RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LEVEL TANGKI BBM DENGAN SENSOR ULTRASONIK VIA SMARTPHONE ANDROID BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 SKRIPSI

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LEVEL TANGKI BBM DENGAN SENSOR ULTRASONIK VIA SMARTPHONE ANDROID BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 SKRIPSI Diajukan Oleh : CARMELITA OKTORIANI SIMANJUNTAK DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LEVEL TANGKI BBM DENGAN SENSOR ULTRASONIK VIA SMARTPHONE ANDROID BERBASIS MIKROKOTROLER ATmega8 SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains Diajukan Oleh : CARMELITA OKTORIANI SIMANJUNTAK DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

3 LEMBAR PENGESAHAN RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LEVEL TANGKI BBM DENGAN SENSOR ULTRASONIK VIA SMARTPHONE ANDROID BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 OLEH : CARMELITA OKTORIANI SIMANJUNTAK NIM : DISETUJUI OLEH : Komisi Pembimbing Pembimbing 2, Pembimbing 1, (Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng, Sc) (Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc) NIP NIP Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, (Dr. Marhaposan Situmorang) NIP

4 PERSETUJUAN Judul : Rancang Bangun Sistem Monitoring Level Tangki BBM dengan Sensor Ultrasonik Via Smartphone Android Berbasis Mikrokontroler ATmega8 Kategori : Skripsi Nama : Carmelita Oktoriani Simanjuntak Nomor Induk Mahsiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : FISIKA Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, Juli 2016 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, (Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng, Sc) (Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc) NIP NIP Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, (Dr. Marhaposan Situmorang) NIP

5 PERNYATAAN RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LEVEL TANGKI BBM DENGAN SENSOR ULTRASONIK VIA SMARTPHONE ANDROID BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 SKRIPSI Saya mengakui bahwa ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2016 CARMELITA OKTORIANI SIMANJUNTAK

6 PENGHARGAAN Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini yang berjudul Rancang Bangun Sistem Monitoring Level Tangki BBM dengan Sensor Ultrasonik via Smartphone Android berbasis Mikrokontroler ATMega8 dengan baik dan lancar. Penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan, dorongan, dan doa dari berbagai pihak, skripsi ini tidak akan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua yaitu Ibunda Lisbeth Sibagariang dan Ayahanda Leonard Simanjuntak yang telah memberikan dukungan moril dan materiel serta dorongan semangat, kasih sayang, dan doa yang tulus. 2. Drs. Takdir Tamba selaku dosen pembimbing utama yang telah meluangkan waktunya, memberikan saran, dan arahan selama penulisan skripsi ini. 3. Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc selaku pembimbin kedua yang telah memberikan petunjuk, saran, arahan, motivasi, dan semangat dalam pelaksaan serta penulisan skripsi ini. 4. Ketua Jurusan Fisika dan seluruh staff pengajar yang telah berbagi ilmu dan pemahaman, serta seluruh pegawai akademik atas segala kemudahan dan bantuan yang telah diberikan. 5. Teman-teman seperjuangan Physics On fire 2012 yang telah menemani selama 4 tahun dalam suka dan duka perkuliahan. 6. Sahabat-sahabat, Beby Finka, Novelita Sari, Imania Gracia, Gita Novalia yang telah memberi semangat serta berbagi canda dan tawa kepada penulis. 7. Teman terdekat Timotius Lubis atas segala bantuan, masukan, semangat, serta canda dan tawa. 8. Rekan-rekan sepelayanan GMMI atas semangat dan dorongannya.

7 RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LEVEL TANGKI BBM DENGAN SENSOR ULTRASONIK VIA SMARTPHONE ANDROID BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 ABSTRAK Telah dirancang suatu alat sebagai monitoring volume pada tangki BBM dengan menggunakan mikrokontroler ATMega8. Alat ini terdiri dari sensor ultrasonik HC SR-04 yang berfungsi untuk mengukur jarak ataupun ketinggian, LCD M1632, dan dilengkapi dengan bluetooth sebagai jaringan penyambung antara tangki bbm dan smartphone android. Software pada alat ini menggunakan bahasa pemrograman CodeVision AVR. Alat ini digunakan untuk mengukur ketinggian zat cair pada tangki bbm sehingga diperoleh volume pada tangki bbm tersebut. Prinsip kerja sistem ini secara umum adalah dengan dimulai saat catudaya sistem diaktifkan. Kontroler akan melakukan tugasnya setelah reset awal dan inisialisasi. Kontroler akan membaca data sensor, pembacaan dimulai dengan mentrigger sensor untuk mulai membaca jarak. Setelah itu sensor akan memberikan data hasil deteksi. Data tersebut kemudian dikonversikan menjadi tinggi dan volume. Setelah memperoleh hasil olahan, data hasil tersebut kemudian ditampilkan pada LCD dan dikirim ke smartphone android melalui media bluetooth. Aplikasi monitoring akan mengambil data tersebut kemudian menampilkannya pada layar smartphone. Kata Kunci: Mikrokontroler ATMega8, Sensor Ultrasonik HC SR-04, Bluetooth

