1
MENGUKUR GETARAN MOBIL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ACCELEROMETER MPU6050 DENGAN INTERFACE GRAFIK PADA
PC
SKRIPSI
ANNISA FITRI 100801047
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2015
2
MENGUKUR GETARAN MOBIL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ACCELEROMETER MPU6050 DENGAN INTERFACE GRAFIK PADA
PC
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ANNISA FITRI 100801047
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2015
iii
PERSETUJUAN
Judul : Mengukur getaran mobil dengan mengunakan
Sensor accelerometer MPU6050 dengan Interface grafik pada PC.
Kategori : Skripsi
Nama : Annisa Fitri
Nomor Induk Mahasiswa : 100801047
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Mei 2015 Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. Dr. Bisman P.M.Eng.Sc NIP.196006031986011002 NIP. 195609181985011002
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 19551030198003100
iv
PERNYATAAN
MENGUKUR GETARAN MOBIL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ACCELEROMETER MPU6050 DENGAN INTERFACE GRAFIK PADA
PC
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2015
ANNISA FITRI 100801047
v
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin
Segala puji dan syukur kepada Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Sholawat beriring salam senantiasa tercurah kepada Rasulullah sallalahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk, penerang dan menjadi inspirasi tauladan bagi penulis.
Dalam penyelesaian skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan, petunjuk dan bantuan dari berbagai pihak yang sangat berarti dan berharga bagi penulis. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih sebesar besarnya kepada pihak yang telah terkait atas selesainya skripsi ini, diantaranya kepada:
1. Bapak Dr. Bisman Perangin-angin,M.Eng,Sc selaku pembimbing 1 yang telah memberikan banyak ide serta banyak pemikiran dalam pembuatan tugas akhir ini, yang telah banyak membimbing serta meluangkan waktunya untuk penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini
2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. selaku pembimbing 2 yang telah memberikan masukan dan telah banyak membimbing serta meluangkan waktunya untuk penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Jurusan Fisika yang telah membierikan nasihat kepada penulis.
4. Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Terima kasih atas ilmu dan bimbingannya selam ini semoga ilmunya akan selalu memberikan manfaat bagi banyak orang.
5. Ayahanda M.Husni Thamrin dan Ibunda Zairina Ningsih, terima kasih atas segala kasih sayang , kepercayaan, semangat moril dan materil untuk penulis kuliah, belajar, sampai penelitian. Juga kepada kakanda dan adinda tercinta Fathia Rahma dan M.Fahrul Azmi yang keduanya selalu
vi
6. memberikan semangat senyuman untuk penulis segera menyelesaikan penelitian ini.
7. Keluarga Besar Atok Saulan ahlan, Uncu, Wo lila, Wo isa, Pebi, alm Wo imah serta Keluarga Besar Nyaik Rohani, Cing Yanti, Cing didi, Cing Jali,dll untuk dukungan moril dan materilnya serta waktu dan tenaga yang diberikan kepada penulis.
8. Sahabat seperjuangan Tiara, Bibah, Nia, Ray, Aini, bunda Lia, Sanaun, Widya, Amal, Elsa, Maizal, Nurheinida, Kharisma muhammad, Rahmat Faisal, Brilian dan teman-teman angkatan 2010 lainnya serta kepada bang Oki hadinata, bang Arbi dan Kak Sally irvina senior yang terus membantu penulis selama penelitian ini berjalan, dan kepada adik junior Fisika 2011,2012 dan D-3 Metrologi 2011 yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya, terima kasih atas saran dan dukungannya.
9. Teman-teman SMP Muhammadiyah 01, SMA Negri 7, Adzkia, Teknik Geofisika USK 2012 dan KERTAS USK terimakasih banyak atas dukungan dan bantuan yang tak bisa penulis bayar dengan materi.
