Laporan Tugas Akhir (Dian Oka Suarjana
May 8, 2018 | Author: Cervantes Pepenk | Category: N/A
Short Description
Download Laporan Tugas Akhir (Dian Oka Suarjana...
Description
LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGISIAN PENAMPUNG AIR OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega16
OLEH
:
I GEDE DIAN OKA SUARJANA 0805031012
JURUSAN D3 TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Tuhan Yang Yang Maha Maha Esa, Esa, atas Asung Kerta Wara Wara Nugra Nugraha–N ha–Nya ya kepada kepada penulis penulis dalam dalam prose prosess peny penyele elesai saian an Tuga Tugass Akhi Akhirr deng dengan an judu judull “ Perancangan Perancangan dan Pembuatan Pembuatan Pengisian Penampung Penampung Air Otomatis Berbasis Mikrokontroller Mikrokontroller Atmega16” . Tugas ugas Akhir hir ini ini disus isusu un seba sebag gai sala salah h satu atu syar syarat at dala dalam m
menyelesaikan program Diploma III pada jurusan Teknik Elektronika Universitas Pendidikan Ganesha (UNDIKSHA) Singaraja. Pada penyusunan Tugas Akhir ini penulis menerima bantuan informasi dan kerjasa kerjasama ma dari berbag berbagai ai pihak pihak baik baik selama selama pembua pembuatan tan alat ini maupun maupun selama penyusunan penyusunan laporan. laporan. Untuk itu penulis penulis menyampaik menyampaikan an rasa hormat hormat dan dan terima kasih kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ibu Ibu Dra. Dra. I Dewa Dewa Ayu Ayu Made Made Budh Budhya yani, ni, M.Pd M.Pd., ., selak selaku u Deka Dekan n Faku Fakulta ltass Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha. 2. Bapak Bapak Nyoma Nyoman n Santiya Santiyadny dnya, a, S,Si., S,Si., M,T., M,T., selaku selaku Ketua Jurusa Jurusan n Teknik Teknik Elektroika Univeritas Pendidikan Ganesha. 3. Bapak Made Made Santo Gitakarma, Gitakarma, S.T.,M.T. S.T.,M.T. selaku selaku Pembimbing Pembimbing I yang telah memberikan bantuan, arahan, bimbingan dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini. 4. Bapa Bapak k Gede Gede Wida Widaya yana na ,S.T ,S.T., .,M. M.T T , sela selaku ku Pemb Pembim imbi bing ng II yang yang tela telah h memberikan bantuan, arahan, bimbingan dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak Bapak Siden , Mbok Mbok Kadek Kadek beserta beserta Seluru Seluruh h Staf Staf Dosen Dosen Jurusan Jurusan Teknik Teknik Elektronika yang telah banyak membantu dalam penyusunan Tugas Akhir 6. Terim Terimak akas asih ih kepad kepadaa Bapak Bapak saya saya I ketu ketutt Suart Suartana ana , ibu ibu saya saya Ni Wa Waya yan n Murjani, nenek dan adik saya yang selalu memberikan dukungan dana dan doanya. Superman is dead (Bobby,Eka,Jrx) yang sudah menemani saya saat sedang jenuh mengetik mengetik laporan di rumah. 7. Semua Semua sahabat saya yg tidak tidak bisa saya sebutkan sebutkan satu per per satu terima kasih kasih atas kebersamaannya dan segala bantuannya. 8. Teman-teman Teman-teman saya saya Jurusan Jurusan Teknik Elektronika Elektronika angkatan angkatan ke-8 ke-8 terimakasih terimakasih atas dukungannya dan segala macam bantuan yang telah diberikan. Penulis menyadari laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna dan masih banyak kekurangan. Untuk itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun guna kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bermanfaat bagi bagi pembaca. pembaca. Singaraja,
Juli 2011
Penulis
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGISIAN PENAMPUNG AIR OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16
Oleh I Gede Dian Oka Suarjana NIM. 0805031012 0805031012 Jurusan Teknik Elektronika
ABSTRAK
Perkemb Perkembangan angan teknologi teknologi elektron elektronika ika semakin semakin hari hari semakin semakin bertamb bertambah ah maju. maju. Seiring Seiring dengan lajunya percepatan teknologi, membuat banyak orang menjadi termotivasi untuk membuat level air. sesuatu hal yang baru atau sesuatu yang dapat dikendalikan seperti dalam hal pengaturan level air. Dalam perkembangan perkembangan teknologi yang sangat pesat ini, sudah ada yang menerapkan alatwater alat water level control system berbasis system berbasis PC. Dimana sistem ini masih memiliki kelemahan dari segi penggunaan listrik lebih lebih boros dan dan kesalahan pembacaan pembacaan level air sebesar sebesar 6,72% untuk batas atas atas dan 1,3% untuk batas batas bawah. bawah. Kekuran Kekurangan gan tersebut tersebut dapat diatasi dengan membuat membuat suatu alat atau sistem pengisian penampung air berbasis mikrokontroler atmega 16 dengan menggunakan sensor ping ping ultrasonic untuk mendeteksi volume level air, dimana sensor ping dapat membaca jarak dengan akurat dari 3cm sampai 3m. Hasil data dari pembacaan sensor ping akan ditampilkan pada LCD dan dibandingkan dengan data setingan yang nilai datanya dapat diatur dengan potensio. Nilai yang didapat untuk 1 liter air diwakili oleh 3 cm ketinggian air pada bak penampungan dengan debit air 0,09 liter/detik.
Kata kunci: level air, level air, mikrokontroler atmega 16, sensor ping ping ultrasonic ultrasonic,, LCD.
DESIGNING AND MAKING AUTOMATIC AUTOMATIC REPLENISHMENT REPLENISHMENT WATER RESERVOIR BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA 16 By I Gede Dian Oka Suarjana NIM. 0805031012 0805031012 Electronic Engineering Department Department
ABSTRACT Nowadays, Nowadays, the development of electronic technologies is becoming increasingly advanced. Along with the accelerating pace of technology makes many people become motivated to make something new or something that can be controlled like in terms of setting the water level. In a rapid rapid technologi technological cal developm developments, ents, there have been applying applying the water water level control control system system equipment based on PC. Where this system still has weaknesses in terms of a more wasteful power usage and water level reading errors by 6, 72 % for the upper limit, and 1,3 % for the lower limit. These deficiencies could be overcome by making a device or a reservoir of water filling system based on atmega 16 micrometer. By using the ping ultrasonic sensor to detect the volume of water level, where the ping sensor can be read accurately from 3 cm until 3 cm. The data results from the ping sensor readings will be displayed on the LCD and compared to the data settings that data score can be set with potensio. The score obtained for 1 liter of water is represented by 3 cm height of water in the reservoirs reservoirs with water debit 0, 09 liter/ second. Key word: water level, microcontroller microcontroller atmega 16, ping ultrasonic sensor, LCD
DAFTAR ISI
Halaman ...........................................................................................i KATA PENGANTAR ...........................................................................................i .............................................................................................................iii ABSTRAK ...............................................................................................................iii ............................................................................................................iv ABSTRACT ABSTRACT ..............................................................................................................iv DAFTAR ISI...........................................................................................................v
.............................................................................................vii DARTAR GAMBAR .............................................................................................vii DAFTAR TABEL..................................................................................................ix BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah.............................................................................. 2 1.3 Batasan Masalah................................................................................. 2 1.4 Tujuan................................................................................................. 3 1.5 Manfaat............................................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan......................................................................... 3 BAB II DASAR TEORI
2.1 Mikrokontroler ATMega 16............................................................... 5 2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega 16.................................................... 6 2.1.2 Port Sebagai Input/Output Sebagai Input/Output Digital ............................................ 7 2.1.3 Timer ......................................................................................... ......................................................................................... 9 2.2 Sensor Ultrasonik (Ultrasonic ( Ultrasonic Ring FinderI).................................... FinderI).................................... 10 2.3 Relay 2.3 Relay................................................................................................... ................................................................................................... 14 2.3.1 Prinsip Kerja dan Simbol.......................................................... 15 2.4 Pompa Air........................................................................................... 17 2.5 Liquid 2.5 Liquid Cristal Cristal Display (LCD)............................................................ 18
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Rancangan Alat.................................................................................. 20 3.2 Blok Diagram..................................................................................... 23
3.3 Perancangan Mekanik......................................................................... 24 3.4 Perancangan Hardware Perancangan Hardware....................................................................... ....................................................................... 25 3.4.1 Perancangan Mikrokontroler.................................................... 25 3.4.2 Perancangan Sensor Ping Ultrasonic........................................ 27 3.4.3 Perancangan Driver Perancangan Driver Pompa...................................................... Pompa...................................................... 28 3.5 Perancangan Rangkaian LCD.............................................................29 3.6 Perancangan Rangkaian Pengatur Level Air Level Air dan Tombol Start ........ ........ 30 3.7 Perancangan Rangkaian Keseluruhan................................................ 32 3.8 Perancangan Software........................................................................ Software........................................................................ 33 3.9 Metode Pengumpulan Data................................................................ 36 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian...................................................................................37 4.1.1 Pengujian Catu Daya................................................................ 38 4.1.2 Pengujian Driver Pengujian Driver Relay Relay............................................................ ............................................................ 39 4.1.3 Pengujian Mikrokontroler dan LCD........................................ 40 4.1.4 Pengujian Keseluruhan............................................................. 41 4.1.4.1 Pengujian Level Pengujian Level Air Air Dalam Tangki Penampungan..... 41 4.1.4.2 Pengujian Perbandingan seting Level seting Level Air Air Yang Terukur Pada Saat Pengisian....................................... 42 4.2 Pembahasan.........................................................................................43 BAB V PENUTUP
