PERANCANGAN MONITORING JARAK JAUH
KETINGGIAN AIR PADA WADUK MENGGUNAKAN
SENSOR ULTRASONIK
BERBASIS PC
SKRIPSI
AMIN ODOS SIBUEA
100801024
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERANCANGAN MONITORING JARAK JAUH
KETINGGIAN AIR PADA WADUK MENGGUNAKAN
SENSOR ULTRASONIK
BERBASIS PC
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
AMIN ODOS SIBUEA
100801024
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Perancangan Monitoring Jarak Jauh Ketinggian air
Pada Waduk Menggunakan Sensor Ultrasonik
Berbasis PC
Kategori : Skripsi
Nama : Amin Odos Sibuea
Nomor Induk Mahasiswa : 100801024
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Agustus 2014
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Dr.Bisman Perangin-angin M.Eng.Sc Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 195609181985031002 NIP. 195510301980031003
PERNYATAAN
PERANCANGAN MONITORING JARAK JAUH
KETINGGIAN AIR PADA WADUK MENGGUNAKAN
SENSOR ULTRASONIK
BERBASIS PC
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2014
AMIN ODOS SIBUEA
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pengasih
yang oleh karena kasih dan karuniaNya, Penulis dimampukan untuk
menyelesaikan skripsi ini. Adapun Judul dari skripsi saya ini adalah“ Perancangan
Monitoring jarak jauh ketinggian air pada waduk menggunakan sensor ultrasonik
berbasis PC” yang disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam kurikulum pembelajaran di Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara untuk
memperoleh gelar Sarjana Sains.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kepada Kedua Orang tua saya (Ds. H. Sibuea, S.Th dan L.br Simorangkir)
yang telah banyak memberikan motivasi, semangat, doa dan dukungan
dalam menyelesaikan studi penulis, juga untuk Abang dan Kakak saya
yang tercinta ( Ruth Marnala Sibuea, Jona Egregius Sibuea S.Pd, Josep
Eisen Hower Sibuea ST, Esosia Benyamin Sibuea ST, dan Maria Sofia
Sibuea A.md). Terima kasih buat semua dukungan dan bimbingannya.
2. Bapak Dr.Marhaposan Situmorang dan Bapak Dr.Bisman Perangin-angin
M.Eng.Sc sebagai Dosen pembimbing saya dalam menyelesaikan skripsi
ini. Semua itu karena bimbingan, motivasi, ide atau gagasan dan memacu
semangat dari bapak dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Bapak Dekan USU Bapak Dr.Sutarman M.Sc beserta seluruh Civitas
Akademika FMIPA USU.
4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Jurusan Departemen
Fisika FMIPA USU dan juga Bapak Drs. Syahrul Humaidi M.Sc selaku
Sekertaris Jurusan Departemen Fisika FMIPA USU.
5. Ruth Mariany Lumban Gaol A.md sebagai teman yang selalu memberikan
dukungan dan bantuan dalam penyelesaian skripsi ini.
6. Seluruh teman teman Asisten Laboratorium, Laboratorium Elektronika
Kalam Siregar S.Si, Gunawan B.Sitorus, Okto H.Situmorang dan Bernike
Natalia Ginting) dan Rieny Sitanggang, S.Si
7. Sahabat seperjuangan saya Gunawan B.Sitorus, Juli Sitorus dan Ataran
Marpaung. Tetap yang terbaik.
8. Semua kawan-kawan saya Fisika Angkatan 2010 yang turut serta
mendukung dalam penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dalam
penyempurnaan skripsi ini.
Akhir kata, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas dukungan dan
PERANCANGAN MONITORING JARAK JAUH
KETINGGIAN AIR PADA WADUK MENGGUNAKAN
SENSOR ULTRASONIK
BERBASIS PC
ABSTRAK
Telah dirancang dan direalisasikan sistem monitoring jarak jauh ketinggian air pada waduk menggunakan sensor ultrasonik berbasis PC. Proses pengiriman data dilakukan dengan menggunakan modul RF (Radio Frequency) Transceiver KYL 1020U. Modul ini telah dilengkapi dengan sistem pemancar (transmitter) dan sistem penerima (receiver). Data yang dikirim adalah data hasil pendeteksian sensor ultrasonik yaitu untuk mengukur ketinggian air. Pengiriman data dari mikrokontroler ATmega 8535 ke rangkaian pemancar dilakukan secara Asynchoronous yaitu pengiriman data 8 bit yang berupa data ASCII. Setelah itu data yang diterima oleh rangkaian pemancar akan dikirimkan ke rangkaian penerima melalui media transmisi gelombang radio. Data yang diterima di bagian pemancar akan di modulasi digital, yaitu proses penumpangan data digital dengan gelombang pembawa sedangkan pada rangkaian penerima, data akan didemodulasi yaitu proses pemisahan data digital dengan gelombang pembawa supaya dapat dibaca di PC.
