laporan tugas akhir (dian oka suarjana

LAPORAN TUGAS AKHIR

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGISIAN PENAMPUNG

AIR OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega16

OLEH :

I GEDE DIAN OKA SUARJANA

0805031012

JURUSAN D3 TEKNIK ELEKTRONIKA

FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA

2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa /

Tuhan Yang Maha Esa, atas Asung Kerta Wara Nugraha–Nya kepada penulis

dalam proses penyelesaian Tugas Akhir dengan judul “Perancangan dan

Pembuatan Pengisian Penampung Air Otomatis Berbasis Mikrokontroller

Atmega16”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat dalam

menyelesaikan program Diploma III pada jurusan Teknik Elektronika Universitas

Pendidikan Ganesha (UNDIKSHA) Singaraja.

Pada penyusunan Tugas Akhir ini penulis menerima bantuan informasi

dan kerjasama dari berbagai pihak baik selama pembuatan alat ini maupun selama

penyusunan laporan. Untuk itu penulis menyampaikan rasa hormat dan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Dra. I Dewa Ayu Made Budhyani, M.Pd., selaku Dekan Fakultas

Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha.

2. Bapak Nyoman Santiyadnya, S,Si., M,T., selaku Ketua Jurusan Teknik

Elektroika Univeritas Pendidikan Ganesha.

3. Bapak Made Santo Gitakarma, S.T.,M.T. selaku Pembimbing I yang telah

memberikan bantuan, arahan, bimbingan dalam proses penyelesaian Tugas

Akhir ini.

4. Bapak Gede Widayana ,S.T.,M.T , selaku Pembimbing II yang telah

memberikan bantuan, arahan, bimbingan dalam proses penyelesaian Tugas

Akhir ini.

5. Bapak Siden , Mbok Kadek beserta Seluruh Staf Dosen Jurusan Teknik

Elektronika yang telah banyak membantu dalam penyusunan Tugas Akhir

6. Terimakasih kepada Bapak saya I ketut Suartana , ibu saya Ni Wayan

Murjani, nenek dan adik saya yang selalu memberikan dukungan dana dan

doanya. Superman is dead (Bobby,Eka,Jrx) yang sudah menemani saya

saat sedang jenuh mengetik laporan di rumah.

7. Semua sahabat saya yg tidak bisa saya sebutkan satu per satu terima kasih

atas kebersamaannya dan segala bantuannya.

8. Teman-teman saya Jurusan Teknik Elektronika angkatan ke-8 terimakasih

atas dukungannya dan segala macam bantuan yang telah diberikan.

Penulis menyadari laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna dan

masih banyak kekurangan. Untuk itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun guna kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat

bermanfaat bagi pembaca.

Singaraja, Juli 2011

Penulis

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGISIAN PENAMPUNG AIR OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16

OlehI Gede Dian Oka Suarjana

NIM. 0805031012Jurusan Teknik Elektronika

ABSTRAK

Perkembangan teknologi elektronika semakin hari semakin bertambah maju. Seiring dengan lajunya percepatan teknologi, membuat banyak orang menjadi termotivasi untuk membuat sesuatu hal yang baru atau sesuatu yang dapat dikendalikan seperti dalam hal pengaturan level air. Dalam perkembangan teknologi yang sangat pesat ini, sudah ada yang menerapkan alat water level control system berbasis PC. Dimana sistem ini masih memiliki kelemahan dari segi penggunaan listrik lebih boros dan kesalahan pembacaan level air sebesar 6,72% untuk batas atas dan 1,3% untuk batas bawah. Kekurangan tersebut dapat diatasi dengan membuat suatu alat atau sistem pengisian penampung air berbasis mikrokontroler atmega 16 dengan menggunakan sensor ping ultrasonic untuk mendeteksi volume level air, dimana sensor ping dapat membaca jarak dengan akurat dari 3cm sampai 3m. Hasil data dari pembacaan sensor ping akan ditampilkan pada LCD dan dibandingkan dengan data setingan yang nilai datanya dapat diatur dengan potensio. Nilai yang didapat untuk 1 liter air diwakili oleh 3 cm ketinggian air pada bak penampungan dengan debit air 0,09 liter/detik.

Kata kunci: level air, mikrokontroler atmega 16, sensor ping ultrasonic, LCD.

DESIGNING AND MAKING AUTOMATIC REPLENISHMENT WATER RESERVOIR BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA 16

ByI Gede Dian Oka Suarjana

NIM. 0805031012Electronic Engineering Department

ABSTRACT

Nowadays, the development of electronic technologies is becoming increasingly advanced. Along with the accelerating pace of technology makes many people become motivated to make something new or something that can be controlled like in terms of setting the water level. In a rapid technological developments, there have been applying the water level control system equipment based on PC. Where this system still has weaknesses in terms of a more wasteful power usage and water level reading errors by 6, 72 % for the upper limit, and 1,3 % for the lower limit. These deficiencies could be overcome by making a device or a reservoir of water filling system based on atmega 16 micrometer. By using the ping ultrasonic sensor to detect the volume of water level, where the ping sensor can be read accurately from 3 cm until 3 cm. The data results from the ping sensor readings will be displayed on the LCD and compared to the data settings that data score can be set with potensio. The score obtained for 1 liter of water is represented by 3 cm height of water in the reservoirs with water debit 0, 09 liter/ second.

