PROTOTIPE KONTROL TEMPERATUR PADA SEBUAH INKUBATOR YANG DILENGKAPI DENGAN BLOWER TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Ahli Madya LUSI E HUTABARAT 052408034 PROGRAM STUDI D III FISIKA INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
PERSETUJUAN Judul : PROTIPE KONTROL TEMPERATUR PADA SEBUAH INKUBATOR YANG DILENGKAPI DENGAN BLOWER Kategori : TUGAS AKHIR Nama : LUSI E HUTABARAT Nomor Induk Mahasiswa : 052408034 Program studi : DIPLOMA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di, Medan, 21 Juni 2008 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dosen Pembimbing, DR. Marhaposan Situmorang Drs.Aditia Warman, M.Si NIP 130810771 NIP 131273461
PERNYATAAN PROTOTIPE KONTROL TEMPERATUR PADA SEBUAH INKUBATOR YANG DILENGKAPI DENGAN BLOWER TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya. Medan, 21 Juni 2008 LUSI E HUTABARAT 052408034
iii INTISARI Aplikasi pengendali suhu sudah banyak ditemui dalam berbagai bidang sekarang ini. Tujuan dari tugas akhir ini adalah hasil suhu didalam inkubator dapat di set dan ditampilkan di seven segmen. Dimana suhu yang di set melalui keypad dapat dipertahankan sesuai dengan keinginan pengguna dari inkubator tersebut. Sistem yang dibuat ini memanfaatkan kemampuan mikrokontroler AT89S51 dalam akuisisi data dan mengambil keputusan. Sistem ini dilengkapi dengan interface analog ke digital, sebuah sensor temperatur LM 35 dan sebuah pemanas. Kawasan suhu yang dapat dikendalikan adalah mulai dari 27º Celsius sampai dengan 100º Celsius.
i KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan kasih Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini sebagai salah satu syarat kelulusan dalam program studi D 3 Fisika Instrumentasi FMIPA USU. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar besarnya kepada pihak pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Baik kepada pihak-pihak yang disebut atau pun tidak disebutkan satu persatu. Terutama kepada Orang tua penulis (P. Hutabarat dan J Panjaitan) yang telah memberikan dukungan baik secara moril dan juga material sampai penulis menyelesaikan masa pendidikan di FMIPA ini. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terimakasih atas bimbingan dan arahan kepada: 1. Bapak Dr.Eddy Marlianto, M.Sc, selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam,. 2. Bapak DR.Marhaposan Situmorang, selaku ketua jurusan departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam 3. Bapak Drs.Aditia Warman, M.Si selaku dosen pembimbing tugas akhir penulis yang banyak memberikan arahan dan bimbingan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Dosen dosen dan staf pengajar di Fisika Instrumentasi FMIPA USU 5. Para pegawai yang ada di FMIPA USU yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu, penulis mengucapkan banyak terimakasih karena telah banyak membantu penulis selama penulis berada di FMIPA USU ini. 6. Buat orang tuaku tersayang P.Hutabarat dan J.Panjaitan terimakasih atas segala yang diberikan baik moril maupun materil. Semoga anakmu ini berguna bagi nusa dan bangsa. 7. Buat semua saudaraku, K Guna, K Ani, B Poy, K Ima, K Eka dan juga D Josepku tersayang. Terimakasih buat semua semangat dan dorongan serta nasehat dari kalian semua semoga penulis menjadi saudara yang terbaik buat kalian semua.
ii 8. Tidak lupa juga teman temanku: Riris, Tini, Helen, Rika, Risda, Tahi, Iron, Nelly, Tetty, K,Ivana, K Dian, Denari, Shenty, Lusi Sbrn, dan masih banyak lagi, terimakasih atas semangat dan doa yang selama ini diberi buat penulis. 9. Teman kos di Berdikari 7 Psr I P.Bulan Medan:Vida, K Nova, K Roma, K Kitin, sondang, Meyta, Jo, Vivi, K Duma, K Ayu, Eka dan krisna semua harus berubah. jangan menjadi kelelawar terus dan tetap semangat. 10. K Ellys, K Icha, K Martha makasih atas arahan dan semangat yang kakak beri bagi penulis walau kita gak satu kos lagi. 11. Seseorang yang begitu penulis sayangi, yang memberikan semangat bagi penulis dalam segala hal, penulis mengucapkan banyak terimakasih dan salam sayang selalu. 12. Buat semua teman teman di Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.Semoga kita menjadi Orang sukses dimata Tuhan dan juga orang lain serta bangsa ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih bagi semua pihak Medan, Juni 2008
iv DAFTAR ISI Kata Pengantar... i Intisari... iii Daftar Isi... iv Daftar Gambar... v Daftar Tabel... vi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Rumusan Masalah... 4 1.3 Tujuan Penulisan... 4 1.4 Batasan Masalah... 4 1.5 Prinsip Kerja... 5 1.6 Sistematika Penulisan... 5 BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Sensor Suhu LM35... 7 2.2 Analog to Digital Converter (ADC) 0804... 9 2.3 Mikrokontroler AT89S51... 12 2.4 Power Supplay (PSA)... 15 2.5 Keypad 4 X 4... 17 2.6 Display seven segmen... 18 2.7 Blower... 21 2.8 Heater... 21 2.9 Bahasa Assembly... 22 2.9.1 Program Sumber Assembly... 22
v 2.9.2 Bagian Label... 23 2.9.3 Bagian Kode Operasi... 23 2.9.4 Bagian Operand... 24 2.9.5 Bagian Komentar... 25 BAB 3 RANCANGAN SISTEM 3.1 Diagram Blok Rangkaian... 27 3.2 Diagram Alir Program... 29 3.3 Perancangan Power Supplay (PSA)... 31 3.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51... 32 3.5 Rangkaian Sensor Temperature dan ADC (Analog to Digital Converter)... 34 3.6 Rangkaian Display Seven Segmen... 36 3.7 Rangkaian Relay... 37 3.8 Perancangan Rangkaian Keypad... 40 BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)... 42 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51... 42 4.3 Pengujian Rangkaian Display Seven Segmen... 45 4.4 Pengujian Rangkaian Relay... 47 4.5 Pengujian Rangkaian Keypad... 48 4.6 Pengujian Rangkaian ADC (Analog to Digital converter)... 51 4.7 Program Inkubator Otomatis... 52 BAB 5 KESIMPILAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 66 5.2 Saran... 67 Daftar Pustaka... 68
vii DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Menghubungkan ADC0804 dengan 8051 melalui Port I/O... 11 Gambar 2 Mikrokontroller AT89S51... 13 Gambar 2.4.1 Penerapan regulator tegangan tetap LM78xx... 16 Gambar 2.6.1 Rangkaian Seven Segmen... 19 Gambar 2.6.2 Modul Seven Segment Tunggal... 20 Gambar 3.1 Diagram Blok Ragkaian... 27 Gambar 3.2 Diagram Alir Program... 29 Gambar 3.3 Rangkaian Power Supplay... 32 Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51... 33 Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Temperature dan ADC... 35 Gambar 3.6 Rangkaian Display Seven Segment... 36 Gambar 3.7 Rangkaian Relay Pengendali Blower 220V AC... 38 Gambar 3.8 Rangkaian Keypad... 41
vi DAFTAR TABEL Tabel 2.6.1 Tabel Kebenaran 74LS138... 19 Tabel 2.7.6 Program Assembly... 26 Tabel 2.6.2 Data Display Seven Segmen... 20 Tabel 4.3 Data Yang Dikirim ke Mikrokontroler Oleh Keypad... 45 Tabel 4.6 Tabel Pengujian... 52