PROTOTIPE ALAT PENGUKUR SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS WEB TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PROTOTIPE ALAT PENGUKUR SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS WEB TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya Program Diploma III Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Disusun Oleh: FLASH VITALLENKO NIM. M PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET commit 2011 to user i

2 ii

3 iii

4 HALAMAN ABSTRACT Flash Vitallenko, 2011, Prototype Monitoring Temperature And Humidity With Web Base. D3 Studies Program Computer Science Faculty of Mathematics and Natural Sciences University of Sebelas Maret Surakarta. Nowadays, is highly uncertain especially coupled with the issue of global warming that makes the weather more uncertain and required a preparation to face the weather change - especially change in temperature and humidity around. At this time, technology is growing rapidly and becoming more sophisticated. The development of current technology is closely associated with the development of computer technology. Computers are driving progress and benchmark progress. Along the progress of computer technology along with advances in information technology that is supported by the science of electronics is very influential to the development of technology. The computer is used as an electronic circuit controllers using different types of microprocessor IC or sensor as the detection state of the environment. Then from every tool we can find out the circumstances in an useful information for us. Various tools in electronics has been studied on college majoring in Computer Engineering. This reason to arise an idea to develop an implement in a microprocessor device that can detect the environment especially in terms of temperature and humidity around automatically and efficiently, and can view information on the state of a region to be visited through the easy access via the internet. iv

5 ABSTRAK Flash Vitallenko, PROTOTIPE ALAT PENGUKUR SUHU DAN KELEMBABAN. Program Studi D III Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Perubahan cuaca pada pada saat ini sangat tidak menentu apalagi ditambah dengan isu global warming membuat cuaca semakin tidak pasti dan diperlukan sebuah persiapan untuk menghadapi cuaca yang berubah ubah terutama suhu dan kelembaban. Pada saat ini, teknologi semakin berkembang pesat dan semakin canggih. Perkembangan teknologi saat ini sangat berkaitan dengan perkembangan zaman, maka diciptakan alat yang berfungsi untuk melihat suhu dan kelembaban. yang juga dapat diakses di mana saja secara mudah dan cepat yaitu melalui internet. Untuk melihat suhu dan kelembaban yang berubah-ubah dibutuhkan sensor yang akurat maka digunakan sensor SHT11 yang mempunyai tingkat sensitivitas. Digunakan juga mikrokontroler ATMEGA8535 sebagai pengontrol sensor. ATMEGA8535 digunakan juga sebagai pengendali utama dalam rangkaian ini. Setelah mendapatkan rangkaian utama, dibutuhkan rangkaian yang berfungsi menghubungkan antara rangkaian utama dengan komputer. Untuk dapat menghubungkan rangkaian utama dengan komputer digunakan ICMAX232. Untuk melihat data yang sudah masuk dari rangkaian utama ke komputer yang menggunakan ICMAX232, digunakan Program Visual Basic yang berfungsi untuk dapat menerima program dan sebagai monitoring kinerja alat serta berfungsi sebagai converter ke data base yang akan terhubung dengan web. v

6 HALAMAN MOTTO Tak kenal kata menyerah Andalkan Tuhan dalam segala hal Setiap apa yang dikerjakan dengan kesungguhan hati percayalah itu tidak akan sia-sia Jangan menyerah dengan keadaan Karena kita ini buatan Allah, diciptakan dalam Kristus Yesus untuk melakukan pekerjaan baik, yang dipersiapkan Allah sebelumnya. Ia mau, supaya kita hidup didalamnya. (Efesus 2 :10) Tetaplah berdoa (1Thesalonika 5 : 17) vi

7 HALAMAN PERSEMBAHAN Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk : 1. Tuhan Yang Maha Esa 2. Orang tuaku, Bapak dan Ibu yang memberi dukungan moril maupun materil 3. Teman teman saya dipmk MIPA yang telah memberikan dukungan 4. Untuk kakak-kakak saya yang telah memberikan dorongan moril maupun materiil 5. Sahabat senasib sepenanggunan saya, Febbry, Astia, Nata, Rio, Winarno, Sigit dan Zia. 6. Teman seperjuangan dalam satu misi Tekomp Untuk notebook saya yang telah menolong saya dalam keadaan yang tepat 8. Terima Kasih Buat Pasangan saya yang telah membantu dan memberikan semangat vii

