328P
PROJEK AKHIR 2
LEVI FANOLO SITEPU 162411041
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2019
Levi Fanolo Sitepu PERNYATAAN
RANCANGAN ALAT PENDETEKSI SUHU KACANG TANAH DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR DS18B20 BERBASIS ATMEGA
328P
PROJEK AKHIR 2
Saya menyatakan bahwa projek akhir 2 ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 31 Juli 2019
162411041
ABSTRAK
RANCANGAN ALAT PENDETEKSI SUHU KACANG TANAH DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR DS18B20 BERBASIS ATMEGA
328P
Tujuan perancangan adalah untuk memudahkan dalam pembuatan suatu alat serta mendapatkan suatu alat yang baik seperti yang diharapkan dengan memperhatikan penggunaan komponen dengan harga ekonomis serta mudah didapat dipasaran. Selain itu, perancangan juga bertujuan untuk membuat solusi dari suatu permasalahan dengan penggabungan prinsip- prinsip elektronik dan mekanik, serta dengan literatur dengan produk yang ada.
Kata-Kunci : Kacang Tanah, Sensor, Suhu.
ABSTRACT
DESIGN OF GROUND NUT TEMPERATURE DETECTION USING DS18B20 SENSOR BASED ON ATMEGA 328P
The purpose of design is to facilitate in making a tool and get a good tool as expected by considering the use of components with economical prices and easily obtainable in the market. In addition, the design also aims to create a solution of a problem with the incorporation of principles of electronics and mechanics, as well as with literature with existing products.
Keywords: temperature, Peanut, Sensor
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dengan judul rancangan alat pendeteksi suhu kacang dengan menggunakan sensor DS18B20 berbasis Atmega 328 P.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Dr. Diana A. Barus, M.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU dan juga kepada Awan maghfirah S.Si,M.Si selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan tugas akhir ini.
Terima Kasih juga penulis sampaikan kepada Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, seluruh Staff dan Dosen Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU, pegawai FMIPA USU dan rekan-rekan kuliah. Dan juga penulis sampaikan terima kasih kepada Yosafat, Arfiya, Dhanu, dan Emi yang telah memberikan semangat dan motivasi.
Akhirnya tidak terlupakan kepada Bapak, Ibu dan keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan.
Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN SAMPUL DALAM ... ii
PERNYATAAN ORISINALITAS ... iii
PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
PENGHARGAAN ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Sensor ... 5
2.1.1 Sensor DS18B20 ... 6
2.2 Mikrokontroler ... 7
2.2.1 Mikrokontroler Atmega 328 P ... 9
2.2.2 Fitur Mikrokontroler ATMega328P ... 11
2.3 LCD (Liquid Crystal Display) ... 11
2.3.1 Cara kerja LCD ... 15
2.4 Buzzer ... 16
2.5 Kacang Tanah ... 17
2.6 Bahasa Pemrograman C ... 19
2.6.1 Struktur Bahasa C... 20
2.6.3 Tipe Data ... 21
2.6.4 Konstanta dan Variabel ... 23
2.6.5 Identifikasi ... 23
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ... 25
3.1 Umum ... 25
3.2 Tujuan Perancangan ... 25
3.3 Diagram Block sistem ... 26
3.4 Flowchart program ... 27
3.5 Rangkaian LCD dan Mikrokontroler ... 27
3.6 Rangkaian Sensor dan Mikrokontroler ... 28
3.7 Rangkaian keseluruhan sistem ... 28
BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN ... 30
4.1 Pengujian alat ... 30
4.1.1 Pengujian mikrokontroler Atmega 328P ... 30
4.1.2 Pengujian LCD ... 31
4.2 Hasil Pengujian Alat ... 31
4.2.1 Keadaan Ketika Alat Baru Dihidupkan ... 31
4.2.2 Data hasil pengujian pengukuran temperatur pada proses penggongsengan kacang tanah ... 32
4.2.3 Perhitungan Trata-rata ... 32
4.3 Grafik Waktu vs Trata-rata ... 33
4.4 Analisa Percobaan ... 33
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 34
5.1 Kesimpulan ... 34
5.2 Saran ... 34
DAFTAR PUSTAKA ... 35
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pin-pin LCD ... 15 Tabel 2.2 TipeData ... 23 Tabel 3.1 Data Hasil Pengujian ... 32
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.Sensor DS18B20 ... 7
Gambar 2.2 Bagian Mikrokontroller ... 7
Gambar 2.3 Mikrokontroler ATMega328P... 9
Gambar 2.4. Konfigurasi Pin ATMega328P ... 11
Gambar 2.5 LCD (Liquid Crystal Display) ... 13
Gambar 2.6.Buzzer ... 17
Gambar 3.1.Diagram Block Sistem ... 26
Gambar 3.2. Flowchart Program ... 27
Gambar 3.3. Rangkaian LCD dan Atmega 328P ... 28
Gambar 3.4. Rangkaian sensor dan Atmega 328P ... 28
Gambar 3.5.Rangkaian Keseluruhan sistem ... 29
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian mikrokontroler Atmega 328P ... 30
Gambar 4.2 Hasil pengujian LCD display28 ... 31
Gambar 4.3 Keadaan awal alat ukur ... 32
Gambar 4.4 Grafik Waktu Vs Trata-rata ... 33
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) adalah tanaman polong-polongan atau legum anggota suku Fabaceae yang dibudidayakan, serta menjadi kacang-kacangan kedua terpenting setelah kedelai di Indonesia. Tanaman yang berasal dari benua Amerika ini tumbuh secara perdu setinggi 30 hingga 50 cm (1 hingga 1½ kaki) dengan daun-daun kecil tersusun majemuk.
Kacang tanah mempunyai peranan besar dalam mencukupi kebutuhan bahan pangan jenis kacang - kacangan. Menurut Suwardjono (2004) bahwa kandungan protein sebesar 25% - 30%, lemak 40% - 50%, karbohidrat 12%, serta vitamin B1, menempatkan kacang tanah dalam hal pemenuhan gizi setelah tanaman kedelai.
Manfaat kacang tanah pada bidang industri yaitu untuk pembuatan margarine, minyak goreng, ataupun dikonsumsi langsung.
Tanaman ini adalah satu di antara dua jenis tanaman budidaya selain kacang bogor, Voandziea subterranea yang buahnya mengalami pemasakan di bawah permukaan tanah. Jika buah yang masih muda terkena cahaya, proses pematangan biji terganggu. Perbedaan tingkat produktivitas kacang tanah sebenarnya bukan semata-mata hanya disebabkan oleh perbedaan teknologi produksi yang sudah diterapkan petani, tetapi karena adanya pengaruh faktor-faktor lain yaitu sifat atau karakter agroklimat, intensitas jenis hama dan penyakit, varietas yang ditanam, umur panen serta usaha taninya. Sehubungan dengan hasil tersebut upaya ke arah perbaikan tanaman kacang tanah perlu dilakukan, khususnya menciptakan lingkungan tumbuh yang sesuai bagi pertumbuhan tanaman kacang tanah. Terdapat beberapa cara dalam kaitannya dengan upaya tersebut salah satunya yaitu dengan pengaplikasian pupuk organik dan sistem pengolahan tanah .
Di Indonesia, ia dikenal pula sebagai kacang una, suuk (Sd.), kacang jebrol, kacang bandung, kacang tuban, kacang kole, serta kacang banggala. Dalam perdagangan internasional dikenal sebagai bahasa Inggris: peanut, groundnut.
Tanaman ini berasal dari Amerika Selatan tepatnya adalah Brazillia, namun saat ini telah menyebar ke seluruh dunia yang beriklim tropis atau subtropis. Masuknya kacang tanah ke Indonesia pada abad ke-17 diperkirakan karena dibawa oleh pedagang-pedagang Spanyol, Cina, atau Portugis sewaktu melakukan pelayarannya dari Meksiko ke Maluku setelah tahun 1597 Pada tahun 1863 Holle memasukkan Kacang Tanah dari Inggris dan pada tahun 1864 Scheffer memasukkan pula Kacang Tanah dari Mesir, Republik Rakyat Tiongkok dan India kini merupakan penghasil kacang tanah terbesar dunia.
Kacang tanah bermula terpusat di India, China, Nigeria, Amerika Serikat dan Gombai, kemudian meluas ke negara lain. Kacang tanah terpusat di Pulau Jawa, Sumatera Utara, Sulawesi dan kini telah ditanam di seluruh Indonesia. Tanaman Kacang tanah bisa dimanfaatkan untuk makanan ternak, sedang bijinya dimanfaatkan sebagai sumber protein nabati, minyak dan lain-lain. Sebagai tanaman budidaya, kacang tanah terutama dipanen bijinya yang kaya protein dan lemak. Biji ini dapat dimakan mentah, direbus (di dalam polongnya), digoreng, atau disangrai.
Dalam penyangraian kacang tanah , kacang tanah akan di panaskan dalam suhu dan kelembaban tertentu agar hasil yang diharapkan sesuai diperlukan alat peninjau suhu atau kelembaban dari kacang tersebut sehingga dihasilkan kacang yang gurih dan lezat. Untuk itu penulis tertarik membuat alat yang mampu mengukur suhu kacang tanah.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut sebagai Projek Akhir 2 dengan judul
“RANCANGAN ALAT PENDETEKSI SUHU KACANG TANAH DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR DS18B20 BERBASIS ATMEGA 328”
Pada alat ini akan digunakan sebuah mikrokontroler ATEMEGA 328, dan sensor DS18B20 sebagai penentu Suhu.
