LAPORAN ALAT MIKROKONTROLER SENSOR CAHAYA DENGAN LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) DAN ARDUINO

Transkripsi

1 LAPORAN ALAT MIKROKONTROLER SENSOR CAHAYA DENGAN LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) DAN ARDUINO DISUSUN OLEH : ADITYA SUDARYANTO LANMA ANGGINA DAULAY REKA MARINDA DEWI RATIH NOVITA SARI ILYAS ARYA KUNCARA KELAS 13 TEL 02 AKADEMI TELKOM JAKARTA PROGRAM FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI 2015/2016 1

2 KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT tugas Laaporan mata kuliah Mikroprosesor dapat terselesaikan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan pada semua pihak yang telah membantu penyususnan laporan ini. Dalam laporan ini, penulis membahas mengenai pembuatan alat untuk menyalakan lampu menggunakan Arduino dengan light dependent resistor. Dimana alat tersebut sangat berguna di zaman yang serba modern. Oleh karena itu, sekali lagi penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu. Semoga laporan ini dapat bermanfaat sebagai semestinya. Jakarta, 13 Juni 2016 Penulis 2

3 DAFTAR ISI Judul... 1 Kata Pengantar... 2 Daftar Isi... 3 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Tujuan... 5 BAB 2 ISI LAPORAN 2.1 Pengertian Sensor Cahaya Komponen Sensor Cahaya Prinsip Kerja Rangkaian Aplikasi Pengembangan LDR Implementasi dan Rancangan Alat dan Bahan Langkah-langkah Pembuatan Alat BAB 3 PENUTUP 3.1 Kesimpulan Saran Daftar Pustaka

4 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG MASALAH Di era globalisasi sekarang ini, semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi didunia. Ilmu pengetahuan dan teknologi ini dimanfaatkan dan dikembangkan oleh manusia untuk dapat membantu pekerjaan mereka sehingga dapat menyelesaikan pekerjaan dengan lebih mudah dan efesien. Oleh karena itu, setiap manusia terutama mahasiswa dituntut agar mampu beradaptasi dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tersebut. Semakin modern sebuah zaman maka semakin banyak manusia yang mengembangkan iptek untuk mempermudah pekerjaannya seperti membuat dan memakai rangkaian sensor cahaya yang telah dirancang tergantung dengan keinginan manusia itu sendiri sehingga dapat melakukan fungsi-fungsi kontrol. Pada kehidupan sehari-hari orang tidak pernah lepas dari penerangan lampu listrik. Untuk menghemat penggunaan daya listrik yang berlebihan, umumnya dilakukan dengan memutus aliran listrik menggunakan saklar manual. Tetapi penggunaan saklar manual dianggap kurang efektif karena seringkali orang lupa untuk mematikannya. Dengan perkembangan iptek, sehingga kita dapat membuat sebuah saklar yang bisa bekerja secara otomatis untuk menyalakan dan mematikan lampu tanpa harus menekan tombol saklar. Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik atau Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan dapat langsung dibaca pada keluarannya. Salah satu jenis resistor yang peka terhadap perubahan cahaya adalah LDR. Resistansi LDR akan berubah seiring dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri merupakan contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena respon terhadap cahaya cukup lambat, maka LDR tidak dapat digunakan ketika intensitas cahaya berubah secara drastis. Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita, maka LDR dapat digunakan sebagai sensor cahaya. sensor ini akan berubah resistansinya jika ada perubahan tingkat kecerahan cahaya. Prinsip inilah yang akan digunakan untuk mengaktifkan transistor untuk menghidupkan LED pada lampu taman otomatis, menggerakan motor DC pada hand dryer,sensor pada alarm brankas, Sensor pada tracker cahaya matahari, Sensor pada kontrol arah solar cell, Sensor pada robot line follower dan menghidupkan buzzer pada alarm otomatis. Pada laporan ini kami lebih menekankan pada sensor cahaya yang berdasarkan SISTEM KONTROL INTENSITAS yang dimana lampu akan menyala dan mati secara otomatis karena tergantung pada intensitas cahayanya. 4

5 1.2 TUJUAN 1. Merancang alat pengontrolan lampu. 2. Menggunakan sensor cahaya dengan ldr BAB 2 5