5.1 Simpulan..............................................................................................44 5.2 Saran....................................................................................................45 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 46 LAMPIRAN .......................................................................................................... 47
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Pin-pin ATMega 16 kemasan 40-pin............................................... 7 Gambar 2.2 Blok diagram timer/counter ......................................................... ......................................................... 10 Gambar 2.3 Sensor Ping...................................................................................... 11 Gambar 2.4 Pengukuran lebar pulsa.................................................................... 12 Gambar 2.5 Lebar pulsa................. pulsa....................... ............. ............. ............ ............ ............ ............ ................ ........................ .............. 14 Gambar 2.6 Rela 2.6 Relayy yang tersedia ters edia di pasaran........ pasar an.............. ............ ............ ............ ............ .................... .............. 15 Gambar 2.7 Skema relay elektroma elekt romagneti gnetik....... k............. ............ ............ ............ ............ ............ ................. ........... 16 Gambar 2.8 Rangkaian dan symbol logika relay........................................... relay........................................... 16 Gambar 2.9 Pompa air....................................................................................... 17 Gambar 2.10 Diagram Diagr am blok LCD M1632............... M1632..................... ............ ............ ............ ............. ............. .......... .... 18 Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian............................................ 20 Gambar 3.2 Blok diagram......... diagr am............... ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............ ............ ............. ................. .......... 23 Gambar 3.3 Rancangan Ranca ngan kontruksi kontr uksi alat...... alat ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............. ............. ...... 24 Gambar 3.4 Rangkaian pembagian port mikrokontroler ATMega 16......... 25 Gambar 3.5 Rangkai an ping pi ng ultrasonic ultr asonic ke mikrokontroler........ mikrokontroler........... ...... ........ .......... ........ ... 27 Gambar 3.6 Driv 3.6 Driver er pompa pompa pendingin......... pendi ngin............... ............. ............. ............ ............ ............ ...................... ................ 28 Gambar 3.7 Rangkaian driver pompa pompa ke mikrokon mi krokontrol troler............................. er............................. 29 Gambar 3.8 Rangkaian Rangka ian LCD 2x16.............. 2x16.................... ............ ............ ............ ............ ............. ................ ................ ....... 30 Gambar 3.9 Rangkaian pengatur level pengatur level air air dan tombol sta tombol start rt ......................... ......................... 31 31 Gambar 3.10 Rangkaian Rangka ian keseluruh kesel uruhan....... an............. ............. ............. ............ ............ ............ ........................ .................. 32 Gambar 3.11 Algoritma program keseluruhan............................................... 33
Gambar 3.12 Algoritma Algori tma program progr am ping................ ping...................... ............ ............ ............ ............ ................. ...............34 ....34 Gambar 4.1 Algoritma menampilkan tulisan ke LCD................................... 39 Gambar 4.2 Tampilan Tampi lan LCD............. LCD................... ............ ............ ............ ............. ............. .......................... ............................ ........ 40
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Konfigurasi pin port............................................................................. 9 Tabel 2.2 Fungsi pin-pin pin-p in LCD M1632.............. M1632.................... ............ ............ ............. ............. ............ ................ .......... 19 sup ply........................................ Tabel 4.1 Hasil pengujian rangkaian power rangkaian power supply ........................................ 38 Tabel Tabel 4.2 Hasil pengujian driver pompa driver pompa air.................................................... 38 Tabel 4.3 Perbandingan level air level air dalam tangki dengan jarak............................. 41 Tabel 4.4 Perbandingan level air level air dalam tangki dengan level air level air yang terukur..................................................................................................... 42
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan teknologi elektronika semakin hari semakin bertambah maju. Dalam Dalam dunia dunia indus industri tri,, elek elektro troni nika ka meme memega gang ng pera peranan nan penti penting ng dalam dalam prose prosess produksi. produksi. Seiring dengan dengan lajunya percepatan percepatan teknologi, teknologi, membuat membuat banyak banyak orang menjadi termotivasi untuk membuat sesuatu hal yang baru, sesuatu yang dapat dikend dikendalik alikan an secara secara otomat otomatis is dengan dengan mengg menggunak unakan an suatu suatu sistem sistem yang yang mudah mudah dioper dioperasik asikan. an. Pada Pada kenyata kenyataanny annya, a, elektron elektronika ika juga juga dapat dapat mengur mengurang angii beban beban pemerintah pemerintah dalam hal penghematan penghematan energi energi listrik, dengan dengan alat-alat yang dapat menghe menghemat mat listrik listrik ataupun ataupun sumber sumber daya daya lainnya lainnya seperti seperti penghe penghemat matan an air bila bila dipadukan dengan sedikit rangkaian elektronika. Dalam perkembangan teknologi yang pesat ini, sudah ada yang menerapkan alat alat seru serupa pa berb berbasi asiss PC. PC. Dibe Diberi ri nama nama water water level level contro controll system system (I Made Made Dwipay Dwipayana ana,20 ,2010 10). ). Kelema Kelemahan han dari sistem sistem ini adalah adalah masih masih mengg mengguna unakan kan PC sehingg sehinggaa dari segi segi penggu penggunaan naan listrik listrik lebih lebih boros. boros. Dalam Dalam penggu penggunaan naan sensor sensor optocoupler juga masih memiliki error dalam pembacaannya yaitu sebesar 6.72% untuk batas atas dan 1.3% untuk batas bawah. Kekurangan dari sistem diatas dapat diatasi dengan merancang suatu sistem pengisian pengisian penampung penampung air otomatis otomatis berbasis berbasis mikrokontrole mikrokontrolerr ATmega16. ATmega16. Sistem ini mengg mengguna unakan kan sensor sensor ping yang mampu mampu membaca membaca jarak jarak lebih lebih tepat tepat dari dari sensor sensor lainnya. Terbukti dalam alat ukur jarak pada kendaraan (Putu Timor Hartawan, 2010), 2010), sensor sensor ping ping yang yang diguna digunakan kan hanya hanya memilik memilikii persent persentase ase kesalah kesalahan an pada pada
pembacaan pembacaan nilai jarak rata-rata 1,2% untuk untuk pembacaan pembacaan objek berupa benda, benda, dan 1,5% 1,5% untu untuk k obje objek k manu manusi sia. a. Peng Penggu guna naan an mikr mikrok okon ontr trol oler er bert bertuj ujua uan n untu untuk k mengefisienkan mengefisienkan energi listrik. Data yang diperoleh diperoleh keluaran keluaran sensor tersebut akan diinpu diinputt ke mikrok mikrokontr ontrolle ollerr untuk untuk diprose diprosess dan digunak digunakan an untuk untuk mengo mengontro ntroll ketinggian air melalui pengoperasian pompa dan menampilkan nilai level air ke LCD. Sehingga alat yang dirancang dan dibuat ini mampu membaca ketinggian air lebih optimal dari alat sebelumnya yang masih memiliki error dan saat beroperasi beroperasi lebih efisien dalam penggunaan listrik karena tidak lagi menggunakan PC.
1.2
Rumusan Ma Masalah
Dari latar belakang diatas dapat dirumuskan bagaimanakah cara merancang dan membua membuatt alat pengis pengisian ian penamp penampung ung air otomati otomatiss berbas berbasis is mikrok mikrokont ontrole roler r ATmega16?
1.3
Batasan Ma Masalah
Agar tidak meluasnya pokok pembahasan dalam tugas akhir ini, adapun batasan batasan masalah masalah yang ditentukan,yait ditentukan,yaitu u: 1. Mikrok Mikrokont ontrole rolerr yang diguna digunakan kan adalah adalah ATmeg ATmega16 a16 2. Sens Sensor or yang yang digun digunaka akan n adala adalah h modu modull sens sensor or PING PING deng dengan an jangk jangkau auan an pengukuran pengukuran 3cm-3m. 3cm-3m. 3. Level air Level air yang diatur maksimal 9 liter
4. Pompa Pompa yang yang digunak digunakan an adalah adalah pompa pompa pada pada akuar akuarium ium..
1.4
Tujuan
Adapun Adapun tujuan tujuan yang yang ingin ingin dicapai dicapai dalam dalam perancan perancangan gan dan pembua pembuatan tan pengisian pengisian penampung penampung air otomatis berbasis berbasis mikrokontrole mikrokontrolerr Atmega16 adalah adalah untuk merancang alat pengisian penampung air menggunakan mikrokontroler dan sensor PING yang mampu mengontrol kondisi level air. level air.
1.5
Manfaat
Adapun manfaat dari perancangan dan pembuatan pengisian penampung air otomatis berbasis mikrokontroler Atmega16 ini adalah : 1. Sebagai alternatife alat pengisian pengisian air otomatis otomatis yang dikembangka dikembangkan n dan diaplikasikan di masyarakat maupun di dunia industri. Misalnya pada pengisian pengisian air minum isi ulang, ulang, penampung penampung air dalam rumah tangga tangga dan lain-lain. 2.Un 2.Untu tuk k menam menamba bah h peng pengeta etahu huan an dan dan wawa wawasa san n tenta tentang ng pera peranca ncang ngan an pengisian pengisian penampung penampung otomatis otomatis ini.
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang penulis gunakan dalam penyusunan tugas akhir (TA) ini, yaitu: BAB I PENDAHULUAN
Membahas Latar Belakang, Rumusan masalah, Batasan Masalah, Tujuan, Manfaat, dan Sistematika Penulisan. BAB II DASAR TEORI
Memuat teori-teori yang digunakan sebagai acuan dan yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir (TA) ini.
BAB III METODOLOGI
Memua Memuatt Rancang Rancangan an Penelit Penelitian, ian, Perenca Perencanaan naan Teknis, Teknis, Proses Proses Pembua Pembuatan tan Alat, Lokasi Penelitian, Subjek Penelitian, dan Metode Pengumpulan Data . BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Memuat Hasil Pengujian dan Pembahasan. BAB V PENUTUP
Berisikan Kesimpulan dan Saran.
