Perancangan Alat Membuka dan Menutup Gerbang Berbasis Mikrokontroler ATmega8 Menggunkan Ponsel Android Via Bluetooth

(1)

PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL

ANDROID VIA BLUETOOTH

SKRIPSI

Diajukan Oleh :

120801054

FRANKI L A SITINJAK

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

Diajukan Oleh :

FRANKI L A SITINJAK 120801054

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Perancangan Alat Membuka dan Menutup Gerbang Berbasis Mikrokontroler ATmega8 Menggunkan Ponsel Android Via Bluetooth

Kategori : Skripsi

Nama : Franki Louis A.Sitinjak

Nomor Induk Mahsiswa : 120801054

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : FISIKA

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Mei 2016

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

(Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc) (Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng, Sc) NIP. 196006031986011002 NIP. 195609181985031002

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

(4)

PERNYATAAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan

dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2016

FRANKI L.A SITINJAK

(5)

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan

ridhonya yang menyertai penulis mulai dari masuk di bangku perkuliahan hingga

penyelesaian skripsi ini penulis merasakan karunia dan berkat yang begitu besar

dari Tuhan Yang Maha Kuasa sampai penulis menyelesaiakan skripsi ini dengan

waktu yang telah ditentukan. Selama di bangku perkuliahan ini, penulis dapat

menerima banyak dukungan-dukungan moril, material, dan dorongan serta

bimbingan dari berbagai pihak. Dengan ini penulis dengan segenap hati

mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kepada kedua orantua penulis, kepada bapak tersayang Saur Sitinjak

yang selalu mengajari dan mengarahkan penulis dalam pemilihan. Ini

penulis persembahkan untuk mendapat satu senyum kebahagiaan dari mu.

Kepada ibunda tercinta Mesli Sinaga yang selalu menyemangati dan

mendoakan penulis, ini semua penulis persembahkan untuk kebahagiaan

ibunda tercinta, yang telah berjuang supaya penulis bisa bersekolah sampai

menyelesaikan skripsi ini serta memberikan dorongan materil dan

perhatian dan doa kepada penulis.

2. Kepada Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng. Sc dan Bapak Drs.

Takdir Tamba, M.Eng. Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah

bersedia memberikan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan

saya dalam penyelesaian skripsi ini.

3. Kepada Baoak Prof.Dr.Nasruddin MN, M.Eng,Sc dan Bapak Junedi

Ginting M.Si selaku dosen penguji atas saran dan masukannya dalam

penyelesaian skripsi ini.

4. Kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen

Fisika, dan Drs. Syahrul Humaidi, M,Sc selaku Sekretaris Departemen

Fisika FMIPA USU, Bang Johaidin, Kak Tini dan Kak Yuspa selakui

staff Departemen Fisika, seluruh dosen, staff dan pegawai Departemen

Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan membimbing dalam

menyelesaikan skripsi ini. Dan juga kepada semua staff kebersihan

(6)

5. Kepada kakak dan adik penulis, kakak tersayang Laura Grace

Sitinjak.SE yang selalu menyemangati saya dalam perkuliahan ini, dan

adik-adik saya tersayang Happy King Princes Sitinjak dan Able Suki

Rosevelt Sitinjak yang selalu membuat saya tersenyum dan semangat

untuk menyelesaikan perkuliahan ini dan bisa menyekolahkannya.

6. Kepada yang terkasih Tania Sinaga yang selalu menyemangati dan

menemani penulis dalam penyelesaian skripsi ini.

7. Kepada teman-teman Seperjuangan PHYSIC ON FIRE (Fisika 2012)

8. Kepada teman-teman Asisten Laboratorium Fisika Gelombang :

Andrianus Sembiring, Jekson Siahaan, Wils Osvaldo Bangun, Rina Bukit, Lawmen Sipayung, Emi Rosinta, Febry

Kepada atas dukungan dan kerja samanya selama ini

9. Kepada Andrianus Sembiring, Jekson Siahaan, Cyndi P, Eni Indriani

Sinaga, Ivan Anggia Sitohang, Eko Gunarso Tamba, Ari Fahril, Muslim Ali, Zefanya Pardosi, Fransisco Purba yang selalu menemani

penulis dalam aktivitas perkuliahan dan kampus

10.Kepada Adik-adik Penulis Fisika Stambuk 2013 (Physics Glory),

Stambuk 2014 (Physics Immortal), Stambuk 2015 (Physics Unity) atas

semua dukungan dan doa dalam penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dikatakan dari sempuna, untuk itu

penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan

skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih dan semoga bermanfaat

bagi yang membutuhkan.

