PERANCANGAN ALAT UKUR TEKANAN UDARA DENGAN
MENGGUNAKAN SENSOR PRESSURE GAUGE MPX5700
BERBASIS ATMega8535
TUGAS AKHIR
IRA FADILLAH
112411024
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 METROLOGI DANINSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERANCANGAN ALAT UKUR TEKANAN UDARA DENGAN
MENGGUNAKAN SENSOR PRESSURE GAUGE MPX5700
BERBASIS ATMega8535
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya Jurusan D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PERSETUJUAN
Yang bertanda tangan di bawah ini, Dosen Pembimbing Tugas Akhir menyatakan bahwa Laporan Tugas Akhir:
Dengan judul:
PERANCANGAN ALAT UKUR TEKANAN UDARA
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR PRESSURE GAUGE
MPX5700 BERBASIS ATMega8535
Telah selesai diperiksa dan dinyatakan selesai, serta dapat diajukan dalam sidang pertanggungjawaban laporan tugas akhir.
Diluluskan di Medan,Juli 2014
KetuaProdi D3 Metrologi & Instrumentasi
FMIPA USU Pembimbing,
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT UKUR TEKANAN UDARA DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR PRESSURE GAUGE MPX5700 BERBASIS
ATMega 8535
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 17 Juli 2014
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuai waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis
Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
PERANCANGAN ALAT UKUR TEKANAN UDARA
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR PRESSURE GAUGE
MPX5700 BERBASIS ATMega 8535
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis serta saudara kandung yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.
2. Ibu Dr. Diana A Barus, M.Sc,selaku Ketua Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku dosen pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc sebagai Penguji dalam persidangan meja hijau yang telah memberikan saran dan kritik sehingga Tugas Akhir ini dapat diperbaiki sebagaimanan mestinya.
7. Kepada seluruh staff BSML Regional 1 Medan yang tidak bisa disebutkan satu persatu terkhusus buat Bapak Tanto Kuntoyo yang telah melancarkan ide kepada penulis untuk menyeesaikan tugas akhir ini.
8. Seluruh keluarga besar JOB PERTAMINA-EMP GEBANG Ltd. Pangkalan Susu. Khususnya buat Pak RM Harianto T, AN Harianto, Koesnarto, H.M Syukri, Pak Taufik, Pak Rony Lilipaly dll yang telah memberikan banyak pengetahuan, dukungan serta refrensi sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan.
9. Bapak M. Makhrus Amd.Komp beserta keluarga yang telah memberikan dukungan, bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.
10.Saudara Irvan Syahputra yang telah memberikan dukungan, semangat serta do’a yang begitu besar kepada penulis.
11.Seluruh saudara sekaligus sahabat, yaitu: Iftitah Rahayu, Tri Wahyu Ningsih, Kiki M Sitompul, Diki Wahyudi SH, Silvia Chairunissa, Dita Ulfie K, Taufik Hidayat SE, Sri Herlinawati SE, Meike Editha, Ferdinand A Simarmata Amd.Komp, Abdul Mutholib SE dll, yang telah banyak memberikan doa dan dukungan kepada penulis.
12.Seluruh teman serta sahabat D3 Metrologi dan Instrumentasi Angkatan 2011 antara lain: Mestika, Naimah, Joko, Choky, Steviana, Zuma, Wirda CS, Adinda CS, dan masih banyak lagi yang pasti buat teman-teman seperjuangan yang belum sempat penulis sebutkan yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada penulis dalam penulisan tugas akhir ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifatnya membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, 17 Juli 2014
Hormat Saya,
ABSTRAK
Pada tugas akhir ini telah dikembangkan sebuah alat ukur tekanan udara untuk mengetahui suatu tekanan udara dalam ruang tertutup dengan hasil pengukuran berupa satua psi dan dikonversikan ke kPa. Pada alat akur ini, alat pembantu dalam pengukuran tekanan adalah dengan menggunakan sensor pressure gauge seri MPX5700 yang kemudian akan diaplikasikan menggunakan beberapa komponen sehingga menjadi sebuah alat ukur. Sebuah tekan udara akan diberikan dari alat berupa pompa sepeda kemudian tekanan udara akan masuk ke sensor. Keluaran dari sensor kemudian akan masuk ke port ADC pada Mikro dan diubah menjadi data digital. Dari hasil pengujian beberapa sampel diatas maka didapat nilai ADC yang hampir mendekati dengan nilai sebenarnya.
