## PENGATUR INTENSITAS LAMPU PHILIPS MASTER LED SECARA NIRKABEL

## Christian Surya Dharma, F Dalu Setiaji, Daniel Santoso
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana
sotdag@yahoo.com

## INTISARI
Teknologi  lampu Light  Emitting  Diode (LED)  terus  berkembang  karena penggunaannya  yang  hemat  energi,  umur  lampu  panjang,  radiasi  panas  rendah,  dan tahan terhadap guncangan. Pada makalah ini dirancang alat yang dapat mengatur 10 tingkat  kecerahan  lampu  Philips  Master  LED  secara  nirkabel  menggunakan remote control .  Alat  juga  dilengkapi  detektor  infra  merah  untuk  mendeteksi  keberadaan orang.  Lampu  akan  mati  secara  otomatis  jika  selama  tiga  menit  tidak  ada  orang  di dalam  ruangan.  Jika  ada  orang  lagi,  maka  lampu  akan  otomatis  menyala  sesuai tingkat  intensitas  terakhir  yang  dipilih.  Alat  sudah  berhasil  diuji  di  ruangan  dengan ukuran lantai 3m 3m dan 4m 4m, dan lampu diletakkan di ketinggian 2,8 meter.

## 1. PENDAHULUAN
Philips  menciptakan  berbagai  macam  jenis  lampu  dengan  komponen penyusun LED, mulai dari model bolam, kapsul, spot, dan TL . Beberapa dari produk tersebut bisa diatur intensitas cahayanya ( dimmable ). Alat yang dibuat pada makalah ini  memanfaatkan  fitur  tersebut,  sehingga  pengguna  dapat  mengatur  nilai  intensitas cahaya lampu sesuai dengan kebutuhan. Alat  yang dibuat ditujukan untuk mengatur intensitas  lampu  Philips  Master  LED  secara  manual  dengan  menggunakan remote control .  Alat  juga  akan  otomatis  mematikan  atau  menghidupkan  lampu  dengan mendeteksi  ada  tidaknya  orang  di  dalam  ruangan  di  mana  lampu  berada,  sehingga energi listrik yang dipakai dapat dihemat.

## 2. PERANCANGAN ALAT
Perancangan  terbagi  atas  dua  bagian,  yaitu  perancangan  perangkat  keras,  dan perancangan perangkat  lunak.  Gambar 1 menunjukkan   diagram  kotak  perancangan perangkat keras.
Gambar 1. Diagram kotak perangkat keras

## 2.1. Modul Rangkaian Dimmer
Lampu  LED  tipe Master  LED  bulb  8-40W  E27  2700K  230V  A60  Dim adalah salah satu produk dari Philips dengan sudut penyebaran cahaya mencapai 250° [1]. Dengan mengatur nilai efektif tegangan masukan lampu, yang berasal dari  sumber PLN, lampu ini dapat diatur intensitasnya. Lampu dapat diredupkan menggunakan  dimmer  berkarakteristik leading  edge dengan  tegangan  minimal 10% dari tegangan kerja normalnya [2].
Modul dimmer yang dibuat terdiri dari dua bagian utama, yaitu MOC 3020 dan TRIAC BT136 seperti ditunjukkan Gambar 2.
330 220V AC BT136 mikrokontroler OPTOISO 360 100 Gambar 2. Modul rangkaian dimmer

## 2.2. Modul TSOP
TSOP  adalah  modul  sensor  yang  berfungsi  untuk  menerima  adanya pancaran  sinyal  inframerah.  Pada  perancangan  ini  digunakan  TSOP  1238, dengan  frekuensi  pembawa  sebesar  38kHz.  TSOP  ini  akan  menerima  data  dari remote  control universal  untuk  televisi,    untuk  kemudian  dikirimkan  ke mikrokontroler  agar  dibaca  informasinya.  Protokol  yang  digunakan  untuk pembacaan data remote control adalah SIRC.
Untuk mengidentifikasi start bit, pulsa yang dikirimkan sebesar 2,4 ms. Data „0‟ diwakili dengan 0,6 ms tidak ada pulsa, dan 0,6 ms ada pulsa, sehingga total waktu  untuk  mendeteksi  data  „0‟  sebesar  1,2  ms.  Sedangkan  data  „1‟  diwakili dengan 0,6 ms tidak ada pulsa, dan 1,2 ms ada pulsa, sehingga total waktu yang dibutuhkan sebesar 1,8ms, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
0,6ms 0,6ms 0,6ms 1,2ms
data ‘0’ data ‘1’ Gambar 3. Data „0‟ dan data „1‟ pada protokol SIRC [3]

