i
SISTEM PEMANTAUAN KEJERNIHAN DAN KEKERUHAN AIR DALAM AKUARIUM MENGGUNAKAN SMS BERBASIS
MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 16
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : HILIANI FATARI
0613 3033 0273
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
ii
SISTEM PEMANTAUAN KEJERNIHAN DAN KEKERUHANAIR DALAM AKUARIUM MENGGUNAKAN SMS BERBASIS
MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 16
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi
Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh :
HILIANI FATARI 0613 3033 0273
Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Suroso, M.T RA.Halimatussa’diyah, S.T., M.Kom NIP.196207191993031003 NIP. 197406022005012002
Mengetahui,
Ketua Jurusan Ketua Program Studi Teknik Elektro Teknik Telekomunikasi
iii
LEMBAR KEASLIAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Hiliani Fatari
NIM : 0613 3033 0273
Program Studi : Teknik Telekomunikasi
Jurusan : Teknik Elektro
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa Laporn Tugas Akhir yang telah saya buat
ini dengan judul “SISTEM PEMANTAUAN KEJERNIHAN DAN
KEKERUHAN AIR DALAM AKUARIUM MENGGUNAKAN SMS
BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMEGA16” adalah benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan duplikasi, serta tidak mengutip sebagian atau
seluruhnya dari karya orang lain, kecuali telah disebutkan sumbernya.
Palembang, Juli 2016 Penulis,
iv Motto
“Kecerdasan bukanlah tolak ukur kesuksesan, tetapi dengan menjadi cerdas kita bisa menggapai kesuksesan”
Kupersembahkan Kepada :
Kedua Orang tuaku Tercinta
(Ulfa Santoso dan Robiah) Saudara tersayang
(Ghea Ayu Kusuma dan Nadia Khairiah)
Bapak Ir. Suroso, M.T dan RA.
Halimatussa’diyah, S.T ., M.Kom selaku
dosen pembimbing
Yandi Pranata, penyemangat penulis
Teman-teman seperjuangan Kelas 6 TB dan
Teman Sejawat :
(Ceny Erlangga Hastuti dan Eka Noviana Sari)
Almamater tercinta “Politeknik Negeri
v ABSTRAK
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAUAN KEJERNIHAN DAN
KEKERUHAN AIR DALAM AKUARIUM MENGGUNAKAN SMS
BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 16
(2016 : xiv + 77 Halaman + 45 Gambar + 5 Tabel + 13 Lampiran)
HILIANI FATARI 0612 3033 0273
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
Rancang Bangun Sistem Pemantauan Kejernihan dan Kekeruhan Air Dalam
Akuarium Menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler AVR ATMega 16
merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk mempermudah seseorang memantau dari jarak yang jauh. Banyak orang yang hobi memelihara ikan kebingungan jika mereka bepergian jauh, karena tidak ada yang memelihara ikannya dengan baik. Apabila air yang kotor tetap dibiarkan maka dapat menghambat pertumbuhan ikan. Alat ini dirancang bukan hanya memahami dalam segi teori saja tapi juga secara praktik. Disini penulis akan membahas tentang sensor photodioda yang berfungsi mendeteksi dan memberikan informasi jernih atau tidaknya air di dalam akuarium. Mikrokontroler akan menerima informasi dimana ketika sensor photodioda dengan resistansi rendah maka pompa akuarium akan aktif, kemudian air akan disaring hingga photodioda mendeteksi air jernih kembali. Untuk menyalakan pompa, mikrokontroler akan memberi perintah ke relay untuk menghubungkan pompa ke tegangan 220 VAC. Pompa akan menyala ketika relay telah menerima perintah dari mikrokontroler. Pada saat yang bersamaan GSM Module akan mengirimkan pesan teks pada user saat air keruh dan pada display LCD akan menunjukkan kondisi air keruh ataupun jernih.
vi ABSTRACT
THE DESIGN OF MONITORING SYSTEM CLARITY AND TURBIDITY OF WATER QUALITY IN AQUARIUM WITH SMS GATEWAY BASED ON AVR ATMEGA16 MICROCONTROLLER
(2016 : xiv + 77 Pages + 45 Pictures + 5 Tables + 13 Enclosure)
HILIANI FATARI 0613 3033 0273
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
TELECOMMUNICATIONS ENGINEERING PROGRAM POLYTECHNIC STATE OF SRIWIJAYA
The Design of Monitoring System Clarity and Turbidity of Water Quality in Aquarium with SMS Gateway based on AVR ATMega16 Microcontroller is one tool that can be used to facilitate for someone to check the aquarium from distance. Many people who like keeping fish confusion if they are go away from home, because no one maintains the fish well. If the dirty water still left, it can be obstruct the growth of fish. This tool is designed not only to understand in terms of the theory but also in practice. Here the author will discuss the photodiode sensor that serves to detect and provide information clean or not the water in the aquarium. Microcontroller will receive information when the photodiode sensor with a low resistance, the aquarium pump will be active, then the water will be filtered until photodioda sensor detects the water clean again .To turn on the pump, the microcontroller will give orders to relay to connect the pump to a voltage of 220 VAC. Pumps will light up when the relay has received an order from the microcontroller. At the same time GSM Module will send a text message to the user when the water was dirty and the LCD display will show the water on turbidity conditions.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Akhir ini tepat pada waktunya. Shalawat serta salam senantiasa tercurah
untuk Nabi Muhammad SAW, yang telah mengantarkan kita dari zaman
kegelapan menuju zaman yang terang-benderang.
