## PENGATURAN LAMPU TAMAN LED RGB BERBASIS ARDUINO YANG DILENGKAPI SOLAR CELL
Fina Supegina dan Imam Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana, Jakarta, Indonesia Email : supegina80@yahoo.co.id
Abstrak --  Pada  saat  ini  perkembangan  teknologi  sudah  semakin  canggih.  Dari  waktu  ke  waktu perkembangan  teknologi  terus  saja  berkembang,  dari  teknologi  yang  semula  menggunakan  obor, petromaks,  lampu  pijar,  lampu  gas,  hingga  sampai  ke  lampu  LED  (Light  Emiting  Dioda).  Semua lampu – lampu tersebut dibuat untuk membantu manusia untuk melakukan aktifitas di malam hari. Penggunaan  lampu  led  pada  masa  kini  banyak  kita  jumpai  karena  selain  dapat  digunakan  untuk pencahayaan  di  malam  hari  dan  juga  lampu  led  dapat  menghemat  energi  listrik  dibandingkan dengan  lampu  pijar  dan  lampu  gas.Penggunaan  lampu  LED  RGB(  Light  Emiting  Dioda  Red, Green,  Blue)  ini  dapat  dikontrol  menggunakan  remote  untuk  pengubahan  warnanya  dan  sebagai receivernya menggunakan TSOP 1738. Penggunaan lampu LED RGB ini  dilengkapi dengan LDR (Light Dependent Resistor) untuk otomatisasi lampu pada waktu malam dan pagi hari, sedangkan untuk processornya menggunakan arduino duemilanove. Sebagai sumber tegangan menggunakan  battery  12V  yang  dilengkapi  dengan  solar  cell  untuk  charger  battery.  Penggunaan lampu  LED  RGB(  Light  Emiting  Dioda  Red,  Green,  Blue)  dapat  menerima  sinyal  dari  remote dengan  jarak  10  meter  dan  dapat  memancarkan  cahaya  berwarna  merah,  biru,  hijau,  dan kombinasinya. Di waktu malam hari lampu ini dapat langsung menyala dan mati di waktu pagi hari. Lampu  LED  RGB  ini  dilengkapi  dengan  solar  cell  yang  digunakan  untuk  mencharger  aki/battery yang berfungsi sebagai power supply ke board arduino.
Kata Kunci : Led RGB, Arduino, IR Remote, LDR, Solar Cell

## 1. PENDAHULUAN
Banyak kita jumpai lampu – lampu taman banyak  yang  menggunakan  lampu  pijar  atau lampu fluorescene (  lampu  TL)  yang  banyak membutuhkan  energi  listrik  dan  warna  yang dihasilkan  adalah warm  light  ataupun  daylight sehingga  apabila  kita  menginginkan  atau bervariasi  dengan  warna  untuk  menambah suasana  atau moody yang  diinginkan.  Oleh karena  itu  maka  penulis  akan  membuat  lampu led  yang  dapat  kita  kontrol  sehingga  dapat berubah  warna  baik  itu  putih,  merah,  biru, maupun  hijau  sesuai  dengan  warna  yang  kita inginkan.  Sebagai  sumber tegangan  digunakan solar  cell  dan  battery  12  V.  Pengaturan  lampu menggunakan arduino dan remote.
Pada  tulisan  ini  akan  diberikan  batasan masalah, yakni hanya membahas perancangan perangkat keras lampu LED RGB (Red, Green, Blue)  dengan  dengan  menggunakan  Arduino Duemilanove,  perangkat  lunak  menggunakan program arduino.
Tujuan  tulisan  ini  adalah  menjelaskan proses  perancangan  lampu  LED  RGB  (Red, Green,  Blue)  yang  dapat  dikontrol  secara otomatis  dapat  menyala  serta  menggunakan solar cell dan battery charger.

## 2. TEORI DASAR KOMPONEN
2.1 Lampu LED RGB (Red, Green, Blue)
Lampu  RGB  LED  adalah  lampu  LED yang bisa memancarkan 3 warna cahaya dalam satu  unit  Led  secara  bergantian,  dinamakan RGB  adalah  karena  singkatan  dari  3  warna dalam bahasa Inggris yaitu R = Red, G = Green dan  B  =  Blue.  Cahaya  yang  dipancarkan   oleh RGB  LED  sangat  menarik  sekali,  karena cahaya  tersebut  dapat  memancarkan  secara bergantian  tanpa  menggunakan  rangkaian elektronik tambahan. Diameter LED 5mm, 2.25 - 3V max, 20mA, Temperatur -30C~ + 85C.
Gambar 1.. LED  RGB

## 2.2 LDR (Light Dependent Resistor)
Light  Dependent  Resistor  atau  yang biasa  disebut  LDR  adalah  jenis  resistor  yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima  oleh  komponen  tersebut.  Biasa digunakan  sebagai  detektor  cahaya  atau pengukur besaran konversi cahaya.
Light  Dependent  Resistor,  terdiri  dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya.  Pada  saat  gelap  atau  cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan  elektron  bebas  dengan  jumlah yang  relatif  kecil.  Sehingga  hanya  ada  sedikit elektron  untuk  mengangkut  muatan  elektrik. Artinya  pada  saat  cahaya  redup  LDR  menjadi konduktor  yang  buruk,  atau  bisa  disebut  juga LDR  memiliki  resistansi  yang  besar  pada  saat gelap atau cahaya redup.

## Gambar 2. LDR

## 2.3 Arduino Duemilanove
Arduino Duemilanove adalah papan mikrokontroler
berdasarkan
ATmega328 (datasheet).  Dalam  bahasa  Itali  "Uno"  berarti satu,  maka  jangan  heran  jika  peluncuran Arduino  1.0  diberi nama Uno.  Arduino  ini berisi semua  yang  diperlukan  untuk  mendukung mikrokontroler, untuk  mengaktifkan cukup menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB dengan adaptor AC-DC atau baterai.
Gambar 3. Arduino Duemilanove
Berikut adalah spesifikasi dari Arduino Duemilanove : Mikrokontroler ATmega328 Operating Voltage 5V Input Voltage (disarankan) 7-12V Input Voltage (batas) 6-20V Digital I / O Pins 14 Analog Input Pins 6 DC Current per I / O Pin 40 mA DC Current for 3.3V Pin 50 mA Flash Memory 32 KB 0,5KB SRAM 2 KB EEPROM 1 KB Clock Speed 16 MHz

## 2.4 Power Supply
Power  supply adalah  alat  atau  sistem yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik atau  bentuk  energi  jenis  apapun  yang  sering digunakan  untuk  menyalurkan  energi  listrik. Secara  prinsip  rangkaian  power  supply  adalah menurunkan  tegangan  AC,  menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi DC, menstabilkan  tegangan  DC,  yang  terdiri  atas transformator, dioda dan
kapasitor/condensator.  Tranformator  biasanya berbentuk kotak dan terdapat lilitan-lilitan kawat email  didalamnya.  Tugas  dari  komponen  ini adalah  untuk  menaikkan  atau  menurunkan tegangan  AC  sesuai  kebutuhan.  Arduino membutuhkan  tegangan  sekitar  5  V  DC  dan 12V DC.
Gambar 4. Batere Kering

## 2.5 Solar Cell
Solar  panel adalah  alat  yang  merubah sinar  matahari  menjadi  listrik  melalui  proses aliran-aliran elektron negatif dan positif didalam cell modul tersebut karena perbedaan electron. Hasil  dari  aliran  elektron-elektron akan menjadi listrik  DC  yang  dapat  langsung  dimanfatkan untuk  mengisi  battery/aki  sesuai  tegangan  dan arus yang diperlukan.
Gambar 5. Solar Cell

