SISTEM PERANCANGAN PENGENDALIAN TEKANAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOADCELL IC HX711 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32 PADA CETAKAN KOMPOSIT POLIMER TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya ALBOIN LUBIS 122408024 PROGRAM STUDI D-III FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
SISTEM PERANCANGAN PENGENDALIAN TEKANAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOADCELL IC HX711 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32 PADA CETAKAN KOMPOSIT POLIMER TUGAS AKHIR ALBOIN LUBIS 122408024 PROGRAM STUDI D-III FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
PERSETUJUAN Judul : Sistem Perancangan Pengendalian Tekanan Digital Menggunakan Loadcell IC HX711 Berbasis Mikrokontroler Atmega32 Pada Cetakan Komposit Kategori Nama : Tugas Akhir : ALBOIN LUBIS Nomor Induk Mahasiswa : 122408024 Program Studi Departemen Fakultas : Diploma 3 (D-3) Fisika : Fisika : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara Diluluskan di Medan, Juni 2015 Disetujui Oleh Ketua Program Studi Pembimbing, Dr. Susilawati, M.Si Dr.Perdinan Sinuhaji, M.S NIP. 197412072000122001 NIP. 195903101987031002
PERNYATAAN SISTEM PERANCANGAN PENGENDALIAN TEKANAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOADCELL IC HX711 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32 PADA CETAKAN KOMPOSIT TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juni 2015 ALBOIN LUBIS 122408024
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Sistem Perancangan Pengendalian Tekanan Digital Menggunakan Loadcell IC HX711 Berbasis Mikrokontroler Atmega32 Pada Cetakan Komposit.Tugas akhir ini disusun sebagai syarat akademis dalam menyelelesaikan studi program Diploma (D-3) jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari bahwa selama proses hingga terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir banyak mendapat kontribusi dari berbagai pihak. Dengan kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan, dukungan secara saran yang telah diberikan. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 2. Ibu Dr.Marpongahtun,M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji MS selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir 5. Seluruh Staf Pengajar /Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. Terutama bang johan terima kasih atas semua saran dan bantuan ilmu dalam pencapaian pembuatan Tugas Akhir. 6. Kedua orang tua tercintayang telahmendoakan, membantu dan memberikan dukungan penuh baik secara materil maupun moril kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. i
7. Buat senior Saya Faturahman yang telah membantu serta membimbing saya dalam mengerjakan Tugas akhir ini. 8. Teman-teman semasa PKL yang telah memberikan kesan dan kenangan manis selama mengisi hari-hari di tempat PKL. 9. Teman separtner proyek yang telah memotivasi, mendampingi dan memberikan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, dan seluruh FIN 12 yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Kalian luar biasa 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih atas semua bantuannya dalam menyelesaikantugas Akhir. Akhirnya sebagai bagian dari sebuah perjalanan panjang, penulis menyadari keterbatasan ilmu pengetahuan dan pengalaman untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini secara sempurna.seperti pepatah mengatakan Tak Ada Gading Yang Tak Retak.Oleh karena itu, dengan dan tangan dan hati terbuka penulis menerima kritikan dan saran yang positif untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun khalayak ramai yang membacanya. Amin ii
