MIKROKNTROLER ATMEGA 8535
SKRIPSI
FATYA AMY PUTRI
NIM: 150821037
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
FATYA AMY PUTRI
150821037
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : Rancang Bangun Pengaturan Suhu dan Pengukuran Berat Badan pada Inkubator Bayi Berbasis MikrokontrolerATMega8535 Kategori : Skripsi
Nama : Fatya Amy Putri Nomor Induk Mahasiswa : 150821037
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : MIPA – Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Agustus 2017
Komisi Pembimbing
Pembimbing 2 Pembimbing I
Drs. Aditia Warman, M.Si Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc NIP. 195705031983031003 NIP. 195609181985031002
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua
PERNYATAAN
RANCANG BANGUN PENGATURAN SUHU DAN PENGUKURAN BERAT BADAN PADA INKUBATOR BAYI BERBASIS
MIKROKNTROLER ATMEGA 8535
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2017
PENGHARGAAN
Bismillahirahmanirrahim
Dengan segala kerendahan hati, puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan anugerah dan rahmat-Nya yang berlimpah kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul: “Rancang Bangun Pengaturan Suhu Dan Pengukuran Badan Pada Inkubator Bayi Berbasis Mikrokntroler Atmega 8535”
Skripsi ini dibuat sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana (S-1) di Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Penulis berharap kedepannya Skripsi ini dapat menjadi inspirasi mahasiswa dalam mengembangkan penelitian ini.
Skripsi ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa, yang telah menyayangi, mendidik, memberikan dukukan doa, moril, semangat dan materil kepada penulis yaitu Ayahanda tercinta Ramon Nasution dan Ibunda tercinta Yusmarni. Dan kepada adik adik yang telah memberikan dukungan doa dan semangat kepada kakaknya, yakni Milzam Kasfy Nst dan Azzam Qisty Nst.
1. Kepada Bapak Dr. Bisman P. M.Eng.Sc selaku Dosen Pembimbing I yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan kepercayaan kepada penulis dalam melaksanakan penelitian hingga penyelesaian penulisan skripsi ini.
2. Kepada Bapak Drs. Aditia Warman M.si selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan kepercayaan kepada penulis dalam melaksanakan penelitian hingga penyelesaian penulisan skripsi ini.
3. Kepada Bapak Prof. Dr. Marhaposan Situmorang selaku penguji yang telah memberikan masukan kepada penulis.
4. Kepada Bapak Dr. Ferdinan Sinuhaji MS selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
6. Kepada seluruh staf pegawai Departemen Fisika USU, bg Jo, kak Tini, dan kak Yuspa yag telah banyak membantu dalam urusan akademik
7. Kepada semua teman-teman Seperjuangan Fisika Ekstensi 2015 kak Anie, kak Septi, Dila, Risky, kak Reihan, kak Nisa, Nurul, Suci, Yetti, Irda, Sevni, Octa, Edynawanti Rudi, Ilfa, didik dan teman-teman lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
8. Kepada teman-teman di UKM Robotik Sikonek USU yakni Roby Yetsun, Bang Nuril, bang Jepri, bang Tommy, Rizki, Riza, Intan, Ana, Doni, dan teman-teman di sikonek lainnya yang telah banyak membantu penulis dalam menyelasaikan skripsi ini.
9. Kepada teman-teman dekat penulis lainnya yakni Hadi, Adly, Bagus, Dinda, Yova, Eva, Ony, Wira, Dewi yang telah memberikan semangat kepada penulis agar dapat segera meyelesaikan skripsi ini, dan semoga kepada yang belum menyelesaikan studi agar segera menyusul.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dikatakan dari sempuna, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih dan semoga bermanfaat bagi yang membutuhkan.
Medan, Agustus 2017
RANCANG BANGUN PENGATURAN SUHU DAN PENGUKURAN BERAT BADAN PADA INKUBATOR BAYI BERBASIS
MIKROKNTROLER ATMEGA 8535
ABSTRAK
Inkubator adalah alat untuk mempertahankan kehangatan bayi pasca lahir sehingga mampu beradaptasi dengan lingkungan luar. Fitur utama sebuah sebuah inkubator adalah pengaturan suhu ruang dengan tujuan untuk mempertahankan suhu bayi agar tidak jatuh hipotermi. Namun pada bayi prematur tidak cukup pengaturan suhu saja namun ada prosedur lain diantaranya memantau berat badan bayi secara berkala.
Perancangan sistem ini bertujuan untuk memperoleh rancang bangun pengontrol suhu ruang inkubator dengan kisaran suhu 32oC – 37oC dan rancang bangun timbangan berat badan dengan kisaran 0-6 kg. Perancangan alat ini menggunakan Mikrokontroler ATMega8535 sebagai pengendali keseluruhan sistem, sensor suhu Ds18b20, elemen pemanas dan kipas DC 5V sebagai pengendali suhu inkubator, sedangkan untuk timbangan berat badan menggunakan sensor loadcell.
Dari hasil pengujian system diketahui bahwa sistem dapat membaca kondisi ruang dan berat benda. Panas yang dihasilkan dari inkubator ini sudah cukup yaitu kisaran suhu 32oC – 37oC. pembacaan sensor loadcell sudah cukup baik dengan error terbesar 4%.
