PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV020 BERBASIS ATMEGA 32 TUGAS AKHIR FERDINAND MALAU 122408029 PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV020 BERBASIS ATMEGA 32 TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya FERDINAND MALAU 122408029 PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
PERSETUJUAN Judul : Perancangan Termometer Digital Menggunakan WTV020 Berbasis ATMega 32 Kategori Nama : Tugas Akhir : Ferdinand Malau Nomor Induk Mahasiswa : 122408029 Program Studi Departemen Fakultas : Fisika D-III : Fisika : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Diluluskan di Medan, 28 Juli 2015 Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Program Studi, Pembimbing, Dr. Susilawati, M.Si Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc NIP. 197412072000122001 NIP. 196006031986011002
PERNYATAAN PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV020 BERBASIS ATMEGA32 TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebut sumbernya. Medan, 28 Juli 2015 FERDINAND MALAU 122408029
PENGHARGAAN Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan laporan proyek ini. Laporan proyek ini berjudul PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV 020 BERBASIS ATMEGA 32, meskipun dalam proses penulisan banyak menemui hambatan dan rintangan namun dengan usaha maksimal yang dilakukan penulis serta bantuan dari berbagai pihak, akhirnya Tugas Akhir ini dapat selesai. Atas bantuan dan motivasi yang diberikan, maka penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc, selaku pembimbing, Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Jurusan D-3 Fisika, Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku dekan FMIPA USU. Seluruh dosen yang telah memberikan ilmu pengetahuan selama perkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pegawai tata usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar. Teristimewa penulis mengucapkan terimakasih kepada Ayahanda, Ibunda, abang saya V. Malau yang telah memberikan didikan terbaik bagi penulis serta seluruh keluarga yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Rekan-rekan di D-3 Fisika 2012, terimakasih atas kerja sama selama perkuliahan. Tugas Akhir ini penulis dedikasikan untuk mereka sebagai ungkapan penghargaan atas keikhlasan, kesabaran, dan kasih sayang yang tak terhingga. Hanya Tuhan Yang Maha Esa yang dapat membalas semua jasa dan kebaikan yang penulis terima dari berbagai pihak yang Telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca. Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Medan, 28 Juli 2015 Penulis
PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV020 BERBASIS ATMEGA 32 ABSTRAK Pembuatan alat ini bertujuan untuk merancang dan merealisasikan sebuah alat yang dapat mengukur suhu menggunakan LM35 sebagai sensor suhu. Sensor tersebut akan mendeteksi ruangan yang naik turun pada setiap perubahan suhu yang menghasilkan tegangan, data tersebut kemudian diubah menjadi data digital oleh ADC yang terdapat di mikrokontroler ATMega 32. Mikkrokontroler juga memiliki peranan dalam mengolah data tersebut dan mengirim data ke LCD sebagai tampilan. Modul chip WTV020 membaca berkas audio/suara dalam format AD4 dengan memainkan suara yang sudah direkam sebelumnya (menggunakan komputer) dan disimpan pada media penyimpan kartu mikro SD (file storage Micro-SD-Card) dengan sistem berkas FAT (File Allocation Table file system). Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya suatu alat termometer digital menggunakan WTV020 berbasis ATMega 32. Hasil pengukuran suhu ruangan yang terdeteksi oleh termometer digital 20-90 maka speaker akan melafalkan kata suhu normal dari pengkuran tersebut. Kata kunci: Sensor LM35, ATMega 32, Modul chip WTV020
DAFTAR ISI PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR i ii iii iv v vi vii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Tujuan Penelitian 2 1.3. Perumusan Masalah 2 1.4. Batasan Masalah 2 1.5. Manfaat Penelitian 3 1.6. Sistematika Penelitian 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Sensor suhu LM35 4 2.1.1. Struktur Sensor LM35 5 2.1.2. Karakteristik LM35 7 2.1.3. Prinsip Kerja LM35 10 2.1.4. Kelebihan dan kelemahan LM35 11 2.2. LCD (Liquid Crystal Display) 11 2.2.1. Konfigurasi pin LCD 13 2.3. Mikrokontroler ATmega32 14 2.4. ADC (Analog to Digital Converter) 17 2.4.1. Karakteristik ADC 18 2.4.2. Prinsip Kerja ADC 18 2.4.3. Komparator ADC 18 2.4.4. Jenis-jenis ADC 19 2.5. WTV020 23 BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian 24 3.1.1. Fungsi Tiap Blok 25 3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 26 3.3. Rangkaian Power Supply 28 3.4. Rangkaian Sensor LM35 29 3.5. Perancangan Rangkaian LCD 30 3.6. Rangkaian Modul Suara Wtv 020 31 3.7. Flowchart System 33 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 35 4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply 36 4.3. Pengujian Sensor LM35 36
4.4. Interfacing LCD 2x16 38 4.5. Pengujian Rangkaian Modul Suara Wtv 020 40 4.6. Pengujian Sistem Prinsip Kerja Alat Perancangan Termometer Digital Menggunakan WTV020 Berbasis ATMega32 41 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 42 5.2. Saran 42 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Konfigurasi Pin LCD 13 Tabel 2.2. Koneksi Pin Paralel dan ATMega32 17 Tabel 2.3. Output ADC Simultan 21 Tabel 4.1. Data Suhu Vs Output Sensor 37
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Sensor Suhu LM35 5 Gambar 2.2. Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu 6 Gambar 2.3. Karakteristik sensor LM35 7 Gambar 2.4. Grafik Akurasi LM35 Terhadap Suhu 8 Gambar 2.5. Rangkaian Sensor LM35 9 Gambar 2.6. LCD 16 x 2 12 Gambar 2.7. Susunan Pin Atmega32 15 Gambar 2.8. Arsitektur Mikrokontroler Atmega32 16 Gambar 2.9. Konsep Komparator Pada ADC 19 Gambar 2.10. ADC Simultan 20 Gambar 2.11. Diagram Blok Counter Ramp ADC 21 Gambar 2.12. Diagram Blok SAR ADC 22 Gambar 2.13. Modul WTV020-SD 23 Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaianx 24 Gambar 3.2. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 26 Gambar 3.3. Rangkaian Power Supply (PSA) 28 Gambar 3.4. Rangkaian Sensor LM35 29 Gambar 3.5. Rangkaian LCD 31 Gambar 3.6. Rangkaian Modul Suara WTV 020 31 Gambar 3.7. Flowchart 33 Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler 35