PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN MENGGUNAKAN …

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN

MENGGUNAKAN SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO

UNO DENGAN TAMPILAN SMS

LAPORAN PROJEK AKHIR II

EKO KESUMO WARDOYO

172411031

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2020

Universitas Sumatera Utara




LAPORAN PROJEK AKHIR II

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh

Ahli Madya

EKO KESUMO WARDOYO

172411031

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2020



PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN MENGGUNAKAN

SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN

SMS

PROJEK AKHIR II

Saya menyatakan bahwa laporan projek akhir II ini adalah hasil kerja saya sendiri,

kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebutkan sumbernya.

Medan, 3 Agustus 2020

EKO KESUMO WARDOYO

NIM 172411031

ii





ABSTRAK

Telah dilakukan perancangan alat pendeteksi gerakan menggunakan sensor passive

infrared berbasis arduino uno. Sistem ini dapat mendeteksi adanya gerakan secara

otomatis. Apabila terjadinya suatu gerakan maka sistem akan mengirim pesan kepada

pemilik. Jarak maksimal alat ini sejauh 6 Meter. Sistem ini terdiri atas perangkat

keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri atas sensor deteksi gerak manusia.

Perangkat lunak terdiri atas program menggunakan bahasa C yang

diimplementasikan pada arduino. Untuk menyambungkan ke kartu pencet tombol

kecil yang disamping sensor infrared. Jadi apabila adanya suatu gerakan, maka akan

terkirim pesan. Alat ini telah terealisasi dan dapat mendeteksi adanya gerakan

apabila salah satu sensor deteksi gerak manusia yang tepasang pada setiap pintu

terpicu.

Kata Kunci : Sensor IR, Pesan, Arduino

iii


DESIGNING SECURITY MOTION DETECTOR USING INFRARED SENSOR

BASED ON ARDUINO UNO WITH SMS DISPLAY

ABSTRACT

A motion detection device has been designed using arduino uno-based passive

infrared sensors. This system can detect any movement automatically. If a movement

occurs, the system will send a message to the owner. The maximum distance of this

tool as far as 6 meters. This system consists of hardware and software. The hardware

consists of human motion detection sensors. The software consists of programs using

C language which are implemented in Arduino. To connect to the push button, a

small button is next to the infrared sensor. So if there is a movement, then a message

will be sent. This tool has been realized and can detect any movement if one of the

human motion detection sensors mounted on each door is triggered.

Keywords: IR Sensor, Message, Arduino

iv


PENGHARGAAN

Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu

wata‟ala Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, dengan limpahan rahmat dan

karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir ini.

Sholawat dan salam juga penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Muhammad

Shallallahu Alaihi Wasallam, semoga kita semua memperoleh syafaat di Yaumil

Akhir kelak.

Laporan Projek Akhir ini berjudul Rancang Bangun Sistem Keamanan

Rumah Menggunakan Sensor Passive Infrared Berbasis Arduino Uno Dengan Alarm

Buzzer Sebagai Peringatan.

Dalam penyusunan Projek Akhir ini penulis tidak dapat lepas dari dukungan

berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis ingin memberikan rasa

hormat dan mengucapkan terima kasih kepada,:

1. Tuhan Yang Maha Esa Telah memberikan saya Kesempatan untuk menyelesaikan

studi saya di Universitas Sumatera Utara

2. Kedua Orang Tua yang selalu mendoakan dan memberi dukungan moril maupun

materil.

3. Prof. Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam.

4. Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan

Instrumentasi.

5. Dr. Kerista Tarigan, Drs., M.Eng.Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah

memberikan ilmu pengetahuan kepada Penulis.

6. Seluruh sahabat dan teman-teman yang senantiasa memberikan semangat kepada

Penulis.

Akhirnya diharapkan semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pembaca

khususnya dan perkembangan dunia teknologi.

v


DAFTAR ISI

Halaman

PENGESAHAN TUGAS AKHIR i

PERNYATAAN ii

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR LAMPIRAN viii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang 1

1.3 RumusanMasalah 2

1.4 Tujuan Penulisan 2

1.4 BatasanMasalah 2

1.5 Sistematika Penulisan 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sensor PIR 4

2.1.1 Cara kerja pembacaan sensor PIR 5

2.1.2 Jarak Pancar Sensor PIR 5

2.1.3 Bentuk Sensor Gerak PIR (Passive Infra Red) 5

2.2 Potensiometer 6

2.2.1 Prinsip kerja potensiometer 6

2.2.2 Jenis-jenis potensiometer 7

2.3 Liquid Crystal Display (LCD) 9

2.3.1 Material LCD (Liquid Cristal Display) 9

2.3.2 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display) 10

2.4 Arduino 11

2.4.1 Pengertian arduino 11

2.4.2 Fungsi arduino 12

2.5 Modul GSM 12

2.5.1 Pengertian GSM 13

2.6 Power Supply adaptor 14

2.6.1 Macam-macam Catu daya 15

2.7 Regulator 16

2.7.1 Prinsip kerja regulator 17

2.8 LED (Light Emiting Dioda) 19

2.8.1 Proses Pembangkitan Cahaya pada LED 21

2.8.1 LED sebagai sumber cahaya 22 2.9 Baterai 9V 24

2.9.1 Jenis-Jenis Baterai 24

vi


BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Rangkaian 26

3.2 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display) 27

3.3 Perancangan pada Software Proteus 28

3.3.1 Rangkaian pada ISIS 28

3.3.2 Rangkaian pada ARES 28

3.4 Perancangan Perangkat Lunak 29

3.5 Diagram Alir (Flowchart) 30

BAB 4 UJI COBA DAN ANALISA DATA

4.1 Pengujian Sensor PIR 31

4.2 Pengujian LCD 32

4.3 Pengujian Power Supply 35

4.4 Pengujian Arduino 35

4.5 Pengujian GSM 900 36

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 38

5.2 Saran 38

DAFTAR PUSTAKA 39

vii


DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

4.1 Data Percobaan 32

4.2 Pengujian Vin dan Vout 35

viii


DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar

2.1 Sensor PIR 6

2.2 Potensiometer 9

2.3 LCD (Liquid Cristal Display) 11

2.4 Arduino 12

2.5 SIM900a 14

2.6 Power Supply Adaptor 16

2.7 Regulator 19

2.8 LED (Light Emiting Dioda) 24

2.9 Baterai 25

3.1 Diagram Blok Sistem 26

3.2 Rangkaian LCD 27

3.3 Rangkaian pada ISIS 7 Professional 28

3.4 Rangkaian pada ARES 28

3.5 Program arduino 1.6.6 untuk Void Setup 29

3.6 Program arduino 1.6.6 untuk Void Loop 29

3.7 Flowchart Cara Kerja Sistem 30

4.1 Sensor PIR mendeteksi adanya gerakan manusia 31

4.2 Sensor PIR tidak mendeteksi adanya gerakan manusia 32

4.3 Tampilan LCD 34

4.4 Pengujian arduino 36

4.5 Pengujian GSM 37

ix


DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lamp

1. Program LCD 33

2. Program Arduino 35

3. Program GSM 900 36

x


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi kebutuhan informasi

yang cepat sangat dibutuhkan dalam berbagai sektor kehidupan, sehingga menunjang

kinerja sektor-sektor tersebut, salah satunya adalah aspek keamanan. Aspek

keamanan sangat dibutuhkan dalam berbagai sektor kehidupan saat ini, faktor privasi

juga turut mempengaruhi akan pentingnya suatu sistem keamanan. Banyak sarana

yang dirancang secara otomatis untuk membantu kegiatan manusia dalam mengatur

keamanan lingkungan ataupun ruangan yang memerlukan tingkat pengamanan yang

lebih ketat. Terutama pada rumah bila ingin terhindar dari kriminalitas seperti

pencurian, perampokan, dan tindak kriminalitas lainnya, serta musibah lain seperti

kebakaran. Kemajuan teknologi elektronika turut membantu dalam pengembangan

sistem keamanan yang handal. Salah satunya aplikasi sistem keamanan untuk

pengamanan gedung.

Penelitian ini mengambil topik tentang perancangan alat pengaman gedung

penyimpanan barang menggunakan sensor passive infrared berbasis arduino uno

dengan laporan berupa sms. Pada alat ini dilengkapi sensor passive infrared yang

berfungsi sebagai pendeteksi adanya pencaran sinyal inframerah yang dikeluarkan

oleh tubuh manusia, kemudian akan diproses oleh mikrokontroller arduino. Pada alat

ini juga menggunakan led sebagai indikator, buzzer sebagai alarm peringatan, lcd

sebagai penampil teks notifikasi keadaan, dan modul gsm yang menjadi media

pemberitahuan berupa sms ke android. Cara kerja sistem ini bekerja dengan sensor

passive infrared akan mendeteksi adanya keberadaan orang atau tidak pada ruangan

yang diberi alat pengaman untuk memerintahkan agar alarm berbunyi serta

memberikan teks notifikasi pada lcd dan juga mengirimkan laporan berupa sms ke

android bahwa adanya pergerakan pada ruangan.

1


1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, penulis tertarik untuk mengangkat

permasalahan tersebut ke dalam bentuk Projek Akhir 2 dengan judul

“PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN MENGGUNAKAN

SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN SMS”

Pada alat ukur ini akan digunakan sebuah arduino, sensor passive infrared

serta komponen elektronika lainnya.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dilakukan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Merancang alat pendeteksi gerakan menggunakan sensor infrared berbasis

arduino uno dengan tampilan sms.

2. Mengetahui jarak jangkauan objek terhadap sensor.

1.4 Batasan Masalah

Penulis membuat alat pendeteksi gerakan dengan jarak sebagai berikut:

1. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino.

2. Jarak tempuh 6 meter.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah penulisan projek akhir 2 ini, penulis membuat suatu

sistematika penulisan yang terdiri dari:

BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini akan membahas latar belakang, rumusan masalah, tujuan

penulisan, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini akanmenjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk

pembahasan.

BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara

keseluruhan.

2


BAB 4 UJI COBA DAN ANALISA DATA

Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan

spesifikasi alat dan lain-lain.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Sebagai babterakhir penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari

uraian bab-bab sebelumnya, dan penulis akan berusaha memberikan saran

yang mungkin bermanfaat.

3


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sensor PIR

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk

mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif,

artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya

menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan

berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah

gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu

(misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang

berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra

merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka

akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor. yang juga berfungsi untuk

pendeteksi gerakan yang bekerja dengan cara mendeteksi adanya

perbedaan/perubahan suhu sekarang dan sebelumnya. Sensor gerak

menggunakan modul pir sangat simpel dan mudah diaplikasikan karena

Modul PIR hanya membutuhkan tegangan input DC 5V cukup efektif untuk

mendeteksi gerakan hingga jarak 5 meter. Ketika tidak mendeteksi gerakan,

keluaran modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan, maka

keluaran akan berubah menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5

detik. Sensitifitas Modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada

jarak 5 meter memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak

dengan keberhasilan lebih besar.

Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung

karakteristik sensor Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan

pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan

sebagai human detector.

Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

- Lensa Fresnel

4


- Penyaring Infra Merah

- Sensor Pyroelektrik

- Penguat Amplifier

- Komparator

2.1.1 Cara kerja pembacaan 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. Sensor pyroelektrik

terbuat dari bahan galium nitrida (GaN), cesium nitrat (CsNo3) dan litium

tantalate (LiTaO3). 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).

2.1.2 Jarak pancar sensor PIR

Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung

karakteristik sensor Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan

pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan

sebagai human detector.

5


2.1.3 Bentuk Sensor Gerak PIR (Passive Infra Red)

Dengan output yang hanya memberikan 2 logika High dan Low ini

kita dapat membuataplikasi sensor gerak yang berfariatif. Misal kita ingin

langsung aplikasikan pada alarm, kita tinggal membuat rangkaian driver

untuk mengaktifkan alarm tersebut. Atau misal ingin digunakan untuk

mengaktifkan lampu, maka tinggal di buat driver untuk memberikan sumber

tegangan ke lampu. Modul sensor gerak PIR memiliki output yang langsung

bbisa di hubungkan dengan komponen digital TTL atau CMOS dan juga

dapat lansung dihubungkan ke mikrokontroler. Efektifitas pendeteksian

gerakan menggunakan sensor gerak ini dipengaruhi oleh faktor penempatan

sensor gerak PIR tersebut. Posisi sensor gerak harus diletakan pada lokasi

yang dapat membaca semua gerakan yang ada dalam ruangan atau daerah

yang dimonitor oleh sensor gerak PIR.

Gambar 2.1 Sensor PIR

2.2 Potensiometer

Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan

atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak

sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel

kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek.

Nama "potensiometer" adalah kombinasi dari kata-kata Potensi Perbedaan

dan Pengukuran, yang berasal dari masa awal pengembangan elektronik.

Saat ini, potensiometer jauh lebih kecil dan jauh lebih akurat daripada

resistansi variabel besar dan seperti kebanyakan komponen elektronik, ada

6


https://id.wikipedia.org/wiki/Potensiometer

banyak jenis dan nama mulai dari resistor variabel, preset, trimmer, rheostat, dan

tentu saja variabel potensiometer.

2.2.1 Prinsip Kerja Potensiometer

Potensio bekerja seperti resistor dengan semakin besar tahanan maka output

(volt) semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil tahanan (ohm) maka output

(volt) semakin besar.

Ketika digunakan sebagai potensiometer, koneksi dibuat untuk kedua

ujungnya serta penghapus, seperti yang ditunjukkan. Posisi penghapus kemudian

memberikan sinyal output yang sesuai (pin 2) yang akan bervariasi antara level

tegangan yang diterapkan ke satu ujung trek resistif (pin 1) dan yang di sisi lain

(pin 3).

2.2.2 Jenis-jenis Potensiometer

Potensio meter memiliki 3 jenis yang berbeda dan memiliki fungsi yang

berbeda tetapi memiliki prinsip kerja yang sama, yaitu :

1. Potensiometer Putar

Potensiometer putar (tipe paling umum) memvariasikan nilai

resistifnya sebagai hasil dari pergerakan sudut. Memutar kenop atau dial yang

terpasang pada poros menyebabkan penyeka internal menyapu elemen resistif

melengkung.

