RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LEVEL TANGKI BBM DENGAN SENSOR ULTRASONIK VIA SMARTPHONE ANDROID BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 SKRIPSI

(1)

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LEVEL TANGKI BBM DENGAN SENSOR ULTRASONIK VIA SMARTPHONE ANDROID

BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8

SKRIPSI

Diajukan Oleh :

CARMELITA OKTORIANI SIMANJUNTAK 120801049

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

(2)

BERBASIS MIKROKOTROLER ATmega8

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

Diajukan Oleh :

CARMELITA OKTORIANI SIMANJUNTAK 120801049

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

(3)

LEMBAR PENGESAHAN

OLEH :

CARMELITA OKTORIANI SIMANJUNTAK NIM : 120801049

DISETUJUI OLEH : Komisi Pembimbing

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

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

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

(Dr. Marhaposan Situmorang) NIP. 195510301980031003

(4)

PERSETUJUAN

Judul : Rancang Bangun Sistem Monitoring Level Tangki BBM dengan Sensor Ultrasonik Via Smartphone Android Berbasis Mikrokontroler ATmega8

Kategori : Skripsi

Nama : Carmelita Oktoriani Simanjuntak

Nomor Induk Mahsiswa : 120801049

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : FISIKA

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2016 Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

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

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

(Dr. Marhaposan Situmorang) NIP. 195510301980031003

(5)

PERNYATAAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

CARMELITA OKTORIANI SIMANJUNTAK 120801049

(6)

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Monitoring Level Tangki BBM dengan Sensor Ultrasonik via Smartphone Android berbasis Mikrokontroler ATMega8” dengan baik dan lancar.

Penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan, dorongan, dan doa dari berbagai pihak, skripsi ini tidak akan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua yaitu Ibunda Lisbeth Sibagariang dan Ayahanda Leonard Simanjuntak yang telah memberikan dukungan moril dan materiel serta dorongan semangat, kasih sayang, dan doa yang tulus.

2. Drs. Takdir Tamba selaku dosen pembimbing utama yang telah meluangkan waktunya, memberikan saran, dan arahan selama penulisan skripsi ini.

3. Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc selaku pembimbin kedua yang telah memberikan petunjuk, saran, arahan, motivasi, dan semangat dalam pelaksaan serta penulisan skripsi ini.

4. Ketua Jurusan Fisika dan seluruh staff pengajar yang telah berbagi ilmu dan pemahaman, serta seluruh pegawai akademik atas segala kemudahan dan bantuan yang telah diberikan.

5. Teman-teman seperjuangan Physics On fire 2012 yang telah menemani selama 4 tahun dalam suka dan duka perkuliahan.

6. Sahabat-sahabat, Beby Finka, Novelita Sari, Imania Gracia, Gita Novalia yang telah memberi semangat serta berbagi canda dan tawa kepada penulis.

7. Teman terdekat Timotius Lubis atas segala bantuan, masukan, semangat, serta canda dan tawa.

(7)

ABSTRAK

Telah dirancang suatu alat sebagai monitoring volume pada tangki BBM dengan menggunakan mikrokontroler ATMega8. Alat ini terdiri dari sensor ultrasonik HC SR-04 yang berfungsi untuk mengukur jarak ataupun ketinggian, LCD M1632, dan dilengkapi dengan bluetooth sebagai jaringan penyambung antara tangki bbm

dan smartphone android. Software pada alat ini menggunakan bahasa

pemrograman CodeVision AVR. Alat ini digunakan untuk mengukur ketinggian zat cair pada tangki bbm sehingga diperoleh volume pada tangki bbm tersebut. Prinsip kerja sistem ini secara umum adalah dengan dimulai saat catudaya sistem diaktifkan. Kontroler akan melakukan tugasnya setelah reset awal dan inisialisasi. Kontroler akan membaca data sensor, pembacaan dimulai dengan mentrigger sensor untuk mulai membaca jarak. Setelah itu sensor akan memberikan data hasil deteksi. Data tersebut kemudian dikonversikan menjadi tinggi dan volume. Setelah memperoleh hasil olahan, data hasil tersebut kemudian ditampilkan pada LCD dan dikirim ke smartphone android melalui media bluetooth. Aplikasi monitoring akan mengambil data tersebut kemudian menampilkannya pada layar smartphone.

