APLIKASI MOTOR STEPPER DAN MODEM WAVECOM PADA LEVEL KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 LAPORAN AKHIR

Transkripsi

1 APLIKASI MOTOR STEPPER DAN MODEM WAVECOM PADA LEVEL KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 LAPORAN AKHIR Disusun untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Oleh: TRI HADI ANGGONO POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015

2 APLIKASI MOTOR STEPPER DAN MODEM WAVECOM PADA LEVEL KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : Trihadi Anggono Menyetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ekawati Prihatini, S.T., M.T M. Taufik Roseno, S.T., M.Kom NIP NIP Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi Teknik Elektronika Ir. Ali Nurdin, M.T Yudi Wijanarko, S.T., M.T NIP NIP

3 MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO Hidup itu seperti laporan Akhir banyak bab dan revisi yang harus dilewati tapi akan berakhir indah bagi mereaka yang pantang menyerah Sesunggunya ALLAH tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali kaum itu sendiri yang mengubah apa apa yang pada diri mereka (QS 13 : 11) Jenius adalah 1 % Inspirasi dan 99 % keringat. Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras Kebanggan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali setiap kali kita jatuh (Confusius) Kupersembahkan kepada : Ayah handa yang selalu memberikan doa dan dana untuk menyelesaikan laporan akhir ini. Almahum ibuku yang sangat aku cintai dan sayangi Saudara beserta keluarga besarku Teman teman seperjuangan ELEKTRONIKA EEA 12 Almamater biru mudaku

4 ABSTRAK APLIKASI MOTOR STEPPER DAN MODEM WAVECOM PADA LEVEL KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 TRIHADI ANGGONO Di Indonesia masih banyak penggunaan buka tutup pintu pada bendungan dilakukan secara manual oleh operator atau penjaga pintu bendungan. Seorang operator harus melihat kondisi bendungan setiap saat dan membuka pintu bendungan saat level air bendungan naik, dan menutup pintu bendungan saat level air sungai naik. Hal ini kurang efisien dan sering terjadi kelalaian pada operator, sehingga air sungai meluap dan menyebabkan banjir. Maka dari itu diperlukan suatu pengendali pada pintu bendungan secara otomatis sehingga dapat mencegah terjadinya banjir. Tujuan penelitian ini adalah mendesain kontrol pintu bendungan secara otomatis dengan menggunakan motor stepper dan modem wavecom untuk pemberitahuan dini kondisi level air bendungan yang berbasis mikrokontroler ATMega Dengan mengunakan Mikrokontroler ATMega8535 biaya yang dikeluarkan sedikit dan mudah pengoperasiannya. Pintu bendungan akan membuka dan menutup secara otomatis berdasarkan level air yang terbaca sensor. Sebagai penggerak pintu di gunakan motor stepper, yang akan bekerja dengan putaran kebalikan. Prinsip kerja pintu otomatis ini mempertahankan agar ketinggian tetap aman dan tidak menimbulkan bencana banjir. Metodologi pada penelitian meliputi studi literatur, perancangan mekanik, perancangan elektronik. Kata-kata kunci: Mikrokontroler ATMEGA8535, motor Stepper, modem Wavecom.

5 ABSTRACT STEPPER MOTOR APPLICATIONS AND WAVECOM MODEM AT THE HEIGHT OF WATER DAM BASED MICROCONTROLLER ATMEGA8535 TRIHADI ANGGONO In Indonesia, there are still many use open and close the door on the dam is done manually by the operator or guard the floodgates. An operator should look at the condition of the dam at any time and opened the floodgates when the dam water level rises, and shut the door dam when the water level in the river rises. It is less efficient and frequent negligence on the carrier, so that the river water overflowed and caused flooding. Therefore we need a controller at the door automatically so that the dam can prevent flooding. The purpose of this research is to design automatic door control dam using stepper motors and modem wavecom for early notification of dam water level conditions based microcontroller ATMega By using Microcontroller ATMega8535 costs little and easy operation. The floodgates will open and close automatically based on the water level sensor is read. As a driver door in use stepper motors, which will work with reverse rotation. The working principle of this automatic doors maintain the elevation to keep it safe and do not cause floods. Methodology The research includes the study of literature, mechanical design, electronics design. Key words: Microcontroller ATMEGA8535, Stepper motors, Wavecom modem.

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT yang telah memberikan nikmat kesehatan dan kekuatan serta berkat rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul APLIKASI MOTOR STEPPER DAN MODEM WAVECOM PADA LEVEL KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA Laporan akhir merupakan salah satu mata kuliah wajib dalam kurikulum pendidikan D3 di jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Tujuan Laporan Akhir adalah untuk menyelesaikan pendidikan pada tingkat diploma III. Dalam pelaksanaan Laporan akhir, dan penyusunan laporan, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak hingga selesainya laporan ini, mulai dari pengumpulan data sampai penyusunan laporan. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada : 1. Ibu Ekawati Prihatini, S.T.,M.T., selaku Pembimbing I 2. B a p a k M. T a u f i k R o s e n o, S. T., M. K o m., selaku Pembimbing II Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan nasehatnya kepada penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Studi di Politeknik Negeri Sriwijaya kepada : 1. Bapak RD Kusumanto, S.T.,M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika.

7 5. Seluruh Dosen dan staf staf pada Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Kedua orang tua yang selalu membantu dalam hal doa, motivasi dan dana. 7. Seluruh teman - teman seperjuangan teknik elektronika, Andri Mulyadi, M. Rohiyon, Berrnido, Een sutra, Andri Zulkarnain,. Khususnya temanteman Kelas 6 EEA angkatan 2012 Politeknik Negeri Sriwijaya. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat kekurangan dan kekeliruan, baik mengenai isi maupun cara penulisan. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis, pembaca, rekan-rekan mahasiswa, dan pihak yang membutuhkan sebagai penambah wawasan dan ilmu pengetahuan. Dan semoga segala bantuan serta bimbingan yang penyusun dapatkan selama ini mendapat rahmat dan ridho dari Allah SWT, Amin. Palembang, 24 Juni 2015 Penulis

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii PERNYATAAN KEASLIAN... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN iv ABSTRAK..... v KATA PENGANTAR vii DAFTAR ISI..... ix DAFTAR GAMBAR xii DAFTAR TABEL.... xii DAFTAR LAMPIRAN xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan dan Manfaat Tujuan Penulisan Laporan Akhir Manfaat Penulisan Laporan Akhir Perumusan Masalah Batasan Masalah Metode Penulisan Metode literatur Metode Wawancara Metode Observasi Sistemtika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Limit Switch Mikrokontroler ATmega Konstruksi ATmega Arsitektur ATmega Peta Memori.. 10

9 2.2.4 Sistem Interupsi IC MAX Dual Charge-Pump Voltage Converter IC ULN Motor Stepper Tipe-Tipe Motor Stepper Jenis-jenis Motor Stepper Prinsip Kerja Motor Stepper Prinsip Pengendalian Motor Stepper Motor Stepper 28BYJ Komunikasi Serial Definisi Komunikasi Serial AT Commad Kode ASCII Modem Wavecom SMS Gateway Mekanisme Store and Forward pada SMS Hukum Ohm BAB III RANCANG BANGUN 3.1 Perancangan dan Tahap-tahap Perancangan Blok Diagram Flowchart Rangkaian Aplikasi Motor Stepper dan Modem wavecom Pada level Ketinggian Air Bendungan Berbasis Mikrokontroler ATMega Skema Rangkaian Sistem Minimum AVR ATMega Skema Rangkaian Motor Driver Stepper Skema Rangkaian RS-232 dan Modem Wavecom Fastrack Skema Rangkaian Keseluruhan Layout Pembuatan di PCB dan Tata letak Komponen Perancangan Pintu Bendungan Otomatis dengan Software 3DMax... 45

10 3.7 Prinsip Kerja Alat. 46 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Tujuan Pengukuran Alat Metode Pengukuran Alat Peralatan Pengukuran Langkah-langkah pengukuran alat Titik Pengukuran Alat Hasil Pengukuran Alat Analisa Hasil Pengukuran Analisa Pengukuran Driver ULN Analisa Pengukuran Pengukuran Pulsa pada Motor stepper 55 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Simbol dan Bentuk Limit Switch Gambar 2.2 Konstruksi dan Simbol Limit Switch Gambar 2.3 Blok Diagram Fungsional ATMega Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega Gambar 2.5 Konfigurasi Memori Data AVR ATMega Gambar 2.6 Memori Program AVR ATMega Gambar 2.7 Konfigurasi Pin IC MAX Gambar 2.8 Rangkaian Darlinton ULN Gambar 2.9 Konfigurasi Pin IC ULN Gambar 2.10 Motor Stepper Gambar 2.11 Stepper Tipe Variable Reductance Gambar 2.12 Stepper Tipe Permanent Magnet Gambar 2.13 Stepper Tipe Hybrid (HB) Gambar 2.14 Motor Stepper Unipolar 5 Terminal Gambar 2.15 Motor Stepper Bipolar Gambar 2.16 Prinsip Kerja Motor Stepper Gambar 2.17 Prinsip Pengendalian Motor Stepper Gambar 2.18 Pengendalian Motor Stepper Gambar 2.19 Motor Stepper 28BYJ Gambar 2.20 Konektor DB Gambar 2.21 Modem Wavecom Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Gambar 3.2 Diagram Alir (Flowchart) Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Minimum ATMega Gambar 3.4 Rangkaian Driver Motor Stepper Gambar 3.5 Rangkaian Driver RS Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan

12 Gambar 3.7 Layout Sistem Minimum dan RS Gambar 3.8 Layout Driver Motor Stepper Gambar 3.9 Tata Letak Komponen Sistem Minimum Dan RS Gambar 3.10 Tata Letak Komponen Driver Motor Stepper Gambar 3.11 Tampilan dari depan Melalui software 3Dmax Gambar 3.12 Tampilan dari samping Melalui software 3Dmax Gambar 4.1 Titik Pengujian Tegangan Gambar 4.2 Titik Pengujian Lebar Pulsa Gambar 4.3 Pengukuran saat Motor bergerak membuka pintu. 51 Gambar 4.4 Pengukuran saat Motor bergerak menutup pintu... 52

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sumber Interupsi pada AVR ATMega Tabel 2.2 Gerakan Motor Stepper 22 Tabel 2.3 Konfigurasi Pin DB Tabel 2.4 Perintah AT Command Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada IC ULN 2003 tanpa beban 50 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran pada IC ULN 2003 dengan beban Tabel 4.3 Percobaan Modem wavecom... 52

14 DAFTAR LAMPIRAN A. Lembar Revisi Laporan Akhir B. Surat Rekomendasi Ujian Laporan Akhir (LA) C. Lembar Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I D. Lembar Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing II E. Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I F. Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing II G. Foto Alat H. Keseluruhan Program I. Datasheet ATMega 8535 J. Datasheet Max RS 232 K. Datasheet ULN 2003 L. Datasheet Motor Stepper 28byj-48