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dilakukan Projek Akhir 2 ini adalah sebagai berikut :
a. Merancang sebuah alat ukur digital kelemaban kacang tanah yang mudah dalam pembacaan nilai dan penggunaanya.
b. Membuat dan mengetahui cara kerja alat ukur digital Suhu kacang tanahberbasis Atmega 8 dengan sensor DS18B20.
c. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D-III) Metrologi dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
1.4 BatasanMasalah
Penulis membuat alat pengukuran Suhu kacang tanah digital dengan menggunakan sensor DS18B20 berbasis Atmega 8 dengan batasan-batasan sebagai berikut:
a. Sample yang di ukur adalah kacang tanah.
b. Kadar air terhitung dari 0 – 100 % iii.Tengangan maksimal 5 volt
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan penulisan laporan ini, penulis membuat susunan. Bab – bab yang membentuk laporan ini dalam sistematika penulisan laporan dengan urutan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini akan membahas latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori – teori yang berkaitan dengan komponen yang digunakan dalam seluruh unit perancangan alat ini.
BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Bab ini berisi tentang pembuatan alat, tujuan perancangan, diagram blok, flowchart.
BAB IV : PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai program yang diisikan ke sensor DS18B20.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Sebagai bab terakhir penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari uraian bab-bab sebelumnya, dan penulis akan berusaha memberikan saran yang mungkin bermanfaat.
DAFTAR PUSTAKA
Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literatur yang digunakan dalam pembutan laporan tugas akhir ini.
LAMPIRAN
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan pustaka sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem.Selain dari pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan suatu system.Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka tinjauan pustaka merupakan bagian yang harus dipahami untuk pembahasan selanjutnya.Pengetahuan yang mendukung perencanaan dan realisasi alat meliputi mikrokontroler dan Sensor DS18B20.
2.1 Sensor
Pengertian Sensor adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah variasi gerak, panas, cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik. Sensor sendiri adalah komponen penting pada berbagai peralatan. Sensor juga berfungsi sebagai alat untuk mendeteksi dan juga untuk mengetahui magnitude. Transduser sendiri memiliki arti mengubah, resapan dari bahasa latin traducere Bentuk perubahan yang dimaksud adalah kemampuan merubah suatu energi kedalam bentuk energi lain. Energi yang diolah bertujuan untuk menunjang daripada kinerja piranti yang menggunakan sensor itu sendiri.
Sensor sendiri sering digunakan dalam proses pendeteksi untuk proses pengukuran. Sensor yang sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya atau sinar, sensor suhu, serta sensor tekanan.Daripengertian sensor yang telah saya jabarkan diatas wajar jika alat tersebut menjadi alat yang banyak diminati oleh berbagai pabrikan elektronik.
Salah satu pabrikan yang tengah gencar menggunakan sensor pada produk mereka adalah pabrikan handphone dengan model touch screen. Sensor tekanan pada berbagai handphone sekarang ini membutuhkan adanya dukungan dari sensor tekanan. Selain pada gadget dengan teknologi canggih tersebut, sensor tekanan juga biasa diaplikasikan kepada berbagai alat elektronik lain seperti kalkulator serta remot. Adanya tekanan pada tombol-tombol pada kalkulator ataupun remot bekerja dengan mengubah daya tekan tersebut menjadi daya atau sinyal listrik.
Dengan pengertian sensor beserta kinerja dari sensor tekanan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa sensor memiliki banyak andil pada berbagai teknologi.
Pada sensor suhu sendiri terdapat empat jenis sensor yang sering dipakai yaitu thermocouple, resistance temperature detectore, IC sensor dan termistor.
Pada komponen thermocouple terdapat dua komponen transduser panas dan juga dingin. Platina menjadi pilihan utama pada komponen resistence temperature detectore karena memiliki tahanan suhu, stabilitas, kelinearan, reproduktifitas, serta stabilitas. Termistor merupakan resistor yang tahan terhadap panas, serta IC sensor sensor suhu dengan rangkaian yang menggunakan chip silikon guna mendeteksi tingkat suhu yang terdapat pada objek.
Sensor Suhu atau Temperature Sensors adalah suatu komponen yang dapat mengubah besaran panas menjadi besaran listrik sehingga dapat mendeteksi gejala perubahan suhu pada obyek tertentu. Sensor suhu melakukan pengukuran terhadap jumlah energi panas/dingin yang dihasilkan oleh suatu obyek sehingga memungkinkan kita untuk mengetahui atau mendeteksi gejala perubahan- perubahan suhu tersebut dalam bentuk output Analog maupun Digital.