Key word: water level, microcontroller atmega 16, ping ultrasonic sensor, LCD

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR........................................................................................i

ABSTRAK..........................................................................................................iii

ABSTRACT.........................................................................................................iv

DAFTAR ISI.......................................................................................................v

DARTAR GAMBAR.........................................................................................vii

DAFTAR TABEL..............................................................................................ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah........................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah............................................................................. 2

1.4 Tujuan............................................................................................. 3

1.5 Manfaat........................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan..................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler ATMega 16........................................................... 5

2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega 16................................................. 6

2.1.2 Port Sebagai Input/Output Digital......................................... 7

2.1.3 Timer...................................................................................... 9

2.2 Sensor Ultrasonik (Ultrasonic Ring FinderI)................................. 10

2.3 Relay............................................................................................... 14

2.3.1 Prinsip Kerja dan Simbol....................................................... 15

2.4 Pompa Air....................................................................................... 17

2.5 Liquid Cristal Display (LCD)......................................................... 18

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan Alat............................................................................... 20

3.2 Blok Diagram.................................................................................. 23

3.3 Perancangan Mekanik...................................................................... 24

3.4 Perancangan Hardware.................................................................... 25

3.4.1 Perancangan Mikrokontroler................................................. 25

3.4.2 Perancangan Sensor Ping Ultrasonic..................................... 27

3.4.3 Perancangan Driver Pompa................................................... 28

3.5 Perancangan Rangkaian LCD..........................................................29

3.6 Perancangan Rangkaian Pengatur Level Air dan Tombol Start...... 30

3.7 Perancangan Rangkaian Keseluruhan............................................. 32

3.8 Perancangan Software..................................................................... 33

3.9 Metode Pengumpulan Data............................................................. 36

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian................................................................................37

4.1.1 Pengujian Catu Daya............................................................. 38

4.1.2 Pengujian Driver Relay......................................................... 39

4.1.3 Pengujian Mikrokontroler dan LCD...................................... 40

4.1.4 Pengujian Keseluruhan.......................................................... 41

4.1.4.1 Pengujian Level Air Dalam Tangki Penampungan... 41

4.1.4.2 Pengujian Perbandingan seting Level Air Yang

Terukur Pada Saat Pengisian..................................... 42

4.2 Pembahasan......................................................................................43

BAB V PENUTUP

5.1 Simpulan..........................................................................................44

5.2 Saran................................................................................................45

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 46

LAMPIRAN ...................................................................................................... 47

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Pin-pin ATMega 16 kemasan 40-pin............................................ 7

Gambar 2.2 Blok diagram timer/counter...................................................... 10

Gambar 2.3 Sensor Ping.................................................................................. 11

Gambar 2.4 Pengukuran lebar pulsa................................................................ 12

Gambar 2.5 Lebar pulsa................................................................................. 14

Gambar 2.6 Relay yang tersedia di pasaran................................................. 15

Gambar 2.7 Skema relay elektromagnetik................................................... 16

Gambar 2.8 Rangkaian dan symbol logika relay........................................ 16

Gambar 2.9 Pompa air................................................................................... 17

Gambar 2.10 Diagram blok LCD M1632.................................................... 18

Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian......................................... 20

Gambar 3.2 Blok diagram............................................................................. 23

Gambar 3.3 Rancangan kontruksi alat......................................................... 24

Gambar 3.4 Rangkaian pembagian port mikrokontroler ATMega 16....... 25

Gambar 3.5 Rangkaian ping ultrasonic ke mikrokontroler........................ 27

Gambar 3.6 Driver pompa pendingin........................................................... 28

Gambar 3.7 Rangkaian driver pompa ke mikrokontroler........................... 29

Gambar 3.8 Rangkaian LCD 2x16............................................................... 30

Gambar 3.9 Rangkaian pengatur level air dan tombol start....................... 31

Gambar 3.10 Rangkaian keseluruhan........................................................... 32

Gambar 3.11 Algoritma program keseluruhan............................................ 33

Gambar 3.12 Algoritma program ping..........................................................34

Gambar 4.1 Algoritma menampilkan tulisan ke LCD................................ 39

Gambar 4.2 Tampilan LCD........................................................................... 40

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Konfigurasi pin port.......................................................................... 9

Tabel 2.2 Fungsi pin-pin LCD M1632......................................................... 19

Tabel 4.1 Hasil pengujian rangkaian power supply..................................... 38

Tabel 4.2 Hasil pengujian driver pompa air................................................. 38

Tabel 4.3 Perbandingan level air dalam tangki dengan jarak.......................... 41

Tabel 4.4 Perbandingan level air dalam tangki dengan level air yang ter-

ukur................................................................................................. 42

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi elektronika semakin hari semakin bertambah

maju. Dalam dunia industri, elektronika memegang peranan penting dalam proses

produksi. Seiring dengan lajunya percepatan teknologi, membuat banyak orang

menjadi termotivasi untuk membuat sesuatu hal yang baru, sesuatu yang dapat

dikendalikan secara otomatis dengan menggunakan suatu sistem yang mudah

dioperasikan. Pada kenyataannya, elektronika juga dapat mengurangi beban

pemerintah dalam hal penghematan energi listrik, dengan alat-alat yang dapat

menghemat listrik ataupun sumber daya lainnya seperti penghematan air bila

dipadukan dengan sedikit rangkaian elektronika.

Dalam perkembangan teknologi yang pesat ini, sudah ada yang

menerapkan alat serupa berbasis PC. Diberi nama water level control system (I

Made Dwipayana,2010). Kelemahan dari sistem ini adalah masih menggunakan

PC sehingga dari segi penggunaan listrik lebih boros. Dalam penggunaan sensor

optocoupler juga masih memiliki error dalam pembacaannya yaitu sebesar 6.72%

untuk batas atas dan 1.3% untuk batas bawah.

Kekurangan dari sistem diatas dapat diatasi dengan merancang suatu

sistem pengisian penampung air otomatis berbasis mikrokontroler ATmega16.

Sistem ini menggunakan sensor ping yang mampu membaca jarak lebih tepat dari

sensor lainnya. Terbukti dalam alat ukur jarak pada kendaraan (Putu Timor

Hartawan, 2010), sensor ping yang digunakan hanya memiliki persentase

kesalahan pada pembacaan nilai jarak rata-rata 1,2% untuk pembacaan objek

berupa benda, dan 1,5% untuk objek manusia. Penggunaan mikrokontroler

bertujuan untuk mengefisienkan energi listrik. Data yang diperoleh keluaran

sensor tersebut akan diinput ke mikrokontroller untuk diproses dan digunakan

untuk mengontrol ketinggian air melalui pengoperasian pompa dan menampilkan

nilai level air ke LCD. Sehingga alat yang dirancang dan dibuat ini mampu

membaca ketinggian air lebih optimal dari alat sebelumnya yang masih memiliki

error dan saat beroperasi lebih efisien dalam penggunaan listrik karena tidak lagi

menggunakan PC.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas dapat dirumuskan bagaimanakah cara

merancang dan membuat alat pengisian penampung air otomatis berbasis

mikrokontroler ATmega16?