Penggunaan potensiometer putar yang paling umum adalah pot

kontrol volume.

Potensiometer multi-putaran memungkinkan untuk rotasi poros lebih

dari 360 derajat perjalanan mekanis dari satu ujung trek resistif ke yang lain.

Pot multi-putaran lebih mahal, tetapi sangat stabil dengan presisi tinggi yang

digunakan terutama untuk pemangkasan dan penyesuaian presisi.

Dua potensiometer multi-putaran paling umum adalah 3-turn (1080 o

) dan 10-turn (3600 o ), tetapi pot 5-turn, 20-turn, dan 25-turn yang lebih

tinggi tersedia dalam berbagai nilai ohmik.

2. Potensiometer slider

Potensiometer penggeser, atau pot geser, dirancang untuk mengubah

nilai resistansi kontaknya dengan gerakan linier dan dengan demikian

7


https://www.plcdroid.com/2019/03/cara-menghitung-satuan-Daya-volt-ampere-dan-Watt.html

terdapat hubungan linier antara posisi kontak penggeser dan resistansi

keluaran.

Potensiometer slide terutama digunakan dalam berbagai peralatan

audio profesional seperti mixer studio, fader, equalizer grafis, dan konsol

kontrol nada audio yang memungkinkan pengguna untuk melihat dari posisi

kenop kotak plastik atau pegangan jari pengaturan aktual slide.

Salah satu kelemahan utama dari potensiometer slider adalah bahwa

mereka memiliki slot terbuka yang panjang untuk memungkinkan roda

penghapus bergerak bebas dan naik turun di sepanjang trek resistif. Slot

terbuka ini membuat trek resistif di dalam rentan terhadap kontaminasi dari

debu dan kotoran, atau oleh keringat dan minyak dari tangan pengguna.

Penutup dan layar slotted felt dapat digunakan untuk meminimalkan efek

kontaminasi trek resistif.

3. Potensiometer Preset dan Trimmer

Potensiometer preset atau trimmer adalah potensiometer tipe "set-and-

forget" kecil yang memungkinkan penyesuaian yang sangat halus atau

sesekali mudah dilakukan ke sirkuit, (misalnya untuk kalibrasi).

Potensiometer preset putar satu putaran adalah versi mini dari resistor

variabel standar yang dirancang untuk dipasang langsung pada papan sirkuit

tercetak dan disesuaikan dengan menggunakan obeng berbilah kecil atau alat

plastik serupa.

Secara umum, pot preset jalur karbon linier ini memiliki desain

kerangka terbuka atau bentuk persegi tertutup yang setelah rangkaian

disesuaikan dan pengaturan pabrik, kemudian dibiarkan pada pengaturan ini,

hanya disesuaikan lagi jika beberapa perubahan terjadi pada pengaturan

rangkaian.

Karena konstruksi terbuka, kerangka prasetel rentan terhadap

degradasi mekanis dan listrik yang memengaruhi kinerja dan akurasi

sehingga karenanya tidak cocok untuk penggunaan terus-menerus, dan

karenanya, panci prasetel hanya diberi peringkat mekanis untuk beberapa

ratus operasi. Namun, biaya rendah, ukuran kecil dan kesederhanaannya

membuatnya populer dalam aplikasi rangkaian non-kritis.

8


https://www.plcdroid.com/

Preset dapat disetel dari nilai minimum ke maksimum dalam satu

putaran, tetapi untuk beberapa sirkuit atau peralatan, kisaran penyesuaian

yang kecil ini mungkin terlalu kasar untuk memungkinkan penyesuaian yang

sangat sensitif. Namun, resistor variabel multi-putaran, beroperasi dengan

menggerakkan lengan penghapus menggunakan obeng kecil beberapa

putaran, mulai dari 3 putaran hingga 20 putaran memungkinkan penyesuaian

yang sangat baik.

Potensiometer trimmer atau "pot trim" adalah perangkat multi-putaran

persegi panjang dengan trek linier yang dirancang untuk dipasang dan

disolder langsung ke papan sirkuit baik melalui lubang atau sebagai

permukaan-mount. Ini memberikan pemangkas baik sambungan listrik

maupun pemasangan mekanis dan membungkus track di dalam wadah plastik

untuk menghindari masalah debu dan kotoran selama penggunaan yang

terkait dengan preset kerangka.

Gambar 2.2 Potensiometer

2.3 LCD (Liquid Cristal Display)

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi

sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid

Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan

teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi

memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau

mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi

sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

9


https://www.plcdroid.com/2019/03/potensiometer.html

2.3.1 Material LCD (Liquid Cristal Display)

LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan

elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan

lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan

listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri

dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya

vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan

lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-

molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat

menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.

2.3.2 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display)

Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang

berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).

Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan

memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD

adalah:

- DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori

tempat karakter yang akan ditampilkan berada.

- CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan

memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari

karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

- CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori

untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut

merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh

pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga

pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak

dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah :

- Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari

mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses

penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display)

dapat dibaca pada saat pembacaan data.

10


- Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari

atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data

tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya. Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal

Display) diantaranya adalah :

- Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin

ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat

dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler

dengan lebar data 8 bit. - Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang

menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika

low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high

menunjukan data. - Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low

tulis data, sedangkan high baca data. - Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. - Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin

ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan

dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5

Volt.

Gambar 2.3 LCD (Liquid Cristal Display)

2.4 Arduino

Arduino saat ini sedang boming dikalangan para robotic dan sekarang sudah

banyak sekali yang sudah mengenal kata arduino ini mulai dari kalangan SMP

sampai dewasa untuk membuat sebuah proyek automasi di industri atau pabrik.

11


Untuk kalangan para mahasiswa juga sudah saat populer untuk mengerjakan

scripsi maupun tugas kuliah, jadi mari belajar bersama untuk mengerti apa itu

arduino dan fungsinya.

2.4.1 Pengertian arduino

Arduino merupakan pengendali mikro single-board yang bersifat open-

source, diturunkan berasal Wiring platform, dibuat buat memudahkan

penggunaan elektronika pada berbagai bidang. Hardwarenya mempunyai

prosesor Atmel AVR serta softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri.

Arduino UNO merupakan sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada

ATmega328.

2.4.2 Fungsi arduino

Untuk fungsi arduino sendiri sangat banyak tetapi akan saya ambil poin -

poinya saja agar mudah dipahami dan dipelajari, untuk poin - poin fungsi arduino

sebagai berikut :

- Sebagai mengontrol sebuah mesin

- Untuk proses input dan output sebuah digital

- Seperti Halnya PLC tetapi versi murah

Gambar 2.4 Arduino uno

2.5 Modul GSM

GSM merupakan singkatan dari Global System for Mobile Communications.

Jaringan GSM bisa diartikan sebagai sebuah teknologi komunikasi seluler yang

12


bersifat digital. Teknologi GSM banyak diterapkan pada komunikasi bergerak,

khususnya telepon genggam.

Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang

dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai

ke tujuan. GSM pun kemudian dijadikan sistem standar yang digunakan oleh

sebagian besar jaringan telepon di seluruh dunia. Sistem yang menggunakan

jaringan seluler berbasis di sekitar stasiun siaran atau teknologi satelit yang

terhubung ke sinyal dari orbit bisa menjadi bagian dari jaringan sistem. Telepon

yang menggunakan jaringan jenis ini akan disertai dengan Subscriber Identity

Module (SIM) card, sedangkan pada CDMA (Code Division Multiple Access)

tidak.

