PERANCANGAN ALAT PENGUKUR LEVEL AIR MELALUI SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 NAMA : BUDIMAN CHANDRA NIM :

Transkripsi

1 PERANCANGAN ALAT PENGUKUR LEVEL AIR MELALUI SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 OLEH : NAMA : BUDIMAN CHANDRA NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 PERANCANGAN ALAT PENGUKUR LEVEL AIR MELALUI SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 OLEH : NAMA : BUDIMAN CHANDRA NIM : Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN Sidang pada tanggal 18 bulan Desember tahun 2010 di depan Penguji : 1. Ori Novanda, ST, MT : Ketua Penguji 2. Soeharwinto, ST, MT : Anggota Penguji 3. Ir. Kasmir Tandjung : Anggota Penguji Diketahui oleh : Disetujui oleh : Pelaksana Harian Ketua Pembimbing Tugas Akhir, Departemen Teknik Elektro, ( Prof. Dr. Ir. Usman S. Baafai ) ( F. Rizal Batubara, ST, MTI ) NIP : NIP :

3 ABSTRAK Pengukuran level air pada tangki dalam jumlah banyak dan terdapat pada berbagai tempat sangatlah merepotkan jika dilakukan secara berkala oleh manusia. Kendala dalam melakukan pengukuran level air tersebut dapat diatasi dengan menggunakan metode pengukuran jarak jauh. Dalam tugas akhir ini akan dirancang dan dibuat suatu perangkat yang dapat mengukur ketinggian level air dengan menggunakan sebuah sensor ultrasonik pada mikrokontroler. Mikrokontroler kemudian akan dihubungkan dengan sebuah handphone menggunakan komunikasi serial. Perangkat ini kemudian akan mengirimkan data yang didapatkan dari hasil pengukuran melalui SMS ke suatu nomor handphone tertentu. Penggunaan teknologi SMS dikarenakan jarak antara kedua handphone tersebut tidak akan mempengaruhi pengiriman SMS selama masih berada pada jaringan yg disediakan operator GSM sehingga perangkat dapat diletakkan pada jarak yang sangat jauh. Pengguna cukup mengirimkan suatu kata yang telah ditentukan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang akan dikirimkan oleh mikrokontroler. kata kunci: mikrokontroler, ultrasonik, pengukuran level air, SMS i

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha ESA atas rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun tugas akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat kelulusan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, yang diberi judul Perancangan Alat Pengukur Level Air Melalui SMS Berbasis Mikrokontroler ATMega16 Selama masa perkuliahan hingga penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan berbagai pihak serta bantuan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Untuk itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dengan setulus hati yang sebesar besarnya kepada: 1. Kedua orang tua tercinta dan adik adik saya yang telah memberi kasih sayang sejak lahir hingga sekarang dan merupakan bagian penulis yang selalu mendukung dan memotivasi penulis pada setiap waktu. 2. Bapak Fakhruddin Rizal Batubara, ST, MTI selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir atas segala bimbingan, pengarahan dan bantuan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Ir. Hasdari Helmi Rangkuti, MT selaku Dosen Wali yang selalu memberi motivasi dan arahan pada saat masa kuliah. 4. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, selaku Pelaksana Harian Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. 5. Bapak Rachmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. 6. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. 7. Ucapan terima kasih yang khusus kepada Herlina Ai yang telah memberi dukungan, motivasi dan menyemangati penulis di saat penulis jenuh mengerjakan tugas akhir ii

5 iii 8. Teman teman yang membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir Teguh Putra Utama, Yuyanto, Roji, Antonius. 9. Senior senior di Teknik Elektro USU Bang Joni, bang Herman, Bang Muhfi, ST, Bang Hans, Bang Aris, ST, Bang Rizky yang selalu mengajari penulis semasa kuliah. 10. Teman teman angkatan 2006 mulai dari Thomas, Hendrik, Freddy Angga, Sugianto, Firmanto, Salman, Ikbal, Rudolf dan teman-teman lainnya yang tidak mungkin saya sebutkan satu per satu. 11. Adik-adik di Departemen Teknik Elektro Jhony, Angelina, Denny, Recky, Wendy, Robin, Jhonson, Teguh, Wilvian dan yang lainnya. 12. Sahabat sejak kecil Jefree Tyas Starico SE, Kelvin SE, Hendrik Tanamal, S.Kom, dan Harmoko yang selalu memotivasi penulis 13. Teman teman dari KMB-USU Ko Frendy, Ko Wilson SH, Ci Margareth S.Psi, Robin SH, Meiliana S.Psi, Hendrik, Ellysa, Wilson, Subroto, ST, Kent, Victor, Sumbogo, William Hukum, Silvia Wong, Christina, Effendi, Satria, Reny, Debby,Daris, serta POE lainnya dan semuanya yang ada di KMB- USU, semoga KMB-USU makin jaya. 14. Seluruh pihak yang telah membantu penyelesaian tugas akhir yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Akhir kata, penulis sadar bahwa tugas kahir ini masih jauh dari sempurna, namun penulis berharap tugas akhir ini dapat memberi manfaat yang berarti bagi para pembacanya. Medan,5 November 2010 Penulis Budiman Chandra