Sensor Suhu juga merupakan dari keluarga Transduser. Contoh peralatan- peralatan listrik maupun elektronik yang menggunakan Sensor Suhu diantaranya seperti Thermometer Suhu Ruangan, Thermometer Suhu Badan, Rice Cooker, Kulkas, Air Conditioner (Pendingin Ruangan) dan masih banyak lagi.
2.1.1 Sensor DS18B20
Sensor suhu DS18B20 merupakan sensor yang memiliki kemampuan tahan air (waterproof). DS18B20 cocok digunakan untuk mengukur suhu pada tempat yang sulit atau basah. Karena ouput data sensor suhu ini merupakan data digital, maka tidak perlu khawatir terhadap degradasi data ketika menggunakan untuk jarak yang jauh. DS18B20 menyediakan 9 hingga 12-bit (yang dapat dikonfigurasi) data.
Karena setiap sensor DS18B20 memiliki silicon serial number yang unik, maka beberapa sensor DS18B20 dapat dipasang dalam 1 bus. Hal ini memungkinkan pembacaan suhu dari berbagai tempat. Meskipun secara datasheet sensor ini dapat membaca dengan bagus hingga 125°C.
a. Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit. CPU ini akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.
b. Read Only Memory (ROM)
ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi.Dalam dunia mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler tersebut. Program tersimpan dalm format biner („0‟ atau „1‟).
Susunan bilangan biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler akan memiliki arti tersendiri.
c. Random Acces Memory (RAM)
Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja. Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada RAM akan hilang jika catu daya listrik hilang.
d. Input / Output (I/O)
Untuk berkomunikasi dengan dunia luar, maka mikrokontroler menggunakan terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.
e. Komponen lainnya
Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang sesuai dengan tugas mikrokontroler akan sangat membantu perancangan sehingga dapat mempertahankan ukuran yang kecil.
Apabila komponen komponen tersebut belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.
1) ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital
2) 2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC.
I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.
c. Port D
Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif yaitu :.
1) USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
2) Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
3) XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, seh gga tidak perlu membutuhkan external clock.
4) T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0.
5) AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega328P 2.2.2 Fitur Mikrokontroler ATMega328P
ATMega328P adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:
a. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
b. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
c. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
d. 32 x 8-bit register serba guna.
e. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
f. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
g. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
2.3 LCD (Liquid Crystal Display)
Teknologi yang ditemukan semenjak tahun 1888 ini, merupakan pengolahan kristal cair merupakan cairan kimia, dimana molekul-molekulnya dapat diatur
diberi medan magnet. Bila diatur dengan benar, sinar dapat melewati kristal cair tersebut.
Tampilan Kristal Cair (bahasa Inggris: Liquid Crystal Display) juga dikenal sebagai LCD adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang misalnya dalam alat-alat elektronik seperti televisi, kalkulator ataupun layar komputer. Pada LCD berwarna semacam monitor terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya.
Walau disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susnan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra.
Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring.
Liquid Crystal Display (LCD) secara singkatnya ialah komponen yang dapat menampilkan tulisan. Salah satu jenisnya memiliki dua baris dengan setiap baris terdiri atas enam belas karakter. LCD seperti itu biasa disebut LCD 16x2.
Banyak sekali kegunaan LCD dalam perancangan suatu system yang menggunakan mikrokontroler. LCD berfungsi menampilkan suatu nilai hasil sensor,menampilkan teks,atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD M1632. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD Pada sebuah rangkaian LCD setidaknya terdapat dua lapisan utama yakni lapisan backlight dan lapisan cairan kristal. Namun jika diperinci lebih lanjut, terdapat enam buah lapisan yang menyusun sebuah LCD sehingga mampu menampilkan gambar.
Gambar 2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan alat untuk menampilkan karakter data dari sebuah alat masukan seperti Mikrokontroler. LCD untuk peralatan mikrontroler ada beberapa tipe, yaitu 8x2, 16x2, 20x2, 20x4, 40×4. Di alat LCD Yang dipakai kali ini adalah yang tipe 16x2, artinya LCD terdiri dari 2 baris dan 16 karakter.
Pin 1 dan 2
Merupakan sambungan catu daya, Vss dan Vdd. Pin Vdd dihubungkan dengan tegangan positif catu daya, dan Vss pada 0V atau ground. Meskipun data menentukan catu 5 Vdc (hanya pada beberapa mA), menyediakan 6V dan 4.5V yang keduanya bekerja dengan baik, bahkan 3V cukup untuk beberapa modul.
