1
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI
TINGKAT KEBISINGAN BUNYI BERBASIS
MIKROKONTROLER DENGAN FEEDBACK SUARA
OPERATOR
SKRIPSI
ESNARIA TAMBUNAN
100801022
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN
FEEDBACK SUARA OPERATOR
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ESNARIA TAMBUNAN
100801022
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : Perancangan dan Pembuatan AlatPendeteksi
Tingkat Kebisingan Bunyi Berbasis Mikrokontroler Dengan Feedback SuaraOperator
Kategori : Skripsi
Nama : Esnaria Tambunan
Nim : 100801022
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Diluluskankan di : Medan, 12 Agustus 2014
Diketahui/ Disetujui oleh
Pembimbing II Pembimbing I
Drs. Takdir Tamba, M.Eng,Sc Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng,Sc NIP : 196006031986011002 NIP : 195609181985031002
Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
PERNYATAAN
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN
FEEDBACK SUARA OPERATOR
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 12 Agustus 2014
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan, karena kasih dan karunia-Nya skripsi ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, mulai dari persiapan hingga skripsi ini berhasil diselesaikan, untuk itu dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng,Sc dan Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, arahan, dan panduan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Ucapan terimakasih juga penulis tujukan kepada Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, Dr. Marhaposan Situmorang, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU serta seluruh staf dosen juga para pegawai. Kepada Ayah dan Ibunda tercinta yang senantiasa percaya, bersabar dan juga mendukungku dengan penuh ketulusan serta senantiasa mendoakan anak-anaknya agar kelak menjadi orang sukses. Kepada seluruh keluargaku, Bang Edu, Bang Edison, Kak Eliana, Kak Erika, dan Bang Erwin yang memberikan dukungan dan doa, sehingga penulis terus bersemangat dalam menyelesaikan skripsi ini. Kepada Ito M. Situmorang yang terus memasok energi dalam hidupku dengan menjadi mitra yang senantiasa menyadarkan saya bahwa saya tidak sendiri dalam setiap langkah perjuangan. Terimakasih juga kepada teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Physics Inside, senior dan adik-adik serta seluruh Ikatan Mahasiswa Fisika USU.
Dengan segala keterbatasan penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Untuk itu saran dan kritik yang konstruktif dari semua pihak sangat penulis harapkan demi perbaikan dan peningkatan skripsi ini.Akhir kata, penulis hanya bisa mendoakan semoga Tuhan membalas kebaikan kita.
Medan, 12 Agustus 2014
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN
FEEDBACK SUARA OPERATOR
ABSTRAK
Telah berhasil dirancang dan dibuat sebuah sistem deteksi kebisingan yang memiliki fungsi mendeteksi kebisingan bunyi, menampilkan informasi kebisingan pada layar LCD dan PC, serta memberikan peringatan melalui bunyi yang dihasilkan oleh buzzer dan suara operator yang direkam dengan menggunakan IC WTV020 SD. Jenis sensor yang digunakan pada sistem ini adalah mikrofon kondensor yang berfungsi untuk menangkap sinyal masukan berupa tekanan suara dan mengubahnya ke dalam bentuk tegangan. Jangkauan tegangan yang dimiliki sensor adalah 0-3,3V. Sinyal masukan analog akan masuk ke mikrokontroler ATmega8535 dan diubah menjadi sinyal digital. Sistem ini membagi keadaan kebisingan dalam tiga level, yakni level I (level aman atau < 60-70 dB), level II (level sedang atau > 70-90 dB), dan level III (level tinggi atau > 90dB).
Kata kunci:Desibel, Mikrofon, ATmega8535, LCD, PC, Buzzer, WTV020 SD,
DESIGNING AND MAKING DEVICE OF NOISE DETECTOR BASED OF MICROCONTROLLER ATMEGA8535 USING SOUND OPERATOR AS
FEEDBACK
ABSTRACT
Has been successfully designed and made a system of noise detection which has function of detecting sound, showing information of noise on LCD and PC screen, and giving warning by sound which is produced from buzzer and operator that is recorded using IC WTV020 SD . Sensor that used in this system is microphone condenser that has function to capture the input signal of the sound pressure and to convert it into a voltage. Range voltage from sensor is 0-3,3V. The analog input signal will go into microcontroller ATmega8535 and will be changed to digital signal. The system divide a noise situation in three level, that is level I (safe level or < 60-70 dB), level II (middle level or >70-90 dB), and level III (high level or >90dB).
DAFTAR ISI
Bab I Pendahuluan
1.1Latar Belakang 1
Bab II Tinjauan Pustaka
2.1 Bunyi 5
2.1.1 Persepsi Gelombang Bunyi 7
2.1.2 Skala Desibel 8
2.1.3 Efek Doppler 10
2.1.3.1Pendengar yang Bergerak 10
2.1.3.2Sumber yang bergerak dan Pendengar yang bergerak 11
2.1.4 Kebisingan Bunyi 12
2.1.5 Alat Pengukur Kebisingan Bunyi 14
2.2 Analog Sound Sensor 15
2.3 Mikrokontroler AVR ATmega8535 16
2.3.1 Arsitektur ATmega8535 17
2.3.2 Konfigurasi Pin 19
2.3.3 Peta Memori 21
2.3.4 Stack Pointer 22
2.3.5 Komunikasi Serial dengan Uart 22
2.3.6 Timer ATmega8535 22
2.3.7 Interupsi 22
2.3.8 Fitur 23
2.3.8.1Analog to Digital Converter (ADC) 23 2.3.8.2Pulse Width Modulation (PWM) 25
2.4 LCD (Liquid Crystal Display) 25
2.5 PC (Personal Computer) 26
2.7 Speaker 27
2.8 IC WTV020 SD 27
2.9 Komunikasi Serial RS232 30
Bab III Perancangan Sistem
3.1Perancangan Perangkat Keras (Hardware) 34
3.1.1 Konfigurasi Sistem 34
3.1.2 Rangkaian Power Supply 35
3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 36
3.1.4 Display LCD 2x16 Karakter 37
3.1.5 Perancangan Rangkaian WTV020 SD 38 3.1.6 Perancangan Analog Sound Sensor 40
3.1.7 Rangkaian Buzzer 42
3.1.8 Rangkaian Mikrokontroler ke Max232 42 3.2Perancangan Perangkat Lunak (software) 43
3.2.1Perancangan Program 43
3.2.2Flowchart Program 48
Bab IV Pengujian dan Analisa
4.1Pengujian Rangkaian Power Supply 48
4.2Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega 8535 48
4.3Interfacing LCD 2x16 50
4.4Interfacing PC (Personal Computer) 52
4.5Pengujian Modul Suara WTV020SD 52
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tingkat Intensitas Bunyi dari Berbagai Sumber 9 Tabel 2.2 Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup 12
Tabel 2.3 Jenis-jenis dari Akibat Kebisingan 14
Tabel 2.4 Deskripsi Pin ATmega8535 19
Tabel 2.5 Vektor Interupsi ATmega8535 23
Tabel 2.6 Keterangan PIN WTV020 SD 29
Tabel 2.7 Deskripsi Pin IC MAX232 31
Tabel 2.8 Fungsi Pin DB9 32
Tabel 3.1 Fungsi Pin LCD Karakter 2x16 37
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sound Level Meter 14
Gambar 2.2 Aplikasi Sound Meter pada Android 15
Gambar 2.3 Bentuk Fisik Mikrofon Kondensor 16
Gambar 2.4 Arsitekstur ATmega8535 18
Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega8535 20
Gambar 2.6 Peta Memori Program 21
Gambar 2.7 Peta Memori Data 21
Gambar 2.8 Koneksi dengan Filter LC pada Supply ADC 24
Gambar 2.9 Register ADMUX 24
Gambar 2.10 Simbol Buzzer 26
Gambar 2.11 Bentuk IC WTV020SD 28
Gambar 2.12 Konfigurasi Pin IC WTV020SD 29
Gambar 2.13 Konfigurasi Pin IC MAX232 31
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 34
Gambar 3.9 Rangkaian Mikrokontroler ke Max232 43 Gambar 3.10 Pemilihan Tipe File Code VisionAVR 44 Gambar 3.11 Dialog Konfirmasi tentang Penggunaan Code Wizard AVR 44 Gambar 3.12 Pemilihan tipe Mikrokontroler dan Kristal 44
Gambar 3.13 Setting PortA dan PortB 45
Gambar 3.14 Setting Penempatan IC WTV020 SD pada PortC 45 Gambar 3.15 Setting Penempatan LCD pada PortD 46
Gambar 3.16 Generate, Save, dan Exit 46
Gambar 3.17 Flowchart Program 48
Gambar 4.1 Rangkaian Mikrokontroler ke Power Supply 49
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A GambarRangkaianKeseluruhan
Lampiran B Program KeseluruhanPada Mikrokontroler ATmega8535 Lampiran C Program Pada Visual Basic
