PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 SKRIPSI RIRI MAIITRIONO W

Transkripsi

1 PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains RIRI MAIITRIONO W DEPARTEMEN FISIKA FAKULATAS MATEMATIKADAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 PERSETUJUAN Judul : PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 Kategori : SKRIPSI Nama : RIRI MAIFITRIONO WISDA Nomor Induk Mahasiswa : Program studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen Fakultas : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Diketahui/Disetujui oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Pembimbing DR. MARHAPOSAN SITUMORANG DR. BISMAN P M.Eng.Sc NIP: NIP:

3 PERNYATAAN PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 SKRIPSI Saya mengaku bahwa skipsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringksan yang masing masingdisebutkan sumbernya Medan, RIRI MAIFITRIONO WISDA

4 PENGHARGAAN Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepadatuhan Yang Maha Esa yang maha pemurah dan maha penyayang, dengan limpahan karunia-nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan banyak terima kasih saya sampaikan kepada Bpk DR. Bisman Perangin angin M.eng.Sc yang telah banyak membimbing dan memberi masukan serta koreksi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga saya ajukan kepada Bpk Drs Kurnia Sembiring M.Si selaku dosen wali selama mengikuti perkuliahan dan terima kasih kepada Bpk DR. Marhaposan situmorang selaku Ketua Departemen Fisika terima kasih banyak juga kepada ibu Dra. Yustinon,Ms, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, serta semua Dosen dan Staf pada Departemen Fisika FMIPA USU. Teman temanku Gilang, Hakim, Indra, Deri, Ani, Chandra, Anderson, Novi dan rekan rekan fisika semuanya khusus Stambuk 2006 terima kasih atas semangat, bantuan dan motivasinya Akhirnya tidak terlupakan dan teristimewa kepada ayahanda Ramawis Zaen, Ibunda Farida S.Pd,Nenekku Dariwas, Adek-adekku Rini, Decy, Rikhi, Ratih dan Tisa. Terima kasih atas dukungan, bantuan dan semangat yang kalian berikan kepadaku selama ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.

5 PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 ABSTRAK Telah dilakukan penelitian untuk merancang dan merealisasikan sistem monitoring kelajuan dan arah angin menggunakan menggunakan mikrokontroler. Sistem yang telah dibuat dapat digunakan untuk mengakuisisi data kelajuan dan arah angin dari komputer. Sistem pemrosesan data menggunakan IC Mikrokontroler AT89S52 yang diprogram dengan bahasa assembler melalui program 8051 IDE. Data diinterfacekan ke komputer dengan pemograman visual basic 6.0 melalui sistemkomunikasi serial untuk ditampilkan ke komputer dan disimpan Penelitian ini menghasilkan sistem monitoring kelajuan dan arah angin menggunakan mikrokontroler. Sistem ini telah terkalibrasi dengan anemometer standar dan menghasilkan ketelitian sebesar 12.2% Kelajuan angin terkecil yang dapat ditunjukkan oleh sistem yang telah dibuat sebesar 1.32 %. Arah angin yang dapat ditunjukkan oleh sistem ini adalah 64 arah mata angin.

6 DESIGN OF MEASURING INSTRUMENT WIND SPEED AND DIRECTION ON BASED MICRONTROLLER AT89S52 ABSTRACT Research to design and realization of monitoring system of wind speed and direction using microcontroller. This system is used for data acquisition of wind speed and direction. The processing system of the data used IC Mikrokontroler AT89S52 that was programed with the language assembler through the 8051 IDE. The data interfacing to the computer with programming visual basic 6.0 through the communication system serial to be put forward to the computer. This research produced a monitoring system of wind speed and direction using a microcontroller. This system has been calibrated with standards nemometer and gave ralat of 12.2% The smallest wind velocity that can be measured by this system is 1.32 m/s. This system can shown sixty four cardinal direction of wind direction.

7 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi Daftar Isi vii Daftar Tabel ix Daftar Gambar x Bab1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Maalah Tujuan Penulisan Manfaat Penelitian Tempat Penelitian Sistematika Penulisan 3 Bab2 Tinjauan Pustaka 2.1 Anemometer Proses pengukuran anemometer Tipe anemometer Transistor Photodioda LED Imframerah Mikrokontroler Mikrokontroler AT89S CPU organisasi memori Bagian masukan / keluran Konfigurasi pin 16

8 perangkat lunak register Instruksi Transfer Data Instruksi Aritmatik Instruksi Logika Instruksi Percabangan Pengenalan Visual Basic Aplikasi Visual Basic Komunikasi Serial Komunikasi Serial Rs Konverter logika rs Koneksi ke RS-232 Port Baud Rate Serial Operasional Amplifier op-amp ideal Diagram Blok Op-Amp 34 Bab3 Rancangan Sistem 3.1 Diagram Blok Rangkaian Rangkaian Mikrokontroler AT89S Rangkaian Penguat Dan Pengolah Sinyal Rangkaian Driver Max Perancangan Flowchart 44 Bab 4 Pengujian Alat dan Program 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S Pengujian Kecepatan dan Arah Angin Pengujian tegangan dan arus pada output sensor arah angin Pengujian tegangan dan arus pada output sensor kec angin 50 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 51

9 5.2 Saran 51 Daftar Pustaka 52 Lampiran 1 53 Lampiran 2 57 Lampiran 3 59 Lampiran 4 61 Lampiran rangkaian lengkap 66 Lampiran Data

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Kebenaran Operasi And 21 Tabel 2.2 Kebenaran Operasi OR 21 Tabel 2.3 Kebenaran Operasi NOT 22 Tabel 2.4 Kebenaran Operasi EXOR 22 Tabel 2.5 Jenis Sinyal RS232 yang umum digunakan 29 Tabel 2.6 Koneksi null mode 30 Tabel 2.7 Mode Serial Vs Baudrate 32 Tabel 2.8 Penentuan nilai pada pembangkit baudrate 33 Tabel 4.1 Data pengukuaran kecepatan angin 48 Tabel 4.2 Data pengukuaran arah angin 49 Tabel 4.3 Pengujian tegangan pada output sensor arah angin 50 Tabel 4.4 Pengujian arus pada output sensor arah angin 50 Tabel 4.5 Pengujian tegangan dan arus pada sensor kec angin 50

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Baling Baling untuk menentukan arah angin 6 Gambar 2.2 Macam macam anemometer 7 Gambar 2.3 Transistor 9 Gambar 2.4 Photodioda 11 Gambar 2.5 Led Inframerah 13 Gambar 2.6 Diagram blok AT89S52 15 Gambar 2.7 Konfigurasi Pin AT89S52 16 Gambar 2.8 Port Db9 Jantan 27 Gambar 2.9 Port Db9 Betina 27 Gambar 2.10 IC Max Gambar 2.12 Diagram Blok 0p-amp 35 Gambar 3.1 Diagram Blok rangkaian 36 Gambar 3.2 Rangkaian mikrokontroler AT89S52 38 Gambar 3.3 Rangkaian pemancar inframerah 39 Gambar 3.4 Rangkaian penerima sinar inframerah 40 Gambar 3.5 Rangkaian Max