PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI AIR PADA TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK MENGGUNAKAN SENSOR KONDUKTIVITAS BERBASIS ANDROID SKRIPSI

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI AIR PADA TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK MENGGUNAKAN SENSOR KONDUKTIVITAS BERBASIS ANDROID SKRIPSI ANDRIANUS SEMBIRING DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI AIR PADA TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK MENGGUNAKAN SENSOR KONDUKTIVITAS BERBASIS ANDROID SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains ANDRIANUS SEMBIRING DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

3 PERSETUJUAN Judul : Perancangan dan Pembuatan Alat Pendeteksi Air Pada Tangki Bahan Bakar Minyak Menggunakan Sensor Konduktivitas Berbasis Android Kategori : Skripsi Nama : Andrianus Sembiring Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, Mei 2016 Komisi Pembimbing : Pembimbing 1, Pembimbing 2, Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng, Sc NIP NIP Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang NIP i

4 PERNYATAAN PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI AIR PADA TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK MENGGUNAKAN SENSOR KONDUKTIVITAS BERBASIS ANDROID SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Mei 2016 ANDRIANUS SEMBIRING ii

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis ucapkan kepada YESUS KRISTUS atas Berkat, kasih karunia dan Penyertaan-Nya selama penulis melaksanakan studi hingga menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Selama kuliah sampai penyelesain tugas akhir ini, penulis mendapatkan banyak bantuan dalam bentuk moril, materi, dorongan, serta bimbingan dari berbagai pihak oleh karena itu dengan sepenuh hati, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya : 1. Kepada kedua orang tua Penulis, Bapak tersayang Alexander Sembiring dan Mamak tercinta Mariani Pasaribu yang sudah memberikan sayang dan cintanya kepada Penulis yang telah berjuang bersusah payah, sehingga penulis dapat melanjutkan dan menyelesaikan studi dengan tepat waktu. Terima kasih sudah menjadi inspirasi, selalu memberikan motivasi yang baik bagi penulis dan selalu mendoakan Penulis dimana pun Penulis berada. 2. Kepada Bapak Drs. Takdir Tamba M.Eng.Sc dan Bapak Dr. Bisman Peranginangin M.Eng.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan kepercayaan kepada penulis dalam melaksanakan penelitian hingga penyelesaian penulisan skripsi ini. 3. Kepada Bapak Dosen Penguji, Prof.Dr.Nasruddin MN, M.Eng.Sc, Bapak Junedi Ginting, M.Si, Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, dan Bapak Drs. Kurnia Brahmana, atas saran dan masukannya dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika, dan Drs.Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU, Kak Tini, Bang Johaidin dan Kak Yuspa selaku staf Departemen Fisika, seluruh dosen, staf dan pegawai Departemen Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini. 5. Kepada kakakku tersayang Sri Ulina Sembiring sebagai inspirasi terbesar penulis dalam studi, menjaga dan menemani penulis dari kecil hingga sekarang, yang mendidik, selalu memotivasi dan memberikan perhatian serta dukungan kepada penulis dan juga yang selalu setia mendoakan dan menemani penulis. Dan juga kepada adikku Fredy Sembiring dan Christania Sembiring yang sudah memberikan keceriaan apabila penulis bersama dengan mereka dirumah. 6. Kepada Dra. Manis Sembiring Sebagai Dosen Wali Penulis di kampus yang sudah banyak meluangkan waktu untuk penulis dalam bimbingan mengambil mata kuliah setiap semester yang Penulis jalani. 7. Kepada Drs. Aditia Warman Singarimbun, M.Si sebagai Kepala Lab.Fisika Gelombang, Bapak Junedi ginting M,Si sebagai Staff Ahli Lab.Fisika Gelombang, Bapak Tua Raja Simbolon M,Si sebagai Staff Ahli Lab.Fisika Gelombang, yang menjadi orang tua penulis selama kuliah yang senantiasa untuk menasehati dan memberi semangat kepada penulis. 8. Kepada Ibu Nursia Siahaan sebagai wali dan ibu kost penulis selama di Medan yang sudah memberikan perhatian, dukungan, dan motivasi selama penulis menempuh pendidikan. 9. Kepada Saudara-saudaraku Physics On Fire: Roi Sugara Sianipar, Eko Gunarso Tamba, Ivan Anggia Sitohang, Jekson Siahaan, Fransisco Purba,Yani Permata Sari, Fitry Silaban, Carmelita Oktoriani Simanjuntak, Eni Indriani, Cut Hani Safira, Muhammad Fauzy, Cyndi Rointan P, Dewi Suryani, Zefanya Pardosi, Riris Julita iii

