SISTEM PENGAMAN JARAK PANDANG PADA TELEVISI

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16 DAN SENSOR

PASSIVE INFRA RED (PIR)

TUGAS AKHIR

Disusun sebagai salah satu syarat

untuk menyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3

Oleh:

ANGGI DIVA PREDIBTHA

NIM : 1305112005

PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER DAN INFORMATIKA

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

2016

i

ABSTRAK

Televisi merupakan media penyampaian informasi yang bersifat audio

visual. Dalam penggunaannya apabila tidak mengetahui jarak aman dalam

menonton televisi dapat membahayakan kesehatan mata. Untuk itu dibutuhkan

alat yang dapat memberikan informasi kondisi jarak yang ideal. Alat ini

dirancang dengan sistem yang dapat membunyikan buzzer sebagai alarm dan

mematikan televisi apabila kondisi tidak terpenuhi. Metode perbandingan

diagonal layar yang digunakan agar sesuai dengan jarak aman dalam

menonton televisi, sistem ini dikontrol oleh mikrokontroler ATMega 16 sebagai

pengendali utama sistem, dengan sensor yang digunakan adalah ultrasonik

HC-SR04 dan Passive Infra Red.

Hasil dari penelitian ini adalah sebuah alat yang dapat membunyikan

buzzer dan mematikan televisi secara otomatis apabila jarak saat menonton tidak

sesuai dengan perbandingan lima kali diagonal layar televisi, dimana dalam

50kali percobaan terdapat error sebanyak 4 kali ketika buzzer tetap berbunyi

padahal jarak 200 cm untuk jarak aman tv 14 inch (178cm) serta 270 cm, 280 cm

dan 290 cm untuk jarak aman tv 21 inch (267cm).

Kata kunci : PIR, ATMega16, HC-SR04, buzzer

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang

telah memberikan limpahan karunia, kekuatan dan kesempatan sehingga penulis

mampu untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan segenap kemampuan

tenaga dan pikiran yang penulis miliki.

Laporan yang berjudul “Sistem Pengaman Jarak Pandang Pada

Televisi Berbasis Mikrokontroler ATMega 16 dan Sensor Passive Infra Red

(PIR)” ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan Program Diploma 3 (tiga)

pada Program Studi Teknik Komputer Jurusan Teknik Komputer dan Informatika

Politeknik Negeri Medan.

Dalam kesempatan ini, penulis juga tidak lupa menyampaikan rasa terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam

menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Penulis ingin mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Bapak M.Syahruddin, S.T,M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan.

2. Bapak Ferry Fachrizal, S.T.,M.Kom, selaku Ketua Jurusan Teknik

Komputer dan Informatika Politeknik Negeri Medan.

3. Bapak Zakaria Sembiring, S.T.,M.Sc, selaku Kepala Program Studi

Teknik Komputer.

4. Bapak Handri Sunjaya,S.Si.,M.Cs, selaku Dosen Pembimbing dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Bapak Friendly, S.T.,M.Kom, selaku Dosen Wali Kelas CE-6A.

iii

6. Orang Tua Tercinta( E.Kaban dan H.Ginting) dan kakak Irza Menka

Deviliany, yang senantiasa memberikan kasih sayang dan dukungan

kepada Penulis.

7. Tumona Sinaga yang membantu penulis serta memberikan dukungan

semangat yang tak ternilai selama ini.

8. Kelompok Agnus_Dei yang senantiasa memberikan dorongan semangat

yang tak ternilai selama ini.

9. Buat Kordinasi 27 KMKS terkhusus Gracia Simorangkir yang membantu

penulis serta dorongan semangat yang tak ternilai selama ini.

10. Rekan-rekan CE-6A Program Studi Teknik Komputer terkhusus Prabu

Gerriansyah yang sudah membantu dan memberikan dukungan kepada

Penulis.

11. Panitia sidang yang telah mempersiapkan segala keperluan sehingga

sidang dapat berjalan dengan lancar.

Penulis juga menyadari dalam menyusun laporan ini belum sempurna baik

dalam penulisan maupun isi, disebabkan keterbatasan kemampuan Penulis. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari

pembaca untuk penyempurnaan isi laporan tugas akhir ini.

