PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PENGENDALI LAMPU JARAK JAUH BERBASIS ARDUINO DAN INFRA MERAH LAPORAN TUGAS AKHIR Diselesaikan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md) Teknik Komputer oleh NURHASANAH NIM: 1205112045 PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER JURUSAN TEKNIK KOMPUTER DAN INFORMATIKA POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
ABSTRAK Pada era globalisasi ini, perkembangan teknologi sudah semakin canggih dan modern pada hamper semua bidang keilmuan. Pesatnya perkembangan teknologi tersebut mengakibatkan banyak pekerjaan jadi lebih muda, cepat dan aman. Saat ini sistem yang digunakan untuk menghidupkan dan mematikan lampu masih menggunakan saklar secara manual. Biasanya untuk menghidupkan dan mematikan lampu kita harus berjalan menuju lampu tersebut. Kajian ini mencoba merancang suatu alat yang dapat diaplikasikan atau digunakan sebagai pengganti saklar dengan pengendalian jarak jauh (remote control). Sistem ini digunakan sebagai pengendali lampu jarak jauh yang menggunakan remot sebagai pengirim data dan sensor infra merah sebagai penerima data. Sistem ini memanfaatkan arduino uno sebagai mikrokontroler yang digunakan untuk membaca sensor infra merah dan mengontrol (On/Off) lampu. Tujuan pembuatan alat adalah mendapatkan alat pengatur nyala lampu menggunakan remote kontrol. Manfaat alat yang dihasilkan adalah memberikan kenyamanan pemakai lampu. Pada alat ini menggunakan remote kontrol yang dapat bekerja sampai batas maksimal 10 meter tanpa ada dinding penghalang kecuali dinding yang tembus pandang. Kata kunci: Arduino Uno, Sensor Infra Merah, Remot Kontrol. iii
KATA PENGANTAR Salam sejahtera, puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang hanya karena segala rahmat dan berkatnya akhirnya tugas akhir ini dapat terselesaikan. Melalui penulisan tugas akhir yang berjudul Perancangan dan Pembuatan Sistem Pengendali Lampu Jarak Jauh Berbasis Arduino dan Infra Merah ini, penulis bermaksud untuk memperkenalkan sistem tersebut ke dunia teknologi agar mempermudah user dalam mengendalikan lampu. Tugas akhir ini tentunya tidak dapat terselesaikan tanpa bantuan berbagai pihak baik secara langsung, tidak langsung maupun doa. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. M.Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ferry Fachrizal, S.T., M.Kom., selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer dan Informatika Politeknik Negeri Medan. 3. Zakaria Sembiring, ST., M.Sc., selaku Ketua Program Studi Teknik Komputer Politeknik Negeri Medan. 4. Roslina, M.I.T., selaku Dosen Pembimbing yang sudah membimbing penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini. Terima kasih atas bantuan ibu selama ini. 5. Friendly, S.T., M.Kom., selaku Wali Kelas CE-6A. 6. Seluruh staf pengajar Program Studi Teknik Komputer Politeknik Negeri Medan yang telah memberi pengajaran kepada penulis selama masa perkuliahan. iv
7. Keluarga dan orang tua penulis: Ibu Rodiah yang telah banyak memberi dukungan semangat, materil dan doa yang tiada henti. 8. Teman-teman penulis di CE angkatan 2012 terkhusus CE-6A. Penulis menyadari sepenuhnya atas segala kekurangan dan keterbatasan yang terdapat pada tugas akhir ini karena itu penulis mengharapkan laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh kalangan, terutama kalangan di bagian perkembangan teknologi dan informasi. Medan, 25 Agustus 2015 Nurhasanah NIM: 1205112045 v
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR...x DAFTAR TABEL... xi BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Tujuan Tugas Akhir... 2 1.3. Manfaat Tugas Akhir... 2 1.4. Rumusan Masalah... 3 1.5. Metode Tugas Akhir... 4 1.5.1. Studi Literatur... 4 1.5.2. Pengumpulan Data... 4 1.5.3. Melakukan Perancangan Software... 4 1.5.4. Melakukan Perancangan Hardware... 4 1.5.5. Pengujian... 4 1.5.6. Analisis dan Evaluasi... 5 1.5.7. Penyusunan Tugas Akhir... 5 BAB 2 LANDASAN TEORI... 7 2.1. Arduino... 7 vi
2.1.1. Arduino Uno... 8 2.1.2. Arduino Development Environment... 10 2.1.3. Sistem Komunikasi Arduino Uno... 11 2.1.4. Bahasa Pemrograman Arduino... 12 2.2. Relay... 20 2.2.1. Pengertian Relay... 20 2.2.2. Dasar-Dasar Relay... 21 2.2.3. Prinsip Kerja... 21 2.2.4. Cara Kerja... 22 2.2.5. Jenis-Jenis Dan Simbol Relay... 23 2.2.6. Fungsi Relay... 23 2.2.7. Aplikasi Relay... 26 2.2.8. Keuntungan Penggunaan Relay... 26 2.3. Sinar Infra Merah... 27 2.3.1. Pengertian Infra Merah... 27 2.3.2. Manfaat Sinar Infra Merah... 29 2.3.2.1. Kesehatan... 29 2.3.2.2. Bidang komunikasi... 30 2.3.3. Prinsip Kerja Sinar Infra Merah dalam Komunikasi... 32 2.3.4. Sistem Transmisi Infra Merah... 33 2.3.5. Sistem Penerima Infra Merah... 34 2.3.5.1. Kelebihan Inframerah dalam Pengiriman Data... 36 2.3.5.2. Kelemahan Inframerah dalam Pengiriman Data... 36 vii
2.4. Lampu... 37 2.4.1. Lampu Pijar (biasa)... 37 2.4.2. Lampu TL (Fluorescent)... 37 2.5. Remot Kontrol... 38 BAB 3 ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM... 40 3.1. Gambaran Umum Sistem... 40 3.2. Diagram Blok Sistem... 40 3.3. Perancangan Sistem... 41 3.3.1. Identifikasi Sistem... 42 3.3.2. Batasan Sistem... 42 3.4. FlowChart... 42 3.5. Perancangan Hardware... 44 3.5.1. Pembuatan PCB (Printed Circuit Board)... 47 3.5.2. Penyolderan... 48 3.5.3. Perencanaan Box... 48 3.6. Perancangan Perangkat Lunak... 49 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN... 55 4.1. Implementasi... 55 4.1.1. Proses Instalasi... 55 4.2. Pengujian... 56 4.2.1. Pengujian Unit... 56 4.2.2. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan... 57 BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN... 61 viii
5.1. Simpulan... 61 5.2. Saran... 61 DAFTAR PUSTAKA... 63 ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Blok Diagram Arduino Board... 8 Gambar 2.2. Arduino Uno... 9 Gambar 2.3. Relay 4 Channel 5 Volt... 20 Gambar 2.4. Cara Kerja Relay... 22 Gambar 2.5. IR Kit for Arduino... 27 Gambar 2.6. Lampu Pijar... 37 Gambar 2.7. Lampu Neon... 38 Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem... 40 Gambar 3.2. Flowchart Proses Pengendali Lampu... 43 Gambar 3.3. Skematik Sensor Infra Merah dengan Arduino... 45 Gambar 3.4. Bentuk Fisik Modul Infra Red dan Aduino... 45 Gambar 3.5. Skematik Sistem... 46 Gambar 3.6. Bentuk Fisik Rangkaian Sistem... 47 Gambar 3.7. Rangkaian pada PCB... 48 Gambar 3.8. Bentuk Nyata Rangkain Sistem... 