PEMBERIAN BEBAN BERBASIS ARDUINO DUEMILANOVE
SKRIPSI
FUTRI AMIDHANI HARAHAP NIM. 130801005
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PEMBERIAN BEBAN BERBASIS ARDUINO DUEMILANOVE
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
FUTRI AMIDHANI HARAHAP 130801005
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Rancang Bangun Data Logger Pengukuran Arus,
Tegangan Dan Suhu Dari Suatu Baterai Dengan Pemberian Beban Berbasis Arduino Duemilanove
Kategori : Skripsi
Nama : Futri Amidhani Harahap Nomor Induk Mahasiswa : 130801005
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : MIPA – Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juni 2017
Disetujui Oleh
Departemen Fiisika FMIPA USU Pembimbing, Ketua,
PERNYATAAN
RANCANG BANGUN
DATA LOGGER
PENGUKURAN ARUS,
TEGANGAN DAN SUHU DARI SUATU BATERAI DENGAN
PEMBERIAN BEBAN BERBASIS ARDUINO DUEMILANOVE
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 07 Juni 2017
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena dengan
rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Rancang
Bangun Data Logger Pengukuran Arus, Tegangan dan Suhu dari suatu Baterai
dengan Pemberian Beban Berbasis Arduino Duemilanoveini dengan baik.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Marhaposan Situmorang
Ph.D selaku pembimbing di USU dan Dr. Ir. Mardiyanto, M.Sc selaku pembimbing
di BSBM-BATAN yang telah meluangkan waktu, tenaga, dan fikiran untuk
membimbing penulis selama penyusunan skripsi ini. Terimakasih kepada Dr.
Perdinan Sinuhaji M.S dan Awan Maghfirah, S,Si, M.Si selaku Ketua Departemen
dan Sekertaris Departemen Fisika FMIPA-USU Medan, Dekan dan Pembantu Dekan
USU, Seluruh Staf dan Dosen Fisika USU Medan, pegawai
FMIPA-USU. Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc dan Dr. Kurnia Brahmana, M.Si selaku
dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran demi penyempurnaan skripsi
ini.
Terimakasih kepada Prof. Dr. Gunawan Selaku kepala PSTBM-BATAN, Dr.
Abu Khalid Rivai, M.Eng selaku kepala BSBM-BATAN dan Pak Otong Momo S
selaku staf bagian administrasi BATAN dan juga seluruh staf Gedung 71 BSBM
yang telah memberikan izin dan bantuan dalam pelaksanaan penelitian. Dan juga
seluruh rekan-rekan kuliah di Fisika dan juga sahabat-sahabat penulis.
Akhirnya tidak terlupakan kepada Orangtua tersayang Ayahanda H. Rizal
Al-Rasyid Harahap dan Ibunda Hj. Tiabasa Nasution yang selalu memberikan doa restu
dan semangat kepada penulis, serta kakak dan adik penulis kak Indry, kak Desy,
Rocky dan Elga. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
yang membaca. Aamiin.
Medan, Juni 2017
RANCANG BANGUN
DATA LOGGER
PENGUKURAN ARUS,
TEGANGAN DAN SUHU DARI SUATU BATERAI DENGAN
PEMBERIAN BEBAN BERBASIS ARDUINO DUEMILANOVE
ABSTRAK
Telah dilakukan Rancang Bangun Data Logger Pengukuran Karakteristik Baterai Berbasis Arduino Duemilanove. Sistem data logger ini dibangun dari modul arduino duemilanove sebagai pengendalinya dan menggunakan SD Card sebagai media simpannya. Hasil penyimpanan data pengukuran ini dapat ditampilkan secara
real time beserta dengan grafiknya, dengan menggunakan PC yang didukung oleh
Microsoft Excel dengan PLX DAQ sebagai data aquisition dari PC ke Arduino Duemilanove yang berbasis Mikrokontroler Atmega 328. Data logger yang dirancang berguna untuk menyimpan data hasil pengukuran karakteristik baterai yang terdiri dari tegangan, arus dan suhu dari baterai pada saat digunakan. Pengujian modul ini dilakukan dengan membandingkan data yang ditampilkan secara real time pada PC dengan data yang tersimpan pada SD Card. Dan dari hasil pengujian telah didapatkan hasil bahwa data yang tersimpan pada SD Card adalah data yang ditampilkan secara real time.
DATA LOGGER DESIGN OF MEASUREMENT OF CURRENT,
VOLTAGE AND TEMPERATURE OF BATTERY WITH
GIVING LOAD IS BASED ON ARDUINO DUEMILANOVE
ABSTRACT
Designed Data Logger Measurement of Battery Characteristics Based on Arduino Duemilanove. This data logger system is built from arduino duemilanove module as its controller and uses SD Card as its storage. The storage results of this measurement data can be displayed in real time along with the graphics, using a PC which is supported by Microsoft Excel with PLX DAQ as the data aquisition of PC to Arduino Duemilanove based Microcontroller Atmega 328. Data logger designed is used to save result data of characteristics Battery measurement is consisted of the voltage, current and temperature of the battery when it is used. Testing of this module is done by comparing data which is displayed in real time on PC with data which is stored on SD Card. From the result of test had been obtained results that data is stored on the SD Card same with data which is displayed in real time.
DAFTAR ISI
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Defenisi Pengontrolan ... 4
2.2 Mikrokontroler ... 4
2.3 Mikrokontroler ATMega 328P ... 5
2.4 Arduino Duemilanove dengan ATMega 328P ... 7
2.4.1 Pemrograman pada Arduino ... 8
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 18
3.1 Diagram Blok ... 18
3.2 Diagram Alir Perancangan Sistem ... 19
3.4 Diagram Alir Program Mikrokontroler Untuk Proses Discharge
Baterai ... 22
3.5 Diagram Alir Program Arduino IDE 1.0.1... 24
3.6 Perancangan Stepper Motor dengan Potensiometer dan Baterai ... 26
3.6 Perakitan Alat / Modul ... 27
BAB IV HASIL PENGEMBANGAN SISTEM ... 29
4.1 Pengujian Modul Arduino Duemilanove ... 29
4.2 Pengujian modul SD Card ... 30
4.3 Pengujian Log Data pada SD card dengan Komunikasi Serial ... 31
4.4 Pengujian Stepper Motor... 34
4.5 Pengujian Potensiometer ... 37
4.6 Pengujian Sensor Suhu LM35 ... 39
4.7 Pengujan Modul ... 40
4.8 Hasil Pengujian Modul ... 47
4.9 Pengujian Sistem Data Loggger Pengukuran Arus, Tegangan dan Suhu dari Suatu Baterai Dengan Pemberian Beban Pada Proses Discharge Baterai ... 54
4.10 Pengujian Sistem Data Logger ... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 58
5.1 Kesimpulan ... 58
5.2 Saran ... 58
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
Tabel 1 Keterangan Jumlah Step pada Motor Stepper 26 Tabel 2 Data Tegangan dan Suhu Baterai
pada R = 21.16 KΩ 48 Tabel 3 Data Tegangan dan Suhu Baterai
pada R = 19,47 KΩ 49 Tabel 4 Data Tegangan dan Suhu Baterai
pada R = 15,63 KΩ 50 Tabel 5 Data Tegangan dan Suhu Baterai
pada R = 11,80 KΩ 51 Tabel 6 Data Tegangan dan Suhu Baterai
pada R = 7.95 KΩ 52
Tabel 7 Perbandingan Data pada Mc. Excel dengan yang
Tersimpan Pada SD Card pada Posisi 1 dan 2 58 Tabel 8 Perbandingan Data pada Mc. Excel dengan yang
Tersimpan Pada SD Card pada Posisi 3 dan 4 59 Tabel 9 Perbandingan Data pada Mc. Excel dengan yang
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
Gambar 1 Konfigurasi Pin ATMega 328 P 7
Gambar 2 Skema Arduino Duemilanove 8
Gambar 3 Serial Monitor Arduino IDE 1.0.1 11
Gambar 4 Bentuk Fisik Sensor LM 35 13
Gambar 5 Komponen Pembentuk Baterai 16
Gambar 6 Diagram Blok Rangkaian 18
Gambar 7 Diagram Alir Perancangan Sistem 19
Gambar 8 Diagram Alir Program Mikrokontroler 20 Gambar 9 Diagram Alir Program Mikrokontroler pada Proses
Discharge 22
Gambar 10 Diagram Alir Program Arduino IDE 1.0.1 24 Gambar 11 Sudut antara nilai Hambatan terbesar (A) ke terkecil (B) 26 Gambar 12 Rangkaian Elektronika Baterai dengan Stepper Motor 27 Gambar 13 Rangkaian Alat Rancang Bangun Data Logger
Pengukuran Arus, Tegangan dan Suhu dari Suatu
Baterai dengan Pemberian Suatu Beban Berbasis Arduino
Duemilanove 27
Gambar 14 Gambar Modul Rancang Bangun Data Logger Arus, Tegangan dan Suhu dari Suatu Baterai dengan Pemberian Suatu Beban Berbasis Arduino
Duemilanove 28
Gambar 15 Gambar Pengujian Modul Rancang Bangun Data Logger Pengukuran Arus, Tegangan dan Suhu dari Suatu Baterai
Berbasis Arduino Duemilanove 28
Gambar 16 Wiring Diagram SD Card Modul dan Arduino 29 Gambar 17 Library SD Card test menggunakan software arduino 1.0.1 29 Gambar 18 Hasil Pengujian SD Card Modul melalui Serial Monitor 30 Gambar 19 Hasil Pengujian SD Card Modul melalui Serial Monitor 32 Gambar 20 Isi File yang terdapat pada SD Card 33 Gambar 21 Driver Stepper Motor ULN 2003-APG 33 Gambar 22 Skema Elektronika Perancangan Stepper Motor 34 Gambar 23 Wiring Diagram Stepper Motor dan Driver ULN 2003 APG
Dengan Arduino Duemilanove 34
Gambar 24 Wiring Diagram Arduino Duemilanove dengan Potensio 35
Gambar 25 Hasil Pengujian Potensiometer 37
Gambar 26 Wiring Diagram Arduino Duemilanove dengan
Sensor Suhu 38
Gambar 27 Hasil Pengukuran Suhu Ruangan dengan sensor LM35 39 Gambar 28 Wiring Diagram Data Logger Pengukuran Arus, Tegangan
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lampiran
Lampiran 1 Program Arduino IDE
DAFTAR SINGKATAN
PLX DAQ = Parallax Data Acquisition SD = Secure Digital
CPU = Central Processing Umit RAM = Random Access Memory ROM = Read Only Memory I/O = Input / Output
RISC = Reduce Instruction Set Computer CISC = Completed Instruction Set Computer AVR = Alf and Vegard’s Riscprocessor ADC = Analog Digital Converter SPI = Serial Peripheral Interface PTC = Positive Temperature Coefisient LED = Light-Emitting Diode
SCK = Serial Clock
MOSI = Master Output, Slave Input MOSO = Master Output, Slave Output CS = Chip Select
