Lux Meter Digital Berbasis ATmega 328 (Abdul Kadir Jailani 1, Priyambada Cahya Nugraha 2, Torib Hamzah 3 ) ABSTRAK Lux meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada dasarnya manusia juga memerlukan penerangan yang cukup. Setiap ruang kerja memiliki tingkat intensitas cahaya yang berbeda beda. Salah satunya adalah ruang ruang dirumah sakit yang telah ditentukan standart intensitas cahaya ruangan (KEPMENKES 1024/MENKES/SK/X/2004). Lux Meter ini menggunakan sensor DFR0026, modul sensor ini menggunakan CDs photoresistor dan output sensor berupa sinyal analog yang mana output dari sensor ini akan diolah oleh mikrokontroler ATMEGA 328 dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD Nokia 5110. Setelah melakukan proses studi literatur, pembuatan modul, percobaan alat, serta pengujian dan pendataan didapatkan hasil error paling kecil pada jarak 100 cm sebesar 6,8 % dan nilai error paling besar pada jarak 10 cm sebesar 15,5 %, maka secara umum dapat disimpulkan bahwa alat Lux Meter Digital Berbasis ATmega 328 ini dapat digunakan. Kata Kunci: Lux Meter, Lux, ATmega 328, DFR0026, LCD Nokia 5110 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah AIat ukur cahaya (lux meter) adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. Hingga cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital. Setiap ruang kerja memiliki tingkat intensitas cahaya yang berbeda beda. Salah satunya adalah ruang ruang dirumah sakit yang telah ditentukan standart intensitas cahaya pada ruangan (KEPMENKES1024/MENKES/SK/X/20 04).[1] Peralatan ini merupakan salah satu fasilitas alat ukur yang memegang peranan penting dalam menunjang kinerja alat. Alat lux meter ini dirancang menggunakan system berbasis arduino. Pada kenyataannya lux meter yang dibuat oleh Anis Kurniawati (2011) masih menggunakan system mikrokontroller AT89s51 dan meggunakan sensor LDR.[2] Dalam perkembangannya, lux meter yang sudah dibuat oleh Anis Kurniawati (2011) yaitu Humudity & Temperature Meter portable dilengkapi pengukuran intensitas cahaya berbasis 1 mikrokontroller AT89s51 dengan sensor LDR. Pada modul tersebut menggunakan system berbasis mikrokontroller.[3] Dari identifikasi diatas penelitiakan membuat Lux Meter Digital Berbasis ATmega 328.[4] Batasan Masalah 1. Penulis menggunakan 1 modul sensor cahaya yaitu DFR0026. 2. Resolusi 1 lux. 3. Tampilan lux meter dengan menggunakan LCD Nokia 5110. 4. Menggunakan ATmega 328. 5. Jarak pengukuran harus tetap sama. 6. Menggunakan sistem arduino. Rumusan Masalah Dapatkah dibuat Lux Meter Digital Berbasis ATmega 328?. Tujuan Tujuan Umum Dibuatnya Lux Meter Digital Berbasis ATmega 328. Tujuan Khusus 1. Membuat bagian sensor dengan DFR0026. 2. Membuat minsis ATmega 328. 3. Membuat tampilan display LCD. 4. Menguji alat.
Manfaat Manfaat Teoritis Meningkatkan wawasan dan pengetahuan di bidang alat-alat ukur, terutama pengaplikasian, penyempurnaan dan mendesain alat ukur Lux Meter. Manfaat Praktis Dengan adanya alat ini diharapkan dapat memudahkan pengguna dalam melakukan pengukuran tingkat intensitas cahaya pada suatu ruangan secara efektif. Diagram Alir METODOLOGI Diagram Blok Gambar 1 Diagram Blok Tegangan power supply mensupply tegangan pada keseluruhan rangkaian. Hasil pengukuran ditampilkan dengan display LCD nokia 5110. Mikrokontroller akan menerima data dari sensor yang sinyalnya berupa sinyal analog kemudian sinyal ini diperoses oleh mikro yaitu ATmega 328 dengan resolusi adc 10 bit dan hasil dari pengolahan data tersebut dapat ditampilkan pada LCD, hold pada alat berupa push button yang berfungsi untuk menghentikan tampilan pada alat saat dilakukannya pengukuran, dengan adanya delay 5 detik pada program akan mempengaruhi pada LCD alat sehingga tampilan akan berhenti sesuai delay yang digunakan pada program, setelah delay 5 detik terpenuhi maka alat akan kembali pada posisi awal. Gambar 2 Diagram Alir Ketika tombol ON/OFF ditekan, pertama kali mikro akan memanggil begin, kemudian tampilan awal pada LCD akan muncul berupa tampilan data yang masih acak sesuai dengan cahaya yang ada disekitar sensor, setelah alat bekerja dapat dilakukan pengukuran sesuai dengan jarak yang ditentukan dan pada saat tombol hold ditekan maka tampilan akan berhenti selama 5 detik, setelah tombol hold dilepas dengan jangka waktu delay 5 detik maka tampilan pada LCD akan kembali ke awal. 2