BAB II DASAR TEORI
2.1
Mikrokontroler Mikrokontroler ATmega16
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer Computer ). ). Hampir Hampir semua semua instruk instruksi si dieksekusi dieksekusi dalam satu siklus clock . AVR mempunyai 32 register general-purpo register general-purpose, se, timer/counter fleksibel dengan dengan mode compare, compare, interrupt internal dan eksternal , serial UART, programmable programmable Watchdog Timer , dan mode power saving , ADC dan PWM PWM internal internal.. AVR AVR juga juga mempun mempunyai yai In-Sys In-System tem Program Programmab mable le Flash Flash on-chip on-chip yang yang meng mengiji ijink nkan an memo memori ri prog program ram untu untuk k dipro diprogr gram am ulang ulang dalam dalam syst system em menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16. ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disaine disainerr sistem sistem untuk untuk mengo mengoptim ptimasi asi konsu konsumsi msi daya daya versus versus kecepa kecepatan tan proses proses.. Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain: 1)
Memory Memory Program Flash Program Flash Perom Perom 16 Kbyte
2)
Memory Memory data jenis SRAM 1Kbyte
3)
Memory Memory EEPROM 512 Byte
4)
32 x 8 General Purpose Register Purpose Register
5)
32 Pin Input Pin Input – Output yang Output yang dapat diprogram
6)
Serial US USART ya yang da dapat di diprogram
7)
Comparator Analog
8)
Output PWM Output PWM empat kanal
9)
8 Chanel ADC Chanel ADC 10 bit
10)
2 buah Timer / Counter 8 Counter 8 bit
11)
Sebuah Timer / Counter 16 Counter 16 bit
2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega 16
Konfigurasi pin ATMega 16 bisa dilihat pada gambar 2.1. Dari gambar tersebut tersebut dapat dijelaskan secara fungsional fungsional konfigurasi konfigurasi pin ATMega 16 sebagai sebagai berikut berikut : 1. VCC merupak merupakan an pin yang berfungsi berfungsi sebagai sebagai pin masukan masukan catu daya 2. GND GND meru merupa paka kan n pin pin ground ground 3. Port A (PA0..PA7 (PA0..PA7)) merupakan merupakan pin I/O dua dua arah dan dan pin masuka masukan n ADC 4. Port Port B (PB0..PB (PB0..PB7) 7) merupak merupakan an pin I/O dua dua arah dan pin fungs fungsii khusus, khusus, yaitu yaitu timer /counter , komparator analog, dan SPI 5. Port Port C (PC0..PC (PC0..PC7) 7) merupak merupakan an pin I/O dua dua arah dan pin fungs fungsii khusus, khusus, yaitu yaitu TWI, komparator analog, dan timer oscilator timer oscilator 6. Port Port D (PD0..P (PD0..PD7 D7)) merupakan merupakan pin I/O dua dua arah dan pin fungsi fungsi khusu khusus, s, yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler 7. RESET merupakan 8. XTAL1 XTAL1 dan XTA XTAL2 L2 merupa merupakan kan pin masu masukan kan clock eksternal clock eksternal 9. AVCC AVCC merup merupakan akan pin pin masuka masukan n teganga tegangan n untuk untuk ADC 10. AREF merupakan merupakan pin masukan masukan tegangan tegangan referensi ADC
Gambar 2.1 Pin-pin ATMega16 Kemasan 40-pin
Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP ( dual inline package) package) ditunjukkan oleh gambar 2.1. Guna memaksimalkan performa, performa, AVR menggunakan menggunakan arsitektur Harvard (dengan Harvard (dengan memori dan bus dan bus terpisah terpisah untuk untuk program program dan data). data).
2.1.2
Port Se Sebagai Input/Output Input/Output Digital
ATMeg ATMega16 a16 mempun mempunyai yai empat empat buah buah port port yang yang bernam bernamaa PortA, PortB, PortB, PortC, PortC, dan PortD. PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bidirectional dengan pilihan internal pull-up. pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, DDRx, bit PORTxn PORTxn terdapat padaI/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam register DDRx ( Data ( Data Direction Direction Register ) menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi berfungsi sebagai sebagai pin output . Bila DDxn diset 0
maka maka Px berfu berfung ngsi si seba sebaga gaii pin input . Bila ila PORTxn RTxn dise disett 1 pada pada saat saat pin pin terkon terkonfigu figuras rasii sebagai sebagai pin input, input, maka maka resisto resistor r pull-up pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan mematikan resistor resistor pull-up pull-up,, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output . Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka output maka pin port akan berlogika berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka output maka pin port akan berlogika berlogika 0. Saat mengubah mengubah kondisi kondisi port dari kondisi kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan peralihan apakah itu kondisi kondisi pull-up enabled (DDx enabled (DDxn=0, n=0, PORTxn=1) PORTxn=1) atau kondisi kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0). Biasanya, Biasanya, kondisi kondisi pull-up enabled dapat dapat diterima diterima sepenu sepenuhny hnya, a, selama selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan sebuah pull-up. pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register register SFIOR SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan Peralihan dari kondisi kondisi input dengan dengan pull-up pull-up ke kondisi kondisi output output low juga menimb menimbulk ulkan an masala masalah h yang sama. sama. Kita Kita harus harus mengg menggunak unakan an kondis kondisii tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, (DDxn=1, PORTxn=0) PORTxn=0) sebagai sebagai kondisi transisi.
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Port
Bit 2 – PUD : Pull-up : Pull-up Disable Disable Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan dimatikan walaupun walaupun register DDxn register DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk menyalakan pull-up (DDxn=0, PORTxn=1).
2.1.3
Timer
Timer/counter adala adalah h fasili fasilitas tas dari dari ATMe ATMega ga16 16 yang yang digun digunak akan an untu untuk k perhitungan perhitungan pewaktuan. pewaktuan. Beberapa Beberapa fasilitas chanel dari timer counter antara lain: counter channel tunggal, channel tunggal, pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding, bebas - glitch, glitch, tahap tahap yang yang tepat tepat Pulse Width Width Modulat Modulation ion (PWM), (PWM), pembangkit pembangkit frekuensi, event counter external. counter external... Gambar diagram block block timer/co timer/counter unter 8 bit ditunjukan pada gambar 2.2. Untuk penempatan pin I/O telah di jelaskan pada bagian I/O di atas. CPU dapat diakses register I/O, termasuk dalam pin-pin I/O dan bit I/O. Device khusus register I/O dan lokasi bit terdaftar pada deskripsi timer/counter 8 timer/counter 8 bit.
Gambar 2.2 Blok Diagram Timer/Counter
2.2
Sensor Ultrasonik (Ultrasonic Ring Finder)
Ultrasonic merupakan frekuensi yang lebih tinggi dari 20.000Hz yang mana untuk jenis jenis suara ini diatas batas suara suara yang bisa didengar didengar oleh manusia. manusia. Seperti diketahui, telinga manusia hanya bisa mendengar suara dengan frekuensi 20Hz samp sampai ai 20KH 20KHz. z. Lebih Lebih dari dari itu hany hanyaa bebe beberap rapaa jenis jenis binat binatan ang g yang yang mamp mampu u mend menden enga garny rnya, a, sepe seperti rti kelel kelelawa awarr dan dan lumb lumba-l a-lum umba ba.. Lumb Lumbaa- lumb lumbaa bahk bahkan an memanfaatkan ultrasonic untuk untuk mengin menginder deraa benda-b benda-bend endaa di laut. laut. Prinsip Prinsip ini kemudian ditiru oleh system pengindera kapal selam. Dengan cara mengirimkan sebu sebuah ah suara suara dan dan meng menghit hitun ung g laman lamanya ya pantu pantulan lan suara suara terse tersebu butt maka maka dapa dapatt diketahui jarak kapal selam dengan benda tersebut. Mula- mula suara dibunyikan, kemudi kemudian an dihitun dihitung g lama lama waktu waktu sampai sampai terdeng terdengar ar suara suara pantul pantulan. an. Jarak Jarak dapat dapat dihitung dengan mengalikan kecepatan suara dengan waktu pantulan kemudian hasilnya dibagi 2.
Ada beberapa hewan lainnya yang mampu mendengar frekuensi ini dengan baik. Contohn Contohnya ya anjing, anjing, hewan ini ini mampu mampu mendengar mendengar sampai sampai 25.00 25.000Hz 0Hz dan kucing kucing mampu mendengar sampai 65.000Hz. Gelomb Gelombang ang ultraso ultrasonik nik diprod diproduks uksii dengan dengan mengg mengguna unakan kan transduser electromecanic, electromecanic, cara cara kerj kerjaa tran transd sdus user er terg tergan antu tung ng pada pada dua dua efek efek yait yaitu u efek efek piezoelektrik piezoelektrik dan dan magnetic striksi. striksi. Ping Ultrasocic Range Finder , adal adalah ah modu modull peng penguk ukur ur jarak jarak deng dengan an ultrasonic buatan parallax Inc. Yang didesign khusus untuk teknologi robotika. Dengan ukurannya yang cukup kecil (2,1cm X 4,5cm), sensor ini dapat mengukur jarak antara 3 Cm sampai sampai 300 Cm. keluaran keluaran dari ping berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 uS sampai 18,5 mS. Gambar 2.3 merupakan gambar fisik dari Ping dari Ping Ultrasonic Ultrasonic Range Range Finder. Finder.
Gambar 2.3 Sensor Ping
Ping terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonic dan sebuah mikrofon ultrasonic. ultrasonic. Speaker ultrasonic Speaker ultrasonic mengubah sinyal 40 KHz KHz menjadi menjadi suara sementara sementara mikrofo mikrofon n
berfung berfungsi si untuk untuk mendet mendeteks eksii pantula pantulan n
suaranya. Pada modul ping terdapat 3 pin yang digunakan untuk jalur power jalur power supply (+5V), ground dan signal . Pin signal digunakan digunakan sebagai sebagai input dan output dapat
langsung dihubungkan dengan mikrokontroler tanpa tambahan komponen apapun. Ping mendeteksi objek dengan cara mengirimkan suara ultrasonic dan kemudian “mende “mendenga ngarkan rkan”” pantula pantulan n suara suara tersebu tersebut. t. Ping Ping hanya hanya akan akan mengir mengirimka imkan n suara suara ultrasonic ketika ada pulsa trigger dari mikrokontroler (Pulsa High Selama 5uS). Suara ultrasonic dengan frekuensi sebesar 40KHz akan dipancarkan selama 200uS. Suara ini kan merambat di udara dengan kecepatan 344.424m/detik (atau 1 cm setiap setiap 29.034 29.034uS uS), ), menge mengenai nai objek objek untuk untuk kemudi kemudian an terpant terpantul ul kembali kembali ke Ping. Ping. Selama menunggu pantulan, Ping akan menghasilkan sebuah pulsa. Pulsa ini akan berhenti berhenti ( Low) Low) ketika suara pantulan terdeteksi terdeteksi oleh Ping. Data pulsa high sebelum sensor sensor ping menerima menerima pantula pantulan n frekue frekuensi nsi yang yang dipanc dipancarka arkan n akan akan dicacah dicacah dan dibandingkan dengan pulsa trigger . Oleh karena itulah lebar pulsa tersebut dapat merepresentasik merepresentasikan an jarak antara Ping dengan dengan objek. objek. Selanjutnya Selanjutnya mikrokontrole mikrokontroler r cukup mengukur lebar pulsa tersebut dan mengkonversinya dalam bentuk jarak seperti pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Pengukuran Lebar Pulsa Dimana Dimana diketahui diketahui hubungan hubungan antara kecepatan kecepatan dan jarak dinyatakan dinyatakan dengan rumus sebagai berikut: S=V x t Keterangan:
S= Jarak yang akan ditempuh V= Kecepatan suara gelombong ultrasonic (344,424 m/s) T= waktu yang dibutuhkan Namun Namun karena gelombang gelombang ultasonik ultasonik mengakibatkan mengakibatkan pantulan, pantulan, maka pantulannya pantulannya adalah ½ (setengah) (setengah) dari jarak tempuh keseluruhan keseluruhan sehingga sehingga persamaan persamaan diatas diatas menjadi: menjadi: S= Sehing Sehingga ga dari persama persamaan an diatas diatas kita juga juga bisa menent menentuka ukan n waktu waktu yang yang diperlukan gelombang ultrasonic untuk mencapai suatu jarak.