Kata kunci : Sensor Ultrasonik, Mikrokontroler ATmega 8535, Modul RF
DESIGN OF LONG DISTANCE MONITORING LEVEL IN
RESERVOIR USING ULTRASONIC SENSOR
BASED PC
ABSTRACT
Has been designed and realized a monitoring system of long distance for the water level in reservoir using ultrasonic sensor based PC. The process of sending data using RF module (Radio Frequency) transceiver KYL 1020U. This module has been completed with a transmitter system and receiver system. Sent data is the data that the result of the detection sensor Ultrasonic for level water. Sending data from microcontroller ATmega 8535 to transmitter circuit by Asynchoronous and sending 8 bits of data in the form of ASCII data. After that, the data accepted by the transmitter circuit and already send to receiver circuit by a series of radio wave transmission medium. Data in transmitter will be digital modulated, that is the process place to stay the digital data with a carrier wave whereas at the receiver circuit, the data will be demodulated digital that is the process of separation digital data with carrier wave that can be read on PC.
DAFTAR ISI
1.4Tujuan Penelitian 3
1.5Manfaat Penelitian 3
1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB III Perancangan dan Sistem Kerja Rangkaian
3.7 Rangkaian Pemancar (Transmitter) RF Transceiver KYL 1020U 37 3.8 Rangkaian Penerima (Receiver) RF Transceiver KYL 1020U 39 3.9 Rangkaian lampu indikator 40 3.10 Rangkaian lengkap Penerima (Receiver RF Transceiver) 41 3.11 Rangkaian lengkap Pemancar (Transmitter RF Transceiver) 41
3.12 Rangkaian lengkap (Transmitter dan Receiver) 42 3.13 Diagram alir (Flow Chart) 43 BAB VI Hasil dan Analisis 4.1 Pengujian Alat 45 4.1.2 Pengujian Tampilan pada PC 45 4.1.3 Pengujian Rangkaian Pemancar (Transmitter) 50 4.1.4 Pengujian Pada Sensor Ultrasonik SR04 54
4.2 Analisa Data 55 4.2.1 Pengujian jarak antara Transmitter dengan Receiver 55 4.2.2 Pengujian level ketinggian air dengan jarak baca sensor 56 4.2.3 Pengambilan Data pada setiap level air 56
BAB V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 60
5.2 Saran 60
Daftar Pustaka 61
Lampiran I Gambar Sistem Peralatan
Lampiran II Program pada mikrokontroler atmega 8535
Lampiran III Program pada Visual Basic
Lampiran IV Data Pengujian Alat
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
Tabel 2.1. Konfigurasi Pin ATmega 8535... 9
Tabel 2.2 Deskripsi interface RF KYL 1020U………... 25
Tabel 2.3 Konfigurasi Konektor DB 9………. 29
Tabel 4.1 Kalibrasi sensor ultrasonik……….. 54
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
Gambar 2.1 Prinsip kerja sensor ultrasonic…………... 6
Gambar 2.2 Timing diagram sensor ultrasonik ……….. 7
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin ATmega 8535... 9
Gambar 2.4 Transmisi Asinkron dan komunikasi asinkron..…... 13
Gambar 2.5 Diagram blok arsitektur USART ATmega 8535…………. 16
Gambar 2.6 Dasar Sistem komunikasi... 18
Gambar 2.7 Model Komunikasi Data Nirkablel... 20
Gambar 2.8 Modulasi FSK... 23
Gambar 2.9 Modul RF Transceiver KYL 1020U... 25
Gambar 2.10 Dimensi Ukuran RF... 26
Gambar 2.11 Konfigurasi Pin KYL Transmitter... 26
Gambar 2.12 Konfigurasi Pin KYL Receiver………... 27
Gambar 2.13 Skematik Buzzer………...………... 28
Gambar 2.14 Konektor serial DB 9………..…………..………... 29
Gambar 3.1 Diagram blok Rangkaian... 31
Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian Mikrokontroler ATmega 8535... 33
Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Power Supply... 35
Gambar 3.4 Rangkaian Buzzer... 35
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Ultrasonik SR04... 36
Gambar 3.6 Rangkaian PSA Rangkaian Penerima…………... 37
Gambar 3.7 Rangkaian Pemancar RF Transceiver KYL 1020U………. 38
Gambar 3.8 Diagram Blok Rangkaian Transmitter ….……… 38
Gambar 3.10 Diagram Blok Rangkaian Receiver...………. 40
Gambar 3.11 Rangkaian lampu indikator...……… 40
Gambar 3.12 Rangkaian lengkap Penerima (receiver)……….. 41
Gambar 3.13 Rangkaian lengkap Pemancar (Transmitter)……… 41
Gambar 3.14 Rangkaian lengkap (Transmitter dan Receiver)…………... 42
Gambar 3.15 Flow Chart pada mikrokontroler Atmega 8535……… 43
