ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN MENGGUNAKAN OPTOCOPLER

Transkripsi

1 ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN MENGGUNAKAN OPTOCOPLER DAN DI REKAM KE MMC/SIMCARD TUGAS AKHIR Disusun oleh : NAMA : GALUH Y. W NIM : JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015 i

2 LEMBAR PERSETUJUAN ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN MENGGUNAKAN OPTOCOPLER DAN DI REKAM KE MMC/SIMCARD Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : Galuh Y. W Diperiksa Dan Disetujui Oleh : Pembimbing I Pembimbing II Dr. Ir. Lailis Syafa ah, MT NIDN: Machmud E ST, MEng NIDN: ii

3 LEMBAR PENGESAHAN ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN MENGGUNAKAN OPTOCOPLER DAN DI REKAM KE MMC/SIMCARD Tugas Akhir Ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana (S1) Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : Galuh Y. W NIM : Tanggal Ujian : 5 Mei 2015 Dr. Ir. Lailis Syafa ah, MT NIDN: Pembimbing I Machmud E ST, MEng NIDN: Pembimbing II Ir. Nur Alif Mardiyah, MT NIDN: Penguji I Ilham Pakaya, ST NIDN: Penguji II Mengetahui Ketua Jurusan Ir. Nur Alif Mardiyah, MT NIDN: iii

4 SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Galuh Y. W Tempat Tanggal Lahir : Malang, 24 Januari 1989 NIM : Fakultas / Jurusan : Teknik / Elektro Menyatakan bahwa tugas akhir saya yang berjudul ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN MENGGUNAKAN OPTOCOPLER DAN DIREKAM KE MMC/SIMCARD. Adalah bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar, kami bersedia mendapat sanksi akademis. Malang, Yang menyatakan Galuh Y. W Mengetahui Pembimbing I Pembimbing II Dr. Ir. Lailis Syafa ah, MT NIDN: Machmud E ST, MEng NIDN: iv

5 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh. Segala puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis mampu menyelesaikan hasil Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam tak lupa penulis panjatkan kepada seorang revolusioner besar sepanjang sejarah peradaban manusia yaitu junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan pencerahan di muka bumi ini. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1 Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas Akhir yang berjudul ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN MENGGUNAKAN OPTOCOPLER DAN DI REKAM KE MMC/SIMCARD. Ini masih jauh dari kesempurnaan, namun penulis tetap berharap ada sebuah itikat baik bagi pembaca untuk lebih mengembangkan Tugas Akhir ini dengan aplikasi yang variatif dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi semuanya. Selama proses penyusunan skripsi ini banyak hal yang menjadi kendala dan rintangan, tetapi dengan bantuan berbagai pihak Alhamdulillah telah terselesaikan satu kewajiban penulis sebagai Mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang. Ucapan terima kasih tidak lupa penulis haturkan kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan laporan ini sehingga dapat dijadikan bahan untuk pengembangan diri dalam mengikuti perkembangan teknologi pada saat ini, antara lain: 1. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT, dan Machmud Effendy, ST. M.Eng selaku Kepala Jurusan dan Sekertaris Jurusan Elektro. 2. Ibu Dr. Ir. Lailis Syafa ah, MT selaku Dosen Pembimbing I dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya atas ilmu dan bimbingannya. 3. Bapak Machmud E ST, MEng selaku Dosen Pembimbing II terima kasih penulis haturkan atas saran, kritik dan bimbingannya. 4. Kedua Orang tua yang telah banyak membantu melalui do a, materi dan support-nya, saya mengucapkan terima kasih yang tak terhingga. v

6 5. Andi W, Chanu P, Maulana B dan Teman-teman elektro khususnya angkatan 2008 kelas A yang tak dapat disebutkan namanya satu persatu Masih banyak pihak-pihak yang tidak penulis sebutkan dalam proses penyusunan laporan ini, semoga apa yang telah di berikan tercatat sebagai amal ibadah Amien. Wassalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh. Malang, 5 Mei 2015 Penyusun vi

7 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii SURAT PERNYATAAN KEASLIAN... iv ABSTRAKSI... v ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Sistematika Pembahasan... 5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Angin Proses Terjadinya Angin... 6 vii

8 2.1.2 Angin Secara Menyeluruh Kecepatan Angin Pengukuran Kecepatan Dan Arah Angin Arduino Mega Light Emitting Diode Infrared ( Led Infrared) Optocoupler Phototransistor Dan Led Infra Merah Pemakaian Op-Amp Penguat Membalik Penguat Tak Membalik Op-Amp Sebagai Penjumlah Baterai BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Perancangan Mekanik Sensor Kecepatan Angin Perancangan Sensor Arah Angin Perancangan RTC DS Perancangan Multy Media Card (MMC) Perancangan Arduino MEGA Perancangan Rangkaian LCD Perancangan Keypad 4x Perangkat Lunak (Software) Algoritma Pembacaan Arah Angin Program Pengukuran Kecepatan Angin viii

9 BAB IV PENGUJIAN ALAT 4.1 Pengujian Increamental Encoder Pengujian Sensor Arah Angin Pengujian Multy Media Card (MMC) Pengujian LCD Pengujian Keypad Matrix 4X Pengujian RTC Pengujian Keseluruhan BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xvi LAMPIRAN... xvii ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Angin Pasat Dan Antipasat Atau Angin Barat... 8 Gambar 2.2 Angin Muson Barat Gambar 2.3 Angin Muson Timur Gambar 2.4 Anemometer Cup Dan Vane Gambar 2.5 Board Arduino Mega Gambar 2.6 Kofigurasi Pin Atmega2560 Pada Arduino Mega Gambar 2.7 Led Infrared Gambar 2.8 Konstruksi Dan Simbol Optocoupler Gambar 2.9 Karakteristik Optocoupler Gambar 2.10 Bentuk Dan Rangkaian Phototransistor Gambar 2.11 Prinsip Kerja Infra Red Gambar 2.12 Penguat Membalik Gambar 2.13 Rangkaian Penguat Tak Membalik Gambar 2.14 Rangkaian Op-Amp Sebagai Penjumlah Gambar 2.15 Rangkaian Penggunaan Baterai Gambar 3.1 Blok Diagram Alat Gambar 3.2 Mekanik Sistem Sensor Kecepatan Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Kecepatan Angin Gambar 3.4 Perancangan Mekanik Pada Wind Vane Untuk Arah Angin Gambar 3.5 Perancangan Sensor Arah Angin Dengan Rotary Encoder Gambar 3.6 Perancangan Kode Biner Pada Rotary Encoder x

11 Gambar 3.7 Rangkaian Penguat Sensor Photodiode Gambar 3.8 Rangkaian RTC DS Gambar 3.9 Rangkaian Mmc Gambar 3.10 Rangkaian Minimum sistem Arduino MEGA Gambar 3.11 Rangkaian LCD Gambar 3.12 Perancangan Keypad 4x Gambar 3.13 Flowchart Pembacaan Arah Angin Gambar 3.14 Diagram Alur Pengukuran Kecepatan Angin Gambar 4.1 Konstruksi Encoder Dan Rangkaian Internal Encoder Gambar 4.2 Diagram Pengujian Sensor Arah Angin Gambar 4.3 Rangkaian Pengujian Sensor Arah Angin Gambar 4.4 Hasil Pengujian Sensor Dan Pengkondisi Sinyal Arah Angin Gambar 4.5 Rangkaian Multy Media Card (MMC) Pada Arduino Gambar 4.6 Hasil Printscreen Pada Arduino Compiler Gambar 4.7 Hasil Printscreen Pada Windows Explorer Gambar 4.8 Rangkaian Pengujian LCD Gambar 4.9 Foto Pengujian LCD Gambar 4.10 Rangkaian Pengujian Keypad Gambar 4.11 Pengujian Keypad Gambar 4.12 Rangkaian Blok Pengujian RTC Ds Gambar 4.13 Hasil Pengujian RTC Ds Gambar 4.14 Panduan Navigasi LCD Gambar 4.15 Pengujian Perekaman Data Arah Dan Kecepatan Angin xi

