http://ejournal.unp.ac.id/index.php/jtev/index
Volume 06  Number 01  2020 ISSN: 2302-3309
Received January 28, 2020; Revised January 30, 2020; Accepted January 31, 2020
Sistem Otomasi Penyalaan Lampu dan AC (Air Conditioner) pada Ruang Dosen Berbasis Arduino UNO
Renol Fetra, Hambali Teknik Elektro Industri, 2 Jurusan Teknik Elektro, FT-UNP e-mail: renolfetra97@gmail.com

## Abstrak
Makalah ini bertujuan untuk membuat sistem otomatis penyalaan lampu dan AC yang di terapkan pada ruangan dosen. Desain perangkat ini terdiri dari beberapa komponen utama yaitu Arduino Atmega328 sebagai pusat pengolahan data. Adaptor bsebagai pengubah tegangan AC yang tinggi menjadi DC yang rendah.  Step  down  sebagai  alat  penurun  tegangan  dari  12V  DC  menjadi  5V  DC  Sensor  PIR  untuk mendeteksi  ada  atau  tidak  adanya  orang  ataupun  gerakan  pada  ruangan.  DS1302  berguna  untuk menentukan  kapan  akan  di  matikan  AC  sesuai  dengan  jam  yang  telah  di  tetapkan.  LCD  digunakan sebagai media tampilan untuk menampilkan informasi. Relay berfungsi sebagai saklar atau driver untuk lampu dan AC..

## Abstract
This  paper  aims  to  create  an  automatic  lighting  and  AC  lighting  system  applied  in  the  lecturer  room. The  design  of  this  device  consists  of  several  main  components  namely  Arduino  Atmega328  as  a data processing  center.  The  adapter  is  a  converter  of  high  AC  voltage  to  low  DC.  Step  down  as  a  voltage reducing  device  from  12V  DC  to  5V  DC  PIR  sensor  to  detect  the  presence  or  absence  of  people  or movements in the room. DS 1302 functions to determine when to turn off the  AC in accordance  with the hours you want to set. Liquid Crystal Display is used as a display media for displaying information. The relay functions as a switch or driver for lights and air conditioners.
Keywords : Arduino UNO, Sensor PIR, RTC (Real time Clock), Relay, Lamp, AC (Air Conditioner)

## PENDAHULUAN
Dengan perkembangan kemajuan teknologi dan pembangunan, daya listrik yang ada di Indonesia  meningkat  dengan  sangat  tinggi.  Yang  mana  disebabkan  oleh  banyaknya penambahan  beban,  pemborosan  pemakaian  listrik,  dan  penggunaan  listrik  yang  berlebih. Untuk itu perlu adanya pencegahan penggunaan energi listrik yang tidak perlu atau yang tidak digunakan [1].
Pembuatan alat ini dilakukan karena sering terjadi ketika dalam penggunaan ruangan, setelah ruangan tidak lagi digunakan lampu dan AC tidak di matikan oleh pengguna ruangan, sehingga terjadi pemborosan penggunaan daya listrik. Itulah yang membuat saya termotivasi untuk membuat alat sistim otomasi penyalaan lampu dan ac pada ruangan dosen. Yang mana alat ini juga berfungsi sebagai salah satu alat yang dapat menghemat pemakaian energi listrik [2].
Dengan  kecilnya  produksi  listrik  dindonesia  yang  berbanding  terbalik  dengan pemakain  listrik  yang  sangat  besar  memiliki  dampak  pada  kurangnya  kebutuhan  dari pemakaian  listrik  yang  tidak  dapat  dipenuhi  sehingga  pemadam  bergilir  menjadi  salah  satu solusi  dari  menjaga  keseimbangan  akan  kebutuhan  listrik,  sehingga  dampak  dari  pemadam bergilir  tersebut  dapat  mematikan  sejumlah  aktifitas  masyarakat  bahkan  beberapa  instansi penting  [3].  Ketergantungan  setiap  elemen  lapisan  masyarakat  pada  listrik  menjadikan kehidupan yang tak bisa dipisahkan antara kegiatan manusia dengan perkembangan teknologi, dimulai  dari  komputer,  mencuci,  bahkan  dalam  aktivitas  penerangan  lampu  menjadi  dasar dalam  ketergantungan  manusia  dalam  penggunaan  listrik  [4].  Namun  beberapa  hal  yang
sering  terjadi  adalah  kelalaian  pengguna  dalam  menggunakan  listrik  seperti  contoh  lupa mematikan lampu. Lupa mematikan lampu atau tidak mematikan lampu menjadi menjadikan faktor utama dalam pemborosan pemakaian listrik adalah penggunaan lampu, selanjutnya AC (Air Conditioner) .

