PEMBUATAN ALAT UKUR KADAR ALKOHOL PADA MINUMAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS822 BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMega8535 SKRIPSI AFNIZA

Transkripsi

1 PEMBUATAN ALAT UKUR KADAR ALKOHOL PADA MINUMAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS822 BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMega8535 SKRIPSI AFNIZA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 PEMBUATAN ALAT UKUR KADAR ALKOHOL PADA MINUMAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS822 BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMega8535 SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana sains AFNIZA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3

4 ii PERSETUJUAN Judul :PEMBUATAN ALAT UKUR KADAR ALKOHOL PADA MINUMAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS822 BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMEGA8535 Kategori : SKRIPSI Nama : AFNIZA Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas :MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Disetujui oleh Diketahui Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Pembimbing Dr. Marhaposan Situmorang Dr. Marhaposan Situmoran NIP: NIP:

5 iii PERNYATAAN PEMBUATAN ALAT UKUR KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR TGS822 BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMega8535 SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Desember 2010 AFNIZA

6 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah Nya, juga yang telah memberikan kesehatan, pengetahuan serta pengalaman pada penulis, sehingga penulisan tugas akhir ini selesai pada waktunya. Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku ketua Departemen Fisika F-MIPA USU sekaligus sebagai pembimbing yang telah banyak membimbing dan memberi masukan serta koreksi kepada saya dalam menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga saya ajukan kepada Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc, Bapak Prof. Dr. M. Zarlis, M.Sc, Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si selaku dosen pembanding yang banyak memberikan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. Ibu Dra. Justinon,MS selaku sekretaris Departemen Fisika. Dekan dan Pembantu Dekan F-MIPA USU, serta semua dosen dan staf pada departemen Fisika F-MIPA USU. Kakanda Alpert Dalimunte,ST yang telah memberikan dukungan. Rekan-rekan Fisika Ekstensi seperjuangan Steffi, Sahlel, Ellis dan angkatan 2008 seluruhnya. Bang Akhyansyah Putra Siregar, S.Si yang telah banyak membantu dan memberikan bimbingan skripsi. Akhirnya yang tidak terlupakan dan teristimewa Ayahanda dan Ibunda tersayang Badrus Zaman dan Nasrah, adik-adik tersayang Endi Reza, Fery Ardiza dan Dina Meliza. Terima kasih atas do a, dukungan, serta semangat yang telah diberikan. Semoga Allah SWT juga yang akan membalasnya. Amiin Ya Rabbal Alamin.

7 ABSTRAK Alkohol di Indonesia sudah lazim dan diterima dalam pergaulan sosial. Namun sering dikonsumsi secara berlebihan. Untuk itu perlu suatu alat untuk menguji kadar alkohol secara cepat dan tepat. Program Alat Pengukur Konsentrasi Alkohol pada Cairan Menggunakan Sensor TGS822 Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega 8535 cocok untuk pengujian tersebut. Sistem ini dilakukan dengan cara merubah data analog dari sensor TGS 822 menjadi digital kemudian mentransmisikan data tersebut ke mikrokontroler AVR ATMega 8535 dan ditampilkan lewat LCD (Liquid Crystal Display) M1632, dimana di dalam mikrokontroler di program melalui program bahasa BASIC yaitu BASCOM-AVR.Sensor TGS822 mempunyai parameter V c = 5 V DC, V h = 5 V DC, R L = 1 K Ohm, dengan output berupa tegangan DC dengan nilai yang berubah-ubah sesuai dengan konsentrai uap alcohol dari lingkungan sensor yang dihubungkan ke input ADC dari mikrokontroler dan ditampilkan di LCD. Setiap pengambilan data akan dicatat nilai ADC yang ditampilkan oleh LCD dengan selang waktu 30, 60, 90, dan 120 detik. Sebelum melakukan pengambilan data diperlukan pemanasan sensor sekitar -/+ 1 menit dan nilai ADC pada LCD berkisar 20 dua puluh). Nilai Output dari sensor tidak selalu sama sehingga dalam setiap pengukuran perlu diambil ambang data yaitu pada detik ke-60 (enam puluh) untuk dijadikan acuan identifikasi.

