Minggu, 27 September 2026

LAPORAN PRAKTIKUM MONITORING SENSOR CAHAYA MENGGUNAKAN ADC PADA CIRKIT DESIGNER


Disusun Oleh:

Muhamad Rizaldhani Darmawan

24051204004

Novanda Ega Arenta

24051204030

Muhammad Fiqih Mu'azaidin

24051204031

I Made Nandana Devadatta Giri

24051204090



BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi internet of things (IoT) telah membawa perubahan besar dalam cara manusia berinteraksi dengan lingkungan sekitar melalui perangkat elektronik yang saling terhubung. salah satu penerapan dasar IoT adalah kemampuan suatu sistem untuk membaca kondisi fisik disekitarnya, seperti intensitas cahaya, kemudian mengubahnya menjadi data digital yang dapat diproses dan ditampilkan secara real-time. kemampuan ini menjadi fondasi bagi berbagai aplikasi yang lebih kompleks, mulai dari sistem  pencahayaan otomatis, smart home, hingga sistem pemantauan lingkungan berbasis sensor.

Salah satu komponen yang umum digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya adalah sensor light dependent resistor (LDR). sensor ini  memiliki resistensi yang berubah-ubah sesuai dengan banyak sedikitnya cahaya yang diterimanya. agar nilai resistansi tersebut dapat dibaca oleh mikrokontroler, dibutuhkan sebuah proses konversi dari sinyal analog menjadi sinyal digital yang dikenal dengan istilah analog to digital converter (ADC). pada praktikum ini, mikrokontroler arduino uno digunakan untuk membaca nilai ADC dari sensor LDR, kemudian nilai tersebut dimanfaatkan untuk menentukan kondisi lingkungan sekitar, yaitu terang atau gelap, serta mengendalikan LED sebagai indikator secara otomatis. 

Untuk mempermudah proses perancangan dan pengujian rangkaian tanpa memerlukan komponen fisik secara langsung. praktikum ini memanfaatkan platform simulasi rangkaian elektronik berbasis web, yaitu cirkit designer. melalui platform ini, rangkaian antara arduino uno, sensor LDR, resistor, dan LED dapat dirancang, diuji, dan diamati perilakunya secara virtual sebelum diterapkan pada perangkat keras yang sesungguhnya. berdasarkan latar belakang tersebut, disusunlah laporan praktikum ini untuk mendokumentasikan proses perancangan, simulasi, serta analisis terhadap sistem monitoring sensor cahaya menggunakan ADC pada cirkit designer.

1.2 Rumusan Masalah

  • Bagaimana prinsip kerja sensor LDR dalam mendeteksi intensitas cahaya di sekitarnya?

  • Bagaimana proses konversi sinyal analog menjadi sinyal digital (ADC) dilakukan oleh arduino Uno terhadap nilai keluaran sensor LDR?

  • Bagaimana rangkaian sensor cahaya, resistor, arduino Uno, dan LED dirancang serta disimulasikan menggunakan cirkit designer?

  • Bagaimana sistem dapat menampilkan hasil pembacaan nilai ADC serta status kondisi cahaya (terang/gelap) secara otomatis melalui serial monitor dan indikator led?



1.3 Tujuan Laporan

  • Memahami prinsip dasar kerja sensor LDR sebagai pendeteksi intensitas cahaya.

  • Memahami konsep analog to digital converter  (ADC) pada mikrokontroler arduino Uno.

  • Merancang dan mensimulasikan rangkaian monitoring sensor cahaya menggunakan platform cirkit designer.

  • Menganalisis hasil pembacaan nilai ADC dan sensor LDR serta perilaku LDR sebagai indikator kondisi gelap dan terang.


1.4 Manfaat Penulisan

Penyusunan laporan praktikum ini diharapkan dapat memberikan manfaat yang komprehensif, baik secara teoritis maupun praktis, di antaranya adalah:

  • Bagi penulis, laporan ini menjadi sarana untuk memperdalam pemahaman mengenai konsep IoT, sensor analog, dan proses ADC secara praktis melalui simulasi rangkaian.