## 2.3. Modul Passive Infra Red (PIR) Paradox PA-465
PIR adalah modul sensor sinar inframerah yang digunakan untuk mendeteksi pancaran sinar inframerah tubuh manusia yang memiliki panjang gelombang sekitar 9,4 μm. Pancaran sinyal inframerah ini kemudian ditangkap oleh pyroelectric sensor,
yang merupakan inti dari modul PIR. Dengan membandingkan adanya perubahan
sinyal  inframerah  di  lingkungan  dengan  kondisi  sebelumnya,  maka  PIR  dapat mendeteksi adanya pergerakan manusia dalam jangkauan deteksinya. [4]

## 2.4. Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat  lunak  digunakan  untuk  mengolah  data  dari  modul zero  crossing detector dan mengatur lebar pulsa „ON‟ dan „OFF‟ pada input MOC 3020. Perangkat lunak  juga  mengolah  data-data  yang  dikirim  oleh remote  control melalui  sensor TSOP 1238. Gambar 4 menunjukkan diagram alir perangkat lunak yang dibuat.
Gambar 4. Diagram alir keseluruhan alat
Christian Surya Dharma, F Dalu Setiaji, Daniel Santoso

## 3. PENGUJIAN DAN ANALISIS

## 3.1. Pengujian Lampu Philips Master LED
Pengujian  lampu  Philips  Master  LED  dilakukan  dengan  cara  memberikan tegangan  ke  lampu  dengan  nilai  efektif  yang  berbeda-beda,  sehingga  kecerahan lampu bervariasi dari aras “0” yaitu lampu mati, sampai aras 10, yaitu paling terang. Untuk  mengatur  nilai  efektif  tegangan  pada  lampu  agar  menghasilkan  seluruh  aras kecerahan  tersebut  maka duty  cycle yang  diberikan  ke  Modul  Rangkaian  Dimmer (Gambar  2)  diatur.    Aras  kecerahan  lampu  yang  dicerminkan  oleh  nilai  intensitas cahaya yang dipancarkan lampu diukur menggunakan Lutron LX 100. Lightmeter ini memiliki  ralat  pengukuran  sebesar  5%.  Pengukuran  dilakukan  pada  berbagai  jarak terhadap lampu,  yaitu:  30cm,  50cm,  100cm,  dan  200cm.  hasil  pengukurannya ditunjukkan Tabel 1.
Tabel 1. Hasil pengujian pengukuran kecerahan lampu dan nilai duty cycle yang diperlukan
Level kecerahan lampu Intensitas cahaya lampu (lux) Duty Cycle (%) Jarak 30cm Jarak 50cm Jarak 100cm Jarak 200cm 0 0 0 0 0 0 1 152 70 20 5 30 2 185 85 24 6 32,5 3 227 102 29 8 35 4 284 129 38 11 37,5 5 348 163 45 14 40 6 401 183 50 19 42,5 7 433 199 54 21 47,5 8 470 216 59 22 52,5 9 502 230 63 24 60 10 529 244 66 26 100
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan memberikan variasi nilai duty cycle dan mengamati intensitas cahaya yang dipancarkan lampu. Dengan pemberian nilai duty
cycle dibawah  10%,  lampu  tidak  dapat  menyala.  Sedangkan  pemberian duty  cycle antara  10%  -  30%  lampu  menyala  redup  dan  cenderung  berkedip.  Sehingga  dapat disimpulkan bahwa untuk menyalakan lampu digunakan nilai duty cycle antara 30%- 100%.
3.2. Modul Passive Infra Red (PIR) PARADOX PA-465
Pengujian kepekaan sensor ini dalam mendeteksi keberadaan subyek manusia yang  berada  di  sekitarnya,  dilakukan  di  dua  ruang  yang  berbeda  ukurannya. Pengujian  pertama  dilakukan  di  ruangan  dengan  luas  3m 3m  dengan  modul  PIR berada  pada  posisi  (2m;2m;2,8m).  Pengujian  dilakukan  dengan  cara  meminta seseorang  melakukan  aktivitas  atau  pergerakan  di  ruangan  tersebut.  Setiap  kali mendeteksi  adanya  pergerakan  orang,  maka  sensor  ini  akan  menyalakan  LED berwarna  merah  yang  terdapat  pada  modul  PIR  tersebut.    Sedangkan  pengujian kedua dilakukan ruang seluas 4m 4m. Alat diletakkan tepat di tengah ruang, dengan ketinggian 2,8 meter  diukur dari lantai.  Pada pengujian ini  subyek manusia diminta untuk berdiri dan menari-nari di 8 titik pengujian yang mewakili keseluruhan ruang. Hasil  pengujian  menunjukkan  sensor  PIR  dapat  mendeteksi  adanya  manusia  baik pada  ruang  pertama  mau  pun  kedua.  Selain  itu  didapatkan  hasil  bahwa  sensor  PIR membutuhkan waktu sekitar 30 detik untuk proses persiapan. Setelah melebihi waktu tersebut sensor baru dapat bekerja untuk mendeteksi keberadaan manusia.

## 3.3. Pengujian Keseluruhan Alat
Gambar keseluruhan alat yang dibuat beserta lampu yang diatur serta remote control yang digunakan, ditunjukkan pada Gambar 5.
Christian Surya Dharma, F Dalu Setiaji, Daniel Santoso

## Gambar 5.  Gambar alat secara keseluruhan dilengkapi beserta
remote control yang digunakan
Pengujian alat dilakukan dengan mengatur waktu mati lampu Philips Master LED  selama  tiga  menit,  terhitung  sejak  tidak  ada  orang  yang  terdeteksi  di  dalam ruangan.  Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  lampu  akan  mati,  tiga  menit  setelah orang  meninggalkan  ruangan.  Ketika  orang  kembali  masuk,  maka  lampu  akan menyala  sesuai  dengan  aras  kecerahan  yang  sama  ketika  dia  meninggalkan  ruang tersebut.  Foto saat pengujian dilakukan di ruangan dengan luas 4m 4m ditunjukkan pada  Gambar  6.  Terlihat  bahwa  lampu  menyala  karena  sedang  terdapat  orang  di dalam  ruangan  tersebut.  Pengaturan  aras  kecerahan  juga  dicoba  berkali-kali menggunakan remote  control yang  digunakan.  Hasilnya,  kecerahan  lampu  dapat diatur dengan baik mulai dari aras “0” sampai “10”.
Gambar 6. Pengujian deteksi keberadaan manusia yang berada di berbagai posisi di dalam ruangan seluas 4m 4m

## 3.4. Pengujian Konsumsi Daya Alat
Karena  tujuan  utama  pembuatan  alat  adalah  untuk  menghemat  energi,  maka dilakukan  pengujian  konsumsi  daya  yang  diserap  oleh  alat  yang  dibuat.    Dari  hasil pengukuran arus dan tegangan pada tiap-tiap modul, dapat diperoleh konsumsi daya yang diperlukan alat, seperti ditunjukkan Tabel 2.
Christian Surya Dharma, F Dalu Setiaji, Daniel Santoso
Tabel 2. Tabel hasil pengukuran konsumsi daya alat Aras Kecerahan Lampu Daya Total Alat (mW) PIR “OFF” PIR “ON” 0 301 469 1 358 525 2 362 530 3 368 535 4 375 542 5 382 550 6 392 559 7 403 570 8 415 582 9 429 595 10 446 614
Kondisi „ON‟ adalah ketika sensor PIR mendeteksi manusia, sedangkan kondisi „OFF‟ adalah ketika PIR tidak mendeteksi adanya manusia dalam ruangan tersebut. Ketika PIR “OFF” konsumsi daya menurun sekitar 170mW dibandingkan saat  PIR “ON”.  Untuk  aras  kecerahan  lampu  yang  lebih  tinggi,  konsumsi  daya  juga  makin besar. Hal ini karena duty cycle tegangan keluaran mikrokontroler yang diberikan ke MOC  3020  juga  meningkat,  sehingga  tegangan  rata-rata  mau  pun  arusnya  naik, akibatnya daya yang diserap modul Rangkaian Dimmer juga makin besar.

## 4. KESIMPULAN
Dari  perancangan  dan  hasil  pengujian  didapatkan  kesimpulan  bahwa  lampu Philips  Master  LED  yang  digunakan  dapat  menyala  tanpa  berkedip  jika duty  cycle pulsa  tegangan  yang  diberikan  untuk  mengatur  rangkaian  dimmer  minimal  30%. Sedangkan  modul  sensor  PIR  PARADOX-PA-465  yang  ditempatkan  di  ketinggian 2,8 meter pada ruangan 4m 4m dapat mendeteksi keberadaan manusia di dalamnya. Modul  sensor  ini  membutuhkan  waktu  pemanasan  sekitar  30  detik  sebelum  dapat berfungsi dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  MASTER LED bulb 8-40W E27 2700K 230V A60 Dim:
http://www.ecat.lighting.philips.com/l/master-ledbulb-21635/929000159608_eu/ prd/aa/?ctn=929000159608_EU (akses terakhir 26 Juni 2012)
[2]  Dimming & MASTER LED Lamps
http://www.lighting.philips.co.id/pwc_li/main/shared/assets/downloads/Dimmin g_MASTER_LEDlamps_MV.pdf (akses terakhir 26 Juni 2012)
[3] Sony SIRC Protocol:
http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/sirc.php (akses terakhir 26 Juni 2012) [4] Cara Kerja Sensor PIR ( Passive Infra Red ):
http://maxup01.blogspot.com/2011/12/cara-kerja-sensor-pir.html (akses  terakhir 26 Juni 2012)