1.3 Batasan Masalah

Agar tidak meluasnya pokok pembahasan dalam tugas akhir ini, adapun

batasan masalah yang ditentukan,yaitu :

1. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega16

2. Sensor yang digunakan adalah modul sensor PING dengan jangkauan

pengukuran 3cm-3m.

3. Level air yang diatur maksimal 9 liter

4. Pompa yang digunakan adalah pompa pada akuarium.

1.4 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam perancangan dan pembuatan

pengisian penampung air otomatis berbasis mikrokontroler Atmega16 adalah

untuk merancang alat pengisian penampung air menggunakan mikrokontroler dan

sensor PING yang mampu mengontrol kondisi level air.

1.5 Manfaat

Adapun manfaat dari perancangan dan pembuatan pengisian penampung

air otomatis berbasis mikrokontroler Atmega16 ini adalah :

1. Sebagai alternatife alat pengisian air otomatis yang dikembangkan dan

diaplikasikan di masyarakat maupun di dunia industri. Misalnya pada

pengisian air minum isi ulang, penampung air dalam rumah tangga dan

lain-lain.

2.Untuk menambah pengetahuan dan wawasan tentang perancangan

pengisian penampung otomatis ini.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang penulis gunakan dalam penyusunan tugas

akhir (TA) ini, yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Membahas Latar Belakang, Rumusan masalah, Batasan Masalah, Tujuan,

Manfaat, dan Sistematika Penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Memuat teori-teori yang digunakan sebagai acuan dan yang berhubungan

dengan penulisan tugas akhir (TA) ini.

BAB III METODOLOGI

Memuat Rancangan Penelitian, Perencanaan Teknis, Proses Pembuatan

Alat, Lokasi Penelitian, Subjek Penelitian, dan Metode Pengumpulan Data .

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Memuat Hasil Pengujian dan Pembahasan.

BAB V PENUTUP

Berisikan Kesimpulan dan Saran.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler ATmega16

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis

arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi

dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose,

timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal,

serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan

PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip

yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam system

menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16.

ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat

disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses.

Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:

1) Memory Program Flash Perom 16 Kbyte

2) Memory data jenis SRAM 1Kbyte

3) Memory EEPROM 512 Byte

4) 32 x 8 General Purpose Register

5) 32 Pin Input – Output yang dapat diprogram

6) Serial USART yang dapat diprogram

7) Comparator Analog

8) Output PWM empat kanal

9) 8 Chanel ADC 10 bit

10) 2 buah Timer / Counter 8 bit

11) Sebuah Timer / Counter 16 bit

2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega 16

Konfigurasi pin ATMega 16 bisa dilihat pada gambar 2.1. Dari gambar

tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega 16 sebagai

berikut :

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya

2. GND merupakan pin ground

3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC

4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

timer/counter, komparator analog, dan SPI

5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

TWI, komparator analog, dan timer oscilator

6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC

Gambar 2.1 Pin-pin ATMega16 Kemasan 40-pin

Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual inline

package) ditunjukkan oleh gambar 2.1. Guna memaksimalkan performa, AVR

menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk

program dan data).

2.1.2 Port Sebagai Input/Output Digital

ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB,

PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bidirectional dengan

pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn,

PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf

‘n’ mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn

terdapat padaI/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx.

Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction Register) menentukan

arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn

diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin

terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk

mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai

pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1

pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1.

Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin

port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0,

PORTxn=0) ke kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada

kondisi peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1) atau

kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0).

Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya, selama

lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong

high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD

pada register SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua

port. Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga

menimbulkan masalah yang sama. Kita harus menggunakan kondisi tri-state

(DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai

kondisi transisi.

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Port

Bit 2 – PUD : Pull-up Disable

Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan walaupun

register DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk menyalakan pull-up

(DDxn=0, PORTxn=1).

2.1.3 Timer

Timer/counter adalah fasilitas dari ATMega16 yang digunakan untuk

perhitungan pewaktuan. Beberapa fasilitas chanel dari timer counter antara lain:

counter channel tunggal, pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding,

bebas -glitch, tahap yang tepat Pulse Width Modulation (PWM), pembangkit

frekuensi, event counter external..

Gambar diagram block timer/counter 8 bit ditunjukan pada gambar 2.2.

Untuk penempatan pin I/O telah di jelaskan pada bagian I/O di atas. CPU dapat

diakses register I/O, termasuk dalam pin-pin I/O dan bit I/O. Device khusus

register I/O dan lokasi bit terdaftar pada deskripsi timer/counter 8 bit.

Gambar 2.2 Blok Diagram Timer/Counter

2.2 Sensor Ultrasonik (Ultrasonic Ring Finder)

Ultrasonic merupakan frekuensi yang lebih tinggi dari 20.000Hz yang

mana untuk jenis suara ini diatas batas suara yang bisa didengar oleh manusia.

Seperti diketahui, telinga manusia hanya bisa mendengar suara dengan frekuensi

20Hz sampai 20KHz. Lebih dari itu hanya beberapa jenis binatang yang mampu

mendengarnya, seperti kelelawar dan lumba-lumba. Lumba- lumba bahkan

memanfaatkan ultrasonic untuk mengindera benda-benda di laut. Prinsip ini

kemudian ditiru oleh system pengindera kapal selam. Dengan cara mengirimkan

sebuah suara dan menghitung lamanya pantulan suara tersebut maka dapat

diketahui jarak kapal selam dengan benda tersebut. Mula- mula suara

dibunyikan, kemudian dihitung lama waktu sampai terdengar suara pantulan.