12 Gambar 4.16 Pengujian Menu Buka File Gambar 4.17 Pengujian Menu Buka File Hasil Perekaman Gambar 4.18 Hasil Pembacaan Data Pada File Multy Media Card (MMC) Melalui Lcd Gambar 4.19 Tampilan Data Di PC Dari Multy Media Card (MMC) Gambar 4.20 Hasil Kalibrasi xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 : Pemetaan Pin Atmega Tabel 3.1 : Kode posisi arah sensor Tabel 4.1 : Pengujian Increamental Encoder Tabel 4.2 : Hasil pengujian output sensor arah angin Tabel 4.3 : Hasil Klibrasi xiii

14 DAFTAR PUSTAKA Buyung Nusantara, Alat Pengukur Kecepatan dan Penentu Arah Angin Berbasis Komputer, Teknik Elektro UNDIP, Semarang, Arsyad, Sofyan, Ilmu Iklim dan Pengairan, CV Yasagama, Jakarta, Barry Gwoollard, Elektronika Praktis Cetakan Kedua, PT. Praditya Paramita, Jakarta, Ibnu Malik, Muhammad, Anistardi, Bereksperimen dengan Mikrokontroler 8031, Elex Media Komputindo,Jakarta, Malvino Leach, Prinsip-Prinsip dan Penerapan digital Edisi ketiga, Erlangga, Jakarta, Malvino, Paul Albert, Prinsip Prinsip Elektronika Jilid I, Diterjemahkan oleh Sahat Pakpahan, Erlangga, Jakarta,1996. Millman, Halkias, Elektronika Terpadu, Erlangga,Jakarta, Roger L. Tokheim, Sutisna, Prinsip-Prinsip Digital Edisi Kedua, Erlangga, 1994 xiv

15 ABSTRAK Pengukuran kecepatan angin dan mengetahui arah angin adalah dua hal mendasar yang harus dilakukan dalam hal pemanfaatan tenaga angin dan teknologi yang semakin berkembang, maka dalam skripsi ini dijelaskan bagaimana merancang sebuah alat pengukur kecepatan angin menggunakan optocopler dan direkam ke Multy media card (MMC). Untuk pengukuran arah anginnya digunakan sensor IR LED dan phototransistor. Untuk pengontrol dari semua sistem digunakan microprocessor ATmega Alat ini dapat merekam data kecepatan angin dan arah angin perdetik. Kemudian di simpan ke Multy media card (MMC) dengan kapasitas 1.8 GB, sehingga dapat memudahkan pengguna dalam memonitor dalam waktu yang cukup lama. Selain itu data yang sudah terekam di Multy media card (MMC) dapat ditampilkan pada komputer dalam format.txt atau.doc ini bertujuan untuk memudahkan dalam pembacaan kecepatan angin dan arah angin. Kecepatan angin dan arah angin merupakan 2 hal yang tidak bias lepas dalam bidang meteorologi. Kata kunci: Arduino MEGA 2560, Kecepatan Angin, Arah mata angin xv

16 ABSTRACT Measurement of wind speed and wind direction are two know basic things that must be done in terms of the utilization of wind power and the use of technology as a form of growing it in this paper described how to design a wind speed measuring device using optocopler and recorded to a MMC / Simcard. As for the measurement of its use in wind direction sensor IR LED and phototransistor. As the controller of all system is used microprocessor ATmega This tool can record wind speed and direction of data per second wind. Which is then saved to the MMC with a capacity of 1.8 GB. So it can be easier for users to monitor in a long time. In addition the data that has been recorded in the MMC can be displayed on a computer in a.txt or.doc format. Keywords: Arduino MEGA 2560, Wind Speed, Direction of the wind xvi