## METODE
Dalam  proses  pembuatan  tugas  akhir  ini  digunakan  beberapa  rujukan  pada  proses pembuatan alat agar dapat berfungsi untuk membuat sistem otomasi penyalaan lampu dan AC otomatis
A. Air Conditioner ( AC )
Air  Conditioner adalah  rangkaian  yang  memiliki  kegunaan  sebagai  pendingin ruangan.  AC  juga  merupakan  pengembangan  alat  dari  kipas  angin  yang  hanya menghasilkan  udara,  sedangkan  AC  menghasilkan  udara  dan  mendinginkan,  dengan adanya freon sebagai bahan tambahan untuk mendinginkan udara.
AC pada alat ini merupakan beban kedua setelah lampu, yang mana AC akan hidup jikan sensor mendeteksi  adanya  gerakan, atau  adanya  sinyal  infra merah,  dan akan off sesuai dengan waktu yang telah di buat pada RTC (Real Time Clock).
B. Arduino Uno
Arduino  Board merupakan  papan  rangkaian  sistem  minimum  yang  menggunakan  IC Atmega,  produk  ini  bersifat open  source. Untuk  pemograman  papan  Arduino menggunakan software Arduino  IDE  ( Integrated  Development  Environment ).  Dalam melakukan pemograman Arduino IDE dilengkapi dengan library C/ C++. C. Lampu
Lampu listrik adalah suatu  perangkat  yang dpat  menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik..Lampu  digunakan  sebagai  beban  pada  alat  sistem  otomasi.  Lampu  yang digunakan pun bisa lampu apasaja, baik itu lampu pijar, LED dan lain lain . D. Sensor PIR
PIR  (Passive  Infrared  Receiver)  merupakan  sensor  yang  digunakan  untuk  mendeteksi adanya pancaran  sinar inframerah dari suatu  obyek. Pada alat  ini sensor PIR berperan sangat penting dalam sistem otomasi penyalaan lampu dan AC. Karena lampu dan AC akan  hidup  apabila  sensor  PIR  mendeteksi  adanya  gerakan  atau  adanya  radiasi  yang berada dalam ruangan sehingga sensor PIR mengirimkan data ke  arduino  bahwasanya sensor mendeteksi adanya gerakan.

## E. Relai
Relay  adalah  Saklar  ( Switch )  yang  dioperasikan  secara  listrik  dan  merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet  (Coil)  dan  Mekanikal  (seperangkat  Kontak  Saklar/Switch).  Relai  pada alat ini terdapat dua buah relai dengan kapasitas max 7A.

## F. Real Time Clock (RTC)
RTC ( Real-Time Clock ) adalah jam bertenaga baterai  yang termasuk dalam microchip di motherboard komputer. Microchip ini biasanya terpisah dari mikroprosesor dan chip lainnya  dan  sering  disebut  sebagai  “CMOS”  (semikonduktor  oksida  logam komplementer). RTC pada alat ini berfungsi untuk memberikan waktu pada AC untuk menentukan kapan AC akan mati, karena AC dan lampu hidup secara  bersamaan tapi untuk AC mati dalam waktu yang di tetapkan pada RTC.
G. Liquid Crystal Display ( LCD ) LCD  atau Liquid  Crystal  Display adalah  suatu  jenis  media  display  (tampilan)  yang menggunakan  kristal  cair  (liquid  crystal)  untuk  menghasilkan  gambar  yang  terlihat. LCD juga berfungsi untuk menampilkan informasi dari sistem alat yang di buat.
H. Flowchart
Flowchat  merupakan  diagram  alir  yang  mengilustrasikan  alur  atau  proses  kerja  dari suatu sistem, pada gambar 1 dijelaskan proses sistem otomasi penyalaan lampu dan AC pada ruang dosen.

