MONITORING KETINGGIAN AIR PADA BENDUNGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 TUGAS AKHIR DEBBY ZAMHARIRO 112408018 PROGRAM STUDI D-III FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
MONITORING KETINGGIAN AIR PADA BENDUNGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya DEBBY ZAMHARIRO 112408018 PROGRAM STUDI D-III FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN Judul : MONITORING KETINGGIAN AIR PADA BENDUNGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 Kategori Nama : TUGAS AKHIR : DEBBY ZAMHARIRO Nomor Induk Mahasiswa : 112408018 Program Studi Departemen Fakultas : D3 FISIKA : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 27 Juni 2014 Disetujui Oleh: Program Studi D3 Fisika Ketua, Pembimbing, (Dr. Susilawati, M.Si) (Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc) NIP. 197412072000122001 NIP. 196506171993031009
PERNYATAAN MONITORING KETINGGIAN AIR PADA BENDUNGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juni 2014 DEBBY ZAMHARIRO 112408018
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dalam waktu yang telah ditetapkan. Terimakasih penulis sampaikan kepada Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini, yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan tugas akhir ini. Terimakasih kepada Dr. Susilawati, M.Si dan Dr. Perdinan Sinuaji, M.Si selaku Ketua Program Studi D3 Fisika dan Sekretaris Program Studi D3 Fisika FMIPA USU Medan, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, seluruh Staff dan Dosen D3 Fisika FMIPA USU, pegawai di FMIPA USU. Serta ucapan terimakasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua saya Ayahanda Parhan dan Ibunda Asra Laila yang telah banyak memberikan dukungan baik berupa moril dan materil sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Serta ucapan terimakasih kepada rekan-rekan mahasiswa/i D3 Fisika stambuk 2011 yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
ABSTRAK Pada tugas akhir ini penulis membahas masalah yang berjudul Monitoring Ketinggian Air Pada Bendungan Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroller ATMega8535. Alat ini berfungsi sebagai sistem pemantauan ketinggian air secara elektronik yang dapat digunakan untuk memantau perubahan ketinggian air. Dengan memanfaatkan sensor ultrasonik sebagai detektor guna mendeteksi jarak. Sensor ini berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor memancarkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu dan mikrokontroller ATMega8535 sebagai mikrokontrollernya. Kata Kunci : Mikrokontroller ATMega8535 dan Sensor Ultrasonik
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar i ii iii iv v vii viii Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Tujuan Penulisan 3 1.4 Batasan Masalah 3 1.5 Sistematika Penulisan 4 Bab 2 Landasan Teori 2.1 Mikrokontroller ATMega8535 6 2.1.1 Timer ATMega8535 6 2.2.2 Pin-Pin Mikrokontroler ATmega8535 7 2.2 Pengenalan Pemrograman C 8 2.2.1 Tipe Data 9 2.2.2 Konstanta Dan Variabel 9 2.2.3 Variabel Bertanda (Signed) Dan Tak Bertanda (Unsigned) 10 2.2.4 Pengarah Preprosesor 10 2.2.5 Pernyataan 11 2.2.6 Blok Pernyataan 11 2.2.7 Fungsi Pustaka 11 2.2.8 Pernyataan If 12 2.2.9 Pernyataan If..Else 13 2.2.10 Pernyataan While 14 2.2.11 Bentuk Dasar Program C 15 2.3 Code Vision AVR 16 2.4 Code Vision AVR Chip Programmer 16 2.5 Sensor Jarak Ultrasonik PING 16 2.6 Buzzer 17 2.7 Catu Daya 18 2.8 Transistor 19 Bab 3 Rancangan Sistem 3.1. Rangkaian Perangkat Keras (Hardware) 20 3.1.1 Diagram Blok Rangkaian 20 3.1.2 Flowchart Deteksi Banjir 21 3.1.3 Perancangan Rangkaian Kendali 23
3.1.4 Perancangan Rangkaian Sensor 23 3.1.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 24 3.1.6 Perancangan Rangkaian Penguat 25 3.1.7 Perancangan Rangkaian Buzzer 25 3.1.8 Perancangan Rangkaian LCD Display 26 3.2 Skematika Rangkaian Pendeteksi Banjir 27 3.3 Perancangan Perangkat Lunak / Program 28 3.1.9 Langkah - Langkah Atau Prosedur Pembuatan Program 28 3.3.2 Rancangan Program Sistem Deteksi Banjir Dengan Pemrograman Bahasa C Yaitu CV AVR 2.04 31 Bab 4 Analisa Program 4.1 Pengujian Program Mikrokontroler ATMega8535 36 4.2 Pengujian Program Utuh Deteksi Banjir Dengan Bahasa C 38 4.3 Pengukuran Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 42 4.4 Pengukuran Tegangan Catu Daya 43 4.5 Pengukuran Tegangan Regulator 44 4.6 Pengukuran Pulsa Keluaran Sensor PING 44 4.6.1 Tampilan Grafik Pengukuran Pulsa Keluaran Sensor Ping 44 4.6.2 Analisa Perhitungan Pengukuran Pulsa Sensor PING 46 4.7 Pengukuran Persentase Error 47 4.7.1 Analisa Perhitungan Persentase Error 48 Bab 5 Kesimpulan Dan Saran 5.1 Kesimpulan 49 5.2 Saran 49 Daftar Pustaka 50
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tipe Data 9 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tegangan Pin Mikrokontroller 42 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Pulsa Keluaran Sensor Ping 44 Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Persentase Error 47
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Mikrokontroler ATMega8535 6 Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATmega8535 (Data Sheet AVR) 7 Gambar 2.3 Sensor Jarak Ultrasonik Ping 17 Gambar 2.5 Bentuk Buzzer 18 Gambar 3.1 Diagram Blok 20 Gambar 3.2 Flowchart Deteksi Banjir 22 Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Ultrasonik 24 Gambar 3.4 Konfigurasi Pin ATmega8535 25 Gambar 3.5 Rangkaian Penguat dan Buzzer 26 Gambar 3.6 Rangkaian LCD Display 26 Gambar 3.7 Skematika Rangkaian Deteksi Banjir Berbasis ATMega8535 27 Gambar 3.8 Jendela Pilihan Tipe File 28 Gambar 3.9 Jendela Konfirmasi 28 Gambar 3.10 CodeWizardAVR pada tab Chip 29 Gambar 3.11 CodeWizardAVR pada Alphanumeric LCD 29 Gambar 3.12 CodeWizardAVR pada tab Port B 29 Gambar 3.13 CodeWizardAVR pada tab Port C 30 Gambar 3.14 Genarate,Save and Exit 30 Gambar 3.15 Compile Program 30 Gambar 3.16 Jendela Informasi 31 Gambar 4.1 Grafik Jarak 16 cm 44 Gambar 4.2 Grafik Jarak 14 cm 45 Gambar 4.3 Grafik Jarak 12 cm 45 Gambar 4.4 Grafik Jarak 10 cm 45 Gambar 4.5 Grafik Jarak 8 cm 46