RANCANG BANGUN ALAT UKUR TINGGI BADAN OTOMATIS BERBASIS ARDUINO UNO DAN ULTRASONIK

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ALAT UKUR TINGGI BADAN OTOMATIS BERBASIS ARDUINO UNO DAN ULTRASONIK LAPORAN TUGAS AKHIR Diselesaikan sebagai syarat untuk mendapatkan gelar AHLI MADYA (AMD) Computer Engineering Oleh: Febbi Tania Sipayung Pembimbing : Roslina, M.I.T. NIP PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER JURUSAN TEKNIK KOMPUTER DAN INFORMATIKA POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2015

2 ABSTRAK Panjang dan ketinggian adalah salah satu kuantitas fisik yang sering kali diukur dalam berbagai keperluan yang memerlukan data yang tinggi seseorang dalam sentimeter. Pengukur tinggi yang beredar di pasar, lebih kecil kemungkinannya untuk memperoleh data yang akurat, karena sebagian besar ketinggian mengukur yang beredar di pasaran masih manual. Itu berarti bahwa untuk mendapatkan tinggi badan seseorang data diukur oleh seiring dengan perkembangan, diperlukan tinggi gauge yang dapat bekerja secara otomatis, melakukan proses pengukuran, membaca hasil pengukuran, dan menginformasikan hasil pengukuran dengan digital output. Sistem yang dirancang menggunakan arduino dan sensor ultrasonik untuk mendapatkan hasil pengukuran secara otomatis. Seseorang yang tinggi dapat diukur pengetahuan langsung dari hasil pengukuran. Bacaan memperoleh hasil yang lebih akurat dan tepat bila dibandingkan dengan hasil dari membaca manusia. Kata kunci : tinggi, otomatis, arduino, sensor ultrasonik. iii

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah yang Allah berikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul Rancang Bangun Alat Ukur Tingi Badan Otomatis Berbasis Arduino Uno dan Ultrasonik. Tugas Akhir dibuat sebagai salah satu syarat akademis yang harus ditempuh untuk menyelesaikan Program Diploma 3 (tiga) pada Program Studi Teknik Komputer (Computer Engineering) Jurusan Teknik Komputer dan Informatika Politeknik Negeri Medan. Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan baik berupa tenaga, materi maupun dorongan semangat dari berbagai pihak yang sangat bermanfaat bagi penulis. 1. M. Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ferry Fachrizal, S.T., M. Kom selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer Informatika 3. Zakaria Sembiring, S.T., M.Sc. selaku Kepala Program Studi Teknik Komputer. 4. Roslina, M.I.T. selaku dosen pembimbing dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini. iv

4 5. Kadri Yusuf, S.T., M.Kom, selaku wali kelas CE-6B yang selalu memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir 6. Eviliana Sembiring, selaku Administrasi Program Studi Teknik Komputer yang telah membantu penulis untuk menyelesaikan administrasi. 7. Keluarga penulis, terutama untuk Ibunda Tri Agia dan Ayahanda Horasman Sipayung yang telah banyak memberi dukungan moril dan materil, semangat serta doa yang tiada hentinya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. 8. Kepada Adik Tersayang, Thomas Ryan Sipayung yang selalu memberi dukungan, semangat dan bantuan tanpa henti kepada penulis. 9. Kepada Mas Gunawan, dan Febri Ramadhan Harahap yang telah memberikan ilmu nya, saran dan kritik kepada penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. 10. Kepada Irma Azwanty Dalimunthe, Yulin Zurina, Annisa Eka Desfiani, Novi Triana, dan Fitri Andini Sihombing yang selalu memberikan dukungan dan doa kepada penulis. 11. Terima kasih kepada seluruh teman-teman CE-6B yaitu yang telah memberikan doa dan selalu mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 12. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Walaupun penulis sudah berusaha semaksimal mungkin, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan yang masih perlu v

5 diperbaiki. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca. Akhir kata, penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat lebih sempurna dan dapat memberi manfaat bagi penulis dan para pembaca umumnya. Medan, 25 Agustus 2015 Penulis, Febbi Tania Sipayung NIM: vi

6 DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i ABSTRAK... ii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xi BAB PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Rumusan Masalah Batasan Masalah Metode Penelitian Studi Literatur Pengumpulan Data Melakukan Perancangan Software Melakukan Perancangan Hardware Pengujian Analisis dan Evaluasi Penyusunan Tugas Akhir Sistematika Penulisan... 5 BAB TINJAUAN PUSTAKA Arduino Uno Bagian-bagian Papan Arduino Software Arduino Bahasa Arduino vii

