RANCANGAN ALAT ALAT PENGUKUR MASSA JAGUNG PADA PROSES PENGGONGSENGAN JAGUNG BERBASIS LOADCELL
ATMEGA 328P DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS PROJEK AKHIR II
OLEH :
FAHMI MUHAMMAD NIM : 152411023
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
RANCANGAN ALAT ALAT PENGUKUR MASSA JAGUNG PADA PROSES PENGGONGSENGAN JAGUNG BERBASIS LOADCELL
ATMEGA 328P DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS PROJEK AKHIR II
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
OLEH :
FAHMI MUHAMMAD NIM : 152411023
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
i
HALAMAN PENGESAHAN
RANCANGAN ALAT ALAT PENGUKUR MASSA JAGUNG PADA PROSES PENGGONGSENGAN JAGUNG BERBASIS LOADCELL
ATMEGA 328P DENGAN TAMPILAN LCD
FAHMI MUHAMMAD NIM : 152411023
Medan, 20 Juli 2018 Menyetujui
Disetujui Oleh
Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU
Ketua, Pembimbing,
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Junedi Ginting,S.Si,M.Si NIP. 19660729199203200 NIP. 197306222003121001
ii
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan di bawah ini :
Nama : Fahmi Muhammad
Judul : RANCANGAN ALAT ALAT PENGUKUR
MASSA JAGUNG PADA PROSES
PENGGONGSENGAN JAGUNG BERBASIS LOADCELL ATMEGA 328P DENGAN TAMPILAN LCD
Kategori : Projek Akhir II
Nomor Induk Mahasiswa : 152411023
Program Studi : Diploma Tiga (D3) Metrologi Dan nstrumentasi
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Dengan ini menyatakan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan pada kegiatan projek akhir I ini adalah benar karya sendiri dan/atau bukan merupakan plagiasi.
Apabila dikemudian hari ditemukan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan bukan karya saya sendiri/plagiasi, saya bersedia menerima sanksi akademik atau yang lainnya.
Medan, 20 Juli 2018 Yang menyatakan
FAHMI MUHAMMAD NIM.
152411023
iii
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT dengan limpah karunia- Nya penulis mendapatkan kemudahan serta kelancaran sehingga dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.
Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah SAW sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.
Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (D-3) Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
RANCANGAN ALAT PENGUKUR MASSA JAGUNG PADA PROSES PENGGONGSENGAN JAGUNG BERBASIS LOAD
CELL Atmega 328P DENGAN TAMPILAN LCD
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Junedi Ginting S.Si,M.Si selaku dosen pembimbing dan Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Ketua Program Diploma Tiga (D-3) Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tak lupa juga seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (D-3) Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU dan rekan – rekan kuliah.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuia waktu yang telah ditetapkan.Sholawatdan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladanbagi penulis.
Projek II ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Fisika Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
RANCANGAN ALAT ALAT PENGUKUR MASSA JAGUNG PADA PROSES PENGGONGSENGAN JAGUNG BERBASIS LOADCELL
ATMEGA 328P DENGAN TAMPILAN LCD
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir II ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis dan serta saudara kandung yang telah memberikan bantuan moral maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.
2. Ibu Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc selaku Ketua Program Diploma Tiga Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
v 3. Bapak Junedi Ginting, S.Si,M.Si selaku dosen pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir II ini.
4. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Abangda francius yang memberikan bantuan dan bimbingan untuk membuat alat untuk menyelesaikan Tugas Akhir II ini.
6. Muhammad Irsyad yang telah memberikan dukungan, semangat serta do’a kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Ulfa Audina, Siti Rahma Ginting selaku sahabat yang telah banyak membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir I ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifatnya membangun dalam penyempurnaan Tugas Proyek ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, 23 Mei 2018 Hormat Saya,
FAHMI MUHAMMAD 152411023
vi ABSTRAK
Telah direalisasikan alat ukur massa berdasarkan hukum Archimedes menggunakan sensor fotodioda sebagai pendeteksi kenaikan tinggi benda terapung. Sinyal analog yang dihasilkan oleh fotodioda memiliki rentang 4,81- 2,18volt, dengan pengukuran jarak 1 cm - 9 cm dan divariasikan setiap 0,2 cm.