Medan, 11 Agustus 2016

Penulis

Anggi Diva Predibtha

NIM. 1305112005

iv

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN

LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK ........................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... x

BAB 1 PENDAHULUAN ....................................................................................1

1.1. Latar Belakang Masalah................................................................................ 1

1.2. Perumusan Masalah ...................................................................................... 4

1.3. Batasan Masalah ........................................................................................... 4

1.4. Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir ................................................................. 5

1.4.1 Tujuan Tugas Akhir ............................................................................. 5

1.4.2 Manfaat Tugas Akhir .......................................................................... 6

1.5. Metode Tugas Akhir ..................................................................................... 6

1.6. Sistematika Penulisan ................................................................................... 7

BAB 2 LANDASAN TEORI ...............................................................................9

2.1 Televisi ................................................................................................ 9

2.2 Sensor Passive Infra Red (PIR) ......................................................... 15

2.3 Sensor Ultrasonik .............................................................................. 19

2.4 Mikrokontroler ATMega 16 .............................................................. 23

2.5 LCD Display ...................................................................................... 29

2.6 Buzzer ................................................................................................ 34

2.7 Power Supply ..................................................................................... 35

2.8 Komponen Eletronika ........................................................................ 36

2.8.1 IC Regulator 7805 .....................................................................37

2.8.2 Dioda .........................................................................................39

2.8.3 Transistor ...................................................................................43

v

2.8.4 Resistor ......................................................................................44

2.8.5 Kapasitor....................................................................................46

2.8.6 Kristal ........................................................................................48

2.9 Relay .................................................................................................. 49

2.10 Downloader ..................................................................................... 50

2.11 Basic Compiler AVR (BASCOM AVR) ......................................... 51

2.12 Metode Perbandingan Layar............................................................ 52

2.13 Deskripsi Bahasa Basic ................................................................... 53

2.13.1 Tipe Data .................................................................................53

2.13.2 Variabel pada bahasa pemograman BASIC ............................54

2.13.3 Ekspresi pada BASIC ..............................................................56

2.13.4 Operasi Aritmatika pada BASIC .............................................57

2.13.5 Operasi Persamaan pada BASIC .............................................57

2.13.6 Operasi Logika pada BASIC ...................................................58

2.13.7 Syintax Pemrograma Pada Bahasa Basic .................................58

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM .............................62

3.1 Spesifikasi Sistem .............................................................................. 63

3.2 Perancangan Blok Diagram Sistem ................................................... 63

3.3 Fungsi Masing-masing Blok.............................................................. 64

3.4 Perancangan Perangkat Keras ........................................................... 66

3.4.1 Rangkaian Sistem Minimum ATMega 16 .................................68

3.4.2 Rangkaian Buzzer ......................................................................69

3.4.3 Rangkaian Push Button 14 inch dan Push Button 21 inch ........70

3.4.4 Rangkaian LCD .........................................................................71

3.4.5 Rangkaian Sensor Ultrasonik ....................................................72

3.4.6 Rangkaian Relay ........................................................................73

3.4.7 Rangkaian Passive InfraRed (PIR) ............................................74

3.4.8 Rangkaian Regulator .................................................................75

3.5 Software Pendukung .......................................................................... 76

3.5.1 BASCOM AVR .........................................................................76

3.5.2 USB ISP Downloader ................................................................76

3.6 Perancangan PCB .............................................................................. 77

3.6.1 Pembuatan Layout .....................................................................77

3.6.2 Pembuatan Sistem .....................................................................78

vi

3.6.3 Pembuatan PCB .........................................................................79

3.7 Perancangan Algoritma Program ...................................................... 79

BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM .............................................81