Pin 3
Pin 3 merupakan pin kontrol Vee, yang digunakan untuk mengatur kontras display. Idealnya pin ini dihubungkan dengan tegangan yang bisa dirubah untuk memungkinkan pengaturan terhadap tingkatan kontras display sesuai dengan kebutuhan, pin ini dapat dihubungkan dengan variable resistor sebagai pengatur kontras.
Pin 4
Pin 4 merupakan Register Select (RS), masukan yang pertama dari tiga command control input. Dengan membuat RS menjadi high, data karakter dapat ditransfer dari dan menuju modulnya.
Pin 5
Read/Write (R/W), untuk memfungsikan sebagai perintah write maka R/W low atau menulis karakter ke modul. R/W high untuk membaca data karakter atau informasi status dari register-nya.
Pin 6
Enable (E), input ini digunakan untuk transfer aktual dari perintah-perintah atau karakter antara modul dengan hubungan data. Ketika menulis ke display, data ditransfer hanya pada perpindahan high atau low. Tetapi ketika membaca dari display, data akan menjadi lebih cepat tersedia setelah perpindahan dari low ke high dan tetap tersedia hingga sinyal low lagi.
Pin 7-14
Pin 7 sampai 14 adalah delapan jalur data/data bus (D0 sampai D7) dimana data dapat ditransfer ke dan dari display.
Pin 16
Pin 16 dihubungkan kedalam tegangan 5 Volt untuk memberi tegangan dan menghidupkan lampu latar/Back Light LCD.
LCD memiliki 16 pin dengan fungsi pin masing-masing seperti yang terlihat pada Tabel 2.1
(seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke “1”. Jalur control R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high “1”, maka program akan melakukan query data dari LCD
Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status, lainnya merupakan instruksi penulisan, Jadi hamper setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu di set ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur.Mengirimkan data secara parallel baik 4bit atau 8bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.
Mode 8bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/0 (3pin untuk control, 8pin untuk data).Sedangkan mode 4bit minimal hanya membutuhkan 7bit (3pin untuk control, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroler dan LCD. Jika bit ini diset (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis.
Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.
2.4 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja Buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi Buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.
Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). Seperti namanya, Buzzer adalah
Perlu tidaknya tanah diolah dapat dipengaruhi oleh tingkat kepadatan dan aerasi, pada tingkat kepadatan yang tinggi akibat tidak pernah diolah mengakibatkan pertumbuhan akan terbatas, sehingga zona serapan akar menjadi sempit. Sedangkan pengolahan tanah yang dilakukan secara terus menerus dapat menurunkan laju infiltrasi tanah sebagai akibat terjadinya pemadatan tanah
Varietas kacang tanah, baik varietas lokal maupun varietas unggul, yang umum ditanam pada daerah tropis adalah tipe Spanish dengan polong berbiji 1 – 2 dan tipe Valencia dengan polong berbiji 3 –4, keduanya merupakan tipe pertumbuhan tegak pada kacang tanah. Tipe tegak lebih disukai petani karena umurnya lebih genjah yaitu 80–110 hari dan lebih mudah dipungut hasilnya daripada tipe menjalar. Sedangkan didaerah subtropis kebanyakan termasuk tipe Virginia (tipe menjalar). Umumnya umur dari tipe menjalar ini adalah 150 – 170 hari
Optimalisasi budidaya kacang tanah dapat dilakukan dengan memperhatikan dan memenuhi kondisi serta persyaratan yang diperlukan oleh tanaman kacang tanah tersebut. Untuk tumbuh dan berkembang, tanaman kacang tanah memerlukan persyaratan tumbuh tertentu. Persyaratan ini meliputi faktor kondisi tanah dan iklim. Kedua faktor tersebut akan sangat mempengaruhi penentuan saat tanam yang tepat. Kacang tanah tidak terlalu memilih jenis tanah. Pada tanah yang berat kacang tanah masih dapat menghasilkan jika pengolahan tanahnya dilakukan dengan baik. Tetapi, kacang tanah dapat tumbuh optimal pada tanah yang ringan yang cukup mengandung unsur hara.
Pemupukan dengan pupuk kandang yang telah hancur dan matang dengan dosis rendah-sedang (1 –3 ton/ha) sering dapat meningkatkan hasil kacang tanah, pada tanah yang kurus dan berdrainase buruk. Pemberian pupuk kandang yang berlebihan mengakibatkan pertumbuhan vegetatif terlalu subur dan pembentukkan polong berkurang. Penggunaan pupuk sangat penting dalam peningkatan produksi kacang tanah karena pupuk mengandung hara dengan konsentrasi relatif tinggi.
