RANCANG BANGUN MINIATUR SISTEM SANITASI AIR
DENGAN KRAN, PENGATUR SUHU, DAN
DAUR ULANG OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLER AT-MEGA 8535
(BAGIAN SELEKSI KONDISI AIR DAN PENYARINGAN AIR)
PROYEK AKHIR
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III
Oleh
RIJAL PURNAMA 091311027
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
RIWAYAT HIDUP
RIJAL PURNAMA
Data Pribadi
Nama Rijal Purnama Nim 091311027 Kesehatan Pribadi Bagus
Tempat dan Tanggal Lahir Bandung, 16 Juli 1991 Agama Islam
Alamat
Jalan Pasir Impun Atas Gg. H. Umar RT 02 RW 05 Kel. Pasir Impun Kec. Mandalajati Kota Bandung
Nomor Handphone 089655160437
E-mail [email protected]
Pendidikan
2009 - 2012 D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri
Bandung
Sekolah Menengah Atas (2006 - 2009) SMK Bustanul „Ulum (Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik)
Sekolah Menengah Pertama (2003 - 2006) SMPN 49 Bandung Sekolah Dasar (1997 - 2003) SDN Pasir Impun I
Pengalaman Organisasi
2010 - 2011 Ketua Departemen PSDM HME
Kepala Divisi Dana Usaha Asrama POLBAN 2007-2008 Ketua OSIS SMK Bustanul „Ulum
Anggota PASKIBRA SMK Bustanul „Ulum 2004-2005 Ketua OSIS SMPN 49 Bandung
6
. Tunjukilah kami jalan yang lurus.
7. (yaitu) jalan orang-orang yang telah Engkau beri
nikmat kepada mereka; bukan (jalan) mereka yang
dimurkai dan bukan (pula jalan) mereka yang sesat.
(QS Al-Fatihah 6-7)
Kupersembahkan teruntuk orangtua ku tercinta yang telah tulus
serta ikhlas mengasihi, yang tak terganti kasih sayangnya. Serta
adik-adikku yang mengisi hari-hariku dengan penuh keceriaan…
Untuk Ibu Serindit Indraswari dan bapak yang telah memberi
kesempatan kepada ku untuk menjalani pendidikan diploma tiga…
Untuk Dewi Nurazizah Sy yang telah membantu dan selalu ada
untuk memberikan dukungan…
Ya RABB gantikanlah pengorbanan dan kasih sayang mereka
dengan Surga-MU.
Rijal Purnama
ABSTRAK
Air bersih merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi manusia. Setiap hari manusia tidak dapat terlepas dari kebutuhan air, dari mulai minum, mandi, mencuci hingga beribadah. Dari tahun ke tahun, jumlah populasi manusia semakin bertambah. Pertambahan polpulasi tersebut akan mengakibatkan kebutuhan air bersih semakin meningkat. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah alat yang akan menjadi solusi masalah tersebut. Pada proyek akhir ini akan direalisasikan “Rancang Bangun Sistem Sanitasi Air dengan Kran, Pengatur Suhu, dan Daur Ulang Otomatis Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 8535”. Pada alat ini terdapat sistem daur ulang otomatis. Air yang sudah dipakai kemudian diolah dengan proses filtrasi dan adsorpsi. Hasil penyaringan akan diseleksi berdasarkan nilai resistansi dan kejernihan. Ketika kondisi air memenuhi syarat maka air akan dipompakan pada tangki utama dan tangki pemanas. Tetapi apabila belum memenuhi syarat, dilakukan penyaringan ulang. Nilai resistansi dideteksi oleh sensor resistansi yang berupa lempengan plat. Sedangkan kejernihan dideteksi secara optikal oleh photodiode. Disetiap tangki terdapat sensor level untuk mendeteksi ketinggian air. Semua proses akan diolah oleh mikrokontroller AT-Mega 8535 dan ditampilkan pada LCD 2x16.