Hormat Penulis,

(7)

PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG BERBASIS MIKORKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL

ABSTRAK

Telah dirancang suatu alat pengendali dan pengamanan pintu gerbang dengan menggunakan mikrokontroler ATmega8. Alat ini terdiri dari sensor Limit Switch sebagai sensor batas gerak dari gerbang, sensor infra merah untuk mencegah terjadinya tabrakan antara objek yang sedang melintas terhadap gerbang. Bluetooth HC-05 sebagai penerima perintah dan meneruskan ke mikrokontroler ATmega8, motor DC sebagai penggerak mekanik da driver L293D sebagai pengatur arah putar motor.

Prinsip kerja rangkaian ini secara umum adalah sistem minimum dihubungkan ke sumber tegangan PLN dengan menggunakan adabter, setelah sistem aktif maka dilakukan penyambungan antara bluetooth android dengan bluetooth adabter HC-05, setelah terhubung maka pengguna akan memberikan perintah melalui android dan akan diterima oleh bluetooth HC-05 dan diteruskan ke mikrokontroller ATmega8 untuk diverifikasi sesuai dengan program untuk membuka dan menutup gerbang, dan akan dideteksi oleh limit switch ketika gerbang sudah menyentuh batas untuk menutup dan membuka dan akan memberikan perintah ke mikrokontroler untuk menghentikan motor. Infra merah akan mendeteksi adanya objek yang belum lewat seutuhnya dan akan menghentikan motor saat menutup.

(8)

DESIGN TOOL OPENED AND CLOSED GATE BASED MIKROKONTROLER ATmega8 USE ANDROID PHONE THROUGH

BLUETOOTH

ABSTRACT

Has designed a tool controlling and securing the gate using mikrokontroler ATmega8. This tool consists of the sensor limit switch as the sensor limits, infrared to prevent collision course between the object was traffic against the gate. Bluetooth HC-05 as receiver command and continue to mikrokontroler ATmega8, motor DC as a mechanic movers, and driver L293D as the regulator the turn of the motor.

The principle of a series of it is generally minimum system connected to the source of elektric PLN using adater. After the system active then connected between bluetooth android with bluetooth adabter HC-05, after connected then user will give a command through android and will accepted by bluetooth HC-05 and passed to ATmega8 and verification in accoredance with the program for opened and closed gate. And will be detected by sensor limit switch when the gate was touched the line to closed and opened and will give command to mikrokontroler to stop motor, and infrared to detect the object that has not been through and will stop a motor as closed.

(9)

DAFTAR ISI

Daftar Lampiran xii

BAB 1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang 1

2.1.2 Sensor Posisi (limit switch) 8

2.2 Motor Arus Searah 9

2.2.1 Motor DC 10

2.2.1.1 Prinsip Motor DC 11

2.2.1.1 Kontruksi Motor Arus Searah 11

(10)

2.2.3 Komponen Utama Motor DC 18

2.5 Mikrokontroler ATmega8 22

2.5.1 Konfigurasi Pin ATmega8 23

2.5.2 Memori AVR ATmega 27

BAB 3. Metodologi Percobaan

3.1 Diagram Blok 31

3.2 Perancangan Pengendali Sistem 32

3.3 Rangkaian Lengkap 42

3.4 Diagram Alir 43

3.5 Program 44

BAB 4 Pengujian Alat dan Program

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega8 47

4.2 Pengujian Komunikasi Serial Melalui Bluetooth Adapter 48

4.3 Pengujian Motor 49

4.4 Pengujian Sensor Limit Switch 50

4.5 Pengujian Sensor Infra Merah 50

(11)

BAB 5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 54

5.2 Saran 54

DAFTAR PUSTAKA 55

(12)

DAFTAR TABEL

Nomor

Tabel Judul Halaman

(13)

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Gambar Judul Halaman

2.1 Bentuk fisik limit switch 8

2.2 Konstruksi dan simbol limit switch 9

2.3 Bentuk fisik motor DC 10

2.4 a Kumparan gelung 13

2.4 b Kumparan gelombang 13

2.5 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan

magnet 15

2.6 Prinsip perputaran motor DC 16

2.7 Komponen utama motor DC 18

2.8 Simbol dan bentuk fisik buzzer 19

2.9 Bentuk fisik bluetooth HC-05 20

2.10 Konfigurasi pin ATmega8 23

2.11 Bentuk fisik ATmega8 25

2.12 Status register ATmega 26

2.13 Peta memori ATmega8 27

2.14 Transistor bd139 29

3.1 Diagram blok sistem 31

3.2 Konstruksi limi switch 33

3.3 Rangkaian skematik infra merah 34

3.4 Adapter bluetooth HC-05 34

3.7 Rankaian skematik Mikrokontoler ATmega8 37

3.8 Driver L293D 38

(14)

3.10 Driver BD139 40

3.11 Motor DC 40

3.12 Skematik buzzer 41

3.13 Rangkaian catu daya 41

3.14 Rangkaian keseluruhan 42

3.15 Flowchart rangkaian 43

4.1 Rangkaian pengujian mikrokontroler ATmega8 47

(15)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran

Judul halaman

1 Pemasangan dan pengujian alat 56

2 Program pada alat 57