APLIKASI SENSOR PIR DAN SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI PENGENDALI SISTEM KRAN AIR OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8535 TUGAS AKHIR WAHYU SITORUS 122408028 PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2015
APLIKASI SENSOR PIR DAN SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI PENGENDALI SISTEM KRAN AIR OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8535 TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya WAHYU SITORUS 122408028 PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2015
LEMBAR PERSETUJUAN Judul Kategori :Aplikasi Sensor Pir dan Sensor Ultrasonik Sebagai Pengendali Sistem Kran Air Otomatis Berbasis ATmega 8535 : Tugas Akhir Nama / NIM : WAHYU SITORUS / 122408028 Program Studi Departemen Fakultas : D-3 Fisika : Fisika : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara Diluluskan di Medan, 28 Juli 2015 Disetujui Oleh Ketua Program Studi D-3 Fisika Pembimbing, Dr. Susilawati, M.Si Junedi Ginting, S.Si M.Si NIP. 197412072000122001 NIP. 197306222003121001
LEMBAR PERNYATAAN APLIKASI SENSOR PIR DAN SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI PENGENDALI SISTEM KRAN AIR OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8535 TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwatugas Akhir ini adalah hasilkarya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebut kansumbernya. Medan, 28 Juli 2015 WAHYU SITORUS NIM. 122408028
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan berkat-nya penyusunan proyek ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu 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 Junedi Ginting, S.Si M.Si, selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Laporan Proyek ini. 5. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. 6. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Senior kami Fathurrahman yang telah memberikan bantuan berupa ilmu dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. i
8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 9. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjahan Tugas Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. ii
APLIKASI SENSOR PIR DAN SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI PENGENDALI SISTEM KRAN AIR OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8535 PIR SENSOR APPLICATION AND SENSOR ULTRASONIC AS THE TAP WATER CONTROL SYSTEM AUTOMATIC BASED ATMEGA 8535 ABSTRAK Kran umumnya digerakkan secara manual selama ini Oleh setiap aktifitas manusia dengan cara memutar atau menggerakkan kran ke atas atau ke bawah. Sistem kran secara manual ini memiliki kelemahannya yaitu pemborosan air dan kran yang mudah rusak. Dengan memanfaatkan sensor Passive Infrared (PIR) sebagai pendeteksi objek berupa anggota tubuh manusia dan mengirimkan sinyal tersebut ke Arduino sebagai pusat pengendalinya Arduino ini akan mengirimkan instruksi ke relay untuk mengaktifkan saklar maka solenoid valve yang berfungsi sebagai katup aliran air akan aktif. Penelitian ini penulis akan membuat kran air wudhu otomatis yang berbasis arduino untuk menghidari pemborosan dalam aktiifitas sehari-hari (berwudhu). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sensor PIR ini dapat mendeteksi objek dalam jarak maksimum 15 cm. Dari hasil perbandingan menggunakan kran manual dan kran otomatis terjadi selisih 20% lebih hemat menggunakan kran otomatis dari pada menggunakan kran manual. Penggunaan sensor PIR pada penelitian ini memiliki sensitifitas sangat rendah, dimana pembacaan sensor ini harus tepat dengan objek, jika objek tidak sesuai maka sensor tesebut tidak dapat berkerja. Maka diharap pada penelitian selanjutnya dapat menggunakan sensor yang lebih berkualitas lagi agar penggunaan kran wudhu dapat bekerja secara optimal. Kata Kunci : AT8535, kran,pir,ultrasonik. iii
DAFTAR ISI PENGHARGAAN... iii ABSTRAK... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL. ix BAB 1. PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang masalah... 1 1.2. Rumusan Masalah... 3 1.3. Tujuan Penulisan... 3 1.4. Batasan Masalah... 3 1.5. Sistematika Penulisan... 4 BAB II. LANDASAN TEORI... 5 2.1. Mikrokontroller ATmega8535... 5 2.1.1. Arsitektur Mkrokontroler AVR ATmega8535... 6 2.1.2. Fitur ATmega8535... 8 2.1.3. Konfigurasi Pin ATmega8535... 8 2.1.4. Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535... 10 2.1.5. Peta Memory ATMega8535... 13 2.1.6. Register Serba guna ( General Purpose Register)... 16 2.1.7 USART.... 16 2.1.8. Status Register (SREG)... 17 2.2. Infra Red... 19 2.3 Sensor Dan Tranduser... 20 2.4 Transistor... 21 2.5 Relay... 22 2.6. Saklar Pembatas... 23 2.7. Water Pump... 24 BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN... 25 3.1. Diagram Blok Rangkaian... 26 3.1.1. Fungsi Tiap Blok... 26 3.2. Rangkaian Penstabil Tegangan(Regulator)... 26 3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535... 27 3.4. Perancangan Rangkaian LCD... 28 3.5. Rangkaian Relay Water Pump... 30 3.6. Perancangan Rangkaian Sensor Ultrasonic PING... 31 3.7. FLOWCHART SISTEM... 33 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 34 4.1. Pengujian Rangkaian Regulator... 34 4.2. Pengujian IC Mikrokontroler... 35 4.3. Pengujian Display LCD... 37 4.4. Pengujian Rangkaian Relay... 39 4.5. Pengujian Sensor PIR... 39 iv
4.6. Pengujian Sensor Ultrasonic... 41 BAB V. PENUTUP... 43 5.1. Kesimpulan... 43 5.2. Saran... 43 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Arsitektur ATMega8535... 7 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535... 10 Gambar 2.3 Organisasi memori ATMega8535... 14 Gambar 2.4 (a) Register I/O Sebagai Memori Data... 15 (b) Register I/O sebagai I/O... 15 Gambar 2.5 Register Serba guna... 16 Gambar 2.6 Status Register... 18 Gambar 2.7 NPN... 21 Gambar 2.8 Rangkaian Switching Transistor... 22 Gambar 2.9 Simbol Relay... 23 Gambar 2.10 Saklar Pembatas... 23 Gambar 2.11 Water Pump... 24 Gambar 3.1 Diagram Blok... 25 Gambar 3.2 Rangkaian Regulator... 26 Gambar 3.3 Rangkaian system minimum mikrokontroller Atemega 8535... 27 Gambar 3.4 Rangkaian LCD... 29 Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Relay... 30 Gambar 3.6 Rankaian Skematik Sensor Ultrasonik.1... 32 Gambar 3.7 Sistem Flowchart... 33 Gambar 4.1 Tegangan Output IC Regulator 7805... 32 Gambar 4.2 Blok Diagram pengukuran Sensor PIR... 40 vi
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Pengukuran IC Mikrokontroler ATMEGA 8535... 35 Tabel 4.2 Pengukuran IC LCD... 38 Tabel 4.3 Pegukuran Sensor PIR... 40 vii