8 DESIGN LEVEL MONITORING SYSTEM WITH SENSOR ULTRASONIC FUEL TANK VIA SMARTPHONE ANDROID BY USING MICROCONTROLLER ATmega8 ABSTRACT It has been designed as a means of monitoring the volume of the fuel tank by using a microcontroller ATMega8. This device consists of an ultrasonic sensor HC SR- 04, which serves to measure distances or heights, LCD M1632, and is equipped with Bluetooth as the connective tissue between the fuel tank and android smartphones. Software on the device using the programming language CodeVision AVR. This tool is used to measure the height of liquid in the fuel tank in order to obtain volume in the fuel tank. The working principle of this system in general is to begin when the power supply system is activated. The controller will perform his duties after the initial reset and initialization. The controller will read the sensor data, the reading begins with triggering the sensor to start reading distance. Once the sensors will provide data on the detection result. The data is then converted into high and volume. After obtaining the results processed, the data is then displayed on the LCD and sent to the android smartphone via bluetooth media. Application monitoring will take the data and then display it on the screen smartphone. Keywords: ATMega8 Microcontroller, Sensor Ultrasonic HC SR-04, Bluetooth

9 DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstrac Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman i ii iii iv v vi viii ix x Bab 1. Pendahuluan 1.1. LatarBelakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan 3 Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Sensor Sensor Ultrasonik HC SR Pemancar Ultrasonik (Transmitter) Penerima Ultrasonik (Receiver) Mikrokontroler Atmega Konfigurasi Pin ATmega Fitur Atmega Bluetooth Module HC Sistem Android LCD (Liquid Crystal Display) 17 Bab 3. Metodologi Percobaan 3.1 Diagram Blok Rancangan Pengendali Sistem Rangkaian Keseluruhan Diagram Alir Program 27 Bab 4 Pengujian Alat dan Program 4.1 Pengujian Mikrokontroler Atmega Pengujian Tampilan pada LCD 33

10 4.3 Pengujian Sensor Ultrasonik Pengujian Mengirim Data ke Android Pengujian pada Pengukuran Volume Pengujian Sistem Keseluruhan 41 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran 43 Daftar Pustaka 44 Lampiran 45

11 DAFTAR TABEL Halaman Table 4.1 Nilai tegangan pada Port B, Port C, dan Port D 32 Table 4.2 Keadaan setiap bit untuk tampilan FUEL TANK 33 Table 4.3 Keadaan setiap bit untuk tampilan MONITORING 34 Tabel 4.4 Besar tengangan dan arus pada sensor ultrasonik 37 Tabel 4.5 Nilai jarak (s) dan waktu tempuh (t) sensor ultrasonik 38 Tabel 4.6 Data hasil pengujian pada tangki BBM 42

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Sensor ultrasonik HC SR-04 6 Gambar 2.2 Instalasi Sensor Jarak Ultrasonik SR-04 7 Gambar 2.3 Prinsip kerja sensor ultrasonik 7 Gambar 2.4 Kedudukan awal benda A berpindah ke B 9 Gambar 2.5 Konfigurasi pin Atmega8 12 Gambar 2.6 Bluetooth HC Gambar 2.7 LCD 18 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 21 Gambar 3.2 Proses pancar-pantul sensor ultrasonik 22 Gambar 3.3 Rancangan sensor ultrasonik 23 Gambar 3.4 Rancangan Atmega8 terhadap sensor dan bluetooth 23 Gambar 3.5 Rancangan display LCD 24 Gambar 3.6 Rancangan bluetooth adaptor 24 Gambar 3.7 Rangkaian keseluruhan 25 Gambar 3.8 Flowchart 26 Gambar 4.1 Rangkaian mikrokontroler Atmega8 32 Gambar 4.2 Pengujian mikrokontroler Atmega8 dengan voltmeter 32 Gambar 4.3 Tampilan LCD 34 Gambar 4.4 Rangkaian LCD M Gambar 4.5 Tampilan hasil pengujian sensor ultrasonik 36 Gambar 4.6 Rangkaian sensor ultrasonik 37 Gambar 4.7 Rangkaian ke smartphone melalui bluetooth 39 Gambar 4.8 Tampilan pada LCD dengan android 39 Gambar 4.9 Tampilan display pengukuran volume 41

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