Pembuatan Alat Ukur Kecepatan Angin Dan Penunjuk Arah Angin Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 8535
SKRIPSI
MAYA AZLINA 110821018
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PEMBUATAN ALAT UKUR KECEPATAN ANGIN
DAN PENUNJUK ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLLER AT-MEGA8535
Kategori : SKRIPSI
Nama : MAYA AZLINA
Nomor Induk Mahasiswa : 110821018
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, September 2013
Diketahui/disetujui oleh
Ketua Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing
Dr. Marhaposan Situmorang Drs. Takdir Tamba,M.Eng.SC
PERNYATAAN
Pembuatan Alat Ukur Kecepatan Angin Dan Penunjuk Arah Angin Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 8535
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, September 2013
Maya Azlina
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Subhanahuwata’ala Yang Maha Pengasih lagi
Maha Penyayang atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Skripsi ini dalam waktu yang telah ditetapkan yang merupakan sebagian syarat guna mencapai
gelar Sarjana. Shalawat dan salam tak lupa penulis hadiahkan kehadirat Nabi Muhammad SAW.
Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang
telah memberikan dukungan baik moril maupun materil. Untuk itu penulis ingin mengucapkan
banyak terimakasih kepada :
Keluarga tercinta yang penulis sayangi khususnya kedua orang tua, Ayahanda Aziz dan
Ibunda Erlinawati SPd, Adik Muhammad Fadil dan Adelia Azlina yang senantiasa mendukung
penulis untuk segera menyelesaikan Skripsi.
Keluarga besar Universitas Sumatera Utara khususnya Departemen Fisika:
- Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara : Dr.Sutarman,M.Sc
- Ketua Departemen Fisika : Dr. Marhaposan Situmorang,M.Si
- Sekertaris : Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc
- Koordinator Ekstensi : Drs.Herli Ginting,MS
Penulis juga mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Drs. Takdir
Tamba,M.Eng.Sc, Dr. Bisman P Perangin angin, Drs. Syahrul Humaidi,M.Sc dan Dr. Kerista
Sebayang,MS yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk
menyempurnakan kajian ini. Panduan ringkas,padat dan professional telah diberikan kepada saya
agar dapat menyelesaikan skripsi ini.
Untuk teman-teman stambuk 2011 Fisika Ekstension yang tidak biasa saya sebutin satu
persatu penulis ucapkan terimakasih atas kerjasama nya selama ini, dan yang paling istimewa
untuk DTM Muhammad Taufiq yang selalu menemani dan memberi dukungan, semangat dan
selalu ada untuk membantu penulis menyelesaikan Skripsi ini, penulis ucapkan terimakasih
Dengan penuh kerendahan hati, penulis mengharap kritik dan saran dari semua pihak atas
segala kekurangan dalam Skripsi ini, guna perbaikan dikemudian hari. Demikianlah penghargaan
ini saya sampaikan, saya ucapkan terimakasih.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Medan, September 2013
Penulis
MAYA AZLINA
ABSTRAK
Akuisisi data kecepatan dan arah angin dibutuhkan untuk mendapatkan data yang akan digunakan dalam berbagai sector kehidupan. Dalam skripsi ini penulis merancang alat ukur kecepatan dan arah angin berbasis mikrokontroller. Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk menghasilkan suatu alat pengukur kecepatan dan arah angin yang murah,handal. Untuk keperluan ilmu pengetahuan,khususnya mengenai Metrologi dan geofisika diperlukan suatu alat yang dapat mengukur kecepatan angin dan arah angin. Dalam skripsi ini, dibuat dua perangkat keras yaitu untuk mengukur kecepatan angin dan untuk menunjukan arah angin. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin menggunakan sensor optocoupler sebagai transducer. Alat ini dibuat sedemikian hingga dapat mengukur kecepatan angin minimal 1 m/s dan maksimal 60 m/s. Sedangkan untuk menunjukan arah angin menggunakan sensor rotary encoder yaitu suatu sensor digital yang keluarannya berupa bit-bit digital sehingga mampu memenunjukan arah angin dari 0 hingga 360 dengan ketelitian 0,50.
ABSTRACT
Data acquisition speed and wind direction are needed to obtain data to be used in various sectors of life. In this paper the authors designed a measure wind speed and direction based microcontroller. The purpose of this paper is to generate a measure wind speed and direction are cheap,reliable. For the purposes of science, especially concerning meteorological and geophysical need a tool that can measure wind speed and wind direction. In this paper, made two pieces of hardware to measure the wind speed and wind direction for the show. The tools used to measure wind speed using optocoupler sensor as a transducer. This tool is made so that can measure wind speed of at least 1 m / s and a maximum of 60 m / s. While to indicate wind direction using a rotary encoder sensor is a digital sensor that outputs a digital bits so as to memenunjukan wind direction from 0 to 360 with 0.50 accuracy.
DAFTAR ISI
2.9.2 Kapasitor 19
2.9.3 Induktor 20
2.9.4 Dioda 21
2.9.5 Regulator LM317 22
2.9.6 Trafo CT Step down 23
2.9.7 Kabel 23
BAB III Perancangan dan Cara Pembuatan Alat 24
3.1 Pengukuran Kecepatan Angin 25
3.1.1 Mekanik Pengukuran Kecepatan Angin 25
3.1.2 Sensor Kecepatan 26
3.1.3 Schmitt Trigger 27
3.1.4 Mikrokontroller AT-Mega 8535 untuk kecepatan angin 27
3.2 Penentu Arah Angin 28
3.2.1 Mekanik Penentu Arah Angin 28
3.2.2 Sensor Rotary Encoder 29
3.2.3 Mikrokontroller AT-Mega 8535 untuk arah angin 30
3.2.4 Sensor Kompas Digital CMPS03 30
3.3 Flowchart 32
BAB IV Pengujian Alat dan Analisis 33
4.1 Pengujian Alat Ukur Kecepatan Angin 33
4.2 Pengujian Alat Ukur Penentu Arah Angin 39
BAB V Kesimpulan dan Saran 43
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Mikrokontroller AT-Mega 8535 4
Gambar 2.2 Diagram Pin AT-Mega 8535 6
Gambar 2.8 Kombinasi Emitter dan Detector 10
Gambar 2.9 Rotary Encoder 11
Gambar 2.10 Prinsip Kerja Rotary Encoder 12
Gambar 2.11 Piringan Dari Absolute Encoder 12
Gambar 2.12 Kode Binary Absolute Encoder 13
Gambar 2.13 Kode Gray Absolute Encoder 13
Gambar 2.14 Kode Binary dan Kode Gray 14
Gambar 2.16 RTC DS1307 15
Gambar 2.17 Sensor Magnetic Compas CMPS03 16
Gambar 2.18 Rangkaian Aplikasi dari Sensor Magnetic Compas CMPS03 17
Gambar 2.20 Anemometer 18
Gambar 2.21 Resistor 19
Gambar 2.22 Kapasitor 20
Gambar 2.23 Induktor 21
Gambar 2.24 Dioda 21
Gambar 2.25 Rangkaian Internal LM317 22
Gambar 3.1 Diagram Blok 24
Gambar 3.2 Mekanik Baling – Baling dan Piringan sensor 25
Gambar 3.3 Piringan dikompel dengan baling-baling 26
Gambar 3.4 Rangkaian sensor untuk piringan sensor 26
Gambar 3.5 Optocoupler 27
Gambar 3.8 Prinsip kerja rotary encoder 29
Gambar 3.9 Control output NPN open collector 30
Gambar 3.10 Rangkaian aplikasi dari sensor magnetic compass CMPS03 31
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.3 Penjelasan Pin pada Mikrokontroller AT-Mega8535 7
Tabel 2.4 Penjelasan Pin pada Port A 8
Tabel 2.5 Penjelasan Pin pada Port B 8
Tabel 2.6 Penjelasan Pin pada Port C 9
Tabel 2.7 Penjelasan Pin pada Port D 10
Tabel 2.15 Output Absolute Encoder 14
Tabel 2.19 Kaki-Kaki LCD 2x16 18
Tabel 4.1 Data Pengukuran Kecepatan Angin Di Bandara 34
Tabel 4.2 Data Pengukuran Kecepatan Angin Di Pelabuhan Belawan 34
Tabel 4.3 Data Pengukuran Kecepatan Angin Di Daratan Binjai 35
Tabel 4.4 Perhitungan Simpangan Kecepatan Angin 35
Tabel 4.5 Perhitungan Kesalahan Rata-Rata Kecepatan Angin 37
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Alat Ukur Arah Angin 39
Tabel 4.7 Perhitungan Simpangan Arah Angin 40