ABSTRAC
In this final project has developed an air pressure gauge to determine the air pressure in a confined space with measurement results in the form of satua psi and converted to kPa. At this along tool, a tool to help in the measurement of pressure is to use a gauge pressure sensor MPX5700 series which will then be applied using several components so that it becomes a measuring instrument. An air press will be given in the form of tools bicycle pump then the air pressure will go into the sensor. The output of the sensor will then be entered into the ADC port on Micro and converted into digital data. From the results of testing several samples above the ADC values obtained are almost close to the true value.
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Penulisan ... 2
1.3Batasan Masalah ... 2
1.4Sistem Penulisan Laporan ... 2
BAB IILANDASAN TEORI 2.1Teori Umum ... 4
2.2 Sensor Pressure Gauge MPX5700 ... 5
2.3 Mikrokontroller ATMega8535 ... 5
2.3.1 Konfigurasi PIN ATMega8535 ... 8
2.3.2 Port-Port Pada ATMega8535 Dan Fungsinya ... 9
2.4LCD (Liquid Crystal Display) ... 11
2.5Pemrograman C ... 15
2.5.1 Kelebihan dan Kelemahan Bahasa C ... 16
2.5.2 Fungsi Penyusun Bahasa C ... 17
2.5.3 Kondisi di Bahasa C... 19
BAB IIIANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1 Diagram Blok Rancangan ... 20
3.2 Rangkaian Power Supply ... 21
3.3Rangkaian Sensor Pressure Gauge MPX5700 ... 22
3.4Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ... 23
3.5Pengaplikasian LCD ... 24
BAB IVPENGUJIAN ALAT UKUR DAN ANALISIS PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply ... 26
4.2 Pengujian Sensor Pressure Gauge MPX5700 ... 27
4.3Pengujian Mikrokontroler ATMega8535 ... 29
4.4Pengujian Rangkaian LCD 2x16 ... 30
4.5 Pengujian Rangkaian Keseluruhan ... 31
4.6 Kalibrasi Alat Ukur Tekanan Udara ... 31
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 34
5.2 Saran ... 35 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Sensor Pressure Gauge MPX5700 ... 5
Gambar 2.2 Blok Diagram ATMega8535 ... 7
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535 ... 8
Gambar 2.4 LCD Character 16x2 ... 11
Gambar 2.5 Penunjukkan Kolom dan Baris Pada LCD 16x2 ... 12
Gambar 2.6 Spesifikasi LCD 16x2 ... 12
Gambar 2.7 Diagram-alir 4 Bit Antarmuka ... 14
Gambar 2.8 Diagram-alir 8 Bit Antarmuka ... 14
Gambar 3.9 Diagram Blok Sistem ... 20
Gambar 3.10 Rangkaian Power Supply ... 21
Gambar 3.11 Rangkaian Sensor Pressure Gauge MPX5700 ... 22
Gambar 3.12 Rangkaian Skematik Minimum Mikrokontroler ATMega8535 ... 23
Gambar 3.13 Rangkaian Skematik Konektor yang Dihubungkan Dari LCD keMikrokontroler ... 24
Gambar 3.14 Alur Proses Kerja Rngkaian ... 25
Gambar 4.15 Pengujian Sensor Pressure Gauge MPX5700 ... 27
Gambar 4.16 Rangkaian Uji Mikrokontroller ATMega8535 ... 29
DAFTAR TABEL
ABSTRAK
Pada tugas akhir ini telah dikembangkan sebuah alat ukur tekanan udara untuk mengetahui suatu tekanan udara dalam ruang tertutup dengan hasil pengukuran berupa satua psi dan dikonversikan ke kPa. Pada alat akur ini, alat pembantu dalam pengukuran tekanan adalah dengan menggunakan sensor pressure gauge seri MPX5700 yang kemudian akan diaplikasikan menggunakan beberapa komponen sehingga menjadi sebuah alat ukur. Sebuah tekan udara akan diberikan dari alat berupa pompa sepeda kemudian tekanan udara akan masuk ke sensor. Keluaran dari sensor kemudian akan masuk ke port ADC pada Mikro dan diubah menjadi data digital. Dari hasil pengujian beberapa sampel diatas maka didapat nilai ADC yang hampir mendekati dengan nilai sebenarnya.
ABSTRAC
In this final project has developed an air pressure gauge to determine the air pressure in a confined space with measurement results in the form of satua psi and converted to kPa. At this along tool, a tool to help in the measurement of pressure is to use a gauge pressure sensor MPX5700 series which will then be applied using several components so that it becomes a measuring instrument. An air press will be given in the form of tools bicycle pump then the air pressure will go into the sensor. The output of the sensor will then be entered into the ADC port on Micro and converted into digital data. From the results of testing several samples above the ADC values obtained are almost close to the true value.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Udara memiliki massa meskipun sangat kecil. Akan tetapi dengan jumlah mereka yang sangat banyak massa mereka tidak bisa dianggap ringan. Di bumi ada yang namanya gravitasi yang menarik udara ini ke bawah sehingga dikenal namanya berat. Berat udara inilah yang akan menekan permukaan bumi sehingga timbul tekanan udara. Jadi pengertian tekanan udara adalah besarnya berat udara pada satu satuan luas bidang tekan.