Gambar 2.5. dibawah merupakan gambar lebar pulsa dari Ping Ultrasonic Range Finder. Finder.
Gambar 2.5 Lebar Pulsa
2.3
Relay
Dalam Dalam dunia dunia elektron elektronika, ika, relay dikena dikenall sebaga sebagaii kompo komponen nen yang yang dapat dapat mengimpleme mengimplementasika ntasikan n logika switching . Sebelu Sebelum m tahun tahun 70an, 70an, relay merupakan “ota “otak” k” dari ari
rang rangka kaia ian n
peng pengeendal ndali. i. Kemud emudia ian n
muncu uncull
PLC
yang yang mula mulaii
menggantikan posisi relay. relay. Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan pergerakan mekanis mekanis saat mendapatkan mendapatkan energi listrik. Secara sederhana sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut : • Alat Alat yang yang mengg mengguna unakan kan gaya gaya elektro elektromag magneti netik k untuk untuk menutu menutup p (atau (atau membuka) kontak saklar. • Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik. Di bawah ini contoh relay yang beredar di pasaran :
Gambar 2.6 Relay 2.6 Relay Yang Tersedia di Pasaran
Secara umum, relay digunakan untuk memenuhi fungsi – fungsi berikut : •
•
Remote Remote control : control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauh Penguatan daya : menguatkan arus atau tegangan Contoh : starting : starting relay pada relay pada mesin mesin mobil mobil
•
Pengatur logika kontrol suatu system
2.3. 2.3.1 1
Prin Prinsi sip p Kerj Kerja a dan dan Simb Simbol ol
Relay terdi terdiri ri dari dari koil koil dan dan konta kontak. k. Perha Perhatik tikan an gamb gambar ar 2.7, 2.7, koil koil adalah gulungan gulungan kawat yang mendapat mendapat arus listrik, sedang kontak adalah sejenis saklar yang pergerakannya pergerakannya tergantung tergantung dari ada tidaknya arus listrik di koil. Contact ada Contact ada 2 jenis : Normally Normally Open (kondisi (kondisi awal sebelum diaktifkan diaktifkan open), open), dan Normally Normally Closed (kondisi Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close). close). Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika koil mendapat energi energi listrik listrik (energized ), ), akan akan timbul timbul gaya gaya elektro elektromag magnet net yang yang akan akan menarik menarik armature yang berpegas, dan kontak akan kontak akan menutup.
Gambar 2.7 Skema Relay Skema Relay Elektromekanik
Selain Selain berfung berfungsi si sebaga sebagaii kompon komponen en elektron elektronik, ik, relay juga mempunyai mempunyai fungsi fungsi sebagai sebagai pengendali pengendali sistem. sistem. Sehingga Sehingga relay mempunyai 2 macam simbol yang digunakan pada : •
Rangkaian listrik (hardware (hardware))
•
Program ( software) software)
Berikut ini simbol yang digunakan :
Gambar 2.8 Rangkaian dan Simbol Logika Relay 2.4
Pompa Air
Pompa Pompa adalah adalah suatu suatu alat yang yang diguna digunakan kan untuk untuk menaik menaikkan kan cairan cairan dari permukaan permukaan yang rendah ke permukaan permukaan lebih tinggi. tinggi. Pompa merupakan merupakan peralatan yang yang suda sudah h menja menjadi di stan standar dar dala dalam m kehid kehidup upan an sehar sehari-h i-hari ari,, bahk bahkan an mung mungki kin n beberapa beberapa puluh tahun ke depan tetap menjadi menjadi pilihan utama dalam mengatasi mengatasi kebutuhan akan debit air bersih yang cukup untuk dipakai dalam harian, seperti minu minum, m, menc mencuci uci baju, baju, mand mandi, i, dan dan yang yang tidak tidak bole boleh h dilu dilupak pakan an yaitu yaitu siste sistem m pembuangan pembuangan limbah. Pada perkembang perkembangannya, annya, pompa berkembang berkembang sangat sangat pesat dimana pompa air mempunyai jenis yang beragam tapi pada dasarnya pompa yang sampai saat ini masih sering digunakan adalah jenis sentrifugal. Pada pompa sentrifugal terdapat berbagai berbagai komponen komponen penting impeller yang berfungsi berfungsi mengalirkan mengalirkan fluida dan motor penggerak penggerak yang berfungsi berfungsi menggerakkan menggerakkan impeller. Motor penggerak pada pompa ada dua yaitu motor AC dan motor DC. Untuk keperluan keperluan kontrol, kontrol, biasanya biasanya digunakan digunakan pompa motor DC, karena motor DC mudah dikontrol dan cocok digunakan dalam kontrol simulasi atau pemodelan.
Gambar 2.9 Pompa Air
2.5
Liquid Cristal Display Display ( LCD) LCD)
Modu Modull perag peragaa yang yang digu digunak nakan an dala dalam m aplik aplikas asii ini ini adala adalah h LCD LCD modu modull M1632. Modul LCD ini membutuhkan daya yang kecil dan dilengkapi dengan panel LCD LCD dengan tingkat tingkat kontras yang yang cukup cukup tinggi serta pengendali pengendali LCD CMOS CMOS yang terpasang dalam modul tersebut. Pengendali mempunyai pembangkit karakter ROM/RAM dan display data RAM. Semua fungsi display diatur oleh instruksiinstruksi, sehingga modul LCD ini dapat dengan mudah dihubungkan dengan unit mikroprosesor. LCD tipe ini tersusun sebanyak dua baris dengan 16 karakter. Masuka Masukan n yang diperlu diperlukan kan untuk untuk mengen mengendali dalikan kan modul modul berupa berupa data bus bus yang masih tergabung dengan bus alamat serta 3 bit sinyal kontrol. Sementara pengendalian pengendalian LCD dilakukan dilakukan secara internal oleh internal oleh kontroler yang terpasang dalam modul LCD. Diagram blok LCD dapat dilihat pada gambar 2.10.
Gambar 2.10 Diagram Blok LCD M1632
LCD M1632 mempunyai 16 pin atau penyemat yang mempunyai fungsifungsi seperti ditunjukkan dalam tabel 2.2.
Tabel 2.2 Fungsi Pin-pin LCD M1632 No 1 2 3
Nama penyemat Vss Vcc Vee
4
RS
Fungsi Terminal ground Tegangan catu +5 volt Drive LCD Sinyal pemilih register
0: Instruksi register (tulis) 1: Data Register (tulis dan baca) Sinyal seleksi tulis atau baca
5
R/W
0: Tulis 1: Baca Sinyal operasi awal, sinyal ini mengaktifkan data
6
E tulis dan baca Merupakan saluran data, berisi perintah dan data
7 – 14
DB0-DB7 yang akan ditampilkan Pengendali kecerahan latar belakang LCD 4 -
15 16
V+ BL V-BL
4,42 V dan 50 – 500 mA Pengendali kecerahan latar belakang LCD 0 V
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Rancangan Alat
Mula i
A
Memasukkan program pada mikrokontroler
Pengumpulan dasar teori
Ya
Desain rangkaian beserta nilai-nilai komponennya
Pengujian keseluruhan berjalan sesuai yang diinginkan?
Ya
Membuat rangkaian per blok
Tidak
Ya \
Rangkaian berjalan sesuai yang diinginkan?
Pengumpulan data pengukuran pengukuran Tidak
Analisa data
Ya
Pembuatan Laporan A Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian Gambar Gambar 3.1 merupa merupakan kan gambar gambar alur pembua pembuatan tan dalam dalam tugas tugas akhir akhir ini. adapun beberapa tahapan dalam perancangan dan pembuatan Pengisian Penampung Air Otomatis Berbasis Berbasis Mikrokontole Mikrokontolerr ATmega16 ATmega16 sesuai dengan data-data yang telah dikumpulkan baik dari buku-buku maupun dari perencanaan sendiri. 1. Taha Tahapa pan n pertam pertamaa yang yang dilak dilakuk ukan an adala adalah h melak melakuk ukan an peng pengum umpu pula lan n dasa dasar r teori yang berkaitan dengan alat yang akan dibuat. Hal ini dilakukan untuk memudahkan teknik perencanaan rangkaian, penentuan nilai-nilai komponen dan pemahaman karakteristik komponen yang dipakai.