Untuk kacang tanah, pupuk yang banyak dipakai adalah pupuk nitrogen (N), fosfat (P), dan kalium (K). Kacang tanah termasuk tanaman Leguminosae yang mampu mengikat nitrogen dari udara. Namun, kemampuannya mengikat nitrogen baru dimiliki pada umur 15 –20 hari setelah tanam. Oleh karena itu, pupuk nitrogen
tetap diperlukan. Pemberiannya dilakukan bersamaan dengan saat tanam dengan dosis 15 –20 kg N/ha. Pupuk fosfat berfungsi mendorong pertumbuhan akar. Bagi kacang tanah, pupuk fosfat dibutuhkan lebih banyak dibanding pupuk nitrogen yaitu 45 kg P2O2/ha. Sedangkan pupuk kalium berperan penting dalam fotosintesis. Tanah yang mengandung cukup kalium akan menghasilkan kacang tanah yang berkualitas tinggi. Pemberian kalium yang cukup akan membuat polong tumbuh baik dan berisi penuh. Dosis yang diperlukan kacang tanah yaitu 50 –60 kg K2O/ha
2.6 Bahasa Pemograman C
Bahasa C dikembangkan pada Lab Bell pada tahun 1978, oleh Dennis Ritchi dan Brian W. Kernighan. Pada tahun 1983 dibuat standar C yaitu standar ANSI ( American National Standards Institute ), yang digunakan sebagai referensi dari berbagai versi C yang beredar dewasa ini termasuk Turbo C.
Dalam beberapa literatur, bahasa C digolongkan bahasa level menenganh karena bahasa C mengkombinasikan elemen bahasa tinggi dan elemen bahasa rendah. Kemudahan dalam level rendah merupakan tujuan diwujudkanya bahasa C.
pada tahun 1985 lahirlah pengembangan ANSI C yang dikenal dengan C++
(diciptakan oleh Bjarne Struostrup dari AT % TLab). Bahasa C++ adalah pengembangan dari bahasa C. bahasa C++ mendukung konsep pemrograman berorientasu objek dan pemrograman berbasis windows.
Sampai sekarang bahasa C++ terus brkembang dan hasil perkembangannya muncul bahasa baru pada tahun 1995 (merupakan keluarga C dan C++ yang dinamakan java). Istilah prosedur dan fungsi dianggap sama dan disebut dengan fungsi saja. Hal ini karena di C++ sebuah prosedur pada dasanya adalah sebuah fungsi yang tidak memiliki tipe data kembalian (void). Hingga kini bahasa ini masih popular dan penggunaannya tersebar di berbagai platform dari windows samapi linux dan dari PC hingga main frame.
Tak dapat dipungkiri, bahasa C juga memiliki kelemahan dan kelebihan. Ada pun kelebihan dari Bahasa C adalah sebagai berikut:
- Bahasa C tersedia hampir di semua jenis komputer.
- Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis computer.
- Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. Hanya terdapat 32 kata kunci.
- Proses executable program bahasa C lebih cepat - Dukungan pustaka yang banyak.
- C adalah bahasa yang terstruktur
- Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah
Penempatan ini hanya menegaskan bahwa C bukan bahasa pemrograman yang berorientasi pada mesin, yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah, melainkan berorientasi pada obyek tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin dengan cepat, secepat bahasa mesin. Inilah salah satu kelebihan C yaitu memiliki kemudahan dalam menyusun programnya semudah bahasa tingkat tinggi namun dalam mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah.
Sedangkan kekurangan bahasa C adalah sebagai berikut:
- Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang membingungkan pemakai.
· Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.
2.6.1 Struktur Bahasa C
a. Program bahasa C tersusun atas sejumlah blok fungsi.
b. Setiap fungsi terdiri dari satu atau beberapa pernyataan untuk melakukan suatu proses tertentu.
c. Tidak ada perbedaan antara prosedur dan fungsi.
d. Sstiap program bahasa C mempunyai suatu fungsi dengan nama “main”
(Program Utama).
e. Fungsi bisa diletakkan diatas atau dibawah fungsin “main”.
f. Setiap statemen diakhiri dengan semicolon (titik koma).
2.6.2 Pengenal
Pengenal (identifier) merupakan sebuah nama yang didefenisikan oleh
label atau tipe data khusus. Pemberian nama sebuah pengenal dapat ditentukan bebas sesuai keinginan pemrogram tetapi harus memenuhi aturan berikut :
• Karakter pertama tidak boleh menggunakan angka
• Karakter kedua dapat berupa huruf, angka, atau garis bawah.
• Tidak boleh menggunakan spasi.
• Bersifat Case Sensitive, yaitu huru capital dan huruf kecil dianggap berbeda.
• Tidak boleh mengunakan kata – kata yang merupakan sitaks maupun operator dalam pemrograman C, misalnya : Void, short, const, if, static, bit, long, case, do, switch dll.