6 ISI LAPORAN 2.1. PENGERTIAN SENSOR CAHAYA Gambar Sensor Cahaya dengan Menggunakan LDR Sensor cahaya adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Alat ini memungkinkan kita untuk melakukan pendeteksian cahaya dan kemudian untuk melakukan perubahan terhadapnya menjadi sinyal listrik dan dipakai dalam sebuah rangkaian yang memakai cahaya sebagai pemicunya. Sensor ini dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Beberapa komponen yang dipakai dalam saklar cahaya LDR ini adalah LDR, Resistor, Transistor, Potensiometer, dan LED. Aplikasi sonsor cahaya dengan LDR dapat digunakan sebagai : - Sensor pada rangkaian saklar cahaya - Sensor pada lampu otomatis - Sensor pada alarm brankas - Sensor pada tracker cahaya matahari - Sensor pada kontrol arah - Sensor pada robot line follower Karakteristik Karakteristik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam, yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral : 6

7 Laju Recovery Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuaran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR type arus harganya lebih besar dari 200 K/detik (selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux. Respon Spektral LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik. Pada keadaan gelap tanpa cahaya sama sekali, LDR memiliki nilai resistansi yang besar (sekitar beberapa Mega ohm). Nilai resistansinya ini akan semakin kecil jika cahaya yang jatuh ke permukaannya semakin terang. Pada keadaan terang benderang (siang hari) nilai resistansinya dapat mengecil, lebih kecil dari 1 KOhm. Dengan sifat LDR yang demikian maka LDR biasa digunakan sebagai sensor cahaya. Contoh penggunaannya adalah pada lampu taman dan lampu di jalan yang bisa menyala di malam hari dan padam di siang hari secara otomatis KOMPONEN SENSOR CAHAYA 7

8 Beberapa komponen yang dipakai dalam membuat saklar cahaya dengan LDR adalah sebagai berikut : 1. LDR (Light Dependent Resistor) Gambar Light Dependent Resistor LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen elektronika yang dapat berubah resistansinya ketika mendeteksi perubahan intensitas cahaya yang diterimanya sehingga LDR dapat juga dikatakana sebagai sensor cahaya, karakteristik dari LDR ini ialah LDR akan berubah resistansinya / tahanannya ketika terjadi perubahan cahaya yang dideteksinya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan electron memiliki energy yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistensinya. 2. RESISTOR ( R1 4.7 KΩ, R2 100Ω ) Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Kemampuan resistor dalam menghambat arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistansi resistor tersebut. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega). Bentuk resistor yang umum adalah seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna untuk mengetahui besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter. 8

9 3. POTENSIOMETER ( 5KΩ ) Potensioeter adalah Resistor yang mempunyai 3 kaki dengan penghubung atau kontak antara kaki-kaki didalamnya yang dapat diatur ataupun adjust nilai resistansinya. Potensiometer merupakan komponen elektronika yang biasanya digunakan alat pengontrol atau pengendali perangkat elektronik, contohnya seperti sebagai pengendali suara pada rangkaian elektronika penguat suara/amplifier, televisi, radio, dll. Di dalam sebuah rangkaian elektronika potensiometer disimbolkan dengan huruf VR. 4. LED 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. LED merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. 5. TRANSISTOR ( 25C828 ) Transistor adalah sebuah komponen elektronik yang bersifat semikonduktor dan dapat digunakan sebagai penyambung, pemutus, ataupun penguat arus listrik. Transistor juga dapat berfungsi sebagai elemen kunci dalam amplifikasi, deteksi, dan switching untuk arus listrik. Selain itu transistor juga merupakan komponen elektronik aktif dalam semua sistem elektronik yang mengubah daya baterai menjadi arus listrik. Hampir di setiap jenis transistor diproduksi dalam bentuk semikonduktor, sering kali berupa material kristal tunggal, biasanya berbahan dari silikon. Ada beberapa jenis transistor yang sudah diklasifikasikan berdasarkan arus inputnya (BJT) dan tegangan inputnya (FET), keduanya memungkinkan pengaliran listrik menjadi sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. 9