8 KATA PENGANTAR PujiSyukur kami panjatkan kehadirat Tuhan yang maha esa atas limapahan berkat sehingga dapat menyelesaiakan tugas akhir dan laporan yang berjudul PROTOTYPE ALAT PENGUKUR SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS WEB dengan baik. Laporan tugas akhir ini disusun sebagai pelengkap salah satu syarat mencapai gelar Ahli Madya Program Diploma III Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuian Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis mengucapkan terima kasih dan memberikan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ir. Ari Handono Ramelan, M. Sc, Ph. D, selaku Dekan Fakultas MIPA UNS. 2. Drs. YS. Palgunadi, M. Sc, selaku kepala program studi D III Ilmu Komputer Fakultas MIPA UNS. 3. Viska Inda Variani, S. Si, M. Si, selaku pembimbing akademik. 4. Artono Dwijo Sutomo, S. Si,M.Si, selaku pembimbing tugas akhir. 5. Febri Arief S dan Astia Adi Pratama, terima kasih atas bantuannya selama pembuatan tugas akhir. Semoga karya tulis yang sudah dibuat ini bermanfaat bagi masyarakat dan dapat dikembangkan lebih lanjut. Surakarta, Juni 2011 Penulis. viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN ABSTRACT... iv ABSTRACT..... v HALAMAN MOTTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan dan manfaat Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan.. 3 BAB II LANDASAN TEORI Suhu Kelembaban Kelembaban absolute Kelembaban spesifik Mikrokontroler Arsitektur ATmega Deskripsi Mikrokontroller ATmega Arsitektur Mikrokontroler commit ATMega8535 to user.. 10 ix

10 2.4.1 Organisasi memori AVR ATMega Memori Data Memori Program Port Sebagai Input / Output Digital Peta Memori Sensor Sensor SHT Diagram blok SHT Prinsip kerja sensor Konfigurasi LCD LMB162ADC Visual Basic Khazama MySql. 20 BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN Diagram Blok Perancangan hardware Sensor SHT Mikrokontroler ATMEGA LCD 16 x Rangakaian Max Perancangan Software Perancangan program pada mikrokontroler Deklarasi program 27 BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA Penjelasan pengoprasian alat Setting pada Hyper terminal Pengujian alat Tampilan pada LCD Tampilan pada website Perbandingan suhu 34 BAB V PENUTUP.. 35 x

11 5.1 Kesimpulan Saran 35 DAFTAR PUSTAKA. 36 LAMPIRAN 38 xi

12 DAFTAR GAMBAR Nomor Halaman 1. Gambar 2.1 Deskripsi Pin AT Mega Gambar 2.2 Arsitektur Mikrokontroller At Mega Gambar 2.3 Peta Memori Program Gambar 2.4 Peta Memori Data Gambar 2.5 EEPROM Data Memori Gambar 2.6 Blok Diagram Gambar 2.7 Skema data SHT Gambar 2.9 SHT Gambar 3.0 Blok diagram pungukur suhu dan kelembaban Gambar 3.1 Rancangan SHT Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler Gambar 3.3 LCD dan Mikrokontroler Gambar 3.4 Skema Sistem Mikrokontroler Dalam PCB Gambar 3.5 Rangkaian ICMax Gambar 3.6 Skema Rangkaian Max232 dalam PCB Gambar 3.7 Diagram Alir program Mikrokntroler Gambar 4.1 Interface Pada Komputer Sebagai Monitoring Gambar 4.2 Hasil Pengoprasian Gambar 4.3 Setting Pada Hyperteminal Gambar 4.4 Hasil Pada Hyperterminal Gambar 4.5 Tampilan Pada LCD Gambar 4.6 Tampilan Pada Web 33 xii

13 DAFTAR TABEL Nomor Halaman 1. Table 2.1 PIN SHT Tabel 4. Perbandingan Suhu SHT 11dengan Termometer.. 34 xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Halaman 1. Script SHT Script Visual Basic xiv

15 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Cuaca pada akhir akhir ini sangat tidak menentu apalagi ditambah dengan isu global warming membuat cuaca semakin tidak pasti dan diperlukan sebuah persiapan untuk menghadapi cuaca yang berubah ubah terutama dalam suhu dan kelembaban sekitar. Pada saat ini, teknologi semakin berkembang pesat dan semakin canggih. Perkembangan teknologi saat ini sangat berkaitan dengan perkembangan teknologi komputer. Komputer merupakan penggerak kemajuan dan tolak ukur kemajuan zaman. Seiring kemajuan Teknologi komputer disertai dengan kemajuan teknologi informasi yang ditunjang dengan ilmu elektronika sangat berpengaruh kepada perkembangan Teknologi. Komputer digunakan sebagai pengendali sebuah rangkaian elektronika menggunakan berbagai jenis IC mikroprosesor ataupun sensor sebagai deteksi keadaan lingkungan. Kemudian dari setiap alat tersebut kita dapat mengetahui keadaan lingkungan sebgai sebuah informasi yang berguna bagi kita. Berbagai alat dalam elektronika tersebut sudah dipelajari pada perkuliahan jurusan Teknik Komputer. Kemudian terciptalah sebuah ide untuk dapat mengimplementasikan sebuah alat mikroprosesor yang dapat mendeteksi lingkungan terutama dalam hal suhu dan kelemababan sekitar secara otomatis dan efisien serta dapat melihat informasi keadaan sebuah daerah yang akan dikunjungi melalui akses yang mudah yaitu melalui internet. 1

