SISTEM PENGONTROL LAMPU RUANGAN OTOMATIS BERBASIS TIMERMENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

Saepul Iman, Ing Soewarto Hardienata, Deden ArdiansyahEmail : saepul_imannn@yahoo.com

Program Studi D3 Teknik Komputer – FMIPA Universitas Pakuan

Abstrak

Laboratorium TK FMIPA Universitas Pakuan, merupakan ruanganbelajar praktik D3 Teknik Komputer, dalam hal penerangan,ruangan ini masih menggunakan pemadaman dan penghidupan lampusecara manual. Dalam merancang sistem pengontrol lampu ruanganberbasis timer ini ditemukan beberapa masalah, antara lainmengenai bagaimana perancangan perangkat keras, dan mengenaiperancangan program yang berfungsi untuk menjalankan rangkaiansistem tersebut. Tujuan dari perancangan sistem ini adalahuntuk mempermudah melakukan pengontrolan lampu penerangan padaruangan secara otomatis dengan waktu sebagai kendali hidup danpadamnya lampu. serta mengotomatisasi pengontrolan lampuruangan secara efektif, efisien dan sistematis. Pada sistem inipengontrol dilakukan dengan menggunakan Keypad dan DesymegawRTC, ketika ada data keypad yang sudah diinputkan ke dalam ICMikrokontroler ATMega8535 dan disimpan ke dalam RTC (Real TimeClock), ketika waktu menunjukan adanya settingan jam relayon/off maka lampu akan on/off, disamping perancangan hardware,dilakukan juga perancangan software dengan menggunakan bahasabasic Bascom AVR sebagai compiler program dan eXtreme Burnerberfungsi untuk mendownload program ke dalam mikro.

Kata Kunci : Keypad, RTC, Microkontroler ATMega8535, Desymega wRTC

1

PENDAHULUAN

Kemajuan teknologi dibidang IT (Information Technology)dewasa ini sungguh pesat,serta kebutuhan manusia yangkian hari semakin meningkat,mendorong untuk adanyapeningkatan daya kerjamanusia itu sendiri. Sebagaicontoh, pembuatan filedokumen serta penyimpannyasudah dilakukan secaraterkomputerisasi. Padabeberapa hal masih dilakukansecara manual, seperti dalamhal mengatur sistempenerangan disetiap ruangan,sehingga kita harusmenyisihkan sebagian waktudari waktu kerja yangdimiliki untuk melakukan haltersebut. Selain itu,terkadang lupa untukmematikan lampu dibeberaparuangan, untuk itudiperlukan suatu inovasibaru sehingga mampumengefisiensikan pekerjaandan waktu kerja kita.

Sehingga dengan begitu,banyak hal positif yangdidapatkan, diantaranyaselain mengefisiensikan waktukerja, juga mengurangi bebanberlebihan PLN yang tentunyabisa menekan biaya bebanlistrik, serta dalam rangkamendukung program pemerintah

yaitu dalam hal penghematanenergi listrik.

Oleh karna itu, penulismembuat suatu sistem sertaperancangan alat yang mampumelakukan pengontrolan lampupenerangan pada setiapruangan di Laboratorium DIIITeknik Komputer Fakultas MIPAUniversitas Pakuan ini secaraotomatis dengan waktu sebagaikendali hidup dan padamnyalampu. Dengan begitu,diharapkan adannyaotomatisasi pengontrolanlampu ruangan secara efektif,efisien, terkomputerisasi dansistematis.

METODE PENELITIAN

Dalam pengumpulan datadan informasi, metode yangdigunakan dalam penulisanini yaitu metode hardwareprogramming.

