SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE TUGAS AKHIR REYFALDI HERMAWAN 112408030 PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya REYFALDI HERMAWAN 112408030 PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
PERSETUJUAN Judul : Perancangan Pemantau Kapasitas Tong Air Menggunakan Sensor Ultrasonic dengan Sms Gateway Berbasis Atmega 8535 Secara Hardware Kategori : Tugas Akhir Nama : Reyfaldi Hermawan Nomor Induk Mahasiswa : 112408030 Program Studi : Diploma 3 ( D-3) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, April 2015 Disetujui Oleh Prodi D-3 Fisika FMIPA USU Ketua, Pembimbing, Dr. Susilawati, M.Si NIP. 19741207200122001 Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. NIP.196006031986011002
PERNYATAAN SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Mei 2015 REYFALDI HERMAWAN 112408030
PENGHARGAAN Alhamdulillahirobbil alamin, Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuia waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Kedua orang tua penulis serta saudara kandung yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do a yang begitu besar kepada penulis. 2. Bapak Dr. Sutarman, M. Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 4. Bapak Drs. Perdinan Sinuhaji, M.S, selaku Sekretaris Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
5. Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 7. Seluruh teman terkhusus kekasih tercinta Devi Larasati yang sudah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir. 8. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis didalam menyelesaikan Tugas Akhir yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat ny membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca. Amin Yaa Rabbal alamin Medan, Mei 2015 Penulis
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE ABSTRAK Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengaplikasikan Codevision AVR pada mikrokrontroler ATMega 8535 untuk mengkonversi data dari sensor ultrasonic yang mendeteksi/menghitung ketinggian level air, dimana mikrokontroller akan meneruskan data yang telah dikonversi pada LCD dan modem GSM Wavecom. Kemudian modem wavecom akan mengirimkan data berupa pesan singkat kepada penerima yang sudah ditentukan. Kata kunci : Codevision AVR, Mikrokontroler ATMega8535, Sensor Ultrasonic, Modem GSM Wavecom
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan i Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak v Daftar Isi vi Daftar Tabel viii Daftar Gambar ix Bab 1 Pendahuluan 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Rumusan Masalah 2 1.3. Tujuan Penulisan 2 1.4. Batasan Masalah 3 1.5. Metodologi Penulisan 3 1.6. Sistematika Penulisan 4 Bab 2 Landasan Teori 2.1. Mikrokontroler ATMega 8535 5 2.1.1. Fitur ATMega8535 6 2.1.2. Konfigurasi Pin ATMega 8535 7 2.1.3. Peta Memori ATMega 8535 11 2.1.4. Status Register (SREG) ATMega8535 13 2.2. Modem GSM 14 2.2.1. AT-Command 16 2.2.2. Short Message Service (SMS) 17 2.2.3. Database 18 2.2.4. Microsoft Office Access 18 2.3.LCD 19 2.4.Sensor Ultrasonic 23 2.5.Komunikasi serial 26 2.5.1 Karakteristik Sinyal Port Serial.. 27 2.5.2 Koneksi ke RS232 Port 28 2.6.Bahasa Pemrograman Mikrokontroler 31 2.7.Software ATMega8535 Editor dan Simulator 32 2.7.1. Software ATMega8535 Editor 32 2.7.2. Software Downloader 32 2.7.3. Software Desain PCB Eagle 4.13r... 33 Bab 3 Perancangan Sistem 3.1. Diagram Blok Sistem 35 3.2. Rangkaian Sensor Ultrasonic 36 3.3. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 37
3.4. Perancangan Perancangan Rangkaian LCD 39 3.5. Rangkaian Wavecom Fastrack 40 3.6. Flowchart System 41 Bab 4 Hasil dan Pengujian 4.1. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic 43 4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 44 4.3. Interfacing LCD 2x16 45 4.4. Pengujian Koneksi Modul GSM Wavecom dengan Mikrokontroller ATMEGA8535 via serial max232 51 Bab 5 Penutup 5.1. Kesimpulan 73 5.2. Saran 74 Daftar Pustaka 75 Lampiran
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Penjelasan Pin pada Port B 9 Tabel 2.2 Penjelasan Pin pada Port D 10 Tabel 2.3 Tabel Set AT-Command 17 Tabel 2.4 Operasi Dasar LCD 21 Tabel 2.5 Konfigurasi Pin LCD 21 Tabel 2.6 Konfigurasi LCD 22 Tabel 2.7 Koneksi Null Mode 29 Tabel 4.1. Data Jarak deteksi Berbagai Halangan 43
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP 8 Gambar 2.2 Peta Memori Program 11 Gambar 2.3 Peta Memori Data 12 Gambar 2.4 EEPROM Data Memory 12 Gambar 2.5 Status Register ATMega 8535 13 Gambar 2.6 Modem Gsm Fastrack M1306b 16 Gambar 2.7 LCD 19 Gambar 2.8 Konfigurasi Pin LCD 20 Gambar 2.9 Sensor Ultrasonic 24 Gambar 2.10 Blok Sensor Ultrasonic dengan Tampilan Seven Segment 25 Gambar 2.11 Ilustrasi cara kerja sensor 26 Gambar 2.12 Skematik hubungan pin 26 Gambar 2.13 Level Tegangan RS232 pada Pengiriman Huruf A Tanpa Bit Paritas 28 Gambar 2.14 IC MAX232 29 Gambar 2.15 Penggunaan ic max 232 dalam rangkaian sebagai Komunikasi Serial 31 Gambar 2.16 Tampilan Code Vision AVR 32 Gambar 2.17 Tampilan Ponyprog2000 33 Gambar 2.18 Tampilan software Eagle 4.13r 33 Gambar 3.1 Diagram Blok System 35 Gambar 3.2. Rangkaian Receiver ultrasonic 36 Gambar 3.3. Jarak antara Tx Rx 36 Gambar 3.4 Keluaran Pulsa Ultrasonic 37 Gambar 3.5 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 38 Gambar 3.6 Rangkaian LCD 39 Gambar 3.7 Rangkaian Modul GSM dengan Mikrokontroller 40 Gambar 3.8 Flowchart System (Diagram Alir) 41 Gambar 4.1 Informasi Signature Mikrokontroler 45