Diagram Mekanis 3) Pengukuran Pada Jarak 50 cm Gambar 6 Pengukuran Output Sensor Pada Oscilloscope 50 cm 4) Pengukuran Pada Jarak 25 cm Gambar 3 Diagram Mekanis HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS Hasil Pengukuran Test Point Untuk mempermudah pengukuran dan pengujian alat maka penulis membuat test point berupa pengukurann output dari power supply dan output dari sensor yang terhubung ke port A0 pada ATmega 328. 1) Pengukuran Lux Pada Jarak 100 cm Gambar 7 Pengukuran Output Sensor Pada Oscilloscope 25 cm 5) Pengukuran Pada Jarak 10 cm Gambar 4 Pengukuran Output Sensor Pada Oscilloscope 100 cm 2) Pengukuran Lux Pada Jarak 75 cm Gambar 8 Pengukuran Output Sensor Pada Oscilloscope 10 cm 6) Pengukuran Pada Jarak 5 cm Gambar 5 Pengukuran Output Sensor Pada Oscilloscope 75 cm Gambar 9 Pengukuran Output Sensor Pada Oscilloscope 5 cm 3
Pengukuran Pada Jarak 5 cm - 100 cm Tabel 1 Pengukuran Pada Jarak 5 cm 100 cm Jarak(cm) Vout(Vdc) Pengukuran(Lux) 5 cm 3,6 28781 10 cm 2,8 17987 25 cm 1,6 6112 50 cm 0,8 1908 75 cm 0,56 953 100 cm 0,4 625 Pada Tabel 1 dilakukan pengambilan data dengan membandingkan alat dengan alat pembandingnya terhadap suatu sumber cahaya (lampu halogen) dengan jarak 5 cm, 10 cm, 25 cm, 50 cm, 75 cm dan 100 cm dapat diketahui bahwa semakin dekat alat dengan sumber cahaya maka hasil pengukuran alat terhadap alat standar memiliki selisih nilai lux, error dan tegangan output semakin dari sensor alat semakin besar Hasil Pengukuruan Terhadap Alat Pembanding Pengukuran Pada Jarak 5 cm 200 cm Spesifikasi Alat Pembanding : Tampilan : 3-1/2 digit LCD with a maximum reading of 1999 Rentang Pengukuran : 2000/ 20000/ 200000 Lux Respon spektral : CIE Photopic. (CIE human eye response curve) Pengulangan : ±2% Akurasi : ±4% Karakteristik Suhu : ±0.1%/degrees Celsius Tingkat Mengukur : approx. 2.0 time/sec Detektor Photo: One silicon photo diode with filter Supply : 2 * AAA batteries Tabel 2 Data Pengukuran Kalibrasi Terhadap Lux Meter Pada Jarak 5 cm 200 cm Pada Tabel 2 dilakukan pengambilan data dengan membandingkan alat dengan alat standarnya dari jarak 5 cm sampai 200 cm dengan kelipatan 5 cm pada setiap pengukurannya, hal ini bertujuan untuk mengetahui seberapa jarak minimal dan jarak maksimal alat dapat mengukur nilai lux suatu sumber cahaya. Pada saat pengambilan data diperoleh jarak minimal alat dapat mengukur yaitu pada jarak 5 cm dan jarak maksimal yang diperoleh yaitu 200 cm. Gambar 10 Pengukuran Alat dengan Alat Pembanding 4
Tabel 3 Hasil Analisis Pengukuran Pada Jarak 5 cm 200 cm Pada Tabel 3 di dapatkan nilai perbandingan pengukuran alat dengan alat standarnya dengan jarak 5 cm sampai 200 cm di peroleh nilai error paling kecil yaitu pada jarak 35 cm dan 40 cm sebesar 0,2 % dan nilai error paling besar pada jarak 120 cm sebesar 19,4 % hal ini dapat disebabkan adanya pengaruh cahaya luar terhadap pembacaan sensor. PEMBAHASAN Kinerja Sistem Keseluruhan Gambar 11 Rangkaian Keseluruhan Gambar 12 Pengukuran Alat Power supply menggunakan baterai dengan daya ±5Vdc memberi input tegangan ke seluruh rangkaian mikrokontroller, LCD, push button dan sensor. Pada rangkaian mikrokontroller ini, penulis menggunakan program arduino untuk mengolah data dari sensor untuk