2.5.1 Pengertian GSM

Jaringan GSM memiliki fungsi utama yang salah satunya untuk memberikan

fasilitas akses yang lebih mudah pada platform seluler dan satelit di seluruh jalur

internasional menggunakan teknologi digital, baik melalui suara ataupun saluran

data dalam sistem. Saluran ini beroperasi pada jaringan generasi kedua (2G), tapi

sudah banyak yang menggunakan jaringan generasi ketiga (3G) atau yang lebih

tinggi untuk menawarkan layanan yang memuaskan kepada pengguna. Dengan

teknologi ini, pengguna pun bisa melakukan pertukaran informasi data

berkecepatan tinggi melalui satelit dan menara seluler di seluruh jaringan dan

perusahaan. Contohnya adalah seorang yang berada di Jakarta bisa mengirim

pesan teks ke seorang yang berada di New York melalui sistem Indonesia

kemudian ke jaringan di antara negara, hingga akhirnya tiba di perangkat mobile

penerima di Amerika Serikat.

Jaringan GSM secara khusus telah berperan penting dalam membangun akses

di seluruh dunia untuk layanan telepon darurat dengan menggunakan angka satu-

satu dua (112) yang mengarahkan lalu lintas telepon global untuk responden

darurat di dekat pengguna. Jaringan ini juga berperan dalam membangun

teknologi pesan teks selama tahun 1990-an.

Jaringan GSM bisa beroperasi pada frekuensi yang berbeda, tergantung

pada sistem yang digunakan, yaitu 2G atau 3G. Setiap frekuensi kemudian dibagi

13


lagi menjadi saluran yang berbeda yang memungkinkan untuk melakukan

pengiriman singkat informasi digital melalui koneksi GSM. Sebagai contoh,

jaringan di Amerika Utara beroperasi pada frekuensi yang berbeda dari jaringan

di Asia atau Eropa. Perbedaan ini sebagian besar berhubungan dengan volume

penggunaan ponsel di bagian-bagian tertentu di dunia.

Telepon seluler pada jaringan GSM biasanya disertai dengan penggunaan

kartu SIM untuk menyimpan data tentang telepon dan pengguna. Hal ini

memungkinkan informasi untuk bisa dengan mudah ditransfer ke perangkat yang

berbeda. Beberapa penyedia GSM sudah menggunakan fitur penguncian SIM

untuk menjaga di jaringan tertentu selama periode kontrak waktu. Setelah

kontrak tersebut selesai, maka kartu tersebut bisa digunakan untuk telepon baru

atau pada jaringan yang berbeda. Sedangkan teknologi CDMA tidak

menggunakan kartu SIM. Dengan demikian, data yang tersimpan dalam ponsel

harus ditransfer secara manual atau melalui sambungan data.

Gambar 2.5 Sim Card 900 a

2.6 Power Supply Adaptor

Catu Daya atau sering disebut dengan Power Supply adalah sebuah piranti

yang berguna sebagai sumber listrik untuk piranti lain. Pada dasarnya Catu Daya

bukanlah sebuah alat yang menghasilkan energi listrik saja, namun ada beberapa

Catu Daya yang menghasilkan energi mekanik, dan energi yang lain. Daya untuk

menjalankan peralatan elektronik dapat diperoleh dari berbagai

14


sumber. Baterai dapat menghasilkan suatu ggl dc dengan reaksi kimia. Foton dari

panas atau cahaya yang berasal dari matahari dapat diubah menjadi energi listrik

dc oleh sel-foto (photocell). Sel bahan bakar menggabungkan gas hidrogen dan

oksigen dalam suatu elektrolit untuk menghasilkan ggl dc.

Sebuah mesin bahan bakar fosil atau air terjun dapat memutar generator dc

atau generator ac. Power supply atau catu daya adalah sebuah peralatan penyedia

tegangan atau sumber daya untuk peralatan elektronika dengan prinsip mengubah

tegangan listrik yang tersedia dari jaringan distribusi transmisi listrik ke level

yang diinginkan sehingga berimplikasi pada pengubahan daya listrik.

2.6.1 Macam-macam Catu daya

Secara garis besar, Power Supply elektrik dibagi menjadi dua macam, yaitu

Power Supply Linier dan Switching Power Supply.

1. Power Supply Linier

Merupakan jenis power supply yang umum digunakan. Cara kerja

dari power supply ini adalah mengubah tegangan AC menjadi tegangan

AC lain yang lebih kecil dengan bantuan Transformator. Tegangan ini

kemudian disearahkan dengan menggunakan rangkaian penyearah

tegangan, dan dibagian akhir ditambahkan kapasitor sebagai pembantu

menyearahkan tegangan sehingga tegangan DC yang dihasilkan oleh

power supply jenis ini tidak terlalu bergelombang.

Selain menggunakan dioda sebagai penyearah, rangkaian lain dari

jenis ini menggunakan regulator tegangan sehingga tegangan yang

dihasilkan lebih baik daripada rangkaian yang menggunakan dioda.

Power Supply jenis ini dapat menghasilkan tegangan DC yang bervariasi

antara 0 – 30 Volt dengan arus antara 0 – 5 Ampere

2. Switching Power Supply

Power Supply jenis ini menggunakan metode yang berbeda

dengan power supply linier. Pada jenis ini, tegangan AC yang masuk ke

dalam rangkaian langsung disearahkan oleh rangkaian penyearah tanpa

menggunakan bantuan transformer. Cara menyearahkan tegangan tersebut

adalah dengan menggunakan frekuensi tinggi antara 10KHz hingga

15


https://rohmattullah.student.telkomuniversity.ac.id/baterai/

1MHz, dimana frekuensi ini jauh lebih tinggi daripada frekuensi AC yang

sekitar 50Hz. Pada switching power supply biasanya diberikan rangkaian

feedback agar tegangan dan arus yang keluar dari rangkaian ini dapat

dikontrol dengan baik.

Keuntungan utama dari metode ini adalah efisiensi yang lebih

besar karena switching transistor daya sedikit berkurang ketika berada di

luar daerah aktif yaitu, ketika transistor berfungsi seperti tombol dan juga

memiliki diabaikan jatuh tegangan atau arus yang dapat diabaikan

melaluinya. Keuntungan lain termasuk ukuran yang lebih kecil dan bobot

yang lebih ringan dari pengurangan transformator frekuensi rendah yang

memiliki berat yang tinggi dan panas yang dihasilkan lebih rendah karena

efisiensi yang lebih tinggi. Kerugian meliputi kompleksitas yang lebih

besar, generasi amplitudo tinggi, energi frekuensi tinggi yang low-pass

filter harus blok untuk menghindari gangguan elektromagnetik (EMI).

Gambar 2.6 Catu Daya

2.7 Regulator

Sistem pengisian merupakan sebuah rangkaian elektromekanika yang

berfungsi untuk menyuplai kebutuhan arus listrik ke seluruh komponen

kendaraan.