Jarak dapat dihitung dengan mengalikan kecepatan suara dengan waktu pantulan

kemudian hasilnya dibagi 2.

Ada beberapa hewan lainnya yang mampu mendengar frekuensi ini

dengan baik. Contohnya anjing, hewan ini mampu mendengar sampai 25.000Hz

dan kucing mampu mendengar sampai 65.000Hz.

Gelombang ultrasonik diproduksi dengan menggunakan transduser

electromecanic, cara kerja transduser tergantung pada dua efek yaitu efek

piezoelektrik dan magnetic striksi.

Ping Ultrasocic Range Finder, adalah modul pengukur jarak dengan

ultrasonic buatan parallax Inc. Yang didesign khusus untuk teknologi robotika.

Dengan ukurannya yang cukup kecil (2,1cm X 4,5cm), sensor ini dapat mengukur

jarak antara 3 Cm sampai 300 Cm. keluaran dari ping berupa pulsa yang lebarnya

merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 uS sampai 18,5 mS.

Gambar 2.3 merupakan gambar fisik dari Ping Ultrasonic Range Finder.

Gambar 2.3 Sensor Ping

Ping terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker

ultrasonic dan sebuah mikrofon ultrasonic. Speaker ultrasonic mengubah sinyal

40 KHz menjadi suara sementara mikrofon berfungsi untuk mendeteksi pantulan

suaranya. Pada modul ping terdapat 3 pin yang digunakan untuk jalur power

supply (+5V), ground dan signal. Pin signal digunakan sebagai input dan output

dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler tanpa tambahan komponen

apapun. Ping mendeteksi objek dengan cara mengirimkan suara ultrasonic dan

kemudian “mendengarkan” pantulan suara tersebut. Ping hanya akan

mengirimkan suara ultrasonic ketika ada pulsa trigger dari mikrokontroler (Pulsa

High Selama 5uS). Suara ultrasonic dengan frekuensi sebesar 40KHz akan

dipancarkan selama 200uS. Suara ini kan merambat di udara dengan kecepatan

344.424m/detik (atau 1 cm setiap 29.034uS), mengenai objek untuk kemudian

terpantul kembali ke Ping. Selama menunggu pantulan, Ping akan menghasilkan

sebuah pulsa. Pulsa ini akan berhenti (Low) ketika suara pantulan terdeteksi oleh

Ping. Data pulsa high sebelum sensor ping menerima pantulan frekuensi yang

dipancarkan akan dicacah dan dibandingkan dengan pulsa trigger. Oleh karena

itulah lebar pulsa tersebut dapat merepresentasikan jarak antara Ping dengan

objek. Selanjutnya mikrokontroler cukup mengukur lebar pulsa tersebut dan

mengkonversinya dalam bentuk jarak seperti pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Pengukuran Lebar Pulsa

Dimana diketahui hubungan antara kecepatan dan jarak dinyatakan dengan

rumus sebagai berikut:

S=V x t

Keterangan:

S= Jarak yang akan ditempuh

V= Kecepatan suara gelombong ultrasonic (344,424 m/s)

T= waktu yang dibutuhkan

Namun karena gelombang ultasonik mengakibatkan pantulan, maka

pantulannya adalah ½ (setengah) dari jarak tempuh keseluruhan sehingga

persamaan diatas menjadi:

S=

Sehingga dari persamaan diatas kita juga bisa menentukan waktu yang

diperlukan gelombang ultrasonic untuk mencapai suatu jarak.

Gambar 2.5. dibawah merupakan gambar lebar pulsa dari Ping Ultrasonic

Range Finder.

Gambar 2.5 Lebar Pulsa

2.3 Relay

Dalam dunia elektronika, relay dikenal sebagai komponen yang dapat

mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70an, relay merupakan

“otak” dari rangkaian pengendali. Kemudian muncul PLC yang mulai

menggantikan posisi relay.

Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan

pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay

elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut :

• Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau

membuka) kontak saklar.

• Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik.

Di bawah ini contoh relay yang beredar di pasaran :

Gambar 2.6 Relay Yang Tersedia di Pasaran

Secara umum, relay digunakan untuk memenuhi fungsi – fungsi berikut :

Remote control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauh

Penguatan daya : menguatkan arus atau tegangan

Contoh : starting relay pada mesin mobil

Pengatur logika kontrol suatu system

2.3.1 Prinsip Kerja dan Simbol

Relay terdiri dari koil dan kontak. Perhatikan gambar 2.7, koil adalah

gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedang kontak adalah sejenis saklar

yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di koil. Contact ada

2 jenis : Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally

Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close).

Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika koil mendapat

energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik

armature yang berpegas, dan kontak akan menutup.

Gambar 2.7 Skema Relay Elektromekanik

Selain berfungsi sebagai komponen elektronik, relay juga mempunyai

fungsi sebagai pengendali sistem. Sehingga relay mempunyai 2 macam simbol

yang digunakan pada :

Rangkaian listrik (hardware)

Program (software)

Berikut ini simbol yang digunakan :

Gambar 2.8 Rangkaian dan Simbol Logika Relay

2.4 Pompa Air

Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk menaikkan cairan dari

permukaan yang rendah ke permukaan lebih tinggi. Pompa merupakan peralatan

yang sudah menjadi standar dalam kehidupan sehari-hari, bahkan mungkin

beberapa puluh tahun ke depan tetap menjadi pilihan utama dalam mengatasi

kebutuhan akan debit air bersih yang cukup untuk dipakai dalam harian, seperti

minum, mencuci baju, mandi, dan yang tidak boleh dilupakan yaitu sistem

pembuangan limbah. Pada perkembangannya, pompa berkembang sangat pesat

dimana pompa air mempunyai jenis yang beragam tapi pada dasarnya pompa

yang sampai saat ini masih sering digunakan adalah jenis sentrifugal.

Pada pompa sentrifugal terdapat berbagai komponen penting impeller

yang berfungsi mengalirkan fluida dan motor penggerak yang berfungsi

menggerakkan impeller. Motor penggerak pada pompa ada dua yaitu motor AC

dan motor DC. Untuk keperluan kontrol, biasanya digunakan pompa motor DC,

karena motor DC mudah dikontrol dan cocok digunakan dalam kontrol simulasi

atau pemodelan.

Gambar 2.9 Pompa Air

2.5 Liquid Cristal Display (LCD)

Modul peraga yang digunakan dalam aplikasi ini adalah LCD modul

M1632. Modul LCD ini membutuhkan daya yang kecil dan dilengkapi dengan

panel LCD dengan tingkat kontras yang cukup tinggi serta pengendali LCD

CMOS yang terpasang dalam modul tersebut. Pengendali mempunyai pembangkit

karakter ROM/RAM dan display data RAM. Semua fungsi display diatur oleh

instruksi-instruksi, sehingga modul LCD ini dapat dengan mudah dihubungkan

dengan unit mikroprosesor. LCD tipe ini tersusun sebanyak dua baris dengan 16

karakter.

Masukan yang diperlukan untuk mengendalikan modul berupa data bus

yang masih tergabung dengan bus alamat serta 3 bit sinyal kontrol. Sementara

pengendalian LCD dilakukan secara internal oleh kontroler yang terpasang dalam

modul LCD. Diagram blok LCD dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gambar 2.10 Diagram Blok LCD M1632

LCD M1632 mempunyai 16 pin atau penyemat yang mempunyai fungsi-

fungsi seperti ditunjukkan dalam tabel 2.2.

Tabel 2.2 Fungsi Pin-pin LCD M1632

No Nama penyemat Fungsi

1 Vss Terminal ground

2 Vcc Tegangan catu +5 volt

3 Vee Drive LCD

4 RS

Sinyal pemilih register

0: Instruksi register (tulis)

1: Data Register (tulis dan baca)

5 R/W

Sinyal seleksi tulis atau baca

0: Tulis

1: Baca

6 ESinyal operasi awal, sinyal ini mengaktifkan

data tulis dan baca

7 – 14 DB0-DB7Merupakan saluran data, berisi perintah dan data

yang akan ditampilkan

15 V+ BLPengendali kecerahan latar belakang LCD 4 -

4,42 V dan 50 – 500 mA

16 V-BL Pengendali kecerahan latar belakang LCD 0 V

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Rancangan Alat

Ya

Ya Tidak

Ya

\

Tidak

Ya

Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian

Gambar 3.1 merupakan gambar alur pembuatan dalam tugas akhir ini.

adapun beberapa tahapan dalam perancangan dan pembuatan Pengisian

Pengumpulan dasar teori

Desain rangkaian beserta nilai-nilai

komponennya

Membuat rangkaian per blok

Memasukkan program pada

mikrokontroler

Pengujian keseluruhan

berjalan sesuai yang diinginkan?

Pengumpulan data pengukuran

Analisa data

Rangkaian berjalan

sesuai yang diinginkan?

A

A

Pembuatan Laporan

Mulai

Selesai

Penampung Air Otomatis Berbasis Mikrokontoler ATmega16 sesuai dengan data-

data yang telah dikumpulkan baik dari buku-buku maupun dari perencanaan

sendiri.

1. Tahapan pertama yang dilakukan adalah melakukan pengumpulan dasar

teori yang berkaitan dengan alat yang akan dibuat. Hal ini dilakukan untuk

memudahkan teknik perencanaan rangkaian, penentuan nilai-nilai komponen

dan pemahaman karakteristik komponen yang dipakai.

2. Tahapan kedua yaitu melakukan perancangan desain rangkaian beserta

nilai-nilai komponen yang terpasang berdasarkan hasil perhitungan yang

didapat.

3. Tahapan ketiga yaitu melakukan pengumpulan komponen-komponen

elektronika yang akan dipakai dalam penyusunan rangkaian yang telah

ditentukan berdasarkan hasil perancangan.

4. Tahap keempat yaitu melakukan uji coba rangkaian pada masing-masing

blok rangkaian modul sensor ultrasonic, driver pompa dan rangkaian

mikrokontroler ATMega 16 sebagai pusat proses pengolahan data sensor

dengan memberikan catu daya DC pada rangkaian, maka dapat diketahui

operasi kerja yang dihasilkan oleh masing-masing blok rangkaian. Apabila

pada rangkaian ada yang mengalami permasalahan, maka dilakukan analisa

kerusakan, kesalahan penggunaan atau pemasangan komponen dan jika

memungkinkan rangkaian dapat dimodifikasi atau memperbaiki perancangan

rangkaian. Apabila rangkaian sudah bekerja sesuai dengan harapan maka

dilakukan tahap berikutnya.

5. Tahap kelima yaitu melakukan uji rangkaian keseluruhan. Apabila operasi

kerja rangkaian mengalami permasalahan, maka dilakukan analisa kerusakan,

kesalahan penggunaan atau pemasangan komponen dan jika memungkinkan

rangkaian dapat dimodifikasi atau memperbaiki perancangan rangkaian.

6. Tahap keenam yaitu melakukan mendesain pola rangkaian pada papan

PCB sesuai dengan pola rangkaian yang telah mengalami uji coba. Desain

pada papan PCB meliputi penggambaran jalur-jalur rangkaian pada papan

PCB yang dilanjutkan dengan melarutkan papan PCB tersebut ke dalam

larutan ferriclorida agar didapatkan pola yang diinginkan. Kemudian akan

dilakukan pengeboran jalur-jalur tersebut sesuai dengan letak kaki-kaki

komponen yang akan dipasangkan.

7. Pada tahap ketujuh akan dilakukan pemasangan komponen-komponen

pada papan PCB yang telah diberikan pola dan diberi lubang untuk

menempatkan kaki-kaki komponen sesuai dengan posisi masing-masing yang

telah ditentukan dari hasil rancangan sebelumnya.

8. Pada tahap kedelapan dilakukan uji coba rangkaian kembali pada papan

PCB tersebut. Apabila dalam uji coba mengalami permasalahan, maka

dilakukan analisa kegagalan atau kesalahan dalam mendesain rangkaian

beserta nilai-nilai komponennya. Jika rangkaian pada papan PCB sudah

bekerja sesuai harapan, maka proses pembuatan rangkaian alat pengisian

penampung air otomatis berbasis mikrokontroler sudah selesai.

3.2 Blok Diagram

Gambar 3.2 Blok Diagram

Prinsip Kerja Alat:

Sistem alat ini menggunakan mikrokontroler sebagai pengendali utamanya.

Sebagai input digunakan pembacaan ketinggian air dari sensor ping yang datanya akan

diolah didalam mikrokontroler. Sebagai output digunakan pompa air dan LCD untuk

menampilkan level air yang sudah terukur. Alat ini dibuat bertujuan untuk

mempermudah dalam pengisian penampung air karena dirancang secara otomatis.

Sensor PING ultrasonic pada tugas akhir ini berfungsi untuk mendeteksi kondisi

level air pada bak penampungan dan data hasil sensor dikonversi menjadi volume air

dalam satuan liter oleh mikrokontroler. Volume air yang diperoleh nantinya akan

ditampilkan ke LCD dan digunakan untuk mengendalikan keadaan pompa air. Pompa

akan ON apabila ditekan tombol “Start”, data volume air yang terukur nantinya akan

dibandingkan dengan data setingan level air. Apabila volume air yang terukur didalam

tangki sama dengan nilai setingan, maka pompa air akan OFF dan proses pengisian air ke

tangki akan selesai. Untuk menghidupkan dan mematikan pompa air digunakan

rangkaian driver relay yang nantinya menyambung dan memutuskan arus AC 220 V yang

masuk ke pompa air. Input driver relay adalah keluaran dari mikrokontroler berdasarkan

volume air hasil konversi jarak level air yang disensor oleh sensor PING ultrasonic.

3.3 Perancangan Mekanik

Bentuk mekanik yang direncanakan pada proyek akhir ini ditunjukkan

oleh Gambar 3.3 sebagai berikut :

Gambar 3.3 Racangan Kontruksi Alat

Potensio 1 dalam alat ini digunakan untuk mengatur kecerahan pada LCD,

untuk menyeting banyaknya air yang diinginkan dalam satuan liter digunakan

potensio 2. Pompa digunakan untuk menyedot air dari bak sumber ke bak

penampungan. Data banyaknya air yang dibaca oleh sensor ping akan ditampilkan

pada LCD yang nantinya akan dibandingkan dengan data setingan. Proses

pengisian akan berhenti apabila data pembacaan sensor ping sama dengan data

setingan awal level air yang dimasukkan menggunakan pengaturan potensio.

3.4 Perancangan Hardware

Perancangan dan pembuatan hardware ini meliputi beberapa blok

komponen, antara lain mikrokontroler, sensor ping, driver pompa, rangkaian

LCD, rangkaian pengatur level air dan tombol start :

3.4.1 Perancangan Mikrokontroler

Dalam perencanaan rangkaian minimum sistem mikrokontroler ini adalah

menggunakan mikrokontroler ATMega 16. Gambar 3.4 menunjukkan rangkaian

pembagian port mikrokontroler dalam pembuatan tugas akhir ini.

Gambar 3.4 Rangkaian Pembagian Port Mikrokontroler ATMega 16

Berdasarkan gambar 3.4, mikrokontroler merupakan rangkaian kontrol

utama untuk mengolah data-data input dari tombol, potensio dan sensor ping yang

nantinya akan digunakan untuk mengatur kondisi pompa air serta menampilkan

data-data hasil proses ke LCD. Port I/O mikrokontroler yang digunakan pada

tugas akhir ini adalah :

1. Port A.0 digunakan sebagai saluran input ADC yang nantinya mengolah data

tegangan dari pengaturan potensio menjadi data digital dalam mikrokontroler

2. Port B.0 digunakan untuk saluran input sensor Ping Ultrasonic

3. Port B.1 digunakan untuk saluran input tombol start

4. Port C.0 digunakan sebagai saluran output mikrokontroler untuk mengendalikan

pompa air melalui driver pompa.

5. Port D digunakan sebagai saluran output mikrokontroler yang nantinya

menampilkan data-data hasil pengolahan di mikrokontroler ke LCD. Pin port D

yang digunakan adalah :

Pin D.0 dihubungkan dengan pin kontrol RS pin LCD

Pin D.1 dihubungkan dengan pin kontrol E pin LCD

Pin D.2 dihubungkan dengan pin kontrol R/W pin LCD

Pin D.4 dihubungkan dengan pin saluran data (D4) LCD




3.4.2 Perancangan Sensor PING Ultrasonic

Sensor PING ultrasonic dalam tugas akhir ini adalah menggunakan modul

PING ultrasonic yang memiliki jarak 3 cm s/d 3 Meter. Pada modul PING ini

memiliki tiga buah terminal. Terminal pertama merupakan input untuk GND,

terminal kedua merupakan input tegangan + 5 volt dan terminal ke tiga

merupakan terminal untuk mengirim dan menerima sinyal ultrasonic. Gambar 3.5

menunjukkan rangkaian modul PING ultrasonic ke mikrokontroler ATMega 16.

Gambar 3.5 Rangkaian Ping Ultrasonic ke Mikrokontroler

3.4.3 Perancangan Driver Pompa

Dalam perancangan driver pompa dibuat dengan menggunakan rangkaian

transistor sebagai saklar. Transistor ini akan mengaktifkan dan mematikan relay

JZC-20F. Relay ini yang akan mengatur hubungan motor dengan terminal sumber

tegangan AC, sehingga akan mengakibatkan motor ON. Rancangan rangkaian

driver motor ini ditunjukkan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Driver Pompa Pendingin.

