SIMULASI SENSOR SEISMOMETER HORIZONTAL
MENGGUNAKAN MEMS ACCELEROMETER BERBASIS
ARDUINO UNO
SKRIPSI
CYNTHYA DOROTHY HUTAPEA
130801045
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SIMULASI SENSOR SEISMOMETER HORIZONTAL MENGGUNAKAN MEMS ACCELEROMETER BERBASIS ARDUINO UNO
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
CYNTHYA DOROTHY HUTAPEA 130801045
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LEMBAR PENGESAHAN
SIMULASI SENSOR SEISMOMETER HORIZONTAL
MENGGUNAKAN MEMS ACCELEROMETER BERBASIS
ARDUINO UNO
OLEH:
CYNTHYA DOROTHY HUTAPEA NIM 130801045
Disetujui Oleh: Komisi Pembimbing
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Prof. Dr. Marhaposan Situmorang Mohammad Imam Afandi, M.T NIP : 195510301980031003 NIP : 198012272005021002
Diketahui Oleh:
Departemen Fisika FMIPA USU Pusat Penelitian Fisika-LIPI
Ketua, Kepala
PERSETUJUAN
Judul : Simulasi Sensor Seismometer Horizontal Menggunakan MEMS Accelerometer Berbasis Arduino UNO
Kategori : Skripsi
Nama : Cynthya Dorothy Hutapea Nomor Induk Mahasiswa : 130801045
Program studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juli 2017
Disetujui Oleh :
Pembimbing 2 : Pembimbing 1:
Prof. Dr. Marhaposan Situmorang Mohammad Imam Afandi, M.T NIP : 195510301980031003 NIP : 198012272005021002
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
SIMULASI SENSOR SEISMOMETER HORIZONTAL
MENGGUNAKAN MEMS ACCELEROMETER BERBASIS
ARDUINO UNO
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2017
PENGHARGAAN
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Yesus Kristus atas berkat dan kasih setianya yang selalu menyertai dan memberi kemudahan sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini.
Tugas akhir ini merupakan salah satu proses untuk memperoleh gelar sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan. Untuk memenuhi persyaratan tersebut diatas saya mengerjakan tugas akhir dengan judul :“ SIMULASI SENSOR SEISMOMETER HORIZONTAL MENGGUNAKAN MEMS ACCELEROMETER BERBASIS ARDUINO UNO”, yang dilaksanakan di laboratorium IFO P2F LIPI Serpong Tangerang Selatan sesuai dengan waktu yang ditetapkan.
Penulis menyadari bahwa selama proses sampai terselesaikannya penyusunan skripsi ini banyak sekali bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS.sebagai Dekan, dan Pembantu Dekan FMIPA USU.
2. Bapak Moh. Imam Afandi, M.T. selaku Dosen pembimbing penulis yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dalam melaksanakan penelitian hingga penyelesaian penulisan skripsi ini, serta kepada Bapak Prof. Dr. Marhaphosan Situmorang, yang telah banyak memberikan banyak masukan dan saran.
3. Bapak Ferdinan Sinuhaji, dan Awan Maghfirah selaku ketua dan sekretaris Departemen Fisika, serta seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Fisika yang selalu memperhatikan penulis terutama dalam proses perkuliahan di Departemen Fisika FMIPA USU.
yang selalu memberi masukan dan saran serta dorongan motivasi selama saya melakukan penelitian ini.
5. Keluarga Besar P2F LIPI: Bapak Dr.Bambang Widyatmoko, M.Eng, selaku kepala Laboratorium Pusat Penelitian Fisika P2F-LIPI Serpong. Ibu Ani, Bapak satpam dan seluruh staff LIPI yang telah membantu selama melakukan penelitian di P2F LIPI.
6. Yang terkhusus kepada saudara penulis kakak Anne Ruth Hutapea, abang Amos Hutapea, adik Ami Diana Hutapea, adik Victor Hutapea yang selalu mendoakan saya dan yang selalu member semangat, sehingga saya bisa menyelesaikan Skripsi saya.
7. Teman-teman penulis Eunike Maretta, Uli Natali, Dian Indriani, Nova Sinaga, Futri Amidhani, Fatimah dan Agustina yang selalu memberikan semangat dalam mendengarkan curhat penulis.
8. Kepada teman – teman seperjuangan “Physics Glory” yang telah menemani suka duka perkuliahan terutama Salmidawati Pohan dan Suci Wulan Sari yang selalu membantu dalam penyelesaian skripsi,
9. Kepada teman – teman saya Fisika 2013 yang selalu memberikan dukungan dan mendoakan saya sehingga saya bisa menyelesaikan skripsi ini tepat waktu.
