ALAT KENDALI LAMPU MENGGUNAKAN SENSOR TEPUK BERBASIS ARDUINO UNO

 

"ALAT KENDALI LAMPU MENGGUNAKAN SENSOR TEPUK BERBASIS ARDUINO UNO"

Mata Kuliah Organisasi Dan Arsitektur Komputer
Prodi S1 Pendidikan Teknologi Informasi
Universitas Negeri Surabaya

Dosen Pengampu :

Aditya Prapanca

Disusun oleh :
Kelompok 5 Kelas A

Fhadluna Arum Dhany              (20050974027)

Adib Bagus Subarkah               (21050974039)

Muhammad Vito Susilo Putra   (21050974041)

Shafa Hafshah Nadhifah           (21050974047)

Tsabita Clara Anjani                 (21050974063)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1   Latar Belakang

Kemajuan teknologi yang sangat pesat memungkinkan adanya berbagai usaha untuk memberikan kemudahan dan kenyamanan bagi manusia. Salah satu usaha untuk memberikan kemudahan dan kenyamanan tersebut adalah melalui pengembangan sistem otomasi pada rumah (Home Automation).

Salah satu sistem otomasi yang dapat diterapkan di rumah adalah sistem yang dapat menyalakan dan mematikan secara dengan tepukan atau perintah suara menggunakan sensor pendeteksi suara. Sensor pendeteksi suara merupakan sensor yang digunakan untuk mengetahui keberadaan suara. salah satu contohnya seperti sensor yang kita gunakan pada tutorial kali ini. Sensor ini dilengkapi dengan mikrofon dan penguat suara yang menghasilkan nilai dalam bentuk analog dan digital. Melalui pengembangan sistem ini diharapkan penghuni rumah dapat menyalakan dan mematikan lampu tanpa harus berinteraksi langsung dengan saklar yang terdapat pada lampu pada umumnya tersebut.

Dengan berlatarbelakangkan akan hal tersebut penulis membuat sebuah lampu yang dapat dikontrol dengan tepukan atau perintah suara sebagai pengganti saklar on dan off yang terdapat pada lampu pada umumnya. Apabila di dalam ruangan atau daerah sekitar lampu tidak terdapat suara yang cukup bising yang terpapar ke sensor maka lampu tidak akan menyala. Dengan demikian penggunaan listrik untuk lampu tersebut akan menjadi lebih hemat karena kebanyakan orang sering lupa untuk mematikan lampu pada rumah mereka terutama pada bagian kamar.

1.2 Rumusan Masalah

Alat lampu otomatis ini terdiri dari dua bagian utama yaitu sistem perangkat keras  perangkat lunak (software).Sistem perangkat keras sendiri terdiri dari rangkaian sumber tegangan, sistem rangkaian sensor dan sistem rangkaian minimum mikrokontroler arduino uno.Sedangkan bagian software sendiri adalah bagian pemrograman, software yang digunakan adalah arduino.cc untuk penulisan dan upload program ke mikrokontroler.Kemudian setiap bagian bagian sistem dihubungkan keseluruhan sehingga dihasilkan sebuah prototype lampu otomatis menggunakan kendali tepukan atau suara.

1.     Bagaimana cara membuat prototype lampu menggunakan control tepukan atau suara sebagai saklar On Off?

2.     Bagaimana cara menerapkan sensor suara (SEN-0014) sebagai detektor suara?

3.     Bagaimana cara menghubungkan program ke mikrokontroler?

1.3 Tujuan

1. Untuk merancang dan membuat prototype lampu menggunakan control tepukan atau suara sebagai saklar On Off.
2. Mengimplementasikan sensor suara SEN-0014 sebagai detector suara dan memanfaatkan outputnya untuk mengaktifkan dan mengnonaktifkan relay.
3. Memperkaya pengetahuan penulis dan pembaca tentang Mikrokontroler dan aplikasinya.

1.4 Manfaat Penulisan

Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan pembaca dapat mengimplementasikan Sistem Lampu Otomatis Berbasis Arduino Uno menggunakan Sensor Tepuk Tangan dan dapat mengontrol lampu hanya dengan sebuah Tepukan Tangan.

 

 

 
BAB II 
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrograman sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita ketika kita memprogram mikrokontroler di dalam arduino.

Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino . Pada ATMega328 di Arduino terdapat bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru untuk itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari :

1. Program Editor, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengeditprogram dalam bahasa Processing.
2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner agar dapat dibaca oleh mikrokontroler. Karena mikrokontroler tidak dapat memahami bahasa processing sehingga compiler diperlukan agar program dapat dipahami oleh mikrokontroler.
3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory didalam papan Arduino.

Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata“sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya memiliki arti yang sama.

Sensor suara merupakan sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran listrik.Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang diterima.Dimana gelombang suara tersebut mengenai membran sensor, yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil sehingga menghasilkan besaran listrik. Sensor suara dilengkapi dengan mikrofon dan penguat suara yang menghasilkan nilai dalam bentuk analog maupun digital.

Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis. Jika sebuah penghantar dialiri oleh arus listrik, maka di sekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya diinduksikan ke logam ferromagnetis.

Logam ferromagnetis adalah logam yang mudah terinduksi medan elektromagnetis. Ketika ada induksi magnet dari lilitan yang membelit logam, logam tersebut menjadi "magnet buatan" yang sifatnya sementara. Sifat kemagnetan pada logam ferromagnetis akan tetap ada selama pada kumparan yang melilitinya teraliri arus listrik. Sebaliknya, sifat kemagnetannya akan hilang jika suplai arus listrik ke lilitan diputuskan.

2.2 Komponen

A.    Arduino UNO

Panjang dan lebar maksimum dari PCB Arduino UNO masing-masingnya adalah 2.7 dan 2.1 inci, dengan konektor USB dan power jack yang memperluas dimensinya. Empat lubang sekrup memungkinkan board untuk dipasangkan ke sebuah permukaan atau kotak.Sebagai catatan, bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 160 mil.(0.16"), bukan sebuah kelipatan genap dari jarak 100 mil dari pin lainnya.

Deskripsi Arduino uno

Mikrokontroler	ATmega 328
Tegangan pengoprasian	5 V
Tegangan Input yang disarankan	7 – 12 V
Batas Tegangan Input	6 – 20 V
Jumlah pin I/O Digital	14 Pin digital ( 6 diantaranya menyediakan keluaran PWM
Jumlah pin input Analog	6 pin
Arus Dc tiap pin I/O	40mA
Arus Dc untuk pin 3,3 V	50mA
Memori Flash	32 KB (ATmega328) sekitar 0,5

B.    Bread Board Mini

Digunakan sebagai perantara untuk menghubungkan sensor pendeteksi suara, kabel jumper, arduino uno dan relay 1 channel.

C.    Sensor Pendeteksi Suara

Spesifikasi

●      Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer)

●      Condeser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi

●      Tegangan kerja antara 3.3V – 5V  Terdapat 2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output

●      Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi

D.    Relay 1 Channel

Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu:

1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

●      Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)

●      Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

E.     Kabel Jumper

Kabel jumper yang digunakan pada projek ini yaitu kabel jumper dengan jenis male to male, dan male to female. Yang digunakan sebagai penyalur atau penghubung pada arduino uno, bread board, sensor pendeteksi suara, dan relay 1 channel.

F.     Lampu

Digunakan sebagai keluaran yang dihasilkan, yaitu mati atau menyala.

G.    Terminal Listrik

Menggunakan terminal listrik ganda yang digunakan untuk menyalurkan arus listrik dari relay dan colokan ke lampu.

H.    Kabel AC dan colokannya

Digunakan untuk menyambungkan arus listrik ke relay dan terminal listrik.

I.      Arduino IDE

Software yang digunakan sebagai penulisan, dan pengerjaan program arduino.

 

 

BAB III 
PEMBAHASAN

3.1 Penjelasan Simulasi

A.    Simulasi Tahap Wiring

Berikut adalah simulasi tahap wiring Alat Kendali Lampu Sensor Tepuk :

