PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC PING))) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 SKRIPSI AHMAD ZAINY 111421039 PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC PING))) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Ilmu Komputer AHMAD ZAINY 111421039 PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 i
PERSETUJUAN Judul : PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC PING))) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 Kategori : SKRIPSI Nama : AHMAD ZAINY Nomor Induk Mahasiswa : 111421039 Program Studi : ILMU KOMPUTER Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFOMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Drs. Dahlan Sitompul, M.Eng Dr. Poltak Sihombing, M.kom 19670725 200501 1 002 19620317 199103 1 001 Diketahui/disetujui oleh S1 ILMU KOMPUTER Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom 19620317 199103 1 001 ii
PERNYATAAN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC PING))) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya. Medan, Ahmad Zainy 111421039 iii
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya serta karunia sehingga skripsi ini berhasil penulis selesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan. Dimana skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi Ekstensi S1 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara. Shalawat beriring salam penulis hadiahkan ke Baginda Nabi besar Muhammad SAW. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku pembimbing I dan Bapak Drs. Dahlan Sitompul, M.Eng selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan kajian penelitian ini serta panduan ringkas, padat dan profesioal telah diberikan kepada penulis untuk menyelesakan skripsi ini. Selanjutnya kepada para dosen penguji Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku pembanding I dan Bapak Drs. James P Marbun, M.Kom selaku pembanding II atas kritikan dan saran yang sangat berguna untuk skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis tujukan kepada jajaran dosen dan staf karyawan ILKOM. Penulis juga ucapakan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Ayahanda (H. Humala Nasution) dan Ibunda (Hj. Alida Husni Rangkuti), serta kakak dan adikadik yang selalu memberikan doa, motivasi dan dukungannya baik materi maupun spiritual serta semangat yang diberikan selama kuliah dan menyelesaikan skripsi ini. Penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih kepada saudara Gatot Triardi Pramaji, abanghanda Bryan Hafsah serta teman-teman Ekstensi 2011 yang telah memberikan dukungan dan semangat. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, karena kesempurnaan hanya milik Allah SWT. Oleh karena itu penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Sehingga bermanfaat bagi kita semuanya. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih sebanyakbanyaknya. Medan, Oktober 2014 iv Ahmad Zainy
ABSTRAK Pengukuran tinggi badan biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan meteran atau alat ukur sedehana. Namun metode manual ini akan membutuhkan waktu jika jumlah orang yang diukur lebih dari 50 orang. Pada penelitian ini penulis membuat suatu alat yang dapat mengukur tinggi badan secara otomatis dengan memanfaatkan sensor Ultrasonic PING))) sebagai alat ukur dan Mikrokontroler AT89S51 sebagai pusat pengendali. Kemudian hasilnya akan ditampilakan pada Personal Computer (PC) dan hasil pengukuran disimpan dalam database. Pada penelitian ini alat sudah mampu tinggi badan dengan baik dan persen kesalahannya adalah 0,4 %. Kata Kunci: Pengukur Tinggi Badan, Sensor Ultrasonic PING))), Mikrokontroler AT89S51, Visual Basic 6.0 v
Automatic Body Height Gauge Using Ultrasonic PING))) Sensing Based Microcontroller AT89S51 ABSTRACT Height measurement usually do manually by using a meter or measuring devices simplistic. However, this manual method will take time if the numbers of people which measured more than 50 people. In this research the authors make a device that can measure the height automatically by using the Ultrasonic PING))) sensing as measurement and microcontroller AT89S51 be controlling center. Then the results will be displayed on the Personal Computer (PC) and the measurement results saved in the database. In this research, the tools are able to height with good and mistake was 0.4% percent. Keyword: Height Measurement, Ultrasonic PING))) Sensing, Microkontroller AT89S51, Visual Basic 6.0 vi
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran ii iii iv v vi vii ix x xii BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Metodologi Penelitian 3 1.7 Sistematika Penelitian 4 BAB 2 LANDASAN TEORI 5 2.1 Tinggi Badan 5 2.2 Gelombang Ultrasonic 5 2.3 Perangkat Keras (Hardware) 6 2.3.1 Sensor 7 2.3.1.1 Tranduser Ultrasonic 8 2.3.1.2 Sensor Ultrasonic PING))) Parallax 8 2.1.3.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonic PING))) 9 2.3.2 Mikrokontroler 12 2.3.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 12 vii
2.3.2.2 Spesifikasi Mikrokontroler AT89S51 14 2.3.2.3 Struktur Pengoperasian Port 16 2.3.3 IC MAX232 18 2.3.4 Kabel RS232 19 2.3.3.1 Prinsip Kerja RS232 21 2.4 Perangkat Lunak (Software) Sistem 22 2.4.1 Bahasa Assembly 22 2.4.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE) 26 2.4.3 Software Downloader 27 2.4.4 Visual Basic 6.0 28 2.4.4.1 Konsep Dasar Pemrograman Dalam Visual Basic 6.0 29 2.5 Bagan Alir Sistem (System Flowchart) 30 2.5.1 Data Flow Diagram 31 BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 33 3.1 Perangkat Keras (Hardware) 33 3.1.1 Diagram Blok 33 3.1.2 Perancangan Power Supply 34 3.1.3 Sistem Minimum AT89S51 35 3.1.4 Sensor Ultrasonic PING))) 37 3.2 Perancangan Software 40 3.2.1 Flowchart Sistem 40 3.2.2 Perancangan Pemodelan Sistem dengan Use Case Diagram 41 3.2.3 Perancangan Data Flow Diagram (DFD) 44 3.2.2.1 Data Flow Diagram Level 0 45 3.2.2.2 Data Flow Diagram Level 1 45 3.2.4 Perancangan Antar Muka (Interface) 45 3.2.4.1 Perancangan Menu Utama 46 3.2.4.2 Perancangan Form Isi Data 47 3.2.4.3 Perancangan Form Koneksi Port 47 3.2.4.4 Perancangan Form Tentang 48 viii
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM 49 4.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware) 49 4.1.1 Pengujian Mikrokontroler AT89S51 49 4.1.2 Pengujian Sensor Ultrasonic 52 4.1.2.1 Analisis Ketelitian Alat 56 4.1.3 Pengujian Power Supply 58 4.2 Pengujian Perangkat Lunak 59 4.2.1 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) 59 4.2.2 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Lunak (Software) 59 4.2.3 Tampilan Interface Sistem 60 4.2.3.1 Tampilam Menu Utama 60 4.2.3.2 Tampilan Form Isi Data 61 4.2.3.3 Tampilan Form Koneksi Port Serial 61 4.2.3.4 Tampilan Form Tentang 62 4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem 62 4.3.1 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem dan Alat 62 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 64 5.1 Kesimpulan 64 5.2 Saran 64 DAFTAR PUSTAKA 65 ix
DAFTAR TABEL Hal. Tabel 2.1 Simbol-simbol Flowchart Program 30 Tabel 2.2 Simbol-simbol Data Flow Diagram 31 Tabel 3.1 Data Eksekusi Program Dalam 1 Siklus 37 Tabel 3.2 Dokumentasi Naratif Use Case Sistem Pengukur Tinggi Badan 43 Tabel 4.1 Data Sensor dengan Varian Jarak 200 cm sampai 50 cm 54 Tabel 4.2 Hasil Ketelitian Alat 57 Tabel 4.3 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Keras untuk Implementasi 59 x
DAFTAR GAMBAR Hal. Gambar 2.1 Pembagian Rentang Frekuensi Gelombang Akustik 6 Gambar 2.2 Sensor Ultrasonic PING))) 8 Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonic 10 Gambar 2.4 Diagram Waktu Sensor Ultrasonic PING))) 11 Gambar 2.5 Jarak Ukur Sensor Ultrasonic PING))) 12 Gambar 2.6 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 13 Gambar 2.7 Susunan Pin Mikrokontroler AT89S51 14 Gambar 2.8 Skema IC MAX232 19 Gambar 2.9 Susunan Pin DB9 21 Gambar 2.10 Editor, Assembler, Simulator (IDE) 26 Gambar 2.11 Tampilan Software Downloader 27 Gambar 2.12 Interface Antar Muka Visual Basic 6.0 28 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 33 Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Power Supply 34 Gambar 3.3 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler AT89S51 36 Gambar 3.4 Sensor Ultrasonic PING))) 37 Gambar 3.5 Simulasi Pengukur Tinggi Badan 38 Gambar 3.6 Driver Sensor Ultrasonic PING))) 40 Gambar 3.7 Diagram Alir Sistem 41 Gambar 3.8 Use Case Diagram Aplikasi 42 Gambar 3.9 Activity Diagram Sistem Pengukur Tinggi Badan 44 Gambar 3.10 DFD Level 0 Proses Sistem Pengukur Tinggi Badan 45 Gambar 3.11 DFD Level 1 Proses Tampilan data Tinggi Badan dan Database 45 Gambar 3.12 Rancangan Tampilan Utama 46 Gambar 3.13 Rancangan Form Isi Data 47 Gambar 3.14 Rancangan Form Koneksi Port 48 Gambar 3.15 Rancangan Form Tentang 48 Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 50 Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Ultrasonic 52 Gambar 4.3 Grafik Data Teori vs Jarak 55 xi
Gambar 4.4 Grafik Praktek vs Teori 56 Gambar 4.5 Tampilan Menu Utama 60 Gambar 4.6 Tampilan Form Sub Menu Isi Data 61 Gambar 4.7 Tampilan Form Sub Menu Koneksi Port 61 Gambar 4.8 Tampilan Form Sub Menu Tentang 62 Gambar 4.9 Tampilan Hasil Pengujian Alat 63 xii
DAFTAR LAMPIRAN Hal. Lampiran 1. Listing Program Visual Basic Lampiran A 1 Lampiran 2. Listing Program Assembly Lampiran B 1 Lampiran 3. Rangkaian Keseluruhan Alat Lampiran C 1 xiii