Komponen utama dari sistem pengisian ini adalah altenator dan

regulator, altenator berfungsi sebagai pengubah energi mekanis ke energi

listrik sementara regulator, berfungsi mengatur output pengisian.

16


Regulator adalah rangkaian komponen elektronika yang memiliki

tugas mengatur output pengisian. Meski fungsi utamanya mengatur output

pengisian, sistem pengaturan tegangan tidak pada arus output altenator

melainkan pada arus input rotor.

Dalam prinsip kerjanya, altenator memanfaatkan hukum faraday

dimana ketika sebuah konduktor bergerak ditengah medan magnet maka akan

timbul GGL diujung konduktor. Untuk mengatur output atau GGL pada

ujung konduktor, bisa dilakukan beberapa hal antara lain dengan mengatur

putaran konduktor atau mengatur besarnya kemagnetan.

Pada sistem pengisian, tidak mungkin mengatur putaran altenator

karena putaran altenator itu mengikuti putaran mesin sehingga untuk

mengontrol output pengisian dilakukan melalui pengaturan kemagnetan pada

rotor.

2.7.1 Prinsip kerja Regulator

Secara umum ada dua jenis regulator yakni tipe point atau

konvensional dan tipe IC. keduanya memiliki fungsi sama namun beda

prinsip kerjanya.

1. Regulator Point (Konvensional)

Regulator tipe point digunakan pada mobil-mobil yang

diproduksi dibawah tahun 1990-an. Meski terkesan midel jadul namun

sistem ini menjadi dasar terbentuknya IC regulator pada mobil-mobil

baru.

Terminal L dan IG merupakan terminal input yang menjadi

point untuk memasukan arus dari baterai. Arus diterminal L akan

dihubungkan ke Voltage relay yang berfungsi untuk mengaktifkan

Voltage regulator dan menghidupkan lampu CHG.

Terminal N dan B digunakan sebagai output signal untuk

mengetahui berapa besaran output yang dihasilkan altenator. Sinyal

dari terminal B akan digunakan dalam menentukan kinerja voltage

regulator. Sementara N dipakai untuk menghubungkan terminal B

dengan Voltage regulator.

17


Sementara terminal F dan E merupakan terminal output

regulator yang terhubung ke rotor coil.

2. Ketika Kunci Kontak ON

Cara kerjanya, dimulai ketika kunci kontak ON. Arus dari

baterai akan mengalur ke terminal IG dan L. diterminal L arus masuk

ke kontak P0 dan langsung terhubung ke massa sehingga lampu CHG

akan menyala, disi lain arus dari terminal L juga menyabang ke

kumparan voltage relay dengan kekuatan rendah.

Sementara itu arus dari terminal IG masuk titik PL1 dan

terhubung dengan titik PL0 pada voltage regulator. Kontak PL0

terhubung dengan terminal F sehingga arus dari baterai dihubungkan

ke rotor coil.

3. Saat mesin hidup (Kecepatan rendah)

Saat mesin hidup terminal B dan N akan mendapatkan arus

dengan besaran sesuai dengan putaran rotor altenator. Terminal N

akan menyalurkan arus ke kumparan voltage relay sehingga timbul

kemagnetan yang menarik kontak P0 terhubung ke kontak P2.

Sementara terminal B menghasilkan arus DC yang

dihubungkan ke kontak P2 sehingga ketika kontak P0 tertarik maka

arus dari terminal B mengalir ke kumparan voltage regulator.

Disinilah aksi pengaturan tegangan rotor terjadi.

Saat kecepatan masih stasioner, arus pengisian juga rendah

sehingga kemagnetan pada kumparan voltage regulator lemah. Hal itu

membuat kontak PL0 masih terhubung dengan kontak PL1. Sehingga

arus ke rotor tetap maksimal.

4. Saat kecepatan menengah

Saat kecepatan mesin bertambah, arus yang dihasilkan dari

terminal B juga semakin besar sehingga kemagnetan pada voltage

relay semakin kuat. Hal itu akan membuat kontak PL0 tertarik dan

terputus dengan kontak PL1. Sehingga arus IG tidak langsung

terhubung ke terminal F namun terlebih dahulu melewati sebuah

resistor. Sehingga tegangan ke rotor itu tidak penuh yakni sekitar 10

18


volt. Hal itu akan menyebabkan output pengisian lebih kecil dengan

RPM rotor lumayan kencang.

5. Saat kecepatan tinggi

Ketika RPM mesin mencapai top speed, maka arus pengisian

juga akan lebih besar meski tegangan rotor sudah dikurangi.

Sehingga perlu dikakukan pengurangan tegangan pada rotor coil.

Saat arus B semakin besar, maka kemagnetan pada voltage

regulator juga semakin besar. Imbasnya akan membuat kontak PL0

semakin tertarik ke bawah, saat kontak PL0 menyentuh kontak PL2

maka akan terjadi drop voltage pada rotor coil.

Hal itu terjadi karena sifat arus yang selalu mengalir ke masa

dengan hambatan terkecil, dalam hal ini kontak PL2 langsung

terhubung ke masa sehingga arus dari IG lebih banyak mengalir ke

masa. Hasilnya tegangan pada rotor bisa sangat kecil, dan output

pengisian bisa lebih kecil meski RPM mesin sangat kencang.

Gambar 2.7 Regulator

2.8 LED (Light Emiting Dioda)

Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu

lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi

untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.

Misalnya pada sebuah komputer, terdapat lampu LED power dan

LED indikator untuk processor, atau dalam monitor terdapat juga lampu

LED power dan power saving. Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda

semikonduktor yang dapat menyala apabila dialiri tegangan listrik rendah

19


(sekitar 1.5 volt DC). Bermacam-macam warna dan bentuk dari lampu LED,

disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsinya.

Kualitas cahayanya memang berbeda dibandingkan dengan lampu TL

atau lampu lainnya. Tingkat pencahayaan LED dalam ruangan memang tak

lebih terang dibandingkan lampu neon, inilah mengapa LED dianggap belum

layak dipakai secara luas. Untungnya para ilmuwan di University of

Glasgow menemukan cara untuk membuat LED bersinar lebih terang.

Solusinya adalah dengan membuat lubang mikroskopis pada permukaan

LED sehingga lampu bisa menyala lebih terang tanpa menggunakan

tambahan energi apapun. Pelubangan tersebut menerapkan sistem nano-

imprint litography yang sampai saat ini proyeknya masih dikembangkan

bersama sama dengan Institute of Photonics.

Sementara ini beberapa jenis lampu LED sudah dipasarkan oleh Philips.

Anda bisa menemui beberapa model lampu LED bergaya bohlam yang hadir

dalam warna putih susu dan juga warna-warni. Daya yang diperlukan lampu

jenis ini hanya sekitar 4-10 watt saja dibandingkan lampu neon sejenis yang

mencapai 12-20 watt. Jika dihitung secara seksama memang bisa diakui

bahwa lampu LED menggunakan daya yang lebih hemat daripada lampu TL.