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 skripsi ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, 17 Maret 2015
vii
MENGUKUR GETARAN MOBIL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ACCELEROMETER MPU6050 DENGAN INTERFACE
GRAFIK PADA PC
ABSTRAK
Telah dilakukan suatu perancang alat ukur getaran mobil menggunakan sensor accelerometer MPU 6050 dan grafik pada PC sebagai perangkat antarmukanya. Sebagai media komunikasinya digunakan jaringan nirkabel yang mana hasil pengukuran getaran mobil akan dikirimkan ke komputer melalui jaringan wireless pada frekuensi 433,31 MHz dengan Modul KYL 1020-U. Getaran yang terukur oleh accelerometer MPU6050 akan membaca seberapa besar getaran mobil yang disebabkan oleh kondisi permukaan jalan, dalam hal ini digunakan pita kejut jalan (polisi tidur), dalam satuan percepatan yaitu m/s2. Sebagai pusat penggolahan data digunakan mikrokontroller AVR ATMega8535. Pengukuran getaran mobil ini dilakukan dengan menguji alat pada mobil Daihatsu Terrios-2013. Dari hasil pengukuran dapat diketahui bahwa pada saat mobil melewati polisi tidur maka amplitudo percepatan dari mobil Daihatsu Terrios-2013 1,2 m/s2. Modul wireless ini mampu mengirim data dengan baik pada jangkauan radius 100 m.
viii
MEASURING CAR VIBRATION BY USING ACCELEROMETER MPU6050 SENSOR WITH GRAPHICS INTERFACE IN PC
ABSTRACT
The design of measurement equipment of car vibration using accelerometer MPU6050 and graphics in PC as its interface has been conducted. As its communication media, wireless network were used that the measurement result of car vibration would be sent to the computer by wireless network in 433.31 MHz frequency with KYL 1020-U module. Measured vibration by MPU6050 accelerometer would be measuring how big the car vibration is caused by street surface condition, in this case the shocking ribbon were used, in acceleration unit m/s2. As data processing centre, it used AVR ATMega8535 microcontroller. The measurement of car vibration underwent in car Daihatsu Terrios-2013. From the testing result, it can be shown that when the car through the shocking ribbon the amplitude of acceleration measured for Daihatsu Terrios-2013 1.2 m/s2. This wireless module could work properly in sending the data for 100 m radius.
ix DAFTAR ISI Halaman Persetujuan iii Pernyataan iv Penghargaan v Abstrak vii Abstrac viii Daftar Isi ix Daftar Tabel xi
Daftar Gambar xii
Daftar Grafik xiii
Daftar Lampiran xiv
BAB 1 Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 2 1.5 Manfaat penelitian 3 1.6 Lokasi Penelitian 3
BAB 2 Tinjauan Pustaka 4
2.1 Geratan 4
2.2 Jalan Raya 4
2.3 Sensor 6
2.4 Mikrokontroller 8535 9
2.5 Modul Wireless 18
2.6 Bahasa pemograman dengan CodeVisionAVR 19
2.7 Delphi7 21
BAB 3 Metode Penelitian 24
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 24
3.2 Perancangan Alat 24
x
BAB 4 Hasil dan Pembahasan 30
4.1 Pengujian Rangkaian 30
4.2 Pengujian Keseluruhan Rangkaian 32
BAB 5 Kesimpulan dan Saran 40
5.1 Kesimpulan 40
5.2 Saran 40
xi
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
2.1 Fungsi pin-pin port B 13
2.2 Fungsi pin-pin port D 14
xii
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
2.1 Gambar Pengintegralan sederhana terhadap suatu sinyal 7
2.1 Gambar Blok Diagram ATMega8535 10
2.2 Gambar Konfigurasi pin ATMrga 8535 11
2.3 Gambar Peta memori program 15
2.4 Gambar Peta memori data 16
2.5 Ganbar Status Register ATMega 8535 16
3.1 Gambar Diagram blok rangkaian 24
3.2 Gambar Sistem mikrokontroller ATMega8535 25
3.3 Gambar Sistem Sensor MPU-6050 26
3.4 Gambar Sistem minimum Wireless 1020-U 27
xiii
DAFTAR GRAFIK
Nomor Judul Halaman
Grafik
1 Grafik Hubungan accelerometer dengan waktu pada mobil
Daihatsu terrios1 32
2 Grafik hubungan accelerometer dengan waktu pada mobil
Daihatsu terrios2 34
3 Grafik Hubungan accelerometer dengan waktu pada mobil
Daihatsu terrios3 35
4 Grafik Hubungan accelerometer dengan waktu pada mobil
Daihatsu terrrios4 36
5 Grafik Hubungan accelerometer dengan waktu pada mobil
Daihatsu terrios5 37
6 Grafik pembesaran hasil percepatan pada mobil daihatsu
Terrios 38
7 Grafik Hubungan accelerometer dengan waktu pada mesin
xiv DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran 1 Lampiran A 43 2 Lampiran B 66 3 Lampiran C 68