Penulis menyadari bahwa penulisan ini masih jauh dari kesempurnaan.Maka dari itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk memyempurnakan skripsi ini.Semoga dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Medan, Juli 2017
SIMULASI SISTEM SEISMOMETER HORIZONTAL MENGGUNAKAN MEMS ACCELEROMETER BERBASIS ARDUINO UNO
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah alat sebagai seismometer horizontal menggunakan GY-521 dan Arduino UNO ATMEGA 328P. Alat ini terdiri dari GY-521 modul MPU-6050 sebagai sensor vibrasi dan arduino UNO sebagai pengendali sistem. Perangkat lunak yang digunakan sebagai pengendali sistem adalah Arduino IDE. Cara kerja alat tersebut cukup sederhana yaitu accelerometer MPU-6050 mengukur amplitudo dan frekuensi dari kecepatan suatu getaran dan kemudian datanya akan dikirim ke arduino. Arduino UNO akan memproses data yang dikirim sensor, setelah itu data dari arduino ini akan dikirim dan tertampil di interface PC. Dari hasil pengukuran dapat diketahui bahwa sensor dapat mendeteksi getaran dan frekuensi yang rendah.
SIMULATION SYSTEM DESIGN OF HORIZONTAL SEISMOMETER DEVICE USING ACCELEROMETER MEMS BASED ARDUINO UNO
ABSTRACT
Has designed device as a seismometer horizontal using GY-521 and Arduino UNO R3 ATMEGA 328P. This instrument consists of GY-521 MPU-6050 module as a vibration sensor and Arduino UNO system. Software used as controller system is Arduino IDE. Ways of working instrument was simple that is MPU-6050 accelerometer measuring amplitudes and frequency of the velocity of a vibration and then the data will be sent to arduino. Arduino UNO would process the data sent sensors , after that data from arduino this will be sent and displayed in interface PC. Of the measurement result it can be seen that sensors can be detect vibration and frequency of low.
DAFTAR ISI
DAFTAR LAMPIRAN x
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Manfaat Penelitian 2
1.5 Tujuan Penelitian 3
1.6 Sistematika Penulisan Laporan 3
BAB 2 DASAR TEORI
2.1 Pengertian Seismometer 5 2.1.1 Sejarah penemuan Seismograf 5
2.1.2 Fungsi Seismograf 8
2.2.4 Komunikasi Arduino UNO 18 2.2.5 Tutorial Bahasa Pemograman Arduino 19
2.3 Software Arduino IDE 24
2.4 Sensor 24
2.5 Sensor getar 25
2.5.1 Kontak 25
2.5.2 Non-Kontak 27
2.6 GY 521 Vibration Sensor 27 2.6.1 MPU 6050 Sensor Accelometer 28 2.6.2 Fitur dan MPU 6050 28
BAB 3 SISTEM PERANCANGAN
3.1 Perancangan Sistem 31
3.2 Flowchart 32
3.3 Skematik Perancangan Accelerometer dengan Arduino UNO R3 34 3.4 Skematik Perancangan Sistem Keseluruhan 35
BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISIS
4.1 Pengujian Arduino 37
4.2 Pengujian Mems Accelerometer MPU-6050 38 4.3 Pengujian Sistem Keseluruhan 39
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 46
5.2 Saran 46
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar Judul Halaman
2.1 Seismograf Dinasti Han 6
2.2 Seismometer buatan Palmieri 7
2.3 Seismometer buatan John Milne 7
2.4 Seismograf Horizontal dan Vertikal 8
2.5 Bandul Sederhana 10
2.6 Bandul dan lintasannya 10 2.7 Rumus Perioda untuk pendulum 11 2.8 Rumus Frekuensi untuk pendulum 11 2.9 Board Arduino ATmega328 13
2.10 Software Arduino 24
2.11 GY 521 28
2.12 MPU 6050 30
2.13 M Rangkaian Skematik GY 521 30
3.1 Blok diagram 31
3.2 Diagram rangkaian program 32 3.3 Konfigurasi Pin pada Arduino UNO dan GY-521 34 3.4 Rangkaian Sistem Keseluruhan 35
3.5 Rangkaian Skematik Arduino UNO dan GY 521 36
4.1 Blink Tes 37
4.2 Test koneksi MPU-6050 dan nilai Acceleration 38 4.3 Nilai Accelerometer X dan Kecepatan X 39 4.4 Nilai Amplitudo dan Data ke-n 40
4.5 Data pengujian I 41
4.6 Grafik hubungan vX-vs-ax dari pengujian I 41
4.7 Data pengujian II 42
4.8 Grafik hubungan vX-vs-ax dari pengujian II 43
4.9 Data pengujian III 44
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran Judul
1. Listing Program
2. Tabel data pengujian