16 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat diambil perumusan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimana membuat alat pengukur suhu dan pengukur kelembaban yang ditampilkan dalam website sebagai akses infomasi. 2. Bagaimana memprogram mikrokontroler agar dapat mendeteksi suhu udara dan kelembaban udara. 3. Bagaimana membuat website dengan tampilan yang dapat menampilkan hasil dari sensor pengukur suhu dan kelembaban. 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dalam laporan Tugas Akhir ini yaitu sebagai berikut : 1 Sensor yang digunakan untuk mendeteksi suhu dan kelembaban adalah SHT11. 2 Mikrokontroler yang digunakan yaitu ATMega Membuat interface monitoring pada computer mengunakan VB. 1.4 Tujuan dan Manfaat Tujuan dari pembuatan alat ini adalah : 1 Dapat memanfaatkan sensor SHT11 dalam mendeteksi suhu dan kelembaban. 2 Memanfaatkan mikrokontroler ATmega 8535 sebagai pemroses data. 3 Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk membuat sebuah sistem informasi keadaan cuaca suatu daerah dan dapat diakses secara cepat dan akurat. 2

17 1.5 Metodologi Penelitian Dalam pembuatan dan peyusunan tugas akhir ini, penulis menggunakan metode sebagai berikut: a. Studi pustaka, pada tahap ini dilakukan pengumpulan dan pencarian data tentang sensor suhu kelembaban. b. Prosedur pembuatan alat : Perancangan/Perenc anaan alat Pengujian alat Analisis Hasil 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dalam laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : a. BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan laporan. b. BAB II LANDASAN TEORI Memuat tinjauan pustaka yang berisi teori-teori yang mendukung dalam pembuatan tugas akhir. c. BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN Memuat data-data yang diperlukan dalam perancangan suatu system. d. BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA Memuat tentang langkah dan hasil analisa dan pembahasan dari pengujian tentang alat yang dibuat. e. BAB V PENUTUP Berisi kesimpulan dan saran. 3

18 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Suhu Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut. Suhu juga disebut temperatur yang diukur dengan alat termometer. Empat macam termometer yang paling dikenal adalah Celsius, Reumur, Fahrenheit dan Kelvin. Perbandingan antara satu jenis termometer dengan termometer lainnya mengikuti: C:R:(F-32) = 5:4:9 dan K=C (derajat) Karena dar Kelvin ke derajat Celsius, Kelvin dimulai dari 273 derajat, bukan dari -273 derajat. Dan derajat Celsius dimulai dari 0 derajat. Suhu Kelvin sama perbandingan nya dengan derajat Celsius yaitu 5:5, maka dari itu, untuk mengubah suhu tersebut ke suhu yang lain, sebaiknya menggunakan atau mengubahnya ke derajat Celsius terlebih dahulu, karena jika kita menggunakan Kelvin akan lebih rumit untuk mengubahnya ke suhu yang lain. Contoh: K=R 4/5X[ ] daripada: C=R 4/5X27 Sebagai contoh: dan. (Suhu - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas, 2011) 4

19 2.2 KELEMBABAN Kelembaban adalah konsentrasi uap air di udara. Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembaban absolut, kelembaban spesifik atau kelembaban relatif. Alat untuk mengukur kelembaban disebut higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembaban udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawalembap (dehumidifier). Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara. Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 C (86 F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 C (32 F) Kelambaban Absolut Kelembaban absolut mendefinisikan massa dari uap air pada volume tertentu campuran udara atau gas, dan umumnya dilaporkan dalam gram per meter kubik (g/ 3 m ) Kelembaban spesifik Kelembaban spesifik adalah metode untuk mengukur jumlah uap air di udara dengan rasio terhadap uap air di udara kering. Kelembaban spesifik diekspresikan dalam rasio kilogram uap air, m w, per kilogram udara, m a. Rasio tersebut dapat ditulis sebagai berikut: (Kelembaban - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas, 2011) 2.3 Mikrokontroler Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler commit yang memiliki to user fasilitas ADC, PLL, EEPROM 5

