SISTEM PENGATUR INTENSITAS LAMPU PHILIPS MASTER LED SECARA OTOMATIS YANG DILENGKAPI DENGAN REMOTE CONTROL

Transkripsi

1 SISTEM PENGATUR INTENSITAS LAMPU PHILIPS MASTER LED SECARA OTOMATIS YANG DILENGKAPI DENGAN REMOTE CONTROL Oleh: Christian Surya Dharma NIM: 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

2

3

4 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%. i

5 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. ii

6 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 temanteman 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 iii

7 DAFTAR ISI Halaman INTISARI.. KATA PENGANTAR.. DAFTAR ISI. i ii iv DAFTAR GAMBAR. vii DAFTAR TABEL. xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Spesifikasi Sistematika Penulisan. 6 BAB II DASAR TEORI Philips Master LED Mikrokontroler ATmega PIR (Passive Infrared) PARADOX PA Modul Zero Crossing Detector Modul Dimmer Lampu Modul Catu Daya Modul TSOP dan Remote Control.. 22 iv

8 BAB III PERANCANGAN Gambaran Umum Sistem Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras Modul Catu Daya Modul Zero Crossing Detector Modul Dimmer Lampu Modul TSOP Modul Mikrokontroler ATmega Modul PIR (Passive Infrared) PARADOX PA Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak.. 42 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian Modul-modul Lampu Philips Master LED Modul Mikrokontroler ATmega Modul PIR (Passive Infrared) PARADOX PA Modul Zero Crossing Detector Modul Dimmer Lampu Modul Catu Daya Modul TSOP dan Remote Control Pengujian Alat secara Keseluruhan v

9 BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran Pengembangan.. 78 DAFTAR PUSTAKA 79 vi

10 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 K230V A60 dim. 10 Gambar 2.5. Konfigurasi kaki ATmega Gambar 2.6. Modul PARADOX PA Gambar 2.7. Rangkaian Zero Crossing Detector Gambar 2.8. Rangkaian transistor sebagai saklar Gambar 2.9. Sinyal AC normal dan sinyal AC setelah di dimmer.. 17 Gambar Sinyal leading-edge dimmer 17 Gambar Sinyal trailing-edge dimmer 17 Gambar IC MOC Gambar Struktur triac dan simbol triac. 19 Gambar Grafik karakteristik arus-tegangan triac.. 20 Gambar Konfigurasi kaki LM2576T-Adj (tampak atas) Gambar Blok diagram LM2576T-Adj.. 21 Gambar Rangkaian LM2576T-Adj Gambar Remote yang digunakan untuk mengontrol sistem. 23 vii

11 Gambar Contoh paket data protocol SIRC ( 24 Gambar 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 Gmabar 3.9. Paket data yang dikirimkan protocol SIRC ( 37 Gambar Data 0 dan data 1 pada protocol SIRC.. 37 Gambar Interupsi remote control dan lebar pulsanya Gambar Pemasangan osilator pada ATmega Gambar Rangkaian Pe-reset ATmega8. 41 Gambar Diagram alir keseluruhan sistem. 43 Gambar Diagram alir pengolahan data remote control. 45 Gambar 4.1. Pengukuran kecerahan lampu menggunakan light meter pada jarak 30 cm 48 Gambar 4.2. Pengukuran kecerahan lampu menggunakan light meter pada jarak 50 cm 48 viii

12 Gambar 4.3. Pengukuran kecerahan lampu menggunakan light meter pada jarak 100 cm.. 49 Gambar 4.4. Pengukuran kecerahan lampu menggunakan light meter pada jarak 200 cm.. 49 Gambar 4.5. Pengukuran duty cycle 30 % menggunakan oscilloscope 50 Gambar 4.6. Pengukuran duty cycle 40 % menggunakan oscilloscope 50 Gambar 4.7. Pengukuran duty cycle 60 % menggunakan oscilloscope 51 Gambar 4.8. Hasil pengujian interupsi eksternal 0 yang diperoleh dari komunikasi serial dengan penekanan tombol angka 1 sebanyak empat kali Gambar 4.9. Pengamatan hasil keluaran modul zero crossing detector pada PORT D3 dan keluaran PORT D4 56 Gambar 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 Pengujian luas daerah yang terdeteksi sensor PIR dalam daerah 4 meter x 4 meter Gambar Pulsa keluaran zero crossing detector dengan tegangan berbentuk sinyal AC hasil penyearahan dioda bridge Gambar Data 0 dan data 1 pada protocol SIRC 68 Gambar Hasil perhitungan Timer 1 untuk penekanan tombol 1 pada remote sebanyak empat kali.. 68 Gambar Hasil perhitungan Timer 1 untuk penekanan tombol 1 sampai 4 secara berurutan.. 69 ix

13 Gambar Pendeteksian data 0 dan data 1 yang seharusnya Gambar Pendeteksian data 0 dan data 1 yang terjadi x

14 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 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 xi