PENGENDALIAN PENCAHAYAAN PADA RUANG GAMBAR MEMANFAATKAN SHIFT REGISTER 4094 DAN LED DENGAN BAHASA C MENGGUNAKAN COMPILER CODEVISION TUGAS AKHIR RANTINA SITORUS 132408045 PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
PENGENDALIAN PENCAHAYAAN PADA RUANG GAMBAR MEMANFAATKAN SHIFT REGISTER 4094 DAN LED DENGAN BAHASA C MENGGUNAKAN COMPILER CODEVISION TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya RANTINA SITORUS 132408045 PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan berkat-nya penyusunan Tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada: 1. Bapak Drs. Kerista Sebayang, M.S. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 2. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc. selaku Pembantu Dekan I Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si. selaku ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 4. Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.S. selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Ibu Prof. Dr. Zuriah Sitorus, MS selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritikan dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir 6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 7. Kedua Orang Tua yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 9. Teman-teman saya Desy Andriani, Siti, Grace, Rika, Epi, dan Lilis yang telah membantu dan memberikan dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 10. Teman saya Tohonan Butarbutar yang telah memberikan dukungan,semangat dan motivasi selama penulisan Tugas Akhir. i
11. Teman separtner proyek Juwita Veronika Situmorang yang telah memotivasi, mendampingi dan memberikan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini. 12. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjaaan Tugas Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Akhirnya sebagai bagian dari sebuah perjalanan panjang, penulis menyadari keterbatasan ilmu pengetahuan dan pengalaman untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini secara sempurna. Seperti pepatah mengatakan Tak Ada Gading Yang Tak Retak.Oleh karena itu, dengan dan tangan dan hati terbuka penulis menerima kritikan dan saran yang positif untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun khalayak ramai yang membacanya. Amin ii
ABSTRAK Telah dilakukan pembuatan sistem pengontrol cahaya untuk mengontrol kuat penerangan cahaya pada ruang studio gambar. Sistem ini dibangun menggunakan sensor Light Dependent Resistor (LDR) sebagai pendeteksi intensitas cahaya. Tegangan analog LDR diolah oleh mikrokontroler ATMega 8535 untuk membantu menentukan tingkat pencahayaan suatu ruangan secara otomatis, agar diperoleh penerangan yang efisien. Tingkat pencahayaan disesuaikan dengan nilai yang diperoleh sensor cahaya LDR yang terpasang pada ruangan. Intensitas cahaya yang telah diterima tersebut kemudian diolah menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535 yang mendapatkan nilai dari input sensor cahaya LDR menjadi pusat pengendali pengatur tingkat penerangan dan menampilkan output sistem ke LCD yang memberitahukan informasi mengenai berapa nilai intensitas cahaya yang diterima oleh LDR. Pembuatan sistem pengatur tingkat penerangan ruangan menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 dapat menghasilkan penerangan ruangan yang efektif sehingga menghemat pemakaian energi listrik dan memberikan kenyamanan pada mata. Kata kunci : Sensor LDR, Intensitas Cahaya, Mikrokontroler ATMega 8535. iii
DAFTAR ISI Halaman PENGHARGAAN... i ABSTRAK... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii BAB 1. PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang masalah... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Tujuan Penulisan... 3 1.4. Batasan Masalah... 3 1.5. Sistematika Penulisan... 3 BAB II. LANDASAN TEORI... 5 2.1. Intensitas Cahaya dan Kuat Penerangan... 5 2.2. Light Dependent Resistor (LDR)... 5 2.2.1. Karakteristik LDR... 7 2.3. Mikrokontroller Atemega8535... 9 2.3.1 Arsitektur Mikrokontroller Atmega8535... 11 2.3.2 Konfigurasi Pin Atmega8535... 12 2.3.3. Peta Momori Atmega8535... 16 2.3.4. Status Register (SREG) Atmega8535... 18 2.4. LCD ( Liquid Crystal Display )... 20 2.5. IC 4094 (Shift Register)... 21 2.5.1 Cara Kerja Shift Register... 23 2.6. LED ( Light Emitting Diode )... 24 2.6.1 Cara Kerja LED... 25 2.6.2 Rangkaian Dasar Menyalakan LED... 26 2.7. Buzzer... 27 2.8. Catu Daya Adaptor... 28 2.9. Energi Listrik... 29 2.10. Transistor... 31 BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN... 34 3.1. Diagram Blok System... 34 3.1.1. Fungsi Tiap Blok... 35 3.2. Rangkaian Sensor Cahaya (LDR)... 36 3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535... 38 3.4. Perancangan Rangkaian LCD... 39 3.5. Rangkaian SR 4094... 40 3.6. Perancangan Lampu... 41 3.7. Flowchart sistem... 44 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 45 4.1. Pengujian Program... 45 iv
BAB V. PENUTUP... 60 5.1. Kesimpulan... 60 5.2. Saran... 61 DAFTAR PUSTAKA... 62 LAMPIRAN v
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Penjelasan pin pada port B... 14 Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port D... 16 Tabel 2.3 Keterangan Pin IC 4094... 23 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 LDR (Light Dependent Resistor... 6 Gambar 2.2 Karakteristik LDR... 8 Gambar 2.3 Diagram Blok Mikrokontroler Atmega 8535... 11 Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP... 13 Gambar 2.5 Peta Memori Program... 17 Gambar 2.6 Peta Memori Data... 18 Gambar 2.7 EEPROM Data Memori... 18 Gambar 2.8 Status Register ATMega8535... 19 Gambar 2.9 LCD 2 X 16... 21 Gambar 22.10. Diagram fungsi register (Data Sheet IC 4094)... 22 Gambar 2.11. Diagram Pin IC 4094 (Data sheet IC 4094)... 22 Gambar 2.12 Timing Diagram IC Shift Register 4094... 23 Gambar 2.13 Gambar LED... 24 Gambar 2.14 P-Type dan N-Type LED... 25 Gambar 2.15 Rangkaian Dasar LED... 26 Gambar 2.16 Simbol Buzzer... 27 Gambar 2.17 Diagram blok Catu Daya Adaptor... 28 Gambar 2.18 Skema Rangkaian Catu daya... 28 Gambar 2.19 Transistor NPN dan PNP... 32 Gambar 2.20 Rangkaian Transistor Sebagai Saklar... 32 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem... 34 Gambar 3.2 Rangkaian sensor cahaya... 36 Gambar 3.3 Grafik hubungan antara resistansi dan iluminasi... 37 Gambar 3.4 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535... 38 Gambar 3.5 Rangkaian LCD... 40 Gambar 3.6 Rangkaian diagram logic SR 4094... 40 Gambar 3.7 Perancangan Lampu... 41 Gambar 3.8 LED dan IC 4094 Pada PCB... 42 Gambar 3.9 Flow Chart Sistem... 44 Gambar 4.1 Rangkaian Alat Lampu Mati... 45 Gambar 4.2 Rangkaian Alat Empat Lampu Hidup... 46 Gambar 4.3 Rangkaian Alat 8 Lampu Hidup... 47 Gambar 4.4 Rangkaian Alat 10 Lampu Hidup... 48 Gambar 4.5 Rangkaian Alat 12 Lampu Hidup... 48 Gambar 4.6 Rangkaian Alat 14 Lampu Hidup... 49 Gambar 4.7 Rangkaian Alat 16 Lampu Hidup... 50 Gambar 4.8 Rangkaian Alat 20 Lampu Hidup... 51 Gambar 4.9 Rangkaian Alat 26 Lampu Hidup... 51 Gambar 4.10 Rangkaian Alat 28 Lampu Hidup... 52 Gambar 4.11 Rangkaian Alat 32 Lampu Hidup... 53 Gambar 4.12 Rangkaian Alat 36 Lampu Hidup... 54 Gambar 4.13 Rangkaian Alat 42 Lampu Hidup... 54 Gambar 4.14 Rangkaian Alat 44 Lampu Hidup... 55 Gambar 4.15 Rangkaian Alat 48 Lampu Hidup... 56 Gambar 4.16 Rangkaian Alat 52 Lampu Hidup... 57 vii
Gambar 4.17 Rangkaian Alat 56 Lampu Hidup... 57 Gambar 4.18 Rangkaian Alat 60 Lampu Hidup... 58 Gambar 4.19 Rangkaian Alat 64 Lampu Hidup... 59 viii