Electrician

Yudamson, Afri

Cover Belakang volume 12 nomor 1 2018

Puspito, Yuda

Setyawan, FX Arinto

Fitriawan, Helmy

Volume12, No.3, September 2018 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
  
 
Deteksi Posisi Plat Nomor Kendaraan Menggunakan Metode Transformasi 
Hough Dan Hit Or Miss  
 
1Yuda Puspito, 2 F. X. Arinto Setyawan, Helmy Fitriawan3 
1Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Lampung 
1yudapuspito@gmail.com, 
2fx.arinto@eng.unila.ac.id 
3fitriawan@eng.unila.ac.id 
Intisari — Penelitian ini dikembangkan sebuah sistem pendeteksi posisi plat nomor kendaraan yang 
ditampilkan pada GUI Matlab. Pendeteksian posisi plat nomor kendaraan menggunakan dua metode, yaitu 
metode transformasi hough dan transformasi hit or miss. Tahap pengolahan citra yang digunakan meliputi: 
binerisasi, aras keabuan, deteksi tepi, pemotongan citra, filtering, dan resizing. Keefektifan sistem ini diukur 
dengan perhitungan terhadap nilai perolehan (recall) dan nilai ketepatan (precision). Berdasarkan hasil 
penelitian didapatkan bahwa sistem berhasil mendeteksi posisi plat nomor kendaraan dengan tingkat 
keberhasilan pendeteksian sebesar 76% untuk nilai threshold 0,75, 72% untuk nilai threshold 0,8 dan 48% 
untuk nilai threshold 0,85. Hasil penelitian juga menunjukkan nilai rata-rata recall sebesar 54% untuk nilai 
threshold 0,75, 50% untuk nilai threshold 0,8 dan 40% untuk nilai threshold 0,85, sedangkan nilai rata-rata 
precision sebesar 14% untuk nilai threshold 0,75, 14% untuk nilai threshold 0,8 dan 12% untuk nilai threshold 
0,85. 
Kata kunci — Trasnformasi Hough, Transformasi Hit Or Miss, Recall, Precission. 
 
Abstract: This research was developed a detection system of vehicle license plates that displayed at the GUI Matlab. 
The detecting the number plate position of the vehicle uses two methods, namely the transformation method of 
hough and the transformation of hit or miss. The image processing stages used include: binerization, gray level, 
edge detection, image cutting, filtering, and resizing. The effectiveness of this system is measured by calculating the 
value of the recall and the precision. Based on the results of the study it was found that the system successfully 
detected the number plate position of the vehicle with a detection rate of 76% for the threshold value of 0.75, 72% 
for the threshold value of 0.8 and 48% for the threshold value of 0.85. The results also showed an average recall 
value of 54% for the threshold value of 0.75, 50% for the threshold value of 0.8 and 40% for the threshold value of 
0.85, while the average value of precision was 14% for the threshold value of 0.75, 14% for the threshold value of 
0.85, while the average value of precision was 14% for the threshold value of 0.75, 14% for the threshold value of 
0.8 and 12% for the threshold value of 0.85. 
Keywords: Trasnformasi Hough, Transformasi Hit Or Miss, Recall, Precission. 
 
I. PENDAHULUAN 
Saat ini kebutuhan manusia akan 
mobilitas atau kendaraan pribadi sudah 
menjadi kewajiban yang harus dipenuhi, baik 
mobilitas dari sepeda motor ataupun 
kendaraan beroda empat. Hukum Indonesia 
mewajibkan setiap kendaraan pribadi 
memiliki pengenal berupa plat nomor 
kendaraan. Pengenal kendaraan tersebut harus 
tercatat dalam database yang disimpan oleh 
pemerintah pusat [1]. Umumnya, pencatatan 
pengenal kendaraan dilakukan secara manual 
oleh petugas. Petugas menjumpai kendaraan 
yang akan dicatat, kemudian ditulis secara 
manual dalam buku. 
Perkembangan teknologi saat ini dapat 
digunakan untuk membuat sistem pengenal 
plat nomor kendaraan otomatis berbantuan 
perangkat lunak komputer (software). Sistem 
pengenal tersebut diharapkan mampu 
menghemat waktu dan tenaga dalam 
melakukan pencatatan identitas kendaraan 
bermotor yang masih dilakukan secara 
manual. 
Pada penelitian ini akan dibuat sebuah 
sistem pendeteksi posisi plat nomor 
kendaraan menggunakan software Matlab. 
Matlab merupakan perangkat lunak produk 
dari The MathWork, Inc. yang memadukan 
kemampuan perhitungan, pencitraan, dan 
pemrograman dalam satu paket [2]. Sistem 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
Volume12, No.3, September 2018 
119 
 
 
dari matlab ini diharapkan mampu 
mendeteksi dan menunjukkan plat nomor 
kendaraan dari beberapa kendaraan yang 
tergambar dalam sebuah citra digital. Sistem 
ini menggunakan teknik-teknik pengolahan 
citra, seperti resizing, gray scaling, 
thresholding, edge detection, serta 
menggunakan metode transformasi hough 
untuk mendeteksi garis lurus [3] dan 
transformasi hit or miss untuk mengenali pola 
karakter [4]. 
Peneletian mengenai pendeteksian posisi 
nomor kendaraan sudah dilakukan oleh 
peneliti-peneliti sebelumnya. Metode-metode 
dan objek-objek citra yang digunakan juga 
beragam. Penelitian ini merupakan 
pengembangan penelitian yang dilakukan 
oleh I Dewa Gede Aditya Pemayun dan 
Widyadi Setiawan. Peneliti tersebut meneliti 
mengenai pendeteksian posisi plat nomor 
kendaraan menggunakan metode transformasi 
hough. Pengembangan dipenelitian ini adalah 
menambahkan metode transformasi hit or 
miss dalam proses akhir pendeteksian posisi 
plat nomor kendaraan [5,6]. 
 
 
II. METODE PENELITIAN 
Objek citra yang diambil berupa sepeda 
motor ataupun mobil. Didalam objek citra 
memuat satu atau dua plat nomor kendaraan, 
baik itu objek yang terdiri atas satu motor, 
satu mobil, dua sepeda motor, ataupun dua 
mobil. Pengambilan obyek citra  dicontohkan 
pada Gambar 1. 
 
  
(a) (b) 
  
(c) (d) 
Gbr 1. (a) Obyek Citra Memuat Satu Mobil, (b) 
Obyek Citra Memuat Dua Mobil, (c) Obyek Citra 
Memuat Satu Motor (d) Obyek Citra Memuat Dua 
Motor 
A. Perancangan Sistem 
Perancangan sistem ditunjukkan pada 
Gambar 2. Sistem yang dirancang  merupakan 
sistem GUI Matlab yang diharapkan mampu 
mendeteksi posisi plat nomor kendaraan. 
Didalam sistem, terdapat beberapa pilahan 
fitur seperti pembacaan citra, pengkonversian 
citra menjadi aras keabuan, pengubahan citra 
menjadi binerisasi, pengubahan kartesian 
menjadi polar, pembentukan garis lurus, dan 
pemotongan citra. Selain itu diberikan tiga 
nilai threshold untuk kesensitivan 
pendeteksian garis lurus. Nilai threshold 
tersebut adalah 0,7, 0,8 dan 0,85. 
 
 
Gbr 2. Tampilan Sistem 
B. Pengolahan Awal Cira 
Pengolahan awal yang dilakukan pada 
sistem ini adalah pembacaan citra. Berkas 
citra yang hanya dapat dPibaca berformat 
.jpg. Setelah pembacaan citra, lalu dilanjutkan 
dengan pengskalaan ukuran citra dengan 
tujuan agar citra masukan memiliki ukuran 
yang sama saat diolah oleh sistem. Citra hasil 
penskalaan akan dikonversikan menjadi citra 
aras keabuan. Tujuannya adalah untuk 
mengurangi beban komputasi nilai citra dari 3 
layer menjadi 1 layer. Setelah dilakukan 
penkonversian citra menjadi aras keabuan, 
dilanjutkan dengan pengkonversian citra 
menjad binerisasi dan kemudian dilanjutkan 
dengan deteksi tepi. Deteksi tepi yang 
digunakan adalah deteksi tepi canny. 
C. Proses Transformasi Hough 
Proses ini diawali dengan memberikan 
nilai threshold sistem. Nilai threshold adalah 
nilai tingkat kesensitivan sistem. Semakin 
kecil nilai threshold maka semakin banyak 
garis lurus yang terdeteksi, sedangkan 
semakin besar nilai threshold maka sedikit 
garis lurus yang terdeteksi. Selain itu juga, 
semakin kecil nilai threshold maka komputasi 
akan semakin lambat, sedangkan apabila nilai 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
Volume12, No.3, September 2018 
120 
 
 
threshold semakin besar maka semakin cepat 
pula nilai komputasinya. Rentang nilai 
threshold berada diantara 0 hingga 1, namun 
sistem ini memberikan 3 nilai threshold yaitu 
0,75, 0,8, dan 0,85. Sebab  nilai tersebut 
merupakan nilai yang memliki hasil deteksi 
lumayan baik dan waktu komputasi yang 
cukup cepat. 
Setelah diberikan nilai threshold, 
program akan mengubah citra dari koordinat 
kartesian menjadi koordinat polar. Nilai 
koordinat polar menjadi acuan untuk 
mendeteksi dan membangun deteksi garis 
lurus. Nilai koordinat merupakan titik garis 
lurus. Satu citra masukan mampu 
menghasilkan beribu-ribu garis lurus. Dari 
beberapa garis lurus yang terdeteksi 
merupakan kandidat posisi plat nomor 
kendaraan. Garis lurus hasil pendeteksian 
ditunjukkan pada Gambar 3(a) dan (b). 
Setiap pendeteksian garis lurus, program 
akan memotong citra dari titik garis citra. 
Pemotongan citra dilakukan sebanyak dua 
kali dengan perhitungan panjang 400 piksel 
dikali 250 piksel. Pemotongan pertama 
dilakukan dari titik garis terdeteksi mengarah 
kebawah, kemudian pemotongan kedua 
dilakukan dari titik garis terdeteksi mengarah 
keatas. Sehingga satu titik garis akan 
menghasilkan dua gambar. Posisi titik garis 
hasil deteksi transformasi hough ditunjukkan 
Gambar 3.(a) dan (b). Hasil pemotongan 
ditunjukkan Gambar 3(c) dengan kotak 
berwarna kuning dan biru. Pemotongan dari 
titik garis mengarah keatas ditunjukkan 
dengan kotak berwarna kuning, sedangkan 
pemotongan dari titik garis mengarah 
kebawah ditunjukkan dengan kotak berwarna 
biru. 
 
    
(a) (b) (c) 
Gbr .3 (a) Titik Garis dibawah Plat (b) Titik Garis 
di atas Plat (c) Hasil Pemotongan 
 
 
 
D. Pengolahan Akhir Citra 
Setelah pendeteksian garis lurus dan 
pemotongan citra, dilanjutkan dengan 
pengenalan pola karakter menggunakan 
transformasi hit or miss. Karakter yang 
diajukan untuk dikenali adalah karakter “B”. 
Karakter ini dipilih karena hampir semua 
sempel data pengujian memiliki karakter “B”. 
Penelitian ini memberikan batasan masalah 
bahawa citra masukan hanya terkhusus 
kendaraan bermotor yang memiliki plat 
nomor kendaraan berawalan karakter “B”. 
Target karakter yang ingin dideteksi oleh 
transformasi hit or miss ditunjukkan pada 
Gambar 4. Target tersebut beresolusi 29 x 15 
piksel dan ukuran tersebut sudah disesuaikan 
dengan data hasil yang akan dideteksi. 
 
 
 
Gbr 4. Target Karakter 
 
Citra hasil pemotongan sebelumnya 
diubah kebentuk deteksi tepi dan binerisasi 
kembali, guna memperoleh bentuk pola 
karakter yang lebih jelas. Selanjutnya proses 
yang dilakukan adalah proses dilasi. 
Tujuannya adalah untuk mempertegas garis 
tepi citra karena pengaruh penambahan citra. 
Proses transformasi hit or miss diawali 
dengan proses dilasi. Proses dilasi merupakan 
proses penambahan piksel dari elemen 
penstruktur. Elemen penstruktur yang 
digunakan adalah matrik 2 x 2 bernilai 1. 
Setelah dilakukan proses dilasi, lalu 
dilanjutkan dengan menginputkan target 
karakter seperti Gambar 4. Target karakter 
bertindak sebagai elemen penstruktur untuk 
proses erosi, sehingga hasil proses dilasi akan 
dierosikan dengan target karakter. Pada 
program sistem, hasil proses erosi 
divariabelkan dengan G.  Proses erosi 
dikerjakan kembali dengan menegasikan hasil 
proses dilasi dan menegasikan target karakter. 
Erosi yang kedua divariabelkan dengan G1 
dan dilanjutkan dengan melakukan logika 
AND diantara variabel G dan variabel G1. 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
Volume12, No.3, September 2018 
121 
 
 
Proses akhir dari transformasi hit or miss 
adalah penyeleksian kotak. Seleksi dimulai 
dengan menghitung jumlah piksel yang 
terkandung didalam citra hasil proses 
transformasi hit or miss. Posisi plat nomor 
kendaraan yang akan terseleksi adalah citra 
yang memuat piksel lebih dari 2000 piksel 
dan citra yang berhasil dikenali karakter B-
nya. Hasil seleksi kotak ditunjukkan Gambar 
5(a) dan (b) dengan kotak berwarna merah. 
Setelah berhasil menyeleksi kotak oleh 
transformasi hit or miss, dilanjutkan dengan 
eleminasi kotak yang tidak terseleksi. Kotak 
yang terseleksi akan dipotong dan 
dinormalisasikan guna terlihat lebih jelas dan 
tegas. Kotak yang telah dipotong dan 
dinormalisasikan ditunjukkan pada gambar 
6(a) dan (b). 
 
 
  
(a) (b) 
Gbr 5. Hasil seleksi kotak dengan warna 
merah 
 
 
 
 
 
 
(a) (b) 
Gbr 6. (a) Kotak yang dipotong (b) Kotak 
yang dinormalisasi 
 
E. Keefektifan Sistem 
Keefektifan sistem dapat diukur dengan 
perhitungan terhadap nilai perolehan (recall), 
nilai ketepatan (precision) dan F-Value. 
Precision adalah tingkat ketepatan antara 
informasi yang diminta dengan jawaban yang 
diberikan oleh sistem. Untuk penelitian ini, 
informasi yang diminta adalah plat nomor 
kendaraan. Recall adalah tingkat keberhasilan 
sistem dalam menemukan informasi secara 
tepat. Untuk penelitian ini, informasi secara 
tepat adalah posisi plat secara utuh. 
Perhitungan untuk recall, precesion, dan 
F-Value dinyatakan menggunakan persamaan 
1, 2 dan 3. 
 
 ..................... (1) 
 
 ................. (2) 
 
 ............................. (3) 
 
Tahap perhitungan recall, precision dan 
F-Value ditunjukkan pada Gambar 7. Dimana 
NTP adalah jumlah piksel pada daerah TP 
(True Positive), NFP adalah jumlah piksel 
pada daerah FP (False Positive) dan NFN 
adalah jumlah piksel pada daerah FN (False 
Negative). Pada Gambar 7(d), daerah TP 
ditunjukkan dengan warna hitam; daerah FP 
ditunjukkan dengan warna biru; daerah TN 
(True Negative) ditunjukkan dengan warna 
kuning; dan daerah FN ditunjukkan dengan 
warna merah. 
 
    
    
(a) (b) (c) (d) 
Gambar 7. (a) Citra Asli (b) Deteksi 
Kotak Sistem (c) Deteksi Kotak Sebenarnya 
(d) Gabungan Deteksi Kotak Sistem dan 
Kotak Sebenarnya 
 
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 
 
Pengujian sistem menggunakan 50 
sampel data. Data pengujian diambil dengan  
2 ukuran, yaitu ukuran pertama beresolusi 
960 x 1706 piksel dengan kecepatan 24 fps 
dan ukuran kedua berukuran 1108 x 1477 
piksel dengan kecepatan pengambilan 24 fps. 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
Volume12, No.3, September 2018 
122 
 
 
Data uji ukuran pertama berjumlah 25 data 
dan data uji ukuran kedua berjumlah 25 data. 
Data uji diambil dilingkungan Jurusan Teknik 
Elektro, Universitas Lampung. 
Memuat hasil-hasil yang diperoleh 
beserta analisisnya. 
Hasil pengujian sistem terbagi atas 3 
bagian yakni pengujian sistem dengan nilai 
threshold 0,75, pengujian sistem dengan nilai 
threshold 0,8 dan pengujian sistem dengan 
nilai threshold 0,85. Hasil pengujian sistem 
ditunjukkan pada Tabel 1, Tabel 2 dan Tabel 
3. 
Keberhasilan sistem banyak terjadi pada 
sempel data dengan gambar 1 mobil. Citra 
dengan gambar 1 mobil mampu terbaca 
dengan baik oleh dua metode yang diusulkan. 
Keberhasilan sistem juga dipengaruhi oleh 
faktor eksternal, seperti waktu pemotretan, 
intensitas cahaya, dan posisi pemotretan. 
Waktu pemotretan di pagi hari akan 
memberikan hasil gambar dengan intensitas 
cahaya yang cukup baik, sehingga intensitas 
cahaya yang terkandung didalamnya tidak 
tinggi ataupun lemah. Posisi pemotretan 
seperti landscape atau potrait juga 
mempengaruhi hasil pengujian sistem. 
 
 
Tabel 1. Tingkat Keberhasilan Sistem 
 
Jumlah 
Data 
Threshold Keberhasilan Sistem 
(%) 
50 0,75 76 
0,8 72 
0,85 48 
 
 
Tabel 2. Hasil Pengujian Terhadap Ukuran Data 
 
Juml
ah 
Data 
Ukuran 
Data 
Thresh
old 
Rata-rata 
Keberhasilan 
(%) 
25 960 x 
1706 
0,75 80 
0,8 76 
0,85 44 
25 1108 x 
1477 
0,75 48 
0,8 48 
0,85 52 
 
 
 
 
Tabel 3. Recall, Precission, dan F-Value 
 
Jumlah 
Data 
Threshold Hasil Evaluasi 
Rata-
rata 
recall 
(%) 
Rata-rata 
precision 
(%) 
Rata-
rata 
F-
Value 
(%) 
50 0,75 54 14 22 
0,8 50 14 21 
0,85 40 12 18 
 
Pengujian yang tidak berhasil 
dikarenakan dua hal, pertama, proses 
pendeteksian garis lurus oleh transformasi 
hough tidak menyinggung posisi plat nomor 
kendaraan, sehingga posisi plat nomor 
kendaraan tidak terdeteksi. Kedua, 
pengenalan karakter “B” tidak berhasil 
dilakukan oleh transformasi hit or miss. 
Gagalnya pengenalan tersebut disebabkan 
kurang tegasnya karakter “B” dalam bentuk 
binerisasi sehingga transformasi hit or miss 
tidak mampu bekerja secara optimal. 
Penyebab lain gagalnya pengenalan karakter 
“B” adalah hilangnya satu piksel dalam 
karakter sehingga menggangu proses 
pengenalan pola oleh transformasi hit or 
miss. 
 
IV. KESIMPULAN 
 
Setelah dilakukan pembuatan, pengujian 
dan analasi, dapat ditarik kesimpulan bahwa 
sistem ini berhasil mendeteksi posisi plat 
nomor kendaraan dengan tingkat keberhasilan 
76% untuk nilai threshold 0,75, 72% untuk 
nilai threhold 0,8 dan 48% untuk nilai 
threshold 0,85. Selain itu sistem juga berhasil 
menemukan informasi posisi plat nomor 
kendaraan secara tepat dengan nilai rata-rata 
recall sebesar 54% untuk nilai threshold 0,75, 
50% untuk nilai threshold 0,8 dan 40% untuk 
nilai threshold 0,85. Sistem juga berhasil 
memunculkan dan mempertegas posisi plat 
nomor kendaraan dengan nilai rata-rata 
precision sebesar 14% untuk nilai threshold 
0,75, 14% untuk nilai threshold 0,8 dan 12% 
untuk nilai threhsold 0,85. Kegagalan sistem 
banyak terjadi pada citra yang terdiri dari 2 
motor dan 2 mobil. Kegagalan sistem 
dipengaruhi oleh bentuk kualitas citra, tingkat 
kecerahan citra, posisi kemiringan citra, 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
Volume12, No.3, September 2018 
123 
 
 
keberagaman bentuk citra dan kurang 
tegasnya karakter “B” dalam bentuk 
binerisasi. 
Untuk dapat memperbaiki kelemahan-
kelemahan pada sistem, disarankan untuk 
melakukan pengembangan atau perbaikan 
sistem dengan cara mengaplikasikan sistem 
dalam kehidupan nyata secara real time dan 
membuat sistem dengan lebih handal dan 
dengan waktu yang lebih cepat. 
 
UCAPAN TERIMA KASIH 
 
Terima kasih kepada Fakultas Teknik 
Universitas Lampung yang mendanai 
penelitian ini melalui DIPA Fakultas Teknik. 
 
REFERENSI 
 
[1] Para Kontributor Wikipedia. ( 2004, 
February). Tanda nomor kendaraan 
bermotor. Retrieved from Wikipedia 
website 
http://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_polis
i. 
[2] Samijayani, O.N. (2012) Penerapan 
Metode Simulasi Pra-Praktikum 
Menggunakan Graphic User Interface 
(GUI) dan FDATOOL, MATLAB, 
Jakarta: Universitas Al Azhar Indonesia. 
[3] Sa’diyah, H. (2011), Aplikasi 
Transformasi Hough untuk Deteksi Garis 
Lurus. (Skripsi). Universitas Diponegoro, 
Semarang. 
[4] Kadir, A. (2013), Teori dan Aplikasi 
Pengolahan Citra, Yogyakarta: Andi. 
[5] Setiawan, W., Asri, S. A. (2015) 
Penerapan Transformasi Hough pada 
Deteksi Lokasi Plat Nomor Pada Citra 
Kendaraan, Matrix, 5(02), 41-46. 
[6] Pemayun, I D. G. A., Setiawan, W., 
Indra, N. ER. (2015) Analisis Sistem 
Pendeteksi Posisi Plat Kendaraan dari 
Citra Kendaraan, E-Journal SPEKTRUM, 
2(02), 2, 61-67. 


English

Deteksi Posisi Plat Nomor Kendaraan Menggunakan Metode Transformasi Hough dan Hit or Miss

Soedjarwanto, Noer

Komalasari, Endah

Asadila, Venus

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
Volume12, No.3, September 2018 
 
 
  Rancang Bangun Multilevel Boost Converter Untuk Catu Daya Motor Arus 
Searah Pada Kendaraan Listrik Berbasis Mikrokontroler 
1Noer Soedjarwanto, 2Endah Komalasari,3Venus Asadilla 
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Lampung  
Jl. Prof. Sumantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung 35145  
e-mail: noersoedjarwanto@gmail.com 
 
 
Intisari — Rangkaian multilevel boost converter memiliki prinsip kerja yang sama dengan boost converter 
konvensional namun rasio tegangan keluarannya lebih tinggi. Dimana tegangan keluaran dari multilevel boost 
converter ini akan digunakan sebagai catu daya untuk mengendalikan kecepatan putar motor arus searah 
(MAS). Kemudian akan dilakukan perbandingan antara tegangan keluaran multilevel boost converter dengan 
boost converter konvensional yang digunakan sebagai catu daya MAS. Pada penelitian ini nilai tegangan 
keluaran multilevel boost converter saat dihubungkan pada MAS dengan duty cycle 20% yaitu 80,3 volt dan 
MAS sudah mulai berputar dengan kecepatan 350 rpm. Sementara tegangan keluaran boost converter 
konvensional sebesar 39,4 volt namun MAS belum dapat berputar pada duty cycle 20% dan tegangan masukan 
yang sama yaitu 12,3 volt. Kemudian dilakukan penambahan beban MAS pada pengujian multilevel boost 
converter. Dimana semakin berat beban pada MAS maka torsinya akan meningkat. Dengan demikian 
perangkat multilevel boost converter dapat digunakan sebagai catu daya MAS untuk kendaraan listrik. 
Kata kunci: Multilevel boost converter, boost converter, motor arus searah 
 
 
Abstract — Multilevel boost converter circuit has the same working principle with conventional boost converter. 
Hence, the ratio of its output voltage is higher that will be used as power supply for controlling the rotational 
speed of MAS. Then, there will be comparison among the output voltage of multilevel boost converter and 
conventional boost converter which will be used as power supply of MAS. On this research, the output voltage 
value of multilevel boost converter which is connected with MAS at the duty cycle 20 % is 80,3 volt. 
Furthermore, it had rotated at the speed of 320 rpm. Meanwhile, the output voltage of boost converter 
conventional is 39,4 volt. On the contrary, MAS can not rotated at the duty cycle of 20 % with the same input 
voltage that will be 12,3 volt. Then, it will be added with load of MAS for multilevel boost converter testing. 
While the load of MAS is heavier, its torque will be increased too. Therefore, multilevel boost converter device 
can be used as power supply of MAS for electric vehicles. 
Keywords :  Multilevel boost converter, boost converter, direct current motor 
I. PENDAHULUAN 
 
Pada saat ini penggunaan kendaraan bermotor 
di Indonesia sangatlah pesat dengan semakin 
bergantungnya masyarakat pada kendaraan 
pribadi sebagai penunjang aktivitas sehari-
hari. Oleh karena itu diperlukan suatu 
alternatif dari kendaraan bermotor untuk 
mengurangi konsumsi BBM dan pencemaran 
udara di Indonesia. Salah satu alternatif 
tersebut adalah mobil listrik karena 
merupakan kendaraan tanpa emisi atau tidak 
memiliki gas buang. Dalam pengoperasiannya 
mobil listrik membutuhkan mesin listrik, 
salah satunya yaitu Motor Arus Searah 
(MAS).  
Hal yang perlu diperhatikan selanjutnya 
adalah alat yang digunakan untuk 
mengendalikan kecepatan putar dari MAS.  
 
Permasalahannya tegangan masukan yang 
diperlukan MAS lebih tinggi dibanding 
tegangan keluaran dari baterai sehingga 
konverter dc-dc dibutuhkan sebagai penyedia 
tegangan searah yang besarannya sesuai 
dengan permintaan beban. Maka dalam 
penelitian ini akan dirancang konverter dc-dc 
yang mana tegangan keluarannya dapat 
dikendalikan sesuai kebutuhan MAS agar 
dapat menggerakkan kendaraan. 
  
II. STUDI PUSTAKA 
 
A. Motor Arus Searah 
Motor Arus Searah (MAS) merupakan 
perangkat elektromagnetis yang mengubah 
energi listrik menjadi energi mekanik. MAS 
memerlukan suplai tegangan searah pada 
kumparan medan untuk diubah menjadi 
energi mekanik [2]. 
Volume12, No.3, September 2018 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
112 
 
 
 
MAS dapat dibedakan menjadi dua jenis 
berdasarkan sumber penguat arus magnetnya 
yaitu motor dengan penguat terpisah dan 
penguat sendiri. Pada motor penguat sendiri 
terdiri lagi dari MAS Seri, MAS Shunt, MAS 
kompon panjang dan MAS kompon pendek. 
Dalam penelitian ini digunakan MAS seri. 
MAS seri terdiri dari medan seri yang dibuat 
dari sedikit lilitan kawat besar yang 
ihubungkan seri dengan jangkar. Jenis motor 
ini mempunyai karakteristik torsi start dan 
kecepatan variabel yang tinggi, ini berarti 
bahwa motor dapat start atau dapat 
menggerakkan beban yang sangat berat, tetapi 
kecepatan akan bertambah kalau beban turun 
dari sedikit lilitan kawat besar yang 
dihubungkan seri dengan jangkar. Jenis motor 
ini mempunyai karakteristik torsi start dan 
kecepatan variabel yang tinggi, ini berarti 
bahwa motor dapat start atau dapat 
menggerakkan beban yang sangat berat, tetapi 
kecepatan akan bertambah kalau beban turun 
pada kumparan medan untuk diubah menjadi 
energi mekanik.  
MAS dapat dibedakan menjadi dua jenis 
berdasarkan sumber penguat arus magnetnya 
yaitu motor dengan penguat terpisah dan 
penguat sendiri. Pada motor penguat sendiri 
terdiri lagi dari MAS Seri, MAS Shunt, MAS 
kompon panjang dan MAS kompon pendek. 
Dalam penelitian ini digunakan MAS seri. 
MAS seri terdiri dari medan seri yang dibuat 
dari sedikit lilitan kawat besar yang 
ihubungkan seri dengan jangkar. Jenis motor 
ini mempunyai karakteristik torsi start dan 
kecepatan variabel yang tinggi, ini berarti 
bahwa motor dapat start atau dapat 
menggerakkan beban yang sangat berat, tetapi 
kecepatan akan bertambah kalau beban turun  
B. Boost Converter 
Boost converter merupakan koverter dc-
dc yang berfungsi untuk mengubah tegangan 
masukan yang rendah ke tegangan keluaran 
yang tinggi (penaik tegangan). Konverter ini 
bekerja secara periodik saat saklar terbuka 
dan tertutup. Kemampuan boost converter 
untuk menaikan tegangan dc berkaitan 
dengan prinsip switch duration (ton dan toff 
switch).  
Saat saklar atau switch mosfet pada kondisi 
tertutup (ton), terjadi hubung singkat 
sehingga arus akan mengalir ke induktor 
kemudian menuju sumber kembali, sehingga 
menyebabkan energi akan tersimpan di 
induktor. Saat saklar mosfet terbuka (toff), 
arus induktor ini akan mengalir menuju beban 
melewati dioda sehingga energi yang 
tersimpan di induktor akan menurun [8].  
Untuk mengetahui besar nilai tegangan 
keluaran dari boost converter konvensional 
berdasarkan pengaruh perubahan duty cycle 
dapat dihitung sebagai berikut :  
 
   (1)  
dimana [V] adalah tegangan keluaran, v [V] 
adalah tegangan masukkan, dan D adalah duty 
cycle.  
III. METODE PENELITIAN 
 
Kendaraan listrik membutuhkan 
rangkaian penaik tegangan untuk mencatu 
MAS yang digunakan. Namun rasio tegangan 
keluaran dari boost coverter kurang optimal 
untuk mencatu MAS, oleh karena itu 
digunakan rangkaian penaik tegangan dengan 
menggunakan metode Multilevel Boost 
Converter (MBC). Multilevel Boost Converter 
adalah sebuah konverter dc– dc berbasis 
Pulse width Modulation (PWM) yang 
mengkombinasikan antara konveter boost 
konvensional dan fungsi switched capacitor 
untuk menghasilkan tegangan keluaran yang 
berbeda dan stabil dengan hanya 
menggunakan 1 driven switch, 1 induktor, 
2N-1 dioda dan 2N-1 kapasitor.  
N yang dimaksud adalah jumlah tingkat 
pada konverter boost multilevel [1]. 
Konverter ini dibangun dengan beberapa level 
yang dapat ditambah tanpa memodifikasi atau 
mengubah rangkaian utama serta dapat 
menggunakan frekuensi switching yang 
tinggi. Rangkaian multilevel boost konverter 
ditunjukkan pada Gambar 1. 
 
Volume12, No.3, September 2018 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
113 
 
 
 
 
Gbr 1. Rangkaian Multilevel Boost Converter 
 
Karakteristik ini dapat tercapai berkat 
pengalian pada tegangan keluaran konverter 
boost konvensional yang dikendalikan hanya 
dengan satu saklar yang ada di dalam 
konverter. Sehingga didapatkan nilai 
tegangan keluaran multilevel boost converter 
sebagai berikut. 
         (2) 
 
dimana N adalah jumlah tingkatan dari 
topologi multilevel boost converter.  
Dari Gambar 1 arus induktor pada rangkaian 
multilevel boost converter nilainya sama 
dengan arus masukannya. Maka arus rata-rata 
induktor dapat dihitung sebagai berikut. 
 
  (3) 
 
dimana [A] adalah arus induktor, [V] adalah 
tegangan kapasitor, dan Rout [ohm] adalah 
tahanan beban. Induktansi induktor pada 
multilevel boost converter mempunyai nilai 
yang lebih rendah dibanding dengan boost 
converter konvensional. Nilai dari induktor 
tersebut dapat dicari sebagai berikut. 
 
(4) 
 
dimana [Henry] adalah induktansi induktor 
minimal dan T adalah periode. 
 
Sedangkan ripple tegangan dari multilevel 
boost converter dapat dihitung sebagai 
berikut. 
 
 (5) 
 (6) 
 
dimana [V] adalah tegangan ripple, f [Hz] 
adalah frekuensi, [A] adalah arus keluaran, 
dan C [Farad] adalah kapasitansi kapasitor. 
Maka untuk menentukan nilai kapasitor dari 
multilevel boost converter adalah sebagai 
berikut. 
 
 (7) 
 
 
 
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 
A. Perangkat Boost Converter 
Penelitian ini menggunakan boost converter 
untuk membandingkan hasil antara boost 
converter konvensional dengan multilevel boost 
converter. Perbandingan data yang diambil yaitu 
tegangan keluaran saat diberikan beban resistif 
yang bervariasi dan juga perbandingan kecepatan 
putar MAS tanpa beban. Spesifikasi boost 
converter yang digunakan yaitu memiliki 
tegangan masukkan 12 V, ripple arus sebesar 1 
A, dan ripple tegangan 1 V. Gambar 2 merupakan 
perangkat boost converter yang akan digunakan 
sebagai data pembanding pada penelitian ini. 
B. Perancangan Multilevel Boost 
Converter 
Pada penelitian ini perangkat yang digunakan 
sebagai catu daya MAS merupakan multilevel 
boost converter dengan jumlah tingkatan yaitu 
tiga tingkat. Untuk menentukan nilai dari tiap 
komponen maka diperlukan beberapa parameter, 
yaitu tegangan masukkan 12 V, tegangan 
keluaran 200 V, frekuensi switching 5 kHz,arus 
keuaran 1.3 A, dan tegangan ripple 2V. 
Berdasarkan parameter di atas kemudian 
dilakukan perhitungan menggunakan persamaan 
yang terdapat pada bab III, maka didapatkan nilai 
duty cycle sebesar 0.82, induktor sebesar 0.44 
mH, dan nilai kapasitor sebesar 106 μF namun 
karena ketersedian kapasitor yang ada dipasaran 
Volume12, No.3, September 2018 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
114 
 
 
besarnya lebih kecil dari nilai tersebut, maka 
digunakan kapasitor yang lebih besar dari nilai 
tersebut yaitu sebesar 150 μF. Gambar 3 
merupakan realisasi dari perancangan. 
 
 
Gbr 2. Perangkat Boost Converter 
 
 
Gbr 3. Perangkat Multi Level Boost Converter 
 
C. Pengujian Perangkat Dengan Beban 
Resistif 
Pengujian ini berguna untuk mendapatkan 
perbandingan data pengaruh perubahan beban 
resisif terhadap tegangan keluaran antara 
perangkat boost converter konvensional dengan 
multilevel boost converter. Nilai duty cycle yang 
diberikan sama yaitu 20%. Hasil pengujian yang 
didapatkan pada pembebanan resistif yaitu berupa 
nilai tegangan keluaran yang akan dibandingkan 
dengan tegangan keluaran berdasarkan teori.  
Berdarsarkan data dari tabel 1 dan 2, tegangan 
keluran dari kedua perangkat mengalami 
peningkatan saat beban resistif yang digunakan 
semakin besar. Hal ini mengacu pada persamaan 
antara tegangan, arus dan hambatan. Ketika nilai 
resistansi semakin besar maka tegangan 
keluarannya akan semakin besar. Namun 
tegangan keluaran dari perangkat multilevel boost 
converter lebih besar dibandingkan dengan boost 
converter konvensional pada nilai beban yang 
sama. Maka dengan pengujian ini membuktikan 
bahwa topologi multilevel boost converter dapat 
menaikkan tegangan masukkan lebih besar 
dibanding rangkaian boost converter. 
D. Pengaruh Perubahan Duty Cycle 
Terhadap Tegangan Keluaran dan 
Putaran MAS 
Pengujian ini dilakukan dengan 
memberikan pulsa yang memiliki nilai duty 
cycle yang besarnya 10%-60%. 
 
Tabel 1. Pengujian Boost Converter dengan 
Beban Resistif 
 
 
 
 
 
 
Tabel 2. Pengujian  Multi Boost Converter dengan 
Beban Resistif 
 
 
 
Perangkat boost converter konvensional 
dan multilevel boost converter akan 
dihubungkan dengan MAS jenis seri dimana 
data dari pengujian ini ditunjukkan pada 
Tabel 3 dan 4. Untuk mengetahui 
perbandingan hasil pengujian, maka dibuatlah 
kurva hasil pengujian multilevel boost 
converter terhadap kurva karakteristik dari 
hasil pengujian boost converterpada Gambar 
4 dan 5. Berdasarkan kurva dari Gambar 5 
dapat dilihat bahwa kecepatan putar motor 
Volume12, No.3, September 2018 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
115 
 
 
pada multilevel boost converter lebih tinggi 
yang disebabkan oleh tegangan keluaran yang 
lebih besar jika dibandingkan dengan hasil 
tegangan keluaran pada boost converter.  
Hal ini membuktikan bahwa dengan 
menggunakan teknik multilevel boost 
converter dapat menghasilkan tegangan 
keluaran yang jauh lebih besar dibandingkan 
dengan tegangan masukkannya sehingga 
dapat mengendalikan putaran motor dengan 
kecepata yang lebih tinggi. 
 
Tabel 3. Pengujian Boost Converter dengan 
Beban MAS 
 
 
Tabel 4. Pengujian  Multi Boost Converter dengan 
Beban MAS 
 
 
 
 
Gbr 4. Perbandingan D-Vo Kedua Perangkat 
 
 
Gbr 5. Perbandingan D-Rpm Kedua Perangkat 
 
E. Pengujian Multilevel Boost Converter 
dengan MAS yang Bebannya Bervariasi 
Untuk mengetahui keberhasilan dari 
rangkaian alat multilevel boost converter 
yang digunakan sebagai catu daya MAS perlu 
dilakukan pengujian secara keseluruhan. Pada 
pengujian ini akan dilakukan pengujian motor 
arus searah dengan beban yang bervariasi. 
Variasi beban yang akan digunakan yaitu besi 
seberat 0, 500, 1500, dan 2500 gram yang 
akan dikopel pada motor. Berikut merupakan 
realisasi dari perangkat multilevel boost 
converter yang digunakan untuk catu daya 
MAS. Pengujian dilakukan dengan 
memberikan variasi nilai duty cycle (D) pada 
rangkaian multilevel boost converter sebesar 
10–60 % yang mana tegangan keluaran dari 
rangkaian multilevel boost converter untuk 
mencatu MAS seri dengan beban yang 
bervariasi. Setelah dilakukan pengujian maka 
dihasilkan nilai tegangan dan arus keluaran 
dari rangkaian serta nilai putaran MAS. Data 
perbandingan tegangan dan arus keluaran 
pada beban 0, 500, 1500, dan 2500 gram akan 
digambarkan pada Gambar 7 dan 8. 
Pembebanan yang bervariasi pada pengujian 
perangkat keras multilevel boost converter 
sangat mempengaruhi nilai keluaran arus dan 
tegangannya. Perbandingan tersebut akan 
terlihat saat beban MAS semakin bertambah 
maka nilai tegangan keluaran akan semakin 
menurun. Sedangkan arus keluaran perangkat 
keras akan semakin besar seiring 
bertambahnya beban pada MAS namun tidak 
terlalu signifikan. 
 
Volume12, No.3, September 2018 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
116 
 
 
 
Gbr 6. Perbandingan Vo terhadap Variasi Beban 
pada MAS 
 
 
Gbr 7. Perbandingan Io terhadap Variasi Beban 
pada MAS 
Peningkatan nilai arus ini adalah karena 
meningkatnya nilai torsi yang dibutuhkan saat 
beban MAS semakin berat. Selain nilai arus 
berubah, tegangan keluaran juga berubah saat 
beban semakin berat.  
Berdasarkan persamaan daya maka 
semakin besar arus maka tegangannya akan 
semakin kecil. Sehingga saat beban semakin 
berat maka tegangan keluarannya semakin 
kecil. Pembebanan yang bervariasi pada 
pengujian perangkat keras multilevel boost 
converter sangat mempengaruhi nilai putaran 
dan torsi MAS.  
Perbandingan tersebut akan terlihat saat 
beban MAS semakin bertambah maka putaran 
akan semakin menurun. Sedangkan torsi 
MAS akan semakin meningkat seiring 
bertambahnya beban pada MAS pada 
pengujian titik nilai duty cycle yang sama. 
Pada pembahasan ini, analisa menggunakan 
kurva karakteristik yaitu kurva yang 
menunjukkan perbandingan karakteristik 
hubungan antara torsi dan putaran MAS pada 
saat beban 0, 500, 1500 dan 2500 gram yang 
ditunjukkan pada Gambar 8. 
Kemudian dibuat juga kurva karakteristik 
hubungan antara torsi dan arus jangkar 
dengan pengaruh beban 0, 500, 1500 dan 
2500 gram pada pengujian duty cycle 20% 
yang ditunjukkan pada Gambar 9. 
 
 
Gbr 8. Karakteristik T dan N terhadap Variasi 
Beban 
 
Gbr 9. Perbandingan T dan Ia terhadap Variasi 
Beban pada Duty Cycle 20% 
 
V. KESIMPULAN 
 
Penelitian ini telah menghasilkan 
perangkat multilevel boost converter 3 tingkat 
yang digunakan sebagai catu daya MAS. 
Perangkat keras telah mampu digunakan 
sebagai catu daya MAS untuk kendaraan 
listrik karena dapat menaikkan tegangan 
baterai dengan rasio yang tinggi dimana pada 
duty cycle 60% tegangan keluaran mencapai 
202 V. Multilevel boost converter juga dapat 
mengoperasikan MAS lebih baik dibanding 
converter boost konvensioanal dimana 
kecepatan putar motor pada multilevel boost 
converter lebih tinggi yang disebabkan oleh 
nilai tegangan keluaran yang lebih besar. 
Pada perangkat keras multilevel boost 
converter saat kenaikan beban yang dikopel 
dengan MAS maka terjadi kenaikan arus 
keluaran sedangkan tegangan motornya 
semakin berkurang. 
 
 
 
Volume12, No.3, September 2018 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi 
Elek
tro 
117 
 
 
REFERENSI 
 
[1] F.  Y.  Zaky,  A.  Muhammad,  Y.  
Teguh,  “Desain  dan  Simulasi 
Konverter Boost Multilevel sebagai 
Catu Daya Kendaraan Listrik”, Jurnal 
Teknik POMITS Voll. 3, ISSN 2337-
3539, 2014. 
[2] Priowirjanto,  Gator.  “Prinsip  Dasar  
Arus  Searah”  Direktorat Pendidikan 
Menengah Kejuruan, Jakarta 89-104, 
2003. 
[3] M.A. Zumain, “Prototipe Mobil 
Listrik dengan Menggunakan Motor 
DC Magnet Permanen 0,37 HP”. 
Fakultas Tenik Universitas Indonesia, 
Depok, 9-10, 2009. 
[4] S. Nur, S. Erwin, K. Ekki. 
“Perancangan dan Implementasi 
Konverter untuk Pembangkit Listrik 
Hybrid Tenaga Surya dan Angin 
untuk Suplai Listrik Arus Bolak 
Balik”, Fakultas Teknik Universitas 
Telkom, Bandung, 20, 2015. 
[5] P. Thounhong, B. Davat. “Study of A 
Multhiphase Interleaved Step-Up 
Converter for Fuel Cell High Power 
Applications”, Energy Conversion and 
Management 51, 826-862, 2010. 
[6] I. Joni, W. Slamet, Mustaziri. 
“Rancang Bangun Alat Pemberi 
Pakan Burung Otomatis Berbasis 
Mikrokontroler Atmega16 dengan 
SMS Gateway”, Politeknik Negeri 
Sriwijaya, Palembang, 2014. 
[7] Rectifier, International. ”High and 
Low Side Driver, All High Voltage 
Pins on One Side, Separate Logic and 
Power Ground, Shut-Down in a 14-
pin DIP package”. 
[8] M.  Ganta,  P.  Nirupa,  T.  Akshitha,  
R.  Seyezhai.  “Design  and 
Simulation of PWM FED Two – 
Phase Interleaved Boost Converter 
Jurnal Rekayasa Elektrika Vol. xx, 
No. xx, April 2  for Renewable 
Energy Source”, International Journal 
of Electtrical and Data 
Communication, Vol. 1, Issue 1, 
ISSN: 2320-2084, 2013. 
[9] R Caro, Julio, Ramirez, Juan, Peng, 
Valderrabano, “A DC- DC Multilevel 
Boost Converter”, IET Power 
Electron, Vol.3, Iss.1, 129-137, 2010.
 


Rancang Bangun Multilevel Boost Converter  Untuk Catu Daya Motor Arus Searah Pada Kendaraan Listrik Berbasis Mikrokontroler

Daftar Isi volume 12 nomor 1 2018

Cover Volume 12 Nomor 3 2018

Andreas, Frisky Volino

Sulistiyanti, Sri Ratna

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
Perancangan Camera Trap Berbasis Raspberry Pi 2 
 
Frisky Volino Andreas
1
, S. R. Sulistiyanti
2
, F.X. Arinto Setyawan
3
  
 
1
PT. Guna Layan Kuasa  
Wisma GKBI Jl. Jendral Soedirman No. 28 Jakarta  
2,3
Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung, Bandar Lampung 
Jl. Prof. Sumantri Brojonegoro No.1 Bandar Lampung 35145 
1friskyvolino@gmail.com 
 2fx.arinto@eng.unila.ac.id 
 
 
Intisari--- Indonesia merupakan negara beriklim tropis yang mempunyai keanekaragaman jenis 
satwa. Beberapa di antaranya adalah satwa yang dikategorikan terancam punah. Hal ini 
disebabkan karena banyaknya praktik perburuan liar dan semakin  menyempitnya hutan sebagai 
tempat tinggal. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengawasan dan perlindungan terhadap satwa-
satwa tersebut. Paper ini mengusulkan perancangan camera trap untuk pengawasan satwa secara 
otomatis. Camera trap digunakan untuk memudahkan konservasi dalam mendata dan memantau 
penyebaran satwa. Camera trap dapat mengambil gambar secara otomatis jika satwa melintas di 
depannya. Pada penelitian ini digunakan raspberry Pi 2 sebagai pengendali utama, sensor PIR HC-
SR501 sebagai piranti pengindera pancaran inframerah dari objek, modul RTC DS1307 sebagai 
penentu waktu, rangkaian LED IR membantu pencahayaan di malam hari dan flashdisk sebagai 
media penyimpanan gambar. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa rancang bangun sistem dapat 
mengambil gambar secara otomatis dengan jarak jangkauan sensor PIR tertinggi pada sudut 0° 
sejauh 6 meter. Alat ini dapat bekerja rata-rata selama 20,8 jam. Pada lingkungan yang gelap, alat 
ini mampu mengambil gambar objek secara jelas dengan jarak maksimal 3 meter dan dapat 
menyimpan hasil gambar secara realtime. 
Kata kunci--- Camera Trap, Otomatis, Konservasi, Inframerah, Raspberry Pi 2. 
  
Abstract--- Indonesia is a tropical country that has a diversity of wildlife species. Some of them are 
animals that are categorized as endangered. This is due to the abundance of illegal hunting 
practices and the narrowing of the forest as a place to live. Therefore, it is necessary to supervise 
and protect that the animal. This paper proposes the design of camera traps for automatic 
monitoring of the animals. Camera traps are used to facilitate conservation in data collections and 
monitoring of animal dispersal. Camera traps can take pictures automatically if the animal passes 
in front of them. This research proposes the use of Raspberry Pi 2 as the main controller, PIR HC-
SR501 sensor as a device of the sensing an infrared from the object, RT1307 RTC module as a 
timer, IR LED series helps night lighting and a flash disk as a storage image. The research results 
showed that the design of the system can take pictures automatically with the distance of the 
highest PIR sensor at an angle of 0 ° as far as 6 meters. The appliance can work on average for 20.8 
hours. In dark environments, this tool is able to capture images of objects clearly with a maximum 
distance of 3 meters and can store images in real-time. 
Keywords--- Camera Trap, Automatic, Conservation, Infrared, Raspberry Pi 2. 
 
I.PENDAHULUAN 
 
Indonesia merupakan salah satu negara 
yang memiliki hutan tropis terbesar di dunia. 
Keragaman flora dan fauna-nya sangat tinggi 
dibanding pada lokasi lain. Banyaknya 
praktik perburuan liar dan semakin  
menyempitnya hutan karena pembalakan liar 
menyebabkan beberapa jenis satwa terancam 
punah[1],[2]. Oleh karena itu, diperlukan 
120 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
pengawasan dan pelindungan terhadap satwa 
satwa tersebut. Salah satu cara pengawasan 
adalah dengan memasang camera trap untuk 
mendata dan memantau penyebaran satwa-
satwa tersebut.  
Penelitian mengenai kamera trap 
sebelumnya telah banyak dilakukan. Salah 
satu penelitian sebelumnya adalah 
pengunaan  kamera trap untuk pemantauan 
jenis satwa di Resort Gunung Botol dan di 
Taman Kehati[3],[4]. Perbedaan dengan 
penelitian yang dilakukan adalah pada 
penelitian sebelumnya ini lebih ke cara 
penggunaan kamera trap sedangkan pada 
penelitian yang dilakukan adalah 
perancangan kamera trap yang efisien. 
Penelitian lainnya adalah  implementasi 
kamera trap pada TNKS wilayah Bukit 
Sulap[5]. Perbedaan dengan penelitian ini 
adalah pada pengunaan mikrokontroler dan 
bahasa pemrograman yang berbeda sehingga 
luaran yang diberikan juga berbeda. 
 
 
II. TINJAUAN PUSTAKA 
 
Perkembangan teknologi elektronika yang 
sangat pesat dapat dimanfaatkan untuk 
membantu pengawasan satwa ini secara 
otomatis. Semakin kecilnya mikrokomputer 
dan semakin besarnya kapasitas baterai dan 
penyimpan luar sangat mendukung 
perancangan alat pembantu pengawasan 
satwa ini. Kamera trap merupakan kamera 
pengintai yang dilengkapi dengan sensor 
PIR (Passive Infra Red) yang berfungsi 
sebagai penangkap gerakan satwa sehingga 
camera dapat menggambil gambar secara 
otomatis. Cara kerja camera trap tersebut 
dengan mendeteksi panas tubuh dan gerak 
yang ditangkap oleh sensor inframerah. 
Setiap kali ada objek hidup yang melintas di 
depan kamera, kamera akan mengambil 
gambar objek tersebut. 
Sistem keseluruhan rancangan kamera 
yang ditawarkan diperlihatkan pada Gambar 
1. Terdapat dua buah power supply yang 
digunakan yaitu sebuah power bank dengan 
kapasitas 7480mAH dan baterai 18650. 
Power bank untuk mencatu kamera trap dan 
baterai 18650 untuk mencatu LED IR yang 
akan menyala saat lingkungan gelap dan jika 
ada satwa melintas. Hasil pengambilan 
gambar disimpan dalam flashdisk berukuran 
7.6 GB. Raspberry Pi 2 sebagai pengendali 
utama dari subsistem-subsistem, dimana 
sistem bekerja jika sensor PIR menangkap 
keberadaan objek, maka raspberry Pi akan 
memerintahkan kamera mengambil gambar 
objek. 
 
 
 
Gbr. 1 Diagram blok Sistem keseluruhan 
kamera trap. 
 
Besarnya kapasitas power bank dan 
flashdisk berpengaruh pada lamanya waktu 
hidup  dan kemampuan menyimpan data dari 
kamera trap. Lama waktu hidup kamera trap 
ditentukan menggunakan persamaan 1 dan 
banyaknya citra yang dapat disimpan 
ditentukan menggunakan persamaan 2. 
 
                   
                    
                      
     (1) 
 
               
                  
                           
        (2) 
 
Rata-rata ukuran file citra menyatakan 
bahwa ukuran file untuk setiap pengambilan 
citra menghasilkan ukuran file yang 
berbeda-beda yang dipengaruhi oleh waktu 
karena citra disimpan dalam ekstensi jpg. 
 
Penelitian sebelumnya mengenai 
penggunaan sensor PIR sudah banyak 
dilakukan. Sadad dan Iswanto menggunakan 
sensor PIR sebagai pewaktu pada televisi 
[6], Gifson dan Slamet menggunakannya 
untuk pemantau jarak jauh [7] sedangkan 
Mamis menggunakannya untuk pengaman 
ruangan [8].  
121 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
Penelitian ini menggunakan sensor PIR 
HC-SR501. Sensor ini akan mendeteksi 
adanya pancaran sinar inframerah dengan 
suhu tertentu yang dikeluarkan oleh objek 
(hewan/manusia). Sensor mendeteksi 
pancaran inframerah dengan sudut tertentu 
dari objek yang berada di depan sensor. 
Sudut jangkauan sensor PIR diperlihatkan 
pada Gambar 2. 
 
 
 
Gbr. 2 Jangkauan sensor PIR dalam mendeteksi 
objek. 
 
 
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 
 
Hasil perancangan kamera trap 
diperlihatkan pada Gambar 3. Gambar 3a 
memperlihatkan kamera trap dari arah depan 
dimana hanya tampak kamera, sensor PIR 
dibagian bawah dan LED IR dibagian atas. 
Gambar 3b memperlihatkan isi dari kamera 
trap yang terdiri dari beberapa subsistem. 
Gambar 3c memperlihatkan catudaya 
kamera trap setelah dipasang. 
 
 
a.                   b.                       c. 
Gbr. 3 Hasil rancangan kamera trap a. Kamera 
trap tampak depan, b. realisasi penyatuan 
subsistem-subsistem, c. Realisasi catu daya 
untuk kamera trap. 
 
 
 
A. Tegangan Catu Daya 
Pengujian catu daya dilakukan agar 
tegangan yang diberikan sesuai dengan yang 
dikehendaki. Pengujian tegangan dilakukan 
dengan mengukur tegangan power bank 
yang digunakan untuk mencatu kamera trap 
dan tegangan baterai yang digunakan untuk 
menghidupkan LED IR. Hasil pengukuran 
tegangan catu daya diperlihatkan pada Tabel 
1. Sumber catu daya memberikan tegangan 
yang cukup sesuai dengan yang dibutuhkan.  
 
Tabel 1. Hasil pengukuran catu daya. 
No Sumber Catu daya Teori Terukur 
1 Power bank 5 5,11 
2 Baterai 18650 5 4,93 
 
Kamera trap membutuhkan energi yang 
besar karena selalu dalam kondisi hidup, 
sedangkan kebutuhan energi LED IR tidak 
terlalu besar karena hanya hidup saat kondisi 
lingkungan gelap dan terdapat satwa yang 
melintas. Kapasitas energi yang tersimpan 
pada power bank sebesar 5,11 V  7480 
mAH = 38,322 VAH. 
 
B. Kebutuhan Daya Kamera Trap 
 
Pengukuran besarnya arus yang 
dibutuhkan oleh kamera trap dengan sumber 
catu daya power bank adalah 0,33A. Hal ini 
berarti bahwa kamera trap membutuhkan 
daya sebesar 5,11V  0,33A =1,6863 VA 
untuk beroperasi. Jika power bank memiliki 
energi sebesar 38,322 maka menggunakan 
persamaan 1 waktu hidup kamera dapat 
ditentukan. 
 
Waktu hidup kamera = 38,322/1,6863 
     = 22,725 jam 
 
Jadi secara teoritis kamera dapat hidup 
secara terus menerus selama 22,725 jam. 
Pengujian secara praktek dilakukan selama 5 
hari yang berbeda dengan cara menyalakan 
alat ini kemudian sensor PIR diberi trigger 
berupa objek yang melewati alat tersebut 
setiap 1 jam.  Data hasil pengujian dapat 
dilihat pada Tabel 2. 
 
 
 
Tabel 2. Hasil pengujian waktu hidup kamera. 
122 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
Percobaan Tanggal 
Kondisi kamera Waktu 
hidup Hidup Mati 
1 22/02/16 22.00 20.00 22 
2 26/02/16 01.00 21.00 20 
3 29/02/16 22.00 19.00 21 
4 01/03/16 20.00 16.00 20 
5 04/03/16 18.00 16.00 21 
Rata-rata ketahanan kamera trap 20,8 
 
Efektifivitas kamera trap ditentukan dengan 
membandingkan rata-rata ketahanan kamera 
yang diperoleh dalam pengujian dengan nilai 
waktu hidup kamera secara teoritis. 
Persentasi efektifitas daya tahan camera trap 
adalah sebesar : 
 
Efektivitas kamera  = 20,8/22,725  100% 
          = 91.53% 
 
C. Kepekaan Sensor PIR 
Kemampuan kamera trap sangat 
dipengaruhi oleh kemampuan sensor PIR 
dalam memberikan respon saat ada objek 
yang melintas. Kepekaan sensor PIR diuji 
dengan cara memberikan objek pada camera 
trap setiap 1 meter, dari jarak 1 meter  
hingga  7 meter  dan sudut setiap 15
o
, dari 
sudut 0° hingga 60° sesuai dengan 
jangkauan sensor PIR. Gambar 4. 
memperlihatkan cara menguji kemampuan 
sensor PIR dalam menangkap objek. Hasil 
pengujian kemampuan sensor PIR 
ditunjukkan pada Tabel 3. 
 
 
Gbr. 4 Cara pengujian sensor PIR 
Tabel 3. Hasil pengujian sensor PIR 
 
 
Hasil pengujian sensor PIR menunjukkan 
bahwa sensor hanya dapat mendeteksi 
dengan jangkauan maksimal 90
o
 (45
o
 di sisi 
kanan dan kiri sensor). Jarak maksimum 
objek yang dapat dideteksi adalah 6 meter 
dengan sudut jangkauan maksimal 30
o
 (15
o
 
di sisi kanan dan kiri sensor). 
 
D. Kemampuan Pencahayaan Kamera Trap  
Pengujian kamera trap dilakukan pada dua 
kondisi yang berbeda. Pertama, dilakukan 
pada siang hari dengan cahaya yang cukup 
dan kedua pada malam hari dengan 
pencahayaan yang minim. Pada pengujian 
malam hari, kamera trap dibantu dengan 
nyala LED IR agar objek dapat ditangkap 
menggunakan kamera. Hasil pengujian 
untuk pencahayaan yang berbeda 
diperlihatkan pada Gambar 5.  
Pada cahaya minimal, keberadaan objek 
yang tertangkap kamera ditentukan secara 
subyektif. Dimana kemampuan kamera trap 
dalam menangkap objek ditentukan 
berdasarkan pendapat orang yang melihat  
citra hasil tangkapan kamera. Penentuan 
keberhasilan kamera trap menangkap objek 
dalam kondisi minim cahaya diperlihatkan 
pada Tabel 4. 
 
   
 
   
 
123 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
    
(a)            (b) 
 
Gbr. 5 Hasil pengambilan citra satwa liar (a) 
pada siang hari dan (b) pada malam hari. 
 
Tabel 4. Hasil pengujian pengambilan citra pada 
kondisi minim cahaya. 
No Jarak Hasil Citra Keterangan 
1 1 m 
 
Terlihat jelas 
2 2 m 
 
Terlihat jelas 
3 3 m 
 
Terlihat jelas 
4 4 m 
 
Terlihat 
kurang jelas 
5 5 m 
 
Terlihat 
kurang jelas 
6 6 m 
 
Terlihat 
kurang jelas 
 
Dari Tabel 4 terlihat bahwa kamera trap 
dapat bekerja secara optimal pada kondisi 
minim cahaya jika jarak objek maksimal 3 
meter. Perlu dilakukan operasi citra agar 
objek yang berada lebih jauh dapat terlihat 
secara jelas.  
 
E. Kapasitas Memori Kamera Trap 
Kamera trap ini menggunakan flashdisk 
berkapasitas 7,6 GB untuk menyimpan citra 
hasil tangkapan. Ukuran citra dari kamera 
trap adalah berukuran 1024  768 piksel 
dalam format jpg. Ukuran file citra tiap-tiap 
pengambilan berbeda-beda karena dalam 
format jpg tergantung banyaknya warna dan 
ukuran resolusi citra. Hasil pengujian 
kebutuhan kapasitas memori citra 
diperlihatkan pada Tabel 5. 
 
Tabel 5. Pengujian kebutuhan ukuran file citra 
No Waktu Hasil Citra Ukuran File 
1 24.00 
 
208 kB 
2 03.00 
 
204 kB 
3 06.00 
 
430 kB 
4 09.00 
 
496 kB 
5 12.00 
 
472 kB 
6 15.00 
 
458 kB 
7 18.00 
 
352 kB 
8 21.00 
 
249 kB 
 
Tabel 5 memperlihatkan kebutuhan 
masing-masing file citra yang diambil tiap 3 
jam sekali. Kebutuhan memori rata-rata file 
citra adalah: 
 
 
                               
 
 
 
    
 
 
         = 359 kB 
 
Jika keberadaan satwa tersebar merata 
dalam satu hari maka kapasitas flashdisk 
yang berukuran 7,6 GB dapat menyimpan 
citra sebanyak, 
              
           
     
 
124 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
 
                          
 
Jumlah citra maksimal yang dapat 
disimpan dalam memori Flashdisk adalah 
jika satwa terdeteksi pada malam hari. 
Jumlah citra maksimal yang dapat tersimpan 
sebanyak, 
              
           
     
 
 
                          
 
Jumlah minimal citra yang dapat 
tersimpan adalah jika satwa terdeteksi di 
siang hari, yaitu sebanyak, 
              
           
     
 
 
                          
 
Hasil pengambilan gambar disimpan 
pada flashdisk dengan penamaan berkas 
sesuai dengan waktu pengambilan citra 
tersebut (realtime). Hal ini bertujuan untuk 
memudahkan mengetahui kapan objek 
diambil citranya 
 
 
IV. KESIMPULAN DAN SARAN 
 
Penelitian ini mengusulkan perancangan 
kamera trap berbasis Raspberry Pi 2. 
Kamera menggunakan LED IR sebagai 
pembantu pencahayaan saat minim cahaya. 
Catu daya erupa power bank untuk mencatu 
kamera dan baterai untuk penyalaan LED 
IR. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan: 
1. Kamera trap  mampu menyala selama 
20,8 jam dengan persentase perbedaan 
dengan teori sebesar 91,53 %. 
2. Kamera trap mampu mengambil 
gambar satwa liar secara otomatis jika 
ada objek (satwa) yang masuk dalam 
jangkauan sensor PIR. Jangkauan 
sensor maksimal adalah 6 meter 
dengan sudut 30
o
. 
3. Kamera trap mampu mengambil 
gambar pada lingkungan yang gelap 
atau di malam hari, dengan bantuan 
pencahayaan yang diberikan dari 
rangkaian LED IR. Kamera berkinerja 
optimal pada malam hari dengan jarak 
objek sebesar 3 meter. 
4. Hasil pengambilan gambar dapat 
tersimpan pada flashdisk dengan 
penamaan berkas sesuai dengan waktu 
pengambilan gambar tersebut 
(realtime). Banyaknya citra yang dapat 
tersimpan dalam memori yang 
dipasang adalah antara 15.322 sampai 
37. 254 citra. 
 
Saran yang dapat diberikan dalam 
perancangan kamera trap dimasa mendatang 
adalah: 
1. Menggunakan catu daya bertenaga 
surya agar waktu hidup kamera trap 
lebih panjang.  
2. Perlu dilakukan pengolahan citra pada 
citra hasil tangkapan kamera trap 
sehingga citra objek menjadi lebih 
jelas. 
3. Perlu pengiriman citra hasil tangkapan 
kamera trap ke stasiun pengawas 
terdekat sehingga lebih memudahkan 
pengawasan satwa. 
 
Menggunakan jenis kamera dengan 
resolusi yang lebih baik agar hasil citra 
tangkapan menjadi lebih baik 
 
REFERENSI 
 
[1] A. Ario, E. Hidayat and Supian, “Protection 
and Monitoring of the Endangered Species 
of Javan Leopard (Panthera pardus melas),” 
Conservation International Indonesia, Jawa 
Barat, 2009. 
[2] A. Rustiadi and W. Prihatini, “Macan tutul 
Jawa (Panthera pardus melas Cuvier, 1809) 
dan mangsa potensialnya di Bodogol, 
Taman Nasional Gunung Gede Pangrango,” 
PROS SEM NAS MASY BIODIV INDON, 
2015, vol. 1, pp. 236-241. 
[3] A. H. Mustari, A. Setiawan, D. Rinaldi, 
“Kelimpahan Jenis Mamalia Menggunakan 
Kamera Jebakan Di Resort Gunung Botol 
Taman Nasional Gunung Halimun Salak,” 
Media Konservasi, vol. 20 No. 2, pp. 93-
101, Agustus 2015.  
[4] H. Gunawan, S. Rachim, V. S. Sihombing, 
A. Rianti, dan P. Setio, Sistem Monitoring 
125 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
dan Evaluasi Keanekaragaman Hayati di 
Taman Kehati, Forda Press, Bogor, 2015. 
[5] N. K. Daulay dan N. Harahap, 
“Implementasi Camera Trap Pada TNKS 
Wilayah Bukit Sulap Di Kota 
Lubuklinggau,” Seminar Nasional 
Teknologi Informasi, Bisnis, dan Desain 
2016 , pp. 152-157, Mei 2016. 
[6] R. T. A. Sadad and Iswanto, “Implementasi 
Sensor Pyroelectric Infra Red (PIR) Sebagai 
Pewaktu Televisi,” JURNAL ILMIAH 
SEMESTA TEKNIKA, vol. 13, no. 2, pp. 
130-136, 2010. 
[7] A. Gifson and Slamet, “Sistem Pemantau 
Jarak Jauh Dengan Sensor Passive Infrared 
Berbasis Mikrokontroler,” TELKOMNIKA, 
vol. 7, no. 3, pp. 201-206, 2009 
[8] Y. Marnis, “Implementasi Sensor PIR 
(Passive Infrared Receiver) KC7783R Pada 
Sistem Pengaman Ruangan Berbasis 
Mikrokontroler Dengan Keluaran Suara,” 
Universitas Andalas, Padang, 2011 
 
 
 
 
 
 


Perancangan Camera Trap Berbasis Raspberry Pi 2

Cover volume 12 nomor 1 2018

Putra, Yudi Eka

Komarudin, Muhamad

Sistem Akuisisi Data Pemantauan Suhu dan Kadar Keasaman (pH) Lingkungan Perairan dengan Menggunakan Unmanned Surface Vehicle

Cover polos volume 12 nomor 1 2018

Purwiyanti, Sri

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
Aplikasi Efek Peltier Sebagai Kotak Penghangat dan Pendingin Berbasis 
Mikroprosessor Arduino Uno 
 
Sri Purwiyanti
1
, FX Arinto Setyawan
2
, Windy Selviana, Desi Purnamasari  
 
Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung, Bandar Lampung 
Jl. Prof. Sumantri Brojonegoro No.1 Bandar Lampung 35145 
1sripurwiyantisurya@yahoo.com  
 2fx.arinto@eng.unila.ac.id
 
 
 
Intisari--- Pada penelitian ini, salah satu modul termoelektrik, yaitu efek peltier, dimanfaatkan 
untuk membuat kotak pendingin dan penghangat. Arduino uno digunakan untuk mengolah hasil 
pembacaan sensor dan memutus daya secara otomatis jika suhu di atas setting point. Kinerja kotak 
tersebut kemudian diuji dan dianalisa dalam keadaan dengan beban dan tanpa beban pada 
berbagai kondisi. Dari hasil pengujian diketahui bahwa instrumen ini memiliki suhu maksimal 
penghangat sebesar 38
o
C dan suhu pendingin minimal sebesar 19,5
o 
C. Efek dari arus, suhu 
lingkungan, dan dimensi ruang juga telah dianalisa, yang menunjukkan bahwa alat ini dapat 
bekerja dengan cukup baik. 
Kata kunci--- Termoelektrik, efek peltier, arduino uno. 
  
Abstract--- In this research, one of thermoelectric module, i.e peltier effect, is used as a cooler and 
warmer box. Arduino uno has been used to process an input from sensor and cut off power supply 
if temperature more than setting point automatically. The performance of the box then be 
measured and analysed with and without a load under several conditions. From the measurement 
results, it has been known that the instrument reach maximum temperature at warm side is about 
38
o
C and at cool side is 19.5
o
C. The effects of current, ambient temperatures and box dimensions 
also have been analysed, indicating that the instrument has a quite well performance.  
Keywords--- Thermoelectric, peltier effect, arduino uno. 
 
 
I.PENDAHULUAN 
 
Saat ini refrigeran sudah digunakan secara 
luas pada berbagai peralatan rumah tangga. 
Namun, seiring dengan berkembangnya ilmu 
pengetahuan, mulai dipahami bahwa 
penggunaan refrigeran ternyata 
menimbulkan efek samping, yaitu dapat 
merusak struktur lapisan O3 (Ozone) jika 
terurai di udara. Untuk itu dilakukanlah 
usaha-usaha untuk mengganti refrigeran, 
yaitu dengan mencari bahan kimia lain atau 
dengan mencari metode yang tepat.  
Salah satu upaya untuk mengganti 
refrigeran pada instrumen penghangat dan 
pendingin makanan adalah dengan 
memanfaatkan salah satu metode 
termoelektrik, yaitu memanfaatkan efek 
Peltier. Beberapa penelitian sudah dilakukan 
untuk memanfaatkan efek peltier namun  
hanya pada salah satu sisi saja, yaitu sebagai 
pemanas saja atau pendingin saja [1-4]. 
Penelitian ini juga memanfaatkan efek 
Peltier sebagai pengganti refrigeran. 
Perbedaan dengan penelitian sebelumnya 
adalah penelitian ini menggunakan kedua 
sisi efek peltier, sehingga instrumen yang 
dihasilkan dapat berfungsi sebagai 
penghangat dan sekaligus pendingin pada 
waktu yang bersamaan.  Pada penelitian ini 
juga ditambahkan mikrokontroler Arduino 
Uno sebagai pengatur suhunya. 
 
 
 
 
100 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
II. EFEK PELTIER 
 
Efek peltier merupakan thermoelektrik 
yang prinsip kerjanya merupakan kebalikan 
dari efek seeback. Efek peltier, di temukan 
oleh Jean Peltier pada tahun 1834, adalah 
fenomena dimana energi panas dapat diserap 
pada salah satu  sambungan konduktor dan 
dilepaskan pada sambungan konduktor 
lainnya ketika arus listrik dialirkan pada 
suatu rangkaian tertutup. Atau dengan kata 
lain efek peltier mengkonversikan energi 
listrik menjadi perubahan suhu [5]. 
Prinsip kerja peltier diperlihatkan pada 
Gambar 1. Pada sistem peltier, dua jenis 
semikonduktor (tipe n dan tipe p) disusun 
berdampingan. Apabila bahan 
semikonduktor tersebut dihubungkan dengan 
sumber tegangan, perbedaan energi fermi 
diantara kedua semikonduktor tersebut 
menyebabkan elektron akan mengalir dari 
semikonduktor tipe n ke tipe p dengan 
melewati junction [6]. Elektron yang sampai 
pada tipe p akan berekombinasi dengan hole 
dengan melepaskan energi dalam bentuk 
panas. Sebaliknya, pada bagian n, elektron 
akan melepaskan diri dari ikatan valensinya 
dengan menyerap energi panas. Dengan 
demikian, arus yang melewati junction, baik 
arah maju ataupun mundur, akan 
menghasilkan perbedaan suhu. Suhu 
junction panas tersebut dijaga agar tetap 
rendah dengan mengurangi atau 
menghilangkan panas yang dihasilkan 
dengan menggunakan heat sink, sedangkan 
suhu bagian dingin dipertahankan sesuai 
dengan yang diinginkan [7]. 
 
Gbr. 1 Sistem Peltier 
III. METODE PENELITIAN 
Pada penelitian ini dilakukan perancangan 
dan pembuatan instrumen penghangat 
sekaligus pendingin dengan blok diagram 
seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.  
 
Gbr. 2 Blok Diagram Sistem 
Cara kerja sistem dirancang dengan 
memanfaatkan efek termoelektrik dari modul 
termoelektrik TEC12706. Efek termoelektrik 
ini akan menyebabkan salah satu sisi modul 
menjadi panas dan sisi lainnya menjadi 
dingin. Bagian dingin  dihubungkan dengan 
pelat aluminium yang berfungsi agar 
penyebaran dingin menjadi lebih maksimal. 
Bagian sisi panas peltier dihubungkan 
dengan heatsink yang berfungsi untuk 
menyebarkan panas dan kipas yang 
berfungsi untuk membuang panas yang 
dihasilkan oleh efek peltier. Panas yang 
dibuang akan terkumpul dalam kotak dan 
difungsikan sebagai penghangat. Sensor 
suhu LM35 digunakan untuk mendeteksi 
suhu yang dihasilkan pada bagian sisi dingin 
dan panas, sekaligus menjadi umpan balik. 
Arduino berfungsi mengatur relay yang 
terhubung dengan power supply.  Data suhu 
pada bagian sisi panas dan dingin akan 
ditampilkan dalam LCD  16x2. Apabila suhu 
yang terukur oleh sensor pada bagian panas 
melebihi setting point, arduino akan 
memutuskan sambungan relay ke catu daya. 
Nilai Setting point atau suhu referensi pada 
bagian pemanas adalah 40
o
C. 
Perancangan perangkat keras terdiri atas 
perancangan kotak, catu daya, sensor dan 
display. Kotak yang digunakan berupa kotak 
aluminium yang bagian luarnya dilapisi 
dengan styrofoam dan papan triplek. 
101 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
Stryrofoam berfungsi agar panas dan dingin 
yang dihasilkan tidak keluar dari ruang 
kotak. Kotak memiliki dimensi luar 40cm x  
20cm x 32cm dan dimensi dalamnya 
berukuran 14cm x 15cm x 24 cm. Desain 
kotak dapat dilihat pada Gambar 3.  
 
Gbr.3 (a) Kotak instrumen dengan rangkaian 
peltier, (b) Detil rangkaian peltier, (c) Dimensi 
kotak. 
Kotak dibagi menjadi dua bagian yaitu 
sisi dingin dan sisi hangat. Sistem 
pendinginan dan penghangatan 
menggunakan modul termoelektrik yang 
diletakan di bagian tengah kotak (Gbr 3.b). 
Perbedaan suhu yang diharapkan dalam 
sistem ini antara suhu panas dan dingin 
adalah sebesar 40
 o
C. Jika instrumen tersebut 
digunakan dengan suhu bagian panas Th = 
50
o
C dan suhu pada bagian pendingin Tc = 
10
o
C, dengan tegangan yang digunakan 
sebesar 12 V, maka arus yang dibutuhkan 
dan kalor yang diserap dapat diketahui 
sebagai berikut. Dari kedua suhu dapat 
diketahui selisih suhunya, yaitu ∆T = Th-Tc  
= 50
o
C – 10
o
C = 40
o
C. Berdasarkan diagram 
fungsi spesifikasi peltier [8], diketahui 
bahwa untuk ∆T = 40
 o
C dan tegangan 12 V 
akan membutuhkan arus maksimal sebesar  
3,79 A dan kalor yang diserap, Qc, adalah 
sebesar 22 W. 
Kotak tersebut menggunakan dua buah 
sensor suhu yaitu LM35 yang masing-
masing diletakkan pada bagian sisi dingin  
dan panas. Pembacaan suhu dari sensor 
ditampilkan di LCD matrix 16x2. 
Keluaran kedua sensor suhu tersebut 
menjadi masukan pada input analog arduino. 
Nilai yang diukur oleh sensor suhu LM35 
adalah berupa tegangan. Nilai tegangan 
tersebut kemudian akan dikonversikan 
menjadi bilangan digital berupa suhu oleh 
arduino dan suhu tersebut kemudian 
ditampilkan oleh LCD.  
Modul termoelektrik peltier TEC1-12706 
membutuhkan tegangan 12 V dan arus 
maksimal yang digunakan adalah sebesar 6 
A. Rancangan catu daya yang digunakan 
menggunakan transformator 10 A dan 12 V. 
 
IV. HASIL PENELITIAN 
 
Setelah keseluruhan instrumen selesai 
dibuat, langkah selanjutnya adalah 
melakukan pengujian. Pengujian yang 
dilakukan meliputi dua tahap. Tahap pertama 
adalah pengujian untuk mengetahui apakah 
instrumen tersebut sudah dapat berfungsi 
sesuai dengan yang diharapkan. Setelah 
tidak ditemukan masalah pada pengujian 
tahap pertama, yang berarti sistem dapat 
bekerja dengan baik, lalu dilanjutkan dengan 
pengujian tahap dua yang bertujuan untuk 
mempelajari kinerja instrumen. Pengujian 
tahap dua ini meliputi berbagai pengujian 
yang hasilnya dijelaskan pada uraian berikut.  
 
A. Efek arus dan beban 
Pengujian ini dilakukan dengan 
melewatkan arus ke rangkaian peltier 
sebesar 3 A dan 10 A, lalu dilakukan 
pengukuran suhu yang dicapai pada bagian 
penghangat dan bagian pendingin. 
Pengukuran dilakukan sebanyak 20 kali. 
Hasil pengukuran suhu rata-rata yang 
dicapai kedua bagian tersebut diperlihatkan 
pada Gbr.  4 (a).  
 
102 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
 
 
Gbr 4. Efek arus pada kondisi: (a) Tanpa 
beban dan (b) Dengan beban 
 
Pengukuran lalu diulangi dengan 
memberikan beban berupa air dalam kaleng 
sdengan volume 190 ml. Suhu rata-rata yang 
didapat diperlihatkan pada Gbr. 4(b). 
Pada saat kotak tanpa beban atau ruang 
kosong (Gbr 4(a)), perbedaan suhu rata-rata 
antara bagian panas dan bagian dingin (∆T) 
adalah sebesar 8
o
 C pada arus 3A dan 9,5
o
C 
pada arus 10A. Hal ini memperlihatkan 
bahwa semakin besar arus yang mengalir, 
yang semakin besar adalah ∆T-nya, bukan 
suhu maksimalnya. Fenomena tersebut juga 
terjadi pada kondisi dengan beban, yaitu ∆T 
adalah sebesar 1
o 
C pada arus 3A dan 3
o 
C 
pada arus 10A. Pada kondisi dengan beban, 
∆T lebih kecil karena sebagian suhu terserap 
oleh beban.  
Hal lain yang ditemui adalah dengan 
membandingkan suhu pada arus yang sama 
tapi dalam kondisi tanpa dan dengan beban. 
Misalnya pada arus 3A. Saat diberi beban, 
suhu bagian panas menurun dari 35
o
C 
menjadi 32
o
C, hal ini disebabkan sebagian 
panas terserap oleh beban. Namun, pada 
bagian dingin fenomena yang terjadi adalah 
sebaliknya, yaitu suhu tanpa beban 27
o
C 
bertambah menjadi 31
o
C saat diberi beban. 
Hal ini menunjukkan bahwa pada bagian 
dingin, beban melepaskan panasnya ke 
kotak, sehingga suhu kotak meningkat 
sedangkan suhu beban sendiri menurun. 
 
B. Efek suhu lingkungan 
Faktor yang mempengaruhi kinerja kotak 
pemanas dan pendingin selanjutnya adalah 
efek suhu lingkungan. Pengujian dilakukan 
pada saat siang hari yaitu jam 12.00 WIB 
dan pada malam hari yaitu jam 19.00 WIB, 
masing-masing selama 30 menit dalam 
kondisi tanpa beban. Suhu rata-rata pada 
pengujian siang dan malam hari  
diperlihatkan pada Gbr. 5.  
 
 
 
Gbr. 5. Efek suhu lingkungan 
 
Perbedaan suhu yang didapat pada 
pengujian waktu siang dan malam hari 
disebabkan adanya pengaruh suhu luar 
terhadap suhu awal dalam kotak. Suhu awal 
merupakan suhu di dalam kotak pada menit 
ke-0. Perbedaan suhu awal berpengaruh pada 
suhu akhir yang dihasilkan kotak pemanas 
dan pendingin. Perbedaan suhu akhir kotak 
antara siang dan malam sebesar 3
o
C pada 
sisi panas dan 9
o
C pada sisi dingin. Hal ini 
membuktikan bahwa suhu lingkungan 
mempengaruhi kinerja kotak pemanas dan 
pendingin.  
C. Efek dimensi ruang 
Untuk mengetahui efek dimensi ruang 
terhadap kinerja sistem, pada penelitian ini 
dibuat dua instrumen dengan dimensi kotak 
yang berbeda. Kotak A berdimensi  
40x30x20 cm dan kotak B dibuat lebih kecil 
dengan dimensi 10x10x10 cm. Pengujian 
dilakukan dalam dua kondisi yaitu kondisi 
tanpa beban dan dengan beban, dengan arus 
10A. Gbr 6 memperlihatkan hasil pengujian 
hanya pada sisi dingin saja. 
 
103 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
 
 
Gbr. 6. Efek dimensi ruang pada suhu rata-rata 
sisi dingin, tanpa dan dengan beban. 
 
Dari grafik di terlihat bahwa dalam 
keadaan kosong (tanpa beban), kotak 
berdimensi besar mencapai suhu 29
o
C dan 
kotak berdimensi kecil mencapai suhu 26
o
C. 
Hal ini terjadi karena pada kotak dimensi 
kecil, suhu dingin lebih mudah disebarkan 
secara merata ke seluruh penjuru kotak.  
Namun hasil yang berbeda didapat dalam 
kondisi dengan beban. Pada kotak kecil, 
terjadi peningkatan suhu sebesar 2
o
C saat 
kotak diberi beban. Ini berarti beban 
melepaskan energi panasnya ke kotak, 
sehingga suhu kotak naik dan suhu beban 
menurun, atau dengan kata lain beban 
menjadi semakin dingin. Namun pada kotak 
yang lebih besar, terjadi penurunan suhu 
sebesar 2
o
C, yang berarti beban tidak 
bertambah dingin. Hal ini menunjukkan 
bahwa kotak berdimensi kecil lebih efektif 
berfungsi sebagai kotak pendingin 
dibandingkan yang berdimensi besar, atau 
harus dicari solusi lain bila ingin membuat 
kotak pendingin yang berdimensi besar. 
 
D. Suhu maksimal 
Dari hasil pengujian didapat bahwa suhu 
maksimal sistem ini adalah sebesar 38
o
 C 
pada sisi panas dan 19,5
o 
C pada sisi dingin, 
yang dicapai pada pengujian selama 20 
menit pada siang hari. Sedangkan pengujian 
pada malam hari menghasilkan suhu 
maksimal dalam kotak sebesar 35,4
o
 C pada 
sisi panas dan 19,7
o
 C pada sisi dingin yang 
juga dicapai dalam  waktu 20 menit. Setelah 
arus dimatikan, waktu yang dibutuhkan 
untuk kembali ke keadaan suhu awal adalah 
selama 3 menit untuk sisi dingin dan 15 
menit untuk sisi panas.  
 
E. Repeatability  
Repeatability merupakan pengulangan 
kinerja alat untuk mengetahui seberapa jauh 
alat dapat menghasilkan nilai yang sama 
pada kondisi yang sama. Pengujian alat 
dilakukan pada siang hari dengan melakukan 
pengulangan sebanyak empat kali 
menggunakan arus 3A, pada kotak kecil 
tanpa beban. Hasil pengukuran diperlihatkan 
pada Tabel 1. 
 
Tabel 1. 
 
 
Dari hasil pengukuran tersebut terlihat 
bahwa pengulangan pengukuran telah 
menghasilkan nilai yang beragam. Hal ini 
menunjukkan bahwa tingkat repeability dari 
alat yang dibuat tidak begitu baik.  Salah 
satu penyebabnya adalah mungkin karena 
suhu awal yang memang berbeda pada setiap 
pengujian 
 
 
V. PENUTUP 
 
Pada penelitian ini telah dirancang dan 
dibuat sebuah instrumen penghangat 
sekaligus pendingin yang memanfaatkan 
efek Peltier.  Dari hasil pengujian diketahui 
bahwa instrumen ini memiliki suhu 
maksimal penghangat sebesar 38
o
C dan suhu 
pendingin minimal sebesar 19,5
o 
C dengan 
repetability yang belum baik. Efek dari arus, 
suhu lingkungan, dan dimensi ruang juga 
telah dilakukan, yang menunjukkan bahwa 
alat ini dapat bekerja dengan cukup baik, 
walaupun masih terbuka ruang untuk 
perbaikan kinerja 
 
 
 
 
104 
 
 
Volume 11, No. 3, September 2017 
 
ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 
REFERENSI 
 
[1] B. Santoso, “Rancang Bangun Cool-Hot 
Kotak Dengan Menggunakan Pompa 
Kalor”, Universitas Indonesia. Depok, 
2009. 
[2] H. Riyanto, dan S. Yoewono, Kaji 
Penerapan Efek Peltier Untuk Alat Kecil-
Ringan Pendingin Minuman, Seminar 
Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) 
ke-9, Palembang, 2010. 
[3] R.Umboh, O. Wuwung, E. Kendek Allo, 
dan B. S. Narasiang, “Perancangan Alat 
Pendingin Portable Menggunakan Elemen 
Peltier,” in e-Journal Teknik  Elektro  dan  
Komputer,   2012, Vol.  1  no.  3, pp 1-6. 
[4] P.K. Bansal, A. Martin, “Comparative 
Study  of  Vapour Compression,  
Thermoelectric  and  Absorption  
Refrigerator-Rs,” International Journal of 
Energy Research, 2000, 24(2), 93-107. 
[5] H. Lee, “The Thomson effect and the ideal 
equation on thermoelectric coolers,” 
Energy, 56, pp 61-69.  
[6] S. M. Sze, Physics of Semiconductor 
Devices, 2nd ed, John Wiley & Sons, New 
York, 1981. 
[7] J. E. Poetro, “Analisa Kinerja Sistem 
Pendingin Arus Searah (DC COOLER) 
Sebagai Upaya Konservasi Energi Pada 
BTS (Base Transceiverstatio),” Universitas 
Indonesia. 2011. 
[8] R. K. Rajput, A textbook of refrigeration 
and air conditioning, S.K. Kataria and sons, 
pp: 329-331, 2009. 
 
 
 
 
 
 


Aplikasi Efek Peltier Sebagai Kotak Penghangat dan Pendingin Berbasis Mikroprosessor Arduino Uno

Not a member yet