2.6.3 Tipe Data
Tipe data merupakan suatu hal yang penting untuk kita ketahui pada saat belajar bahasa pemrograman. Kita harus dapat menentukan tipe data yang tepat untuk menampung sebuah data, baik itu data berupa bilangan numerik ataupun karakter. Hal ini bertujuan agar program yang kita buat tidak membutuhkan pemesanan kapling memori yang berlebihan. Seorang programmer yang handal harus dapat memilih dan menentukan tipe data apa yang seharusnya digunakan dalam pembuatan sebuah program. Secara garis besar tipe data pada bahasa C dibagi menjadi beberapa bagian antara lain sebagai berikut:
a. Tipe Data Karakter
Sebuah karakter, baik itu berupa huruf atau angka dapat disimpan pada sebuah variabel yang memiliki tipe data char dan unsigned char. Besarnya data yang dapat disimpan pada variabel yang bertipe data char adalah -127 - 127. Sedangkan untuk tipe data unsigned char adalah dari 0 - 255. Pada dasarnya setiap karakter memiliki nilai ASCII, nilai inilah yang sebetulnya disimpan pada variabel yang bertipe data karakter ini.
b. Tipe Data Bilangan Bulat
Tipe data bilangan bulat atau dapat disebut juga bilangan desimal merupakan sebuah bilangan yang tidak berkoma. Pada bahasa C terdapat bermacam- macam tipe data yang dapat kita gunakan untuk menampung bilangan bulat.
memperhitungkan seberapa besar nilai yang akan kita simpan. Contohnya seperti berikut, kiata akan melakukan operasi penjumlahan nilai 300 dan 100 dan hasilnya akan disimpan pada variabel c.
Jika dilihat, hasil dari penjumlahan tersebut nilainya akan lebih besar dari 255 dan nilainya pasti positif, oleh karena itu sebaiknya kita menggunakan tipe data unsigned int. Namun berbeda halnya jika saya ingin melakukan operasi pengurangan -5 - 300, jika dilihat hasilnya akan negatif maka selayaknya digunakan variabel dengan tipe data int.
c. Tipe Data Bilangan Berkoma
Pada bahasa C terdapat dua buah tipe data yang berfungsi untuk menampung data yang berkoma. Tipe data tersebut adalah float dan double. Double lebih memiliki panjang data yang lebih banyak dibandingkan float. Tipe data double dapat digunakan jika kita membutuhkan variabel yang dapat menampung tipe data berkoma yang bernilai besar.
Macam-Macam Tipe Data Pada Bahasa C juga dapat dilihat pada Tabel 2.2 di bawah ini:
Tabel 2.2 Tipe Data
Tipe Data Ukuran Jangkauan Nilai
Bit 1 byte 0 atau 1
Char 1 byte -128 s/d 127
Unsigned Char 1 byte 0 s/d 255
Signed Char 1 byte -128 s/d 127
Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Short Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Unsigned Int 2 byte 0 s/d 65.535
Signed Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d
2.147.483.647 Unsigned Long Int 4 byte 0 s/d 4.294.967.295
Signed Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d
2.147.483.647
Float 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4*10+38
Double 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4*10+38
2.6.4 Konstanta Dan Variabel
Konstanta dan variable merupakan sebuah tempat untuk menyimpan data yang berada di dalam memori. Konstanta berisi data yang nilainya tetap dan tidak dapat diubah selama program dijalankan, sedangkan variable berisi data yang bisa berubah nilainya pada saat program dijalankan.
2.6.5 Identifikasi
Identifier atau nama pengenal adalah nama yang ditentukan sendiri oleh pemrogram yang digunakan untuk menyimpan nilai, misalnya nama variable, nama konstanta, nama suatu elemen (misalnya: nama fungsi, nama tipe data, dll).
Identifier punya ketentuan sebagai berikut :
1. Maksimum 32 karakter (bila lebih dari 32 karakter maka yang diperhatikan hanya 32 karakter pertama saja).
2. Case sensitive: membedakan huruf besar dan huruf kecilnya.
3. Karakter pertama harus karakter atau underscore ( _ ) . selebihnya boleh angka.
4. Tidak boleh mengandung spasi atau blank.
5. Tidak boleh menggunakan kata yang sama dengan kata kunci dan fungsi.
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1 Umum
Perancangan merupakan suatu tahap yang sangat penting didalam penyelesaian pembuatan suatu alat ukur. Pada perancangan dan pembuatan alat ini akan ditempuh beberapa langkah yang termasuk kedalam langkah perancangan antara lain pemilihan komponen yang sesuai dengan kebutuhan serta pembuatan alat.
Dalam perancangan ini dibutuhkan beberapa petunjuk yang menunjang pembuatan alat seperti buku buku teori, data sheet atau buku lainnya dimana buku petunjuk tersebut memuat teori- teori perancangan maupun spesifikasi komponen yang akan digunakan dalam pembuatan alat, melakukan percobaan serta pengujian alat.