Bila nilai resistansi yang terukur pada relay adalah 400Ω dan nilai β

transistor adalah 80, maka besarnya nilai tahanan pada basis transistor (Rb) yang

digunakan adalah:

=30 mA

= 0,375 mA

Jika Vin adalah tegangan keluaran dari mikrokontroler saat logika tinggi

yaitu sebesar 5V dan Vbe = 0,6 V maka besar resistansi Rb adalah:

= 11,73KΩ ≈ 10KΩ

Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh nilai resistansi di basis transistor

sebesar 10 KΩ. Gambar 3.7 berikut ini menunjukkan rangkaian driver pompa ke

mikrokontroler.

Gambar 3.7 Rangkaian Driver Pompa ke Mikrokontroler

3.5 Perancangan Rangkaian LCD

Rangkaian LCD dalam pembuatan tugas akhir ini menggunakan modul

LCD 2x16. LCD berfungsi untuk menampilkan data setingan level air dan level

air yang sudah terukur didalam tangki. Rangkaian LCD mengeluarkan atau

menerima data melalui D0 –D7 yang di hubungkan ke portd Perancangan LCD di

tunjukan dalam Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Rangkaian LCD 2x16

3.6 Perancangan Rangkaian Pengatur Level Air dan Tombol Start

Pengaturan setingan level air pada alat ini menggunakan potensio 50K,

potensio digunakan untuk menghasilkan tegangan yang memiliki ring dari 0-

5Volt berdasarkan input tegangan yang diberikan. Keluaran tegangan potensio

diolah oleh ADC internal mikrokontroler ATMega 16 dan dikonversi didalam

program menjadi data setingan level air. Tombol start pada alat ini berfungsi

untuk memulai proses pengisian air ke tangki. Tombol start dirancang

menggunakan tombol push botton dan dihubungkan dengan portb.1

mikrokontroler ATMega 16. Gambar 3.9 menunjukkan rancangan pengaturan

level air menggunakan potensio dan tombol start.

Gambar 3.9 Rangkaian Pengatur Level Air dan Tombol Start.

3.7 Perancangan Rangkaian Keseluruhan

Gambar 3.10 Rangkaian Keseluruhan

3.8 Perancangan Software

Secara umum algoritma dari program Pengisian Penampung Air Otomatis

Berbasis Mikrokontoler ATmega16 diperlihatkan pada Gambar 3.11 dan Gambar

3.12.

Gambar 3.11 Algoritma Program Keseluruhan

Start

Ping sebagai Output (Ping=0)

Tunda waktu 700ms

Ping sebagai input (Ping=0)

Baca pantulan Ping

Counter ON

Ping=1

Counter OFF

Jarak=Counter*0,034442

Level=(27-jarak)/3

End

Tidak

Ya

Gambar 3.12 Algoritma Program Ping

3.9 Metode Pengumpulan Data

Metode-metode yang digunakan dalam pengumpulan data penelitian tugas

akhir ini adalah dengan cara sebagai berikut :

1. Metode Studi Literatur

Merupakan metode untuk mengumpulkan kajin-kajian teori yang dapat

menunjang dalam pembuatan tugas akhir sehingga dapat menjadi dasar

dalam pembuatan tugas akhir ini.

2. Metode Observasi

Metode ini adalah melakukan pengamatan langsung terhadap objek

penelitian atau percobaan. Adapun tujuan penggunaan metode ini adalah

untuk membuktikan studi literatur dengan melihat kenyataan yang muncul

pada suatu percobaan atau penelitian.

3. Metode Diskusi

Metode ini digunakan untuk memecahkan masalah, mencari solusi

terhadap objek yang diteliti, dengan cara mencari alternatif jawaban

terhadap permasalahan yang dihadapi kepada pakar ataupun seseorang

yang mengerti terhadap protipe yang kita buat.

3.10 Analisa Data

Dalam pembuatan analisa data, akan didapatkan dari perbandingan antara

kajian teori dengan hasil pengujian. Jika terdapat perbedaan diantara keduanya,

maka akan didapat data yang nantinya dari data tersebut akan dapat kita pelajari

untuk menentukan penyebab terjadinya perbedaan tersebut. Apabila terjadi

kesamaan berarti hasil yang kita dapatkan sesuai dengan yang terdapat dalam

kajian teori.

BAB IV

HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian

Untuk mengetahui bahwa sistem yang dibuat telah berjalan dengan baik

atau tidak maka dilakukan pengujian. Yang mana pengujian ini dilakukan dalam

beberapa tahapan. Pada bab ini akan dibahas secara keseluruhan tahap-tahap dari

pengujian hardware yang telah terintegrasi menjadi satu sistem kontrol.

1. Pengujian catu daya

2. Pengujian driver relay

3. Pengujian mikrokontroler dan LCD

4. Pengujian keseluruhan

4.1.1 Pengujian Catu Daya

Pengujian catu daya bertujuan untuk mengetahui keluaran rangkaian catu daya

yang akan dijadikan untuk menyuplai rangkaian-rangkaian yang digunakan dalam tugas

akhir ini. Pada rangkaian power supply ini digunakan IC regulator seri 78XX untuk

tegangan positif sehingga diharapkan mendapat tegangan DC yang stabil. Tabel 4.1

menunjukan keluaran dari masing–masing IC yang digunakan pada rangkaian.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Rangkaian Power Supply

IC regulator Tegangan keluaran Tegangan keluaran

yang diharapkan yang terukur

7805 5 4,85

7812 12 11,80

Dari tabel pengujian rangkaian catu daya didapat hasil tegangan output

dari masing - masing IC regulator tidak seperti yang diharapkan. Hal ini

disebabkan adanya rugi-rugi tegangan pada komponen yang digunakan.

4.1.2 Pengujian Driver Relay

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kerja rangkaian transistor sebagai

saklar dalam mengendalikan kerja relay yang memutus dan menyambung tegangan

masukan. Kerja rangkaian adalah untuk mengaktifkan dan mematikan pompa air untuk

pengisian air ke tangki yang menggunakan sumber 220 V AC, dengan trigger dari

keluaran portd.7 mikrokontroler ATMega16. Data hasil pengujian rangkaian driver

pompa air ini ditunjukkan pada tabel 4.2.