Dasar pengambilan judul Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui tekanan udara yang terdapat didalam ruang kosong dengan menggunakan sensor Pressure Gauge Series MPX5700 berbasis mikrokontroler ATMega8535 yang kemudian hasil
pembacaan data akan ditampilkan pada LCD Character dalam bentuk digital. Hasil data pendeteksi ini dapat langsung diketahui secara cepat dalam satuan psi yang kemudian akan dikonversikan secara manual ke dalam satuan kPa.
Berdasarkan latar belakang tersebut maka pada Tugas Akhir ini, Penulis membuat proyek dengan topik:
PERANCANGAN ALAT UKUR TEKANAN UDARA DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR PRESSURE GAUGE MPX5700 BERBASIS
ATMega8535
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan laporan proyek ini adalah sebagai berikut.
1. Merancang suatu alat pengukuran tekanan udara berbasis Mikrokontroler ATMega8535.
2. Mengetahui konsep maupun cara kerja sensor Pressure Gauge MPX5700 dan merangkainya dengan komponen lain sehingga menjadi suatu alat ukur.
3. Memahami tentang penggunaan dan cara kerja alat ukur tekanan udara memakai MPX5700 berbasis Mikrokontroler ATMega8535.
1.3Batasan Masalah
Pembatasan masalah dalam proyek ini hanya mencakup beberapa point utama, diantaranya adalah sebagai berikut.
1. Pembahasan Sensor Pressure Gauge Series MPX5700 hanya sebatas pengukuran tekanan udara (kPa).
2. Mikrokontrol yang digunakan adalah ATMega8535 yang hanya difungsikan sebagai pembaca arus dan menghitung besaran daya.
3. Display LCD yang digunakan hanya difungsikan sebagai penampil hasil
proses input dan output. 1.4 Sistem Penulisan Laporan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman dalam laporan ini maka penulis memberikan sistematika penulisan sebagai berikut.
BAB I : PENDAHULUAN
BAB II : LANDASAN TEORI
Berisi penjelasan dasar teori mengenai konsep yang digunakan dalam pembuatan sistem pendeteksi tekanan udara ini.
BAB III : ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Pada Rancangan sistem dijelaskan sistem kerja dalam diagram blok. BAB IV : PENGUJIAN ALAT UKUR DAN ANALISIS RANGKAIAN
Rangkaian sensor Pressure Gauge diuji sedemikian rupa sehingga dapat dipergunakan sebagaimana semestinya.
BAB V :KESIMPULAN DAN SARAN
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Umum
Pressure (tekanan) adalah gaya yang diberikan pada per unit area. Bisa juga
dijelaskan bahwa pressure adalah ukuran intensitas gaya yang diberikan pada suatu titik permukaan. Satuan tekanan untuk hasil pengukuran tekanan biasanya berupa psi, psf, mmHg, inHg, bar, dan atmosphere (atm). Namun satuan yang digunakan dalam hasil pengukuran tekanan ini adalah satuan psi.
Besarnya tekanan udara disuatu tempat sangat bergantung pada jumlah udara diatasnya. Semakin tinggi suatu tempat maka semakin sedikit jumlah udara diatasnya, semakin sedikit berat udara yang ditahan wilayah tersebut sehingga tekanannya semakin sedikit. Berbanding terbalik dengan daerah atau dataran rendah, mereka mempunyai tekanan udara yang lebih besar. Jadi tekanan udara di suatu wilayah sangat ditentukan oleh ketinggian tempat atau wilayah tersebut dari permukaan air laut.
Dalam pembahasan kali ini, tekanan yang diukur adalah tekanan diruang tertutup. Udara di dalam ruang tertutup memiliki ciri yang berbeda dengan udara di ruang terbuka (atmosfer). Ciri-ciri tersebut menyangkut volume, tekanan, dan suhu. Alat pengukur tekanan udara dalam ruang tertutup disebut manometer.
2.2 Sensor Pressure Gauge MPX5700
Pressure gauge adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan fluida
(gas atau liquid) dalam tabung tertutup. Satuan dari alat ukur tekanan ini berupa psi
(pound per square inch), psf (pound per square foot), mmHg (millimeter of mercury),
inHg (inch of mercury), bar, atm (atmosphere).