## Gambar 1. Flowchart Kerja Sistem
Pada  gambar  1  menjelaskan  sistem  kerja  keseluruhan,  yakni  ketika  alat  sudah terpasang pada ruangan lampu dan AC dalam keadaan off. Lampu dan AC akan on ketika ada gerakan  atau  sinyal  inframerah  yang  di  deteksi  oleh  sensor  dalam  ruangan  tersebut,  baik  itu sensor PIR 1 ataupun sensor PIR 2. ketika tidak lagi terdeteksi adanya orang pada ruang dosen tersebut,  maka  diberi  perhitungan  delay  pada  sensor  PIR  adalah  5menit,  jika  dalam  5menit tidak terdeteksi orang, maka lampu akan off otomatis namun AC akan tetap hidup, kaerna AC di  tentukan  oleh  RTC,  pada  RTC  di  beri  waktu  untuk  AC  off  yaitu  pada  pukul  18.00.  Pada pukul 18.00 AC akan off otomatis. Jika pada pukul 18.00 masih terdeteksi adanya keberadaan orang maka fungsional dari RTC akan kembali kepada Sensor PIR, dan akan off apabila tidak terdeteksi orang pada ruangan tersebut.
Untuk  sistem  penyalaan  lampu  dan  AC  pada  ruang  dosen  ini  dapat  dilihat  pada rangkaian keseluruhan yang telah dibuat dan diaplikasikan. Yang mana terlihat pada gambar 2.

## Gambar 2. Rangkaian Alat Keseluruhan

## HASIL ALAT
Tugas  akhir  ini  bisa  dikatakan  berhasil  jika  telah  diuji  dan  konsep  kerja  dari  alat  ini sesuai dengan yang diinginkan. Uji alat bertujuan untuk mendapatkan hasil dari sistem yang dibuat dan juga mendapatkan evaluasi atau perbaikan pada rangkaian jika terjadi kerusakan pada saat pengujian alat.
Tujuan uji alat ini yaitu untuk melihat atau meninjau sampai dimana alat yang dibuat oleh  penulis  bekerja,  sudahkah  alat  tersebut  sama  dengan  prinsip  kerja  yang  di  inginkan, baik itu pada hardware ataupun softwarenya. Nah pada alat ini juga ada beberapa pengujian yang telah dilakukan yaitu sebagai berikut:

## A. Pengujian Hardware

## 1. Pengujian Mekanik
Pada  perancangan  otomatis  ini  menggunakan  Arduino  ATMega  328  untuk pengontrolan  system  keseluruhan  dengan  menggunakan  sensor  PIR,  RTC,  Relai, Adaptor, penurun tegangan dan lampu indikator. Alat ini berukuran 20 cm x 22 cm yang mana dapat di lihat pada gambar dibawah ini.

## Gambar 3. Bentuk Alat

## 2. Pengujian Rangkaian Arduino UNO
Pengujian rangkaian sistim otomasi lampu pada arduino ATmega328 diukur dengan menghubungkan rangkaian catu daya 5Vdc. Pengukuran tegangan dilakukan pada logika ’0’ dan logika ‘1’ pada port I/O Arduino UNO. Titik pengukuran dari rangkaian sistem minimum ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian Arduino UNO Logika port Hasil Pengukuran Low (0) 0 V High (1) 5,1 V
Arduino Atmega 328 memiliki volt antara 4.5 Vdc – 5,5 Vdc yang berproses pada dua buah kondisi low dan high . Untuk pengujian Arduino ini dapat dilihat dari rangkaian alat yang di buat oleh penulis, dan terdapat pada gambar berikut.

## Gambar 4. Rangkaian Arduino

## Pengujian LCD
LCD  yang  dihubungkan  dengan  Arduino  Atmega  328  bertujuan  untuk  melakukan komunikasi  data  serial.  Dengan  adanya  komunikasi  data  serial  LCD  dapat  menjalankan perintah  yang  dikirim  melalui  arduino.  LCD  juga  berfungsi  menampilkan  informasi  seperti yang terlihat pada gambar 4 untuk tampilan awal dari LCD.

## Gambar 5. Tampilan Awal LCD

## Pengujian Real Time Clock
RTC (Real  Time  Clock) yang  digunakan  adalah  tipe  DS1302.  DS1302  ini  terpasang pada  alat  ini  yang  berguna  untuk  memberikan  waktu  untuk  mematikan  AC  pada  ruangan sesuai dengan jam berapa yang ingin penulis tetapkan untuk mematikan AC tersebut. Dan pada alat ini penulis menetapkan waktu untuk mematikan AC yaitu pada pukul 18.00

## Pengujian Relay
Pengujian  relay  ini  berfungsi  untuk  mengetahui  relay  ini  bekerja  atau  tidak  bekerja sesuai  dengan  prinsipnya.  Output  dari  mikrokontroler  akan  diteruskan  ke  relay,  dan  relay berfungsi  sebagai swicth untuk  lampu  dan  juga  AC  ( Air  Conditioner). Sehingga  lampu  dan AC bisa ON atau pun OFF secara otomatis.

## Pengujian Sensor PIR
Dalam  pembuatan  alat  ini  kemampuan  sensor  yang  sangat  dibutuhkan  adalah  respon sensor  atau  sensitifitas  sensor  terhadap  gerakan  atau  sinyal  infra  merah  yang  terjadi  pada ruangan  dalam  sudut  ataupun  jarak  tertentu  dari  letak  sensor.  Sensor  PIR  memiliki  tiga  pin yaitu  pin  untuk  VCC,  output  dan  ground  Sensor  PIR  berperan  penting  terhadap  alat  ini, karena bisa di katakan alat ini jalan tidak tergantung dari pendeteksian sensor PIR. Sensor PIR memiliki jangkauan berdasarkan sudut, yang dapat dilihat pada tabel 2.

## Tabel 2. Kemampuan Deteksi Sensor Pada Sudut
Sudut Kemampuan Deteksi Sensor Pada Bidang Mendatar                                                               Keatas 0°                               Mendeteksi                                                          Mendeteksi 10°                              Mendeteksi                                                           Mendeteksi 20°                              Mendeteksi                                                           Mendeteksi 30°                               Mendeteksi                                                           Mendeteksi 40°                        Tidak-Mendeteksi                                                  Tidak-Mendeteksi -10°                             Mendeteksi                                                             Mendeteksi
-20°                             Mendeteksi                                                              Mendeteksi -30°                             Mendeteksi                                                              Mendeteksi -40°                       Tidak-Mendeteksi                                                   Tidak-Mendeteksi

## Hasil dan Analisa

## 1. Hasil Percobaan Alat
Alat  sistem  otomasi  penyalaan  lampu  dan  AC  pada  ruang  dosen  telah  diuji  dan  dapat dilihat pada gambar 5.

## Gambar 6. Hasil Percobaan Alat

## 2. Hasil Uji Jarak Pada Sensor
Jarak  pendeteksian  sensor  ini  adalah  berkisar  dari  1meter  sampai  dengan  4  meter pada sudut 0º atau berada sejajar dengan sensor. Pembacaan sensor memiliki sudut berkisar 30º  sampai  dengan  40º.  Pengujian  respon  sensor  terhadap  jarak  dapat  dilihat  pada  tabel yang penulis buat di bawah ini:
Tabel 3. Pengujian Jarak dan Sudut Jangkauan Sensor No Sudut Jarak Jangkauan Sensor 1 m 2 m 3 m 4 m 5m 1 0° Hidup Hidup Hidup Hidup Mati 2 30° Hidup Hidup OFF Mati Mati
Ketika  sensor  dihubungkan  ke  adaptor,  maka  sensor  tidak  bisa  langsung  dapat mendeteksi  gerakan atau objek, karena  sensor PIR ini  juga memiliki delay  waktu  yang di perlukan  untuk  pemanasan  pada  sensor  dengan  rentang  waktu  sekitar  10  detik  sampai  50 detik.  Jika  sensor  sudah  mengalami  pemanasan,  tegangan  output  yang  dihasilkan  sensor masih tetap lemah dan akan berubah jika sensor mendeteksi adanya gerakan ataupun obyek yang melewati sensor.
Pada  sensor  PIR  ini  untuk  pendeteksian  keberadaan  orang  dalam  ruangan  diberi delay  waktu  selama  5menit.  Jika  dalam  waktu  5  menit  orang  tidak  lagi  terdeteksi  dalam ruangan maka secara otomatis lampu akan OFF, kecuali AC karena AC diberi waktu untuk mengOFFkannya sesuai dengan ketentuan jam yang di tentukan pada RTC.

## Pengujian Software

## Program Penginisialisasi Data
Pada  penginisialisasi  data  ini  merupakan  program  awal  yang harus dimaasukan  pada pemograman. Yang bertujuan untuk memperjelas kerja dari arduino dan memperjelas apa apa saja  komponen  yang  digunakan  pada  alat  dan  seperti  apa  konsep  kerjanya.  Program penginisialisaasi data dapat dilihat pada gambar 6.