Kata Kunci : Sanitasi air, Daur ulang otomatis, Sensor kejernihan, sensor, resistansi, AT-Mega 8535, LCD
ABSTRACT
The fresh water is one of the human primary demand. Human being needs the primary demand, beginning from drinking, taking a bath, washing, till praying. Year by year, the amount of human population is increasing. The addition of population may cause the fresh water demand turns more increasing. Therefore,demanded the device that could be the mass solution. In this final project, it will be “Setting up water sanitation system by tap, Temperature Regulator, and Automatic Recycling Based Microcontroller AT-Mega 8535”. There is automatic recycling process in the device. The water used will be processed by adsorption and filtration process. The result of filtering will be selected based on purity and resintance percentage. When the condition of water has met the requirement then water will be pomped into main tank and tank heater. But suppose it hasn‟t met the requirement, there will be a frequent filtering. Resistance percentage is detected by resistance censor in the form of metal sheet plaque. While the purity is optically detected by photodiode. There will be level censor to detect water altitude in the tank. All processes are going to be processed by microcontroller AT-Mega 8535 and appeared on LCD 2x16.
Key Words : Water Sanitation, Automatic Recycling, Purity Censor, Resistance Censor, AT-Mega 8535, LCD
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrahmaanirrahiim
Alhamdulillaahirabbil „alamiin, segala puji bagi Allah SWT Zat Yang Maha Agung dan Maha Berkuasa untuk menetapkan suatu kejadian, sehingga dengan izin-Nya penulisan laporan Proyek Akhir ini dapat selesai tepat waktu.
Laporan Proyek Akhir dengan judul “Rancang Bangun Sistem Sanitasi Air dengan Kran Pengatur Suhu dan Daur Ulang Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMega8535” yang disusun sebagai pertanggungjawaban penulis terhadap hasil Proyek Akhir yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma III di Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung ini berisi tentang hal-hal yang berhubungan dengan judul laporan Proyek Akhir ini, dari latar belakang, metode, teori pendukung, perancangan dan realisasi, hingga pengujian dan analisa sistem.
Dalam pelaksanaan perancangan, realisasi dan penyusunan laporan Proyek Akhir ini penulis tidak lepas dari kesulitan dan hambatan-hambatan yang dihadapi. Untuk mengatasi berbagai kesulitan yang dihadapi penulis dibantu oleh beberapa pihak secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Noor Cholis Basjaruddin, MT. selaku pembimbing I yang telah memberikan pengarahan dan saran kepada penulis dalam pembuatan alat dan laporan Proyek Akhir ini.
2. Bapak Tjan Swi Hong, M.Sc. selaku pembimbing II dan koordinator Proyek Akhir yang telah memberikan ilmu dan bimbingan kepada penulis, sehingga laporan Proyek Akhir ini dapat disusun sampai selesai..
3. Ir. Suheri Bakar selaku dosen yang telah banyak membantu dalam pengerjaan Proyek Akhir ini.
4. Ibu Ervin Masita Dewi, ST., MT. sebagai Ketua Program Studi Teknik Elektronika.
5. Bapak Ir. Hari Purnama, M.Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro. 6. Seluruh Staf Dosen Program Studi Teknik Elektronika yang selama ini telah
memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
7. Seluruh Staf Teknisi Laboratorium Teknik Elektronika, khususnya Ibu Iyom. 8. Ardya Merzy FH selaku rekan kerja pada Proyek Akhir ini yang telah
memberikan semangat dan kesabaran kepada penulis.
9. Teman-teman Program Studi Elektronika 2009 Politeknik Negeri Bandung, khususnya kelas 3A yang telah memberikan bantuan, motivasi dan semangatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini tepat pada waktunya.
10. Seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam penyelesaian Proyek Akhir ini yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.
Laporan Proyek Akhir ini masih jauh dari harapan. Hal ini dikarenakan keterbatasan dari pihak penulis sendiri. Akan tetapi penulis berharap laporan Proyek Akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak. Oleh karena itu, kritik dan saran konstruktif sangat penulis harapkan demi perbaikan di masa yang akan datang.
Kepada pihak – pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya.