20 dalam satu kemasan. Penggunaan mikrokontroler dalam bidang kontrol sangat luas dan populer. Ada beberapa vendor yang membuat mikrokontroler diantaranya Intel, Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain - lain. Dari beberapa vendor tersebut, yang paling populer digunakan adalah mikrokontroler buatan Atmel. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard s Risc prosesor) memiliki arsitektur RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS 51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS 51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, AT Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC,EEPROM dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT Mega Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS 51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull Arsitektur ATMega8535 Mikrokontroler ATmega8535 memiliki fitur-fitur utama, seperti berikut : saluran I/O (Port A, Port B, Port C, dan Port D) 6

21 2. 10 bit 8 Channel ADC (Analog to Digital Converter) 3. 4 channel PWM 4. 6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown, Standby and Extended Standby 5. 3 buah timer/counter 6. Analog comparator 7. Watchdog timer dengan osilator internal byte SRAM byte EEPROM kb Flash memory dengan kemampuan Read While Write 11. Unit interupsi (internal & eksternal) 12. Port antarmuka SPI8535 memory map 13. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 2,5Mbps sampai 5.5V operation, 0 sampai 16MHz KONFIGURASI PIN AT MEGA 8535 Gambar 2.3 Deskripsi Pin AT Mega

22 2.3.2 Deskripsi Mikrokontroller ATmega Port A berfungsi sebagai input analog pada A/D Konverter. Port A juga berfungsi sebagai suatu Port I/O 8-bit dua arah, jika A/DKonverter tidak digunakan. Pin - pin Port dapat menyediakanresistor internal pull-up (yang dipilih untuk masingmasing bit).port A output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetrisdengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Ketika pinpa0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal ditarikrendah, pin pin akan memungkinkan arus sumber jika resistor internal pull-up diaktifkan. Pin Port A adalah tri-stated manakalasuatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 2. Port B (PB7..PB0) Port B adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internalpull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port B output buffermempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sinktinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port B yangsecara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullupdiaktifkan. Pin Port B adalah tri-stated manakala suatu kondisireset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 3. Port C (PC7..PC0) Port C adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internalpull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port C output buffermempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sinktinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port C yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullupdiaktifkan. Pin Port C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 4. Port D (PD7..PD0) Port D adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internalpull-up (yang commit dipilih to user untuk beberapa bit). Port D output 8

23 buffermempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sinktinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port D yangsecara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullupdiaktifkan. Pin Port D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 5. RESET Masukan input. Level rendah pada pin ini dalam waktu lama dan lebih rendah dari lebar pulsa minimum akan menhasilkan reset, meskipun clock tidak bekerja. 6. XTAL1 Masukan ke penguat oscillator pembalik dan input ke clock internal sirkuit 7. XTAL2 Keluaran dari penguat oscillator pembalik 8. AVCC AVCC adalah pencatu daya pada port A dan converter A/D. Secara eksternal terhubung ke VCC, sekalipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, tetap harus terhubung ke VCC sebagai low pass filter. 9. AREF AREF sebagai referensi untuk konverter A/D. 9

24 2.4 ARSITEKTUR MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535 Gambar 2.4 Arsitektur Mikrokontroller At Mega Organisasi memori AVR ATMega8535 AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Sebagai tambahan, ATmega8535memiliki fitur suatu EEPROM Memori untuk penyimpanan data. Semuatiga ruang memori adalah reguler dan linier Memori Data Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register umum,64 buah register I/O,dan 512 byte SRAM Internal.Register 10

25 keperluan umum menempati space data pada alamatterbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusus unutk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebutmerupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsiterhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register,timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Register khususalamat memori secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 2.2. Alamatmemori berikurnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi$60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan pada Memori Program ATmega8535 berisi 8K bytes On-Chip di dalam sistem Memoriflash Reprogrammable untuk penyimpanan program. Karena semuaavr instruksi adalah 16 atau 32 bits lebar, Flash adalah berbentuk 4K x16. Untuk keamanan perangkat lunak, Flash Ruang program memori adalah dibagi menjadi dua bagian, bagian boot program dan bagian aplikasi program dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF.Flash Memori mempunyai suatu daya tahan sedikitnya 10,000write/erase Cycles. ATmega8535 Program Counter (PC) adalah 12 bitlebar, alamat ini 4K lokasi program memori Port Sebagai Input / Output Digital ATmega8535 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bi-directional dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf x mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf n mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O address PORTx, commit dan to bit user PINxn terdapat pada I/O address 11

26 PINx. Bit DDxn dalam regiter DDRx (Data Direction Register) menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1)atau kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0). Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya, selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan masalah yang sama. Maka harus menggunakan kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi. Lebih detil mengenai port ini dapat dilihat pada manual datasheet dari IC ATmega Peta Memori ATMEGA 8535 memiliki dua jenis memori, yaitu program memory dan data memory ditambah satu fitur yaitu EEPROM memory untuk menyimpan data. 12