8 BUILDING A MEASUREMENT DEVICE TO MEASURE ALCOHOL CONCENTRATION IN THE LIQUID USING TGS822 AND BASED ON AVR ATMEGA 8535 ABSTRACT Alcohol in Indonesia have been common and socially acceptable. But often in excessive consumption. For that we need a tool to test the alcohol content quickly and accurately. Alcohol Concentration Measuring Tool Using AVR Microcontroller- Based Sensor TGS822 ATMega 8535 suitable for the test. This system is done by changing the analog data from sensors TGS 822 into digital and then transmit the data to the AVR microcontroller ATMega 8535 and displayed via the LCD (Liquid Crystal Display) M1632, which in the microcontroller is programmed through a BASIC language called BASCOM-AVR. Sensor TGS822 have parameters Vc = 5 V DC, Vh = 5 V DC, RL = 1 K Ohm, the output DC voltage with an arbitrary value according to the concentration of alcohol vapor from the environment sensor that is connected to ADC input of the microcontroller and displayed in LCD. Each data collection will be noted that ADC values displayed by the LCD with an interval of 30, 60, 90, and 120 seconds. Before performing the required data acquisition sensor needs warming around - / + 1 minute and ADC value procured 20 in LCD view. The output value of the sensor is not always the same so that in each measurement is necessary to take data on the second threshold about 60 (sixty seconds) to be used as reference for identification.

9 vii 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 Perumusan Masalah Pembatasan Manfaat Tujan Penelitian Manfaat Penelitian Tempat/lokasi Penelitian Sistematika Penulisan 4 Bab 2 Landasan Teori Perangkat Keras Pengelolaan Data Mikrokontroler ATMega Arsitektur ATMega Status Register (SREG) ATMega Peta Memori ATMega Port I/O ATMega Sensor TGS Modul LCD (Liquid Crystal Display) Kaki-kaki Modul M Struktur Memori LCD Perangkat Lunak Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM Kontrol Program Compiler Directive Operasi dalam BASCOM Software Downloader (Avr-Osp II) 24

10 viii Bab 3 Rancangan Sistem Diagram Blok Rangkaian Algoritma Perancangan Perancangan Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) Rangkaian Power Supply Rangkaian Sensor dan Pengkondisi Sinyal Diagram Alir Pemrograman 31 Bab 4 Pengujian Rangkaian Pengujian Mikrokontroler Pengujian Sensor Pengujian Interface pada LCD (Liquid Crystal Sistem) Hasil Pembacaan Data Sensor TGS822 dengan ATMega8535 dan display LCD Pembahasan 44 Bab 5 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran 47 Daftar Pustaka 48 Lampiran A Lampiran B

11 ix DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Konfigurasi Setting untuk Port I/O 12 Tabel 2.2 Kondisi standar rangkaian 16 Tabel 2.3 Karakteristik Listrik 16 Tabel 2.4 Operator Relasi 23 Tabel 4.1 Kondisi Standar Rangkaian 37 Tabel 4.2 Data output sensor dengan voltmeter digital 38 Tabel 4.3 Pengambilan Data TGS Tabel 4.4 Data yang tampil pada LCD 45

12 x DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram Fungsional ATMega Gambar 2.2 Pin ATMega Gambar 2.3 Status Register ATMega Gambar 2.4 Sensitivitas Karakteristik 13 Gambar 2.5 Suhu/kelembaban Depedensi 14 Gambar 2.6 Struktur dan Dimensi 14 Gambar 2.7 Pengukuran rangkaian dasar 15 Gambar 2.8 ISP-Flash Programmer 3.a 24 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 26 Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega Gambar 3.3 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD ke Mikrokontroler 29 Gambar 3.4 Rangkaian skematik power supply 30 Gambar 3.5 Skema rangkaian untuk memfungsikan TGS Gambar 3.6 Diagram alir pemrograman 32 Gambar 4.1 Rangkaian uji Mikrokontroler dengan LED 34 Gambar 4.2 Bentuk fisik dari sensor FIGARO TGS Gambar 4.3 Rangkaian standar untuk mengoperasikan sensor TGS Gambar 4.4 Gambar rangkaian uji mikrokontroler dengan LCD 39 Gambar 4.5 Gambar rangkaian hubungan mikrokontroler ATMega8535 dengan sensor TGS822 dan LCD 41