## 3. PERANCANGAN SISTEM
Blok  diagram  system  yang  dirancang diperlihatkan  pada  Gambar  6.  Dari  blok diagram  tersebut    merupakan  diagram  blok rangkaian  sistem  kontrol  lampu  LED  dapat diketahui bahwa sistem ini memiliki pembuatan input yang berupa LDR  untuk otomatisasi  ON –OFF  lampu.  Komponen  IR  TSOP  1738  dan TR  Remote  merupakan  pengontrol  untuk menyalakan,  mematikan  dan  mengubah  warna lampu  sesuai  yang  diinginkan.    Pengontrol menggunakan arduino duemilanove , sedangkan  output  yang  dihasilkan  adalah lampu RGB.
Gambar 6. Blok Diagram Sistem

## 3.1 Rangkaian IR Remote dengan Arduino
Rangkaian  IR  Remote  ini  menggunakan dua  bagian  yaitu  TSOP  1738  dan  Remote. TSOP  1738  berfungsi  sebagai  penerima  sinyal infra  merah  pada  sistem  remote  kontrol  dan Remote  merupakan  transmitter  pemberi  sinyal infra merah. Pin TSOP 1738 ini merupakan pin diode  dan  preamplifier  dirakit  pada  bingkai epoxy.  Alat  ini  dirancang  sebagai  IR  filter.
Sinyal  output  didemodulasi  secara  langsung dan  dapat  diterjemahkan  secara  langsung  oleh mikroprosesor.  TSOP  1738  ini    merupakan standar  IR  Remote  kontrol  seri  receiver  yang mendukung semua kode transaksi utama.

## Gambar 7. Rangkaian IR Remote dengan Arduino

## 3.2 Rangkaian LDR dengan Arduino
Apabila  rangkaian  dan  program  sudah bekerja  maka  apabila  LDR  tidak  terkena cahaya  maka  lampu  akan  menyala  dan sebaliknya  apabila  terkena  cahaya  lampu  akan mati.
Gambar 8. Rangkaian LDR dengan Arduino
Gambar 9 memperlihatkan keseluruhan rangkaian  terintegrasi  antara  LED,  RGB,  IR Remote dengan Arduino.
Gambar 9. Rangkaian antara LED, RGB, IR

## Remote dengan Arduino

## 4. PENGUJIAN ALAT DAN BAHAN
4.1.  Pengujian IR Sensor
Pengujian  IR  Sensor  dan  hasilnya diperlihatkan  pada  Gambar  10.  Pada  gambar 10 tersebut tampak bahwa telah terjadi koneksi Antara TR Remote dengan IR Receiver. Selain itu,  pada  Serial  Monitor  juga  memperlihatkan kode  pengiriman  data  dari  TR  Remote  yang diterima oleh IR Receiver.
Gambar 10. Koneksi TR Remote dengan IR Receiver dan Hasilnya

## 4.2.  Pengujian LDR
Pengujian LDR dilakukan untuk
mengetahui  harga  dari  setiap  kondisi  cahaya yang ada. Hasil pengujian yang didapat melalui Serial Monitor diperlihatkan pada Gambar 11.
Gambar 11. Serial Monitor Hasil Pembacaan LDR
Dari  hasil  pengujian  tampak  bahwa  LDR  saat terkena  cahaya  maka    nilainya  0,  sedangkan saat  gelap  maka  akan  terdapat  suatu  nilai tertentu  berdasarkan  intensitas  cahaya  yang diterimanya.

## 4.3.  Pengujian Solar Cell
Pengujian  yang  lain  adalah  pengujian performansi  Solar  Cell.  Pada  pengujian  ini, rangkaian  solar  cell  dihubungkan  dengan  alat avometer untuk mengetahui besarnya tegangan yang  dihasilkan  pada  kondisi  cahaya  yang berbeda.
Rangkaian  pengujian  solar  cell  ini diperlihatkan pada Gambar 12.
IR Receiver
TR Remote Receiver
Gambar 12. Koneksi Solar Cell dengan alat ukur
Berdasarkan  alat  ukut,  maka  dapat  dikatakan apabila solar cell saat terkena cahaya matahari maka    tegangan  yang  dihasilkan  adalah  14  V. Sedangkan  apabila  pada  kondisi  gelap  maka tegangan yang dihasilkan adalah 0.