4.1 Analisa Hardware ............................................................................. 81

4.1.1 Pengujian Tegangan Sumber .....................................................81

4.1.2 Pengujian Power Supply ............................................................82

4.1.3 Pengujian Rangkaian IC Regulator 7805 ..................................82

4.1.4 Pengujian Push Button 14 Inch .................................................83

4.1.5 Pengujian Push Button 21 Inch .................................................85

4.1.6 Pengujian Sensor PIR ................................................................86

4.1.7 Pengujian Buzzer .......................................................................88

4.1.8 Pengujian Relay ke Microkontroler ...........................................89

4.1.9 Pengujian Relay ke Televisi ......................................................91

4.1.10 Pengujian Jarak Sensor Ultrasonik ..........................................92

4.1.11 Pengujian Jarak Sensor PIR.....................................................93

4.2 Implementasi Sistem .......................................................................... 93

4.2.1 Hasil Pengujian Sensor Menggunakan Jarak Televisi 14 inch ..98

4.2.2 Hasil Pengujian Sensor Menggunakan Jarak Televisi 21 inch 100

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................102

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 102

5.2 Saran ................................................................................................ 103

DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................104

LAMPIRAN

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Dewasa ini, dunia teknologi mengalami kemajuan yang sangat pesat.

Teknologi telekomunikasi maupun elektronik juga memberikan kontribusi yang

sangat besar dalam membantu kehidupan manusia dengan adanya kemajuan di

bidang ini. Kemajuan dalam bidang ini mempermudah pekerjaan, memenuhi

keinginan dan kebutuhan dalam menjalankan segala aktivitas dan dapat

mengefektifkan waktu serta tenaga.

Salah satu alat elektronik yang mengalami kemajuan adalah televisi.

Televisi merupakan sebuah media telekomunikasi terkenal yang berfungsi sebagai

penerima siaran gambar bergerak beserta suara, baik itu yang hitam - putih

( monokrom ) maupun berwarna. Kata televisi merupakan gabungan dari kata tele

yang berarti jauh dan visio berarti penglihatan, sehingga televisi dapat diartikan

sebagai alat komunikasi jarak jauh yang menggunakan media visual. Sistem ini

menggunakan peralatan yang mengubah cahaya dan suara ke dalam gelombang

elektronik dan mengkonversinya kembali ke dalam cahaya yang dapat dilihat dan

suara yang dapat didengar.

Dari waktu ke waktu, televisi terus mengalami perkembangan, baik dalam

segi ukuran, bentuk, teknologi dan sebagainya. Dalam perkembangannya, baik

dari segi perorangan, perusahaan maupun organisasi, terus menciptakan inovasi-

inovasi agar televisi dapat dinikmati dengan nyaman. Televisi juga berfungsi

2

untuk pemenuhan informasi dengan cepat sehingga mempermudah orang untuk

memperoleh suatu informasi yang ada di dunia melalui program-program yang

dikemas secara menarik, yang dapat menarik perhatian orang untuk menontonnya.

Selain memiliki berbagai fungsi, televisi juga memiliki dampak negatif

yaitu berbagai kerugian-kerugian yang ditimbulkan oleh kebiasaan menonton

televisi. Salah satu dampak negatif yang ditimbulkan yaitu mengganggu kesehatan

mata. Dengan menonton televisi terlalu dekat setiap harinya dapat menyebabkan

gangguan mata, seperti tegangnya otot mata yang dapat menimbulkan rabun dan

sebagainya. Hal ini juga banyak terjadi pada anak-anak usia dini yang sudah

terlanjur menjadi pecandu televisi dikarenakan kurangnya pengawasan dari orang

tua, karena orang tua tidak bisa menemani anaknya untuk menonton televisi setiap

saat. Dan karena itu, anak-anak yang masih kecil sudah menggunakan alat bantu

seperti kaca mata, yang dikarenakan menonton televisi terlalu dekat dan tanpa

batas waktu.

Seperti yang kita ketahui bahwa menonton televisi juga memiliki jarak

menonton ideal yang berbeda-beda tergantung setiap ukuran televisi. Hal ini demi

menjaga aktivitas mata agar tidak mengalami gangguan, karena mata adalah salah

satu alat indra yang sangat penting bagi manusia dalam melaksanakan aktifitas

apapun. Terutama untuk anak-anak yang belum mengetahui bahaya dari

menonton televisi yang terlalu dekat.