Laporan Akhir ini ditulis untuk memenuhi syarat menyelesaikan
pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik
Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.
Sebagai sebuah bentuk nyata atas manfaat yang didapatkan selama
mengenyam pendidikan di Politeknik Negeri Sriwijaya yaitu suatu institusi yang
menuntut setiap mahasiswanya untuk memiliki suatu kompetensi, maka penulis mencoba mengangkat judul “Sistem Pemantauan Kejernihan dan Kekeruhan Air Dalam Akuarium Menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler AVR ATMega16” dalam laporan akhir ini.
Laporan ini tidaklah mungkin dapat diselesaikan tanpa adanya bantuan
dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terimakasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Suroso, M.T., selaku Pembimbing I
2. Ibu RA. Halimatussa’diyah, S.T., M.Kom., selaku Pembimbing II
Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan nasehat kepada penulis di
dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini, Penulis juga mengucapkan terimakasih
kepada pihak-pihak yang telah mendukung hingga Laporan Akhir ini dapat
diselesaikan, terutama kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya;
2. Bapak Dr. Dipl. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik
Negeri Sriwijaya Palembang;
3. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya;
4. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Sekretaris Jurusan Teknik
viii
5. Bapak Ciksadan, S.T., M.Kom., selaku Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya;
6. Bapak/Ibu staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik
Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya;
7. Almamaterku
Dalam penyusunan laporan ini, tentu saja banyak terdapat kekurangan dan
kesalahan. untuk itu penulis dengan senang hati menerima kritik, saran serta
masukan dari pembaca yang bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan
ini. Akhir kata penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak yang membacanya.
Palembang, Juli 2016
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...i
LEMBAR PENGESAHAN ...ii
LEMBAR KEASLIAN ...iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ...iv
ABSTRAK ...v
ABSTRACT ...vi
KATA PENGANTAR ...vii
DAFTAR ISI ...ix
DAFTAR GAMBAR ...xii
DAFTAR TABEL ...xiv
DAFTAR LAMPIRAN ...xv
BAB I PENDAHULUAN ...1
1.1Latar Belakang ...1
1.2Perumusan Masalah ...2
1.3Pembatasan Masalah ...3
1.4Tujuan dan Manfaat ...3
1.4.1 Tujuan ...3
1.4.2 Manfaat ...3
1.5Metodologi Penulisan ...4
1.6Sistematika Penulisan ...5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...6
2.1 Mikrokontroler ...6
2.1.1 Mikrokontroler AVR ATMega16 ...6
2.1.2 Fitur Mikrokontroler AVR ATMega16 ...9
2.1.3 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR ATMega`16 ...10
2.1.4 Program Aplikasi Code Vision AVR ...12
2.1.5 Menginstall Software Code Vision AVR ...13
2.2 Sensor Photodioda ...18
2.2.1 Prinsip Kerja Sensor Photodioda ...20
x
2.3 Modem Wavecom ...22
2.3.1 Modem GSM Wavecom Fastrack ...22
2.3.2 Komunikasi Serial ...25
2.4 SMS Gateway ...27
2.4.1 Short Message Service (SMS) ...27
2.5 Relay ...28
2.5.1 Prinsip Kerja Relay ...29
2.6 Pompa Filter Akuarium ...31
2.7 LCD (Liquid Cristal Display) ...34
BAB III RANCANG BANGUN ALAT ...40
3.1 Tujuan Perancangan ...40
3.2 Blok Diagram Rangkaian ...40
3.3 Skema Rancang Bangun Alat ...43
3.3.1 Rangkaian Sistem Minimun Mikrokontroler Atmega16 ...44
3.3.2 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) ...44
3.3.3 Rangkaian Sensor Photodioda ...45
3.3.4 Rangkaian Serial RS 232 ...46
3.4 Prinsip Kerja Alat ...47
3.5 Langkah-langkah Perancangan ...47
3.5.1 Langkah-langkah Pembuatan Alat ...48
3.5.2 Pembuatan dan Pencetakan Papan PCB ...48
3.5.3 Pemasangan dan Penyolderan pada PCB ...49
3.6 Perancangan Software ...52
3.6.1 Pembuatan Program ...52
3.6.2 Pengisian Program ke Mikrokontroler ATMega16 ...54