2

Gambar 1. Metode PenelitianBidang Minat Hardware

Programming

1. Perencanaan ProyekPenelitianDalam perencanaan proyek

penelitian terdapat beberapahal penting yang perluditentukan, dipertimbangkanyaitu :a. Analisis awalpenelitian,

b. Estimasi kebutuhan alatdan bahan,

c. Estimasi anggaran, dand. Kemungkinan penerapandari aplikasi yang akandirancang

2. Penelitian (Research)Setelah perencanaan telah

matang, dilanjutkan denganpenelitian awal dariaplikasi yang akan dibuat,mulai dari pemilihan danpengetesan komponen (alatdan bahan), kemungkinanrancangan awal dan akhir.3. Pengetesan Komponen(Part Testing)Dalam pengetesan ini

dilakukan pengetesan alatterhadap fungsi kerjakomponen berdasarkankebutuhan dari aplikasi yangakan di desain.4. Desain Sistem Mekanik

(Mechanical)Dalam perancangan perangkat

keras, desain mekanikmerupakan hal penting yangharus dipertimbangkan. Pada

umumnya kebutuhan aplikasiterhadap desain mekanik antaralain:a. Bentuk dan ukuran PCB

(Printed Circuit Board)b. Dimensi dan massa

keseluruhan sistemc. Ketahanan dan fleksibilitas

terhadap lingkungand. Penempatan modul-modul

elektronike. Pengetesan sistem mekanik.5. Desain Sistem Listrik

(Electrical)Dalam desain sistem listrik

terdapat beberapa hal yangharus diperhatikan, antaralain:a. Sumber catu daya (seperti

baterai atau rectifier)b. Kontroller yang akan

digunakanc. Desain driver untuk

pendukung aplikasid. Desain sistem kontrol yang

akan diterapkane. Pengetesan sistem listrik

yang telah dirancang6. Desain Software (Software

Design)Perangkat lunak yang pada

umumnya dibutuhkan perancanganperangkat keras antara lain,software untuk sistem kontrolalat (aplikasi) dan softwareinterface pada komputer PC.Pada aplikasi standalone(berdiri sendiri) yang tidakmembutuhkan kontrol ataupundengan PC, hanya dibutuhkansoftware untuk kontrol dalamalat yang didesain.

3

7. Tes Fungsional (FunctionalTest)Tes fungsional dilakukan

integrasi sistem listrik dansoftware yang telah didesain. Tes ini dilakukanuntuk meningkatkan performadari perangkat lunak untukpengontrolan desain listrikdan mengeliminasi error (Bug)dari software tersebut.8. Integrasi atau Perakitan

(Integration)Modul listrik yang

diintegrasi dengan softwaredi dalam kontrollernya, diintegrasikan dalam strukturmekanik yang telah dirancang.Lalu dilakukan tes fungsionalkeseluruhan sistem.

9. Tes FungsionalKeseluruhanPada tahap ini dilakukan

pengetesan fungsi darikeseluruhan sistem.10. Optimisasi Sistem

(Optimization)Optimasi ini dilakukan

untuk meningkatkan performadari aplikasi yangdirancang.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perancangan AlatPada perancangan alat

ini, ialah dengan membuatrangkaian dari tiap-tiapmodul rangkaian yang diperlukan.

1. Desain Sistem ListrikSumber catur daya (power

suplly) Catu daya yangdigunakan pada rangkaian inisebesar 12V untuk rangkaianrelay, 5V untuk rangkaianmodul desymega8535, dantegangan AC digunakan untuklampu. (Alim Salim. 2010).

2. Rangkaian MikrokontrolerRangkaian sistem

berfungsi sebagai pengendaliutama dari aplikasi SistemPengontrol Lampu OtomatisBerbasis Timer MenggunakanMikrokontroler ATMega8535.

Gambar 2. RangkaianATMega8535

3. Rangkaian Display LCD 16X2 Rangakaian LCD berfungsi

untuk menampilkan keluaranprogram yang berupa jam,menit, detik dan menusetingan on/off lampu.

4

Gambar 3. Rangkaian LCD 16X2

4. Rangkaian Keypad 4x4Terdapat beberapa fungsi

dari keselurahan tombol yangada pada tombol keypad lampuotomatis ini dimana tombol”*” berfungsi untukmenampilkan menu setinganon/off lampu, di dalam menusetingan lampu, tombol ”1”berfungsi sebagai settinganwaktu relay on/off lampupertama, sedangkan tombol ”2”berfungsi sebagai settinganwaktu relay on/off lampukedua, tombol ”#” berfungsisebagai tombol settinganpenyimpanan data waktu on/offrelay, dan tombol ”B”berfungsi sebagai tomboluntuk keluar ke menuutama/normal.