Langkah dalam perancangan ini terbagi dalam 2 bagian utama yaitu bagian perancangan elektronik meliputi semua tahap yang berhubungan dengan rangkaian misalnya perancangan rangkaian, pemilihan komponen, pencetakan dan pembuatan layout dan pencetakan di papan PCB (Printed Circuit Board), pemasangan komponen di PCB serta pengujian alat Tujuannya untuk mengetahui bahwa rangkaian yang dirancang telah bekerja sesuai yang diharapkan. Semua langkah- langkah tersebut dikerjakan secara teratur agar diperoleh hasil yang maksimal.
3.2 Tujuan Perancangan
Tahap terpenting dalam pembuatan suatu alat adalah perancangan. Hal- hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan suatu alat meliputi prinsip kerja rangkaian, spesifikasi komponen yang terdapat pada rangkaian sehingga tidak terjadi kerusakan pada saat pemasangan komopnen. Tujuan perancangan adalah untuk memudahkan dalam pembuatan suatu alat serta mendapatkan suatu alat yang baik seperti yang diharapkan dengan memperhatikan penggunaan komponen dengan harga ekonomis serta mudah didapat dipasaran. Selain itu, perancangan juga bertujuan untuk membuat solusi dari suatu permasalahan dengan penggabungan prinsip- prinsip elektronik dan mekanik.
CATU DAYA
SENSOR MIKROKONTROL
ER ATMEGA 328
LCD
BUZZER 3.3 Diagram Block Sistem
Adapun diagram block dari rancangan alat yang dibuat adalah sebagai berikut:
Gambar 3.1 Diagram Block Sistem
Fungsi Setiap Blok
Catu Daya : Sebagai Sumber Tegangan.
Sensor DS18B20 : Berfungsi untuk mendekteksi temperatur pada penggongsengan kacang tanah.
Atmega 328 : Berfungsi sebagai kontrol dan pembaca sinyal yang diberikan oleh sensor.
LCD : Sebagai output tampilan instruksi dari sensor.
Buzzer 5 Volt : Berfungsi sebagai alarm pemberitahuannya.
MULAI
INILIASISASI
BACA SENSOR
CACAH PROGRAM
LCD
SELESAI
Gambar 3.2 Flowchart Sensor 3.4 Flowchart Program
Keterangan :
- Aktifkan sensor DS18B20.
- Mikrokontroler memproses data yang diberikan sensor dengan diberi rumusan yang telah di tetapkan.
- Hasil dari proses yang dilakukan mikrokontroler akan ditampilkan hasilnya pada diplay LCD.
3.5 Rangkaian Lcd Dan Mikrokontroler
Rangkaian LCD dan mikrokontroler dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan pengujian yang telah diselesaikan, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Dari hasil pengujian alat pada penggongsengan kacang tanah, diperoleh temperatur tertinggi 55,95oC
2. Pengaruh temperatur pada proses penggongsengan kacang tanah adalah jika semakin lama waktu penggongsengan maka semakin tinggi pula temperatur yang dihasilkan
3. Sensor DS18DB20 mampu mendeteksi temperatur kacang tanah pada proses penggongsengan kacang tanah
5.2 Saran
Beberapa hal yang dapat disarankan dari pengujian alat pada tugas akhir ini adalah:
1. Sebaiknya pada saat pengambilan data, sumber panas atau api yang dihasilkan dari kompor lebih diperhatikan, karna akan memperlambat proses penggongsengan kacang tanah.
2. Diperlukannya rangkaian pengoptimal yang baik agar didapat data yang bagus.
3. Diperlukannya kalibrasi di Unit Pelayanan Terpadu Daerah agar ukuran tersebut sesuai dengan standar Internasional.
DAFTAR PUSTAKA
Atmel,”ATmega328/P”.microchip,November2016[online].Tersedia http://ww1.mc rochip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-42735-8-bit-AVR-
MicrocontrollerATmega328-328P_Summary.pdf [diakses 20 april 2018].
Charles L. Philips, Royce D. Harbor, Sistem Kontrol, Jakarta: Penerbit PT Prenhallindo,
Dwidjoseputro. 1994. Pengetahuan Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:Gramedia.
Firmansyah, Aak. 2002. Pengaruh suhu terhadap pertumbuhan Kacang tanah.
Yogyakarta:Kanisius.
Guslim. 2009. Agroklimatologi. Medan:USU Press.
Jensen, A.R. (1969). Physic.New York: Press. Portland Oregon.
Sumardi. 2013, MIKROKONTROLER belajar AVR mulai dari nol. Edisi pertama . Yogyakarta: Graha Ilmu