ditampilkan pada LCD nokia 5110 setelah melalui konversi analog ke digital. Adapun port yang digunakan yaitu PB0 sebagai input digital pada push button dan port PC5 untuk input analog pada rangkaian yang terhubung dengan output sensor. Setelah dilakukan pengukuran dengan alat standar dan analisa data diperoleh hasil untuk jarak 5 cm-100 cm di dapatkan nilai error paling besar pada jarak 10 cm dengan nilai error 15,5% dan nilai error paling kecil pada jarak 100 cm dengan nilai error 6,8%, sedangkan untuk jarak 5 cm 200 cm di dapatkan nilai error paling besar pada jarak 120 cm dengan nilai error 19,4% dan nilai error paling kecil di dapatkan pada jarak 35 cm dengan nilai error 0,2%. Adapun kelemahan alat ini yaitu: a. Pembacaan alat tidak selalu sama dengan alat standarnya b. Hanya dapat membaca pada resolusi 1 lux c. Pengambilan data hanya menggunakan lampu halogen. PENUTUP Kesimpulan Setelah dilakukan pengukuran dan analisa data dapat disimpulkan bahwa: 1. IC ATmega 328 ini dapat digunakan dalam pembuatan modul lux meter dan dapat diprogram sesuai dengan sistem kerja modul yang direncanakan 5
2. Alat ini menggunakan sensor cahaya DFR0026 yang dapat mengukur intensitas cahaya pada jarak 5 cm sampai 200 cm berdasarkan pada hasil uji coba alat 3. Dalam menampilkan hasil pengukuran alat ini menggunakan LCD Nokia 5110 yang bekerja dengan baik setelah dilakukan uji coba program untuk menghasilkan tampilan lux 4. Tombol hold pada alat dapat bekerja sesuai delay yang digunakan dalam program 5. Pengukuran alat terhadap alat standar untuk mengukur suatu sumber cahaya yang berupa lampu halogen dengan jarak pengukuran dari 5 cm sampai 200 cm dengan pengambilan data setiap kelipatan 5 cm dapat diperoleh nilai error paling kecil pada jarak 35 cm dengan nilai persentase error 0,2 % dan nilai error paling besar diperoleh pada jarak 120 cm dengan persentase error 19,4 % 6. Untuk pengukuraan pada jarak 5 cm 100 cm diperoleh persentase error paling kecil pada jarak 100 cm dengan nilai 6,8% dan nilai error paling besar pada jarak 10 cm dengan nilai error 15,5%. Tingkat error yang berbedabeda ini dapat disebabkan oleh adanya pengaruh cahaya luar terhadap pembacaan sensor. Secara umum dapat disimpulkan bahwa alat Lux Meter ini dapat digunakan sebagai alat ukur intensitas cahaya. Saran Pengembangan penelitian ini dapat dilakukan pada: 1. Meminimalkan persentase nilai error pada alat. 2. Menambahkan program untuk pemilihan range pengukuran. 3. Menambahkan fungsi EEFROM di Bagian Pengepakan PT. Ikapharmindo Putramas Jakarta Timur.Skripsi :Universitas Sebelas Maret (11 [2]KeputusanMenteriKesehatanRepublik Indonesia No. 1405/MENKES/ SK/XI/2002 Tentang Persyaratan Kesehatan Lingkungan Kerja Perkantoran dan Industri (20 [3]KeputusanMentriKesehatanRepublik Indonesia, (2004). Persyaratan kesehatan lingkungan rumah sakit.nomer 1204/MENKES/SK /X/2004.MentriKesehatanRepublik Indonesia (20 [4]MenteriKesehatanRepublik Indonesia, 1998.KeputusanMenteriKesehatan No.261/MENKES/SK/II/1998 Tentang : Persyaratan Kesehatan Lingkungan Kerja. [5]--,--,Anonim.2012.Luxmeter http://unknownelektromania.blogsp ot.com/2012/12/luxmeter.html(11 [6]--,--,Anonim.2012.Alat ukur Luxmeter http://semutitemproduction.blogspot.com/2012/03luxmeter.html (11 [7]--,--, http://dewispratiwi.blogspot.com/ 2014/05/paper-luxmeter_20.html(11 [8]--,--, http://learn.adafruit.com/downloa dspdf/nokia-5110-3310 monochrome -lcd.pdf(11 November 2014) [9]--,--, http://www.dessy.ru/include/imag es/ware/pdf/a/analog_ambient_light _sensor.pdf(11 [10]--,--, http://www.instructables.com/id/ How-to-Use-Nokia-5110-LCD- With-Arduino/(6 Juni 2017) [11]--,--,http://ym try.blogspot.com /2014/02/atmega328.html (11 DAFTAR PUSTAKA [1]Firmansyah, F., 2010. Pengaruh Intensitas Penerangan Terhadap Kelelahan Mata Pada TenagaKerja 6