2. Taha Tahapa pan n kedu keduaa yaitu yaitu mela melaku kuka kan n pera peranca ncang ngan an desa desain in rangk rangkaia aian n bese beserta rta nilai-ni nilai-nilai lai kompon komponen en yang terpasa terpasang ng berdas berdasarka arkan n hasil hasil perhitun perhitungan gan yang yang didapat. 3. Taha Tahapa pan n ketig ketigaa yaitu yaitu mela melaku kuka kan n peng pengum umpu pula lan n komp kompone onen-k n-kom ompo pone nen n elekt elektron ronika ika yang yang akan akan dipak dipakai ai dalam dalam peny penyus usun unan an rangk rangkaia aian n yang yang telah telah ditentukan berdasarkan hasil perancangan. 4. Tahap Tahap keempat keempat yaitu melaku melakukan kan uji coba rangkaia rangkaian n pada masingmasing-mas masing ing blok rangkaian rangkaian modul modul sensor sensor ultrason ultrasonic, ic, driver driver pompa dan rangkaian rangkaian mikrok mikrokontr ontrole olerr ATMeg ATMegaa 16 sebaga sebagaii pusat pusat proses proses pengol pengolaha ahan n data data sensor sensor dengan dengan member memberikan ikan catu daya daya DC pada pada rangkaia rangkaian, n, maka maka dapat dapat diketah diketahui ui operasi kerja yang dihasilkan oleh masing-masing blok rangkaian. Apabila pada rang rangka kaian ian ada yang yang meng mengala alami mi perm permas asala alahan han,, maka maka dilak dilakuk ukan an anal analisa isa keru kerusa saka kan, n, kesal kesalaha ahan n peng penggu gunaa naan n atau atau pema pemasa sang ngan an komp kompon onen en dan dan jika jika memungkinkan rangkaian dapat dimodifikasi atau memperbaiki perancangan rangkaia rangkaian. n. Apabila Apabila rangka rangkaian ian sudah sudah bekerja bekerja sesuai sesuai denga dengan n harapan harapan maka maka dilakukan tahap berikutnya. 5. Tahap Tahap kelima kelima yaitu melakuk melakukan an uji rangkaian rangkaian keselur keseluruha uhan. n. Apabila Apabila operasi operasi kerja rangkaian mengalami permasalahan, maka dilakukan analisa kerusakan, kesalahan penggunaan atau pemasangan komponen dan jika memungkinkan rangkaian dapat dimodifikasi atau memperbaiki perancangan rangkaian. 6. Tahap keenam yaitu melakuk melakukan an mendesain mendesain pola pola rangkaian rangkaian pada pada papan papan PCB PCB sesuai sesuai dengan dengan pola pola rangkaia rangkaian n yang yang telah telah mengal mengalami ami uji coba. coba. Desain Desain pada pada papan PCB PCB meliputi penggambaran penggambaran jalur-jalur jalur-jalur rangkaian rangkaian pada papan PCB yang dila dilanj njut utka kan n deng dengan an mela melaru rutk tkan an papa papan n PCB PCB ters terseb ebut ut ke dala dalam m laru laruta tan n
ferriclorida agar didapatkan pola yang diinginkan. Kemudian akan dilakukan pengeboran pengeboran jalur-jalur jalur-jalur tersebut tersebut sesuai dengan letak kaki-kaki kaki-kaki komponen komponen yang akan dipasangkan. 7. Pada tahap tahap ketujuh ketujuh akan akan dilakukan dilakukan pemasang pemasangan an komponen komponen-komp -komponen onen pada pada papan PCB yang telah diberikan diberikan pola dan diberi lubang lubang untuk menempatkan menempatkan kaki-kaki komponen sesuai dengan posisi masing-masing yang telah ditentukan dari hasil rancangan sebelumnya. 8. Pada Pada tahap tahap kedelap kedelapan an dilak dilakuk ukan an uji uji coba coba rang rangka kaian ian kembali kembali pada papa papan n PCB PCB terse tersebu but. t. Apab Apabila ila dalam dalam uji uji coba coba meng mengala alami mi perm permas asal alaha ahan, n, maka maka dilakukan analisa kegagalan atau kesalahan dalam mendesain rangkaian beserta nilai-nilai komponennya komponennya.. Jika rangkaian pada papan PCB sudah bekerja sesuai sesuai harap harapan an,, maka maka pros proses es pemb pembua uata tan n rang rangka kaian ian alat alat peng pengisi isian an pena penamp mpun ung g air otomatis berbasis mikrokontroler sudah selesai.
3.2
Blok Diagram Tombol Start
LCD Mikrokontroler ATMega ATMega 16
Sensor PING
Driver relay
Level air
Gambar 3.2 Blok Diagram •
Prinsip Kerja Alat:
Pompa
Sistem alat ini menggunakan mikrokontroler sebagai pengendali utam utaman anya ya.. Sebag Sebagai ai inpu inputt digun digunaka akan n pemba pembaca caan an keting ketinggia gian n air dari dari sensor ping yang datanya akan diolah didalam mikrokontroler. Sebagai output digunakan output digunakan pompa air dan LCD untuk menampilkan level air yang sudah terukur. terukur. Alat ini dibuat bertujuan untuk mempermud mempermudah ah dalam pengisian penampung air karena dirancang secara otomatis. Sens Sensor or PING PING ultra ultraso soni nic c pada pada tugas tugas akhir akhir ini ini berfu berfung ngsi si untu untuk k mendeteksi kondisi level air pada bak penampungan dan data hasil sen sensor sor
diko dikon nvers versii
men menjadi jadi volu volum me
air air
dala dalam m
satu satuan an
lite literr
oleh oleh
mikrokontroler. Volume air yang diperoleh nantinya akan ditampilkan ke LCD dan digunakan untuk mengendalikan keadaan pompa air. Pompa akan ON apabila ditekan tombol “Start “ Start ”, ”, data volume air yang terukur nantiny nantinya a akan dibandi dibandingk ngkan an dengan dengan data setinga setingan n level air. Apabila Apabila volume air yang terukur didalam tangki sama dengan nilai setingan, maka pompa air akan OFF dan proses pengisian air ke tangki akan selesai. selesai. Untuk Untuk menghid menghidupk upkan an dan mematik mematikan an pompa pompa air digunaka digunakan n rangkaian driver relay yang nantinya menyambung dan memutuskan arus AC 220 V yang masuk ke pompa air. Input driver relay adalah keluaran dari mikrokontroler berdasarkan volume air hasil konversi jarak level air yang disensor oleh sensor PING ultrasonic.
3.3 Perancangan Mekanik
Bentuk mekanik yang direncanakan pada proyek akhir ini ditunjukkan oleh Gambar 3.3 sebagai berikut :
Gambar 3.3 Racangan Kontruksi Alat
Potensio 1 dalam alat ini digunakan untuk mengatur kecerahan pada LCD, untuk untuk menyet menyeting ing banyak banyaknya nya air yang yang diingi diinginka nkan n dalam dalam satuan satuan liter liter diguna digunakan kan potensio potensio 2. Pompa Pompa digunakan digunakan untuk menyedot menyedot air dari bak sumber sumber ke bak penampung penampungan. an. Data banyaknya banyaknya air yang dibaca oleh sensor sensor ping akan ditampilkan pada LCD LCD yang yang nantinya nantinya akan akan dibandingk dibandingkan an dengan dengan data setingan setingan.. Proses Proses pengisian pengisian akan berhenti apabila data pembacaan sensor ping sama dengan data setingan awal level air yang dimasukkan menggunakan pengaturan potensio.
3.4 Perancangan Hardware
Peran Perancan canga gan n dan dan pemb pembua uatan tan hardware ini ini meli melipu puti ti bebe bebera rapa pa blok blok komponen, antara lain mikrokontroler, sensor ping, driver pompa, pompa, rangkaian LCD, rangkaian pengatur level air dan tombol start tombol start ::
3.4.1 Perancangan Perancangan Mikrokontroler Mikrokontroler
Dalam perencanaan rangkaian minimum sistem mikrokontroler ini adalah menggunak menggunakan an mikrokontrole mikrokontrolerr ATMega ATMega 16. Gambar 3.4 menunjukkan menunjukkan rangkaian pembagian pembagian port port mikrokontrol mikrokontroler er dalam pembuatan pembuatan tugas tugas akhir akhir ini. +5V
10
Potensio 5 0 K
40 39 38 37 36 35 34 33
Sensor PING Ultrasonic Tombol start
22 PA2/ AD C2
PC1/ SDA
PA4/ AD C4
PC2/ TCK
PA5/ AD C5
PC3/ TMS
PA6/ AD C6
a g e 6 M E 1 T A
PA7/ AD C7
PB1/T1
6
PC0/ S CL
PA3/ AD C3
2
4
100nF
PA1/ AD C1
PB0/T0
5
Reset
PA0/ AD C0
1
3 + 5V
VC C
8 9
22pF
13 12
11, 11, 0592 MHz
32 30
22pF
PC5/ TDI
PC6/ TOS C 1
PC7/ TOS C2
PB2/ A IN0 PB3/ A IN1 PB4/S S
PD0/ RXD
24 25 26 27 28 29 14 15
PD1/TXD 16
PD2/INT0 17
PB5/ MOS I
PD3/ INT1
PB6 /MISO /MISO
PD4/ OC1B
7
K 1
PC4/ TDO
Driver Motor
23
P B7 B7 / S C K
PD5/OC1A
/ RE SE T
PD6/
X TA L1
ICP
PD7/OC2
18
LCD LC D
19 20 21
X TA L2 AREF AVCC GN D
GND
11
GN D 31
+5V GND
Gambar 3.4 Rangkaian Pembagian Port Mikrokontroler ATMega 16 Berdasarkan gambar 3.4, mikrokontroler merupakan rangkaian kontrol utama untuk mengolah data-data input dari tombol, potensio dan sensor ping yang nantinya akan digunakan untuk mengatur kondisi pompa air serta menampilkan data-data hasil proses ke LCD. Port I/O mikrokontroler yang digunakan digunakan pada tugas akhir ini adalah : 1. Port A.0 digunakan digunakan sebagai sebagai saluran input ADC ADC yang yang nantinya nantinya mengolah data tegangan dari pengaturan potensio menjadi data digital dalam mikrokontroler 2. Port B.0 digunak digunakan an untuk untuk salur saluran an input sensor input sensor Ping Ultrasonic 3. Port B.1 digunak digunakan an untuk untuk salur saluran an input tombol input tombol start
4. Port C.0 digunaka digunakan ns sebag ebagai ai salu saluran ran output mikrokontroler output mikrokontroler untuk mengendalikan pompa air melalui driver pompa. driver pompa. 5. Port D digun digunakan akan sebagai sebagai saluran saluran output mikrokontroler output mikrokontroler yang nantinya menampilkan data-data hasil pengolahan di mikrokontroler ke LCD. Pin port D yang digunakan adalah :
3.4.2
•
Pin D.0 dihubungkan dengan pin kontrol RS pin LCD
•
Pin D.1 dihubungkan dengan pin kontrol E pin LCD
•
Pin D.2 dihubungkan dengan pin kontrol R/W pin LCD
•
Pin D.4 dihubungkan dengan pin saluran data (D4) LCD
•
Pin D.5 dihubungkan dengan pin saluran data (D5) LCD
•
Pin D.6 dihubungkan dengan pin saluran data (D6) LCD
•
Pin D.7 dihubungkan dengan pin saluran data (D7) LCD
Perancangan Perancangan Sensor PING Ultrasonic
Sensor PING ultrasonic dalam tugas akhir ini adalah menggunakan modul PING ultrasonic yang memiliki jarak 3 cm s/d 3 Meter. Pada modul PING ini memilik memilikii tiga buah buah terminal terminal.. Termina Terminall pertama pertama merupa merupakan kan input input untuk untuk GND, GND, terminal kedua kedua merupakan input tegangan tegangan + 5 volt dan terminal ke tiga merupakan merupakan terminal untuk mengirim dan menerima sinyal ultrasonic. Gambar 3.5 menunjukkan rangkaian modul PING ultrasonic ke mikrokontroler ATMega 16.