  • Bagi pembaca,  laporan ini dapat dijadikan referensi dalam mempelajari cara kerja sensor LSD serta penerapannya dalam sistem otomatisasi sederhana berbasis arduino.

  • Bagi pengembangan keilmuan, laporan ini memberikan gambaran penerapan konsep IoT dasar yang dapat dikembangkan lebih lanjut menjadi sistem monitoring cahaya yang lebih kompleks dan terintegrasi dengan platform IoT lainnya.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Internet of things (IoT) merupakan konsep yang menghubungkan berbagai perangkat fisik dengan jaringan internet sehingga perangkat tersebut dapat mengumpulkan, mengirim, dan menerima data secara otomatis tanpa memerlukan interaksi manusia secara langsung. salah satu elemen dasar dalam sistem IoT adalah sensor, yang berfungsi sebagai penghubung antara dunia fisik dan sistem digital.

Light Independent Resistor (LDR) adalah komponen elektronika yang nilai resistansinya berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya diterimanya. semakin terang cahaya yang mengenai permukaan LDR, semakin kecil nilai resistansinya, dan sebaliknya semakin gelap kondisi sekitar, semakin besar nilai resistansi yang dihasilkan. perubahan resistensi ini kemudian dikonversi menjadi tegangan analog melalui rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) sederhana. 

Analog to Digital Converter (ADC) merupakan fitur pada mikrokontroler yang berfungsi mengubah sinyal analog menjadi nilai digital agar dapat di prosess secara komputasi. pada arduino Uno, ADC memiliki resolusi 10 bit sehingga menghasilkan rentang nilai keluaran dari 0 hingga 1023, yang merepresentasikan tegangan  input dari 0 volt hingga ambang batas (threshold) kondisi gelap dan terang.

arduino uno adalah papan mikrokontroler berbasis chip ATmega328P yang banyak digunakan dalam pengembangan proyek elektronika dan IoT karena kemudahannya dalam pemrograman serta ketersediaan pin analog dan digital yang memadai untuk membaca sensor maupun mengendalikan aktuator seperti LED.

Cirkit Designer adalah platform simulasi rangkaian elektronik berbasis web yang memungkinkan pengguna merancang, menghubungkan, dan menguji perilaku rangkaian elektronik maupun kode program mikrokontroler secara virtual. penggunaan platform simulasi ini mempermudah proses  pembelajaran dan pengujian rangkaian tanpa risiko kerusakan komponen fisik.

2.2 Komponen

Berikut adalah rincian komponen perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software) yang digunakan dalam implementasi kedua sistem simulasi berbasis Cirkit Designer ini:


NO

 Komponen

Fungsi

1

Arduino Uno

Sebagai mikrokontroler utama yang membaca nilai ADC dari sensor LDR dan mengendalikan LED.

2

Sensor LDR

Mendeteksi intensitas cahaya di sekitar dan mengubahnya menjadi nilai resistansi yang bervariasi.

3

Resistor 10 kΩ

Digunakan bersama LDR sebagai rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) agar menghasilkan tegangan analog yang dapat dibaca Arduino.

4

LED

Berfungsi sebagai indikator visual yang menyala saat kondisi terdeteksi gelap.

5

Resistor 220 Ω

Membatasi arus yang mengalir ke LED agar tidak melebihi batas aman.

6

Serial Monitor

Menampilkan nilai ADC dan status kondisi cahaya (terang/gelap) secara real-time pada komputer.



BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Penjelasan Simulasi

Simulasi rangkaian pada praktikum ini dirancang menggunakan platform Cirkit Designer dengan komponen utama berupa arduino Uno, modul sensor LDR, dua buah resistor 220 Ω, dan sebuah LED. rangkaian dihubungkan sebagai berikut:pin VCC dan GND pada modul sensor LDR dihubungkan ke pin 5V dan GND Arduino Uno untuk memberikan catu daya, sedangkan pin keluaran analog (AO) pada modul sensor dihubungkan ke pin analog A0 Arduino Uno sehingga nilai intensitas cahaya dapat dibaca melalui fitur ADC. Selain itu, pin keluaran digital (DO) modul sensor turut dihubungkan sebagai jalur tambahan pada rangkaian.

