PERSETUJUAN
Judul : Viskosimeter Digital Menggunakan Water Flow Sensor G 1/2 Berbasis Mikrokontroller 8535
Kategori : Skripsi
Nama : Kalam T T Siregar
Nomor Induk Mahasiswa : 090801050
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan
Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara
Diluluskan di
Medan, Agustus 2013
Pembimbing II Pembimbing I
Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc. Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc NIP. 195609181985031002 NIP.196006031986011002
Diketahui
Departemen Fisika DMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
VISKOSIMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR
G1/2 BERBASIS MIKROKONTROLLER 8535
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2013
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan kekuatan, petunjuk dan Anugrah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul : “VISKOSIMETER DIGITAL
MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS
MIKROKONTROLLER 8535”.
Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Keluarga tercinta, khususnya kedua orangtua saya (Ayahanda Samuel Siregar dan Ibunda Kesteria Br Lumban Gaol) atas kasih sayang, doa, motivasi dan kerja kerasnya dalam mencukupi kebutuhan saya. Dan juga adek-adek saya Adi S Siregar, Roulina Siregar, Mian R Siregar dan Sahat Martua Siregar atas doa dan motivasinya, semangat buat adek dan semoga cepat menyusul. Amin 2. Bapak DR. Sutarman selaku Dekan FMIPA USU, Bapak Dr. Marhaposan
Situmorang selaku ketua jurusan Fisika USU dan Drs. Syahrul Humaidi M. Sc selaku sekretaris jurusan, pegawai ( Kak Tini, Kak Yus dan Bg Jo) dan seluruh civitas Akademik FMIPA USU.
3. Bapak Drs. Takdir Tamba dan Bapak Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng.Sc yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan/ide demi sempurnanya skripsi ini.
4. Bapak Tua Raja Simbolon, M.Si dosen sekaligus abang penulis sebagai kreator dan ide-idenya yang sangat banyak membantu penulis hingga menyelesaikan skripsi ini.
5. Bapak DR. Tulus ikhsan Nasution dan Ibu Dra. Sudiati M.Si selaku dosen wali saya yang telah banyak memberikan motivasi selama perkuliahan.
saudara-saudara sepupu kak Ewi, adek Lilis, Eva, Jelita spesial pariban Friska E Lumban Gaol Mrs. Chubi - Chubi atas semangat dan motivasinya.
7. Teman spesial anak kos 37 kampung susuk bg Jhon, bg Edu, bg Dahlan, bg Anne dll dan Gang Aman no 1 Padang Bulan bg Marco, Rafael, Riady, Hendrik, Frengki, Petrus dan spesial Halasson Manullang, Amd yang memberi semangat, perhatian dan doanya untuk menuntaskan penulisan skripsi ini.
8. Teman-teman Alumni St Petrus 2009 (Allstars 2009), Pra (Hot Parasian, Saut, Herman), Tiurlan(mami), Sartika(boru), Poltak, Marulitua, Christy, Sumuang, Sondang, Cristo, Jepri, Jefrianto, Rani, Iswanto, Evin, Yndra, Irwan, Tamrin, Beatrix, Oki, Hotmaria dll yang selalu aktif dan mendukung penulis serta doanya.
9. Teman-Teman stambuk breaving 2009 (Sony, Enra, Poltak, Timbul, Valentina, Esrawati, Suhartina, Sukria, Monora, Rieny, Stefani, Andrian, Silvi, Helen, Ferdy, Nurzanah, Masria, Emy, Jenny, Agus, Agus Ningsih, Fitri Yuniati, Sabam, Resdina, Zainalludin, Harty, Yosua, Wenny, Eldo, Septiana, Arvila, Ade, Istas, Natanel, Andico, Herdiana yang telah memberikan semangat dan motivasinya selama mengiuti perkuliahan. Dan juga adek-adek 2010 (Antoni, Maiysarah dkk), 2011 (Togar, Ancela dkk) 2012 ( Iqbal, Marta dkk).
10. Tak terlupakan teman-teman asisten di laboratorium elektronika lanjutan, K’ Irma, Valentina, Bernike, Okto, Gunawan dan Amin terima kasih atas doa dan semangatnya.
Medan, Agustus 2013
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah alat dengan memanfaatkan teknologi untuk pengukuran besaran fisika yang digunakan untuk mengukur nilai viskositas fluida (viskosimeter). Alat dirancang sebagai viskosimeter digital dengan menggunakan aplikasi water flow sensor G1/2 berbasis mikrokontroler AVR ATMega8535 yang dimanfaatkan untuk mengukur nilai viskositas fluida secara praktis. Inti dari alat ini adalah sensor yang digunakan yakni water flow sensor G1/2 yang merupakan jenis sensor aliran, dimana ketika dialiri oleh fluida akan dapat ditentukan rotasi per sekon (rps). Kondisi rps data diolah sehingga dapat ditentukan besar nilai viskositas. Sensor ini bekerja pada kekentalan tertentu yang mana semakin kental fluida yang dialirkan akan semakin kecil nilai rps yang dihasilkan. Kemampuan pengukuran alat ini berada pada range 8 – 22 rps atau pada range kekentalan yakni 0,8340 – 42,3878 cP. Pengolah data sensor digunakan sebuah chip mikrokontroler AVR ATMega 8535 yang merupakan keluarga AVR ( Alf and Vegards Risc Processor) menggunakan teknologi RISC (Risc Instruction Set Computer). Bahasa yang digunakan adalah bahasa C sedangkan program pengolahan data menggunakan sistem interpolasi Lagrange.