+5V
10 40 39 38 37 36 35 34
VC C PA0/AD C0 PA1/AD C1 PA2/AD C2
PC0/SCL PC0/SCL
PA3/AD C3
PC1/SDA PC1/SDA
PA4/AD C4
PC2/TCK
PA5/AD C5
PC3/TMS
PA6/AD C6
33 PA7/AD C7
GND
1 2
+5V 3 4
+5V Reset
100nF
PB0/T0 PB1/T1 PB2/AIN0 PB3/AIN1
PC4/TDO
PB4/SS
6
PB5/MOSI
PD3/INT1
PB6/MISO
PD4/OC1B
PB7/SCK PB7/SCK
PD5/OC1A
8
GND 22pF 11, 11, 0592 MHz 22pF
13 12 32 30
24 25 26 27
5
9
23
PC5/TDI a 28 g PC6/ TO SC1 SC1 e 6 PC7/TOS C2 29 M 1 PD0/RXD 14 PD0/RXD E T 15 PD1/TXD A 16 PD2/INT0
17
7
K 1
22
/ RE SE T
PD6/ICP PD7/OC2
XTA L1
18 19 20 21
XTA L2 AREF AVCC GN D
GND
GN D
11
31
+5V
GND
Gambar 3.5 Rangkaian Ping Ultrasonic ke Mikrokontroler
3.4.3
Perancangan Driver Pompa Driver Pompa
Dalam perancangan perancangan driver pompa dibuat dengan menggunakan rangkaian transistor sebagai saklar. Transistor ini akan mengaktifkan dan mematikan relay JZC-20F. Relay ini yang akan mengatur hubungan motor dengan terminal sumber tegang tegangan an AC, AC, sehingg sehinggaa akan mengak mengakibat ibatkan kan motor motor ON . Rancan Rancangan gan rangkaia rangkaian n driver motor driver motor ini ditunjukkan pada Gambar 3.6.
+12V
1N4001
AC 220 220 V Ic
M Ib PD.7
Pumpa
Rb
BD139 Vbe
Gambar 3.6 Driver 3.6 Driver Pompa Pompa Pendingin.
Bila Bila nilai nilai resis resistan tansi si yang yang teru teruku kurr pada pada relay relay adala adalah h 400Ω 400Ω dan dan nilai nilai β transistor adalah 80, maka besarnya nilai tahanan pada basis transistor (Rb) yang digunakan adalah: Ic =
Ib
12Volt 400Ω
Ic =
β
=30 mA
30 mA =
80
= 0,375 mA
Jika V in in adalah tegangan keluaran dari mikrokontroler saat logika tinggi yaitu sebesar 5V dan Vbe = 0,6 V maka besar resistansi Rb adalah: Rb
Vin =
−
V be
Ib
5V =
−
0, 6V
0,375 mA
= 11,73KΩ ≈ 10KΩ
Berdasarkan Berdasarkan hasil perhitungan perhitungan diperoleh diperoleh nilai resistansi di basis transistor transistor sebesar 10 KΩ. Gambar 3.7 berikut ini menunjukkan rangkaian driver pompa ke
mikrokontroler.
+12V
+5V
1N 4001 4001
AC 220V 220V
10 40 39 38 37 36 35 34
PA1/ A DC1 PA2/ A DC2
PC0/ SCL
PA3/ A DC3
PC1/ SD A
PA4/ A DC4
PC2/TCK
PA5/ A DC5
P C3/ TMS
PA6/ A DC6
33 PA7/ A DC7 1 2 3 4
+5V Reset
100 10 0nF
PB0/T0 PB1/T1 PB2/ A IN0 PB3/ A IN1
PC4/ TDO
a g e 6 M 1 E T A
22pF
P C7/ TOS C2 PD0/RXD PD0/RXD
P D3/ IN T1
PB6/ MISO
PD4/ OC1B
PB7/ PB7/ SC K
PD5/OC1A
12 32 30
PD6/ ICP PD7/OC2
X TA L1 X TA L2 AREF AVCC GN D
GND
25 26 27 28 29 14
17
/ RE SE T
11 +5V
GND
GN D 31
BD139
24
15
PD2/INT0
Pumpa
10K
23
16
PB4/SS
13
22
PD1/TXD
PB5/ MOSI
9
11, 0592 MHz
PC6/ TOSC1
6
8
GND 22pF
PC5/ TD I
5
7 K 1
M
VC C PA0/ A DC0
18 19 20 21
GND
Gambar 3.7 Rangkaian Driver Rangkaian Driver Pompa Pompa ke Mikrokontroler
3.5
Perancangan Perancangan Rangkaian LCD
Rangk Rangkaian aian LCD dalam dalam pembua pembuatan tan tugas tugas akhir akhir ini mengg menggunak unakan an modul modul LCD 2x16. LCD berfungsi untuk menampilkan data setingan level air level air dan level air level air yang sudah terukur didalam tangki. Rangkaian LCD mengeluarkan atau menerima data melalui D0 –D7 yang di hubungkan ke portd Perancangan LCD di tunjukan dalam Gambar 3.8.
+5V
10 40 39 38 37 36 35 34 33
100 10 0nF
9
22pF
11, 11, 0592 MHz 22pF
P A4/ A DC4
PC2/ TCK
P A5/ A DC5
PC3/ TMS
P A6/ A DC6
PC4/ TDO
P A7/ A DC7
PB3/AIN1
8 K 1
PC1/ SDA
PB2/AIN0
7
PB4/SS
PD2/INT0
PB5/ MOSI
P D3/ IN T1
PB6/ MISO
PD4/ OC1B
PB7/ SCK
PD5/ OC1A PD6/ ICP
X TA L1
12
30
a PC5/TDI g P C6/ TOSC1 e 6 P C7/ TOS C2 M 1 E PD0/RXD T PD1/ TXD A
/ RE SE T
13
32
PC0/ SC L
P A3/ A DC3
PB1/T1 PB1/T1
6
Reset
22 P A2/ A DC2
2
5
2X 16
P A1/ A DC1
PB0/T0 PB0/T0
4
+5V
P A0/ A DC0
1
3
PD7/ OC2
S C E W S C E S / V V V R R E
23
CHAR CHARAC ACTER TER
DATA BUS 0 1 2 3 4 5 6 7
25 26 27
10 K 28 29 14 15 16 17 18 19 20 21
X TA L2
AVCC
11
GN D 31
+5V
GND
Gambar 3.8 Rangkaian LCD 2x16
3.6
A 1 0 0 4 N 1
24
AREF
GN D
GND
DOT MATRIX LCD
VC C
Perancangan Perancangan Rangkaian Pengatur Level Pengatur Level Air Air dan Tombol Start
Pengaturan Pengaturan setingan setingan level air pada pada alat ini mengg menggunak unakan an potens potensio io 50K, 50K, potensio potensio digunakan untuk menghasilka menghasilkan n tegangan yang memiliki ring dari 0-5Volt
BACK LIGHT K +5 V
berdasarkan berdasarkan input input tegangan tegangan yang diberikan. diberikan. Keluaran Keluaran tegangan tegangan potensio potensio diolah diolah oleh oleh ADC internal mikrokontroler internal mikrokontroler ATMega 16 dan dikonversi didalam program menjadi data setingan setingan level air. level air. Tombol start pada start pada alat ini berfungsi untuk memulai proses pengisian pengisian air ke tangki. Tombol start dirancang start dirancang menggunakan tombol push botton dan dan dihu dihubu bung ngka kan n deng dengan an portb portb.1 .1 mikr mikrok okon ontro troler ler ATMe ATMega ga 16. 16. Gamb Gambar ar 3.9 3.9 menunjukkan rancangan pengaturan level air menggunakan potensio dan tombol start . +5 V
+5 V
10
Potensio
K 0 5
40 39 38
GND
37
+5V
36 35
K 0 1
34 33 1
Tombol start
2 3 4
GND
5 +5V 6
t e s e R
P A0/ AD C 0 P A1/ AD C 1 22 P A2/ AD C 2
PC0/ S CL
P A3/ AD C 3
PC1/ SDA
P A4/ AD C 4
P C2/ TC K
P A5/ AD C 5
PC3/ TMS
P A6/ AD C 6 P A7/ AD C 7 PB0/T 0 PB1/T 1
a g e 6 M E 1 T A
8 9
22pF
13 12
11, 0 592 MHz
32 30
22pF
P B2/ A IN0 P B3/ A IN1
PC5/ TDI PC6/ TOS C 1
PD0/ R XD PD1/ TX D
PB4/S S
PD2/ INT0
PB5/ MOS I
P D3/ IN T1
PB6 / MISO
P D4/ OC1 B
PB7 PB7/ SCK
P D5/ O C1A
23 24 25 26 27 28 29 14 15 16 17
/ RE SE T
PD6/
ICP
P D7/ OC2
XTAL 1
18 19 20 21
XTAL 2 AREF AVCC GN D
GND
PC4/ TDO
P C7/ TOS C 2
7
10 0nF K 1
VC C
11
GN D 31
+5V GND
Gambar 3.9 Rangkaian Pengatur Level Air Level Air dan Tombol Start .
3.7 3.7
Pera Peranc ncan anga gan n Rang Rangka kaia ian n Ke Kese selu luru ruha han n
Gambar 3.10 Rangkaian Keseluruhan
3.8
Perancangan Software Perancangan Software
Secara umum algoritma dari program program Pengisian Pengisian Penampung Penampung Air Otomatis Otomatis Berbasis Berbasis Mikrokontole Mikrokontolerr ATmega16 ATmega16 diperlihatkan pada Gambar Gambar 3.11 dan Gambar Gambar 3.12. Start
Inisialisasi mikrokontroler LCD LCD
Start ADC ADC = get chanel 0 Pompa OFF
Ping sebagai Output =ADC /0. 0392 0392 (Ping=0)SET =ADC Tampilkan SET ke LCD LCD
Tunda waktu 700ms If tombol start = ON ?
tidak
Ping sebagai input Ya (Ping=0) Call program ping Pompa ON
Baca pantulan Tampilkan data Level ke LCD Ping
If data SET = LEVEL ?
tidak
Counter ON Ya
Pompa OFF
Ping= 1Tampilkan data
“SELESAI” ke LCD
End
Counter OFF Gambar 3.11 Algoritma Program Keseluruhan Jarak=Counter Jarak=Counter *0,034442 *0,034442
Level =(27-jarak)/3 =(27-jarak)/3
End
Tidak Ya
Gambar 3.12 Algoritma Program Ping 3.9
Metode Pengumpulan Data
Metode-metode yang digunakan dalam pengumpulan data penelitian tugas akhir ini adalah dengan cara sebagai berikut :
1.
Metode Studi Literatur
Merupa Merupakan kan metode metode untuk untuk mengu mengumpu mpulka lkan n kajin-k kajin-kajia ajian n teori teori yang yang dapat dapat menun menunjang jang dalam dalam pembua pembuatan tan tugas tugas akhir akhir sehing sehingga ga dapat dapat menjadi menjadi dasar dasar dalam pembuatan tugas akhir ini.
2.
Metode Observasi
Meto Metode de ini adal adalah ah mela melaku kuka kan n peng pengam amata atan n lang langsu sung ng terha terhada dap p objek objek penelitian penelitian atau percobaan. percobaan. Adapun Adapun tujuan penggunaan penggunaan metode ini adalah untuk membuktikan studi literatur dengan melihat kenyataan yang muncul pada suatu suatu percobaa percobaan n atau penelitian. penelitian.
3.
Metode Diskusi
Metode ini digunakan untuk memecahkan masalah, mencari solusi terhadap objek objek yang yang diteli diteliti, ti, deng dengan an cara cara menca mencari ri alter alternat natif if jawab jawaban an terhad terhadap ap permasalahan permasalahan yang yang dihadapi dihadapi kepada kepada pakar ataupun ataupun seseorang seseorang yang mengert mengertii terhadap protipe terhadap protipe yang kita buat.
3.10
Analisa Data
Dalam pembuatan analisa data, akan didapatkan dari perbandingan antara kajian teori dengan hasil pengujian. Jika terdapat perbedaan diantara keduanya, maka akan didapat data yang nantinya dari data tersebut akan dapat kita pelajari untu untuk k menen menentu tuka kan n peny penyeb ebab ab terjad terjadiny inyaa perb perbed edaan aan terse tersebu but. t. Apab Apabila ila terja terjadi di
kesamaan berarti hasil yang kita dapatkan sesuai dengan yang terdapat dalam kajian teori. BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil Pengujian
Untuk mengetahui bahwa sistem yang dibuat telah berjalan dengan baik atau tidak maka dilakukan pengujian. Yang mana pengujian ini dilakukan dalam beberapa beberapa tahapan. Pada bab ini akan dibahas secara keseluruhan keseluruhan tahap-tahap tahap-tahap dari pengujian pengujian hardware yang telah terintegrasi menjadi satu sistem kontrol. 1. Pengu Pengujia jian n catu catu daya daya 2. Pen Pengujia jian driver relay 3. Pengujia Pengujian n mikro mikrokont kontrole rolerr dan dan LCD LCD 4. Pengu Pengujia jian n kese keselu luruh ruhan an
4.1.1 Pengujian Pengujian Catu Daya Pengu Pengujia jian n catu catu daya daya bertu bertuju juan an untu untuk k meng mengeta etahu huii keluar keluaran an rangkaian catu daya yang akan dijadikan untuk menyuplai rangkaianrangkaian rangkaian yang digunakan digunakan dalam tugas akhir ini. Pada rangkaian power rangkaian power digunaka akan n IC regulator seri 78XX untuk teganga tegangan n positif positif supply ini digun sehing sehingga ga diharapk diharapkan an mendap mendapat at teganga tegangan n DC yang yang stabil. stabil. Tabel Tabel 4.1 menunj menunjukan ukan keluaran keluaran dari masing masing–ma –masin sing g IC yang yang digunaka digunakan n pada rangkaian.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Rangkaian Power Rangkaian Power Supply Supply
IC regulator
7805 7812
Tegangan keluaran
Tegangan keluaran
yang diharapkan 5 12
yang terukur 4,85 11,80
Dari tabel pengujian rangkaian catu daya didapat hasil tegangan output dari output dari masing - masing IC regulator tidak seperti yang diharapkan. Hal ini disebabkan adanya rugi-rugi tegangan pada komponen yang digunakan.
4.1.2 Pengujian Driver Relay Peng Penguj ujia ian n ini ini
dila dilaku kuka kan n untu untuk k meng menget etah ahui ui kerj kerja a rang rangka kaia ian n
trans transis isto torr seba sebagai gai sakla saklarr dalam dalam meng mengen enda dalik likan an kerja kerja relay yang memutus dan menyambung tegangan masukan. Kerja rangkaian adalah untuk mengaktifkan mengaktifkan dan mematikan pompa air untuk pengisian air ke tangk tangkii yang yang meng menggu guna nakan kan su sumb mber er 22 220 0 V AC, denga dengan n trigger dari kelua keluaran ran portd. portd.7 7 mikro mikrokon kontro troler ler ATMeg ATMega1 a16. 6. Data Data hasil hasil pengu pengujia jian n rangkaian driver pompa driver pompa air ini ditunjukkan pada tabel 4.2.
Table 4.2 4.2 Hasil Hasil Pengujian Pengujian Driver Pompa Driver Pompa Air
Kondisi masukan di basis Transistor
Tegangan pada relay
Kondisi Pompa
Input 5 Volt Input 0 Volt
11,47 Volt 0
ON OFF
Hasil pengujian menunjukkan menunjukkan bahwa pompa akan ON apabila diberi masukan 5 volt dan pompa akan OFF apabila OFF apabila diberi masukkan 0 volt, dimana nilai tegangan pada relay mengalami relay mengalami pengurangan. Hal ini diseb disebabk abkan an karen karena a adany adanya a fakto faktorr pembeb pembeban anan an pada pada pomp pompa a yang yang digunakan.
4.1.3 Pengujian Pengujian Mikrok Mikrokontro ontroler ler dan dan LCD Pengujian Pengujian rangkaian mikrokont mikrokontroler roler dan LCD ini bertujuan bertujuan untuk mengetahui apakah mikrokontroler dapat bekerja dengan baik dalam mengolah data dengan menampilkannya ke LCD. Pada pengujian ini menggu menggunak nakan an program program sederhan sederhana a yang yang hanya hanya menamp menampilka ilkan n tulisan tulisan “SETING” ke LCD. Gambar 4.1 menunjukkan algoritma dalam pengujian ini. Start
Inisialisasi mikrokontroler LCD
Siapkan Siapkan data “SETING”
Tampilkan data SETING ke LCD
End
Gambar 4.1 Algoritma Menampilkan Tulisan ke LCD
Dari Dari progr program am yang yang dibua dibuatt dan ditan ditanam am pada pada mikro mikrokon kontro troler ler berdas berdasark arkan an algo algorit ritma ma
pada pada
Gamba Gambarr 4.1, 4.1, dipero diperoleh leh hasi hasill bahwa bahwa
mikrokontroler dapat bekerja dengan baik dan dapat menampilkan data
sesu sesuai ai data data yang yang ditu dituli lis skan kan pada pada prog progra ram m yan yang dita ditan nam pad pada mikrokontroler. Gambar 4.2 menunjukkan tampilan LCD pada pengujian ini.
Gambar 4.2 Tampilan LCD
4.1.4 Pengujian Pengujian Keseluruh Keseluruhan an Pengujia Pengujian n secara secara keseluru keseluruhan han ini dilakuk dilakukan an untuk untuk mengeta mengetahui hui hasi hasill dan dan cara cara kerj kerja a alat alat apak apakah ah sesu sesuai ai deng dengan an yang yang dira diranc ncan ang. g. Pengujian secara keseluruhan ini dilakukan dengan beberapa tahapan, yaitu : 1. Pen Pengujia jian level air dalam tangki penampungan 2. Pengu Pengujia jian n perban perbandin dinga gan n setin seting g level air dengan dengan yang yang teruk terukur ur pada saat pengisian.
4.1.4.1
Pengujian Level Air Level Air Dalam Tangki Penampungan
Dalam Dalam proses proses penguji pengujian an level air ini dilaku dilakukan kan dengan dengan cara cara menghitung nilai kapasitas air yang mampu ditampung oleh tangki dan membandingkan jarak yang dibaca sensor Ping dengan data level air yang yang mamp mampu u ditam ditampu pung ng oleh oleh tangki tangki.. Tabel Tabel 4.3 menu menunju njukka kkan n hasil hasil pengujian level air dalam tangki penampungan.
Tabel 4.3 4.3 Perbandingan Perbandingan Level Air Dalam Tangki Dengan Jarak
N
Level air Level air dalam
Jarak yang dibaca dibaca oleh oleh sensor sensor PING
o
tangki
dan ditampilkan ke LCD (cm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(liter) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
27 24 21 18 15 12 9 6 3 0
Dari Dari data data hasi hasill peng penguj ujia ian n level air air dapa dapatt dike diketa tahu huii bahw bahwa a perbandingan level air dengan jarak yang dibaca sensor ping adalah linier dengan perbandingan nilai setiap 3 cm yang dibaca sensor Ping mewakili 1 liter air dalam tangki, jarak antara sensor ping dengan dasar bak air adalah 27 cm, diameter bak adalah 22 cm, maka diperoleh nilai volume air dalam satuan liter sebagai berikut : Volume= (27-jarak pembacaan sensor ping)/3 = (27-24)/3 =1 liter
4.1 4.1.4.2
Peng engujian Perbandingan Seti eting Level Air Level Air Dengan Yang Terukur Terukur Pada Pada Saat Pengisian. Pengisian.
Pengujian level air ini dilakukan berdasarkan data konversi jarak yang yang dibaca dibaca oleh oleh sensor sensor Ping Ping menj menjadi adi level level air yang yang teruk terukur ur dalam dalam
satuan liter. Tabel 4.4 menunjukkan hasil perbadingan setingan level air yang diharapkan dengan level air yang terukur oleh sensor Ping.
Tabel 4.4 4.4 Perbandingan Perbandingan Level Air Dalam Tangki Dengan Level Air Yang Terukur
Setingan level
Tamp Tampiilan pada LCD
Waktu pengisian
N air o 1 2 3 4 5 6 7 8 9
(Liter) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Setingan
Terukur
1 LITER 2 LITER 3 LITER 4 LITER 5 LITER 6 LITER 7 LITER 8 LITER 9 LITER
1 LITER 2 LITER 3 LITER 4 LITER 5 LITER 6 LITER 7 LITER 8 LITER 9 LITER
(Detik)
9 .2 19.5 29.0 40.2 52.1 61.3 70.3 81.5 92.1
Dari hasil pengujian ini diperoleh data bahwa alat akan bekerja menghidupkan menghidupkan pompa pompa air saat tombol start ditekan dan ada nilai seting yang dimasuk dimasukkan kan melalui melalui pemutara pemutaran n potens potensio. io. Data yang yang level air yang diperoleh juga menunjukkan bahwa apabila nilai setingan dan level air yang terukur terukur dan ditampilkan ditampilkan pada pada LCD sama maka maka proses pengisian air ke tangki akan berakhir atau pompa akan off . Proses pengisian untuk setiap 1 liter memerlukan memerlukan waktu rata-rata rata-rata 11 detik. Makae didapatkan didapatkan debit air dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Debit = Volume air/waktu = 1/11 =0,09 liter/detik
4.2
Pembahasan
Berdasarkan data-data hasil pengujian, pengujian, catu daya dapat menyuplai tegangan ke masing-masing rangkaian yang digunakan sehingga rangkaian dan sensor dapat bekerja bekerja sesuai sesuai degan program program yang ditanamkan ditanamkan pada mikrokontrole mikrokontroler. r. Rangkaian Rangkaian driver driver relay dapat dapat meng mengon ontro troll kond kondisi isi pomp pompaa sesu sesuai ai deng dengan an masu masuka kan n yang yang diberikan mikrokontroler ke inputan driver relay. relay. Proses pengisian air ke tangki penampungan dimulai saat tombol start di tekan, tekan, dimana dimana pompa pompa akan akan ON dan dan memi memind ndah ahka kan n air dari dari sumb sumber er ke tang tangki ki penampung penampungan. an. Data level air yang terukur pada proses pengisian tangki nantinya akan dibandingk dibandingkan an dengan dengan setingan setingan level air yang dimasukkan sebelum tombol start ditekan. Sensor Ping dalam alat ini berfungsi untuk mengukur jarak air ke level air dalam satuan liter, dimana untuk sensor yang nantinya dikonversi ke dalam level air 1 liter air diwaki diwakili li oleh 3 cm jarak. Proses Proses pengisia pengisian n air ke tangki tangki memerluk memerlukan an memerlukan waktu rata-rata 11 detik untuk setiap pengisian 1 liter air.
BAB V PENUTUP
5.1.
Kesimpulan
Dari Dari rangkaia rangkaian n kegiatan kegiatan proyek akhir yang telah dilakukan dan dari dari data-data data-data yang diperoleh maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1.
Mikrokontroler da dan se sensor ping ping ultrasonic ultrasonic yang digunakan pada alat
pengisian penampung air dapat bekerja dengan baik mengatur proses pengisian air menggunakan pompa air dari sumber air ke tangki penampungan. 2.
Pompa air akan mulai memompa air dari sumber air ke tangki
penampungan saat tombol start tombol start ditekan ditekan berdasarkan setingan level air yang dimasukkan menggunakan potensio dan pompa air akan mati apabila nilai level air hasil pembacaan sensor ping sama dengan setingan level air level air menggunakan potensio. 3.
Berda erdasa sarrkan kan hasi hasill pengu enguji jian an dip dipero eroleh leh data ata bahwa hwa ala alat pengi engissian ian
penampung air otomatis ini bekerja lebih baik dibandingkan dengan alat pada penelitian sebe sebelum lumnya nya.. Senso Sensorr ping ping mamp mampu u mende mendetek teksi si volume volume level level air berdasar berdasarkan kan jarak jarak pembacaan pembacaan sensor ping dengan nilai 1 liter diwakili oleh ketinggian air 3 cm dan debit air sebesar sebesar 0,09 liter/detik liter/detik serta serta persenta persentase se kesalahan kesalahan pengukura pengukuran n sebesar sebesar 0% sedangkan sedangkan pada penelitian sebelumnya sebelumnya sensor optocoupler sensor optocoupler yang yang digunakan untuk mendeteksi volume level air level air memiliki tingkat kesalahan sebesar 6,75% untuk batas atas dan 1,3% untuk batas bawah.
5.2.
Saran
Untuk ntuk
peng pengeemban mbang gan
kede kedepa pann nnya ya
dihar iharap apka kan n
bag bagi
yang yang
akan akan
mengem mengemban bangka gkan n sebaik sebaiknya nya input input setinga setingan n level level air mengg mengguna unakan kan keypad keypad dan ditambahkan solenoid valve agar proses pemakaian air lebih efisien selain itu dapat ditambahkan program agar pada saat alat sudah dimatikan dan dihidupkan kembali dapat menampilkan pembacaan level air level air yang terukur sebelumnya.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2007.Ultrasonik.http://id.wikipedia.org/wiki/Ultrasonik. Anonim.2007.Ultrasonik. http://id.wikipedia.org/wiki/Ultrasonik. Budiarto, Widodo. 2005. Perancang 2005. Perancangan an Sistem Dan Dan Aplikasi Mikrokontroler Mikrokontroler . Jakarta : PT Elex Media Komputindo. Dwipay Dwipayana ana,, I Made Made Budhi. Budhi.201 2010.P 0.Peran erancang cangan an Dan Pembua Pembuatan tan Simula Simulasi si Water Level Control Control System System Berbasis PC. Singaraja : Universitas Pendidikan Ganesha. Hartawan, Putu Timor. 2010.Perancangan Dan Pembuatan Alat Ukur Jarak Pada Kend Kendara araan an Berb Berbas asis is Mikr Mikrok okon ontro trole lerr ATme ATmega ga85 8535 35.. Sing Singara araja ja : Unive Universi rsitas tas Pendidikan Ganesha. Hery Heryant anto, o, M.Ar M.Ary, y,ST ST & Ir.Wi Ir.Wisn snu u Adi Adi P.20 P.2008 08.P .Pem emrog rogram raman an Bahas Bahasaa C untu untuk k Mikrokontroler ATMega 8535.Yogyakarta : ANDI. Sanjaya, Juliana.2011.Perancangan Dan Pembuatan Alat Pengukur Tinggi Badan Led Seven Segment. Segment. Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Dengan Display Dengan Display Led
LAMPIRAN A
Listing Program
/*********************** /*********************************** ********************** ********** Chip type : ATmega32 Program type : Application Clock frequency : 11.059200 MHz Memory model : Small External SRAM SRAM size : 0 Data Stack size : 512 *********************************************/ //inisialisasi mikrokontroler #include //inisialisasi penggunaan perintah matematika #include //inisialisasi penggunaan perintah delay #include //inisialisasi LCD di portd #asm .equ __lcd_port=0x12 #endasm #include //inisialisasi ADC 8 bit #define ADC_VREF_TYPE 0x60 unsigned char read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input|ADC_VREF_TYPE; // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCH; } // deklarasi variable yang digunakan #define SigOut PORTB.0 #define SigIn PINB.0 #define DirSig DDRB.0 unsigned int counter; unsigned int time; unsigned int distance; unsigned char Baris1[33]; char buf[33];
char t[33]; //program utama void main(void) { // deklarasi variable unsigned char dtadc; //inisialisasi porta sebagai input PORTA=0x00; DDRA=0x00; //inisialisasi portb sebagai input PORTB=0x00; DDRB=0x00; //inisialisasi portc sebagai output PORTC=0x00; DDRC=0xFF; Inisialisasi portd sebagai input PORTD=0x00; DDRD=0x00; //inisialisasi timer counter TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // isialisasi Timer/Counter 1 TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // inisialisasi Timer/Counter 2 ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // inisialisasi External Interrupt(s) MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;
// inisialisasi Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) TIMSK=0x00;
//inisialisasi analog comperator ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization ADMUX=ADC_VREF_TYPE; ADCSRA=0x86; lcd_init(16); //inisialisasi LCD while (1) //program perulangan { ulang: lcd_clear(); //menghapus LCD PORTC.0=0; //portc=0(pompa =off) time=0; //waktu pengisian=0 dtad dtadc= c=rea read_ d_ad adc(0 c(0); ); //baca //baca data data adc adc di di cha chane nel(0 l(0)) dtadc=dtadc*0 dtadc=dtadc*0.0392 .0392;; //setingan //setingan volume=dtadc volume=dtadc*0.0 *0.0392 392 lcd_ lcd_g gotox otoxy( y(0 0,0); ,0); //s //siapk iapkan an tam tampi pila lan n di di LC LCD bar baris is 1 kolo kolom m1 sprintf(buf,"S sprintf(buf,"SET= ET= %d Liter",dtadc); Liter",dtadc); //menampilkan //menampilkan data volume volume lcd_puts(buf); //menampilkan data volume ke LCD delay_ms(10); //tunda waktu 10 ms if (PINB.1==0) //jika pinb.1=0/jika tombol start ditekan { PORTC.0=1; while (dtadc>0)
//portc.0=1/pompa=on //jika data seting volume lebih
dari 0 { time++; //waktu pengisian=ON counter=0; //Initial value DirSig=1; //Set as output SigOut=1; //seting as input delay_us(5); //tunda waktu 5ms SigOut=0; //input =0 DirSig=0; //Set as input SigOut=1; //Pullup activated whil whilee (Sig (SigIn In== ==0) 0){} {} //ji //jika ka inpu input= t=0 0 while ile (SigIn==1){counter++;} jika input=1, conter =counter+1 distance=((counter*0.03442)/2)*10; (atas=0-bawah=28)
//menghitung jarak
distance=28-dist distance=28-distance; ance; //mengenolkan //mengenolkan jarak sesuai sesuai tangki tangki (atas=28-bawah=0) distance=distance/3;
// menhitung liter(dibagi3)
lcd_gotoxy(0,0);
//siapkan tampilan LCD di
baris1,kolom baris1,kolom1 1 sprintf(t,"time= %d ms",time); lcd_puts(t);
// menampilkan waktu //tampilkan data waktu
ke LCD lcd_gotoxy(0,1);
//siapkan tampilan LCD di
baris2 kolom1 kolom1 sprintf(Baris1,"V= %d %d Liter",distance); Liter",distance) ; //menampilkan nilai volume air lcd_puts(Baris1);
//tampilkan volume
air ke LCD
if (dist (distan ance ce==d ==dtad tadc) c)
//jik //jikaa volume volume air=s air=set eting ingan an
volume { PORTC.0=0; //pompa=off // lcd_clear(); //hapus tampilan LCD lcd_gotoxy(0,1);//siapkan tampilan LCD di baris 2 kolom1 kolom1 lcd_putsf("PROSES SELESAI");//tampilkan ke LCD delay_ms(500);
//tunda
waktu 500ms goto ulang;
//kembali ke
label ulang } delay_ms(10); } }; }; }
LAMPIRAN B
//tunda waktu 10 ms
Dokumentasi
Gambar Pengukuran Tegangan Pada Powe Pada Powerr Supply
Gambar Pengukuran Tegangan Pada Driver Pada Driver Relay Relay
Gambar Alat
View more...
Comments