Sumber cahaya dari waktu ke waktu semakin berkembang, mulai dari

penemuan lampu pijar oleh Edison dan dalam waktu yang hampir bersamaan

ditemukan juga lampu fluorescence (TL) dan merkuri. Saat ini ada beberapa

jenis lampu yang digunakan manusia untuk berbagai keperluan, yaitu lampu

pijar, TL, LED, Merkuri, Halogen, Sodium dan sebagainya. Namun masih

ada kekurangan pada lampu generasi pertama sehingga lampu terus

dikembangkan agar bisa menghasilkan cahaya yang terang, memberikan

warna yang bagus, hemat energi, portable (mudah dibawa) dan lain

sebagainya. Yang paling menarik dari beberapa jenis lampu adalah LED.

Light Emitting Diode (LED) merupakan jenis dioda semikonduktor

yang dapat mengeluarkan energi cahaya ketika diberikan tegangan.

Semikonduktor merupakan material yang dapat menghantarkan arus listrik,

meskipun tidak sebaik konduktor listrik. Semikonduktor umumnya dibuat

dari konduktor lemah yang diberi „pengotor‟ berupa material lain. Dalam

20


http://obengware.com/news/index.php?id=4027

LED digunakan konduktor dengan gabungan unsur logam aluminium-

gallium-arsenit (AlGaAs). Konduktor AlGaAs murni tidak memiliki

pasangan elektron bebas sehingga tidak dapat mengalirkan arus listrik. Oleh

karena itu dilakukan proses doping dengan menambahkan elektron bebas

untuk mengganggu keseimbangan konduktor tersebut, sehingga material

yang ada menjadi semakin konduktif.

2.8.1 Proses Pembangkitan Cahaya pada LED

Cahaya pada dasarnya terbentuk dari paket-paket partikel yang

memiliki energi dan momentum, tetapi tidak memiliki massa. Partikel ini

disebut foton. Foton dilepaskan sebagai hasil pergerakan elektron. Pada

sebuah atom, elektron bergerak pada suatu orbit yang mengelilingi sebuah

inti atom. Elektron pada orbital yang berbeda memiliki jumlah energi yang

berbeda. Elektron yang berpindah dari orbital dengan tingkat energi lebih

tinggi ke orbital dengan tingkat energi lebih rendah perlu melepas energi

yang dimilikinya. Energi yang dilepaskan ini merupakan bentuk dari foton.

Semakin besar energi yang dilepaskan, semakin besar energi yang terkandung

dalam foton.

Pembangkitan cahaya pada lampu pijar adalah dengan mengalirkan

arus pada filamen (kawat) yang letaknya ada ditengah-tengah bola lampu dan

menyebabkan filamen tersebut panas, setelah panas pada suhu tertentu

(tergantung pada jenis bahan filamen), filamen tersebut akan memancarkan

cahaya. Namun karena pada lampu pijar yang memancarkan cahaya adalah

filamen yang terbakar, tapi jika suhu pada filamen melewati batas

kemampuan filamen untuk menahan panas, akan mengakibatkan filamen

lampu pijar sedikit demi sedikit meleleh dan selanjutnya putus sehingga

lampu pijar tidak akan bisa memancarkan cahaya lagi. Umur dari lampu pijar

kurang lebih sekitar 2000 jam. Sedangkan pada lampu flurescence atau lampu

TL, proses pembangkitan cahaya hanya memanfaatkan ionisasi gas dalam

tabung lampu lalu diberikan beda potensial diantara kedua ujung tabung

lampu TL sehingga mengakibatkan loncatan-loncatan elektron dari ujung

yang satu ke ujung yang lain dan saat terjadi loncatan elektron bersamaan

21


dengan dipancarkannya cahaya dari loncatan tersebut. Kekurangan dari

lampu TL adalah jika gas yang ada dalam tabung habis, maka cahayanya

tidak bisa dipancarkan lagi. Umur dari lampu TL relatif lebih lama daripada

lampu pijar.

Ketika sebuah dioda sedang mengalirkan elektron, terjadi pelepasan

energi yang umumnya berbentuk emisi panas dan cahaya. Material

semikonduktor pada dioda sendiri menyerap cukup banyak energi cahaya,

sehingga tidak seluruhnya dilepaskan. LED merupakan dioda yang dirancang

untuk melepaskan sejumlah banyak foton, sehingga dapat mengeluarkan

cahaya yang tampak oleh mata. Umumnya LED dibungkus oleh bohlam

plastik yang dirancang sedemikian sehingga cahaya yang dikeluarkan

terfokus pada suatu arah tertentu.

Setiap material hanya dapat mengemisikan foton dalam rentang

frekuensi sangat sempit. LED yang menghasilkan warna berbeda terbuat dari

material semikonduktor yang berbeda pula, serta membutuhkan tingkat energi

berbeda untuk menghasilkan cahaya. Misalnya AlGaAs - merah dan

inframerah, AlGaP – hijau, GaP - merah, kuning dan hijau.

2.8.2 LED sebagai sumber cahaya

Lampu pijar lebih murah tapi juga kurang efisien dibanding LED.

Lampu TL lebih efisien daripada lampu pijar, tapi butuh tempat besar, mudah

pecah dan membutuhkan starter atau rangkaian ballast yang terkadang

terdengar suara dengungnya.

LED mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan lampu

pijar konvensional. LED tidak memiliki filamen yang terbakar, sehingga usia

pakai LED jauh lebih panjang daripada lampu pijar, LED tidak memerlukan

gas untuk menghasilkan cahaya. Selain itu bentuk dari LED yang sederhana,

kecil dan kompak memudahkan penempatannya. Dalam hal efisiensi, LED

juga memiliki keunggulan. Pada lampu pijar konvensional, proses produksi

cahaya menghasilkan panas yang tinggi karena filamen lampu harus

dipanaskan. LED hanya sedikit menghasilkan panas, sehingga porsi terbesar

22


dari energi listrik yang ada digunakan untuk menghasilkan cahaya dan

membuatnya jauh lebih efisien.

RGB (Red Green Blue) LED atau LED yang bisa mengeluarkan

warna yang dipancarkan lebih dari satu warna sehingga memungkinkan

aplikasi LED yang semakin luas, khususnya menambah keindahan dalam

dunia desain interior dan eksterior.

Dalam terminologi teknik pencahayaan, LED dapat dikatakan

memiliki tingkat efisiensi luminus (cahaya) atau efikasi yang tinggi, karena

perbandingan banyaknya energi cahaya yang dikeluarkan LED dengan

besarnya daya listrik yang dikonsumsinya cukup tinggi jika dibandingkan

dengan lampu pijar konvensional.

Salah satu contoh produk dari LED adalah LedVision yang

dikeluarkan oleh Philips sebagai traffic light (lampu lalu lintas) yang tersusun

dari ribuan LED yang dipasangkan pada lampu lalu lintas dengan umur (life

time) mencapai 100.000 jam atau sekitar 10 tahun lebih sehingga efektif

dalam mengurangi biaya perawatan.LedVision beroperasi pada tegangan

rendah dan arus yang lebih kecil sehingga bisa menghemat sampai 90%

energi listrik yang dikonsumsi oleh lampu pijar (yang sekarang banyak

digunakan) dan umurnya 10 kali lebih panjang.