49 Gambar 4.1. Serial Monitor pada Sketch Arduino... 56 Gambar 4.2. Kondisi Saat Tombol 1 Ditekan... 58 Gambar 4.3. Kondisi Saat Tombol 2 Ditekan... 58 Gambar 4.4. Kondisi Saat Tombol 3 Ditekan... 59 Gambar 4.5. Kondisi Saat Tombol 4 Ditekan... 59 Gambar 4.6. Kondisi Saat Keempat Tombol Ditekan... 60 Gambar 4.7. Kondisi Saat Keempat Tombol Ditekan Kembali... 60 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Toolbar pada Arduino:... 10 Tabel 3.1 Penggunaan Pin Arduino... 44 Tabel 4.1 Kelengkapan alat... 55 Tabel 4.2 Pengujian Alat... 57 xi
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Semakin berkembangnya zaman maka semakin berkembang pula cara berkomunikasi maupun alat untuk berkomunikasi tersebut. Dengan semakin berkembangnya cara berkomunikasi maka hal ini akan berpengaruh terhadap kegiatan yang dilakukan sehari-hari. Pada saat ini bukan hal yang tidak mungkin untuk melakukan sebuah pekerjaan dengan jarak yang jauh, karena didukung dengan berkembangnya alat pengontrol jarak jauh yang dapat digunakan. Seperti sistem pengendali jarak jauh untuk mengontrol AC, TV, Radio dan lain-lain. Pada perkembangan zaman saat ini bagian elektronika, pemanfaatan listrik masih secara manual khususnya pada pengendalian lampu yang masih dilakukan dengan cara manual, caranya dengan menekan saklar On/Off. Cara ini dinilai tidak sesuai lagi dengan zaman yang sudah serba elektronik dan memiliki beberapa kelemahan, antara lain pengendalian On/Off peralatan tidak bisa dilakukan dari jarak jauh, sehingga pengguna harus langsung menekan saklar On/Off pada tempat saklar tersebut berada. Disamping itu juga peralatan yang dikendalikan lebih dari satu buah, dan jarak masing-masing perlatan berjauhan karena ruangan yang sangat besar, maka ini tentu saja tidak menghemat waktu dan tenaga manusia, sehingga pencegahan penggunaan peralatan pengendalian lampu dan oleh pihak yang tidak berwenang tidak dapat dilakukan. Berdasarkan masalah yang dikemukakan di atas, penulis ingin merancang dan membuat Sistem Pengendali Lampu Jarak Jauh Berbasis Arduino dan Infra 1
2 merah dalam pengendalian On/Off daya listrik. Jika menggunakan remote kontrol ini akan membantu kita mempermudah menghidupkan lampu ruangan, karena pada remote kontrol ini menggunakan sinar infra merah yang mempunyai jarak tembus yang jauh asal tidak ada yang menghalangi antara pemancar infra merah dan penerima infra merah. 1.2. Tujuan Tugas Akhir Tujuan yang ingin dicapai adalah untuk membuat suatu sistem yang dapat dikontrol dengan menggunakan remote kontrol pada lampu rumah. Dengan menggunakan sistem pengontrolan ini diharapkan dapat lebih mengoptimalkan fungsi dari remote kontrol. 1.3. Manfaat Tugas Akhir Manfaat yang dapat diberikan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Bagi dunia akademik dan ilmu pengetahuan khususnya Politeknik Negeri Medan a. Sebagai bahan referensi tambahan dalam hal menyelesaikan sebuah permasalahan yang mirip dengan latar belakang pembuatan sistem ini. b. Sebagai modul praktikum dalam pembelajaran mikroprosessor, khususnya bagian mikrokontroller. c. Meningkatkan dan menambah wawasan tentang sistem arduino dan infra merah.