ABSTRACT
Have designed a tool to harness technology for the measurement of physical quantities that are used to measure the value of the fluid viscosity (viscometer). Tool is designed as a digital viskosimeter applications using water flow sensor G1 / 2 AVR microcontroller based ATMega8535 are used to measure the viscosity of the fluid in a practical value. The core of this tool is used the sensor water flow sensor G1 / 2 which is a type of flow sensor, which when energized by the fluid can be determined rotations per second (rps). Rps condition of data is processed so that it can be determined the value of the viscosity. The sensor works on a certain consistency which the more viscous fluid will flow the smaller the value generated rps. Measurement capability of this tool is in the range of 8-22 rps or on the viscosity range from 0.8340 to 42.3878 cP. Data of sensor processing used an AVR microcontroller ATMega 8535 chip which is a family of AVR (Alf and Vegards Risc Processor) technology uses RISC (RISC Instruction Set Computer). The language used is a C language program while the data processing system using Lagrange interpolation.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di desa Karing, Sidikalang Kabupaten Dairi, Sumatera Utara pada tanggal 7 Agustus 1990 sebagai anak pertama dari lima bersaudara dari ayah Samuel Siregar dan ibu Kesteria Br. Lumban Gaol. Pada tahun 2003 penulis lulus dari SD Negeri 034779 Sidiangkat dan pada tahun 2006 lulus dari SMP Negeri 1 Sidikalang kemudian tahun 2009 lulus dari SMA Swasta Santu Petrus Sidikalang. Pada tahun yang sama yaitu 2009 lulus seleksi masuk USU melalui jalur SNMPTN dan memilih program studi Fisika S1 dengan konsentrasi bidang Instrumentasi Elektronika, Departemen Fisika, Fakultas MIPA.
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan i
Pernyataan ii
Kata Pengantar iii
Abstrak v
Abstrack vi
Riwayat Hidup vii
Daftar Isi viii
Daftar Tabel x
Daftar Gambar xi
BAB I Pendahuluan
1.1.1 Latar Belakang 1
1.1.2 Rumusan Masalah 1
1.1.3 Batasan Masalah 2
1.1.4 Tujuan 2
1.1.5 Sistematika Penulisan 3
BAB II Landasan Teori
2.1 Fluida 4
2.1.1 Aliran Fluida 5
2.2 Viskositas 6
2.2.1 Alat Ukur Viskositas 9
2.3 Pengenalan Mikrokontroller AVR ATMega 8535 13 2.3.1 Arsitektur Mikrokontroller AVR ATMega 8535 13 2.3.2 konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535 16 2.3.3 Deskripsi Pin-Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535 17 2.3.4 Peta memori ATMega 8535 20
2.3.5 Status Register 21
2.3.6 Bahasa Pemrograman ATMega 8535 22
2.4 Water Flow Sensor 23
2.4.1 Spesifikasi Sensor Flow 25
2.5 Interpolasi Langrange 26
BAB III Perancangan Sistem
3.1 Diagram Blok 30
3.2 Rangkaian Mikrokontroller AVR ATMega 8535 32
3.3 Rangkaian Catu Daya 33
3.4 Rangkain Flow Sensor 34
3.5 Rangkaian LCD 35
BAB IV Pengujian Alat dan Hasil Pengukuran
4.1 Pengujian Sampel 38
4.2 Pengujian Putaran (rps) dan program viskositas alat 39
4.2.1 Data Pengujian 39
4.2.2 Analisa Data 42
4.3 Pengujian alat 43
4.3.1 Data Pengujian 43
4.3.2 Analisa Data 44
BAB V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 44
5.2 Saran 44
Daftar Pustaka 45
Lampiran I
Program Keseluruhan 47
Lampiran II
Data Sheet Sensor Flow 52
Lampiran III
DAFTAR TABEL
No Halaman
2.1 fungsi Pin-Pin Port B 18
2.2 fungsi Pin-Pin Port D 19
2.3 Keterangan komponen sensor 24
4.1 Hasil pengukuran viskositas air 38
4.2 Hasil pengukuran viskositas solar 38 4.3 Hasil pengukuran viskositasminyak rem “top1” 39 4.4 Hasil pengukuran viskositasminyak goring “sania” 39
4.5 Hasil pengukuran rps air 40
4.6 Hasil Pengukuran rps solar 40
4.7 Hasil Pengukuran rpsminyak rem “top1” 41 4.8 Hasil pengukuran rps minyak goreng “sania” 41 4.9 Hasil pengukuran rps sampel keseluruhan 42
DAFTAR GAMBAR
No Halaman
2.1 (a) Tabung Thermobus 10
2.1 (b) Viskosimeter Fenske No 100 10
2.2 (a) Tabung Thermobus 11
2.2 (b) Viskosimeter Ostwald 11
2.3 Arsitektur ATMega 8535 15
2.4 Konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535 17
2.5 Memori ATMega 8535 21
2.6 Status Register 21
2.7 Water Flow Sensor G1/2 24
2.8 Mechanic Dimensi Water Flow Sensor G1/2 24
3.1 Diagram Blok Rangkaian 24
3.2 Flow Chart 30
3.3 Rangkaian Miniumum Mikrokontroller ATMega 8535 32