Gambar 4. Rangkaian Keypad4x4

5. Rangkaian RTCPada rangkaian RTC (Real

Time Clock) terdapat dua jaluryaitu SCL yang terhubung kePort A.3 dan SDA yangterhubung ke Port A.4,menggunakan IC DS307 dan

Baterai Backup 3 V danCrystal sebagai penguat RTC.Fungsi RTC yang terhubung kePort A sebagai kalender danjam elektronik dimanaperhitungan hari, tanggal,bulan, tahun, jam, menit,detik tersimpan di memoridengan alamat-alamat tertentudan alarm yang dapat diprogram keaktifannya.

Sistem perhitungan hari,tanggal, bulan, tahun, jam,menit dan detik pada RTCberjalan secara otomatis dankontinyu walaupun power supplydimatikan.

Gambar 5. Rangkaian RTC

6. Rangkaian Relay dan LampuExtension Board terhubung

ke Port A sebagai penghubungke 2 buah relay dimana pinA.0 terhubung ke pin R1 padaRelay 1, pin A.1 terhubungke pin R2 pada Relay 2.

Lampu 1 terhubung ke pinNO1 COM1 pada Relay 1, Lampu2 terhubung ke pin NO2 COM2pada Relay 2.

5

Gambar 6. Rangkaian Relaydan Lampu

7. Blok Diagram SistemAplikasi berikut ini

membahas penggunaan minisistem ATMEGA8535 sebagaipengendali, dengan adanyaRTC sebagai kalender dan jamelektronik dimanaperhitungan hari, tanggal,bulan, tahun, jam, menit,detik tersimpan di memoridengan alamat-alamattertentu dan alarm yangdapat di programkeaktifannya.

Sistem perhitungan hari,tanggal, bulan, tahun, jam,menit dan detik pada RTCberjalan secara otomatis dankontinyu walaupun power supplydimatikan. (Iswanto. 2008).

Sedangkan tampilan LCDberfungsi sebagai display(output) maupun antarmukapengguna dengan alat, dankeypad berfungsi sebagaiinput/settingan waktu on/offterdiri jam dan menit. SistemPengontrol Lampu Ruangan

Otomatis ini dikondisikanuntuk mengaktifkan relay(Penggerak) pada waktu yangsesuai denganinputan/settingan waktuon/off lampu, nyala dan padamlampu digunakan sebagai ouputsistem lampu otomatis ini.

Gambar 7. Blok Diagram

Adapun Flowchart systemsecara keseluruhan sepertigambar dibawah ini.

Gambar 8. Flowchart

Pengujian dan AnalisaUntuk menghindari

kesalahan-kesalahan yang

6

terjadi pada komponen yangdibuat, maka di perlukansuatu pengujian danpengukuran pada komponenyang telah dirancang.Pengujian dilakukan denganmenguji pada tiap-tiap modulrangkaian.

Pengujian MikrokontrolerPengecekan mikrokontroler

ATMega 8535 dilakuan denganmemberikan masukan tegangandari 5 V, jika sumbertengangan 5V terhubung makaled indikator power berwarnahijau akan otomatis menyala.

Pengujian Display LCD 16x2Dalam pengujian rangkaian

display LCD 16x2 digunakanmodul IC Atmega8535, yanghubungkan dengan PORTC padamodul IC Atmega8535,kemudian buat program untukmenampilkan suatu kata padadisplay dengan programBascom C AVR Compiler.Kemudian download programtersebut dengan programeXtreme Burner – AVR kedalamIC Atmega8535 yang berformat*.hex, maka kata tersebutakan tampil pada display16X2. Seperti gambarberikut.

Gambar 9. Program LCD 16x2

Dari program yang telahdibuat dan telah didownload, maka akan tampilseperti pada gambar dibawahini.

Gambar 10. Hasil PengujianLCD 16x2

Pengujian KeypadPada keypad yang dipakai

ini terdapat empat barisempat kolom. Pada pengujianini diperlukan tegangan 5 Vuntuk dapat mengaktifkankeypad, pada tabel 1 akandiperlihatkan input outputdari rangkaian keypad 4x4.

7

Tabel 1. Pengujian Keypad 4x 4

Keterangan :PB : Port B padamikrokontroler

Atmega 8535VCC : Catu Daya Positif (+)Keypad 4x4

Pada pengujian keypad 4x4hanya mempunyai tegangan 4.9V. Namun pada tegangan inikeypad masih dapat bekerja,dapat dilihat pada tabeldiatas apabila tombol keypad”1” ditekan, maka pada baris1 kolom 1 menghasilkantegangan pada port PB.8,apabila ditekan angka ”4”maka akan mengkasilkantegangan pada port PB.7.Begitu juga seterunya hinggapenekanan tombol keypad ”D”,pada PB.1, PB.2, PB.3 danPB.4 diberikan input sebesar4.9 V untuk (VCC).

Pengujian Powerfull DC SupplyPengujian powerfull DC

supply dilakukan pengukurandengan multimeter digitaluntuk mengetahui tegangan Vin (AC) dan V out (DC)keluaran dari V in. Sepertitabel berikut. (Rusmadi.1989).

Tabel 2. Pengujian PowerfullDC Supply

V in V Out

5 V 4.9 V

Nilai V in didapat darinilai masukkan yaituRegulated AC-DC Adaptor650mA dengan tegangan 12 Vyang dapat di atur dan dirubah menjadi 5 V melaluisetingan adaptor, atau didapat dari kabel Serial toUSB yang dihubungkan padakomputer/laptop, akan tetapisetingan pada mikrokontrolerharus dirubah pilihan sumberpower supply dari port USBkomputer, sedangkan V Outdidapat dari nilai keluaranpower supply 5 V, masukkantegangan mikrokontroler daripower supply harus bernilai5 V jika masukkan teganganke mikrokontroler kurangdari 4.93 V makamikrokontroler hidup.

8

TombolKeypad

PB.1(V)

PB.2(V)

PB.3(V)

PB.4(V)

PB.5(V)

PB.6(V)

PB.7(V)

PB.8(V)

Ket

1 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 1

2 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 2

3 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 3

A 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 4

4 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 1

5 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 2

6 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 3

B 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 4

7 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 1

8 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 2

9 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 3

C 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 4

* 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 1

0 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 2

# 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 3

D 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Kolom 4

Vcc Vcc Vcc Vcc Bari

s 4Baris 3

Baris 2

Baris 1

Rangkaian relay Nilai Vin didapat dari masukanyaitu Regulator AC-DCAdaptor 650mA dengantegangan 12 V, sedangkan VOut didapat dari nilaikeluaran power supply 12 V,masukkan teganganmikrokontroler dari powersupply harus bernilai 12 Vjika masukkan tegangan kemikrokontroler kurang dari11.93 V maka relay tidakdapat bekerja dan relay matiserta lampu tidak akanmenyala. (Darmawan Aref.2001)

Pengujian RelayPengujian relay ini

dilakukan pengukuran denganmultimeter digital untukmengetahui tegangan padasaat relay aktif dan tidakaktif.

Tabel 3. Pengujian Relay

Vbb 0 V Relay TidakAktif

Vbb 11.93V Relay Aktif

Ketika posisi relay tidakaktif atau port NC dalamkeadaan terbuka logikahight (1) maka nilai Vbb = 0V, dan ketika relay aktifatau port NC dalam keadaantertutup / logika low (0)maka nilai Vbb = 11.93 V,nilai Vbb = 11.93 V didapat

dari tegangan masukan daripower supply 12 Volt.

Pengujian RTC (Real TimeClock)

Pengujian RTC (Real TimeClock) Dilakukan dengan caramengeset jam,menit pada listing program.Setiap satu jam dilihat datajam dan menit apakah samadengan jam dinding (jam yangdipakai). Dalam peneltianini pengujian RTC dilakukansecara terus menerus sampaisettingan jam, menit, detikdi RTC sama dengan waktu jamdinding (jam yang dipakai).Seperti tabel berikut dibawah ini. (Wardhana L.2006).

Tabel 4. Pengujian RTC

Pengujian LampuPengujian Lampu dilakukan

dengan memberikan tegangan(power) 12V DC pada relaykemudian diberikan padalampu, jika relay on ataumendapat tegangan 12V makalampu akan nyala sedangkanjika relay off atau tidakmendapatkan tegangan maka

9

No Waktudi RTC

Waktu diJam

DindingNo Waktu

di RTC

Waktu diJam

Dinding1. 17.01 17.01 13. 05.01 05.012. 18.01 18.01 14. 06.01 06.013. 19.01 19.01 15. 07.01 07.014. 20.01 20.01 16. 08.01 08.015. 21.01 21.01 17. 09.01 09.016. 22.01 22.01 18. 10.01 10.017. 23.01 23.01 19. 11.01 11.018. 24.01 24.01 20. 12.01 12.019. 01.01 01.01 21. 13.01 13.0110. 02.01 02.01 22. 14.01 14.0111. 03.01 03.01 23. 15.01 15.0112. 04.01 04.01 24. 16.01 16.01

lampu akan padam. Berikutadalah hasil pengujian LampuOtomatis.

Tabel 5. Pengujian LampuOtomatis

Relay Keterangan12V / ON Lampu Nyala0V / OFF Lampu Padam

Tes Keseluruhan SistemPada tahapan ini pengujian

alat secara keseluruhandilakukan dengan prosesmenghubungkan seluruhrangkaian dan pengetesanfungsi dari keseluruhansistem apakah dapat berfungsisesuai dengan konsep atautidak bila ada sistem yangtidak bekerja dengan baikmaka harus dilakukan prosesperakitan ulang setiap bagiansistemnya.

Uji Coba StrukturalTahapan ini dilakukan

untuk mengetahui apakahsistem yang sudah dibuatsesuai dengan rancanganrangkaian yang sudah ada.Hasil uji coba struktural ditampilkan pada tabel di bawahini.

Tabel 6. Hasil UjiStruktural

No. Rangkaian Hasil

1. Modul ATMEGA Sesua

8535 i

2. Modul LCD 16x2 Sesuai

3. Modul Keypad4x4

Sesuai

4. Modul Relay Sesuai

5. Modul RTC Sesuai

Dari hasil uji cobastruktural yang di lakukanpada saat perakitan rangkaianhardware telah terbukti bahwasetiap rangkaian hardwaresudah sesuai denganperancangan yang dibuat padasetiap tahap perancangan.

Uji Coba FungsionalPada tahap ini dilakukan

pengujian yang bertujuanuntuk mengetahui apakah ujicoba yang dilakukan sudahberjalan dengan baik dansesuai dengan sistem yangada. Pada pengujian ini yaitupengujian rangkaian keypaduntuk membuktikan semuatombol yang ada pada keypadberfungsi dengan benar.

Tabel 7. Hasil UjiFungsional

No Fungsi Tombol Hasil

1. Menu Utama * Berhas

il

2.Set waktuon / off lampu 1

1 Berhasil

3. Set waktu 2 Berhas

10

on / off lampu 2 il

4.

Simpan data keseluruhan

# Berhasil

5.Set Keluar / Normal

B Berhasil

Dari hasil uji cobafungsional pada setiap tombolpada keypad telah terbuktibahwa semua tombol setting /inputan pada sistempengontrol lampu ruanganotomatis berbasis timer telahberfungsi cukup baik.

Uji Coba ValidasiTahapan ini dilakukan

dengan tujuan untukmengetahui sistem yang dibuatsudah bekerja dengan benaratau tidak. Ujicoba tersebutdilakukan dengan menginputkansetinggan waktu relay On /Off Lampu dan untukmengetahui lampu otomatis inisesuai atau tidak. Hasil ujicoba validasi sistempengontrol lampu ruanganotomatis berbasis timerseperti tabel berikut.

Tabel 8. Hasil Uji Validasi

Hasil pengujian yangdilakukan diatas dapatdikatakan bahwa SistemPengontrol Lampu OtomatisBerbasis Timer sudah valid,dan dapat digunakan dansistem berjalan dengan baik.