3.6.3 Proses Pemprograman Software ...56
3.7 Perancangan Mekanik ...59
3.8 Komponen yang Digunakan ...61
BAB IV PEMBAHASAN ...63
4.1 Pengukuran Alat ...63
4.2 Tujuan Pengukuran ...63
xi
4.2.2 Peralatan yang Digunakan dalam Pengukuran ...64
4.2.3 Langkah-langkah Pengukuran Peralatan ...64
4.3 Titik Uji Pengukuran Rangkaian ...66
4.4 Data Hasil Pengukuran ...67
4.4.1 Titik Uji Pengukuran 1 ...67
4.4.2 Titik Uji Pengukuran 2 ...67
4.4.3 Titik Uji Pengukuran 3 ...68
4.4.4 Titik Uji Pengukuran 4 ...68
4.4.5 Titik Uji Pengukuran 5 ...69
4.5 Analisa Hasil Pengukuran ...71
4.6 Pembahasan Alat ...73
4.7 Spesifikasi Alat ...74
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...76
5.1 Kesimpulan ...76
5.2 Saran ...76
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram ATMega16 ...9
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin-pin Mikrokontroler ATMega16 ...11
Gambar 2.3 Tampilan Pemprograman Code Vision AVR...13
Gambar 2.4 Sensor Photodioda ...18
Gambar 2.5 Rangkaian Sensor Photodioda ...20
Gambar 2.6 Modem GSM Wavecom Fastrack ...23
Gambar 2.7 Cara Kerja Modem GSM Wavecom Fastrack ...24
Gambar 2.8 Relay ...29
Gambar 2.9 Relay Berdasarkan Pole dan Throw ...31
Gambar 2.10 Internal Filter Akuarium ...31
Gambar 2.11 Hang On Filter ...32
Gambar 2.12 Sponge Filter ...33
Gambar 2.13 Filter Atas / Top Filter ...34
Gambar 2.14 Penampang Komponen Penyusun LCD ...35
Gambar 2.15 Bentuk LCD ...36
Gambar 2.16 Konfigurasi Pin LCD ...37
Gambar 3.1 Blok Diagram Alat ...41
Gambar 3.2 Flow Chart Sistem ...42
Gambar 3.3 Skema Rangkaian Keseluruhan ...43
Gambar 3.4 Skema Rangkain Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega16 ...44
Gambar 3.5 Skema Rangkaian pada LCD ...45
Gambar 3.6 Skema Rangkaian pada Sensor Air (Photodioda) ...46
Gambar 3.7 Skema Rangkaian pada Serial RS232 ...46
Gambar 3.8 Layout Sistem Pemantauan Kejernihan dan Kekeruhan Air ...49
Gambar 3.9 Tata Letak Komponen Rangkaian ...50
Gambar 3.10 Layout dan Tata Letak Komponen Keseluruhan ...51
Gambar 3.11 Pembuatan Project baru pada Code Vision AVR ...52
Gambar 3.12 Konfirmasi Pengaturan Software ...52
Gambar 3.13 Pemilihan 2 Wire (12C) ...52
xiii
Gambar 3.15 Pengaktifan fitur USART ...53
Gambar 3.16 Tampilan Layar Code Vision AVR Software ...54
Gambar 3.17 Proses Pengiriman Data Kompilasi dan Assembler ...55
Gambar 3.18 Proses Memasukkan Program ke Alat ...55
Gambar 3.19 Program Khazama AVR ...55
Gambar 3.20 Pemilihan Program Sistem Kejernihan dan Kekeruhan Air ...56
Gambar 3.21 Tampilan di Layar LCD 16x2 ...56
Gambar 3.22 Bentuk Mekanik Sistem Pemantauan Kejernihan dan Kekeruhan Air ...60
Gambar 3.23 Bentuk Mekanik Rangkaian Sistem Pemantauan Kejernihan dan Kekeruhan Air ...60
Gambar 4.1 Titik Pengujian Rangkaian ...66
Gambar 4.2 Screenshoot Pesan Teks pada Handphone ...71
Gambar 4.3 Makanan ikan (pelet) yang Diujikan Pada Alat ...72
Gambar 4.4 Bentuk Alat Tampak Atas ...75
Gambar 4.5 Bentuk Alat Tampak Belakang ...75
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Modem GSM Wavecom Fastrack ...23
Tabel 3.1 Daftar Komponen dan Bahan ...61
Tabel 3.2 Daftar Alat ...52
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tegangan pada Titik Pengujian ...67
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Lembar Revisi Ujian Laporan Akhir
Lampiran 2 : Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I
Lampiran 3 : Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I
Lampiran 4 : Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing I
Lampiran 5 : Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing II
Lampiran 6 : Lembar Rekomendasi Laporan Akhir
Lampiran 7 : Surat Peminjaman Alat Ukur di Laboraturium Teknik
Telekomunikasi
Lampiran 8 : Pemprograman Code Vision AVR pada Alat
Lampiran 9 : Data Sheet Mikrokontroler AVR ATMega16
Lampiran 10 : Data Sheet Wavecom Fastrack Supreme
Lampiran 11 : Data Sheet LCD