1)     Sensor pendeteksi suara (SEN-0014) dihubungkan ke Breadboard mini

2)     Pin 5V, GND, dan pin A0 pada arduino dihubungkan ke Breadboard mini

3)     Kaki input pada relay dihubungkan ke pin D3 pada Arduino

4)     Kaki VCC dan GND pada relay dihubungkan ke Breadboard mini

5)     Pin N.C pada relay dihubungkan ke lampu kemudian dihubungkan ke kabel AC

6)     Pin COM pada relay dihubungkan ke kabel AC

7)     Kabel AC dihubungkan ke stop kontak

8)     Sensor pendeteksi suara (SEN-0014) dihubungkan ke Breadboard mini

9)     Pin 5V, GND, dan pin A0 pada arduino dihubungkan ke Breadboard mini

10) Kaki input pada relay dihubungkan ke pin D3 pada Arduino

11) Kaki VCC dan GND pada relay dihubungkan ke Breadboard mini

12) Pin N.C pada relay dihubungkan ke lampu kemudian dihubungkan ke kabel AC

13) Pin COM pada relay dihubungkan ke kabel AC

14) Kabel AC dihubungkan ke stop kontak

Gambar Rangkaian Alat Kendali Lampu Sensor Tepuk

 

B.    Simulasi Cara Kerja

Pertama input atau sensor suara akan mendeteksi suara yang ada pada ruangan sekitar lampu terutama suara tepukan, sensor suara akan mengubahnya menjadi tegangan dan inputkan ke arduino. Kemudian mikrokontroler arduino akan memproses inputan yang diberikan oleh sensor suara untuk mengaktifkan dan menonaktifkan relay yang selanjutnya dari relay kemudian lampu akan dapat menyala dan mati tergantung kondisi sensor suara tepukan yang diberikan.

Hasil dari perakitan seluruh komponen dari lampu menggunakan kendali tepukan ini menghasilkan sebuah prototype yang disusun dari rangkaian tadi. Maka dihasilkan sebuah prototype alat seperti gambar berikut :

 

Gambar Prototype Alat Kendali Lampu Sensor Tepuk

3.2 Program

            Persiapan pertama sebelum memasukkan program adalah menghubungkan mikrokontroler arduino dengan PC melalui USB port. Langkah berikutnya adalah membuka software Arduino IDE, langkah selanjutnya adalah penulisan program pada software, berikut ini adalah program yang di tuliskan pada software.

Gambar Penulisan program pada software Arduino IDE

 

            Setelah pengetikan program selesai langkah selajutnya adalah compile program untuk mengubah bahasa pemrograman (code program) menjadi bahasa mesin (kode biner) dan memastikan apakah terdapat error atau warning pada program. Jika tidak terjadi error maka upload program berhasil.

 

Gambar Tampilan saat proses compile dan upload

 

BAB IV
 PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil Proyek Akhir ini maka dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Sistem prototype project alat kendali lampu berbasis arduino Uno menggunakan sensor tepuk telah berhasil dibuat.
2. Pengujian Sistem menyalakan lampu menggunakan suara dari sebuah tepukan berhasil dibuat, pengujian ini dilakukan dengan memberikan sebuah inputan yaitu berupa suara tepukan yang nantinya akan menghasilkan sebuah output untuk menyalakan lampu begitu juga saat mematikan lampu menggunakan suara tepukan.

4.2 Saran

Beberapa saran yang dapat diberikan antara lain :

1. Membuat tampilan aplikasi yang mudah dipahami oleh user.
2. Mengatur perangkat elektronik melalui internet (Cloud).

 

 

 

Daftar Pustaka :

1)     Oby, Zamisyak. 2021. Penjelasan Bagian dan Pin Arduino Uno. Diakses pada 18 Mei 2022.  https://kelasarduino.com/penjelasan-bagian-dan-pin-arduino-uno/

2)     Razor, Aldy. 2021. Modul Relay Arduino: Pengertian, Gambar, Skema, dan Lainnya. Diakses pada 18 Mei 2022. https://www.aldyrazor.com/2020/05/modul-relay-arduino.html

3)     Yulia. 2017. RANCANG BANGUN ALAT KENDALI LAMPU MENGGUNAKAN SENSOR TEPUK BERBASIS ARDUINO UNO. Departemen Disika, Universitas Sumatera Utara. Diakses pada 19 Mei 2022. https://repositori.usu.ac.id/bitstream/handle/123456789/3588/142411081.pdf?sequence=1&isAllowed=y

4)     AJTekno, 2019. Menyalakan Lampu dengan Tepuk Tangan berbasis Arduino. Diakses pada 18 Mei 2022. https://ajtekno.blogspot.com/2019/12/menyalakan-lampu-dengan-tepuk-tangan.html