RANCANGAN MONITORING SIRKULASI DAN STABILITAS SUHU RUANGAN MENGGUNAKAN SENSOR GAS DAN SENSOR SUHU DENGAN TAMPILAN PC BERBASIS ATMEGA 8535 SKRIPSI NOVA AVRILIA SIMANJUNTAK 140821012 PROGRAM STUDI FISIKA EKSTENSI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
RANCANGAN MONITORING SIRKULASI DAN STABILITAS SUHU RUANGAN MENGGUNAKAN SENSOR GAS DAN SENSOR SUHU DENGAN TAMPILAN PC BERBASIS ATMEGA 8535 SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana NOVA AVRILIA SIMANJUNTAK 140821012 PROGRAM STUDI FISIKA EKSTENSI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
PERSETUJUAN Judul : RANCANGAN MONITORING SIRKULASI DAN STABILITAS SUHU RUANGAN MENGGUNAKAN SENSOR GAS DAN SENSOR SUHU DENGAN TAMPILAN PC BERBASIS ATMEGA 8535 Kategori : SKRIPSI Nama : NOVA AVRILIA SIMANJUNTAK Nomor Induk Mahasiswa : 140821012 Program Studi : S-1 (Sarjana) FISIKA EKSTENSI Departemen Fakultas : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Agustus 2016 Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing, Dr. Marhaposan Situmorang Dr. Bisman P, M.Eng, Sc NIP : 1955103011980031003 NIP : 195609181985031002
PERNYATAAN RANCANGAN MONITORING SIRKULASI DAN STABILITAS SUHU RUANGAN MENGGUNAKAN SENSOR GAS DAN SENSOR SUHU DENGAN TAMPILAN PC BERBASIS ATMEGA 8535 SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Agustus 2016 Nova Avrilia Simanjuntak 140821012
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan Skripsi ini dengan judul Rancangan Monitoring Sirkulasi dan Stabilitas Suhu Ruangan Menggunakan Sensor Gas dan Sensor Suhu Dengan Tampilan PC Berbasis ATMega 8535. Terimakasih penulis sampaikan kepada 1. Bapak, Ibu dan keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya. 2. Dr. Bisman Perangin- angin,m.eng. Sc selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua Departemen Fisika FMIPA USU dan Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Sekretaris Jurusan Fisika. 4. Abangda Oki Handinata, S.Si yang telah ikut serta membantu dan meluangkan waktu nya untuk memberikan masukan dalam penyusunan laporan Seminar Hasil. 5. Seluruh teman sejawat yang juga telah memberi semangat dan saran.
RANCANGAN MONITORING SIRKULASI DAN STABILITAS SUHU RUANGAN MENGGUNAKAN SENSOR GAS DAN SENSOR SUHU DENGAN TAMPILAN PC BERBASIS ATMEGA 8535. ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mensirkulasikan dan menstabilkan suhu agar tetap bersih dan mendeteksi C0 2 didalam model ruangan. Sistem ini dikembangkan menggunakan rancangan monitoring yang dilengkapi dengan Mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada, Sistem ini meliputi beberapa perangkat pendukung seperti Sensor Suhu (LM-35) sebagai mengukur dan mengontrol suhu yang terdapat disekitarnya. Sistem mempunyai dua sensor yaitu sensor suhu untuk mendeteksi suhu udara pada ruangan dan sensor gas untuk mendeteksi jika ada gangguan atau konsentrasi gas yang terlalu berlebihan pada ruangan. Telah diuji coba pada sensor suhu, sensor akan mendeteksi suhu pada ruangan, jika suhu yang terdeteksi melebihi suhu yang maksimum yang diset, maka kipas secara otomatis akan menyala untuk mendinginkan ruangan jika suhu telah kembali normal, maka kipas akan mati. Untuk sensor gas, sensor akan mendeteksi gas berbahaya bagi manusia terutama gas CO 2. Jika konsentrasi gas CO 2 sudah terlalu banyak maka sistem secara otomatis akan mengaktifkan motor untuk membuka ventilasi, sedang kipas akan bekerja untuk menyedot udara yang mengandung gas yang berbahaya untuk dilepaskan keluar ruangan. PC berfungsi untuk mengetahui status dari system kondisi sensor. Sistem yang dihasilkan mengukur suhu 30 o C 36 o C dengan Output tegangan 300 mv 360 Mv. Sensor suhu (IC-LM35) dan sensor gas (MQ- 2) telah diuji coba akan bekerja otomatis jika yang terdeteksi sesuai dengan yang ditentukan. Kata Kunci : Sensor Suhu LM-35, Sensor Gas MQ-2, ATMega 8535.
DRAFT MONITORING CIRCULATION AND STABILITY USING ROOM TEMPERATURE SENSOR AND GAS TEMPERATURE SENSOR WITH A VIEW PC BASED ATMEGA 8535 ABSTRACT This research is aims to circulate and stabilize the temperature to keep them clean and detect C0 2 in the model room. This system was developed using a monitoring plan that comes with Microcontroller ATMEGA 8535 as the central control of the entire system. This system includes several devices such as temperature sensors (LM-35) as a measure and control the temperature there is around. The system has two sensors are temperature sensors to detect air at room temperature and gas sensors to detect if there is interference or excessive concentration of gas in the room. The temperature of sensor has been tested, and the sensor will detect the temperature in the room, if the detected temperature exceeds the maximum temperature is set, then the fan will automatically turn on to cool the room if the temperature has returned to normal, then the fan will die. For a gas sensor, the sensor will detect gases harmful to humans, especially CO 2. If the concentration of CO 2 is already too much then the system will automatically activate the motor to open the vents, while the fan will work to suck air containing harmful gas to be released out of the room. PC serves to determine the status of the sensor system conditions. The resulting system produced measures the temperature of 30 o C 36 o C with output voltage of 300 mv - 360 Mv. The temperature sensor (IC- LM35) and gas sensors (MQ-2) was tested will work automatically if detected in accordance with the specified. Keywords: LM-35 Temperature Sensor, Gas Sensor MQ-2, ATMega 8535.
DAFTAR ISI Persetujuan... ii Pernyataan... iii Penghargaan... iv Abstrak... v Abstract... vi Daftar Isi... vii Daftar Tabel... ix Daftar Gambar... x Halaman Bab 1 Pendahuluan 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Batasan Masalah... 2 1.4. Tujuan Penelitian... 2 1.5. Manfaat Penelitian... 3 1.6. Metedologi Penelitian... 3 1.7. Sistematika Penelitian... 3 Bab 2 Dasar Teori 2.1. Mikrokontroler ATMega 8535... 5 2.1.1 Deskripsi Mikrokontroler AT8535... 5 2.1.2 Struktur bagian ATMega 8535... 6 2.1.3 Peta Memori ATMega 8535... 7 2.2 Defenisi Sensor... 9 2.2.1 Persyaratan Umum... 10 2.2.2 Jenis Sensor dan Transducer... 11 2.3 Sensor Suhu (IC-LM 35)... 12 2.4 Sensor Gas MQ 2... 13 2.4.1 Karakter Konfigurasi... 13 2.4.2 Aplikasi... 13 2.5 Kipas... 15 2.6 Codevision AVR... 15 2.7 Bahasa C... 15 2.8 PC (Preprocessor Compiler)... 17 2.9 Karbondioksida (CO2)... 18 Bab 3 Perancangan Dan Pembuatan 3.1 Rangakaian Mikrokontroler ATMega 8535... 22 3.2 Sensor Suhu LM35... 23 3.3 Perancangan Sensor Gas MQ-2... 24 3.4 Display LCD Character 2x16... 26
3.5 Rangkaian Driver Motor Servo... 28 3.6 Rangkaian Driver Kipas... 30 3.7 Rangkaian Komunikasi Serial... 31 3.8 Flowchart... 32 Bab 4 Analisa Data 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535... 35 4.2 Pengujian Rangkaian Driver Kipas... 35 4.3 Interfacing LCD... 36 4.4 Pengujian Sensor LM35... 36 4.5 Pengujian Sensor Gas MQ-2... 37 4.6 Pengujian Rangkaian Motor Servo... 38 4.6.1 Pengukuran dan Pegujian Modul RS232 Konverter.... 39 Bab 5 Kesimpulan Dan Saran 5.1 Kesimpulan... 42 5.2 Saran... 42 DAFTAR PUSTAKA... 43 LAMPIRAN Rangkaian Keseluruhan... 44 Listing Program... 45 Pengujian Mikrokontroler ATMega 8535... 50 Program Mikrokontroler ke LCD... 52 Pengujian Motor Servo... 54
DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 3.1 Fungsi pin LCD character 2x16...26 4.1 Data Konversi Bilangan Desimal ke Biner dari Output Sensor...37 4.2 Pengujian Nilai ADC berdasarkan sensor gas MQ-2...38 4.3 Hasil Pengukuran RS232 Konverter...40
DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1 Mikrokontroler ATMega 8535... 5 2.1.2 Struktur ATMega 8535...6 2.3 Peta Memori...8 2.4 Konfigurasi Memori Data ATMega 8535...9 2.5 Gambar IC LM-35...12 3.1 Diagram Block...21 3.2 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535...22 3.3 Rangkaian LM35 ke ATMega 8535...24 3.4 Sensor MQ-2... 24 3.5 Grafik Perubahan Vout Terhadap Konsentrasi Gas...25 3.6 Rangkaian Sensor MQ-2 ke AtMega 8535.25 3.7 LCD character 2x16... 27 3.8 Peta Memori LCD character 2x16...27 3.9 Gambar Rangkaian LCD ke Mikrokontroler...28 3.10 MotorServo.29 3.11 Rangkaian Motor Servo..30 3.12 Rangkaian Relay Pengendali Kipas 31 3.13 MAX232 dalam Rangkaian 32 4.1 Rangkaian Relay Pengendali Kipas 35 4.2 Sudut Angular Motor Servo...39 4.3 Tampilan Hyperterminal Pengiriman Serial...40