LED dengan cahaya monokromatiknya memiliki keunggulan

kekuatan yang besar lebih dari cahaya putih ketika warna yang spesifik

diperlukan. tidak seperti cahaya putih tradisional, LED tidak membutuhkan

lapisan atau diffuser yang banyak mengabsorpsi cahaya yang dikeluarkan.

cahaya LED mempunyai sifat warna tertentu, dan tersedia pada range warna

yang lebar. salah satunya yang baru-baru ini warnanya diperkenalkan adalah

emerald green (bluish green, panjang gelombangnya kira-kira 500nm) yang

cocok dengan persyaratan sebagai sinyal lalu lintas dan cahaya navigasi.

Cahaya LED kuning adalah pilihan bagus karena mata manusia sensitif pada

cahaya kuning (kira-kira yang dipancarkan 500lm/watt).

Kelebihan LED dari lampu yang ada sekarang (lampu pijar, TL,dll)

yaitu dalam hal efisiensi energi dan umur yang panjang menjadikan LED

sangat berpotensi untuk dijadikan sumber pencahayaan pengganti lampu di

23


masa depan. Kemajuan teknologi mungkin akan mengurangi biaya sehingga

LED bisa menjadi idola sebagai lampu dimasa depan.

Gambar 2.8 LED

2.9 Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia

yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu

perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel

seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan

Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu

menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik

kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan

kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang

hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi

ulang (Rechargeable).

2.9.1 Jenis-Jenis Baterai

Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal

Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output

Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus

DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni

Baterai Primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai

Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

24


a. Baterai Primer

Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang

paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket

menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga

yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan

tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA

(sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu,

terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan

tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.

b. Baterai Sekunder

Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau

Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder

menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja,

Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada

saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal

Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif.

Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke

Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga

terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi

ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara lain seperti

Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan Li-

Ion (Lithium-Ion).

Gambar 2.9 Baterai 9v

25


BAB 3

PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Pada tugas akhir ini akan dirancang sebuah sistem otomasi lampu penerangan

menggunakan sensor pir berbasis arduino uno. Blok diagram sistem yang dirancang

dapat dilihat dibawah ini:

modul

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Fungsi setiap blok:

1. PLN sebagai sumber arus listrik

2. Power Supplay, yang digunakan adalah adaptor yang berfungsi sebagai

sumber tegangan.

3. Sensor PIR, memberikan inputan data digital yang berfungsi memberikan

tanda ada atau tidak manusia yang terdeteksi. Sensor PIR merespon pancaran

sinar infamerah yang terdapat pada manusia.

4. Arduino Uno, berfungsi sebagai media pengkonversi waktu, dan

mengkonversi data menjadi jarak.

5. LCD, berfungsi sebagai output tampilan instruksi dari arduino.

6. Modul gsm sebagai pemberitahuan sistem kerja sistem melalui sms

7. Smartphone sebagai penerima pesan.

Arduino

uno

PSA 5v PLN Lcd

16 x 2

Modul

gsm 900

Sensor

PIR

RxRx

Tx

smartphone

26


3.2 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)

Pengoperasian LCD dengan Arduino. Setelah sensor pir sudah mendeteksi

gelombang infrared, variable resistor akan mengirimkan data ke arduino melalui pin-

pin kemudian arduino menerima data yang terbaca dan ditampilkan oleh LCD.

Berikut adalah skematik rangkaian LCD.

Gambar 3.2 Rangkaian LCD

Keterangan dari rangkaian diatas:

1. SIM1 adalah Arduino UNO R3 yang berfungsi sebagai pusat sistim bekerja.

2. J2 adalah soket penghubung ke LCD.

3. J3 adalah soket penghubung ke LCD.

4. J4 adalah soket penghubung ke GND Resistor Variabel.

5. J5 adalah soket penghubung ke Resistor Variabel.

6. J6 adalah soket penghubung ke VCC Resistor Variabel.

27


3.3 Rangkaian pada Software Proteus

3.3.1 Rangkaian pada ISIS

Pada bagian ini akan dirancang suatu desain rangkaian sesuai dari

konsepdasar alat yang akan di buat, terdapat rangkaian LCD, sensor PIR, Relay,

LED dan Buzzer yang dihubungkan pada tiap-tiap pin di Arduino.

Gambar 3.3 Rangkaian pada ISIS 7 Professional

3.3.2 Rangkaian pada ARES

Pada bagian ini akan menghubungkan jalur rangkaian sesuai dari yang dibuat pada

ISIS dan disini akan dirangkaian kembali sesuai dengan peletakan yang diinginkan

dan siap untuk di cetak pada papan PCB.

Gambar 3.4 Rangkaian pada ARES

28


3.4 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak pada program mikrokontroler arduino ini

menggunakan perangkat lunak software arduino IDE yang berbasis bahasa C++ yang

telah dipermudah melalui library.Arduino menggunakan SoftwareProcessing yang

digunakan untuk menulis program kedalam arduino.

Untuk memasukkan program kedalam sebuah mikrokontroler arduino,

dibutuhkan Driver USB, IDE Arduino 1.6.6 dan Ardunio Uno Board agar program

yang dibuat dapat berjalan di dalam mikrokontroler.Dengan membuat program

sebagai berikut.

Gambar 3.5 Program arduino 1.6.6 untuk Void Setup

Gambar 3.6 Program arduino 1.6.6 untuk Void Loop

29


3.5 Diagram Alir (Flowchart)

Gambar 3.7Flowchart Cara Kerja Sistem

Keterangan: Pada proses inisialisasi arduino maka akan terjadi proses pembaca

dengan Sensor PIR. Jika ada gerakan maka akan terkirim pesan dan LED akan

menyala kemudian proses akan berulang ke pembacaan sensor PIR, sedangkan jika

tidak terdeteksi maka proses akan kembali pada pembacaan Sensor PIR.

30


BAB 4

HASIL DAN ANALISA DATA

4.1 Pengujian Sensor PIR

Sensor PIR ini merupakan sensor untuk mendeteksi gerakan manusia dalam

jangkauan tertentu, sensor ini sudah dalam bentuk modul yang terdiri Lensa Fresnel,

IR filter, Pyroelectric sensor dan Comparator sehingga output dari sensor ini sudah

dalam bentuk High (5 volt) dan Low (0 volt), ketika ada manusia outputnya high dan

ketika tidak ada manusia outputnya low.

Gambar 4.1 Sensor PIR mendeteksi adanya gerakan

31


Gambar 4.2 Sensor PIR tidak mendeteksi adanya gerakan

Berikut ini adalah hasil pengujiannya:

Tabel 4.1 Data Percobaan

No. Jarak (cm) Pendeteksi Gerak Manusia

1 200 Terdeteksi

2 250 Terdeteksi

3 300 Terdeteksi

4 350 Terdeteksi

5 400 Terdeteksi

6 450 Terdeteksi

7 500 Terdeteksi

8 550 Terdeteksi

9 600 Terdeteksi

10 650 Tidak Terdeteksi

Dari data di atas diketahui bahwa PIR dapat mendeteksi gerakan manusia

hingga jarak 600cm atau 6,0m tegak lurus dihadapan sensor dan mulai tidak dapat

mendeteksi gerakan manusia lebih dari 650cm atau 6,5m.

4.2 Pengujian LCD

Pada tahap ini dilakukan percobaan untuk mengaktifkan LCD

sistem.Pengaktifan LCD dilakukan dengan cara menampilkan beberapa karakter

pada LCD.LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi

mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan

32


numerik pada LCD. Penampil karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW.

