APLIKASI WATER FLOW SENSOR G1/2 SEBAGAI PENGENDALI VOLUME AIR SECARA OTOMATIS PADA TANGKI BERBASIS MIKROKONTROLER AT-MEGA8535 TUGAS AKHIR HARMOKO SIMANGUNSONG 092408022 PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
APLIKASI WATER FLOW SENSOR G1/2 SEBAGAI PENGENDALI VOLUME AIR SECARA OTOMATIS PADA TANGKI BERBASIS MIKROKONTROLER AT-MEGA8535 TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi Tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya HARMOKO SIMANGUNSONG 092408022 PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PERSETUJUAN Judul : APLIKASI WATER FLOW SENSOR G1/2 SEBAGAI PENGENDALI VOLUME AIR SECARA OTOMATIS PADA TANGKI BERBASIS MIKROKONTROLER AT-MEGA8535 Kategori Nama : TUGAS AKHIR : HARMOKO SIMANGUNSONG Nim : 092408022 Program Studi Departemen Fakultas : DIPLOMA III (D3 FISIKA) : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 28 Juli 2012 Komisi Pembimbing : Diketahui/Disetujui oleh Program Studi Fisika Instrumentasi Ketua, Pembimbing, Dr. Susilawati, M.Si Tua Raja Simbolon, S.Si, M.Si NIP.197412072000122001 NIP. 197211152000121001
PERNYATAAN APLIKASI WATER FLOW SENSOR G1/2 SEBAGAI PENGENDALI VOLUME AIR SECARA OTOMATIS PADA TANGKI BERBASIS MIKROKONTROLER AT-MEGA8535 TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 28 Juli 2012 HARMOKO SIMANGUNSONG 092408022
PENGHARGAAN Puji dan Syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang dengan limpah karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dalam waktu yang telah ditetapkan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Tua Raja Simbolon, S.Si, M.Si Selaku dosen pembimbing pada penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini, yang telah memberikan panduan dan perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan laporan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada ketua program studi D3 Fisika Instrumentasi yaitu Ibu Dr. Susilawati, M.Si dan Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara, dan kepada semua dosen pengajar dan staf pegawai di Departemen Fisika FMIPA USU. Terima kasih juga kepada abang Yudi dan Andika yang telah membatu saya dalam menyelesaikan Laporan tugas Akhir ini. Terimakasih juga penulis ucapkan teristimewa kepada orang tua penulis Ibunda tercinta yang telah banyak memberikan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada teman penulis yang selalu memberikan doa dan membantu saya, Dear Putrasito P, Jhon meychael, Natalia S, Resmando dan Ardy Sinaga, Elya Sembiring, Timbul Siahaan, Suriani sitorus, Dewi Citra Hasian ku. Dan kawan - kawan mahasiswa Fisika Instrumentasi yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu, khususnya stambuk 2009 sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik, Semoga kita semua tetap kompak dibawah balutan Ikatan Mahasiswa Instrumentasi (IMI) dan menjadi Alumni yg berhasil serta beramal. Sekali lagi Penulis mengucapkan banyak ribuan terima kasih kepada semua pihak yang membantu dan mendukung, Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.
ABSTRAK Water flow sensor G1/2 sebagaipengendali volume air secara otomatis pada tangki berbasis mikrokontroler ATMega8535 ini memiliki fungsi untuk mengontrol volume level suatu fluida pada penampungan air atau tangki. Adapun topik bahasan yang dipilih dalam Laporan Tugas Akhir ini adalah mengenai rangkaian mikrokontroler dan pemograman bahasa C yang input kendalinya berasal dari water flow sensor G1/2 dan display ditampilkan pada LCD. Rangkaian ini terbagi menjadi dua, yakni perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras ini terdiri dari mikrokontroller dan water flow sensor G1/2. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan untuk pemograman pada mikrokontroler agar dapat mengaktifkan dan mengendalikan sensor flow, yaitu dengan menggunakan bahasa pemograman bahasa C. Sehinga program-program tersebut dapat mengontrol perangkat keras yang ada pada sistem pengendali volume level air, yang mana program-program itu di simpan sebagai pusat kendali pada mikrokontroller. Adapun untuk pemograman menampilkan volume level air pada LCD menggunakan program bahasa C. Dari pengujian dan analisa yang penulis lakukan pada alat ini, dapat diketahui bahwa Sistem Pengendali Volume Level air ini dapat bekerja sesuai dengan perintah program yang tersimpan pada mikrokontroller.
DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN... ii PERNYATAAN... iii PENGHARGAAN... iv ABSTRAK...v DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penulisan... 2 1.4 Batasan Penulisan... 3 1.5 Sistematika Penulisan...4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 mikrokontroler Atmega8535... 6 2.1.1 Kontruksi ATmega8535... 8 2.1.2 Pin-pin pada mokrokontroler Atmega8535.. 11 2.2 EEPROM Mikrokontroler ATMega8535.13 2.3 Resistor... 15 2.3.1 Fixed Resistor... 15 2.3.2 Variable Resistor... 16 2.4 Kapasitor... 18 2.4.1 Electrolytic Capacitor (ELCO)... 21
2.4.2 Ceramic Capacitor... 21 2.4.3 Nilai Kapasitor... 22 2.5 Transistor... 23 2.6 Dioda... 27 2.6.1 Karakteristik Dioda... 28 2.6.2 Dioda Penyearah (Rectifier)... 29 2.6.3 Dioda Cahaya (LED : Light Emitting Dioda)... 30 2.7 Relay... 31 2.8 Water Flow sensor G1/2... 32 2.8.1 Spesifikasi Sensor Flow...34 2.9 Perancangan LCD (Liquit Crystal Display)..36 BAB III PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN 3.1 Diagram Blok... 38 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega328... 39 3.3 Rancangan Catu Daya... 40 3.4 Rancangan Flow Sensor... 41 3.5 Rangkaian LCD... 42 3.6 Rangkaian Relay... 43 3.7 Rangkaian Keypad...44 BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega328... 46 4.2 Pengujian Rangkaian Catu Daya... 47 4.3 Pengujian Rangkaian Flow sensor... 48 4.4 Pengujian Rangkaian LCD... 49 4.5 Pengujian Rangkaian Relay...50 4.6 Pengujian Rangkaian Keypad...51
4.7 Diagram Alir (Flowchart)... 54 4.8 Program... 56 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 62 5.2 Saran... 63 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Konfigurasi pin IC Mikrokontroler ATMega8535... 11 Gambar 2.2 Blog diagram IC ATmega8535... 12 Gambar 2.3 Resistor Karbon... 16 Gambar 2.4 Potensiometer... 17 Gambar 2.5 Grafik Perubahan Nilai pada Potensiometer... 17 Gambar 2.6 Lambang kondensator... 19 Gambar 2.7 Skema Kapasitor... 19 Gambar 2.8 Electrolytic Capacitor (ELCO)... 21 Gambar 2.9 Ceramic Capasitor... 22 Gambar 2.10 Simbol Tipe Transistor... 24 Gambar 2.11 Transistor sebagai Saklar ON... 26 Gambar 2.12 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor... 26 Gambar 2.13 Transistor Sebagai Saklar OFF... 27 Gambar 2.14 Simbol Dioda... 28 Gambar 2.15 Sifat Dioda Bias Maju dan Bias Mundur... 29 Gambar 2.16 Dioda Penyearah Yang Diberi Arus Bolak Balik (AC)... 30 Gambar 2.17 Simbol Dioda Cahaya ( LED )... 30 Gambar 2.18 Simbol Relay dan Rangkaian Dri... 32 Gambar 2.19 Water Flow Sensor G1/2... 33 Gambar 2.20 Mechanic Dimensi Water Flow sensor G1/2... 33 Gambar 2.21 Fisik LCD 16 x 2... 36 Gambar 2.22 Rangkaian LCD... 37 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian... 38 Gambar 3.2 Rangkaian minimum mikrokontroller ATMega8535... 39
Gambar 3.3 Skematik Rangkaian Catu Daya... 38 Gambar 3.4 Fisik dan skematik Water flow sensor G1/2... 41 Gambar 3.5 skematik Rangkaian LCD... 42 Gambar 3.6 Skematik Rangkaian Relay... 43 Gambar 3.7 Rangkaian Keypad... 45 Gambar 4.1 Rangkaian pengujian atmega8535... 46 Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Catu Daya... 47 Gambar 4.3 rangkaian Pengujian rangkaian LCD... 49 Gambar 4.4 Rangkaian Pengujian Rangkaian Relay... 50 Gambar 4.5 Penguji Rangkaian Keypad..56 Gambar 4.6 Diagram Alir (Flowchart)... 54
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Komponen Sensor... 34 Tabel 3.1 Pin Water flow sensor G1/2..... 42 Tabel 4.1Perbandingan out put sensor dengan gelas ukur... 49 Tabel 4.2 Penekanan Tombol 1... 52 Tabel 2.5 Penekanan Tombol 2... 52