Benda apungan yang digunakan yaitu balok kayu mahoni dengan dimensi 400 cm2 dan massa 238 gram. Perangkat lunak yang digunakan pada penelitian ini adalah CAVR untuk pemrograman mikrokontroler dan hasil pengukuran massa jenis zat cair ditampilkan pada layar LCD 16x2. Kalibrasi alat dilakukan dengan cara membandingkan nilai massa jenis yang diperoleh dari perhitungan massa dan volume sampel zat cair dengan menggunakan timbangan digital yang ada pada Lab Fisika Material FMIPA Unila. Rentang pengukuran alat ini untuk jarak adalah 1 cm – 9 cm dari atas permukaan benda terapung. Sedangkan volumenya tetap yaitu 500 ml atau 0,5 liter dan memiliki batasan ketinggian zat cair dalam wadah konstan yaitu 5 cm. Sampel zat cair yang digunakan pada penelitian ini adalah air, minyak tanah, oli SA-E 40 dan minyak goreng. Alat ukur massa jenis ini memiliki keakurasian sebesar 98,5% dan nilai kesalahan sebesar 3,875%.
vii ABSTRACT
A measuring instrument density by Archimedes’s law has been
implemented with fotodioda as the detection for floating object volume.Analogue signals produced by fotodioda have a range 4,81-2,18 volt with the measurement of distance from 1,0 cm - 9,0 cm and has been variated every 0,2 cm. Software used to this research is CAVR for programming mikrokontroler and result of measuring a density of liquid shown on the screen lcd 16x2. Calibration
instrument is by comparing the value of a density with manual calculate mass and volume use a digital wight in Fisika Material’s Laboratorium. Range of
measurement this device for distance is 1,0 cm – 9,0 cm from above floating objects. While the volume has fixed that is 500 ml or 0.5 L and limit of the height of a liquid substance in a container constant consisting of 5 cm. A liquid
substance while sample used in this research is water, sand oil, SA-E 40 and cooking oil.This measuring instrument density of liquid have value of accuracy is 98,5% and error 3,875%
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ... i
SURAT PERNYATAAN ... ii
PENGHARGAAN ... iii
KATA PENGANTAR...iv
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah... 2
1.4 Tujuan dan Manfaat ... 2
1.5 Sistematika Penulisan ... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori ... 4
2.1.1 Atmega 328P ... 5
2.2 Sensor ... 6
2.2.1 Sensor Berat/Load Cell ... 7
2.3 LCD (Liquid Crystal Display) ... 7
2.3.1 Cara Kerja LCD ... 8
ix BAB III PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN
3.1 Umum ... 9
3.2Tujuan Perancangan ... 9
3.3 Diagram Block Sistem ... 11
3.4 Flowchart Program ... ... 12
3.5 Rangkaian LCD dan Mikrokontroler ... 12
3.6 Rangkaian sensor dan Mikrokontroler……….……….. .. 13
3.7 Rangkaian Keseluruhan sistem………...13
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN 4.1 Pengujian Mikrokontroler ... 14
4.2 Pengujian LCD ... ……….15
4.3 Pengujian hasil alat Sensor... 15
4.3.1 Gambar Hasil Pengukuran massa jagung ... 17
4.3.2 Program Alat ... 19
4.4 Analisa Percobaan ... 21
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 22
5.2 Saran ... 22 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pin-Pin LCD ...8 Tabel 2.2 Data Pengujian Alat ………...16
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Minimum ... 4
Gambar 2.2 Rangkaian Sistem Minimun ... 4
Gambar 2.3 Pin Map Atmega 328P ... 6
Gambar 2.4 Rangkaian sensor Load Cell ... 7
Gambar.2.5 Lcd (Liquid Crystal Display ... 7
Gambar 3.1 Diagram Block Sistem ... 11
Gambar 3.2 Flowchart System ... 12
Gambar 3.3 Rangkaian LCD dan ATmega 328P ... 12
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor dan ATmega 328P ... 13
Gambar 3.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem ... 13
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian Mikrokontroler ATmega 328P ... 14
Gambar 4.2 Hasil Pengujian LCD display ... 15
Gambar 4.3 Hasil Pengukuran Massa Jagung Sebelum Penggongsengan ... 17
Gambar 4.4 Hasil Pengukuran Massa Jagung Setelah Penggongsengan ... 18
xii DAFTAR GRAFIK
Grafik 2.1 Massa Vs Waktu………19
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Jagung (Zea mays ssp. mays) adalah salah satu tanaman pangan penghasil karbohidrat yang terpenting di dunia, selain gandum dan padi. Bagi penduduk Amerika Tengah dan Selatan, bulir jagung adalah pangan pokok, sebagaimana bagi sebagian penduduk Afrika dan beberapa daerah di Indonesia. Pada masa kini, jagung juga sudah menjadi komponen penting pakan ternak. Penggunaan lainnya adalah sebagai sumber minyak pangan dan bahan dasar tepung maizena.