Bandung, Juni 2012 Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1. 1 Latar Belakang Masalah ... 1
1. 2 Rumusan Masalah ... 2
1. 3 Tujuan ... 2
1. 4 Pembatasan Masalah ... 2
1. 5 Metodologi ... 3
1. 6 Sistematika penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
2. 1 Sistem Kendali ... 5
2. 2 Air ... 6
2.2.1 Kualitas Air Bersih ... 6
2.2.2 Daur Ulang Air ... 8
2. 3 Sensor ... 11
2.3.1 Sensor Pengukur Resistansi ... 11
2.3.2 Sensor Level Air ... 11
2.3.3 Sensor Kejernihan Air ... 12
2. 4 Mikrokontroler AVR AT-Mega 8535 ... 15
2.4.1 AT-Mega 8535 ... 16
2.4.2 Konfigurasi PIN ... 17
2.4.3 Analog to Digital Converter (ADC) ... 18
2. 5 LCD (Liquid Crystal Display) ... 19
2. 6 Relay ... 21
2. 7 Kran Elektrik ... 24
2. 8 Perangkat Lunak ... 25
2.8.1 Kontruksi bahasa Basic pada BASCOM-AVR ... 26
2.8.2 Pengarah preprosesor ... 27 2.8.3 Tipe Data ... 27 2.8.4 Konstanta ... 28 2.8.5 Variabel ... 28 2.8.6 Deklarasi ... 29 2.8.7 Operator ... 30 2.8.8 Komentar Program ... 32 2.8.9 Penyeleksian Kondisi ... 33 2.8.10 Struktur Perulangan ... 35
BAB III PERANCANGAN DAN PEREALISASIAN ... 37
3. 1 Diagram Blok Sistem ... 38
3. 2 Tangki Penyeleksi ... 41
3. 5. 1 Perancangan tangki penyeleksi ... 41
3. 5. 2 Perealisasian tangki penyeleksi ... 41
3. 3 Tangki Penyaringan ... 42
3. 3. 1 Perancangan tangki penyaringan ... 42
3. 4 Rangkaian Driver Relay ... 44
3. 4. 1 Perancangan rangkaian driver relay ... 44
3. 4. 2 Perealisasian rangkaian driver relay ... 45
3. 5 Rangkaian Mikrokontroler ... 45
3. 5. 1 Perancangan rangkaian mikrokontroler ... 45
3. 5. 2 Perealisasian rangkaian Mikrokontroler ... 47
3. 6 Rangkaian Sensor Resistansi ... 47
3. 6. 1 Perancangan rangkaian sensor resistansi ... 47
3. 6. 2 Perealisasian rangkaian sensor resistansi ... 48
3. 7 Rangkaian Sensor Kejernihan ... 48
3.7.1 Perancangan rangkaian sensor kejernihan ... 48
3.7.2 Perealisasian rangkaian sensor kejernihan ... 49
3. 8 Rangkaian Sensor Level ... 50
3.8.1 Perancangan rangkaian sensor level ... 50
3.8.2 Perealisasian rangkaian sensor level ... 51
3. 9 Rangkaian Interface LCD ... 51
3.9.1 Perancangan rangkaian interface LCD ... 51
3.9.2 Perealisasian rangkaian interface LCD ... 52
3. 10 Perangkat Lunak ... 52
3.10.1 Perancangan perangkat lunak ... 52
3.10.2 Perealisasian perangkat lunak... 53
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 54
4.1 Pengujian rangkaian pengkondisi sinyal dan sensor resistansi ... 54
4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Kejernihan ... 56
4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Level ... 57
4.4 Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega ... 58
4.5 Pengujian Rangkaian Relay ... 61
4.6 Pengujian Rangakaian LCD ... 61
4.7 Pengujian Alat Keseluruhan ... 62
4.8 Analisa Sistem Keseluruhan ... 63
BAB V PENUTUP ... 66 5.1 Kesimpulan ... 66 5.2 Saran ... 66 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Skematik, dan Layout PCB Rangkian Elektronika Lampiran B Flowchart
Lampiran C Listing Program Lampiran D Datasheet
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem pengendalian loop terbuka ... 5
Gambar 2.2 Sistem pengendalian loop tertutup ... 6
Gambar 2.3 Susunan bahan penyaringan ... 10
Gambar 2.4 Rangkaian sensor level ... 12
Gambar 2.5 LED inframerah ... 13
Gambar 2.6 Photodioda ... 14
Gambar 2.7 Atmega 8535 ... 17