3 2. Bagi pembaca a. Sistem ini diharapkan memberi manfaat kemudahan dalam mengendalikan (On/Off) lampu rumah. b. Bagi dunia pendidikan, dapat digunakan sebagai sistem yang akan meningkatkan kegiatan pembelajaran dengan pembahasan yang mendalam tentang arduino. c. Bagi dunia pekerjaan, dapat digunakan sebagai sistem yang akan meningkatkan kenyamanan karyawan dalam perusahaan. 3. Bagi penulis a. Untuk mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh selama perkuliahan, serta menambah wawasan mengenai sistem pengendali jarak jauh berbasis arduino dan sensor infra merah. b. Untuk kontribusi penulis dalam dunia pendidikan agar berguna bagi kehidupan sehari-hari dan bisa dikembangkan lagi dikemudian hari. 1.4. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas maka masalah yang akan dikaji pada tugas akhir ini yaitu: 1. Bagaimana menggunakan Arduino dan sensor inframerah sebagai suatu alat untuk melakukan otomatisasi perangkat elektronik di dalam rumah. 2. Bagaimana mengendalikan (On/Off) lampu dari jarak jauh dengan menggunakan remot kontrol.
4 1.5. Metode Tugas Akhir 1.5.1. Studi Literatur Menganalisis sistem dengan melakukan studi literatur, identifikasi masalah, pemahaman kinerja sistem dan analisis kebutuhan dari para peneliti yang telah melakukan hal yang sama sebelumnya. 1.5.2. Pengumpulan Data Metode kepustakaan (Library Research), mengumpulkan data - data yang diperoleh dengan cara mengumpulkan data melalui buku buku dan sumber sumber lain (internet) yang relevan dengan permasalahan yang dihadapi, tentang cara penggunaan arduino maupun infra merah. 1.5.3. Melakukan Perancangan Software Berdasarkan observasi yang telah dilakukan, langkah selanjutnya adalah melakukan perancangan sistem pengendali lampu. Dalam hal ini yang dilakukan adalah membuat simulasi menggunakan software Fritzing. 1.5.4. Melakukan Perancangan Hardware Melalui hasil perancangan dengan menggunakan software Fritzing, penulis membuat implementasi berdasarkan simulasi yang telah dibuat. Meliputi tahapan tahapan untuk perencanaan dan perancangan hardware yang digunakan. 1.5.5. Pengujian Merupakan proses pengujian hasil analisa dan evaluasi dari masalah yang ada pada konfigurasi remote maupun arduino. Pengujian sistem ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan sistem pengendali lampu jarak jauh.
5 1.5.6. Analisis dan Evaluasi Merupakan pengecekan terhadap sesuatu yang mempengaruhi kinerja sistem dan melakukan troubleshooting untuk perbaikan dan penyempurnaan proyek akhir. 1.5.7. Penyusunan Tugas Akhir Merupakan tahap untuk menyusun hasil penelitian secara sistematis berdasarkan aturan yang ada. 1.6. Sistematika Penulisan Berikut adalah sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusuan laporan tugas akhir: 1. BAB 1 PENDAHULUAN Bab ini memuat penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul, batasan masalah, motivasi dan tujuan tugas akhir, sasaran tugas akhir, metode tugas akhir dan sistematika penulisan. 2. BAB 2 LANDASAN TEORI Bab ini memuat informasi-informasi tentang hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya dan teori-teori yang telah ditemukan untuk menjadikan acuan dan dasar penelitian ini. 3. BAB 3 ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM Bab ini memuat mengenai analisa dan perancangan sistem agar dapat membuat simulasi software dan hardware yang dapat menghasilkan sistem pengendalian lampu berbasis arduino dan infra merah.
6 4. BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN Bab ini memuat analisa implementasi dan hasil pengujian serta penelitian sistem yang dilakukan meliputi cara kerja sistem secara keseluruhan dan menganalisis hasil yang didapat dari hasil uji coba sistem. 5. BAB 5 PENUTUP Bab ini menjelaskan hasil akhir dari semua penulisan yang dikerjakan yaitu simpulan dan saran yang berisi masukan masukan untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun di masa yang mendatang.