## RANCANGAN SISTEM LUX METER DENGAN 5 SENSOR LDR DAN ARDUINO PADA SOFTWARE PROTEUS V8.0 SPO
1) Muhammad Navil , 1) Alex Harijanto , 1) Maryani
1) Program Studi Pendidikan Fisika, FKIP, Universitas Jember naviledogawa@gmail.com

## Abstrack
The  simulation  is  generally  used  to  present  and  as  an  initial  stage  for implementing a simple or complex system. The simulation is intended to find out whether the circuit is going  whit  what  the designer  wants. The purpose of this  research  was to design a light intensity meter using five LDR (Light Dependent Resistor) sensors and an arduino  uno  with  an  Atmega  328p  IC.  The  simulation  software  used  PROTEUS  v8.0 SPO,  Proteus  is  used  because  of  its  advantages:  Interactive,  easy  to  use,  and  with complete  electronic  components  such  as  having  active  components  (MOSFET Transistor,  IC,  diode,  IGBT,  BJT,  etc.)  and  passive  components  such  as  capsitor, resistors,  sensors  from  varius  vendo,input  and  output  pins,  and  is  equipped  with  two modes,  namely  ISIS  which  contains  SPICE  and  ARES  mode,  namely  PCB  loader.  The designed system circuit consists of 3 main components, such as: 1) the LDR sensor as an input component; 2) the design of tools for processing input data; 3) I2C LCD 16x2 as the output display of the input data processing by the Arduino Uno microcontroller.
Keywords : Light Intensity; LDR; ArduinoUno; Software Proteus.

## PENDAHULUAN
Manusia  tidak  bisa lepas  dari pemanfaatan dan ketergantungan pada cahaya  dalam  kehidupan  sehari-hari.  Miasal dalam  pemanfaatan  lampu  sebagai  sumber cahaya  buatan  untuk  membantu  aktifitas manusia.  Penerangan  sangat  bergantung pada jarak sumber cahaya, Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat  di  tangkap  atau  dilihat  oleh  mata manusia,  sumber  cahaya  mengeluarkan energi  yang  beberapa  diantaranya  di  ubah menjadi visible  light atau  cahaya  tampak yang    memiliki  cepat  rambat  gelombang  (v) diruang  bebas  adalah  3  x  10 8 m/s  dengan memiliki  frekuensi  sebesar  f  dan  panjang gelombang  sebesar 𝞴 maka  dapat  di rumuskan dengan:
Intensitas  cahaya  merupakan  variabel fisika  dimana  sering  dicari  nilai  besarannya dalam  praktikum  fisika  optik.  Salah  satu jenis  pengukuran  intensitas  cahaya  adalah dengan  mengukur  intensitas  cahaya  dari berbagai  sudut.  Alat  ukur  intensitas  cahaya yang  tersedia  di  toko  online  maupun  offline biasanya  memiliki  harga  yang  mahal. Dengan  adanya  sensor  cahaya  LDR  dan mikrokontroller berupa board arduino sehingga  alat  ukur  intensitas  cahaya  yang memiliki  harga  yang  murah  dapat  di rancang.
Cara  paling  mudah  dalam  mengukur tingkat  intensitas  cahaya  adalah  dengan menggunakan  papan  arduino  dan  sensor LDR,  dengan  mengkombinasikan  antara arduino dengan sensor-sensor lainnya arduino dapat  dikembangkan  untuk  menjadi bagian  dari  pembelajaran  lainnya  (Thakur, 2016). Sensor LDR sangatlah mudah didapat
dan dirangkai dengan karakteristik resisitansi yang bergantung pada nilai intensitas cahaya yang diterima.
Mikrokontroller atau pengendali mikro dalam rangkaian elektronika berfungsi sebagai  pengontrol  sekaligus  pengolah  data yang  mengatur  proses  kerja  dari  suatu rangkaian  elektronika.  IC  yang  digunakan biasanya  terdiri  dari timer, CPU,  serial komunikasi  pararel,  memori, port  input dan output, ADC dll  (Andrianto  dan  Darmawan, 2017).  Chip  mikrokontroller  pada  saat  ini terdapat dalam Board arduino yang merupkan KIT elektronik dimana didalamnya memiliki variasi IC mikrokontroller  bergantung type dari board
arduinonya sehingga memudahkan seseorang dalam perakitan rangkaian elektronika meski tanpa  mengetahui  apa  itu  pemrograman (Schmit, 2013)..
Untuk  merancang  alat  ukur  intensitas cahaya menggunakan sensor LDR dan board arduino  maka  perlu  dilakukan  perancangan sistem  lux  meter  dengan  5  sensor  LDR  dan arduino menggunakan software Proteus v8.0 SPO.  Proteus merupakan salah satu software elektronika  dari  suatu  perusahan  Inggris yaitu labcenter  elektronics yang  digunakan desainer  untuk  merancang  prototype  dan mensimulasikan rangkaian
elektronik.
Proteus  di  dukung  oleh  banyak library
sehingga membuat proteus menjadi software simulasi  yang  sangat  lengkap  mulai  dari komponen  pasif,  IC,  mikrokontroller  alat ukur,  transistor,  dan  komponen  elektronika lainnya  (Permana,  2016).  Dengan  alasan  ini peneliti  membuat  perancangan  sistem  lux meter  menggunakan  5  sensor  LDR  dan Arduino menggunakan software Proteus.

## METODE PENELITIAN
Rancang  bangun  alat  ukur  intensitas cahaya  dengan  sensor  LDR  menggunakan software Proteus  v8.0  SPO  menggunakan beberapa  komponen  dalam  bentuk  virtual yaitu  sebagai  berikut:  1)  lampu  merupakan
sumber  cahaya  yang  yang  akan  di  ukur intensitas cahayanya; 2) sensor light dependent  resistor merupakan  resistor  yang memiliki nilai resistansi berubah-ubah bergantung dengan intensitas cahaya yang di terima  LDR;  3)  arduino  uno  merupakan board mikrokontroller  dengan  IC  Atmega 328p  yang  berfungsi  sebagai  pengolah  data yang di ukur sensor LDR.; 4) I2C /IIC ( Inter Intergreted  Cirkuit) atau  TWI  ( Two  Wire Interface) merupakan  module  LCD  yang  di kendalikan  secara sinkronasi serial protokol; 5)  LCD  16  x  2    merupakan  modul  yang berfungsi sebagai penampil data ukur sensor LDR yang telah di olah board arduino uno.
Gambar. 1 diagram blok alat rancangan Cara  kerja  sistem  yang  di  buat berdasarkan pada gambar. 2 karena menggunakan  simulasi  proteus  v8.0  SPO  di jelaskan dengan flowchart
Sensor LDR sebanyak 5 buah Arduino Uno I2C +LCD 16 x 2 Microsoft Excel
Gambar 2. Flowchart rancang sistem alat
Cara  kerja  rancang  bangun  sistem lux meter dengan sensor LDR menginisialisasi setelah inisialisasi selesai di lanjutkan  dengan  penerimaan input berupa cahaya  oleh  sensor  LDR  ( Light  Dependent Resistor) jika  tidak  ada  cahaya  maka  proses akan  kembali  pada input data  oleh  sensor LDR dan jika ada cahaya proses duilanjutkan  dengan  aktivasi  sensor  LDR dan  Arduino,  setelah  aktivasi  sensor  dan Arduino  maka  data input dari  sensor  LDR akan  di  olah  oleh  Arduino  dan  di  tampilkan pada LCD 16x2

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tahap  awal  dilakukan  perancangan sistem  I2C  dan  LCD  16x2,  kaki  I2C  di hubungkan  pada  LCD  16  x  2  dengan urutannya  adalah  menghubungkan  D7  LCD pada  P7  I2C,  D6  LCD  pada  p6,  D5  LCD pada  P5  I2C,  D4  LCD  pada  P4  I2C,  kaki  E LCD dihubungkan dengan P2 I2C,  kaki RW LCD dihubungkan pada P1 I2C, dan kaki RS LCD  dihubungkan  dengan  kaki  p0  LCD. Dilanjutkan  dengan  menghubungkan  I2C pada  mikrokontroller  arduino  uno,  dengan
rangkaian  A0,  A1,  dan  A2  dihubungkan dengan  pin  daya  5V,  pin  SCL  I2C dihubungkan  dengan  pin  A4  atau  SCL Arduino,  dan  kaki  SDA  I2C  di  hubungkan pada pin A5 atau pin SDA Arduino. tahap ini dilakukan  untuk  menguji  apakah  rangkaian LCD terpasang dengan benar dan mengetahui apakah program I2C LCD dapat bekerja  dengan  apa  yangdi  inginkan  peneliti rangkaian  pengujian  LCD  dibuat  dengan software Proteus  V8.0  seperti  rangkaian berikut:
Gambar 3 rangkaian uji I2C LCD 16 x 2 Tahap berikutnya
dilakukan perangkaian sensor LDR sebanyak lima buah pada  rangkaian  Arduino  uno  dan  I2C  LCD 16x2  dengan  menhubungkan  sensor  1 dihubungkan  pada  pin  analog  0  (A0)  sensor LDR 2 dihubungkan pada pin analog 2 (A1), sensor  LDR  3 dihubungkan  pada  pin  analog 3 (A2), sensor LDR 4 dihubungkan pada pin analog  3  (A3),  dan  sensor  LDR  5 dihubungkan  pada  pin  Analog  4  (A4), dengan  masing-masing  sensor  dihubungkan seri  dengan  reisitor  dengan  besar  10  k  ohm dan disusun secara pararel terhubung dengan pin  power  dengan  daya  5  Volt  dan  ground (gnd)    setelah  dirangkai  menggunakan software Proteus didapatkan sebagai berikut:
Mulai
Inisialisasi
Sensor, LCD,
Input Sensor
Cahaya
Ada Aktivasi Sensor dan Arduino Tampilkan Intensitas Cahaya Selesai Tidak Ya
Gambar 4. Rangkaian sensor LDR dan LCD
Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan  program  menggunakan software IDE Arduino, program pertama adalah peng- uploadan library  LCD  16x  2,  I2C  dan komunikasi wire ,  kemudian  dilanjutkan dengan  menginisialisasi  masing-masing  pin pada Arduino, kemudian di lanjutkan dengan program  persamaan  untuk  mengkonvert  dari resistansi ke besaran lux yaitu menggunakan perintah  sensor  Value  =  analogRead  (pin analog  LDR);  dan  perintah  float  lux= ((500.0/1024)*sensorValue)*0.1;. lalu dilanjutkan  dengan upload pada  rangkaian simulasi Proteus v8.0 SPO .
Gambar 5. Program IDE arduino Sensor Light  Dependent  Resisrtor (LDR)  adalah  sebuah  resistor  dua  kaki  yang memiliki  kepekaan  terhadap  cahaya,  saat menenerima  cahaya  yang  semakin  kecil maka  nilai  resitansinya  akan  semakin  besar hal ini dapat di lihat pada gambar