Berbagai produk turunan hasil jagung menjadi bahan baku berbagai produk industri farmasi, kosmetika, dan kimia.
Dalam pembuatan project akhir ini penulis melakukan riset terhadap pemanfaatan jagung sebagai bahan campuran pada produk kopi jagung.Produk kopi jagung merupakan campuran antara kopi dan jagung serta bahan bahan lainnya yang tentusaja memiliki keunikan sendiri dari segi aroma maupun citarasanya. Selain aroma dan citra rasanya, nikmat khasiat kopi jagung pun bebas kafein, sehingga sangat cocok bagi penderita sakit maag, diabetis dan darah tinggi, serta diyakini bisa meningkatkan stamina tubuh.
Kopi Jagung dibuat dengan mencampurkan jagung dan bubuk kopi dengan proporsi tertentu. Kopi yang digunakan biasanya kopi jenis Robusta, karena harga kopi tersebut relatif murah bila dibandingkan dengan jenis Arabika. Belum lagi soal ketersediaan (stok) kopi robusta yang lebih melimpah dibandingkan kopi Arabika. Pemilihan jagung untuk ditambahkan ke dalam bubuk kopi berguna untuk menambah massa bubuk kopi. Dalam satu gram kopi biasanya dilakukan penambahan 7 gram jagung.
Agar memiliki komposisi yang tepat diperlukan pengukuran massa jagung yang tepat agar aroma dan rasa kopi tetap terjaga. Untuk itu diperlukan alat ukur yang mampu mengukur masa jagung yang telah di gongseng untuk campuran kopi.
Tentu hal ini tidaklah sulit dengan menggunakan teknologi yang ada saat ini.
2
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut ke dalam bentuk skripsi sebagai Tugas Akhir dengan judul “Alat pengukur massa jagung pada proses penggongsengan jagung berbasis Loadcell Atmega 328P dengan tampilan lcd”.
1.3 BATASAN MASALAH
Untuk meruncingkan persoalan, penulis membatasi perancangan alat ini sebagai berikut :
1. Jagung yang digunakan merupakan biji jagung yang telah di gongseng 2. Pengkuran dilakukan dengan sensor berat dan memiliki pengukuran
maksimum 5 Kg.
3. LCD 2*16 sebagai tampilan display
4. Mikrokontroler yang digunakan ATtini 328P.
1.4 TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dan manfaat dilakukan Tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Menciptakan alat yang mampu mengukur massa jagung yang telah digongseng.
2. Membuat alat yang mudah digunakan dan menampilkan data yang tepat.
1.5 SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika laporan ini sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini berisikan mengenai latar belakang , rumusan masalah, Tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
3
Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan proyek tugas akhir, serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini.
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan daripembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
Mikrokontroler adalah mikroprosesor yang telah dilengkapi dengan memori, IO, dan peripheral dalam satu chip [1]. Dengan kelengkapan tersebut sebuah mikrokontroler dapat melakukan komputasi juga pegontrolan suatu sistem secara mandiri . Namun diperlukan rangkaian tambahan untuk melakukan eksekusi program yang ada di dalam mikrokontroler tersebut. Rangkaian ini biasa disebut dengan rangkaian sistem minimum mikrokontroler.
Sistem minimum atau yang biasa disingkat sismin. Merupakan suatu rangkaian dasar pada rangkaian mikrokontroler yang merupakan syarat minimum dari suatu mikrokontroler untuk bekerja. Rangkaian sistem minimum pada dasarnya terdiri dari komponen kristal, kapasitor nonpolar dan rangkaian suplai tegangan.