Gambar 2.8 LCD 2 x 16 ... 20
Gambar 2.9 Bagian dalam LCD ... 20
Gambar 2.10 Relay ... 23
Gambar 2.11 Simbol Relay ... 24
Gambar 2.12 Kran Elektrik ... 24
Gambar 2.13 Tampilan pengarah preprosesor bahasa Basic ... 27
Gambar 2.14 Diagram alir Kondisional (If - Then - End If)... 34
Gambar 2.15 Diagram alir Kondisional (Select-Case-End Select) ... 35
Gambar 3.1 Diagram blok sistem keseluruhan ... 38
Gambar 3.2 Diagram blok sistem penyaringan dan seleksi air ... 39
Gambar 3.3 Diagram blok sistem sistem kendali penyaringan dan seleksi air ... 40
Gambar 3.4 Design tangki seleksi ... 41
Gambar 3.5 Realisasi tangki seleksi ... 41
Gambar 3.6 Realisasi alat keseluruhan ... 42
Gambar 3.7 Design tangki penyaringan ... 43
Gambar 3.9 Rangkaian relay ... 45
Gambar 3.10 Realisasi rangkaian relay... 45
Gambar 3.11 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ... 46
Gambar 3.12 Realisasi rangkaian SISMIN ATMega 8535... 47
Gambar 3.13 Rangkaian pengkondisi sinyal sensor resistansi ... 47
Gambar 3.14 Realisasi rangkaian sensor resistansi ... 48
Gambar 3.15(a) Rangkaian sensor kejernihan bagian receiver ... 48
Gambar 3.15(b) Rangkaian sensor kejernihan bagian transmitter ... 48
Gambar 3.16 Realisasi sensor kejernihan ... 50
Gambar 3.17 Rangkaian sensor level ... 51
Gambar 3.18 Realisasi rangkaian sensor level... 51
Gambar 3.19 Rangkaian LCD ... 52
Gambar 3.20 Realisasi rangkaian LCD... 52
Gambar 4.1 Tampilan program menguji LCD ... 62
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Persyaratan kualitas air bersih secara fisika... 8
Tabel 2.2 Deskripsi alat ... 17
Tabel 2.3 Konfigurasi pin LCD 2 x 16 dan fungsi... 22
Tabel 2.4 Tipe-tipe data ... 28
Tabel 3.2 Komposisi bahan-bahan penyaringan ... 42
Tabel 3.1 Penggunaan Port I/O pada Mikrokontroler AT-Mega8535 ... 45
Tabel 4.1 Hasil pengukuran rangkaian sensor resistansi ... 55
Tabel 4.2 Hasil pengukuran resistansi beberapa macam air ... 56
Tabel 4.3 Hasil pengukuran rangkaian sensor kejernihan ... 56
Tabel 4.4 Hasil pengukuran rangkaian sensor level ... 57
Tabel 4.5 Hasil pengujian Port D sebagai input... 60
Tabel4.6 Hasil pengujian Rangkaian Relay ... 61
Tabel 4.7 Hasil pengujian keseluruhan (a)... 63
Tabel 4.7 Hasil pengujian keseluruhan (b) ... 64
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Atmel AT90s8535 8-bit AVR Microcontroller with 8Kbytes In-System ProgrammableFlash. http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1041.pdf,Atmel .Atmel Corporation, dikunjungi 4 maret 2012
Anonim.http://www.kamusilmiah.com/tag/parameter-air-bersih/,dikunjungi 24 maret 2012
Anonim.http://electronical-instrument.blogspot.com/2010/06/rangkaian-pembagi tegangan.html,dikunjungi 5 juni 2012
Iswanto. 2008. Design dan implementasi Mikrkontroller ATMega 85335 dengan bahasa Basic. Gava media. Yogyakarta.
Nurvicka, Mayank Decyana. 2011. Detektor Kualitas Air Berdasarkan Perubahan Resistansi. Proyek Akhir. POLBAN:Bandung
Serway, R. A. 1986. Physics for Scientist and Engineers with Modern Physics. New York : Soundners College Publishing.
Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroller AVR Seri ATMega8535 simulasi, Hardware, dan Aplikasi. Penerbit Andi. Yogyakarta.
(Electronic Circuits, Signal Conditioning and Asics for Sensors) IFSA (2009,June). Sensors and Transducer (6th.ed) Volume (105). Available: www.sensorsportal.com
