skripsi Judul: SISTEM TELEMETRI SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS Mikrokontroler ATMega8535 Diajukan Oleh: HOTMAIDA SITOHANG

Transkripsi

1 skripsi Judul: SISTEM TELEMETRI SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS Mikrokontroler ATMega8535 Diajukan Oleh: HOTMAIDA SITOHANG DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

2 Lembar Persetujuan Judul: SISTEM TELEMETRI SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS Mikrokontroler ATMega8535 Diajukan oleh: Nama : Hotmaida Sitohang NIM : Departemen : Fisika Disetujui oleh: Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Drs. Luhut Sihombing, MS NIP Ahmad Hidayat, ST NIP Disahkan Oleh Ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Dr. Marhaposan Situmorang NIP

3 PERNYATAAN SISTEM TELEMETRI SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS Mikrokontroler ATMega8535 SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 17 November 2009 HOTMAIDA SITOHANG

4 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dengan cinta kasih dan limpah karunia-nya sehingga penyelesaian tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Drs. Luhut Sihombing, MS selaku dosen pembimbing I dan Bapak Ahmad Hidayat, ST selaku dosen pembimbing II yang telah banyak membimbing penulis dalam penyelesaian tugas akhir dan penulisan laporannya. Ucapan terima kasih juga kepada Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, Bapak Drs. Bisman P, M.Eng.Sc, serta Bapak Drs Kurnia Brahmana M.Si selaku dosen penguji yang memberikan dukungan dan motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih juga diajukan kepada Bapak Prof. Dr.Eddy Marlianto, M.Sc selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, dan seluruh staf pegawai di FMIPA USU. Ucapan terima kasih buat rekan-rekan (Kak Martha, Rakimen, Andika, Ardinal, Susiana, Fitri, Marina, Imelda, Lela, kak Riris, kak Udur, Ulis, Roliz, Amoy, Eva dan rekan yang lainnya) yang telah banyak memberikan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini. Ucapan terima kasih penulis yang sangat special buat Ibunda tersayang, Kakak Tio dan Abang Tio, adik Lina dan Icha, keponakan Tio Alpha Roni tercinta yang selalu memberikan doa, semangat, dukungan baik secara moril maupun materi. Penulis sadari banyak kekuranagn dalam penulisan dan penusunan tugas akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini. Medan, Januari 2010 Penulis, Hotmaida Sitohang

5 ABSTRAK Kebutuhan akan data tentang kondisi lingkungan sekitar telah mendorong manusia untuk membuat alat yang bisa mengukur kondisi lingkungan. Dua diantara banyak data yang bisa diukur yang menjelaskan kondisi lingkungan adalah temperatur dan kelembaban.pada tugas akhir ini dirancang dan diimplementasikan sebuah alat yang bisa mengukur temperatur dan kelembaban lingkungan. Sebagai sensor pengukur temperatur dan kelembaban digunakan SHT11. SHT11 memiliki beberapa keuntungan diantaranya hanya membutuhkan dua buah sinyal untuk bekerja, keluaran hasil pengukuran telah digital, ukurannya kecil dan stabil untuk waktu yang lama. Alat yang dibuat terdiri atas dua bagian yakni pengirim (TLP433 dan penerima (RLP433). Arah komunikasi antara bagian pengirim dan penerima bersifat satu arah saja. Secara periodik pengukuran data kondisi lingkungan dilakukan di bagian pengirim dan dikirimkan ke bagian penerima. Pada bagian penerima data diteruskan ke PC (Personal Computer) dimana setiap data dapat ditampilkan dan disimpan pada sebuah file. Mikrokontroler yang digunakan untuk mengontrol kerja bagian pengirim adalah ATMega8535. Mikrokontroler ini mampu bekerja sampai 16 MHz. Fasilitas lain mikrokontroler ini adalah ukuran flash programnya sampai 8 KiloByte dan SRAM sebesar 512 KiloByte. Fungsi utama ATMEGA32 di pengirim adalah mengontrol kerja SHT11, dan mengirimkan hasil pengukuran ke penerima.

6 ABSTRACT In this final assignment had been planned and implemented a device for measuring temperature and humidity. Sensor which used for measuring temperature and humidity is SHT11. This sensor has some benefits such as only need two signal to works, the output of measurement has been digital, small size, and stable for a long time. The device consist of two parts which is transmitter and receiver. The direction of communication between these parts is one way only. Periodically data measurement of environment condition is done at transmitter and sent it to receiver. The receiver use computer and the program saved every received results. The microcontroler which used to manage the works of transmitter and receiver is ATMEGA8535. This microcontroller is able to work up to 16 MHz. Another facility is the size of flash program is 8 Kilobyte and SRAM is 512 Kilobyte of size. The main function of ATMEGA8535 at transmitter is to control SHT11 and send the result of measurement to receiver.