Perhatikan gambar :
Gambar 2.1 sistem minimum
Gambar 2.2 rangkaian sistem minimum
5
Rangkaian sistem minimum berfungsi sebagai pengatur clock pada mikrokontroler. Rangkaian ini sebagai rangkaian penabuh yang digunakan untuk satuan frekuensi pada mikrokontroler. Juga berfungsi sebagai rangkaian minimum untuk melakukan pemrograman mikrokontroler. Komponen yang berfungsi untuk membangkitkan frekuensi ini adalah komponen kristal. Ada berbagai tipe mikrokontroler yang beredar di pasaran, dalam tugas akhir ini digunakan mikrokontroler ATmega 328P.
2.1.1 ATMEGA 328P
AT-Mega 32P merupakan jenis mikrokontroler yang memiliki performa tinggi dengan konsumsi daya rendah. Mikrokontroler ini merupakan mikrokontroler seri 8 bit yang dimiliki oleh Atmel AVR [2].ATMega328 memiliki beberapa fitur antara lain :
a) 1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
b) 2. 32 x 8-bit register serba guna.
c) 3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
d) 4. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
e) 5. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
f) 6. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
g) 7. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
h) 8. Master / Slave SPI Serial interface.
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.
6
Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-
bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/
Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya.
Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. Pada gambar 2.3 dapat dilihat PIN MAP ATmega 328P.
Gambar 2.3 Pin Map ATmega 328P
2.2 SENSOR
Sensor adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah variasi gerak, panas, cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik.
Transduser sendiri memiliki arti mengubah, resapan dari bahasa latin traducere Bentuk perubahan yang dimaksud adalah kemampuan merubah suatu energi kedalam bentuk energi lain. Sensor yang sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya atau sinar, sensor suhu, serta sensor tekanan.
7
2.2.1 Sensor Berat / Loadcell
Sensor ini sebetulnya mengubah besaran berat ke dalam bentuk perubahan resistansi, namun loadcell biasanya sudah terdiri dari rangkaian bridge seperti pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Rangkaian Sensor load cell
Perubahan nilai resistansi pada RA dan RB akan mengakibatkan perubahan tegangan dalam ordo mili volt pada titik A dan B. Oleh karena itu sensor ini tidak lagi memerlukan resistor bias seperti pada sensor suhu dan dapat diumpankan langsung ke instrument amplifier.
2.3 LCD(Liquid Crystal Display)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah 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.
Gambar 2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD memiliki 16 pin dengan fungsi pin masing-masing seperti yang terlihat pada table 2.1.
8
Tabel 2.1 Pin-pin LCD
No.Pin Nama Pin I/O Keterangan
1 VSS Power Catu daya, ground (0v) 2 VDD Power Catu daya positif 3
V0 Power
Pengatur kontras, menurut datasheet, pin iniperlu dihubungkan dengan pin vss melalui resistor Variabel.
4 RS Input
Register Select
RS = HIGH : untuk mengirim data
RS = LOW : untuk mengirim instruksi
5 R/W Input Read/Write control bus R/W = HIGH : mode untuk membaca data di LCD
2.3.1 Cara kerja LCD
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”.Bus data terdiri dari 4bit atau 8 bit. Jika jalur data 4 bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table deskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dalam hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8bit dikirim ke LCD secara 4bit atau 8bit pada satu waktu
Jika mode 4bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8bit (pertama dikirim 4bit MSB lalu 4bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur control EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroler mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur control lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus. Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa saat, dan set EN kembali ke high “1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisi low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus
9
(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.
10
BAB III
PERANCANGAN SISTEM 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.
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, itu perancangan juga bertujuan untuk membuat solusi dari suatu permasalahan dengan penggabungan prinsip- prinsip elektronik dan mekanik, serta dengan literatur dengan produk yang ada.
11
3.3 DIAGRAM BLOK
Diagram blok sangat efektif untuk menyederhanakan sistem yang rumit agar mudah dimengerti. Dalam tugas akhir ini sistem terdiri atas blok diagram yang terlihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Blok Diagram
Adapun fungsi masing masing blok diagram pada gambar 3.1 adalah sebagai berikut :
1. Blok Sensor
Berfungsi sebagai inputan data ke mikrokontroler yang kemudian akan diproses untuk melakukan kerja tertentu
2. Blok Mikroprosesor
Berfungsi sebagai pemroses sinyal sensor dan pengontrol yang memiliki tujuan tertentu yang terdiri atas mikrokontroler dan sistem minimum 3. Blok PSU
Berfungsi sebagai Power Supply untuk menyuplai tegangan ke mikrokontroler.
