RANCANG BANGUN MONITORING PENERANGAN RUANGAN MENGGUNAKAN KAMERA BERBASIS KOMPUTER DENGAN METODE FUZZY LOGIC

Transkripsi

1 192. IT Journal, Vol. 4 No. 2 Oktober X RANCANG BANGUN MONITORING PENERANGAN RUANGAN MENGGUNAKAN KAMERA BERBASIS KOMPUTER DENGAN METODE FUZZY LOGIC Edy Victor Haryanto, Ratih Puspasari Universitas Potensi Utama Jl. KL. Yos Sudarso, Km. 6,5 No. 3A Tanjung Mulia Medan edyvictor@gmail.com, ratihpuspasari21@yahoo.com Abstrak Pada saat ini penggunaan lampu sangatlah dibutuhkan dan untuk menonaktifkannya harus manual akibat dari penggunaan lampu yang begitu banyak tentunya tagihan listrik akan banyak juga serta apalagi sering lupa untuk mematikan lampu tersebut, maka pemakaian listrik bagi lampu tidak akan terkontrol dan tidak dapat diawasi dengan baik. Dengan menggunakan Light Dependent Resistor (LDR) dengan didukung ole h mikrokontroler ATMega 8535 dan peralatan elektronik lainnya tentunya dapat membangun sebuah rangkaian sederhana untuk mengatur intensitas cahaya dalam sebuah ruangan. Dilengkapi oleh aplikasi Bascom AVR yang akan membuat sebuah program dengan memanfaatkan metode fuzzy logic sebagai kecerdasan dalam program untuk menyeimbangkan intensitas cahaya dalam ruangan. Sehingga persentase intensitas cahaya dalam ruangan lebih stabil dengan kadar cahaya yang diinginkan. Monitoring yang dilakukan adalah dengan bantuan camera yang berada diluar ruangan dan akan terhubung ke komputer yang akan dijadikan sebagai tempat memantau ruangan tersebut. Dengan monitoring dan memanfaatkan sistem fuzzy logic dan interface pada komputer maka dapat memantau cahaya diruangan dan dapat mengontrolnya secara real time dan tidak manual lagi. Kata kunci : LDR, monitoring ruangan, fuzzy logic, komputer Abstract At present the use of light is really needed and to deactivate it must be manually as a result of the use of lights that so much of course the electricity bill will be many more and much less often forget to turn off the lamp, the electricity consumption for lighting will not be controlled and can not be supervised. By using Light Dependent Resistor (LDR) supported by ATMega 8535 microcontroller and other electronic equipment must be able to build a simple circuit to regulate the intensity of light in a room. Supplemented by Bascom AVR applications that will create a program by using fuzzy logic as the intelligence of the program to balance the intensity of light in the room. So the percentage of the intensity of light in the room is more stable with the desired light levels. Monitoring is carried out by the help of camera which is outdoors and will be connected to a computer that will serve as a monitor of the room. By monitoring and utilizes fuzzy logic and interface on a computer that can monitor diruangan light and can control in real time and not manually anymore. Key Word: LDR, room monitoring, fuzzy logic, computer

2 Edy, Rancang Bangun Monitoring Penerangan,,,193 PENDAHULUAN Saat ini penggunaan listrik sudah menjadi kebutuhan pokok dalam masyarakat, baik kebutuhan individu maupun kebutuhan umum. Seperti halnya peralatan rumah tangga sudah banyak yang menggunakan alat elektronik, misalnya; memasak tidak lagi menggunakan panci dan pengukus nasi karena sudah digabung fungsinya menjadi magic jar, jika cuaca panas biasanya kita berendam atau mengipaskan kipas ke tubuh kita, nah sekarang sudah ada kipas angin dan Air Conditioner sebagai pengganti, ada lagi sistem penerangan yang dulunya hanya menggunakan lampu minyak berbahan bakar minyak sekarang diganti oleh lampu listrik dengan berbagai macam jenis. Perkembangan teknologi yang pesat saat ini memungkinkan perubahan besar-besaran terhadap kebutuhan, kebiasan dan kehidupan kita di masa depan. Perubahan ini sebanding dengan kebutuhan dan pemakaian listrik yang besar dalam kehidupan masyarakat ditambah dengan pertmabhan penduduk yang makin pesat pula. Cahaya adalah salah satu bentuk energi yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup di dunia ini. Seperti halnya tumbuhan membutuhkan cahaya untuk berfotosintesa, manusia membutuhkan cahaya matahari untuk merubah pro-vitamin D menjadi vitamin D, benda-benda disekeliling kita membutuhan cahaya agar dipantulkan kembali sehingga dapat tampak oleh mata kita dan masih banyak lagi. Akan tetapi cahaya yang berlebih dapat merusak seperti menimbulkan suhu yan tinggi dan dapat menyebabkan kebakaran hutan serta dapat merusak mata jika intensitas cahaya tersebut terlalu tinggi. Pada dasarnya mata manusia didesain dengan pupil yang dapat mengatur cahaya masuk sehingga jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata tidak terlalu banyak. Tetapi tetap saja ketika kita berpindah ruangan dan mengalami perubahan intensitas cahaya yang drastis menyebabkan pupil mata berkerja ekstra. Alangkah lebih baiknya kita memiliki sumber daya cahaya yang dapat mengatur persentase cahaya ruangan berdasarkan kebutuhan mata kita. Ditambah dengan wacana Pemerintah Republik Indonesia untuk hidup dengan hemat energi terutama energi listrik, khususnya Sumatera Utara dikarenakan kurangnya stock daya untuk pemakaian rumah tangga, sehingga sering adanya pemadaman bergilir yang sering diluar jadwal yang ada. Karena hal ini, sering timbul keluhan masyarakat akan kekurangan daya listrik yang memadai hingga muncul aksi demo yang tergolong anarki. Padahal kesemua ini juga disebabkan oleh kelalaian masyarakat. Seperti halnya menggunakan arus listrik secara berlebihan, mendesain rumah yang tidak efisien penggunaan listriknya karena ingin memiliki rumah yang tampak indah dibanding rumah lainnya, bahkan hingga pencurian arus listrik yang dapat merugikan masyarakat lainnya. Secara logika ini dapat diatasi oleh kita sebagai masyarakat yang cerdas, baik dengan cara mengurangi pemakaian alat elektronik yang tidak dibutuhkan, desain rumah yang minim pemakaian listrik, mengingatkan sadar akan hemat energi kepada sesama masyarakat, juga mendesain sebuah sistem yang dapat memonitor dan mengatur pemakaian listrik sesuai kebutuhan setiap masyarakat. Sistem yang dimaksud dapat mengatur intensitas sesuai kebutuhan intensitas normal dalam sebuah ruangan saat dipakai dan juga memonitor pemakian cahaya lampu saat tidak dipakai untuk beraktifitas. Pengaturan intensitas cahaya akan berhubungan dengan tegangan yang dipakai oleh lampu. Saat kondisi ruangan sudah cukup terang, maka lampu akan menggunakan tegangan yang lebih rendah untuk menambah intensitas penerangan dalam ruangan tersebut. Sehingga pemakaian daya listrik-pun akan dibawah daya normal yang dipakai. Memonitor pemakian lampu berhubungan dengan pengaturan proses hidup atau matinya lampu dalam sebuah ruangan sesuai dengan ada tidaknya individu atau aktifitas dalam ruangan tersebut. Monitoring ini mengakibatkan kontrol otomatis oleh sistem untuk membaca aktifitas dalam ruangan. Saat ada aktifitas, lampu akan digunakan seperti kondisi normal, sebaliknya saat kondisi ruangan tidak memiliki aktifitas, maka sistem akan memberikan jeda waktu hingga proses pemadaman lampu pada ruangan tersebut. Kondisi ini akan menutupi sifat manusia yang terbiasa lupa dalam mematikan lampu atau pemakaian listrik dalam ruangan tersebut apabila ditinggal kerja atau dalam kesibukan tertentu.

3 194. IT Journal, Vol. 4 No. 2 Oktober X Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Merancang suatu sistem monitoring penerangan dalam ruangan dengan yang sederhana dan mudah digunakan. b. Merancang sistem monitoring penerangan dalam ruangan yang hemat energi dengan menggunakan daya listrik secukupnya. METODE PENELITIAN Untuk menganalisa data tersebut di atas maka digunakan alur analisis yang disusun dengan langkah-langkah berbentuk diagram alir seperti di bawah ini : Berdasarkan alur analisis yang telah dikemukakan, maka pembahasan penelitian ini dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Studi Literatur. Adalah mengambil bahan-bahan yang berkaitan dengan penelitian yang akan dibuat dan Tahap studi literatur dilakukan dengan membaca berbagai literatur yang berkaitan. Hal ini ditujukan untuk memperoleh landasan atau kerangka berfikir bagi penelitian yang dilakukan. Studi literatur dimaksudkan untuk dijadikan acuan dalam menetapkan variabel-variabel yang akan diteliti dalam penelitian ini. 2. Membuat desain Adalah membuat desain alat dan program untuk mengontrol penggunaan cahaya disetiap ruangan 3. Melakukan uji coba terhadap alat dan desain Adalah mengamati alat dan desain yang telah dibuat agar diuji untuk dapat mengetahui sejauh mana alat yang dibuat sudah berfungsi dan dimana kelemahannya. 4. Melakukan pengukuran Adalah melihat hasil dari percobaan alat apakah sudah sesuai dengan penggunaan fuzzy 5. Melakukan analisis alat dan desain yang telah dibangun Menganalisis dari hasil uji coba alat dan desain yang telah dibuat agar mengetahui kelemahan dan dapat mengatasinya. 6. Memberikan kesimpulan. Metode Pengumpulan Data Metode yang digunakan dalam rangka pengumpulan data-data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Studi literatur dari sumber-sumber kepustakaan sebagai landasan dalam menganalisis permasalahan yang disusun dalam penelitian ini. 2. Pengumpulan data yang diperoleh dari pemodelan sistem dan simulasi sistem yang nantinya akan dipergunakan untuk membuat program komputer. PEMBAHASAN Diagram Blok Rangkaian Secara garis besar, perancangan system transmisi data sensor untuk mendeteksi cahaya dan mengatur keluaran cahayanya pada lampu LED terdiri atas : 1. Sensor LDR 2. Sensor PIR