Televisi memancarkan sinar biru yang berbahaya bagi anak. Sinar biru

menyebabkan degenerasi (kerusakan) retina. Ada dua hal yang mempengaruhi

jumlah sinar biru yang diterima anak, yaitu lamanya menonton TV dalam satu

3

hari dan jarak saat menonton TV. Hubungan antara lamanya waktu menonton TV

dan fungsi retina pada anak dicoba untuk diungkap oleh Pratiwi Rapih Astuti,

Wahyu Budi Santosa, Allan Taufiq, dan Dwi Notosusanto, mahasiswa Fakultas

Kedokteran UI. Mereka meneliti 106 anak murid SD yang berusia 6-13 tahun,

dengan memeriksa fungsi retina masing-masing anak menggunakan contrast

sensitivity test dan mewawancara kebiasaan anak ketika menonton TV.

Hasil penelitian tersebut mengungkapkan bahwa semakin lama waktu

menonton TV, skor fungsi retina semakin rendah. Mata anak sangat rentan akibat

sinar biru, karena lensa mata mereka relatif jernih sehingga tidak dapat meredam

sinar biru dengan maksimal. Mereka menyimpulkan bahwa lama total waktu

menonton TV sehari yang disarankan adalah 60 menit untuk anak berumur 6-9

tahun, dan 90 menit untuk anak berumur 9-13 tahun.

Informasi jarak aman ideal menonton TV dilansir dari Canadian

Association Of Opstometrists dari artikel tentang kesehatan mata pada perangkat

elektronik. Adapun rumus untuk menghitung jarak aman menonton televisi agar

tidak berefek buruk terhadap mata kita yaitu ukuran layar televisi (inch) jarak

diagonal layar dari ujung layar kiri atas ke ujung layar kanan bawah dikalikan

dengan 5. Dimana pada alat ini kami menggunakan televisi berukuran 14 inch

dengan jarak aman yaitu 178 cm dan 21 inch dengan jarak aman yaitu 267 cm.

(Sarah, 2012).

Kenyamanan dalam menonton televisi memang menjadi peranan penting

yang membuat kita betah lama-lama menonton televisi. Tetapi banyak orang yang

menonton televisi tidak terlalu memperdulikan posisi mereka menonton, sehingga

4

menonton televisi dapat membahayakan kondisi kesehatan mereka. Dalam

menonton televisi kebanyakan orang kurang memperhatikan jarak pandang

menonton dan sudut menonton televisi. Bahkan adapula yang menonton televisi

dengan posisi pandangan terlalu menghadap keatas sehingga membuat posisi otot

leher terlalu tegang dan mengakibatkan aliran darah ke otak menjadi kurang

lancar. Untuk itu diperlukan suatu sistem yang efektif untuk menunjang keamanan

kesehatan mata saat menonton televisi.

Sesuai dengan uraian di atas, penulis merasa perlu untuk membahas lebih

mendalam mengenai sistem tersebut. Oleh sebab itu, penulis mengangkat judul

“Sistem Pengaman Jarak Pandang Pada Televisi Berbasis Mikrokontroler

ATMega16 dan Sensor Passive Infra Red (PIR)”.

1.2. Perumusan Masalah

Sesuai dengan alasan pemilihan judul, maka yang menjadi permasalahan

di dalam menyusun tugas akhir ini adalah bagaimana merancang sistem pengaman

jarak pandang televisi menggunakan Mikrokontroler ATMega16 dan sensor

Passive Infra Red (PIR).

1.3. Batasan Masalah

Oleh karena permasalahan dan keterbatasan waktu serta pengetahuan

penulis dan supaya pembahasan tidak menyimpang dari tujuan maka dilakukan

pembatasan masalah sebagai berikut :

1) Posisi tubuh saat menonton harus sejajar dengan sensor ultrasonik

5

2) Rangkaian Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega16

3) Sensor pendeteksi untuk mengetahui manusia didepan televisi yang

digunakan adalah Passive Infra Red (PIR)

4) Sensor ultrasonik digunakan untuk mengukur jarak aman yang sesuai

untuk kesehatan mata

5) Pengingat atau tanda berupa bunyi alarm yaitu memanfaatkan bunyi

dari buzzer

6) Hanya bekerja pada televisi tabung (CRT) dengan ukuran 14 inch dan

21 inch

1.4. Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir

Tugas Akhir ini memiliki tujuan maupun manfaat yang diperoleh baik itu

bagi Politeknik Negeri Medan, mahasiswa ataupun masyarakat.