12
3.4 FLOWCHART SISTEM
Gambar 3.2 Flowchart Sistem 3.5 RANGKAIAN LCD DAN MIKROKONTROLER
Rangkaian LCD dan mikrokontroler dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian LCD dan ATmega 328P
13
3.6 RANGKAIAN SENSOR DAN MIKROKONTROLER Rangkaian sensor dan mikrokontroler dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor dan ATmega 328P
3.7 RANGKAIAN KESELURUHAN SISTEM
Rangkaian keseluruhan sistem dapat dilihat pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem
14
BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN 4.1 PENGUJIAN MIKROKONTROLER
Pengujian mikrokontroler dapat dilakukan dengan membuat rangkaian seperti gambar 4.1 lalu menghubungkan rangkaian ke komputer via USB dan memasukan program awal seperti berikut :
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian Mikrokontroler ATmega 328P
15
4.2 PENGUJIAN LCD
Pengujian LCD dilakukan dengan memasukkan program kedalam mikrokontroler sebagai berikut :
#include <LiquidCrystal.h>
const int rs = 12, en = 11, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
void setup() { lcd.begin(16, 2);
lcd.print("hello, world!");
}
void loop() {
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(millis() / 1000);
}
Hasil yang di tampilkan pada layar LCD adalah sebagai berikut :
Gambar 4.2 Hasil Pengujian LCD display
4.3 Hasil Pengujian Alat Sensor
Pengujian sensor adalah dengan menempatkan sensor sedemikian rupa sehingga gejala fisis yang akan diukur dapat di baca oleh sensor. Kemudian hasil pembacaan akan di catat sebagai acuan untuk dilakukan kalibrasi. Kalibrasi dilakukan dengan membandingkan nilai pembacaan antara sensor dengan alat
16
ukur sebenarnya. Pengujian alat dilakukan dengan menggunakan sample dari 2 kg biji kopi sebelum dan sesudah disangrai selama 30 menit. Dimana sample akan di ukur sebanyak 3x, maka hasil yang didapat adalah sebagai berikut :
Tabel 2.2 Data hasil pengujian alat
Pengujian ke Sebelum Pengujian Sesudah Pengujian
1 5,01 Kg 4,86Kg
2 5,01Kg 4,86Kg
3 5,01 Kg 4,86Kg
Data yang didapatkan pada saat pengukuran massa jagung sebelum digongseng adalah konstan, dikarenakan alat ukur yang digunakan telah di kalibrasi sebelumnya. Dari 3 kali pengukuran yang dilakukan pada sample jagung yang telah digongseng, ternyata jagung tersebut mengalami penyusutan yang dari massa sebelumnya. Faktor yang mempengaruhi penyusutan tersebut adalah perubahan suhu dari alat penggongseng tersebut, semakin panas maka semakin berkurang dasar air dalam kopi tersebut. Hal inilah yang mengakibatkan penyusutan.
17
4.3.1 Gambar hasil pengukuran massa jagung sebelum dan sesudah penggongsengan
Percobaan 01 Percobaan 02
Percobaan 03
Gambar 4.3 Hasil Pengukuran Massa Jagung Sebelum Penggongsengan
18
Percobaan 01 Percobaan 02
Percobaan 03
Gambar 4.4 Hasil Pengukuran Massa Jagung Setelah Penggongsengan
19
Grafik Massa vs Waktu
Grafik 2.1 Grafik Massa vs Waktu
4.3.2 Program Alat
Sensor akan membutuhkan waktu yang relative untuk menyetabilkan tegangan dan kondisi sensor. Cara kerja sensor loadcell ini adalah mendeteksi adanya berat beban dari sample kopi yang akan menimbulkan beda potensial pada sensor, dan akan dibaca oleh HX711. Kemudian data dari HX7111 dikirim ke mikrokontroller, pada mikrokontroller dikalibrasi untuk mendapatkan nilai yang sebenarnya. Setelah dikalibrasi data akan ditampilkan di LCD.