## Gambar. 4 hubungan resistansi dan lux
Untuk perancangan secara hardware data  akan  dinyatakan  valid  apabila  sesuai denga  Persamaan  untuk  interverensi  yang  di tulis dengan:
(1)
( ) ( ) (2) ( ) ( ) (3)
( )    ( ) Dengan melihat hubungan Amplitudo dengan intensitas maka di dapatkan persamaan sebagai berikut: ( ) (4) (5) Dan  nilai  dari (  )       ( ) maka persamaan di atas bisa di tulis dengan: ( ) (6) Atau ( ) (7) Dengan besarnya intensitas cahaya bergantung  dengan  nilai  dari  cos 2 dan intensitas maksimal didapat jika
( ) atau ( )
(Guenter.  1990). Dari persamaan di atas bisa di ketahui bahwa intensitas  maksimal  bergantung  pada  nilai sudut cos square= 1.

## SIMPULAN DAN SARAN
Rancang sistem lux meter menggunakan  5  sensor  LDR  dan  arduino dengan  berbantukan software Proteus  v8.0
SPO  dan  mendpat  hasil  sesuat  yang  di inginkan  peneliti.  Alat  ini  bekerja  dengan cara  mengukur  resistansi  dari  sensor  LDR yang  berubah-ubah  bergantung  dengan cahaya  yang  di  terima  oleh  sensor  LDR, dengan  memperhatikan  datasheet  sensor LDR,  perubahan  resistansi  di convert
kedalam besaran lux, pengkonvertan dilakukan  melalui  program  menggunakan IDE  Arduino  yang  di  tanamkan  pada  IC
Atmega328  yang  ada  pada  arduino  uno.
Dengan menggunakan board arduino perancangan  akan  menjadi  sangat  mudah, lebih terkostumisasi, dan dalam pengimplementasian yang lebih praktis. SARAN Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan,  peneliti  menyarankan  untuk mensimulasikan  dengan  sensor-sensor  dan rangkaian elektronika yang lain menggunakan software Proteus dengan versi v8.0 atau versi lainnya.

## DAFTAR PUSTAKA
Feriyana,  O.  S.,  Kamus,  Z.  ,  2019,
Pembuatan Alat Ukur Sudut Datang  dan  Intensitas  Cahaya Matahari Real Time Menggunakan Sensor  Accelerator  dan  LDR ,
Padang, Jurnal  Pillar  of  Physics,
Vol 12, No. 1, Universitas Padang
Halliday,  David  &  Resnick,  Robert.  1991.
Fisika. Translated by Pantur Silaban dan Erwin Sucipto.
Jakarta: Erlangga.
Harijanto,  Alex,  2019, Buku  Ajar  Kuliah Sensor  dan  Transducer ,  Jember,
Universitas Jember
Herawadi  S.  N.,  dan  Ridho  .M.,  2015.
Pendeteksi tanah longsor menggunakan sensor Cahaya. Jurnal TIM Darmajaya. 1(2): 219.
Hikam, Muhammad, et al. 2005. Eksperimen
Fisika  dasar  Untuk  Perguruan
Tinggi. Jakarta: Prenada Media.
Kubinova,  S.,  Slegr,  J.,    2015,  Physics
Demonstrations with Arduino Board, IOP Science, Physics Education, Vol. 50, No. 472 Pamungkas,  M.,  Hafiddudin,  dan  Rohmah, Y.  S.,  2015, Perancangan  dan Realisasi Alat Pengukur Intensitas Cahaya ,  Jurnal  Elkomia,  Teknik Elektro ITENAS, No. 2, Vol. 3 Saputra, f.a., purfaji., & wicaksana, d. 2013. mekatronika  tentang  pembuatan robot sumo
Stallings,  w.  2004.  Data  and  computer communications  7th  edition.  New jersey: pearson prentice hall.
Thakur,  M.  R.,  2016, Measurement  Made
Simple with Arduino, Delhi, Kindle.
Tipler,  Paul  A.  (1998).  Fisika  Untuk  Sains dan  Teknik  Jilid  1.  Erlangga: Jakarta.