10 skema rangkaiannya.. dan seperti ini rangkaian di project board nya 10

11 2.3. PRINSIP KERJA RANGKAIAN Ketika keadaan ruangan terang, resistansi pada LDR sangat kecil, bahkan lebih kecil dibandingkan dengan resistor yang kita pakai (100 ohm). Arus mempunyai karakteristik dominan mengalir pada hambatan yang kecil dibandingkan hambatan yang besar. Analoginya seperti arus yang lebih deras mengalir pada sungai dengan batuan kerikil dibandingkan sungai dengan batuan besar. Sehingga, arus akan dominan mengalir melewati LDR, sedangkan arus pada resistor 100 ohm (kaki collector) sangat kecil bahkan dianggap nol. Pada kondisi inilah transistor bekerja di daerah cut off (bekerja sebagai saklar terbuka). Oleh karena itu tidak ada arus yang melewati LED sehingga LED tidak menyal. Berbeda jika pada keadaan ruangan gelap, Resistansi pada LDR akan sangat besar, sehingga tidak akan ada arus yang bisa mengalir melewatinya. Pada kondisi ini, rangkaian yang tersambung dengan LDR bisa kita anggap terputus dan tegangan diantara kaki collector dan emitter (Vce = 0), jadi arus dari catuan (Vcc) sepenuhnya mengalir melewati resistor 100 ohm (kaki collector) dan langsung ke LED sehingga bisa menyala. Pada kondisi ini transistor bekerja di daerah saturasi (bekerja sebagai saklar tertutup). seperti ditunjukkan gambar di bawah ini Transistor Pada Mode Cut Off 11

12 transistor pada mode saturasi 2.4. APLIKASI PENGEMBANGAN LDR Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai sensor pada rangkaian saklar cahaya yang di tempatkan pada industri krupuk. Cara kerjanya adalah sensor ditempatkan pada alat (mesin) penjemur kerupuk seperti pada gambar di atas yang terlebih dahulu di desain dengan mesin konveyor, kemudian LDR di tempatkan pada ujung mesin yang terkena sinar matahari. LDR dirangkai dengan prinsip apabila tidak terkena cahaya matahari maka LDR akan bekerja dan memutar mesin konveyor untuk menarik kerupuk masuk ke dalam ruangan. Alat ini cocok dipakai saat cuaca mendung dan musim hujan, jadi pengrajin kerupuk tidak perlu repot-repot memasukkan kerupuknya saat hujan datang. 12

13 2.5. IMPLEMENTASI DAN RANCANGAN ALAT DAN BAHAN 1. 1x Arduino Compatible 2. 1x LDR (Photo Resistor) 3. 1x Resistor 10K Ohm 4. 1x LED (Warna Bebas) 13

14 5. 1x Projectboard (Breadboard) 6. Kabel jumper secukupnya Langkah-langkah Pembuatan Alat 1.) Susunlah rangkaian berikut ini. Keterangan Konfigurasi Kabel : Pin A0 pada Arduino dihubungkan ke salah satu kaki LDR Pin GND pada Arduino dihubungkan ke kaki resistor yang terhubung ke kaki LDR Salah satu kaki LDR lainnya dihubungkan ke Pin 5V pada Arduino Pin 6 pada Arduino dihubungkan ke Anoda LED Jumper pin GND arduino ke Katoda LED 2.) Setelah itu sambungkan Arduino pada Laptop/PC dengan 14

15 menggunakan kabel serial. 3.) Download dan Install program Arduino IDE di Arduino.cc ( If Needed ) 4.) Setelah terinstall, jalankan program Arduino-nya. 5.) Klik menu "Tools -> Board -> Arduino Uno" 6.) Klik menu "Tools -> Port -> ( Pilih Port arduino yang terdeteksi di komputer anda ) 7.) Lalu masukan Sketch dibawah ini, dan terakhir klik upload. Klik LIHAT DONG untuk melihat sketch int hasilsensorldr; // Variable untuk sensor LDR void setup() { Serial.begin(9600); // Serial Monitor pinmode(6,output); // Set pin 6 sebagai Output } void loop() { hasilsensorldr=analogread(0); // Hasil LDR = Hasil input pada pin A0 if (hasilsensorldr<10) // Jika hasil LDR kurang dari 10 (Kurang Cahaya) { digitalwrite(6,high); // Aktifkan Relay atau LED } else digitalwrite(6,low); // Jika tidak, Matikan Relay/LED Serial.println(hasilSensorLDR); // Print hasil LDR ke Serial Monitor delay(500); // Delay setengah detik } 15

16 BAB 3 PENUTUP 3.1. KESIMPULAN Dalam percobaan menyalakan lampu dengan menggunakan light dependent resistor (LDR), kami menyimpulkan bahwa alat ini sangat berguna di zaman yang serba modern ini karena bisa mengontrol lampu dengan sentuhan SARAN Sebaiknya dalam melakukan percobaan ini, dilakukan dengan teliti agar tidak terjadi banyak kesalahan karena akan amat memakan waktu. 16

17 DAFTAR PUSTAKA NA_PENGHEMATAN_ENERGI