6 Tambunan, Muslim Ali, Mia Aulia Dhika, Mareanus Mendrofa, Mhd.Sabran Abbas, Rudi, Muhammadin Hamid, Melpa Simamora, Ivo Zoel Sembiring, Erza Setya Dana, M.Ari Fahril, Miftah Habibi, Marta Masniary Nainggolan, Benget L. Hutagaol, Josapat Simangunsong, Diego Van Castro, Roby Yetsun Jaya, Elisabeth F Sinaga, Wils Osvaldo Bangun, Ilhamsyah Lubis, Franki L.A.S, Dodi Eriza, Santa Simanjuntak, Sulistra Simamora, Tania Christiyanti, Mutia Rizki Lubis, Amar Hara Chaniago, Sri Hani, Abdul Halim, Komting Muhammad Iqbal, Frisanto Simbolon, Rina Apulina Bukit, Kristriarawati, Firman Lamsyah, Eltrisman A.S. Ndruru, Rahmad S. Nasution, M. Taufik, Karyaman H. Zebua, Toby E. L.Batu, Kartika Ermawan, Lyana Amirani, Betaria Siahaan, Hafsah Khairunnisa,Yoel Sitanggang, Leonardo Tamba, Zippo B. Sijabat, Novia Ginting, Lagito, Deny A. Pandiangan, Eduardo Silalahi. Untuk 4 tahun perjalanan kuliah kita selama ini terima kasih untuk semua dukungan, semangat, cerita dan pengalaman yang kita lewati bersama. Kalian tidak akan pernah terlupakan. 10. Kepada abang dan kakak yang menjadi teman selama bekerja di Laboratorium Fisika Gelombang yaitu bang Faisal G Sibuea, bang Jekson Sitanggang, bang Togar Manik, Kak Ririn Sianturi, kak Citra wara Sinuraya, kak Widya Sitanggang, kak Rusti Simbolon, Kaki Ita Lase. Dan juga kepada teman-teman dan adik yang bekerja di Lab.Fisika Gelombang Jekson Siahaan, Wils Osvaldo Bangun, Franki L.A.S, Rina Apulina Bukit, Lawmen Maine Sipayung, Emmy Rosinta, Febriana L.Batu. Terima Kasih untuk semua dukungan, semangat, cerita, dan semua yang sudah kita kerjakan bersama di Laboratorium Fisika Gelombang, kalian tidak akan pernah terlupakan. 11. Kapada bang Faturrahman Algozi yang sudah memberi dukungan kepada penulis dalam pengerjaan skripsi ini. 12. Kepada Teman-teman kost di Pondok Nurjaya : Roi, Devia, Arnita, Okta, Frisanto, Eko, Fauzy dll. terimah kasih atas berbagi cerita kita selama penulis kost dan menempuh pendidikan sampai menyelesaikan pendidikan. 13. Kepada Keluarga KKN Lingga yaitu : Abdul Halim, Yani Permata Sari, Toga Paruhum Siregar, Cut Hani Safira, Endaria Stephani Munthe, Rizka Wenny Purba, Anita C.Y. Sitompul, Ayu Saragih, Sarah Geltri Harahap, Putri Damanik, Karyaman. terima kasih atas canda, sedih, tawa yang sudah kita lewati kurang lebih 2 bulan di desa Lingga dan kemalingan yang kita alami selama mengikuti program kegiatan KKN menjadikan pengalaman yang berharga bagi kita. Kalian tidak akan pernah terlupakan. Akhir kata penulis ucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang turut membantu yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak khususnya pagi pihak yang ingin mengembangkan rancangan penulis ini. Akhir kata, Penulis Ucapkan Terima kasih Medan, Juli 2016 Penulis Ucaplah syukur senantiasa atas segala sesuatu dalam nama Tuhan Kita Yesus Kristus kepada Allah dan Bapa Kita (Efesus 5:20) iv

7 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI AIR PADA TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK MENGGUNAKAN SENSOR KONDUKTIVITAS BERBASIS ANDROID ABSTRAK Telah dirancang suatu alat pendeteksi Air pada tangki bahan bakar minyak menggunakan sensor konduktivitas berbasis Android. Alat ini terdiri dari sensor konduktivitas untuk mendeteksi Air melalui sifat konduktivitas air pada tangki bahan bakar, Mikrokontroller ATMega 8 sebagai kontroler, LCD untuk menampilkan volume air yang terdeteksi pada tangki, Pump yang digunakan untuk menguras air pada tangki bahan bakar minyak, jika terdeteksi kadar air lebih tinggi dibandingkan kadar bahan bakar minyak kontroler akan mendapatkan inputan, maka pompa akan aktif menguras air tersebut. Setiap volume yang terkuras pada tangki dapat kita lihat pada LCD dan Setiap data dari sensor yang dikirim ke Android Melalui Bluetooth HC-05 yang digunakan sebagai sistem monitoring jarak jauh yang hasilnya pada android panel monitoring di Android. Kata Kunci: ATMega 8, Sensor Konduktivitas, Bluetooth HC-05 v

8 DESIGN AND DEVELOPMENT TOOLS DETECTION OF WATER IN THE TANK OF FUEL OIL USING ANDROID BASED SENSOR CONDUCTIVITY ABSTRACT Has designed a detector Water in fuel oil tanks using a conductivity sensor based on Android. This device consists of a conductivity sensor for detecting water through conductivity properties of water in the fuel tank, Microcontroller ATMega 8 as a controller, an LCD to display the volume of water that was detected in the tank, the pump used to drain the water in fuel oil tanks, if the detected water content higher than the levels of fuel controller will get input, the pump will be activated to drain the water. Each volume is depleted in the tank can be seen on the LCD and any data from the sensors is sent to Android Via Bluetooth HC-05 is used as a remote monitoring system that results on android monitoring panel in Android. Keywords: ATMega 8, Conductivity Sensors, Bluetooth HC-05 vi

9 DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstrac Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Singkatan Daftar Lampiran Halaman i ii iii v vi vii ix x xi xii Bab 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitia Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan 2 Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 AVR Mikrokontroller ATMega Konfigurasi Pin Atmega Status Register Memori AVR ATMega Timer/Counter Komunikasi Serial Pada ATMega Arsitektur Mikrokontroler ATMega Kelebihan (Fitur) Mikrokontroler AVR ATMega Sensor Konduktivitas LCD (Liquid Crystal Display) Relay dan Pompa Bluetooth HC Tangki Bahan Bakar 20 Bab 3. Perancangan Alat 3.1 Diagram Blok Sistem Penjelasan Tentang Fungsi tiap Blok Sistem Rangkaian mikrokontroller ATMega Rangkaian Power Supply Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) Rangkaian Sensor Koduktivitas Rangkaian Driver Relay Dan Pompa Rangkaian Bluetooth HC Diagram Alir Sistem (Flowchart) 26 vii

10 Bab 4 Bab 5 Pengujian Alat dan Program 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega Pengujian Rangkaian Power Supply Pengujian Rangkaian LCD Pengujian Rangkaian Sensor Koduktivitas Pengujian Rangkaian Relay, Driver Relay Dan Pompa Pengujian Bluetooth HC Pengujian Rangkaian Keseluruhan 39 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran 42 Daftar Pustaka Lampiran viii

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fungsi Alternatif Port B 6 Tabel 2.2 Fungsi Alternatif Port C 7 Tabel 2.3 Fungsi Alternatif Port D 7 Tabel 2.4 Konfigurasi pin Module Bluetooth CH Tabel 2.5 AT Command Module Bluetooth CH Tabel 4.1 Tegangan input dan output pada Pengujian Power Supply 28 Tabel 4.2 Perbandingan Nilai ADC Air dengan Bensin 31 Tabel 4.3 Pengujian Relay 34 Tabel 4.4 Perbandingan antara ketinggian air, volume air setelah diuji, volume air secara teori dan status pompa. 39 Halaman ix

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Mikrokontroller ATMega8 4 Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATMega8 5 Gambar 2.3 Status Register ATMega8 8 Gambar 2.4 Peta Memori ATMega8 10 Gambar 2.5 Blok diagram ATMega8 12 Gambar 2.6 Flash ATMega8 14 Gambar 2.7 Sensor Konduktivitas 15 Gambar 2.8 LCD 16 Gambar 2.9 Modul Bluetooth HC Gambar 2.10 Konfigurasi pin HC Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 21 Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 23 Gambar 3.3 Rangkaian Power Suplay 23 Gambar 3.4 Rangkaian LCD 24 Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Konduktivitas 24 Gambar 3.6 Rangkaian Driver Relay dan Pompa 25 Gambar 3.7 Rangkaian Bluetooth HC Gambar 3.8 Diagram alir Sistem (Flowchart) 26 Gambar 4.1 Informasi Signature Mikrokontroller 27 Gambar 4.2 Pengujian pada Power Supply 28 Gambar 4.3 Tampilan Display LCD 29 Gambar 4.4 Tampilan pengujian Sensor Koduktivitas 31 Gambar 4.5 Pengujian Bluetooth HC x

13 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran Judul Halaman 1. Listing Program dari seluruh sistem Gambar alat secara keseluruhan Gambar Rangkaian secara keseluruhan 50 xi