PERANCANGAN ALAT PENGISI CAIRAN DALAM GELAS
SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK
& SENSOR HAMBATAN GESER BERBASIS ATMEGA8535
SKRIPSI
DEVI LARASATI
140821011
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERANCANGAN ALAT PENGISI CAIRAN DALAM GELAS
SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK
& SENSOR HAMBATAN GESER BERBASIS ATMEGA8535
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Sarjana
DEVI LARASATI
140821011
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
PERSETUJUAN
Judul : Perancangan Alat Pengisi Cairan dalam Gelas secara Otomatis Menggunakan Sensor Ultrasonik dan Sensor Hambatan Geser Berbasis Atmega8535
Kategori : Skripsi
Nama : Devi Larasati
Nomor Induk Mahasiswa : 140821011
Program Studi : Sarjana (S-1) Fisika Ekstensi
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Diluluskan di Medan, Agustus 2016
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing, Ketua,
Dr. Marhaposan Situmorang Dr. Bisman P,M.Eng.Sc
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT PENGISI CAIRAN DALAM GELAS SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DAN SENSOR HAMBATAN GESER BERBASIS ATMEGA8535
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2016
DEVI LARASATI 140821011
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 sesuia 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.
Skripsi ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Sarjana pada Program Studi Fisika Ekstensi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Skripsi ini adalah
PERANCANGAN ALAT PENGISI CAIRAN DALAM GELAS SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DAN SENSOR HAMBATAN GESER BERBASIS ATMEGA 8535
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Skripsi 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. Bapak Dr. Bisman P,M.Eng,Sc selaku dosen pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Skripsi.
2. Seluruh Dosen dan Karyawan Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Kedua orang tua penulis serta saudara kandung yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis. 4. Teman terkhusus Reyfaldi Hermawan yang telah banyak membantu penulis
dalam menyelsaikan skripsi ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Skripsi ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, Agustus 2016
Penulis
PERANCANGAN ALAT PENGISI CAIRAN DALAM GELAS SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK & SENSOR
HAMBATAN GESER BERBASIS ATMEGA8535
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah alat untuk mengaplikasikan Codevision AVR pada ATMega 8535 dalam mengolah data pengisian cairan pada gelas secara otomatis berdasarkan ketinggian gelas dan secara manual berdasarkan input volume cairan. Pada mode otomatis, gelas akan dideteksi keberadaannya oleh limit switch, kemudian gelas diukur tingginya oleh potensiometer. Selanjutnya, limit switch dan potensiometer mengirimkan data ke mikrokontroler untuk diolah. Kemudian mikrokontroler mengaktifkan waterpump untuk menyalurkan cairan ke dalam gelas. Pengisian cairan di dalam gelas di kontrol oleh sensor ultrasonik HC-SR04 yang disesuaikan dengan hasil pengukuran tinggi gelas oleh potensiometer.
Pada mode volume, setelah menentukan volume cairan yang diinginkan, limit switch akan mendeteksi keberadaan gelas dan mengirimkan data ke mikrokontroler untuk diolah. Selanjutnya, mikrokontroler mengaktifkan waterpump untuk menyalurkan cairan ke dalam gelas. Pengisian cairan di dalam gelas dikontrol oleh flow meter EGO A-7 sesuai dengan jumlah volume yang ditentukan.
Hasil pengujian pada mode otomatis menunjukkan bahwa sistem mampu mengisi cairan ke dalam gelas secara otomatis dengan error 1 cm. Hasil pengujian menunjukkan pada mode volume bahwa sistem mampu mengisi cairan ke dalam gelas dengan error 30 mL.
PERANCANGAN ALAT PENGISI CAIRAN DALAM GELAS SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK & SENSOR
HAMBATAN GESER BERBASIS ATMEGA8535
ABSTRACT
The purpose of making this essay is to apply CodeVision AVR in ATMega8535 for data processing liquid loading on the glasses automatically based on the height of the glass and manually based on the input volume of fluid. In automatic mode, the glass will be detected by a limit switch, then glass height measured by a potentiometer. Furthermore, limit switches and potentiometers transmit the data to the microcontroller to be processed. Then the microcontroller activate the water pump to dispense the liquid into a glass. Filling the liquid inside the glass in the control by ultrasonic sensor HC-SR04 that is adapted to the measurement results of high glass by a potentiometer.
In volume mode, after determining the volume of fluid, limit switches will detect the presence of glasses and transmits the data to the microcontroller to be processed. Furthermore, the microcontroller activates waterpump to dispense the liquid into a glass. Filling the liquid inside the glass is controlled by a flow meter AGO A-7 in accordance with the amount specified volume.
The test results in automatic mode indicates that the system is capable of filling the liquid into the glasses automatically with an error of 1 cm. The test results show that the volume mode system capable of filling the liquid into a glass with 30 mL error.
Keywords: Mikrokontroler ATMega8535, HC-SR04, EGO A-7
DAFTAR ISI
Daftar Lampiran xi Bab 1 Pendahuluan 1.1. Latar Belakang ……… 1 2.1. Perangkat Keras (Hardware) ……… 4
2.1.1. Limit Switch . ……… 4
2.1.2. Sensor Potensiometer Geser ……… 5
2.1.3. Sensor Ultrasonik HC-SR04 ……… 6
2.1.4. Sensor Flow meter EGO A-7 ……… 9
2.1.5. Mikrokontroler ATMega8535 ……… 10
2.1.5.1.Fitur ATMega8535 ……… 12
2.1.5.2.Konfigurasi Pin ATMega 8535 …… 13
2.1.5.3.Peta Memori ATMega 8535 ……… 17
2.1.5.4.Status Register (SREG) ATMega8535 ….. 19
2.1.6. Tactile Push Button ……… 21
2.1.7. Water Pump ………. 21
2.1.8. LCD ………. 22
2.1.9. Relay ………. 23
2.2. Perangkat Lunak (Software) ………. 25
2.2.1. Bahasa Pemrograman Mikrokontroler …… 25
2.2.2. CodevisionAVR ……….……… 25
Bab 3 Perancangan Alat dan Pembuatan Sistem 3.1. Diagram Blok Sistem ……… 28
3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 ……… 29
3.3. Rangkaian Sensor Ultrasonik ……… 31
3.7. Perancangan Rangkaian Sensor Potensio Geser ……… 35
3.8. Perancangan Sensor Flowmeter ……… 36
3.9. Flowchart System ……… 38
Bab 4 Pengujian Alat dan Analisa Rangkaian 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ……… 40
4.2. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic ……… 40
4.3. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Potensio Geser…. 42 4.4. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Flowmeter …….. 42
4.5. Pengujian Rangkaian Relay ……… 43
4.6. Pengujian Input Push Button dan Limit Switch ……… 45
4.7. Pengujian Rangkaian LCD ………. 45
4.8. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan ……… 46
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan……… 49
5.2. Saran ……… 49
Daftar Pustaka ……… 50
Lampiran
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Penjelasan pin pada port B 15
Tabel 2.2. Penjelasan pin pada port C 16
Tabel 2.3. Penjelasan pin pada port D 17
Tabel 4.1. Data Jarak Deteksi Halangan 41
Tabel 4.2. Data Jarak hasil pengukuran potensio geser 42 Tabel 4.3. Data Jarak Hasil Pengujian Sensor Flowmeter 43
Tabel 4.4. Pengujian Relay 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Bentuk Fisik Limit Swicth 4
Gambar 2.2. Sistem Kerja Limit Switch 5
Gambar 2.3. Konstruksi dan Simbol Limit Switch 5 Gambar 2.4. Bentuk Fisik Potensiometer Geser 6 Gambar 2.5. Bentuk Fisik Sensor Ultrasonik 6 Gambar 2.6.Cara kerja sensor ultrasonik dengan transmitter
dan receiver (atas), sensor ultrasonik dengan single sensor yang berfungsi sebagai transmitter
dan receiver sekaligus 8
Gambar 2.7. Bentuk Fisik Sensor Water Flow EGO A-7 9 Gambar 2.8. Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP 14
Gambar 2.9. Peta Memori Program 18
Gambar 2.10. Peta Memori Data 18
Gambar 2.11. EEPROM Data Memori 19
Gambar 2.12. Status Register ATMega 8535 19
Gambar 2.13. Push Button Switch 21
Gambar 2.14. Water Pump 22
Gambar 2.15. LCD 22
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem 28
Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum
Mikrokontroller ATMEGA 8535 30 Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Ultrasonik 31
Gambar 3.4. Keluaran Pulsa Ultrasonik 32
Gambar 3.5. Rangkaian LCD 33
Gambar 3.6. Rangkaian Relay Pengendali Waterpump 34 Gambar 3.7. Rangkaian Input Push Button & Limit Swtich 35 Gambar 3.8. Rangkaian Sensor Potensio Geser 35 Gambar 3.9. Rangkaian Sensor Flowmeter 36 Gambar 3.10. Flowchart Cara Kerja Sistem 37
DAFTAR LAMPIRAN
Listing Program
Skematik Rangkaian Kerja Sistem Foto Alat