DESIGN OF TEMPERATURE SETTING AND WEIGHT BODY MEASURING OF BABY INCUBATOR BASE ON
MIKROKONTROLER ATMEGA8535
ABSTRACT
Incubator is an instrument for keeping warm of premature baby after born so that can adapt to around. The main feature of incubator is room temperature controlling for keep warming baby so it will not be hypothermia. The temperature controlling is not enough for caring premature baby, there are another procedure like monitoring baby’s weight regularly.
The system aims to acquire design of temperature control of incubator with range 32oC – 37oC and design of weight scale with range 0 – 6 kg. It uses Mikrokontroler ATmega8535 as overall system controller, the temperature sensor uses DS18B20, and fan DC 5V as temperature controller. For the weight scales using loadcell sensor.
From the result of sensor testing is known that the system can read room condition and weight. Incubator heat has been well enough with range 32oC – 37oC. The loadcell reading has good with 4% maximal error.
DAFTAR ISI
Daftar Lampiran xii
BAB 1 Pendahuluan
1.1 Latar belakang 1
1.2 Perumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penelitian 2
1.4 Manfaat Penelitian 3
1.5 Batasan Masalah 3
1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB 2 Landasan Teori 5
2.1 Inkubator 5
2.2 Mikrokontroler ATMega8535 6
2.3 Sensor DS18B20 10
2.4 Heater 12
2.5 Driver Motor 12
2.6 Load Cell 13
2.7 Power Supply (PSA) 14
2.8 Switching Relay 16
2.9 LCD (Liquid Crystal Display) 18 2.10 Bahasa Pemprograman Mikrokontroler 21
2.11 Keypad 25
BAB 3 Perancangan Alat dan Sisten Kerja Rangkaian
3.1 Diagram Blok Rangkaian 27 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 28 3.3 Perancangan Sensor DS18B20 28 3.4 Rangkaian Power Supply 29 3.5 Perancangan Rangkaian LCD 29 3.6 Perancangan Rangkaian Driver Motor L298N 30
3.7 Rangkaian Relay 31
3.8 Perancangan Rangkaian Load Cell dan HX711 31 3.9 Perancanga Rangkaian Keypad 32
BAB 4 Pengujian Alat dan Analisa Rangkaian
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Atmega 8535 36 4.2 Pengujian Power Supply 37 4.3 Pengujian Rangkaian Interfacing LCD 16x2 38 4.4 Pengujian dan Analisa Sensor Suhu DS18B20 40 4.5 Kalibrasi Sensor DS18B20 43 4.6 Pengujian dan Analisa Driver L298N beserta Motor DC 45 4.7 Pengujian Sensor Loadcell dan HX711 47
4.8 Pengujian Relay 48
4.9 Pengujian Keypad 51
4.10 Pengujian Keseluruhan Sistem 51
BAB 5 Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan 53
5.2 Saran 53
DAFTAR PUSTAKA 54
LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Listing Program Sistem LAMPIRAN 2 Gambar Alat
LAMPIRAN 3 Gambar Skematik Keseluruhan Rangkaian LAMPIRAN 4 Datasheet Mikrokontroler ATMega8535 LAMPIRAN 5 Datasheet LCD
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tipe Data 23
Tabel 2.2 Operator Aritmatika 24 Tabel 2.3 Operator Pembanding 24
Tabel 2.4 Operator Logika 25
Tabel 4.1 Pengujian Port Mikrokontroler ATMega8535 37 Tabel 4.2 Pengujian Vin dan Vout 37 Tabel 4.3 Pengujian Ds18b20 Bagian Atas dengan Pembanding
Termometer Digital 40
Tabel 4.4 Pengujian Ds18b20 Bagian Bawah dengan Pembanding
Termometer Digital 41
Tabel 4.5 Data Pengujian PWM Kipas 44 Tabel 4.6 Pengujian Sensor Load Cell tanpa Penguat Hx711 45 Tabel 4.7 Pengujian Sensor Load Cell dengan Penguat Hx711 46
Tabel 4.8 Pengujian Relay 49
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur Mikrokontroler ATMega8535 7 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega8535 8
Gambar 2.3 Status Register 9
Gambar 2.4 Rangkaian Skematik Ds18b20 (a) Sensor Ds18b20 11
Gambar 2.5 Pemanas 12
Gambar 2.6 Driver Motor L298N 13
Gambar 2.7 Load Cell 14
Gambar 2.8 Penerapan Regulator Tegangan Tetap LM78XX 15 Gambar 2.9 Grafik Keadaan Saturasi Transistor 17 Gambar 2.10 Transistor sebagai Switching Relay 18
Gambar 2.11 LCD 16x2 20
Gambar 2.12 Keypad 25
Gambar 3.1 Diagram Blok 27
Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535 (a)
Rangkaian pada Papan PCB (b) 28 Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Ds18b20 29 Gambar 3.4 Rangkaian Power Supply 30
Gambar 3.5 Rangkaian LCD 30
Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor L298N 30 Gambar 3.7 Rangkaian Skematik Relay 31 Gambar 3.8 Skematik Modul Rangkaian Hx711 32
Gambar 3.9 Keypad 33
Gambar 3.10 Flowchart 35
Gambar 4.1 Pengujian Port 37
Gambar 4.2 Pengujian Vout Power Supply 38 Gambar 4.3 Pengujian LCD 16x2 39 Gambar 4.4 Grafik Pengujian Ds18b20 Bagian Atas dengan
Termometer Digital 41
Gambar 4.5 Grafik Pengujian Ds18b20 Bagian Bawah dengan
Termometer Digital 42
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Program Keseluruhan Sistem 56
Lampiran 2 Gambar Alat 64