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR. ii DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR.. vii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Tujuan Penulisan Rumusan Masalah Batasan Masalah Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan.. 3 BABII. DASAR TEORI Mikrokontroler ATMega Spesifikasi Mikrokontroler ATMega Konfigurasi Pin ATMega Arsitektur Mikrokontroler ATMega Peta Memori ATMega Memori Program Memori Data (SRAM) Memori Data EEPROM Software Mikrokontroler ATMega Komunikasi Serial USART Inisialisasi USART Sensor Ultrasonik SMS (Short Message Service) Pengenalan SMS Koneksi ke SMSC Mengirim Dan Menerima SMS Mode PDU (Protocol Data Unit) SMS Deliver PDU SMS Submit PDU AT Command BAB III PERANCANGAN PERANGKAT Proses Kerja Sistem Perancangan Perangkat Keras Rangkaian Sistem Minimum AVR Regulator Tegangan. 37 iv

7 v Rangkaian LCD Rangkaian Sensor Ultrasonik Rangkaian Pengantaraan USART Perancangan Perangkat Lunak Gambaran Umum Perangkat Lunak Secara Garis Besar USART Register-Register USART Sensor PING Mematikan Fungsi Echo Mengaktifkan Mode Angka Program Mengecek Pesan Baru Konversi Hasil Pengukuran ke PDU Program Kirim SMS Program Hapus SMS.. 56 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Metode Pengujian Pengujian LCD Pengujian Sensor PING Pengujian Rangkaian USART Pengujian Keseluruhan 60 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 61 DAFTAR PUSTAKA 62 LAMPIRAN A GAMBAR RANGKAIAN KESELURUHAN. 63 LAMPIRAN B LISTING KODE PROGRAM.. 64 LAMPIRAN C DATASHEET MAX LAMPIRAN D DATASHEET PING 75 LAMPIRAN E DATASHEET LM

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Blok Diagram ATMega16. 7 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega Gambar 2.3 Arsitektur Mikrokontroler ATMega Gambar 2.4 Peta Memori ATMega Gambar 2.5 Peta Memori Data ATMega Gambar 2.6 Register UDR 15 Gambar 2.7 Register UCSRA 15 Gambar 2.8 Register UCSRB 16 Gambar 2.9 Register UCSRC 18 Gambar 2.10 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik Gambar 2.11 Struktur Time Slot dan Frame Pada GSM. 22 Gambar 2.12 Skema Format SMS PDU.. 24 Gambar 2.13 Skema Format SMS PDU. 29 Gambar 3.1 Diagram Blok Perangkat Keras. 35 Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum AVR 36 Gambar 3.3 Programmer K-125R. 37 Gambar 3.4 Rangkaian Regulator Tegangan. 38 Gambar 3.5 Rangkaian LCD. 39 Gambar 3.6 Instalasi Sensor Ultrasonik Gambar 3.7 Tangki pada Perancangan Perangkat. 41 Gambar 3.8 Rangkaian Pengubah Aras Tegangan ke RS Gambar 3.9 Diagram Alir Secara Garis Besar.. 42 Gambar 3.10 Konfigurasi Fitur Menggunakan CodeWizardAVR Gambar 3.11 Diagram Waktu Sensor PING.. 49 Gambar 3.12 Ilustrasi Cara Kerja PING 49 Gambar 3.13 Diagram Alur Mengecek SMS Baru.. 52 Gambar 3.14 Respon dari Handphone untuk mengecek SMS Baru 53 vi

9 vii Gambar 4.1 Gambar Perangkat Secara Keseluruhan. 60

10 8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Penentuan Ukuran Karakter.. 17 Tabel 2.2 Format SCSA pada SMS Deliver PDU. 24 Tabel 2.3 Contoh Penulisan SMSC untuk Operator di Indonesia. 25 Tabel 2.4 Skema Format PDU untuk SMS-Deliver Tabel 2.5 Format OA untuk SMS Deliver PDU 25 Tabel 2.6 Format Penulisan OA. 26 Tabel 2.7 Format Penulisan DCS.. 26 Tabel 2.8 Perhitungan Nilai VP. 27 Tabel 2.9 Pendekodean 8 Bit (Oktet) menjadi 7 Bit (Septet) 27 Tabel 2.10 Posisi b1.b7 pada Septet 38 Tabel 2.11 Susunan 1 Bit Oktet.. 28 Tabel 2.12 Susunan 2 Bit Oktet.. 28 Tabel 2.13 Tabel Default Alfabet 7 bit (Septet). 29 Tabel 2.14 Format SCSA pada SMS Deliver PDU 30 Tabel 2.15 Skema Format PDU untuk SMS-Submit.. 30 Tabel 2.16 Format DA untuk SMS Submit PDU 31 Tabel 3.1 Konfigurasi Pin IC MAX Tabel 3.2 Pendekodean Cek menjadi Kode ASCII Tabel 3.3 Pendekodean 50 menjadi Heksadesimal 55 Tabel 4.1 Hasil Pengujian. 58 viii