1.4.1 Tujuan Tugas Akhir

Adapun tujuan dari tugas akhir adalah :

1) Sebagai suatu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan

Diploma Tiga (D3) Program Studi Teknik Komputer Politeknik

Negeri Medan

2) Mengurangi tingkat kerusakan mata yang disebabkan dari kurang

terkontrolnya jarak bagi orang yang sering menonton televisi

3) Lebih memahami cara kerja Mikrokontroler ATMega16

4) Untuk mengetahui lebih dalam tentang sensor Passive Infra Red

(PIR)

6

1.4.2 Manfaat Tugas Akhir

Manfaat yang dapat diberikan dalam penulisan tugas akhir ini adalah

sebagai berikut :

1) Bagi dunia akademik dan ilmu pengetahuan, khususnya Politeknik

Negeri Medan

a. Sebagai sarana pembelajaran mengenai Mikrokontroler ATMega16

dan sensor Passive InfraRed (PIR).

b. Sebagai referensi tambahan dalam menyelesaikan kasus

permasalahan yang mirip dengan latar belakang pembuatan sistem

ini.

2) Bagi pengguna (user)

a. Dapat menjaga kesehatan mata serta menjauhkan pengguna dari

gangguan kesehatan mata seperti rabun.

3) Bagi penulis

a. Menambah pengetahuan serta wawasan penulis.

b. Menambah keterampilan penulis dalam membuat teknologi baru.

1.5. Metode Tugas Akhir

Metodologi yang digunakan dalam tugas akhir ini meliputi :

1) Studi Literatur

Pada tahap ini akan diadakan studi literatur tentang bagaimana

perancangan alat dan pemrograman Mikrokontroler ATMega16.

7

2) Pengumpulan Data

Metode kepustakaan (Library Research), mengumpulkan data melalui

buku-buku dan sumber-sumber lain (internet) yang relevan dengan

permasalahan yang dihadapi dalam pembuatan sistem ini.

3) Implementasi

Pada metode ini penulis menganalisa sistem-sistem yang sudah ada

dengan beberapa poin pertimbangan, seperti bagaimana cara kerja

sistem, apa saja komponen yang membangun sistem tersebut juga

kekurangan dari sistem tersebut.

4) Pengujian dan Evaluasi

Pengujian dan evaluasi dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana

kinerja sistem dan melakukan troubleshooting untuk perbaikan dan

penyempurnaan proyek akhir.

5) Menyusun Tugas Akhir

Merupakan tahap untuk menyusun hasil penelitian secara sistematis

berdasarkan aturan yang ada.

1.6. Sistematika Penulisan

Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis menyusun secara sistematis agar

lebih jelas dan dapat dipahami. Adapun sistematika penulisan yang penulis

susun adalah sebagai berikut :

8

BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini terdiri dari pendahuluan yang terdiri dari latar

belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah,

tujuan dan manfaat tugas akhir, metode tugas akhir serta

sistematika penulisan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Bab ini membahas mengenai teori-teori yang berkaitan

dengan penyelesaian tugas akhir, yang didapatkan dari

berbagai macam buku serta sumber-sumber terkait lainnya

yang berhubungan dengan penyusunan tugas akhir ini.

BAB 3 ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM

Bab ini membahas tentang analisa dan perancangan sistem.

Tahap analisa dan perancangan sistem menggambarkan dan

menjabarkan kegiatan yang dilakukan pada sistem yang

sedang berjalan.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas tentang implementasi dari desain yang

dilakukan pada tahap perancangan dan membahas tentang

skenario uji coba terhadap sistem yang telah dibuat.

BAB 5 PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran untuk

pengembangan, perbaikan, serta penyempurnaan terhadap

sistem yang telah dibuat.