27 1. Program Memory ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman. Gambar 2.3 Peta Memori Program 2. Data Memory Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O commit Memory to user sementara 512 likasi address lainnya 13

28 digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register. Gambar 2.5 Peta Memori Data 3. EEPROM Data Memory ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan system address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF. Gambar 2.6 EEPROM Data Memori (Kurniawan, 2011.Konfiguarsi PIN ATMEGA8535) 14

29 2.6 Sensor Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisis menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu. Sensor yang digunakan dalam sistem kontrol ini yaitu sensor SHT 11 yang mampu mendeteksi nilai suhu dan kelembaban tertentu. 2.7 Sensor SHT 11 SHT 11 adalah sebuah single chip sensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang outputnya telah dikalibrasikan secara digital. Dibagian dalamnya terdapat kapasitif polimer sebagai elemen untuk sensor kelembaban relative dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini menghasilkan sinyal keluaran yang baik dengan waktu respon yang cepat. SHT 11 dikalibrasi pada ruangan dengan kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya telah di programkan kedalam OTP memory. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengkalibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran. 2- wire alat penghubung serial dan regulasi tegangan internal membuat lebih mudah dalam pengintegrasian sistem. Ukurannya yang kecil dan konsumsi daya yang rendah membuat sensor ini adalah pilihan yang tepat, bahkan untuk aplikasi yang paling menuntut. Didalam piranti SHT 11 terdapat suatu surface-mountable LLC (Leadless Chip Carrier) yang berfungsi sebagai suatu pluggable 4-pin single-in-line untuk jalur data dan clock, blok diagram chip SHT 11 dapat dilihat pada Gambar

30 Gambar 2.7 Blok Diagram 2.8 Diagram Blok SHT11 Sistem sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban adalah SHT11 dengan sumber tegangan 5 Volt dan komunikasi bidirectonal 2-wire. Sistem sensor ini mempunyai 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data. Pengambilan data untuk masingmasing pengukuran dilakukan dengan memberikan perintah pengalamatan oleh mikrokontroler. Kaki serial Data yang terhubung dengan mikrokontroler memberikan perintah pengalamatan pada pin Data SHT untuk mengukur kelembaban relatif dan untuk pengukuran temperatur. SHT11 memberikan keluaran data kelembaban dan temperatur pada pin Data secara bergantian sesuai dengan clock yang diberikan mikrokontroler agar sensor dapat bekerja. Sensor SHT11 memiliki ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya sehingga keluaran data SHT11 sudah terkonversi dalam bentuk data digital dan tidak memerlukan ADC eksternal dalam pengolahan data pada mikrokontroler. Skema pengambilan data SHT11 dapat dilihat pada gambar berikut ini. 16

31 Gambar 2.8 Skema data SHT11 Spesifikasi dari SHT11 ini adalah sebagai berikut: 1. Berbasis sensor suhu dan kelembaban relatif Sensirion SHT Mengukur suhu dari -40C hingga +123,8C, atau dari -40F hingga +254,9F dan kelembaban relatif dari 0%RH hingga 1%RH. 3. Memiliki ketetapan (akurasi) pengukuran suhu hingga 0,5C pada suhu 25C dan ketepatan (akurasi) pengukuran kelembaban relatif hingga 3,5%RH. 4. Memiliki atarmuka serial synchronous 2-wire, bukan I2C. 5. Jalur antarmuka telah dilengkapi dengan rangkaian pencegah kondisi sensor lock-up. 6. Membutuhkan catu daya +5V DC dengan konsumsi daya rendah30 μw. 7. Modul ini memiliki faktor bentuk 8 pin DIP 0,6sehingga memudahkan pemasangannya. Gambar 2.9 SHT11 17

32 2.9 Prinsip Kerja Sensor SHT11 adalah sebuah single chip sensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang outputnya telah dikalibrasi secara digital. Dibagian dalamnya terdapat kapasitas polimer sebagai eleman untuk sensor kelembaban relatif dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini mengahasilkan sinyal keluaran yang baik dengan waktu respon yang cepat. SHT11 ini dikalibrasi pada ruangan denagn kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya telah diprogramkan kedalam OTP memory. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengaklibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran. Elektronik) (Noname 2011, Innovative 2.10 Konfigurasi LCD LMB162ADC Untuk menampilkan antarmuka daris ensor digunakan LCD 16x2 tipe LMB162ADC, dengan fungsi tiap kakinya adalaha sebagai berikut : a. Kaki 1 ( GND ) Kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 volt / Ground b. Kaki 2 ( VCC ) Kaki ini berhubungan dengan tegangan 5 volt sebagai tegangan sumber daya c. Kaki 3 ( VEE / VLCD) 18

33 Tegangan pengatur kontras pada LCD, kaki ini berfungsi untuk mengatur kontras pada LCD. Kontras mencapai maksimum saat kaki mendapat tegangan 0 volt. d. Kaki 4 ( RS ) Register Select ( RS ), kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke register data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke register perintah, logika dari kaki ini adalah 0. e. Kaki 5 ( R/W ) Logika 1 dari kaki ini menunjukkan bahwa modul lcd sedang pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukkan bahwa modul lcd sedang pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak perlu pembacaan data pada modul lcd, kaki ini dapat langsung dihubungkan ke GND. f. Kaki 6 ( E ) Enable Clock LCD, kaki ini mengaktifkan clock LCD. g. Kaki 7-14 ( D0-D7 ) Data bus, kedelapan kaki modul lcd ini adalah bagian dimana aliran data mengalir. h. Kaki 15 ( Anoda ) Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight modul LCD. i. Kaki 16 ( Katoda ) Berfungsi untuk tegangan negative dari backlight modul LCD. (M1632 MODULE LCD 16 X 2 BARIS (M1632), 2011) 19

34 2.11 Visual Basic Microsoft Visual Basic.NET adalah sebuah alat untuk mengembangkan dan membangun aplikasi yang bergerak di atas sistem.net Framework, dengan menggunakan bahasa BASIC. Dengan menggunakan alat ini, para programmer dapat membangun aplikasi Windows Forms, Aplikasi web berbasis ASP.NET, dan juga aplikasi command-line. Alat ini dapat diperoleh secara terpisah dari beberapa produk lainnya (seperti Microsoft Visual C++, Visual C#, atau Visual J#), atau juga dapat diperoleh secara terpadu dalam Microsoft Visual Studio.NET. Bahasa Visual Basic.NET sendiri menganut paradigma bahasa pemrograman berorientasi objek yang dapat dilihat sebagai evolusi dari Microsoft Visual Basic versi sebelumnya yang diimplementasikan di atas.net Framework. (Visual Basic - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas, 2011) 2.12 Khazama Khazama AVR Programer Software ini berguna untuk mendownload program dengan USB downloader, mengenai pembuatan USB downloader sudah saya jelaskan pada kategory elektronika dan robotika. (Agfianto. didownload pada tanggal 20 Juni 2011) 2.13 MySql MySQL adalah sebuah perangkat lunak sistem manajemen basis data SQL (bahasa Inggris:database management system) atau DBMS yang multithread, multi-user, dengan sekitar 6 juta instalasi di seluruh dunia. MySQL AB membuat MySQL tersedia sebagai perangkat lunak gratisdibawah lisensi GNU General Public License (GPL), tetapi mereka juga menjual dibawah lisensi komersial untuk kasus-kasus dimana penggunaannya tidak cocok dengan penggunaan GPL. (MySql - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas, 2011) 20

35 BAB 3 DESAIN DAN PERANCANGAN 3.1 Diagram Blok SENSOR SHT11 Mikrokontroler ATMEGA8535 DISPLAY LCD KOMPUTER INTERNET Gambar 3.0 Blok diagram pungukur suhu dan kelembaban Pada gambar diagram blok pertama yaitu blok sensor SHT11 sebagai input data. Sensor SHT11 telah terkalibrasi sehingga sensor dapat langsung digunakan. Kemudian diblok diagram kedua digunakan Mikrokontoler ATmega8535, yang sangat mendukung dan sudah support sensor SHT11 yang sudah 2wire. Mikro ini digunakan sebagai otak pikiran dari input dan output sistem. Mikro mengatur input dan output. Pada blok ketiga A adalah display LCD sebagai output sensor untuk tampilan output dari sensor. Disini lcd digunakan sebagai monitoring suhu dan kelembaban ruangan. Blok ketiga B digunakan sebagai penyimpan data dalam database dan sebagai tampilan dalam komputer dan komputer digunakan sebagai penghubung antara Komputer dengan internet. Blok keempat digunakan sebagai tampilan alam internet, sehingga dapat diakses dimana saja melalui layanan internet. 21

36 3.2 Perancangan hardware Sensor SHT11 Sensor yang digunakan adalah SHT11 buatan SENSIRION yang sudah memiliki komunikasi 2 wire yang juga disupport mikrokontroler Atmega8535. Sensor ini memiliki dua input yaitu suhu dan kelembaban. Sensor ini memiliki tingkat sensitifitas yang cukup tinggi sehingga sangat cocok dalam pengukuran suhu dan kelembaban dalam udara. Sensor SHT11 memiliki 4buah pin yaitu VCC, GND,DATA,SCK, dan pin yang lain adalah NC atau tidak hubungkan. Tabel 3.1 PIN SHT11 Dalam perancangan ini telah dibuat rancangan sebagai berikut. Gambar 3.1 Rancangan SHT Mikrokontroler ATMEGA8535 Mikrokonroler ATMEGA8535 merupakan otak atau pengatur sistem kinerja dari input atau ouput dari semua sistem.miko berisi program yang telah dibuat dan merupakan sistem write and erase atau tulis ulang. 22

37 Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokntroler Rangkaian diatas merupakan rangkaian minimum untuk menghubungkan sensor SHT11, LCD dan Max232. Dengan default XTAL MHZ dan meggunakan kapasitor 27pF dan 30 pf. Dengan mode XTAL default akan mempengaruhi dalam pemrosesan program.digunakan juga regulator yaitu IC7805 sebagai penyetabil keluaran menjadi 5volt dengan kapasitas input masukan ke IC7805 < 30volt LCD 16 x 2 Dalam rangkaian ini digunakan output untuk monitoring adalah LCD (Liquid Crystal Display) dengan ukuran 16 x 2. Koneksi LCD dapat dilihat dalam gambar berikut. Gambar 3.3 LCD dan Mikrokonroler 23

38 Hasil dari input SHT11 dapat ditampilkan dalam LCD dengan proses dalam Mikrokontroler. Nilai hasil dari proses input SHT11 berupa suhu dan kelembaban dapat ditampilakan dalam mode string. Tampilan LCD memakai modus 4bit sehingga pin yang digunakan adalah adalah pin Port untuk mengirim aalah port 0, dalam pengaturan tingkat kecerahan dipakai Trimer Potensio. Gambar 3.4 Skema Sistem minimum Mikrokontroler Dalam PCB Rangakaian Max232 Rangkaian monitoring menggunakan LCD sedangkan untuk tampilan dalam komputer dibutuhkan IC Max232 sebagai konfersi. Digunakan DB9 atau komunikasi serial dalam dalam koneksi hubungan ke komputer. Rancangan dapat dilihat dalam gambar berikut. 24

39 Gambar 3.5 Rangakaian ICMax23 Pin yang digunakan adalah T1in dihubungkan ke pin TXD dimikrokontroler,kemudian dihubungkan dengan DB9 female. PIN dalam DB9 adalah pin 2,3 dan 2. Pin2 dihubungkan dengan Pin T1out pada ICMax232, Pin 3 dihubungkan dengan R1in pada ICMax232 sedangkan Pin 5 dihubungkan dengan Ground. Gambar 3.6 Skema Rangkaian Max232 dalam PCB 3.3 Perancangan software Perancangan program pada mikrokontroler Perancangan script data dalam pemrograman SHT11 yaitu sensor suhu dan kelembaban menggunakan bahasa tingkat tinggi yaitu menggunakan software Bascom AVR, hasil dari pemrograman dapat dilihat dalam diagram alir berikut. 25

40 Start Pengiriman perintah pembacaan suhu dan kelembaban (SCK) Pembacaan hasil pengukuran Masuk dalam perhitungan suhu dan kelembaban Tunggu 15 detik Kirim hasil ouput data ke LCD Interface LCD Kirim hasil ke serialpot (DB9) Interface Visual Basic Pengiriman data ke html melalui visual basic Visual dalam html dan menjadi webserver Gambar 3.7 Diagram Alir program Utama 26

41 3.3.2 Deklarasi program $regfile = "m8535.dat" $crystal = $baud = 9600 Program diatas untuk deklarasi mikrokontroler yang dipakai, dalam hal ini digunakan Atmega8535 dengan deklarasi m8535.dat. kemudian crystal yang dengan default crystal. Baud rate untuk sinkronisasi dengan max232 sebesar 9600 Sck Alias Porta.0 Dataout Alias Porta.1 Datain Alias Pina.1 Program selanjutnya untuk sck atau program yang digunakan untuk sinkronisasi atau penyeimbangan komuikasi antara SHT11 dan Mikrokontroler yang dideklarasi di PortA yang sudah memiliki sistem ADC diport 0. Kemudian untuk input dan output data digunakan Port 1. Declare Sub Getit() Ddra = &B sebagai output 'seluruh port b diset Config Porta.0 = Output Config Porta.1 = Output 'sck 'datain Program diatas untuk port b yang diset sebagai output dan config Port 0 dan Port 1 Config Lcd = 16 * 2 27

42 Config Lcdpin = Pin, Rs = Portc.5, E = Portc.4, Db4 = Portc.3, Db5 = Portc.2, Db6 = Portc.1, Db7 = Portc.0 Deflcdchar 0, 7, 5, 7, 32, 32, 32, 32, 32 ' replace? with number (0-7) ' replace? with number (0-7) Program diatas digunakan untuk deklarasi output pada LCD sesuai Pin yang telah ditentukan. Command = &B Call Getit variable Tempc = T1c * Dataword ' Ambil temperatur, lalu simpan di 'Ambil data celcius Tempc = Tempc - 40 Command = &B Call Getit 'get the humidity Calc = T2 * Dataword Calc = Calc + T1c Calc2 = Tempc - 25 Calc = Calc2 * Calc Rhlintemp = Calc + Rhlinear Waitms 500 List program diatas digunakan untuk kalibrasi alat SHT11dari suhu dan kelembaban dengan suhu dikurangi 40 derajat celcius. Dengan kelembaban dikurangi 25. Print "Suhu" ; Tempc ; "C" 28

43 Print "Kelembaban" ; Rhlintemp ; "%" List program diatas untuk menampilkan hasil dari input sensor alat kekomunikasi serial, ke hyperterminal. 29

44 Bab 4 IMPLEMENTASI DAN ANALISIS 4.1 Penjelasanan pengoprasian alat Gambar 4.1 Interface Pada Komputer Sebagai Monitoring Gambar diatas merupakan aplikasi Visual Basic untuk interface yang berfungsi untuk memonitoring alat sensor suhu dan kelembaban. 30

45 Data akan berjalan saat pengoprasian dimulai dalam gambar berikut 4.2 Setting pada hyper terminal Gambar 4.2 Hasil Pengoprasian Gambar 4.3 Setting Pada Hyperterminal Kemudian settingan akan masuk pada tampilan hyperterminal yang kemudian akan terdeteksi oleh visual basic software, kemudian akan terkoneksi dengan sql server dan terkoneksi dengan php maka tampilan dapat dilihat ditampilan website. Dengan setingan baudrate 9600 dan bit 8. 31

46 4.3 Pengujian Alat Gambar 4.4 Hasil Pada Hyperterminal Pengujian alat dilakukan dengan menggunakan konektor komunikasi serial atau DB9 ke computer. Kabel yang digunakan berupa kabel tiga warna sepanjang 20cm. dalam uji alat settingan harus disesuaikan dengan script program pada Mikrokontroler. Pada baudrate mikrokontroler diisi 9600 bits persecond, maka setting pada computer harus sama, hal ini berfungsi untuk mensinkronkan antara hardware alat dan computer agar searah. Dengan nilai data 8 dan nilai stop bits 1 serta flow control gunakan none. Settingan ini berlaku pada HyperTerminal. 32

47 4.4 Tampilan pada LCD Gambar 4.5 Tampilan Pada LCD Hasil dari tampilan LCD, merupakan tampilan hasil dari output yang dihasilkan dari port D yang sudah disetting dengan scrip command Config Lcdpin = Pin, Rs = Portc.5, E = Portc.4, Db4 = Portc.3, Db5 = Portc.2, Db6 = Portc.1, Db7 = Portc.0. dengan inputan hasil dari sensor SHT11. Dengan delay 15 detik. 4.5 Tampilan pada website Gambar 4.6 commit Tampilan to user pada Web 33

48 Pada tampilan akan terlihat hasil dan dengan interval data pada monitoring serta pada website. 4.6 Perbandingan Suhu Tabel 4. Perbandingan Suhu SHT dengan Termometer No Jam tgl Suhu SHT11 Kelembaban Suhu Termometer 1 18/07/ :17: /07/ :17: /07/ :17: /07/ :17: /07/ :17: /07/ :17: /07/ :17: /07/ :17: /07/ :17: /07/ :17: Perbedaan antara suhu dari SHT11 dengan Termometer terjadi karena modul yang dipakai adalah buatan sendiri. Sehingga membuat tingkat keakuratan berkurang. Dibandingkan dengan modul asli dari produk. 34

49 BAB 5 PENUTUP 5.1. Kesimpulan Berdasarkan dari hasil pengujian dan analisa dari PROTOIPE ALAT PENGUKUR SUHU DAN KELEMABABAN BERBASIS WEB, didapat suatu kesimpulan: 1. Telah dibuat alat pengukur suhu dan pengukur kelembaban yang ditampilkan dalam website sebagai akses infomasi. 2. Telah dibuat program mikrokontroler yang dapat mendeteksi suhu udara dan kelembaban udara. 3. Telah dibuat website dengan tampilan yang dapat menampilkan hasil dari sensor pengukur suhu dan kelembaban Saran Saran untuk prototype PROTOIPE ALAT PENGUKUR SUHU DAN KELEMABABAN BERBASIS WEB sebagai pengembangan selanjutnya, saran yang diajukan adalah sebagai berikut: 1. Digunakan lebih banyak output lagi, misal output berupa suara. 2. Digunakan lebih banyak lagi untuk inputan misal ada input sensor hujan. 35