SISTEM PERANCANGAN PENGENDALIAN TEKANAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOADCELL IC HX711 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32 PADA CETAKAN KOMPOSIT. ABSTRAK Material komposit yang ramah lingkungan dan bisa didaur ulang kembali, merupakan tuntutan teknologi saat ini. Salah satu material komposit yang diharapkan di dunia industri yaitu material komposit dengan material pengisi (filler) baik yang berupa serat alami maupun serat buatan.. Saat ini bahan komposit yang diperkuat dengan serat merupakan bahan teknik yang banyak digunakan karena kekuatan dan sifat spesifik yang jauh diatas bahan teknik pada umumnya, sehingga sifatnya dapat didesain mendekati kebutuhan. Ketergantungan masyarakat akan penggunaan material komposit dalam kehidupan sehari-hari semakin besar. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terjadi dengan cepat dewasa ini berhasil membuat suatu rancangan atau sistem alat untuk memudahkan dalam pembuatan material komposit dengan suatu sistem otomatisasi pada tekanan. Tujuan dari pembuatan Tugas akhir ini adalah untuk memudahkan mencetak suatu material komposit dengan tekanan yang sudah konstan. Alat pendeteksi tekanan ini berbasis mikrokontroler ATMega32 dengan sensor tekanan Load Celldengan menggunakan IC HX711 sehingga dapat dapat dibaca besarnya tekanan yang diberikan. Kata Kunci : ATMega32, sensor Load Cell, IC HX71 iii
DAFTAR ISI Halaman PENGHARGAAN... i ABSTRAK... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... v DAFTAR GAMBAR... vi BAB 1. PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang masalah... 1 1.2. Tujuan Penulisan... 3 1.3. Rumusan Masalah... 3 1.4. Batasan Masalah... 3 1.5. Sistematika Penulisan... 4 BAB II. LANDASAN TEORI... 5 2.1. Material Komposit... 5 2.1.1. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites-PMC).. 6 2.2. Mikrokontroller ATmega32... 9 2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATmega32 9 2.2.2 Konfigurasi Pin ATMega32... 11 2.3 Load Cell... 15 2.3.1. Prinsip Kerja... 16 2.3.2.strain gauge... 17 2.3.3 karakteristik strain gauge... 19 2.3.4 bahan bahan yang bias dijadikan strain gauge... 20 2.3.5 jembatan wheatstone... 21 2.3.6 konsep jembatan wheatsone... 21 2.3.7 aplikasi jembatan wheatstone... 23 2.3.8 kelebihan jembatan wheatstone... 23 2.4 ic hx711... 24 2.4.1 kelebihan ic hx711... 24 2.4.2 fitur ic hx711... 25 2.5 lcd(liquid crystal display)... 25 BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN... 26 3.1. Diagram Blok system perancangan pengendalian tekanan... 31 3.1.1. Fungsi Tiap Blok... 32 3.2. Rangkaian Penstabil Tegangan (Regulator)... 32 3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega32... 33 3.4. Perancangan Rangkaian LCD( Liquid Crystal Display )... 34 3.5. Rangkaian Hx711 dan Load Cell... 35 3.6.Flowchart Sistem perancabgan pengendalian tekanan..38 iv
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 39 4.1. Pengujian Rangkaian Regulator... 39 4.3. Intefacing LCD 2 x 16... 40 4.4. Pengujian Rangkaian hx711 dan loadcell... 42 4.5 pengujian tekanan digital... 45 4.5.1 ketentuan/ aturan dasar load cell... 47 4.5.2 data kalibrasi... 48 4.54 output... 48 4.5.5 load cell troubleshooting... 53 BAB V. PENUTUP... 56 5.1. Kesimpulan... 56 5.2. Saran... 57 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel Fungsi khusus Port A 12 Tabel 2.2 Tabel Fungsi khusus Port B 13 Tabel 2.3 Tabel Fungsi Port Khusus C 14 Tabel 2.4 Tabel Fungsi Port Khusus D 15 Tabel 2.5 Operasi Dasar Lcd 27 Tabel 2.6 Konfigurasi Pin Lcd 28 Tabel 2.7 Konfigurasi Lcd 29 Tabel 4.1 Data Pengujian Load Cell 44 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konfigurasi Pin-Pin ATMega32 11 Gambar 2.2 Load Cell 16 Gambar 2.3 konstruksi dasar strain gauge 18 Gambar 2.4 IC HX711 24 Gambar 2.5 LCD 26 Gambar 2.5 Konfigurasi Pin LCD 27 Gambar 3.1 Diagram Blok System Pengendalian Tekanan Digital 31 Gambar 3.2 Rangkaian Regulator 32 Gambar 3.3 Rangkaian System Minimum Mikrokontroller Atemega32 33 Gambar 3.4 Rangkaian LCD 34 Gambar 3.6 Rangkaian HX711 Dan Load Cell 35 Gambar 3.9 Flowchart System Pengendalian Tekanan Digital 38 Gambar 4.1. Gambar Tegangan Output Ic Regulator 7805 39 Gambar 4.2. Informasi Signature Mikrokontroler 40 Gambar 4.3. Pengujian Lcd 42 Gambar 4.4 Terminal Baterai Strain Gauge 45 Gambar 4.6 Rangkaian Strain Gauge 46 vii