Optimasi (Optimization)Sistem ini sudah tidak ada

kendala dalam perakitankeseluruhan sistem, maka dapatdilakukan optimasi untukmeningkatkan performa dariaplikasi yang telah dirancang.

Setelah itu dilakukanpeletakan modul-modul sistem,Modul LCD 16x2 dipasang ataudiletakkan diatas modulmikrokontroler ATMEGA 8535secara bertingkat. ModulKeypad dan modul RTC (Real TimeClock) diletakkan diluar kotakrangkaian yaitu diatas modulmikrokontroler ATMEGA 8535.Modul Relay dipasang ataudiletakkan di bawah modulmikrokontroler ATMEGA 8535,untuk mempermudah jangkauanrangkaian lampu otomatis, dankemasan casis di desain lebihbaik serta seminimalismungkin, hingga kemasan casislebih kecil, fleksibel, dandinamis.

KESIMPULAN

Sistem Pengontrol LampuRuangan Otomatis BerbasisTimer MenggunakanMikrontroler ATMega 8535

11

----

dirancang dan dibuat untukmemberikan kemudahan dalamsistem pengontrolan lampuyang akan diterapkan diLaboratorium DIII TeknikKomputer FMIPA UniversitasPakuan Bogor.

Metode pengembanganyang digunakan yaitumenggunakan MetodePenelitian Bidang HardwareProgramming, terbagi menjadisepuluh tahapan yaituperencanaan proyekpenelitian, penelitian,pengetesan komponen, desainsistem mekanik, desainsistem listrik, desainsoftware, tes fungsional,intergrasi dan perakitan,tes fungsional keseluruhansistem dan optimasi sistem.

Prinsip kerja sistemini yaitu ketika ada datakeypad yang sudah diinputkanke dalam IC ATMega8535 dandisimpan ke dalam RTC, mikroakan membaca jam di RTC,hasil pembacaannya jam,menit, detik, JL 1/2 On/Off.Hasil pembacaan dari keduadata tersebut (RTC & EEPROM)akan dibandingkan, apakahsama atau tidak, jika jam &menit dari RTC sama denganjam & menit lampu 1/2 On/Offdari EEPROM maka relay lampu1/2 akan On/Off.

Sistem inputan wakturelay on / off sudah dinamis

dan dapat disetting melaluikeypad dengan cara menekantombol menu “*” untukmengeset jadwal waktu relayon/off lampu pertama danlampu kedua.

DAFTAR PUSTAKA

Alim, S. 2010. “Kontrol AlatListrik Berbasis Waktu”.http://inkubator-teknologi.com/kontrol-alat-listrik-berbasis-waktu. 19 Februari 2013.

Darmawan, A. 2001.Elektronika Dasar.Andi.Yogyakarta.

Iswanto. 2008. Desain danImplementasi SistemEmbedded MikrokontrolerATMega8535 dengan BahasaBasic. Grava Media,Yogyakarta.

Rusmadi. 1989. MengenalTeknik Digital. SinarBaru, Bandung.

Wardhana, L. 2006. BelajarSendiri Mikrokontroler AVRSeri ATMega 8535 Simulasi,Hardware, dan Aplikasi.Andi, Yogyakarta.

12

UCAPAN TERIMA KASIH

1. Bapak Prof. Dr-IngSoewarto H. selakupembibing I yang telahberkenan meluangkanwaktunya, memberikandoronga, moril danmotivasi serta petunjukpenulisan kepada penulisselama dalam punyusunanlaporan.

2. Bapak Deden Ardiansyah,S.T selaku pembimbing IIyang telah berkenanmeluangkan waktunya,memberikan petunjukteknis, konsep sertadorongan moril danmotivasi selama ini.

3. Ibu Eneng Tita TosidaM.si, selaku Ketua JurusanProgram Diploma III TeknikKomputer, FMIPA, Unpak.

4. Kedua Orang tua tercintayang telah memberikanperhatiannya yangsenantiasa memberikandorongan moril, materildan motivasi serta doanyakepada penulis.

13