Pada sisi keluaran, LED dihubungkan melalui resistor 220 Ω menuju pin digital 9 Arduino Uno, yang berfungsi sebagai pembatas arus sekaligus jalur kendali nyala-padamnya LED. Resistor 220 Ω kedua digunakan pada jalur catu daya sensor sebagai bagian dari rangkaian pembagi tegangan bersama LDR, sehingga perubahan intensitas cahaya menghasilkan perubahan tegangan analog yang proporsional pada pin A0. Skema lengkap rangkaian dapat dilihat pada bagian Lampiran.

Secara umum, alur kerja sistem dapat digambarkan sebagai berikut: cahaya yang mengenai permukaan LDR menyebabkan nilai resistansinya berubah, perubahan ini menghasilkan tegangan analog yang berbeda-beda, kemudian tegangan tersebut dibaca oleh Arduino Uno melalui fitur ADC pada pin A0 dan dikonversi menjadi nilai digital dalam rentang 0 hingga 1023. Nilai digital inilah yang selanjutnya dibandingkan dengan nilai ambang batas (threshold) untuk menentukan status kondisi cahaya, yaitu terang atau gelap, serta digunakan untuk mengendalikan nyala LED secara otomatis.

Ketika di simulasikan, pada kondisi ruangan terang, nilai ADC yang terbaca berada di atas ambang batas sehingga LED dalam keadaan padam. Sebaliknya, ketika intensitas cahaya diturunkan (disimulasikan sebagai kondisi gelap), nilai ADC yang terbaca turun di bawah ambang batas sehingga LED menyala secara otomatis sebagai indikator. Seluruh hasil pembacaan nilai ADC beserta status kondisinya juga ditampilkan secara real-time melalui Serial Monitor, sehingga proses pemantauan dapat diamati secara langsung selama simulasi berjalan.


3.2 Program

Berikut merupakan kode program yang digunakan pada arduino uno untuk membaca nilai ADC dari sensor LDR, menentukan status kondisi cahaya, serta mengendalikan LED dan menampilkan hasil pembacaan pada serial monitor.

const byte LDR_PIN = A0;
const byte LED_PIN = 9;
const int DARK_THRESHOLD = 500;

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int adcValue = analogRead(LDR_PIN);
  bool dark = adcValue < DARK_THRESHOLD;

  digitalWrite(LED_PIN, dark ? HIGH : LOW);

  Serial.print("Nilai ADC LDR: ");
  Serial.print(adcValue);
  Serial.print(" | Kondisi: ");
  Serial.println(dark ? "Gelap" : "Terang");

  delay(500);
}


Penjelasan alur program

Pada bagian awal program, dideklarasikan konstanta LDR_PIN yang merepresentasikan pin analog A0 sebagai jalur pembacaan sensor LDR, LED_PIN yang merepresentasikan pin digital 9 sebagai jalur keluaran menuju LED, serta DARK_THRESHOLD yang merupakan nilai ambang batas sebesar 500 untuk menentukan kondisi gelap.

Pada fungsi setup(), pin LED dikonfigurasi sebagai OUTPUT dan komunikasi serial diinisialisasi dengan baud rate 9600 agar hasil pembacaan dapat ditampilkan pada Serial Monitor. Selanjutnya, pada fungsi loop() yang berjalan secara berulang, nilai ADC dari sensor LDR dibaca menggunakan fungsi analogRead() dan disimpan pada variabel adcValue. Nilai tersebut kemudian dibandingkan dengan DARK_THRESHOLD untuk menentukan variabel boolean dark, yang bernilai true apabila nilai ADC lebih kecil dari ambang batas (kondisi gelap) dan false apabila sebaliknya (kondisi terang).

Berdasarkan nilai variabel dark tersebut, fungsi digitalWrite() digunakan untuk menyalakan LED (HIGH) apabila kondisi gelap terdeteksi, atau memadamkan LED (LOW) apabila kondisi terang terdeteksi. Selanjutnya, nilai ADC beserta status kondisi cahaya ditampilkan pada Serial Monitor menggunakan fungsi Serial.print() dan Serial.println(). Program diakhiri dengan fungsi delay(500) yang memberi jeda selama 500 milidetik sebelum pembacaan berikutnya dilakukan, sehingga proses monitoring berjalan secara berulang dan real-time. 



BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sensor LDR, dapat digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya di sekitarnya dengan memanfaatkan perubahan nilai resistansi yang kemudian dikonversi menjadi tegangan analog melalui rangkaian pembagi tegangan. arduino uno berhasil membaca tegangan tersebut menggunakan fitur ADC pada pin A0 dan mengkonversinya menjadi nilai digital dalam rentang 0 hingga 1023.

Melalui simulasi pada platform cirkit designer, rangkaian yang terdiri dari arduino uno, sensor LDR, resistor, dan LED berhasil dirancang dan diuji dengan baik. sistem mampu menentukan kondisi terang dan gelap berdasarkan nilai ambang batas (threshold) yang ditetapkan pada program, serta mengendalikan nyala dan padamnya LED secara otomatis sesuai kondisi cahaya yang terdeteksi. hasil pembacaan nilai ADC dan status kondisi cahaya juga berhasil ditampilkan secara real-time melalui serial monitor, sehingga proses monitoring dapat diamati dengan jelas selama simulasi berjalan.

Dengan demikian, praktikum ini menunjukkan bahwa konsep dasar IoT berupa pembacaan data sensor. pengolahan data melalui ADC, dan pengambilan keputusan otomatis oleh mikrokontroler dapat diimplementasikan dengan baik menggunakan platform simulasi, sebelum ditetapkan pada perangkat keras yang sesungguhnya.

4.2 Saran

Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan, terdapat beberapa saran yang dapat disampaikan untuk pengembangan lebih lanjut. Pertama, nilai ambang batas (DARK_THRESHOLD) sebaiknya dapat diuji dan disesuaikan kembali berdasarkan kondisi lingkungan sebenarnya, karena karakteristik sensor LDS dapat berbeda-beda terfatug pada kondisi pencahayaan di lokasi penerapannya.

Kedua, sistem ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan menambahkan konektivitas jaringan, misalnya menggunakan modul ESP8266 atau ESP32, sehingga data hasil pembacaan sensor dapat dikirim dan dipantau secara jarak jauh melalui platform IoT seperti Blynk, Thingspeak, atau aplikasi berbasis web maupun mobile, agar konsep IoT dapat diterapkan secara lebih menyeluruh.

Ketiga, sebelum diimplementasikan pada perangkat keras yang sesungguhnya, disarankan untuk melakukan pengujian tambahan pada rangkaian fisik guna memastikan kesesuaian antara hasil simulasi dengan kondisi nyata, mengingat karakteristik komponen elektronik fisik dapat memiliki toleransi noise yang tidak sepenuhnya tergambar pada simulasi.



DAFTAR PUSTAKA

Arduino. (2024). Arduino Uno Rev3 Documentation. Diakses dari https://docs.arduino.cc/hardware/uno-rev3

Arduino. (2024). AnalogRead() Function Reference. Diakses dari https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogread/

Cirkit Designer. (2024). Cirkit Designer Documentation: Simulasi Rangkaian Elektronik Berbasis Web. Diakses dari https://app.cirkitdesigner.com

Kadir, A. (2018). Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino. Yogyakarta: Andi Offset.

Santoso, H. (2015). Panduan Praktis Arduino untuk Pemula. Trenggalek: Elang Sakti.

Sutono, S., & Aripriharta. (2020). Internet of Things (IoT): Konsep dan Aplikasi. Malang: Universitas Negeri Malang Press.

Texas Instruments. (2021). Understanding Data Converters: Analog to Digital Converter (ADC) Basics. Diakses dari https://www.ti.com

Vishay Semiconductors. (2019). Light Dependent Resistors (LDR) Datasheet and Technical Notes. Diakses dari https://www.vishay.com

Lampiran

Link video presentasi: https://www.youtube.com/watch?v=rMr-mx-Dbwg



di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)