pada ARES
Pada bagian ini akan menghubungkan jalur rangkaian sesuai dari yang dibuat pada
ISIS dan disini akan dirangkaian kembali sesuai dengan peletakan yang diinginkan
dan siap untuk di cetak pada papan PCB.
Gambar 3.4 Rangkaian pada ARES
28
Universitas Sumatera Utara
3.4 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak pada program mikrokontroler arduino ini
menggunakan perangkat lunak software arduino IDE yang berbasis bahasa C++ yang
telah dipermudah melalui library.Arduino menggunakan SoftwareProcessing yang
digunakan untuk menulis program kedalam arduino.
Untuk memasukkan program kedalam sebuah mikrokontroler arduino,
dibutuhkan Driver USB, IDE Arduino 1.6.6 dan Ardunio Uno Board agar program
yang dibuat dapat berjalan di dalam mikrokontroler.Dengan membuat program
sebagai berikut.
Gambar 3.5 Program arduino 1.6.6 untuk Void Setup
Gambar 3.6 Program arduino 1.6.6 untuk Void Loop
29
Universitas Sumatera Utara
3.5 Diagram Alir (Flowchart)
Gambar 3.7Flowchart Cara Kerja Sistem
Keterangan: Pada proses inisialisasi arduino maka akan terjadi proses pembaca
dengan Sensor PIR. Jika ada gerakan maka akan terkirim pesan dan LED akan
menyala kemudian proses akan berulang ke pembacaan sensor PIR, sedangkan jika
tidak terdeteksi maka proses akan kembali pada pembacaan Sensor PIR.
30
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL DAN ANALISA DATA
4.1 Pengujian Sensor PIR
Sensor PIR ini merupakan sensor untuk mendeteksi gerakan manusia dalam
jangkauan tertentu, sensor ini sudah dalam bentuk modul yang terdiri Lensa Fresnel,
IR filter, Pyroelectric sensor dan Comparator sehingga output dari sensor ini sudah
dalam bentuk High (5 volt) dan Low (0 volt), ketika ada manusia outputnya high dan
ketika tidak ada manusia outputnya low.
Gambar 4.1 Sensor PIR mendeteksi adanya gerakan
31
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Sensor PIR tidak mendeteksi adanya gerakan
Berikut ini adalah hasil pengujiannya:
Tabel 4.1 Data Percobaan
No. Jarak (cm) Pendeteksi Gerak Manusia
1 200 Terdeteksi
2 250 Terdeteksi
3 300 Terdeteksi
4 350 Terdeteksi
5 400 Terdeteksi
6 450 Terdeteksi
7 500 Terdeteksi
8 550 Terdeteksi
9 600 Terdeteksi
10 650 Tidak Terdeteksi
Dari data di atas diketahui bahwa PIR dapat mendeteksi gerakan manusia
hingga jarak 600cm atau 6,0m tegak lurus dihadapan sensor dan mulai tidak dapat
mendeteksi gerakan manusia lebih dari 650cm atau 6,5m.
4.2 Pengujian LCD
Pada tahap ini dilakukan percobaan untuk mengaktifkan LCD
sistem.Pengaktifan LCD dilakukan dengan cara menampilkan beberapa karakter
pada LCD.LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi
mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan
32
Universitas Sumatera Utara
numerik pada LCD. Penampil 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 us 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
mikrokontroler untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai
berikut:
#include <SoftwareSerial.h>
#include <LiquidCrystal.h>
#define waktutunda 5
// Configure software serial port
SoftwareSerial SIM900(7, 8);
const int SensorPir = 2; //menggunakan pin ke-2 arduino
const int rs = 12, en = 11, d4 = 10, d5 = 9, d6 = 6, d7 = 5;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
unsigned long now = millis();
unsigned long TriggerAkhir = 0;
boolean waktumulai = false;
void setup() {
// Arduino communicates with SIM900 GSM shield at a baud rate of 19200
// Make sure that corresponds to the baud rate of your module
SIM900.begin(19200);
Serial.begin(19200);
// Give time to your GSM shield log on to network
delay(20000);
33
Universitas Sumatera Utara
lcd.begin(16, 2);
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(" PENDETEKS");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" GERAKAN ");
delay(2000);
lcd.clear();
pinMode(SensorPir, INPUT_PULLUP);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(SensorPir), deteksigerakan, RISING);
// Send the SMS
}
void loop() { now = millis();
if(waktumulai && (now - TriggerAkhir > (waktutunda*1000))) {
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("PENDETEKS GERAKAN ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("TIDAK ADA GERAKAN");
Gambar 4.3 Tampilan LCD
34
Universitas Sumatera Utara
4.3 Pengujian Power Supply
Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan
yang dibutuhkan alat adalah 5 volt. Pengujian power supply dilakukan untuk
mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 volt.