7 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar ii iii iv v vi vii ix x BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan 2 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Dasar Teori Mikrokontroler Atmega Arsitektur ATMega Fitur ATMega Konfigurasi PIN ATMega SHT11 Module Konversi Keluaran Sensor Prinsip Kerja Sensor Komunikasi Serial Karakteristik Sinyal Port Serial Port Komunikasi Serial Flow Control Koneksi Ke RS232 Port Modul LCD Konfigurasi Pin LCD Posisi Kursor Modul TLP dan RLP 28 a. Modul Pemancar RF 29 b. Modul Penerima RF Perangkat Lunak 30

8 2.7.1 Instruksi ATMega Karakter dalam Bascom Tipe Data Variabel Alias Konstanta Array Operasi dalam Bascom Pengaksesan Port Serial pada VB Pengaksesan melalui Register USART 35 BAB 3 RANCANGAN SISTEM 3.1 Perancangan Perangkat Keras Diagram Blok Rangkaian Rangkaian Sistem Mikrokontroler ATMega Sistem Komunikasi Sistem Sensor Rangkaian komunikasi Serial Rangkaian Powr Supply Rangkaian LCD Perancangan Perangkat Lunak Diagram Alir Program 45 BAB 4 PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN SISTEM 4.1 Pengujian Sistem Mikrokontroler ATMega Pengujian Power Supply Pengujian Rangkaian LCD Pengujian Perangkat Lunak Pengujian kehandalan Sistem keseluruhan Perbandingan Data antara Sistem dengan Termometer Analog Akurasi data antara Baudrate dengan suhu LCD dan PC Akurasi data antara Baudrate dengan kelembaban LCD Akurasi data antara Jarak dengan suhu LCD dan PC Akurasi data antara Jarak dengan Kelembaban LCD dan PC Metode Pengujian 53 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 54 DAFTAR PUSTAKA 55 LAMPIRAN

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Konstanta konversi pengukuran RH 9 Tabel 2.2 Konstanta Konversi Pengukuran temperature 10 Tabel 2.3 Konfigurasi pin SHT11 11 Tabel 2.4 Fungsi Susunan Konektor DB9 15 Table 2.5 Konfigurasi Pin dan nama Sinyal konektor DB9 15 Tabel 2.6 Nama-nama register 17 Tabel 2.7 Angka Pembagi 17 Tabel 2.8 Susunan kaki Modul TLP dan RLP 29 Tabel 2.9 Karakter Spesial 30 Tabel 2.10 Tipe data BASCOM 31 Tabel 2.11 Operator Relasi 34 Tabel 2.12 Alamat dan lokasi bit pada register USART 35 Tabel 4.1 Data Pengujian selama 1 hari 51

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram Fungsional ATMega853 5 Gambar 2.2 Pin ATMega Gambar 2.3 SHT11 Module 8 Gambar 2.4 Grafik Hubungan Kelembaban terhadap Keluaran Digital 9 Gambar 2.5 Diagram Blok SHT11 10 Gambar 2.6 Skema Pengambilan Data SHT11 11 Gambar 2.7 Grafik Akurasi RH dan Temperatur pada berbagai tipe 12 Gambar 2.8 Level Tegangan RS Gambar 2.9 Port DB9 jantan 14 Gambar 2.10 Port DB9 betina 14 Gambar Susunan Pin Konektor DB9 14 Gambar 2.12 Tampilan HyperTerminal 19 Gambar 2.13 Pemilihan Port Serial 19 Gambar 2.14 Pengaturan Port Serial 20 Gambar 2.15 Diagram Pengkabelan Konfigurasi Null Modem 21 Gambar 2.16 Pengkabelan pada Konfigurasi Loopback Plud 21 Gambar 2.17 IC MAX Gambar 2.18 Modul LCD karakter 2x16 23 Gambar 2.19 Peta Memori LCD 27 Gambar 2.20 Bentuk Fisik Modul RF Tampak Depan 29 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 37 Gambar 3.2 Rangkaian Skematik ATMega Gambar 3.3 Rangkaian skematik pemancar 40 Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Penerima 41 Gambar 3.5 Skema Pengambilan Data SHT11 42

11 Gambar 3.6 Rangkaian Skematik Konverter 42 Gambar 3.7 Rangkaian Skematik PSA 43 Gambar 3.8 Rangkaian Skematik LCD 44 Gambar 3.9 Flowchart Stasiun Pemancar 45 Gambar 3.10 Flowchart Stasiun Penerima 46 Gambar 4.1 Rangkaian Power supply 48 Gambar 4.2. Keluaran Trafo 12 Volt 48 Gambar 4.3. Keluaran Dioda 12 Volt 48 Gambar 4.4. Keluaran 5 Volt 49 Gambar 4.5 Tampilan hasil dari LCD (Liquid Crystal Display) 49 Gambar 4.6 Tampilan saat sistem melakukan pengukuran 50 Gambar 4.7 Grafik Suhu dan Kelembaban terhadap Waktu 51