7 2.1.4 Spesifikasi Arduino Komponen Arduino Sensor Ultrasonik LCD (Liquid Crystal Display) Breadboard BAB ANALISA DAN PERANCANGAN Gambaran Umum Sistem Diagram Blok Sistem Perancangan Alat Identifikasi Sistem Batasan Sistem Rangkaian Keseluruhan Sistem Rangkaian Arduino Uno Rangkaian Sensor Ultrasonik Rangkaian Liquid Crystal Display Instruksi Program dan Deskripsi Bahasa C Flowchart Langkah Kerja Perancangan Hardware dan Sofware Perancangan Hardware Perancangan Perangkat Lunak BAB IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN Implementasi Kelengkapan Alat Pengujian Sistem Batasan Sistem BAB KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan viii

8 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Board Arduino Uno... 7 Gambar 2. 2 Diagram Blok Sederhana ATMega328 [1] Gambar 2. 3 Bagian papan Arduino [1] Gambar 2. 4 Daya pada papan Arduino saat menyala [1] Gambar 2. 5 Tampilan software Arduino [1] Gambar 2. 6 Contoh fungsi setup() [2] Gambar 2. 7 Contoh fungsi loop() [3] Gambar 2. 8 Komponen Arduino [5] Gambar 2. 9 Sensor Ultrasonik [6] Gambar Liquid Crystal Display Gambar Pin diagram LCD [9] Gambar Jalur papan Breadboard Gambar 3. 1 Diagram Blok Sistem Gambar 3. 2 Rangkaian Keseluruhan Sistem Gambar 3. 3 Skema Rangkaian Arduino Uno Gambar 3. 4 Skema Penuh Rangkaian Arduino Uno Gambar 3. 5 Skema rangkaian sensor ultrasonik Gambar 3. 6 Rangkaian arduino dengan lcd Gambar 3. 7 Flowchart proses pengukur tinggi badan otomatis Gambar 4. 1 Gambar hasil pengujian Gambar 4. 2 Gambar hasil pengujian Gambar 4. 3 Gambar hasil pengujian x

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino[4] Tabel 2.2 Deskripsi Pin [10] Tabel 3.1 Penggunaan pin arduino Tabel 4.1 Kelengkapan alat 1.44 Table 4.2 Hasil pengukuran xi

11 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini perkembangan teknologi semakin maju dan banyak memberikan kemudahan dalam penggunaan perangkat ataupun alat-alat yang berhubungan langsung dengan kebutuhan hidup manusia. Oleh karena itu, sangat penting untuk kita mengikuti perkembangan dalam bidang teknologi khususnya elektronika baik yang bersikap manual ataupun otomatis. Salah satu wujud dari perkembangan zaman adalah otomatisasi di segala aspek kehidupan. Dengan pengotomatisan peralatan, diharapkan dapat mempermudah pekerjaan manusia. Panjang dan tinggi merupakan salah satu besaran fisis yang sering diukur dalam berbagai keperluan yang membutuhkan data tinggi seseorang dalam sentimeter. Alat ukur tinggi badan yang beredar dipasaran, kurang memungkinkan untuk mendapatkan data yang akurat, karena kebanyakan alat ukur tinggi badan yang beredar dipasaran masih bersifat manual. Artinya untuk mendapatkan data tinggi badan seseorang masih menggunakan cara pengukuran dengan tenaga manusia. Hal tersebut kemudian berdampak pada kurang efisien dalam pemakaiannya. Untuk mengukur tinggi badan seseorang, minimal harus ada operator alat yang tak lain adalah manusia, yang bertugas melakukan pengukuran sekaligus membaca data yang tampak pada hasil pengukuran tersebut. Hasil pembacaan skala pada alat ukur tinggi badan manual yang 1

12 2 dilakukan manusia memiliki tingkat ketelitian dan ketepatan yang kurang. Belum lagi jika sampai terjadi human error. Selaras dengan perkembangan jaman, dibutuhkan alat pengukur tinggi badan yang dapat bekerja secara otomatis, melakukan proses pengukuran, membaca hasil pengukuran, sekaligus memberitahukan hasil pengukuran tersebut dengan keluaran melaui lcd. Seseorang yang sedang diukur tinggi badannya dapat mengetahui secara langsung hasil pengukurannya. Pembacaan hasil yang didapat lebih akurat dan presisi jika dibanding dengan hasil pembacaan manusia. 1.2 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai adalah alat ini dapat dengan mudah diketahui semua orang tanpa harus membaca skala seperti pada pengukuran tinggi badan manual. Sistem yang dirancang bertujuan untuk dapat membantu meringankan pekerjaan seorang petugas dalam proses pengukuran tinggi badan. 1.3 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diberikan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Manfaat sensor ultrasonik banyak sekali, salah satunya yaitu sebagai sensor pendeteksi jarak dengan menangkap sinyal berbentuk suara. 2. Alat ukur tinggi badan yang menggunakan sensor ultrasonik dan Arduino ini memudahkan kita untuk mengetahui tinggi badan kita dengan cara