Gambar 2.1 Konfigurasi Sensor Pressure Gauge MPX5700
Gambar 2.1 merupakan konfigurasi sensor pressure gauge seri MPX5700DPCASE 867C-05. Sensor ini memiliki daerah ukur untuk tekanan dari 0-700 kPa, dengan tingkat akurasi ±2,5%. Idealnya cocok untuk sistem Microprosessor atau Microcontroller. Untuk mengkonversi terhadap hasil pengukuran tekanan udara tertutup, sensor ini memerlukan suatu sirkuit listrik tambahan. Kelebihan dari sensor ini adalah memiliki kepekaan yang baik terhadap tekanan yang dihasilkan, masa aktif yang lama, dan membutuhkan biaya yang lebih rendah. Sensor ini juga memiliki tingkat sensitivitas yang rendah sehingga mudah dibawa kemana-mana, karena sensor ini akan bekerja jika ada tekanan udara yang diberikan. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MPX5700 ini, tekanan didalam ruang tertutup dapat diukur.
2.3 Mikrokontroler ATMega8535
karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer).
Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan mikrokontroler seri MCS-51. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set
Computer). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu
keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, Keluarga ATMega, dan AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, kelengkapan periferal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki.
ATMega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya rendah berbasis arsitektur RISC. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATMega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATMega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah.
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan. Fitur-fitur tersebut antara lain:
- Saluran I/O sebanyak 32 buah, yang terdiri atas Port A, B, C dan D
- ADC (Analog to Digital Converter) dengan resolusi 10-bit sebanyak 8 saluran melalui Port A
- CPU yang terdiri atas 32 register
- Watchdog Timer dengan osilator internal
- SRAM sebesar 512 byte
- Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write - Unit Interupsi Internal dan Eksternal
- Port antarmuka SPI untuk mendownload program ke flash - EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi - Antarmuka komparator analog
- Port USART untuk komunikasi serial
Gambar 2.2 Blok Diagram ATMega8535
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah satu alat untuk display berbagai
character. Antaranya LCD yang mempunyai dot matrix controller HD44780.
HD44780 boleh beroperasi pada 5X8 atau 5X10 dot matrix. LCD ini mempunyai beberapa ukuran mengikut bilangan character. Antaranya 16X2 atau 20X4 character. 16X2 character bermakna LCD itu mempunyai 16 character pada line dengan 2 lines. LCD ini mempunyai 16 pin.
Gambar 2.4 LCD Character 16x2
LCD adalah LCD yang tampilannya terbatas pada tampilan karakter, khususnya karakter ASCII (seperti karakter-karakter yang tercetak pada keyboard komputer). Sedangkan LCD Graphics = LCD Grafik, adalah LCD yang tampilannya tidak terbatas, bahkan dapat menampilkan foto. LCD Grafik inilah yang terus berkembang seperti layar LCD yang biasa dilihat di notebook atau laptop. Dalam pembahasan kali ini akan dikonsentrasikan pada LCD karakter.
Gambar 2.5 Penunjukkan Kolom dan Baris Pada LCD 16x2
LCD Karakter dalam pengendaliannya cenderung lebih mudah dibandingkan dengan LCD Grafik. Namun ada kesamaan diantara keduanya, yaitu inisialisasi. Inisialisasi adalah prosedur awal yang perlu dilakukan dan dikondisikan kepada LCD agar LCD dapat bekerja dengan baik. Hal yang sangat penting yang ditentukan dalam proses inisialisasi adalah jenis interface (antarmuka) antara LCD dengan controller (pengendali). Pada umumnya terdapat dua jenis antarmuka yang dapat digunakan dalam pengendalian LCD karakter:
Untuk dapat mengendalikan LCD karakter dengan baik, tentu perlu koneksi yang benar. Dan koneksi yang benar dapat diwujudkan dengan cara mengetahui pin-pin antarmuka yang dimiliki oleh LCD karakter tersebut. LCD karakter yang beredar di pasaran memiliki 16 pin antarmuka:
Gambar 2.6 Spesifikasi LCD 16x2 Keterangan:
1. VSS = GND
2. VDD = Positif 5 Volt
4. RS 5. R/W
6. E = pin 4 (RS) – pin 6 (E) digunakan untuk aktivasi LCD 7. DB0
8. DB1 9. DB2 10.DB3 11.DB4 12.DB5 13.DB6
14.DB7 = pin 7 (DB0) – pin 14 (DB7) digunakan untuk komunikasi data paralel dengan pengendali
15.Anoda LED Backlight LCD 16.Katoda LED Backlight LCD
Gambar 2.7 Diagram-alir 4 Bit Antarmuka
2.5 Pemrograman C
Akar dari bahasa C adalah bahasa BCPL yang dikembangkan oleh Martin
Richards pada tahun 1967. Bahasa ini memberikan ide pada Ken Thompson yang
kemudian mengembangkan bahasa yang disebut dengan B pada tahun 1970.
Perkembangan selanjutnya dari bahasa B adalah bahasa C yang ditulis oleh Dennis
Ritchie sekitar tahun 1970-an di Bell Telephone Laboratories Inc. (sekarang adalah
AT&T Bell Laboratories). Bahasa C pertama kali digunakan pada komputer Digital
Equipment Corporation PDP-11 yang menggunakan sistem operasi UNIX.
Standar bahasa C yang asli adalah standar dari UNIX.Sistem operasi, kompiler
C dan seluruh program aplikasi UNIX yang esensial ditulis dalam bahasa C.
Kepopuleran bahasa C membuat versi-versi dari bahasa ini banyak dibuat untuk
komputer mikro. Untuk membuat versi-versi tersebut menjadi standar, ANSI
(American National Standard Institutes) membentuk suatu komite (ANSI Committee
X3J11) pada tahun 1983 yang kemudian menetapkan standar ANSI untuk bahasa C.
Standar ANSI ini didasarkan kepada standar UNIX yang diperluas.
Bahasa C mempunyai kemampuan lebih dibanding dengan bahasa
pemrograman yang lain. Bahasa C merupakan bahasa pemrograman yang bersifat
portabel, yaitu suatu program yang dibuat dengan bahasa C pada suatu komputer akan
dapat dijalankan pada komputer lain dengan sedikit (atau tanpa) ada perubahan yang
berarti.
Bahasa C merupakan bahasa yang biasa digunakan untuk keperluan
pemrograman sistem, antara lain untuk membuat:
1. Assembler
2. Interpreter
4. Sistem Operasi
5. Program bantu(utility)
6. Editor
7. Paket program aplikasi
2.5.1 Kelebihan dan Kelemahan Bahasa C
Bahasa C mempunyai beberapa kelebihan dibanding dengan bahasa
pemrograman yang lain, yaitu:
- KelebihanBahasa C
1. C mempunyai operator yang lengkap untuk memanipulasi data.
2. Berbagai struktur data dan pengendalian proses disediakan dalam C, sehingga
memungkinkan dibuat program yang terstruktur, bahkan program yang
berorientasi pada objek OOP (Object Orientied Programming).
3. Dibanding dengan bahasa mesin atau rakitan (assembly), C jauh lebih mudah
dipahami dan pemrogram tidak perlu tahu detail mesin komputer yang
digunakan sehingga tidak menyita waktu dalam menyelesaikan masalah ke
dalam bentuk program. C merupakan bahasa yang berorientasi pada
permasalahan (objek), dan bukan berorientasi pada mesin.
4. Kecepatan eksekusi C mendekati kecepatan eksekusi program yang dibuat
dengan bahasa tingkat rendah, namum kemudahan dalam memprogram setara
dengan bahasa tingkat tinggi.
5. C memungkinkan memanipulasi data dalam bentuk bit maupun byte secara
efisien. Disamping itu juga memungkinkan untuk melakukan manipulasi
alamat dari suatu data yang dalam C dinamakan pointer.
1. Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang
membingungkan pemakai, yang jika belum familiar akan menimbulkan
masalah.
2. Para pemrogram C tingkat pemula umumnya belum pernah mengenal pointer
dan tidak terbiasa menggunakannya, padahal keampuhan bahasa C justru
terletak pada pointer.
Namun kesulitan di atas biasanya hanya bersifat sementara saja.
2.5.2 Fungsi Penyusun Bahasa C
- Fungsi main()
Pada program bahasa C, main() merupakan fungsi yang istimewa, karena
fungsi main harus selalu ada dalam program, sebab fungsi inilah yang menjadi titik
awal dan titik akhir eksekusi program. Tanda { di awal fungsi menyatakan awal tubuh
fungsi dan sekaligus awal program, sedangkan tanda } di akhir tubuh fungsi
menyatakan akhir dari tubuh fungsi sekaligus akhir eksekusi program. Jika program
lebih dari satu fungsi, fungsi main() biasa ditempatkan pada posisi yang paling atas
dalam pendefinisian fungsi, untuk memudahkan pencarian program utama.
- Fungsi printf()
Fungsi printf() merupakan fungsi yang umum digunakan untuk menampilkan
suatu keluaran program pada layar penampil (monitor). Untuk menampilkan tulisan
Selamat Datang maka pernyataan yang diperlukan berupa:
printf("Selamat Datang");
Pernyataan di atas berupa pemanggilan fungsi printf() dengan
argumen/parameter berupa string "Selamat Datang". Dalam C suatu konstanta string
selalu diakhiri dengan titik koma ( ; ), yang dipakai sebagai pemberhentian pernyataan
dan bukanlah sebagai pemisah antara dua pernyataan.
Contoh berikut adalah contoh program yang agak lengkap:
#include
main()
{
printf("Selamat datang di program bahasa C");
}
Jika program dieksekusi maka akan menghasilkan keluaran string Selamat darang di
program bahasa C.
- Praprosesor #include
Pada contoh program sebelumnya terdapat baris yang berisi #include :
1. #include merupakan salah satu jenis pengarah praprosesor yang digunakan
untuk memberitahu kompiler agar dalam proses linking membaca file yang
dinamakan file judul (header file), yaitu file yang diantaranya berisi deklarasi
fungsi dan definisi konstanta.
2. Bahasa C menyediakan beberapa file judul yang ditandai dengan ekstensi .h.
Misal, pada program di atas, #include menyatakan pada kompiler agar
membaca file bernama stdio.h saat melakukan kompilasi.
3. Bentuk umum #include: #include atau #include "namafile"
4. Bentuk pertama ( #include ) mengisyaratkan bahwa pencarian file dilakukan
pada direktori khusus (direktori file include), yang merupakan default direktori
file-file judul yang disediakan oleh bahasa pemrograman.
5. Bentuk kedua ( #include "namafile" ) menyatakan bahwa pencarian file
seandainya tidak ditemukan pencarian akan dilanjutkan pada direktori lainnya
sesuai dengan perintah pada sistem operasi (yaitu path).
6. Kebanyakan program melibatkan file stdio.h, yaitu file judul I/O standar yang
disediakan dalam C, yang diperlukan untuk program-program yang
menggunakan pustaka fungsi I/O standar seperti printf().
2.5.3 Kondisi di bahasa C
Kondisi dalam bahasa C ada dua macam yaitu if dan switch
pernyataan if mempunyai bentuk :
if(kondisi)
pernyataan;
Bentuk ini menyatakan :
Jika kondisi yang di seleksi adalah benar (bernilai logika = 1), maka
pernyataan yang mengikutinya akan di proses.
Sebaliknya, jika kondisi yang di seleksi tidak benar (bernilai logika = 0), maka
Mikrokont rol ATMega
PSA
Modul Sensor MPX5700
LCD
BAB III
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1Diagram Blok Rancangan
Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari suatu atau lebih komponen yang memiliki kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok komponen mempengaruhi komponen yang lainnya. Diagram blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu sistem. Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum.
Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang, seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.9
Gambar 3.9 Diagram Blok Sistem
Dari diagram blok di atas menggambarkan bahwa sistem yang penulis rancang akan mengukur tekanan udara dalam ruang kosong dengan menggunakan sensor pressure gauge MPX5700 dalam satuan kPa yang kemudian akan dikonversikan ke
kemudian data dikalkulasikan dengan rumusan tertentu sehingga pada tahap berikutnya sistem dapat menentukan apakahtekanan udara yang dihasilkansudah sesuai dengan nilai yang seharusnya atau belum. Nilai tekanan udara yang sedang di pantau oleh sensor akan ditampilkan ke display LCD (Liquid Crystal Display)yang ditampilkan dalam suatu bentuk tegangan keluaran yaitu dengan ketentuan 6,4 Mv/kPa dan 6,4 mV/0,145 psi yang kemudian akan dikonversikan menjadi satuan psi dan kPa.
3.2 Rangkaian Power Supply
Gambar3.10 Rangkaian Power Supply
Rangkaian power supply berfungsi mensupplay arus dan tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian power supply ini terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian atau dengan kata lain menghidupkan seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke relay. Rangkaian skematik power supply dapat dilihat pada gambar 3.10 di atas. Trafo stepdown yang berfungsi untuk
agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi sebagai penguat arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran jembatan dioda.
3.3 Rangkaian Sensor Pressure Gauge MPX5700
Gambar 3.11 Rangkaian Sensor Pressure Gauge MPX5700
tegangan keluaran yang dihasilan dari pembacaan tekanan. Pada kaki 2 merupakan ground dan pada kaki 3 merupakan Vcc.
Sensor tidak diperkenankan diberikan tegangan melebihi dari 5 Volt. Serta output pada pin 3 jangan terjadi hubungan singkat dengan Vcc. Sedangkan untuk
tekanan yang diizinkan sensor MPX5700 mampu mensensing tekanan hingga maksimum 700 kPa (101.5 psi). Tingkat ketelitian dari sensor sebesar 2,5% dengan kompensasi suhu sebesar 0°C sampai 85°C.
3.4 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
ATMega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATMega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat
disainer sistem untuk mengoptimasi komsumsi daya versus kecepatan proses.
3.6 Alur Kerja Rangkaian
Untuk menyederhanakan proses perhitungan dan pembacaan sistem ditunjukkan seperti pada Gambar 3.14 berikut ini.
Gambar 3.14 Alur Proses Kerja Rangkaian Start
Inisialisasi Program
Baca Data Tekanan Udara Dari Sensor
Ubah Data Dari Sensor pada ADC
Olah Data di Mikro
Tampilan Hasil di LCD
BAB IV
PENGUJIAN ALAT UKUR DAN ANALISIS RANGKAIAN
Sebelum dilakukan pengukuran watt dengan berbagai beban resistif pada alat maka terlebih dahulu dilakukan beberapa prosedur pengujian yang penting, diantaranya adalah pengujian dan kalibrasi terhadap:
1. Pengujian PSA
2. Pengujian Sensor Pressure Gauge MPX5700 3. Pengujian Mikrokontroller ATMega8535 4. Pengujian Rangkaian LCD 2x16
5. Pengujian Rangkaian Keseluruhan 6. Kalibrasi Alat Ukur Tekanan Udara
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply
Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka
4.2 Pengujian Sensor Pressure Gauge MPX5700
Pengujian sensor tekanan ini, diukur menggunakan alat ukur tekanan udara atau seperti perangkat untuk mengukur tekanan udara.
Gambar 4.15 Pengujian Sensor Pressure Gauge MPX5700
Dapat dilihat pada gambar diatas, untuk pengujian sensor ini sendiri digunakan peralatan seperti pompa sepeda yang dihubungkan ke selang yang telah terhubung ke sensor itu sendiri dan sensor itu sendiri dihubungkan ke perangkat alat ukur tekanan.
tegangan merupakan hasil tekanan setiap kPa. Namun pada hasil pengujian Penulis menambahkan nilai psi sebagai pembanding antara standar tekanan (Manual Pressure Gauge) dengan hasil alat pengukuran tekanan yang telah dirancang oleh Penulis
(Digital Pressure Gauge). Jika ingin mencari nilai kPa pada hasil pengukuran, maka
yang harus dilakukan adalah dengan menghitung nilai hasil tekanan berupa tegangan ke psi. Untuk perhitungan nilai tekanan dalam psi dan kPa, keluaran tegangan sensor sebesar 6,4 mV/kPa dan 6,4 mV/0,145 psi. Untuk memudahkan dalam pengkonversian hasil pengukuran, nilai 6,4 mV/0,145 psi sama-sama dibagi 10 menjadi 64 mV/1,45 psi. Misalnya pada pengujian hasil tekanan pada gambar 4.16 dihasilkan adalah 586.26 mV dengan 13,28 psi. Kemudian cara menghitung tekanan (P) secara teori (psi) dan kPa nya adalah sebagai berikut:
,
... (1)
,
... (2) 1 psi = 6,89 kPa1 kPa = 1,45 psi
Menghitung tekanan yang terbaca secara teori : , ,
, ,
, ,
4.3 Pengujian Mikrokontrol ATMega8535
Pengujian mikrokontrol ATM 8535 dengan menggunakan suatu program sesuai dengan rangkaian seperti pada Gambar 4.17 adalah sebagai berikut.
Gambar 4.16 Rangkaian Uji Mikrokontrol ATMega8535
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dilakukan dengan menghubungkan rangkaian tersebut terhadap power supply sebagai sumber tegangan. Kaki 10 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 11 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 10 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 10 sebesar 4,9 volt.
Langkah selanjutnya adalah memberikan program pengujian pada mikrokontroler ATMega 8535 yaitu seperti listing program sebagai berikut:
Listing ProgramPengujian Mikrokontrol
#include <stdio.h> while (1)
{
// Place your code here PORTA=0xFF;
DDRA=0xFF; {
delay_us(100); PORTA=0x00; DDRA=0x00; }
4.4 Pengujian Rangkaian LCD 2x16
Pengetesan ini bertujuan untuk mengetahui apakah LCD tersebut dapat menampilkan pesan-pesan sesuai dengan proses yang diharapkan. Listing program
pengetesan LCD : Cls
LCD "SENSOR PRESSURE GAUGE MPX5700"
Lowerline
LCD "MPX5700"
4.5 Pengujian Rangkaian Keseluruhan
Secara elektronis rangkaian telah bekerja dengan baik, output dari mikrokontroler dapat mengirimkan data ke LCD. Tampilan pada LCD dapat menampilkan nilai tekanan udara yang dikirimkan oleh sensor pressure gauge MPX5700 yang menampilkan hasil tegangan yang dihasilkan dengan setiap tegangan per psi.
Gambar 4.17 Pengujian Rangkaian Keseluruhan 4.6 Kalibrasi Alat Ukur Tekanan Udara
Dalam proses perancangan suatu alat ukur, tentu tidak terlepas dari proses kalibrasi yang digunakan untuk membandingkan antara suatu alat ukur yang telah standar dengan alat ukur yang baru dirancang agar dapat diketahui mengenai suatu kebenaran pengukuran.
standar yang terhubung dengan standar Nasional maupun Internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Ada tiga alasan penting mengapa sebuah alat ukur perlu dikalibrasi:
1. Memastikan bahwa penunjukkan alat tersebut sesuai dengan hasil pengukuran lain
2. Menentukan akurasi penunjukkan alat
3. Mengetahui keandalan alat, yaitu bahwa alat tersebut dapat dipercayai
Dalam proses kalibrasi pada perancangan alat ukur ini, standar acuan yang digunakan adalah Manual Pressure Gauge atau sering disebut sebagai Manometer tetapi pembacaan secara manual yang telah terhubung pada pompa sepeda. Berikut merupakan tabel hasil kalibrasi alat ukur yang telah didapat dari proses pengkalibrasian.
Tabel 4.3 Hasil Kalibrasi Alat Ukur Standar (Standar Acuan (psi) – Digital Pressure Gauge
90 89,92 3968,96 89,91 619,47 ± 0,07
100 98,95 4367,28 98,94 681,69 ± 1,05
Dari hasil kalibrasi tersebut dapat kita ketahui bahwa nilai tekanan yang ditetapkan pada standar acuan (Manual Pressure Gauge) dengan nilai pembacaan pada Digital Pressure Gauge hampir mendekati standar dengan nilai tegangan yang dihasilkan semakin tinggi tekanan yang diberikan maka semakin tinggi pula tegangan (mV) yang terbaca. Sedangkan untuk setiap tekanan (psi) baik dalam pembacaan secara langsung (Digital Pressure Gauge) maupun secara teori (psi) menghasilkan hasil pengukuran yang tidak jauh berbeda, hanya sekitar ± 2,5% tingkat koreksinya (error). Hal ini sesuai dengan tingkat koreksi yang dimiliki oleh sensor Pressure
Gauge itu sendiri.Untuk hasil pengukuran tekanan psi yang dikonversikan ke kPa
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Sensor Pressure Gauge MPX5700 cukup baik dalam pengukuran tekanan udara didalam ruang hampa.
2. Pada pembacaan tekanan yang diberikan terhadap alat baik secara teori maupun praktek, hasilnya hampir mendekati angka sebenarnya yang tertera pada alat ukur standar.
3. Pada hasil pengkonversian dari psi ke kPa hasil konversi yang didapat hampir mendekati titik maksimal tekanan kPa yang telah ditetapkan yaitu maksimal 700 kPa untuk 100 psi. Misalnya pada pembacaan alat 98,95 psi menjadi 681,69 kPa. 4. Dari hasil kalibrasi, tingkat akurasi (error) yang telah didapat ± 2,5%. Hal ini
menunjukkan bahwa sensor yang dipakai sangat baik karena sesuai dengan nilai koreksi yang telah ditetapkan.
5.2 Saran
Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:
1. Agar rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif.
DAFTAR PUSTAKA
Agfianto, Eko Putra. 2002. Teknik Antar Muka Computer : konsep & aplikasi. Yogyakarta: Graha Ilmu
Andrianto, Heri. 2008. Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA32 Menggunakan Bahasa C (CodeVision AVR). Bandung : Penerbit Informatika
Bhisop, Owen. 2004. Dasar-dasar Elektronika. Surabaya: Erlangga
Giancoli, Dauglas. 1998. Fisika Jilid 1 Edisi Kelima Terjemahan. Jakarta : Erlangga Malvino, Albert paul. 2003. Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2. Edisi Pertama.
Jakarta: Salemba Teknika.
Malvino, Albert paul. 2004 . Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2, Edisi Keempat, Jakarta : Salemba Teknika.
Opim S. Sitompul. 1995. Prinsip Dasar Pemrograman C. Jakarta: Ghalia Indonesia. Prentice-hall, inc., Englewood Cliffs Nj. 1999. Electronic Instrumentasi &
Measurement Tecniques. Jakarta: Erlangga
Tooley, Mike.2003. Rangkaian Elektronika Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga
Widodo, Budiharto. 2004. Elektronika Digital Dan Mikrokontroller.Yogyakarta: Andi http://bantu21.wordpress.com/2012/09/27/100/
Diakses pada 01Mei 2014 pukul 22.21 WIB
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16641/4/Chapter%20I.pdf Diakses pada 01 Mei 2014 pukul 22.31 WIB