Tabel 4.2 Pengujian Vin danVout
Vin (V) Vout (V)
5.41 4,99
4.4 Pengujian Arduino
Pengujian pada rangkaian arduino ini dapat dilakukan dengan
menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber
tegangan. Kaki 13 apabila diberikan logika high maka akan mengeluarkan tegangan
sebesar 4,52 Volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederana pada
mikrokontroler Arduino untuk menguji port-port yang terdapat pada Arduino,
program yang diberikan adalah sebagai berikut:
#include <LiquidCrystal.h>
int pir = A5;
// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7,8);
void setup() {
pinMode(pir, INPUT);
// set up the LCD's number of columns and rows:
pinMode(13,OUTPUT);
pinMode(A0,OUTPUT);
pinMode(A1,OUTPUT);
35
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Pengujian arduino
4.5 Pengujian Modul GSM 900
Dengan program
#include <SoftwareSerial.h>
#include <LiquidCrystal.h>
#define waktutunda 5
// Configure software serial port
SoftwareSerial SIM900(7, 8);
const int SensorPir = 2; //menggunakan pin ke-2 arduino
const int rs = 12, en = 11, d4 = 10, d5 = 9, d6 = 6, d7 = 5;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
unsigned long now = millis();
unsigned long TriggerAkhir = 0;
boolean waktumulai = false;
void setup() {
// Arduino communicates with SIM900 GSM shield at a baud rate of 19200
// Make sure that corresponds to the baud rate of your module
SIM900.begin(19200);
void sendSMS() {
36
Universitas Sumatera Utara
// AT command to set SIM900 to SMS mode
SIM900.print("AT+CMGF=1\r");
delay(100);
// REPLACE THE X's WITH THE RECIPIENT'S MOBILE NUMBER
// USE INTERNATIONAL FORMAT CODE FOR MOBILE NUMBERS
SIM900.println("AT + CMGS = \"+6282391280197\"");
delay(100);
SIM900.println(" ADA GERAKAN" );
// End AT command with a ^Z, ASCII code 26
SIM900.println((char)26);
delay(100);
SIM900.println();
// Give module time to send SMS
delay(5000);
}
4.5 Pengujian modul GSM
37
39
39
Universitas Sumatera Utara
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perancangan, pengujian dan analisis alat yang telah dibuat,
maka dapat ditarik kesimpulan bahwa:
1. Dirancang sebuah sistem pendeteksi gerakan menggunakan sensor infrared
berbasis arduino uno dengan tampilan sms. Apabila terdeteksi adanya gerakan
maka alat tersebut akan mengirim pesan dan memiliki jarak tempuh sejauh 6
Meter lebih dari itu maka jarak tidak terdeteksi.
2. Telah teruji alat tersebut dan jarak yang dicapai sejauh 6 Meter.
5.2 Saran
Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat
ini adalah:
1. Sebaiknya agar rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini
dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga
penggunaannya lebih efektif.
2. Sebaiknya alat yang telah dibuatdiletakkan pada ruangan yang dibatasi luasnya,
tidak disarankan pada area yang melebihi dari batas luas yang disarankan.
Sebaiknya kedepannya desain sistem keamanan rumah ini lebih praktis dalam
packaging.
38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
1. https://www.academia.edu/24373870/SENSOR_GERAK_PIR_Passive_Infra_Re
d_
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)
2. https://www.plcdroid.com/2019/03/potensiometer.html
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)
3. https://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)
4. https://www.plcdroid.com/2018/01/belajar-arduino-pengertian-dan-fungsi-
arduino.html
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)
5. https://www.baktikominfo.id/en/informasi/pengetahuan/berkenalan_dengan_gsm
_pengertian_sejarah_serta_fungsinya-671
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)
6. https://rohmattullah.student.telkomuniversity.ac.id/pengertian-dan-fungsi-catu-
daya-secara-umum/
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)
7. https://www.autoexpose.org/2017/08/cara-kerja-regulator.html
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)
8. http://nie-lampuled.blogspot.com/
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)-
9. https://teknikelektronika.com/pengertian-baterai-jenis-jenis-baterai/
(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)
39
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR EKSPEDISI PERBAIKAN TUGAS AKHIR
NAMA : EKO KESUMO WARDOYO
NIM : 172411031
PROGRAM STUDI : D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN : FISIKA
JUDUL : PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN
MENGGUNAKAN SENSOR INFRARED BERBASIS
ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN SMS
NO
Dosen
Tanda Tangan
1.
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc
Penguji
2.
Dr. Kerista Tarigan, Drs., M.Eng.Sc
Pembimbing
Medan, 13 Agustus 2020
Hormat Saya,
Eko Kesumo Wardoyo
Universitas Sumatera Utara