13 3 berdiri di depan tiang, kemudian sensor akan membacanya lewat pantulan dari kepala kita dan langsung terlihat hasilnya di lcd. 3. Menambah pengetahuan penulis, mengenai hal-hal yang berhubungan dengan bidang pemrograman dan bidang elektronika. 1.4 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas maka masalah yang akan dikaji pada tugas akhir ini yaitu : 1. Bagaimana menggunakan Arduino dan sensor ultrasonik sebagai suatu alat untuk melakukan otomatisasi pengukur tinggi badan. 2. Bagaimana mengimplementasi alat pengukur tinggi badan otomatis berbasis arduino uno dan ultrasonik. 1.5 Batasan Masalah Agar pembahasan lebih terarah, maka penulis memberikan batasan masalah yaitu: 1. Perancangan dan pembuatan sistem ini berbasis Arduino Uno. 2. Sistem ini dibuat untuk mengukur tinggi badan seseorang 3. Komponen dalam rancangan yaitu : Mikrokontroler ATMega328, Board Arduino Uno, Sensor Ultrasonik HC-SR04, LCD (Liquid Crystal Display)

14 4 4. Sistem ini dirancang dengan menggunakan sensor utrasonik atau sensor HC-SR04 untuk dapat mengukur tinggi badan maksimal hingga 200 cm. 5. Output tinggi ditampilkan melalui display LCD (Liquid Crystal Display) yang sebelumnya telah disimpan atau ditulis terlebih dahulu ke dalam mikrokontroler arduino dalam bentuk bahasa C. 1.6 Metode Penelitian Studi Literatur Menganalisis sistem dengan melakukan studi literatur, identifikasi masalah, pemahaman kinerja sistem dan analisis kebutuhan dari para peneliti yang telah melakukan hal yang sama sebelumnya Pengumpulan Data Metode kepustakaan (Library Research), mengumpulkan data - data yang diperoleh dengan cara mengumpulkan data melalui buku buku dan sumber sumber lain (internet) yang relevan dengan permasalahan yang dihadapi, tentang cara penggunaan Arduino maupun Sensor Ultrasonik Melakukan Perancangan Software Berdasarkan observasi yang telah dilakukan, langkah selanjutnya adalah melakukan perancangan sistem pengukur tinggi badan otomatis. Dalam hal ini yang dilakukan adalah membuat coding dengan software Arduino pada PC.

15 Melakukan Perancangan Hardware Melalui hasil perancangan dengan menggunakan software Arduino, penulis membuat implementasi berdasarkan simulasi yang telah dibuat. Meliputi tahapan tahapan untuk perencanaan dan perancangan hardware yang digunakan Pengujian Merupakan proses pengujian hasil analisa dan evaluasi dari masalah yang ada pada konfigurasi arduino. Pengujian sistem ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan pengukur tinggi badan otomatis ini Analisis dan Evaluasi Merupakan pengecekan terhadap sesuatu yang mempengaruhi kinerja sistem dan melakukan troubleshooting untuk perbaikan dan penyempurnaan proyek akhir Penyusunan Tugas Akhir Merupakan tahap untuk menyusun hasil penelitian secara sistematis berdasarkan aturan yang ada. 1.7 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab yang saling terkait. Adapun kerangka bab yang merupakan bagian isi dari tugas akhir ini secara garis besar adalah sebagai berikut:

16 6 BAB 1 PENDAHULUAN Pada bab ini dibahas dan dikemukakan latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metode penyelesaian, dan sistematika penulisan tugas akhir ini. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Dalam bab ini akan dijelaskan tentang teori-teori dasar yang digunakan sebagai acuan dalam perancangan. BAB 3 PERANCANGAN SISTEM Bab ini membahasa analisis dan perancangan alat. Tahap analisis menggambarkan dan menjabarkan kegiatan yang dilakukan pada alat yang sedang bekerja sedangkan tahap perancangan alat seperti desain, algoritma pemrograman. BAB 4 HASIL DAN PENGUJIAN Bab ini membahas hasil dari pengujian sistem pengukur tinggi badan otomatis ini. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menjelaskan hasil akhir dari semua penulisan yang dikerjakan yaitu simpulan dan saran yang berisi masukan untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun di masa yang mendatang.