## Gambar 7. Progam Pengisialisasian

## PENUTUP
Setelah mengamati dan membahas mengenai sistem otomasi penyalaan lampu dan AC ruaang  dosen  berbasis  Arduino  UNO  dapat  ditarik  kesimpulan  yaitu,  Pembuatan  alat  ini didasari  dari  pengamatan  selama  berkuliah  di  jurusan,  yang  mana  pada  ruangan  dosen terkadang  setelah  meninggalkan  ruangan,  terkadang  dosen  lupa  mematikan  AC  dan  lampu, sehingga terjadi pemborosan pemakaian daya listrik, alat sistim otomasi penyalaan lampu dan AC  pada  ruangan  dosen  ini  merupakan  gabungan  dari  dua  buah  alat  yang  di  buat  secara terpisah,  prinsip  kerja  dari  alat  ini  yaitu,  lampu  dan  AC  akan  hidup  apabila  sensor  PIR mendeteksi  keberadaan  orang  dalam  ruangan.  Lampu  akan  off  apabila  tidak  ada  terdeteksi orang ataupun gerakan dalam ruangan selama 5menit, sedangkan untuk AC akan tetap on dan off  sesuai  dengan  jadwal  jam  yang  telah  diatur  oleh  RTC  yaitu  pada  pukul  18.00  WIB. Apabila  dalam  waktu  yang  telah  di  tentukan  oleh  RTC  untuk  meng  off  kan  AC  masih terdeteksi  keberadaan  orang  ataupun  gerakan  dalam  ruangan,  maka  AC  akan  off  sesuai dengan  prinsip  sensor  PIR  terhadap  lampu,  dengan  adanya  alat  ini  juga  dapat  menghemat penggunaan daya listrik, yang mana ketika belum adanya alat ini lampu dan AC pada ruangan dosen hidup dari pagi hingga pagi, sedangkan ketikan ada alat ini penggunaan lampu dan AC bisa disesuaikan dengan keperluan.
Dari hasil pembuatan alat ini, maka saran yang dapat disampaikan adalah, Untuk alat ini ada beberapa kelemahan yaitu kurang sensitifnya fungsional dari sensor PIR, penggunaan sensor PIR ini tidak efisien digunakan jika kabel untuk menghubungkan sensor terlalu panjang atau lebih dari 5m, karena hantaran arusnya juga semakin  lemah, bagi mahasiswa yang ingin mengembangkan  alat  ini  maka  yang  harus  di  perhatikan  adalah  mencari  sensor  yang  lebih sensitif  lagi,  dan  bagaimana  agar  panjang  ataupun  pendek  kabel  untuk  penghubung  sensor tidak mempengaruhi terhadap fungsional dari sensor tersebut.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Zainal  Abidin,  2012, Penerobosan  pada  pemakaian  listrik  umumnya  terjadi  diperkantoran  dan bangunan pabrik,dengan porsi pemakaian konsumsi listrik pada lampu sebesar 45%.
[2] Angga  Pradianto,  2018, Dengan  kecilnya  produksi  listrik  dindonesia  yang  berbanding  terbalik dengan  pemakain  listrik  yang  sangat  besar  memiliki  dampak  pada  kurangnya  kebutuhan  dari pemakaian listrik yang tidak dapat dipenuhi.
[3] Puspadini T. Ratih, “Perancangan Sistem Kontrol Penerangan, Pendingin, Dan Telepon Otomatis Terjadwal Berbasis Mikrokontroller ”.2012
[4] Putra  Siregar,  2013,  “ Sistem  Penyalaan  Ruang  Kuliah  Dengan  Menggunakan  ATmega  89S51” pada penelitian tersebut penyalaan lampu berdasarkan ada atau tidaknya orang

## Biodata Penulis
Renol  Fetra, lahir  di  Payakumbuh,  09  Juni  1997.  Sedang  menempuh  jenjang  sarjana  pada  Program  Studi Teknik Elektro Industri di jurusan Teknik Elektro FT UNP.
Drs.  Hambali,  M.Kes, lahir  di  Bukittinggi,  8  Mei  1962.  Menyelesaikan  Pendidikan  S1  pada  Jurusan Pendidikan  Teknik  Elektro  FPTK  IKIP  Padang  tahun  1987.  Gelar  Master  Kesehatan  diperoleh  pada  tahun 2005 dari Universitas Gajah Mada Yogyakarta. Sejak tahun 1987 sampai sekarang menjadi staf pengajar tetap di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang