PERANCANGAN DAN PEMBUATAN KAPASITANSI METER DIGITAL

(1)

i

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN KAPASITANSI METER

DIGITAL

S K R I P S I

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas

Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh : IZZATUN UDHMA

201010130311126

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

(2)

i

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN KAPASITANSI METER DIGITAL Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh : Izzatun Udhma 201010130311126

Tanggal Ujian : 18 Agustus 2015 Periode Wisuda : Oktober 2015

Disetujui Oleh:

1. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT

NIDN : 718036502

(Pembimbing I)

2. Khusnul Hidayat, ST

NIDN :

(Pembimbing II)

3. Machmud Effendy, ST., M.Eng

NIDN : 715067402

(Penguji I)

4. Dr. Zulfatman, ST., M.Eng

NIDN : 709117804

(Penguji II)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT

(3)

i

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Puji syukur kehadiran Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “PERENCANAAN DAN PEMBUATAN KAPASITANSI METER DIGITAL”. Skripsi ini disusun untuk

memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar sarjana teknik di Universitas Muhammadiyah Malang.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam kelancaran pembuatan skripsi ini, khususnya kepada :

1. Allah SWT yang memberikan kemudahan dan kelancaran dalam segala hal.

2. Kedua orang tua yang amat saya cintai yang telah memberikan dukungan moril dan meteriil serta menjadi konselor penulis, penasehat yang bijaksana, sumber inspirasi dan motivasi serta doa yang tiada hentinya.

3. Bapak Dr. H. Muhadjir Effendy, M.AP selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberi kesempatan untuk melanjutkan pendidikan ke jenjang sarjana (S1) pendidikan di Universitas Muhammadiyah Malang.

4. Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan sekaligus sebagai Pembimbing I yang telah memberikan dukungan dan motivasi selama perkuliahan hingga terselesaikannya skripsi ini.

5. Bapak Machmud Effendy, ST, M.Eng selaku Sekretaris Jurusan.

6. Bapak Khusnul Hidayat, ST selaku Pembimbing II yang memberikan semangat dan dukungan sehingga terselesaikannya skripsi ini.

7. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT selaku Kepala Laboratorium Teknik Elektro

8. Seluruh dosen Elektro yang saya banggakan, yang memberikan ilmu melalui perkuliahan selama 8 semester, serta.

9. Semua teman-teman seangkatan dan seperjuangan saya di teknik elektro ini yang telah memberikan motivasi dan dukungan juga.

(4)

i

Malang, 26 September 2015 Penyusun,

(5)

i DAFTAR ISI

Sampul Depan... i

Lembar Persetujuan ... ii

Lembar Pengesahan ... iii

Surat Pernyataan ... iv

Kata Pengantar ... v

Daftar Isi ... vi

Daftar Gambar ... vii

Daftar Tabel ... viii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Sistem Penulisan ... 2

BAB II DASAR TEORI 2.1. Kapasitor ... 4

2.1.1 Pengisian dan Pengosongan Kapasitor ... 4

2.1.2 Jenis-jenis Kapasitor... 5

2.2. IC Mikrokontroler ATMEGA16 ... 6

2.2.1 Fitur ATMEGA16 ... 8

2.2.2 Konfigurasi Pin AVR ATMEGA16 ... 9

2.3. Teori Dasar NE555 ... 10

2.4. LCD (Liquid Cristal Display) ... 12

2.5. Teori Dasar Pemrograman C ... 13

2.5.1 Dasar Teori ... 12

2.5.2 Kelebihan dan Kekurangan Bahasa C ... 13

2.6. Code Vision AVR ... 13

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1. Perancangan Sistem ... 15

3.2. Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Keras ... 16

3.2.1 Rangkaian Sistem Minimum ... 16

(6)

i

3.2.3 Rangkaian Adaptor ... 17

3.2.4 Rangkaian Oscillator Generator ... 18

3.2.5 Rangkaian Push Button ... 18

3.3. Perencanaan Perangkat Lunak ... 21

BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT 4.1. Pendahuluan ... 22

4.2. Pengujian Mendownload Program Pada Mikrokontroler ... 22

4.3. Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMEGA16 ... 24

4.4. Pengujian Tampilan Display ... 26

4.5. Pengujian Oscillator Generator ... 28

4.6. Pengujian Alat Keseluruhan ... 29

4.7. Perhitungan Nilai Frekwensi ... 35

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 40

5.2. Saran ... 40

DAFTAR PUSTAKA ... 41

(7)

i

DAFTAR GAMBAR

2.1. Rangkaian Kapasitor Dan Resistor Arus Searah ... 4

2.2. Kurva pengisian dan pengosongan dari kapasitor serta penentuan konstanta waktu ... 5

2.3. Jenis-jenis Kapasitor ... 5

2.4. Jenis-jenis Kapasitor nilai tetap ... 7

2.5. Konfigurasi Pin ATMega 16 ... 9

2.6. Blok Diagram Internal Pembangkit Pulsa IC 555 ... 10

2.7. Rangkaian Skematik dari LCD ke mikrokontroler ... 12

3.1 Blok Diagram Perancangan Alat ... 15

3.2 Sistem Minimum Microcontroller... 16

3.3 Rangkaian Power Supply Microcontroller ... 18

3.4 Rangkaian Oscillator Generator ... 18

3.5 Rangkaian Push Button ... 20

4.1 Diagram Blok Rangkaian Pengujian Mikrokontroller ... 22

4.2 Langkah-Langkah Mendownload Program Dari Code Vision AVR ke Sistem Minimum Mikrokontroller ... 23

4.3 Diagram Blok Rangkaian Pengujian Mikrokontroller ... 24

4.4 Led bergeser dari bawah ke atas ... 26

4.5 Diagram blok dari rangkaian pengujian rangkaian LCD ... 26

4.6 Hasil tampilan LCD ... 27

4.7 Diagram blok pengujian oscillator generator ... 28

4.8 Output oscillator generator ... 28

4.9 Diagram blok pengujian sistem ... 29

4.10 Pengujian alat keseluruhan ... 29

4.11 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ... 30

4.12 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ... 30

(8)

i

(9)

i

DAFTAR TABEL

3.1. Konfigurasi I/O tiap bit pada port mikrokontroller ... 17 4.1 Hasil nilai frekuensi osiloskop, kapasitansi meter dan nilai frekuensi perhitungan

(10)

i

DAFTAR LAMPIRAN

(11)

i

DAFTAR PUSTAKA

1. Sutrisno, “Dasar Elektronika” Jilid 1 Penerbit ITB tahun 2008.

2. Agfianto Eko Putra, “Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/53” Edisi 2 tahun 2007. 3. http://www.mediafire.com/view/?g8qrxpdk867a8z7

4. (alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf_atmega16)

5. www.academia.edu/9923046/Dasar_teori_pengenalan_Bahasa_C_

6. teknikelektronika.com/simbol-fungsi-kapasitor-beserta-jenis-jenis-kapasitor/ 7. Atmel, 1997, “Flash Mikrokontroller: Architectural Overview”, Atmel Inc,

(http://www.atmel.com), USA.

8. MacKenzie, L. Scott, 1995, “The 8051 Mikrokontroller, 2nd_{edition”, Prentice Hall,} Inc., USA.

9. http://www.geocities.com/agfianto

(12)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LatarBelakang

Dalam dunia industry elektronika ditemukan banyak sekali komponen penyusun dan pendukung untuk membuat suatu rangkaian ataupun alat elektronika. Mulai dari yang sederhana hingga komponen yang cukup rumit, baik dari segi pembuatan maupun penggunaan atau fungsinya. Komponen-komponen tersebut memiliki cirri dan karakteristik masing-masing yang berbeda satu dengan yang lainnya, sesuai dengan pembuatan maupun fungsinya. Suatu komponen selalu penting dan berarti jika ditempatkan dengan benar sesuai dengan kebutuhan dan sesuai dengan fungsi masing-masing.

Salah satu komponen sederhana namun sangat penting dalam dunia elektronika adalah kapasitor. Karena pentingnya kegunaan kapasitor tersebut, maka dibutuhkan suatu alat yang dapat mengukur nilai (kapasitansi) dari suatu kapasitor sehingga tidak ada kesalahan pada saat penggunaannya. Hal ini diperlukan karena saat ini sering ditemukan kapasitor dengan nilai sebenarnya yang tidaksesuai dengan nilai yang tertulis pada badan kapasitor itu sendiri, dan jika dipakai dalam sebuah rangkaian akan menyebabkan ketidaktepatan pada hasil yang diharapkan.

(13)

2 Penulis menamakan alat ini sebagai kapasitansi meter digital, dengan jangka ukur dari 10nF hingga 230µF dengan menggunakan metode pembanding frekuensi. Kapasitor-kapasitor dari jenis keramik, mika, dan elektrolit dapat diukur dengan menggunakan alat ini.

1.2. RumusanMasalah

Berdasarkan uraian di atas, masalah yang muncul dari skripsi ini adalah : a. Bagaimana cara mendesain dan membuat kapasitansi meter digital? b. Bagaimana karakteristik kapasitansi meter digital yang di buat?

1.3. Tujuan

Tujuan penelitian adalah untuk merancang dan memberi perangkat keras, perangkat lunak dan mengetahui unjuk kerja alat ukur kapasitansi meter yang ditampilkansecara digital.

1.4. BatasanMasalah

Agar tujuan dari skripsi ini sesuai dengan pembahasan maka, batasan-batasannya tersebut adalah sebagai berikut :

a. Kapasitansi meter digital untuk mengukur kapasitansi dari kapasitor bernilai 20 nF hingga 100 µF.

b. Menggunakan bahasa pemrograman C dan tentang sistem mekanik yang digunakan.

1.5. Sistematika Penulisan

Penulisan laporan skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

(14)

3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Membahas dasar-dasar teori yang berhubungan dengan system maupun komponen pada alat yang direncanakan.

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT

Bab ini akan membahas tentang perencanaan dan proses pembuatan alat dalam blok-blok yang telah direncanakan.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ALAT

Bab yang membahas mengenai analisa data dari alat yang telah dibuat apakah sudah sesuai dengan yang direncanakan.

BAB V PENUTUP

Penutup berisikan kesimpulan dan saran memungkinkan untuk pengembangan alat yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA