MENGHITUNG VOLUME AIR OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR HCSR BERBASIS ARDUINO UNO
LAPORAN TUGAS AKHIR
TAMARA PUTRI BR GINTING 162408046
PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
MENGHITUNG VOLUME AIR OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR HCSR BERBASIS ARDUINO UNO
LAPORAN TUGAS AKHIR
DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA
TAMARA PUTRI BR GINTING 162408046
PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
PERNYATAAN ORISINALITAS
MENGHITUNG VOLUME AIR OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR HCSR BERBASIS ARDUINO UNO
LAPORAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 26 Juli 2019
Tamara Putri Br Ginting
MENGHITUNG VOLUME AIR OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR HCSR BERBASIS ARDUINO UNO
ABSTRAK
Pengukuran merupakan kegiatan yang sering dilakukan dan dibutuhkan dalam kehidupan sehari-hari. Pada umumnya untuk melakukan pengukuran masih menggunakan peralatan yang manual. Sebagai contohnya adalah pengukuran volume zat cair dengan menggunakan gelas ukur.
Pengukuran dengan gelas ukur harus dilihat visual maka dapat memungkinkan perbedaan hasil pengukuran antara orang yang satu dengan orang yang lain. Perkembangan teknologi yang cukup pesat, ditemukan alat-alat yang dapat bekerja secara otomatis dan digital temasuk juga dalam pengukuran volume secara otomatis. Sesuai dengan judul, menghitung volume air secara
otomatis berbasis Arduino Uno. Pada alat ini digunakan sensor ultrasonik yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur ketinggian air. Ketinggian air sesuai dengan seberapa banyak air yang kita isi kedalam wadah. Untuk mendapatkan hasil volume air = tinggi air x luas wadah air. Jika keseluruhan perhitungan termasuk jumlah air yang dimasukkan sesuai dengan yang tampil pada LCD maka sesuai lah dengan perencanaan awal alat dibuat.
Kata Kunci : Volume air, Sensor Hcsr, Arduino uno
CALCULATING AUTOMATIC WATER VOLUME USING HCSR SENSORS BASED ON ARDUINO UNO
ABSTRACT
Measurement is an activity that is often carried out and needed in everyday life. In general, to take measurements still use manual equipment. An example is measuring the volume of liquid using a measuring cup. Measuring with a measuring cup must be seen visually so that it can allow differences in measurement results between one person and another. Technology development is quite rapid, found tools that can work automatically and digitally as well as in volume measurement automatically. In accordance with the title, calculate the volume of water automatically based on Arduino Uno. In this tool ultrasonic sensors are used to detect and measure water levels. The water level corresponds to how much water we fill into the container.
To get the result of volume of water = height of water x area of water container. If the overall calculation includes the amount of water entered according to what appears on the LCD, then it is appropriate for the initial planning of the tool to be made.
Keywords: Water volume, Hcsr sensor, Arduino uno
PENGHARGAAN
Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, dengan dilimpahkanNya rahmat dan berkat sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan proyek ini dengan baik.
Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan laporan praktik proyek ini yaitu kepada :
1. Bapak Dr.Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku ketua program studi D3 Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan laporan proyek
4. Seluruh Staf pengajar / pegawai program studi Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara
5. Ayahanda dan ibunda tercinta yang telah memberikan bantukan berupa dukungan moral dan material yang sangat membantu dalam menyelesaikan laporan proyek
6. Rekan Fisika Instrumentasi D-III yang meberikan bantuan penulisan untuk menyelesaikan laporan
DAFTAR ISI
Halaman
PENGESAHAN LAPORAN PROYEK i
ABSTRAK ii
ABSTRACT iii
PENGHARGAAN iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR viii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan Penulisan 2
1.5 Manfaat Proyek 2
1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Volume Air 4
2.2 Sensor HCSR 5
2.2.1 Prinsip Kerja Sensor HCSR 8
2.3 Arduino Uno 9
2.3.1 Sejarah Arduino 9
2.3.2 Pengenalan Arduino 10
2.3.3 Konfigurasi Pin Arduino Uno 11
2.3.4 Daya (Power) 14
2.3.5 Memori 14
2.3.6 Input Dan Output 15
2.3.7 Komunikasi 15
2.3.8 Karakteristik Fisik 16
2.4 LCD 16
2.5 Buzzer 18
2.6 PSA 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 21
3.1 Diagram Blok 21
3.2 Gambar Rangkaian 22
3.2.1 Rangkaian Sensor HCSR 22
3.3.2 Rangkaian Arduino Dengan BUZZER 22
3.2.3 Rangkaian LCD 23
3.2.4 Rangkaian Keseluruhan 24
3.3 Pengujian Sistem 25
3.3.1 Pengujian Ketinggian Air 25
3.3.2 Pengujian Keseluruhan Sistem 25
3.4 Flowchart 26
BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN 27
4.1 Analisa Data 27
4.4.1 Pengujian Dan Analisa Data 27
4.4.2 Persen Deviasi 27
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 31 4.3 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2 x 16 32
4.4 Pengujian Sensor HCSR 32
4.5 Tampak Fisik Keseluruhan Sistem 36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 37
5.1 Kesimpulan 37
5.2 Saran 37
DAFTAR PUSTAKA 38
LAMPIRAN
1. Data Sheet Sensor HCSR 2. Data Sheet Arduino Uno 3. Data Sheet LCD
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
2.1 Rumus Volume 4
2.2 Spesifikasi Arduino Uno 11
2.3 Konfigurasi Pin Arduino Uno 12
2.4 Konfigurasi Pin LCD 18
3.1 Pengujian Ketinggian Air 25
3.2 Pengujian Keseluruhan Sistem 25
4.1 Tabel Perbandingan Nilai Gelas Ukur Dan Alat Ukur 27 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 31
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Tabel
2.1 Sensor HCSR 6
2.2 Sistem Pewaktu Pada Sensor HCSR 6
2.3 Sistem Kerja Sensor HCSR 9
2.4 Konfigurasi Pin Layout Arduino 13
2.5 Layar LCD 16
2.6 Struktur Buzzer 20
3.1 Rangkaian Sensor HCSR 22
3.2 Rangkaian Arduino dengan Buzzer 23
3.3 Rangkaian LCD 23
3.4 Rangkaian Keseluruhan 24
4.1 Tampilan LCD 36
4.2 Tampilan Gelas Ukur 36
4.3 Keseluruhan Alat 36
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Pengukuran merupakan kegiatan yang sering dilakukan dan dibutuhkan dalam kehidupan sehari-hari. Bantuan alat dalam hal ini alat ukur sangat dibutuhkan untuk mengetahui nilai dari proses pengukuran. Salah satu jenis proses pengukuran adalah mengukur volume benda padat, cair dan gas. Pada umumnya, untuk melakukannya masih menggunakan peralatan yang manual.
Sebagai contohnya adalah pengukuran volume zat cair dengan menggunakan gelas ukur.
Pengukuran dengan gelas ukur harus dilihat visual mata yang memungkinkan perbedaan hasil pengukuran antara orang yang satu dengan yang lain. Pada kondisi tertentu, sebagai contohnya di dunia industri, ada proses pengisian yang membutuhkan ketelitian pengukuran, keseragaman isi dan efisiensi waktu sehingga dibutuhkan suatu alat yang dapat bekerja secara otomatis.
Perkembangan teknologi yang cukup pesat, ditemukan alat-alat yang bekerja secara otomatis dan digital, termasuk juga dalam proses pengukuran volume. Contoh yang jelas adalah mesin pengisian bahan bakar minyak (BBM) pada stasiun pengisian bahan bakar umum (SPBU). Mesin tersebut didesain dengan pilihan jumlah liter atau nominal harga, yang diinginkan. Harga 1 mesin pengisian tergolong mahal di atas ratusan juta rupiah. Mengadaptasi dari prinsip mesin tersebut, ingin dibuat alat penakar volume otomatis yang lebih ekonomis untuk kebutuhan yang kecil, contohnya pada pengisian air ke gelas atau galon, industri rumah tangga pengisian suatu produk ke wadahnya, dengan tujuan hasil pengisian yang sama dan pekerjaan lebih efisien.Perancangan alat ukur volume air sudah pernah ditulis oleh Detri Rhamdhani, mahasiswa Universitas Gunadarma dengan judul penulisan “Penakar Volume Air Otomatis Berbasis Arduinno uno akan mengolah masukan data-data dan keluaran sistem sesuai dengan kebutuhan.
Dimana pada alat ini menggunakan sensor ultrasonik yang berguna untuk mendeteksi dan mengukur ketinggian air.
Pada penelitian kali ini akan dibuat alat penakar volume air yang berbeda, yaitu pada jenis sensor dan tambahan tampilan LCD (liquid crystal display). Sensor yang digunakan adalah sensor HSCR yang digunakan untuk mengukur jarak untuk mengetahui volume yang mengalir.
LCD berfungsi sebagai tampilan masukan dan keluaran dari alat. Penjelasan singkat untuk proses kerja alat adalah sebagai berikut : menghitung volume air otomatis sudah diberi program untuk
mengendalikan kerja dari alat. Pilihan atau masukan data dari keypad akan diterima oleh arduino uno. Arduino uno akan memberikan keluaran ke LCD dan driver. Driver memberikan sinyal ON untuk mengaktifkan solenoid valve sehingga air dapat mengalir. Aliran air yang mengalir akan terdeteksi oleh sensor. Keluaran sensor berupa data ditampilkan di LCD dan setelah mencapai volume pilihan akan mematikan solenoid valve sehingga air berhenti mengalir.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang, maka permasalahan yang dikaji dapat dirumuskan yaitu dengan mengetahui bagaimana merancang dan membangun sebuah sistem pengukur volume air menggunakan sensor HCSR berbasis Arduino Uno.
1.3 Batasan Masalah
Oleh karena permasalahan dan agar pembahasan tidak menyimpang dari tujuan maka dilakukan pembatasan masalah yaitu pada Perancangan dan pembuatan alat ini menggunakan Arduino Uno, sensor yang dgunakan yaitu sensor HCSR. Alat ini bekerja dengan mengukur volume air secara otomatis.
1.4 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan ini yaitu untuk menyelesaikan praktik proyek adalah sebagai berikut :
1. Sebagai persyaratan awal dalam menyelesaikan tugas akhir .
2. Membuat alat penghitung volume otomatis menggunakan sensor HCSR 3. Memahami cara-cara membuat proyek dari D-3
1.5 Manfaat Proyek
Manfaat yang dapat diberikan pada penulisan proyek ini adalah sebagai berikut : 1. Sebagai pembelajaran tentang arduino uno dan sensor yang digunakan
2. Memudahkan dalam penghitungan volume air secara otomatis
1.6 Sistematika Penulisan
Berikut merupakan sistem penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan tugas akhir :
1. BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul, batasan masalah, motivasi dan tujuan tugas akhir, sasaran tugas akhir, metode tugas akhir dan sistematika penulisan.
2. BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi landasan teori yang menjadi referensi utama dalam penulisan tugas akhir.
Teori yang dibahas berhubungan dengan sistem yang akan dibuat dan juga yang akan digunakan untuk kepentingan analisis dan perancangan.
3. BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ALAT
Bab ini membahas tentang perancangan prototipe alat, pembuatan rangkaian prototipe, blok diagram, pengukuran dan cara kerja rangkaian yang dapat menghasilkan Alat akses kontrol ruangan menggunakan sensor sidik jari berbasis arduino uno.
4. BAB IV ANALISIS DAN PENGUJIAN
Bab ini membahas hasil dari analisis dan pengujian dari Alat akses kontrol ruangan menggunakan sensor sidik jari berbasis arduino uno.
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari pengujian dan saran masukan untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk masa yang mendatang.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Volume Air
Volume atau bisa juga disebut kapasitas adalah penghitungan seberapa banyak ruang yang bisa ditempati dalam suatu objek. Objek itu bisa berupa benda yang beraturan ataupun benda yang tidak beraturan. Benda yang beraturan misalnya kubus, balok, silinder, limas, kerucut, dan bola. Benda yang tidak beraturan misalnya batu yang ditemukan di jalan. Volume digunakan untuk menentukan massa jenis suatu benda
Rumusan Volume
Tabel 2.1 Rumus volume Nama
Bangun
Rumus
Volume Bangun Ruang
Kubus Volume Kubus = pangkat 3 dari sisi V = s x s x s = s3
Balok Volume Balok = panjang x lebar x tiggi V = p x l x t
Tabung Volume Tabung = Luas Alas x Tinggi V = Π r2 t
*alas tabung berbentuk lingkaran
Kerucut Volume Kerucut = 1/3 x Luas Alas x Tinggi V = 1/3 Πr2 t
*alas tabung berbentuk lingkaran Bola Volume Bola = 4/3 Π r³
*r = jari jari bola
Prisma Volume Prisma = Luas Alas x Tinggi
* Tergantung jenis alasnya
Jika Prisma Segitiga (Alas Segitiga) V=1/2 Alas x Tinggi
Jika Prisma Segi Empat(alas persegi) V = s² x Tinggi Prisma
Jika Alas segi lima maka menggunakan luas segi lima, jika persegi panjang menggunakan luas persegi panjang.
Limas Volume Limas = 1/3 x Luas alas x Tinggi
2.2 Sensor HCSR
Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).
Sensor ini merupakan sensor ultrasonik siap pakai, satu alat yang berfungsi sebagai pengirim, penerima, dan pengontrol gelombang ultrasonik. Alat ini bisa digunakan untuk mengukur jarak benda dari 2cm - 4m dengan akurasi 3mm. Alat ini memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk ground-nya. Pin Trigger untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda.
Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. A kan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.
Gambar 2.1 Sensor HCSR-04
Cara menggunakan alat ini yaitu: ketika kita memberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10uS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40kHz.
Selanjutnya, sinyal akan diterima pada pin Echo. Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, maka selisih waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak benda tersebut. Berikut adalah visualisasi dari sinyal yang dikirimkan oleh sensor HC-SR04
Gambar 2.2 sistem pewaktu pada sensor HCSR-04
Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut.
Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut.
Ada beberapa penjelasan mengenai gelombang ultrasonic. Sifat dari gelombang ultrasonik yang melalui medium menyebabkan getaran partikel dengan medium aplitudo sama dengan arah rambat longitudinal sehingga menghasilkan partikel medium yang membentuk suatu rapatan atau biasa disebut Strain dan tegangan yang biasa disebut Strees.
Proses lanjut yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodic selama gelombang ultrasonic lainya.
Gelombang ultrasonic merambat melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor ultrasonik. Seperti yang telah umum diketahui, gelombang ultrasonik hanya bisa didengar oleh makhluk tertentu seperti kelelawar dan ikan paus. Kelelawar menggunakan gelombang ultrasonic untuk berburu di malam hari sementara paus menggunakanya untuk berenang di kedalaman laut yang gelap.
Bagian-bagian dari Sensor Ultrasonik
1. Pemancar Ultrasonik (Transmitter)
Pemancar Ultrasonik ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal sinusoidal berfrekuensi di atas 20 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter ultrasonik
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adlah sebagai berikut : 1. Sinyal 40 kHz dibangkitkan melalui mikrokontroler.
2. Sinyal tersebut dilewatkan pada sebuah resistor sebesar 3kOhm untuk pengaman ketika sinyal tersebut membias maju rangkaian dioda dan transistor.
3. Kemudian sinyal tersebut dimasukkan ke rangkaian penguat arus yang merupakan kombinasi dari 2 buah dioda dan 2 buah transistor.
4. Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (+5V) maka arus akan melewati dioda D1 (D1 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T1, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T1 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
5. Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (0V) maka arus akan melewati dioda D2 (D2 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T2, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T2 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
6. Resistor R4 dan R6 berfungsi untuk membagi tengangan menjadi 2,5 V. Sehingga pemancar ultrasonik akan menerima tegangan bolak – balik dengan Vpeak-peak adalah 5V (+2,5 V s.d -2,5 V).
2. Penerima Ultrasonik (Receiver)
Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang sesuai. Sinyal yang diterima tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi dengan menggunakan rangkaian band pass filter (penyaring pelewat pita), dengan nilai frekuensi yang dilewatkan telah ditentukan.
Kemudian sinyal keluarannya akan dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian komparator (pembanding) dengan tegangan referensi ditentukan berdasarkan tegangan keluaran penguat pada saat jarak antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding pembatas mencapai jarak minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran komparator pada kondisi ini adalah high (logika ‘1’) sedangkan jarak yang lebih jauh adalahlow (logika’0’). Logika- logika biner ini kemudian diteruskan ke rangkaian pengendali (mikrokontroler).
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adalah sebagai berikut :
1. Pertama – tama sinyal yang diterima akan dikuatkan terlebih dahulu oleh rangkaian transistor penguat Q2.
2. Kemudian sinyal tersebut akan di filter menggunakan High pass filter pada frekuensi >
40kHz oleh rangkaian transistor Q1.
3. Setelah sinyal tersebut dikuatkan dan di filter, kemudian sinyal tersebut akan disearahkan oleh rangkaian dioda D1 dan D2.
4. Kemudian sinyal tersebut melalui rangkaian filter low pass filter pada frekuensi < 40kHz melalui rangkaian filter C4 dan R4.
5. Setelah itu sinyal akan melalui komparator Op-Amp pada U3.
Jadi ketika ada sinyal ultrasonik yang masuk ke rangkaian, maka pada komparator akan mengeluarkan logika rendah (0V) yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler untuk menghitung jaraknya. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima. Gambar cara kerja sensor ultrasonik dengan transmitter dan receiver (atas), sensor ultrasonik dengan single sensor yang berfungsi sebagai transmitter dan receiver sealigus oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.
2.2.1 Prinsip Kerja Sensor HCSR-04
Secara detail, cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:
1. Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
2. Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut.
3. Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :
S = 340.t/2
Dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang.
Gambar 2.3 Sistem Kerja Sensor HCSR-04
2.3 Arduino UNO
Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik yang open source, berbasis pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam membuat objek atau lingkungan yang interaktif.
2.3.1 Sejarah Arduino
Arduino dikembangkan dari thesis hernando barragan didesain interaksi institut lvrea.
Arduino dapat menerima masukan dari berbagai macam sensor dan dapat juga mengkontrol lampu, motor dan akuator lainnya. Proyek arduino uno dimulai pertama kali di Ovre, Italy pada tahun 2005. Tujuan proyek ini awalnya untuk membuat peralatan kontrol interaktif dan modul pembelajaran bagi siswa yang lebih murah dibandingkan dengan prototype yang lain. Pada tahun 2010 telah terjual lebih dari 120 unit arduino. Arduino yang berbasis open source melibatkan tim pengembang. Pendiri arduino itu ialah Massimo Banzi dan David Cuartielles .mikrokontroler pada Arduino diprogram dengan menggunakan bahasa pemrograman arduino (based on processing). Proyek Arduino dapat berjalan sendiri atau juga bisa berkomunikasi dengan software yang berjalan pada komputer. Arduino sebagai platform komputasi fisik (physical Computing) yang open source pada board input output sederhana, yang dimaksud dengan flatform komputasi fisik disini adalah sebuah sistem fisik yang interaktif dengan penggunaan software dan hardware yang dapat mendeteksi dan merespon situasi dan kondisi. Menurut Aartanto, kelebihan Arduino dari platform hardware mikrokontroler lain adalah :
1. IDE Arduino merupakan multiflatform yang dapat dijalankan diberbagai sistem operasi, seperti Windows, Macintosh dan Linux.
2. IDE Arduino dibuat berdasarkan pada IDE processing yang sederhana sehingga mudah digunakan.
3. Pemrograman arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port USB, bukan port serial. Fitur ini berguna karena banyak komputer yang sekarang ini tidak memiliki port serial.
Proyek arduino ini dikembangkan dalam lingkungan pendidikan sehingga bagi pemula akan cepat dan mudah mempelajarinya, memiliki begitu banyak pengguna dan komunitas diinternet dapat membantu setiap kesulitan yang dihadapi. Arduino adalah hardware dan software open source pembaca bisa mendownload software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar ke pmbuat arduino. Biaya arduino cukup murah sehingga tidak terlalu mnakutkan jika membuat kesalahan.
2.3.2 Pengenalan
Mikrokontroler berbasis ATmega 328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya. Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal itu tidak menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 hingga versi R2) diprogram sebagai konverter USB-to-serial.Revisi 2 dari dewan Uno memiliki resistor menarik garis 8U2 HWB ke tanah, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.
Tabel 2.2 Spesifikasi Arduino UNO Microcontroller ATmega328
Operating Voltage 5V Input Voltage
(recommended)
7-12V
Input Voltage (limits)
6-20V
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output) Analog Input Pins 6
DC Current per I/O Pin
40 Ma
DC Current for 3.3V 50 Ma
Pin
Flash Memory 32 KB (ATmega328) of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
2.3.3 Konfigurasi Pin Arduino Nano
Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano.
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital.
2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.
3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analog Reference.
4. RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino
5. Serial RX (0) merupakan pin yang berfungsi sebagai penerima TTL data serial.
6. Serial TX (1) merupakan pin yang berfungsi sebagai pengirim TT data serial.
7. External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.
8. Output PWM 8-Bitmerupakan pin yang berfungsi untuk analog Write.
9. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.
10. LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.
11. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analog Reference.
Tabel 2.3 Konfigurasi Pin Ardino UNO Nomor Pin Arduino
Nano Nama Pin Arduino Nano
1 Digital Pin 1 (TX)
2 Digital Pin 0 (RX)
3 & 28 Reset
4 & 29 GND
5 Digital Pin 2
6 Digital Pin 3 (PWM)
7 Digital Pin 4
8 Digital Pin 5 (PWM)
9 Digital Pin 6 (PWM)
10 Digital Pin 7
11 Digital Pin 8
12 Digital Pin 9 (PWM)
13 Digital Pin 10 (PWM-SS)
14 Digital Pin 10 (PWM-SS)
15 Digital Pin 12 (MISO)
16 Digital Pin 13 (SCK)
18 AREF
19 Analog Input 0
20 Analog Input 1
21 Analog Input 2
22 Analog Input 3
23 Analog Input 4
24 Analog Input 5
25 Analog Input 6
26 Analog Input 7
27 VCC
30 Vin
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin Layout Arduino Nano 2.3.4 Daya(Power)
Arduino UNO dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah power suplai eksternal.Sumberdayadipilihsecaraotomatis. Suplai eksternal (non-USB) dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau battery. Adaptor dapat dihubungkan dengan mencolokkan sebuah center-positive plug yang panjangnya 2,1 mm ke power jack dari board. Kabel lead dari sebuah battery dapat dimasukkan dalam header/kepala pin Ground (Gnd) dan pin Vin dari konektor POWER. Board Arduino UNO dapat beroperasi pada sebuah suplai eksternal 6 sampai 20 Volt.
Jika disuplai dengan yang lebih kecil dari 7 V, kiranya pin 5 Volt mungkin mensuplai kecil dari 5 Volt dan board Arduino UNO bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan suplai yang lebih dari besar 12 Volt, voltage regulator bisa kelebihan panas dan membahayakan board Arduino UNO. Range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12 Volt.
Pin-pin dayanya adalah sebagai berikut:
VIN. Tegangan input ke Arduino board ketika board sedang menggunakan sumber suplai eksternal (seperti 5 Volt dari koneksi USB atau sumber tenaga lainnya yang diatur). Kita dapat menyuplai tegangan melalui pin ini, atau jika penyuplaian tegangan melalui power jack, aksesnya melalui pin ini.
5V. Pin output ini merupakan tegangan 5 Volt yang diatur dari regulator pada board.
Board dapat disuplai dengan salah satu suplai dari DC power jack (7-12V), USB
connector (5V), atau pin VIN dari board (7-12). Penyuplaian tegangan melalui pin 5V atau 3,3V membypass regulator, dan dapat membahayakan board. Hal itu tidak dianjurkan.
3V3. Sebuah suplai 3,3 Volt dihasilkan oleh regulator pada board. Arus maksimum yang dapat dilalui adalah 50 mA.
GND. Pin ground.
2.3.5 Memori
ATmega328 mempunyai 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader). ATmega 328 juga mempunyai 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis (RW/read and written).
2.3.6Inputdanoutput
Setiap 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(),digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsi-fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm.
Selain itu,fungsi spesial:
Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan memancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua pin ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip Serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.
External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk dipicu sebuah interrupt (gangguan) pada sebuah nilai rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar, atau suatu perubahan nilai. Lihat fungsi attachInterrupt() untuk lebih jelasnya.
PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan fungsi analogWrite().
SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mensupport komunikasi SPI menggunakan SPI library.
LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED mati.
Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan 10 bit resolusi (contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara default, 6 input analog tersebut mengukur dari ground sampai tegangan 5 Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti batas atas dari rangenya dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference().
2.3.7 Komunikasi
Arduino UNO mempunyai sejumlah fasilitas untuk komunikasi dengan sebuah komputer, Arduino lainnya atau mikrokontroler lainnya. Atmega 328 menyediakan serial komunikasi UART TTL (5V), yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah Atmega 16U2 pada channel board serial komunikasinya melalui USB dan muncul sebagai sebuah port virtual ke software pada komputer. Firmware 16U2 menggunakan driver USB COM standar, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Bagaimanapun, pada Windows, sebuah file inf pasti dibutuhkan.
2.3.8 KarakteristikFisik
Panjang dan lebar maksimum dari PCB Arduino UNO masing-masingnya adalah 2.7 dan 2.1 inci, dengan konektor USB dan power jack yang memperluas dimensinya. Empat lubang sekrup memungkinkan board untuk dipasangkan ke sebuah permukaan atau kotak. Sebagai catatan, bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 160 mil. (0.16"), bukan sebuah kelipatan genap dari jarak 100 mil dari pin lainnya.
2.4 LCD
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.
Gambar 2.5 Layar LCD
LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor.
Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. Contoh Bentuk LCD (Liquid Cristal Display) Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display) Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register.
Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah : DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM. Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah. Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau
tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.
Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM.
Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya. Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah : Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
Tabel 2.4 Konfigurasi Pin LCD Pin
No. Keterangan Konfigurasi Hubung
1 GND Ground
2 VCC Tegangan 5V DC
3 Contrast Ground
4 RS Kendali RS
5 RW Ground
6 EN Kendali E/Enable
7 D0 Bit 0
8 D1 Bit 1
9 D2 Bit 2
10 D3 Bit 3
11 D4 Bit 4
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
14 D7 Bit 7
15 A Anoda (+5VDC)
16 K Katoda (Ground)
2.5 BUZZER
Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. 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). Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.
Cara Kerja Piezoelectric BuzzerSeperti namanya, Piezoelectric Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.Jika dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk digerakan. Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia. Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound.
Tegangan Operasional Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.
Gambar 2.6 Struktur Buzzer
2.6 PSA
Pengertian Power Supply adalah salah satu hardware di dalam perangkat komputer yang berperan untuk memberikan suplai daya. Biasanya komponen power supplay ini bisa ditemukan pada chasing komputer dan berbentuk persegi. Pada dasarnya Power Supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi energi yang menggerakkan perangkat elektronik.
Sistem kerjanya cukup sederhana yakni dengan mengubah daya 120V ke dalam bentuk aliran dengan daya yang sesuai kebutuhan komponen-komponen tersebut. Sesuai dengan pengertian power supply pada komputer, maka fungsi utamanya adalah untuk mengubah arus AC menjadi arus DC yang kemudian diubah menjadi daya atau energi yang dibutuhkan komponen-komponen pada komputer seperti motherboard, CD Room, Hardisk, dan komponen lainnya. Berdasarkan rancangannya, power supply dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu:
1. Power Supply/ Catu Daya Internal; yaitu power supply yang dibuat terintegrasi dengan motherboard atau papan rangkaian induk. Contohnya; ampilifier, televisi, DVD Player;
power supply-nya menyatu dengan motherboard di dalam chasing perangkat tersebut.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diargram Blok
PSA
Alat ini terdiri dari beberapa komponen-komponen elektronika dipadukan yang dimana setiap komponen tersebut memiliki fungsinya masing-masing. Untuk lebih mudah mempelajari dan memahami alat tersebut, diatas adalah gambar diagram blok alat tersebut.
Dari gambar tersebut fungsi dari setiap komponen adalah sebagai berikut : 1. PSA berfungsi sebagai : Untuk memberikan suplai daya.
2. Sensor HSCR berfungsi sebagai : mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya.
3. Arduino UNO berfungsi sebagai : mempercepat dan mempermudah dalam pembuatan sistem kotrol.
4. LCD berfungsi sebagai : penampil yangnantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
5. Pompa DC berfungsi sebagai : menyedot dan membuang air dengan menggunakan putaran impeler sehingga menimbulkan tarikan, air yang ditarik akan terus menerus menarik air dari dasar sumur untuk dialirkan menuju pipa out, kemudian impeler akan mendorong air untuk menuju ke penampungan air.
6. Buzzer berfungsi sebagai : dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
7. Tabung berfungsi sebagai : wadah / penampung air.
3.2 Gambar Rangkaian
ARDUINO UNO
SENSOR HSCR POMPA DC
LCD
BUZZER
TABUNG
3.2.1 Rangkaian Sensor HSCR
Gambar 3.1 Rangkaian Sensor HCSR
Sensor HCSR adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang ultrasonik. Prinsip kerja sensor ini mirip dengan radar ultrasonik. Gelombang ultrasonik dipancarkan kemudian diterima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak antara waktu pancar dan waktu terima addalah representasi dari jarak objek. Sensor ini cocok untuk aplikasi elektronik yang memerlukan deteksi jarak termasuk untuk sensor robot. Sensor HCSR adalah versi low cost dari sensor ultrasonik PING buatan parralax . pada sensor HCSR pin trigger dan output diletakkan terpisah . sensor HCSR mempunyai jangkauan maksimal 400-500cm. Tegangan kerja 400-500cm. Dapat dihubungkan langsung ke kaki mikrokontroler.
3.2.2 Rangkaian arduino dengan buzzer
Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti- maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino dengan Buzzer
3.2.3 Rangkaian LCD
LCD yang digunakanadalah LCD karakter 16x2, sehingga hanya mampu menampilka nangka, huruf dan symbol sebanyak 2 baris dan setiap baris mampu menampilkan 16 karakter. Catudaya yang digunakan adalah sebesar 5 volt.
Gambar 3.3 Rangkaian LCD
Pada gambar rangkaian diatas pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V) , pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd ( Ground ), pin 3 merupakan pengaturan tegangan contrast dari LCD, pin 4 merupakan register select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler Atmega8535.
Fungsi dari potensiometer (R2) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD.
3.2.4 Rangkaian Keseluruhan
Gambar 3.4 Rangkaian Keseluruhan
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki . pin 12 terhubung ke Ground dan p. in 13 terhubung ke Vcc sebesar 5V. Untuk mendownload file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vccdan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45.
3.3 Pengujian Sistem 3.3.1 Ketinggian Air
Tabel 3.1 pengujian ketinggian air Jenis Cairan Banyak Air Yang Terukur Dalam
Wadah
Banyak Air Yang Terukur Menggunakan Gelas Ukur
Air 498,7 ml 500 ml
Air 1000,3 ml 1000 ml
Air 1497,6 ml 1500 ml
Air 1998,5 ml 2000 ml
Air 2500,4 ml 2500 ml
Setelah melakukan pengujian, terujilah pendekatan pembacaan sensor terhadap ketinggian air dan dikarenakan wadah air dibuat sendiri dan belum terstandardisasi maka masi ada beberapa ralat.
3.3.2 Pengujian Keseluruhan Sistem
Tabel 3.2 Pengujian Keseluruhan Sistem Luas Penampang
(P X L X T)
Volume Yang Terbaca Volume Air Dalam Wadah
9.9 x 9 x 12.4 1104,84 ml 1100 ml
9.9 x 9 x 16.7 1487,97 ml 1500 ml
Setelah dilakukan pengujian juga dengan alat juga masih diperoleh beberapa alat. Tujuan pengujian ini untuk menguji pembacaan sensor terhadap ketinggian air yang dikalikan dengan luas wadah penampang. Ralat yang ada dikarenakan beberapa faktor
1. Sensor tidak akurat membaca ketinggian air.
2. Karena wadah yang digunakan dibuat sendiri, jadi belum distandarkan.
3.4 Flowchart Sistem
MULAI
Inisialisasi sistem
Baca Sensor Hcsr
Input Volume Air Menggunakan Gelas Ukur
Tampilkan Ke LCD Hasil Pengukuran
Selesai
BAB IV
ANALISA DAN PENGUJIAN
4.1 Analisa Data
4.4.1 Pengujian Dan Analisa Data
4.1 tabel perbandingan nilai gelas ukur dan alat ukur
Gelas ukur Alat ukur
50 ml 48.29 ml
100 ml 101.06 ml
150 ml 156.58 ml
200 ml 209.90 ml
250 ml 254.71 ml
300 ml 314.46 ml
350 ml 351.89 ml
400 ml 401.26 ml
450 ml 449.38 ml
500 ml 503.79 ml
4.4.2 Persen Deviasi
% Deviasi =
a. Untuk 50 ml
% deviasi =|
|
%deviasi = |
|
%deviasi = 0.0324 x 100
%deviasi = 3.24
b. Untuk 100ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
|
%deviasi = 1.6 c. Untuk 150 ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
|
%deviasi = 0.043 x 100 %deviasi = 4.38
d. Untuk 200 ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
|
%deviasi = 0.0345 x 100 %deviasi = 3.45
e. Untuk 250 ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
|
%deviasi = 0.01884 x 100 %deviasi = 1.8
f. Untuk 300 ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
|
%deviasi = 0.0482 x 100 %deviasi = 4.82
g. Untuk 350 ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
|
%deviasi = 0.054 x 100 %deviasi = 0.54
h. untuk 400 ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
| %deviasi = 0.0035x 100 %deviasi = 0.315
I. Untuk 450 ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
|
%deviasi = 0.013 x 100 %deviasi = 0.13 j. untuk 500 ml
% deviasi =|
| %deviasi = |
|
%deviasi = 0.00758 x 100 %deviasi = 0.758
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian Arduino yaitu menghubungkan kabel hitam
(GDN) ke kaki pin GND pada arduino, menghubungkan kabel merah (VCC) ke pin VSS pada arduino, menghubungkan kabel kuning (signal data) ke kaki 2 arduino. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler Arduino, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
void setup() {
pinMode( 13, OUTPUT );
}
void loop() {
digitalWrite( 13, HIGH );
}
Tabel 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno
Kondisi Arduino LED pin 3 Arduino
Sebelum diprogram Mati
Setelah diprogram Hidup
4.3 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2 X 16
LCD dihubungkan langsung ke pin digital dan Arduino yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan enable. Jalur ini
digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low ‘0’ dan set high
‘1’ pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW . Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write.
Ketika RW berlogika low ‘0’ maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD dan sebaliknya. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ‘0’. Berdasarkan keterangan diatas maka kita sudah dapat membuat program untuk menampilkan karakter pada display LCD.
4.4 Pengujian Snsor HCSR
Pengujian Sensor dilakukan dengan memasukkan program dibaawah ini kemudian hasil output soil moisture sensor akan dibaca oleh mikrokontroler dan data dibaca melalui monitoring port pada LCD . Berikut adalah program yang di upload pada mikrokontroler.
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystallcd(12, 10, 8, 6, 4, 2);
#define TRIG_PIN A5// pin triger sensor ultrasonic di koneksikanke pin A0 padaarduino
#define ECHO_PIN A4// pin echo sensor ultrasonic di koneksikanke pin A1 padaarduino floattinggi = 0;
float volume = 0;
void setup() {
// initialize serial communication:
Serial.begin(9600);
pinMode(TRIG_PIN,OUTPUT);
pinMode(ECHO_PIN,INPUT);
lcd.clear();
lcd.begin(16, 2);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print("Tamara Putri");
lcd.setCursor(3, 1);
lcd.print("162408046");
delay(3000);
}
void loop() {
float duration, distanceCm;
// Give a short LOW pulse beforehand to ensure a clean HIGH pulse:
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
delayMicroseconds(5);
duration = pulseIn(ECHO_PIN,HIGH);
// convert the time into a distance
// 340 m/s-->dalamsatudetikjaraktempuhadalah 340 meter, //1/10 detikuntuk 34 meter,
//1/100 detik (10 /1000 detik (baca 10 milidetik))untuk 3,4 meter // 1/1000 detikbaca 1 milidetikuntukjarak 0,34 meter (34cm)
// jadiuntukmenempuhjarak 1 cm --> (1/100 meter) diperlukanwaktusebanyak : //29.41
distanceCm = duration / 29.411764706 / 2 ; tinggi = 42.6 - distanceCm ;
volume = tinggi * 18.5 ; delay(1000);
if(tinggi<0){tinggi=0;}
if(volume<0){volume=0;}
Serial.print(distanceCm);
Serial.println("CM");
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("V (cm3)");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(volume, 2);
lcd.setCursor(10, 0);
lcd.print("H (cm)");
lcd.setCursor(10, 1);
lcd.print(tinggi, 2);
delay (3000);
}
4.5 Tampak Fisik Keseluruhan Sistem
4.1 Tampilan LCD
4.2 Tampilan Gelas Ukur
4.3 keseluruhan Alat
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Sistem penghitungan volume air otomatis memanfaatkan Arduino Uno berhasil diciptakan dan mampu bekerja dengan baik . berdasarkan pengujian fungsional perangkat dapat disimpulkan bahwa sistem bekerja sesuai dengan perencanaan awal.
2. Sensor HCSR dapat mengukur jarak antara waktu pancar dan waktu terima balik oleh receiver ultrasonik karena prinsip kerja sensor ini mirip dengan radar ultrasonik. Dalam proyek ini sensor dapat mengukur jarak air dalam wadah, ini berarti sensor bekerja dengan baik.
3. Penghitungan volume air otomatis menggunakan sensor HCSR berbasis Arduino uno telah diuji dan sesuai dengan perencanaan awal. Dimana pada percobaan ini digunakan sensor ultrasonik untuk mendeteksi dan mengukur ketinggian air , setelah ketinggian air didapat dan tertampil pada layar LCD maka dikalikan dengan luas penampang wadah air. Maka volume air akan otomatis terlihat pada layar LCD.
5.2 Saran
1. Persiapkan penguasan terhadap teori-teori dasar komponen yang digunakan secara baik. Hal ini akan sangat sangat berguna dalam melakukan analisa kinerja alat.
2. Untuk pengembangan selanjutnya, sebaiknya diteliti lagi sensor yang dipakai selain sensor yang digunakan pada laporan ini.
3. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik hasilnya.
DAFTAR PUSTAKA
Abdul,K.(2013).Buku Pintas Pemograman Arduino . Yogyakarta: MediaKom.
Banzi, Massimo.2008.getting started with Arduino, First Edition.Sebastopol;O’Reilly.
Daryanto,Drs.2000. Pengetahuan Teknik Elektronika.Yogyakarta:CnadiGebang
https://www.google.com/search?q=sensor+hscr+adalah+&ie=utf-8&oe=utf-8&client=firefox-b- ab
Datasheet: H1602B, LCD 16×2 Karakter
LCD Hitachi HD44780
1. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan penampil LCD : a. Hindari tekanan fisik yang berlebihan pada modul LCD, jangan mengubah atau memodifikasinya (yeahhh).
b. dst
2. Spesifikasi Umum
No Item Dimensi Satuan
1 Jumlah Karakter 16 Karakter x 2 jalur -
2 Dimensi Modul 80.0 x 36.0 x 13.2(MAX) mm
3 Area terlihat 66.0 x 16.0 mm
4 Area Aktif 56.2 x 11.5 mm
5 Ukuran titik layar 0.55 x 0.65 mm
6 Dot Pitch 0.60 x 0.70 mm
6 Ukuran Karakter 2.95 x 5.55 mm
7 Caracter Pitch 3.55 x 5.95 mm
8 Tipe LCD STN (super-twisted nematic display), positif
9 Duty 1/6
10 Sudut Penglihatan Max 45 derajat
11 Tipe Lampu Latar LED
4. Nilai-nilai Maksimum yang Diijinkan
No Item . Simbol . Min Tipe Maks Satuan
1 Suhu Operasi TOP 0 - +50 °C
2 Suhu Penyimpanan TST -10 - +60 °C
3 Tegangan Masukan VI VSS - VDD V
4 Tegangan Masukan utk Sistem Logika VDD-VSS -0,3 - 7 V 5 Tegangan Masukan untuk LCD VDD-V0 -0,3 - 13 V
4. Karakteristik Elektris
No Item Simbol Kondisi Min Tipe Maks Satuan
1 Tegangan Logika IC VDD-VSS - 2,7 - 5,5 V
2 Tegangan LCD VDD-V0
Ta=0°C Ta=25°C Ta=+50°C
- - 3,4
- 3,8
-
4,2 - -
V V V
3 Tegangan Masukan Tinggi VIH - 2,2 - VDD V
4 Tegangan Masukan Rendah VIL - - - 0,6 V
5 Tegangan Keluaran Tinggi VOH - 2,4 - - V
6 Tegangan Keluaran Rendah VOL - - - 0,4 V
7 Arus Catu daya IDD VDD=5V - 1,2 - mA
5. Karakteristik Optik
No Item Simbol Kondisi Min Tipe Maks Satuan
1 Sudut Penglihatan (V)θ
(H)φ CR≥2 10 - 40 derajat
2 Rasio Kontras CR - - 3 - -
3 Waktu Respons T naik T turun
- -
- -
200 200
300 300
ms ms
Definisi Tegangan Operasi (VOP): Definisi Waktu Respons(Tr,Tf)
Kondisi :
Operating Voltage : Vop Viewing Angle(θ) : 0°
Frame Frequency : 64 HZ Driving Waveform : 1/N duty , 1/a bias
Definisi Sudut Penglihatan (CR≥2)
6. Tabel Keterangan Sambungan Tiap Pena
No Pena Simbol Tingkat/
Jenis Keterangan
1 VSS 0 V Ground
2 VVDD 5,0 V Tegangan untuk Logika IC
3 VO Bervariasi Tegangan Operasi untuk LCD
4 RS H/L H:Data, L:Kode Instruksi
5 R/W H/L H:Baca(MPU<–Modul); L:Tulis(MPU–>Modul)
6 E H,H->L Sinyal Enable Chip
Universitas Sumatera Utara
