PEMANFAATAN SENSOR PIR (Passive Infra Red) UNTUK PENGONTROLAN SUHU RUANGAN SKRIPSI Diajukan Untuk Melengkapi Tugas dan Memenui Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains BUDI PRATAMA YANI NABABAN 080821008 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
i PERSETUJUAN Judul : PEMANFAATAN SENSOR PIR (Passive Infra Red) UNTUK PENGONTROLAN SUHU RUANGAN Kategori : SKRIPSI Nama : BUDI PRATAMA YANI NABABAN Nomor Induk Mahasiswa : 080821008 Program Studi : S1 FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Januari 2011 Diketahui/disetujui oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Pembimbing, Dr. Marhaposan Situmorang Prof. Dr. Muhammad Zarlis M.Sc NIP 19551031980031003 NIP 19570701 986011003
ii PERNYATAAN PEMANFAATAN SENSOR PIR (Passive Infra Red) UNTUK PENGONTROLAN SUHU RUANGAN SKRIPSI Saya mengakui bahwa Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Januari 2011 BUDI PRATAMA YANI NABABAN 080821008
iii PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang dengan limpah karunia-nya, tugas akhir ini berhasil diselesaikan tepat pada waktunya. Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang sedalamdalamnya kepada: 1. Ayahanda (M. Nababan) dan Ibunda (L. Malau) yang telah memberikan bantuan baik materi dan pemikiran serta semangat kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Adik-adik penulis Yanti, Tida, Marsinta, Rut Muni dan Manuel yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada Penulis 3. Bapak Dr. Eddy Marlianto,M.Sc selaku Dekan FMIPA USU 4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Jurusan Program Studi Fisika yang memberikan masukan dan dukungan dalam penyelesaian laporan tugas akhir ini. 5. Bapak Prof.Dr.Muhammad Zarlis. M.Sc sebagai dosen pembimbing yang memberikan masukan dan dukungan dalam penyelesaian laporan skripsi ini. 6. Sekertaris Departemen Fisika Drs. Justinon, Msi dan semua staff pengajar yang pernah mengajar di Jurusan Fisika Instruementasi Ekstention serta seluruh pegawai di Departemen Fisika FMIPA USU 7. Rekan-rekan stambuk 2008 yang telah banyak memberikan masukan dan motivasi kepala penulis dalam menyelesaikan laporan skripsi ini.
iv DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR i ii iii iv v vi viii ix BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Permasalahan 2 1.4 Pembatasan Masalah 2 1.5 Tujuan Penelitian 2 1.6 Manfaat Penelitian 3 1.7 Sistematika Penulisan 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Pengontrolan Suhu 5 2.2 Sensor PIR (Passive Infra Red) 6 2.2.1 Inframerah 6 2.2.2 Pengenalan Sensor PIR 7 2.2.3 Fungsi Pin Sensor PIR 7 2.2.4 Cara Kerja Sensor PIR 10 2.3 Fotodioda 11 2.4 Mikrokontroller AT89S52 13 2.4.1 Sistem Minimum Mikrokontroller AT89S52 13 2.4.2 Asitektur Mikrokontroller AT89S52 14 2.4.3 Konfigurasi Pin Mikrokontroller AT89S52 15 2.4.4 Stuktur Memori 17 2.4.5 Organisasi Memori 19 2.5 Modul LCD 20
v 2.5.1 Spesifikasi LCD M1632 21 2.5.2 Konfigurasi pin LCD 22 2.5.3 Stuktur Modu LCD 23 2.6 Relay 25 2.7 Sensor Suhu ICLM35 27 2.7.1 Prinsip Kerja Sensor Suhu ICLM35 29 2.8 ADC (Analog Digital Converter 29 2.9 Perangkat Lunak 31 2.9.1 Bahasa Assembly MCS-51 31 2.9.2 Instruksi Bahasa Assembly MCS-51 32 BAB 3 PERANCANGAN DAN KERJA ALAT 3.1 Diagram Blok Rangkaian 37 3.2 Rangkaian Fotodioda 38 3.3 Rangkaian Sensor PIR 39 3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S52 41 3.5 Rangkaian Relay 42 3.6 Rangkaian Display LCD Charakter 2 x 16 44 3.7 Rangkaian Sensor Suhu IC LM35 46 3.8 Flowchart Rangkaian 47 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S52 49 4.2 Interfacing LCD 2x16 52 4.3 Pengujian Rangkaian Relay 54 4.4 Pengujian Sensor PIR (Passive Infra Red) 56 4.5 Pengujian ADC (Analog Digital Converter) 57 4.6 Pengujian Sensor Suhu IC LM35 59 4.4 Pengoperasian Alat 60 4.4 Hasil Ujicoba Alat 61 BAB 5 PENUTUP 5.1 Kesimpulan 63 5.2 Saran 63 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vi DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Fungsi Pin Sensor PIR 7 Tabel 2.2 Konfigurasi Port 3 Mikrokontroller AT89S52 16 Tabel 2.3 Pin pada Tampilan LCD 22 Tabel 4.1 Waktu Pengeksekusia Rutin Delay 51 Tabel 4.2 Hasil Sensor PIR dengan Sudut 0 o 56 Tabel 4.3 Hasil Sensor PIR dengan Sudut 45 o 57 Tabel 4.4 Tabel Hasil Pengujian ADC 58 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Sensor Suhu 59 Tabel 4.5 Hasil Uji coba alat dengan pertambahan Jumlah Pengunjung 61 Tabel 4.6 Hasil Uji coba alat dengan pengurangan Jumlah Pengunjung 62
vii DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bentuk fisik PIR 7 Gambar 2.2 Pin Sensor PIR 8 Gambar 2.3 Diagram Blok Sensor PIR 9 Gambar 2.4 Sebuah Objek Melewati Sensor PIR 10 Gambar 2.5 Rangkaian Photodioda dan Grafik Linearitasnya 12 Gambar 2.6 Deskripsi Pin AT89S52 15 Gambar 2.7 Struktur Memori Mikrokontroller AT89S52 17 Gambar 2.8 Alokasi bit PSW 18 Gambar 2.9 Arsitektur memori mikrokontroller AT89S52 19 Gambar 2.10 Pengalamatan Pada mikrokonroller AT89S52 19 Gambar 2.11 LCD character 2 x 16 20 Gambar 2.12 Diagram Blok LCD 21 Gambar 2.13 Konfigurasi pin LCD 2 x 16 22 Gambar 2.14 Skema Relay 26 Gambar 2.15 Bentuk fisik IC LM35 27 Gambar 2.16 Rangkaian Pengukur Suhu 28 Gambar 2.17 Konfigurasi Pin ADC 0804 30 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 37 Gambar 3.2 Rangkaian Fotodioda 38 Gambar 3.3 Pin Sensor PIR 40 Gambar 3.4 Kaki Koneksi PIR (Pasissive Infra Red) 40 Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Mikrokontroller AT89S52 41 Gambar 3.6 Relay Pengontrol Suhu Ruangan 43 Gambar 3.7 Display LCD karakter 2 x 16 44 Gambar 3.8 Rangkaian Sensor Suhu IC LM35 46 Gambar 3.9 Flowchart Pengontrol suhu ruangan 47 Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Mikrokontroller AT89S52 49 Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian LCD 54 Gambar 4.3 Rangkaian Pengujian Relay 55 Gambar 4.4 Pengujian Rangkaian ADC (Analog Digital Converter) 58 Gambar 4.5 Grafik Linear ADC 59 Halaman