(8)

DESIGN LEVEL MONITORING SYSTEM WITH SENSOR

ULTRASONIC FUEL TANK VIA SMARTPHONE ANDROID BY

USING MICROCONTROLLER ATmega8

ABSTRACT

It has been designed as a means of monitoring the volume of the fuel tank by using a microcontroller ATMega8. This device consists of an ultrasonic sensor HC SR-04, which serves to measure distances or heights, LCD M1632, and is equipped with Bluetooth as the connective tissue between the fuel tank and android smartphones. Software on the device using the programming language CodeVision AVR. This tool is used to measure the height of liquid in the fuel tank in order to obtain volume in the fuel tank. The working principle of this system in general is to begin when the power supply system is activated. The controller will perform his duties after the initial reset and initialization. The controller will read the sensor data, the reading begins with triggering the sensor to start reading distance. Once the sensors will provide data on the detection result. The data is then converted into high and volume. After obtaining the results processed, the data is then displayed on the LCD and sent to the android smartphone via bluetooth media. Application monitoring will take the data and then display it on the screen smartphone.

(9)

DAFTAR ISI Halaman Persetujuan i Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak iv Abstrac v Daftar Isi vi

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix Daftar Lampiran x Bab 1. Pendahuluan 1.1. LatarBelakang 1 1.2. Rumusan Masalah 2 1.3. Batasan Masalah 2 1.4. Tujuan Penelitian 2 1.5. Manfaat Penelitian 2 1.6. Sistematika Penulisan 3 Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1 Sensor 5

2.1.1 Sensor Ultrasonik HC SR-04 5 2.2.1.1 Pemancar Ultrasonik (Transmitter) 9 2.2.1.2 Penerima Ultrasonik (Receiver) 10 2.2 Mikrokontroler Atmega8 10 2.2.1 Konfigurasi Pin ATmega8 12

2.2.2 Fitur Atmega8 14

2.3 Bluetooth Module HC-05 14

2.4 Sistem Android 16

2.5 LCD (Liquid Crystal Display) 17

Bab 3. Metodologi Percobaan

3.1 Diagram Blok 21

3.2 Rancangan Pengendali Sistem 22 3.3 Rangkaian Keseluruhan 25

3.4 Diagram Alir 25

3.5 Program 27

(10)

4.3 Pengujian Sensor Ultrasonik 35 4.4 Pengujian Mengirim Data ke Android 38 4.5 Pengujian pada Pengukuran Volume 40 4.6 Pengujian Sistem Keseluruhan 41

Bab 5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 43 5.2 Saran 43 Daftar Pustaka 44 Lampiran 45

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

Table 4.1 Nilai tegangan pada Port B, Port C, dan Port D 32

Table 4.2 Keadaan setiap bit untuk tampilan “FUEL TANK” 33

Table 4.3 Keadaan setiap bit untuk tampilan “MONITORING” 34

Tabel 4.4 Besar tengangan dan arus pada sensor ultrasonik 37

Tabel 4.5 Nilai jarak (s) dan waktu tempuh (t) sensor ultrasonik 38

(12)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Sensor ultrasonik HC SR-04 6

Gambar 2.2 Instalasi Sensor Jarak Ultrasonik SR-04 7

Gambar 2.3 Prinsip kerja sensor ultrasonik 7

Gambar 2.4 Kedudukan awal benda A berpindah ke B 9

Gambar 2.5 Konfigurasi pin Atmega8 12

Gambar 2.6 Bluetooth HC-05 15

Gambar 2.7 LCD 18

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 21

Gambar 3.2 Proses pancar-pantul sensor ultrasonik 22

Gambar 3.3 Rancangan sensor ultrasonik 23

Gambar 3.4 Rancangan Atmega8 terhadap sensor dan bluetooth 23

Gambar 3.5 Rancangan display LCD 24

Gambar 3.6 Rancangan bluetooth adaptor 24

Gambar 3.7 Rangkaian keseluruhan 25

Gambar 3.8 Flowchart 26

Gambar 4.1 Rangkaian mikrokontroler Atmega8 32

Gambar 4.2 Pengujian mikrokontroler Atmega8 dengan voltmeter 32

Gambar 4.3 Tampilan LCD 34

Gambar 4.4 Rangkaian LCD M1632 35

Gambar 4.5 Tampilan hasil pengujian sensor ultrasonik 36

Gambar 4.6 Rangkaian sensor ultrasonik 37

Gambar 4.7 Rangkaian ke smartphone melalui bluetooth 39

Gambar 4.8 Tampilan pada LCD dengan android 39

Gambar 4.9 Tampilan display pengukuran volume 41

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran Judul Halaman 1. Listing Program dari seluruh system 45 2. Gambar alat secara keseluruhan 49