4 Edy, Rancang Bangun Monitoring Penerangan,,, Power Supply 4. Lampu LED 5. Mikrokontroler ATmega Kamera Adapun diagram blok dari sistem monitoring cahaya ditunjuk seperti pada gambar 1. PowerSupply Sensor LDR Sensor PIR ATmega 8535 Kamera Lampu LED Gambar 1. Diagram Blok Gambar 1 menjelaskan tentang data perlengkapan yang dimiliki oleh sistem untuk dapat menjalankan tugasnya dengan baik. Dapat kita lihat, pada sistem terdapat dua buah sensor. Sensor pada sistem ini berfungsi sebagai alat pendeteksi jumlah intensitas cahaya dari media uji dan mendeteksi kehadiran pengguna di dalamsebuah ruangan. Selain sensor dalam sistem terdapat rangkaian power supplysebagai penyedia tegangan listrik bagi rangkaian dan mikrokontroler ATmega8535. Dari data yang diberikan sensor, mikrokontroler akan mempertimbangkan langkah berikutnya yang akan diambil. Keputusan sepenuhnya berada di tangan mikrokontroler sebagai pusat dari sistem. Rancangan Rangkaian Power Supply Untuk menyediakan tegangan ke mikrokontroler dibutuhkan tegangan 5 volt DC. Maka diperlukan rangkaian regulator untuk mengurangi tegangan masuk melalui berbagai device. Komponen pokok rangkaian ini adalah Regulator Rangkaiannya dapat kita lihat pada gambar 2 Gambar 2. Rancangan Rangkaian Power Supply Rangkaian di atas berfungsi menurunkan tengangan dari adaptor sebesar 12 VDC menjadi 5 VDC. Selain itu juga menahan arah arus listrik yang berlawanan, sehingga rangkaian aman dari kelebihan arus.

5 196. IT Journal, Vol. 4 No. 2 Oktober X Rancangan Rangkaian Sensor LDR Dalam mendeteksi cahaya ruangan, rancangan rangkaian sensor sangatlah dibutuhkan. Sebagai input atau sumber pengambilan data informasi awal. Masukan ini selanjutnya akan diolah oleh mikrokontroler dan menghasilkan Output yang diinginkan. Dalam hal ini penulis menggunakan sensor LDR ( Light Dependent Resistor). Gambar rancangan rangkaian sensornya dapat dilihat seperti pada gambar 3. Gambar 3. Rancangan Rangkaian Sensor LDR Prinsip kerja rangkaian di atas adalah, tegangan masuk melalui power supply sebesar 5 VDC dan melalui LDR. Hambatan LDR akan berubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Semakin terang, seakin kecil hambatan yang dimiliki. Dengan hambatan pada LDR dan resistor pada ground maka akan terjadi proses pembagi tegangan. Hal ini menentukan jumlah tegangan keluaran LDR yang akan masuk ke dalam mikrokontroler untuk dibaca sebagai data sensor. Gambar 4. Rancangan Rangkaian 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.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). Rancangan Power Supply Rangkaian Power Supply berfungsi sebagai penyedia tegangan listrik ke mikrokontroler ATMega8535. Tegangan yang dibutuhkan adalah 5 volt DC. Tegangan akan diambil dari berbagai device, dalam hal ini penulis menggunakan adaptor dengan tegangan maksimum 12 VDC. Rangkaian

6 Edy, Rancang Bangun Monitoring Penerangan,,,197 power supply akan menurunkan tegangan dari adaptor sebesar 12 VDC menjadi 5 VDC dengan menggunakan regulator Selain itu juga menahan arah arus listrik yang berlawanan dengan dioda 2A, sehingga rangkaian aman dari kelebihan arus. Gambar 5. Rangkaian Power Supply Pada Pengujian kali ini penulis menggunakan LCD ( Liquid Crystal Display) dengan ukuran 16x2 yang sering digunakan dalam membuat rangkaian display. LCD berfungsi untuk menampilkan hasil pembacaan sensor, hasil perhitungan program, hasil pengolahan data oleh mikrokontroler dan masih banyak lagi. Sensor LDR Sensor LDR (Light Dependent Resistor) berfungsi mendeteksi intensitas cahaya dalam sebuah ruangan atau cahaya yang terdekat dengannya. Rangkaian ini perlu dilakukan pengujian untuk kehandalan dan mengetahui rentang nilai intensitas cahaya yang dapat diterima oleh sensor. Pertama akan di uji apakah sensor LDR dapat berfungsi dengan baik berdasarkan rancangan rangkaian yang penguji gunakan. Hasilnya akan ditampilkan melalui layar LCD 16 x 2. Gambar 6. Uji LCD

7 198. IT Journal, Vol. 4 No. 2 Oktober X Gambar 7. Uji coba sensor LDR pada LCD Dengan adanya kepastian bahwa sensor LDR telah berfungsi dengan baik maka kita dapat melakukan pengujian sensor LDR sekaligus pengambilan data terhadap daya tangkap intensitas dalam ruangan dengan kondisi berbeda. Berikut data yang dihasilkan. Tabel 1. Intensitas berdasarkan kondisi ruangan berbeda Kondisi Ruangan Data Sensor Intensitas Cahaya Tegangan ADC Gelap ,1 Lux 1,43 V Normal Lux 4,63 V Terang ,9 Lux 4,99 V Setelah melakukan pengujian maka langkah selanjutnya merakit papan pcb atau mainboard untuk meletakkan mikrokontrollernya seperti terlihat pada gambar 8.

8 Edy, Rancang Bangun Monitoring Penerangan,,,199 Gambar 8. Mainboard Mikrokontroller Pada gambar diatas adalah mainboard untuk tempat mikrokontroller ATMega dan disertai dengan 3 buah test lamp dan reset button Gambar 9. Rangkaian Lampu sensor dan sensor LED Pada gambar diatas adalah papan pcb untuk lampu sensor dan sensor LED Gambar 10. Flowchart program

9 200. IT Journal, Vol. 4 No. 2 Oktober X Gambar 11. Rangkaian setelah disatukan Setelah dilakukan uji coba maka langkah selanjutnya adalah melakukan penggabungan semua alat yang telah dirancang seperti terlihat pada gambar 11. Tampilan User Interface Pada gambar 12 menunjukkan bagaimana proses interface menampilkan gambar dari sebuah ruangan. Gambar tersebut akan selalu berjalan selama koneksi antara mikrokontroler dengan komputer tidak putus atau hidup. Gambar 12. Rangkaian setelah disatukan

10 Edy, Rancang Bangun Monitoring Penerangan,,,201 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan dari hasil pembahasan yang dicapai dan rencana tahap selanjutnya yang akan dilaksanakan maka ada beberapa kesimpulan yang didapat antara lain : 1. Penelitian ini dirancang dengan menghasilkan alat yang berguna untuk membantu monitoring ruangan dalam penerangan. 2. User Interface yang dibuat berjalan di sistem operasi windows yang berguna untuk membantu melihat dari komputer terhadap ruangan yang akan dimonitoring penerangannya. 3. Penelitian ini masih akan masih berlanjut karena masih belum selesai, dan proses penelitian ini masih berjalan dengan lancar sesuai dengan jadwal yang direncanakan. Saran Pada penelitian selanjutnya diharapkan tampilan user interfacenya dapat menggunakan android dan dapat diakses dengan internet. DAFTAR PUSTAKA [1] Raharja, Bagus, dkk Panduan Belajar Fisika 1B SMA Kelas X. Yogyakarta: Yudhistira. [2] Sanjaya, Taufik Andi Pengenalan Mikrokontroller AVR, Bascom AVR dan Khazama Downloader. Jurnal Komunitas Ilmu Komputer: Jawa Barat. [3] Saputro, Adi Rancang Bangun Pengendali Intensitas Cahaya Lampu Jarak Jauh Berbasis Modulasi ASK. Jurnal Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, UNIKOM. Bandung. [4] Setiawan, Afrie. 20 Aplikasi Mikrokontroler ATMega8535 & ATMega16 Menggunakan Bascom-AVR. Yogyakarta: Penerbit Andi. [5] Solikin, Fajar Sistem Logika Fuzzy Dalam Optimasi Produksi BarangMenggunakan Metode Mamdani dan Metode Sugeno. Jurnal Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta: Yogyakarta. [6] Sutojo, T., Dkk Kecerdasan Buatan. Yogyakarta: Penerbit Andi.