SISTEM OTOMATIS ON/OFF KRAN DAN LEVEL TANGKI AIR MENGGUNAKAN BAHASA C BERBASIS ATMEGA8535 TUGAS AKHIR TEUKU HENRY KURNIAWAN 122408004 PROGRAM STUDI D-III FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2015
SISTEM OTOMATIS ON/OFF KRAN DAN LEVEL TANGKI AIR MENGGUNAKAN BAHASA C BERBASIS ATMEGA8535 TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya TEUKU HENRY KURNIAWAN 122408004 PROGRAM STUDI D-III FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2015
PERSETUJUAN Judul : Sistem Otomatis ON/OFF Kran Dan Level Tangki Air Menggunakan Bahasa C Berbasis ATMega8535. Kategori : Tugas Akhir Nama : Teuku Henry Kurniawan NIM : 122408004 Program Studi : Fisika D-III Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara Disetujui di Medan, Juni 2015 Disetujui Oleh Ketua Program Studi Pembimbing, ( Dr. Susilawati, M.Si ) (Junedi Ginting, S.Si M.Si ) NIP. 197412072000122001 NIP : 197306222003121001
PERNYATAAN SISTEM KRAN AIR OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR PIR (PASSIVE INFRA RED) BERBASIS 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 2015 TEUKU HENRY KURNIAWAN NIM. 122408004
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan berkat-nya penyusunan Tugas Akhir 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 Tugas Akhir 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 Laporan Tugas Akhir ini. 7. Senior kami Fathurrahman yang telah memberikan bantuan berupa ilmu dan motivasi dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. 8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk menyelesaikan Laporan ini. 9. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Laporan 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. i
ABSTRAK Jumlah air yang ada di alam adalah tetap, tetapi kebutuhan air bersih meningkat. Terjadinya ketidak seimbangan antara kebutuhan dan suplai air bersih,upaya yang dapat di lakukan adalah dengan melakukan sebuah penghematan dalam menggunakan air bersih atau dengan kata lain memanfaatkan air sebaik mungkin. Kran umumnya digerakkan secara manual selama ini Oleh setiap aktifitas manusia dengan cara memutar atau menggerakkan kran ke atas atau ke bawah. Dengan memanfaatkan sensor Passive Infrared (PIR) sebagai pendeteksi objek berupa anggota tubuh manusia dan Sensor Ultra Sonic sebagai level tangki air. Penelitian ini penulis akan membuat kran otomatis yang berbasis ATmega 8535 untuk menghidari pemborosan air dalam aktifitas sehari-hari. 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. Kata Kunci : AT8535, kran, PIR, Ultrasonic. ii
DAFTAR ISI PENGHARGAAN ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR Halaman i ii iii v BAB I. 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. Ultrasonik 22 2.6. Relay 24 2.7. Saklar Pembatas 25 2.8. Water Pump 26 BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 27 3.1. Diagram Blok Rangkaian 27 3.1.1. Fungsi Tiap Blok 28 3.2. Rangkaian Penstabil Tegangan(Regulator) 28 3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 29 3.4. Perancangan Rangkaian LCD 30 3.5. Rangkaian Relay Pompa Air 31 3.6. Perancangan Rangkaian Sensor Ultrasonik Ping 33 3.7. FLOWCHART SISTEM 35 iii
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 36 4.1. Pengujian Rangkaian Regulator 36 4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller Atemga8535 36 4.3. Intefacing LCD 2 x 16 37 4.4. Pengujian Rangkaian Relay 39 4.5. Pengujian Sensor PIR 40 4.6. Pengujian Sensor Ultrasonic 42 4.7. Pengujian Keseluruhan 44 BAB V. PENUTUP 55 5.1. Kesimpulan 55 5.2. Saran 55 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Arsitektur ATMega 8535 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 Fenomena gelombang ultrasonic saat ada penghalang 23 Gambar 2.10 Bentuk Sensor Ultrasonik 23 Gambar 2.11 Simbol Relay 24 Gambar 2.12 Saklar Pembatas 25 Gambar 2.13 Water Pump 26 Gambar 3.1 Diagram Blok 27 Gambar 3.2 Rangkaian Regulator 28 Gambar 3.3 Rangkaian system minimum mikrokontroller Atemega8535 29 Gambar 3.4 Rangkaian LCD 31 Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Relay 31 Gambar 3.6 Rangkaian Skematik Sensor Ultrasonik PING 34 Gambar 3.6 Sistem Flowchart 35 Gambar 4.1 Tegangan Output IC Regulator 7805 36 Gambar 4.2 Informasi Signature Mikrokontroler 37 v