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa

anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka

melalui program EN harus dibuat logika low“0” dan set high“1” pada dua jalur

kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW

berlogika low“0” maka informasi pada us data akan dituliskan pada layar LCD.

Ketika RW berlogika high“1” maka program akan melakukan pembacaan memori

dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low“0”.

Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk

menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke

mikrokontroler untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai

berikut:

#include <SoftwareSerial.h>

#include <LiquidCrystal.h>

#define waktutunda 5

// Configure software serial port

SoftwareSerial SIM900(7, 8);

const int SensorPir = 2; //menggunakan pin ke-2 arduino

const int rs = 12, en = 11, d4 = 10, d5 = 9, d6 = 6, d7 = 5;

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

unsigned long now = millis();

unsigned long TriggerAkhir = 0;

boolean waktumulai = false;

void setup() {

// Arduino communicates with SIM900 GSM shield at a baud rate of 19200

// Make sure that corresponds to the baud rate of your module

SIM900.begin(19200);

Serial.begin(19200);

// Give time to your GSM shield log on to network

delay(20000);

33


lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(" PENDETEKS");


lcd.print(" GERAKAN ");

delay(2000);

lcd.clear();

pinMode(SensorPir, INPUT_PULLUP);

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(SensorPir), deteksigerakan, RISING);

// Send the SMS

}

void loop() { now = millis();

if(waktumulai && (now - TriggerAkhir > (waktutunda*1000))) {


lcd.print("PENDETEKS GERAKAN ");


lcd.print("TIDAK ADA GERAKAN");

Gambar 4.3 Tampilan LCD

34


4.3 Pengujian Power Supply

Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan

yang dibutuhkan alat adalah 5 volt. Pengujian power supply dilakukan untuk

mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 volt.

Tabel 4.2 Pengujian Vin danVout

Vin (V) Vout (V)

5.41 4,99

4.4 Pengujian Arduino

Pengujian pada rangkaian arduino ini dapat dilakukan dengan

menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber

tegangan. Kaki 13 apabila diberikan logika high maka akan mengeluarkan tegangan

sebesar 4,52 Volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederana pada

mikrokontroler Arduino untuk menguji port-port yang terdapat pada Arduino,

program yang diberikan adalah sebagai berikut:


int pir = A5;

// initialize the library with the numbers of the interface pins

LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7,8);

void setup() {

pinMode(pir, INPUT);

// set up the LCD's number of columns and rows:

pinMode(13,OUTPUT);

pinMode(A0,OUTPUT);

pinMode(A1,OUTPUT);

35


Gambar 4.4 Pengujian arduino

4.5 Pengujian Modul GSM 900

Dengan program

#include <SoftwareSerial.h>


#define waktutunda 5

// Configure software serial port

SoftwareSerial SIM900(7, 8);

const int SensorPir = 2; //menggunakan pin ke-2 arduino

const int rs = 12, en = 11, d4 = 10, d5 = 9, d6 = 6, d7 = 5;

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

unsigned long now = millis();

unsigned long TriggerAkhir = 0;

boolean waktumulai = false;

void setup() {

// Arduino communicates with SIM900 GSM shield at a baud rate of 19200

// Make sure that corresponds to the baud rate of your module

SIM900.begin(19200);

void sendSMS() {

36


// AT command to set SIM900 to SMS mode

SIM900.print("AT+CMGF=1\r");

delay(100);

// REPLACE THE X's WITH THE RECIPIENT'S MOBILE NUMBER

// USE INTERNATIONAL FORMAT CODE FOR MOBILE NUMBERS

SIM900.println("AT + CMGS = \"+6282391280197\"");

delay(100);

SIM900.println(" ADA GERAKAN" );

// End AT command with a ^Z, ASCII code 26

SIM900.println((char)26);

delay(100);

SIM900.println();

// Give module time to send SMS

delay(5000);

}

4.5 Pengujian modul GSM

37

39

39


BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan, pengujian dan analisis alat yang telah dibuat,

maka dapat ditarik kesimpulan bahwa:

1. Dirancang sebuah sistem pendeteksi gerakan menggunakan sensor infrared

berbasis arduino uno dengan tampilan sms. Apabila terdeteksi adanya gerakan

maka alat tersebut akan mengirim pesan dan memiliki jarak tempuh sejauh 6

Meter lebih dari itu maka jarak tidak terdeteksi.

2. Telah teruji alat tersebut dan jarak yang dicapai sejauh 6 Meter.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat

ini adalah:

1. Sebaiknya agar rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini

dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga

penggunaannya lebih efektif.

2. Sebaiknya alat yang telah dibuatdiletakkan pada ruangan yang dibatasi luasnya,

tidak disarankan pada area yang melebihi dari batas luas yang disarankan.

Sebaiknya kedepannya desain sistem keamanan rumah ini lebih praktis dalam

packaging.

38


DAFTAR PUSTAKA

1. https://www.academia.edu/24373870/SENSOR_GERAK_PIR_Passive_Infra_Re

d_

(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)

2. https://www.plcdroid.com/2019/03/potensiometer.html


3. https://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/


4. https://www.plcdroid.com/2018/01/belajar-arduino-pengertian-dan-fungsi-

arduino.html


5. https://www.baktikominfo.id/en/informasi/pengetahuan/berkenalan_dengan_gsm

_pengertian_sejarah_serta_fungsinya-671


6. https://rohmattullah.student.telkomuniversity.ac.id/pengertian-dan-fungsi-catu-

daya-secara-umum/


7. https://www.autoexpose.org/2017/08/cara-kerja-regulator.html


8. http://nie-lampuled.blogspot.com/

(Diakses pada tanggal 09 Juli 2020)-

9. https://teknikelektronika.com/pengertian-baterai-jenis-jenis-baterai/


39


https://www.academia.edu/24373870/SENSOR_GERAK_PIR_Passive_Infra_Red_

https://www.academia.edu/24373870/SENSOR_GERAK_PIR_Passive_Infra_Red_

https://www.plcdroid.com/2019/03/potensiometer.html

https://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/

https://www.plcdroid.com/2018/01/belajar-arduino-pengertian-dan-fungsi-arduino.html

https://www.plcdroid.com/2018/01/belajar-arduino-pengertian-dan-fungsi-arduino.html

https://www.baktikominfo.id/en/informasi/pengetahuan/berkenalan_dengan_gsm_pengertian_sejarah_serta_fungsinya-671

https://www.baktikominfo.id/en/informasi/pengetahuan/berkenalan_dengan_gsm_pengertian_sejarah_serta_fungsinya-671

LEMBAR EKSPEDISI PERBAIKAN TUGAS AKHIR

NAMA : EKO KESUMO WARDOYO

NIM : 172411031

PROGRAM STUDI : D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN : FISIKA

JUDUL : PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN

MENGGUNAKAN SENSOR INFRARED BERBASIS

ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN SMS

NO

Dosen

Tanda Tangan

1.

Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc

Penguji

2.

Dr. Kerista Tarigan, Drs., M.Eng.Sc

Pembimbing

Medan, 13 Agustus 2020

Hormat Saya,

Eko Kesumo Wardoyo


Documents

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN MENGGUNAKAN …