Berikut adalah program untuk menampilkan data di LCD :
$regfile = "m8def.dat"
$crystal = 16000000
Config Lcdpin = Pin , Rs = Portd.5 , E = Portd.6 , Db4 = Portd.7
Config Lcdpin = Pin , Db5 = Portb.0 , Db6 = Portb.1 , Db7 = Portb.2
Config Lcd = 16 * 2 Cls
Cursor Off Upperline
Lcd "Fahmi muhammad"
Waitms 1000 Cls
Ddrd.4 = 1
5
4,86
4,75 4,8 4,85 4,9 4,95 5 5,05
10 20 30
MASSA (KG)
WAKTU (S)
Grafik Massa vs Waktu
20
Ddrd.3 = 0
Adsk Alias Portd.3 Addo Alias Pind.4
Config Adsk = Output Config Addo = Input
Dim Count As Long Dim I As Byte
Dim Hx711_read As Long Dim Hx711 As String * 10 Dim Datafix As Integer Dim Dataok As Single
Dim Strdatok As String * 5 Do
Addo = 1 Adsk = 0 Count = 0 While Addo = 1 Wend
For I = 1 To 24 Adsk = 1
Shift Count , Left , 1 Adsk = 0
If Addo = 1 Then Incr Count Next
Adsk = 1
Count = Count Xor &H800000 Adsk = 0
Hx711_read = Count Hx711 = Str(hx711_read) Hx711 = Left(hx711 , 3) Datafix = Val(hx711) Dataok = Datafix – 836 Dataok = Dataok / 0.4727
Strdatok = Fusing(dataok , "#.##") Upperline
Lcd "nilai = " ; Datafix Lowerline
Lcd "Berat = " ; Strdatok Waitms 500
Cls
21
4.4 Analisa Percobaan
Dari tabel dan grafik diatas maka dapat dapat disimpulkan bahwa ,semakin lama waktu penggongsengan maka massa sample biji kopi akan mengalami penyusutan dari massa mula-mula. Hal tersebut dikarenakan semakin tinggi temperatur udara penggongsengan maka makin tinggi energi panas yang dibawa udara sehingga makin banyak jumlah massa cairan yang diuapkan dari permukaan bahan. Dengan lama waktu penggongsengan maka akan temperatur bahan akan naik dan menyebabkan tekanan uap air di dalam bahan lebih tinggi daripada tekanan uap air di udara, sehingga terjadi perpindahan uap air dari bahan ke udara/ perpindahan massa. Jadi disini dapat dikatakan bahwa semakin lama waktu penggongsengan, maka gradient dari grafik tersebut semakin turun, maka apabila penyusutan yang terjadi pada massa biji kopi tersebut dipengaruhi dari perubahan temperature dari waktu ke waktunya.
22
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN
Dari perancangan dan pengujian alat dapat disimpulkan hal hal sebagai berikut :
1. Massa jagung rata-rata sebelum dilakukan penggongsengan adalah 5,00 kg. Setelah dilakukan penggongsengan selama waktu 30 menit, maka massa jagung rata-rata menjadi 4.86 Kg 2. Setelah dilakukannya pengujian sistem secara keseluruhan
dengan memanfaatkan loadcell Atmega 328P kedalam sebuah sistem yang terintegrasi dapat diketahui bahwa rangkaian yang dirancang telah bekerja dengan baik.
3. Pada massa jagung terjadi perubahan karena beberapa faktor yaitu perubahan suhu dari mesin penggongseng dan perubahan kadar air pada Jagung tersebut. Semakin tinggi suhu pada alat penggongseng mengakibatkan berkurangnya kandungan air pada jagung tersebut.
5.2 SARAN
Untuk Pengembangan selanjutnya perlu diperhatikan hal – hal sebagai berikut : 1. Pembuatan casing yang lebih rapih dan stabil sehingga beban
terdistribusi secara merata.
2. Untuk menambah kemampuan pengukuran sensor dapat dilakukan dengan menambahkan sensor berat secara pararel.
3. Sebaiknya pada saat pengambilan data, sumber panas atau api yang dihasilkan dari kompor lebih diperhatikan, karna akan memperlambat proses penggongsengan jagung.
23
DAFTAR PUSTAKA
[1] Atmel,”ATmega328/P”.microchip,November 2016 [online].Tersedia : http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-42735-8-bit-AVR- Microcontroller-ATmega328-328P_Summary.pdf [diakses 20 april 2018].
[2] Sumardi,” MIKROKONTROLER belajar AVR mulai dari nol”. Edisi pertama . Yogyakarta: Graha Ilmu, 2013.