## 4.4.  Pengujian Keseluruhan
Secara  umum,  system  berjalan  dengan baik.  Power  supply  berasaskan  solar  cell mampu  memberikan  tegangan  yang  memadai bagi  system.  Selain  itu,  system  LDR  bekerja sesuai  dengan  perancangan,  ketika  cahaya berkurang  system  akan  menghidupkan  LED RGB. Sebaliknya ketika cahaya cukup memadai, sistem akan mematikan LED RGB.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari  proses  perancangan,  pembuatan dan  pengujian  yang  telah  dilakukan  dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Lampu  LED  RGB  dapat  menyala  secara otomatis  di  waktu  malam  hari  dan  mati secara otomatis pada waktu pagi hari.
2. Modul  IR  Receiver  dan  IR  Remote  dapat berfungsi  dengan  baik  setelah  melalui proses pengujian menggunakan serial monitor  dan  dari  keseluruhan  sistem  dan
penerimaan  IR  Receiver  dapat  dipengaruhi oleh beberapa hal :
a.  IR  Receiver  tidak  dapat  menerima  data jika sinyal yang dipancarkan oleh transmitter  terhalang  oleh  benda  padat yang tidak tembus cahaya.
b.  IR  Receiver  hanya  dapat  menerima  data dengan jarak  10 meter.
3. Solar  Panel  dapat  mencharger  battery  yang berfungsi sebagai power supply untuk board arduino.
4. Secara keseluruhan dari pengujian-
pengujian tersebut didapatkan bahwa masing-masing  modul  dapat  bekerja  sesuai dengan  yang  diinginkan  yaitu  lampu  dapat menyala  secara  otomatis  dimalam  hari  dan mati  secara  otomatis  di  pagi  hari  dan  saat lampu  menyala,  lampu  dapat  diganti  warna dengan menggunakan remote.
Adapun  saran  yang  dapat  diberikan untuk  memperbaiki  sistem  ini  adalah  sebagai berikut:
1.  Ditambahkan  accessories  penutup  di  lampu led supaya lampu led lebih menarik.
2.  Modul IR Receiver dapat dikembangkan lagi atau diganti menggunakan sinyal radio yang di  control  menggunakan  remote  yang  jarak jangkauannya lebih luas.
3.  Beberapa pin  input/output pada  Arduino yang  belum  digunakan  dapat  dimanfaatkan untuk pengendalian sistem yang lain.

## DAFTAR PUSTAKA
Dirksen, A.J.1984. Pelajaran Elektronika Jilid 3.
Jakarta: Erlangga.
Oetoyo  Bambang,  (1991).  Belajar  Elektonika Sederhana. Solo: CV. Aneka.
Budiharto, Widodo.  2005.  Perancangan  Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler Jakarta : PT.Elex Media Komputindo.
Zulhal,  Dasar  Teknik  Listrik  dan  Elektronika Daya,  Gramedia  Pustaka  Utama,  Jakarta, Desember 1988.
Markvart,  T.  (ed).  Solar  Electrivity  (2nd),  John Wiley & Sons, Ltd:Chichester(2000).
Mike,  McRoberts,  2010.  Arduino  Starters  Kit Manual. Earthshine Electonics.
Oxer,  Jonathan  &  Blemings,  Hugh.  2009.  Cool Projects  For  Open  Source  Hardware.  New York: Springer – Verlag.
Pitowarno,  E.,2006, “Desain,  Kontrol,  dan Kecerdasan  Buatan”,  Penerbit  C.V  Andi Offset, Yogyakarta.
Budiarto. Widodo,
S.Si, M.Kom, 2004 “Interfacing  Komputer  dan  Mikrokontroller”, Penerbit Elex Media Komputindo.
Catsoulis  J.,  2006  “Designing  Embeded Hardware”,  Penerbit  O’Reilly  Media  Inc, USA.
Ogata,  Katsuhiko,  Sistem  Kontrol,  Jilid  1,  alih bahasa  oleh  Ir.  Edi  Leksono,  Penerbit Erlangga, Jakarta 1991.
Phillips, Charles L. & Harbor, Royce D., Sistem Kontrol, alih bahasa oleh Prof. R. J. Widodo, PT. Prenhallindo, Jakarta 1997.