Table 4.2 Hasil Pengujian Driver Pompa Air

Kondisi masukandi basis Transistor

Tegangan pada relay Kondisi Pompa

Input 5 Volt 11,47 Volt ON

Input 0 Volt 0 OFF

Hasil pengujian menunjukkan bahwa pompa akan ON apabila diberi masukan 5

volt dan pompa akan OFF apabila diberi masukkan 0 volt, dimana nilai tegangan pada

relay mengalami pengurangan. Hal ini disebabkan karena adanya faktor pembebanan

pada pompa yang digunakan.

4.1.3 Pengujian Mikrokontroler dan LCD

Pengujian rangkaian mikrokontroler dan LCD ini bertujuan untuk mengetahui

apakah mikrokontroler dapat bekerja dengan baik dalam mengolah data dengan

menampilkannya ke LCD. Pada pengujian ini menggunakan program sederhana yang

hanya menampilkan tulisan “SETING” ke LCD. Gambar 4.1 menunjukkan algoritma

dalam pengujian ini.

Gambar 4.1 Algoritma Menampilkan Tulisan ke LCD

Dari program yang dibuat dan ditanam pada mikrokontroler berdasarkan

algoritma pada Gambar 4.1, diperoleh hasil bahwa mikrokontroler dapat bekerja

dengan baik dan dapat menampilkan data sesuai data yang dituliskan pada program

yang ditanam pada mikrokontroler. Gambar 4.2 menunjukkan tampilan LCD pada

pengujian ini.

Gambar 4.2 Tampilan LCD

4.1.4 Pengujian Keseluruhan

Pengujian secara keseluruhan ini dilakukan untuk mengetahui hasil dan cara

kerja alat apakah sesuai dengan yang dirancang. Pengujian secara keseluruhan ini

dilakukan dengan beberapa tahapan, yaitu :

1. Pengujian level air dalam tangki penampungan

2. Pengujian perbandingan seting level air dengan yang terukur pada saat pengisian.

4.1.4.1 Pengujian Level Air Dalam Tangki Penampungan

Dalam proses pengujian level air ini dilakukan dengan cara menghitung nilai

kapasitas air yang mampu ditampung oleh tangki dan membandingkan jarak yang dibaca

sensor Ping dengan data level air yang mampu ditampung oleh tangki. Tabel 4.3

menunjukkan hasil pengujian level air dalam tangki penampungan.

Tabel 4.3 Perbandingan Level Air Dalam Tangki Dengan Jarak

No Level air dalam tangki

(liter)

Jarak yang dibaca oleh sensor PING dan ditampilkan

ke LCD (cm)

1 0 27

2 1 24

3 2 21

4 3 18

5 4 15

6 5 12

7 6 9

8 7 6

9 8 3

10 9 0

Dari data hasil pengujian level air dapat diketahui bahwa perbandingan level air

dengan jarak yang dibaca sensor ping adalah linier dengan perbandingan nilai setiap 3

cm yang dibaca sensor Ping mewakili 1 liter air dalam tangki, jarak antara sensor ping

dengan dasar bak air adalah 27 cm, diameter bak adalah 22 cm, maka diperoleh nilai

volume air dalam satuan liter sebagai berikut :

Volume= (27-jarak pembacaan sensor ping)/3

= (27-24)/3

=1 liter

4.1.4.2 Pengujian Perbandingan Seting Level Air Dengan Yang Terukur Pada Saat

Pengisian.

Pengujian level air ini dilakukan berdasarkan data konversi jarak yang dibaca

oleh sensor Ping menjadi level air yang terukur dalam satuan liter. Tabel 4.4

menunjukkan hasil perbadingan setingan level air yang diharapkan dengan level air yang

terukur oleh sensor Ping.

Tabel 4.4 Perbandingan Level Air Dalam Tangki Dengan Level Air Yang Terukur

NoSetingan level air

(Liter)

Tampilan pada LCD Waktu pengisian

(Detik)Setingan Terukur

1 1 1 LITER 1 LITER 9.2









Dari hasil pengujian ini diperoleh data bahwa alat akan bekerja menghidupkan

pompa air saat tombol start ditekan dan ada nilai seting level air yang dimasukkan

melalui pemutaran potensio. Data yang diperoleh juga menunjukkan bahwa apabila nilai

setingan dan level air yang terukur dan ditampilkan pada LCD sama maka proses

pengisian air ke tangki akan berakhir atau pompa akan off. Proses pengisian untuk setiap

1 liter memerlukan waktu rata-rata 11 detik. Makae didapatkan debit air dengan

menggunakan rumus sebagai berikut :

Debit = Volume air/waktu

= 1/11

=0,09 liter/detik

4.2 Pembahasan

Berdasarkan data-data hasil pengujian, catu daya dapat menyuplai

tegangan ke masing-masing rangkaian yang digunakan sehingga rangkaian dan

sensor dapat bekerja sesuai degan program yang ditanamkan pada mikrokontroler.

Rangkaian driver relay dapat mengontrol kondisi pompa sesuai dengan masukan

yang diberikan mikrokontroler ke inputan driver relay.

Proses pengisian air ke tangki penampungan dimulai saat tombol start di

tekan, dimana pompa akan ON dan memindahkan air dari sumber ke tangki

penampungan. Data level air yang terukur pada proses pengisian tangki nantinya

akan dibandingkan dengan setingan level air yang dimasukkan sebelum tombol

start ditekan. Sensor Ping dalam alat ini berfungsi untuk mengukur jarak air ke

sensor yang nantinya dikonversi ke dalam level air dalam satuan liter, dimana

untuk 1 liter air diwakili oleh 3 cm jarak. Proses pengisian air ke tangki

memerlukan memerlukan waktu rata-rata 11 detik untuk setiap pengisian 1 liter

air.

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari rangkaian kegiatan proyek akhir yang telah dilakukan dan dari data-data yang

diperoleh maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Mikrokontroler dan sensor ping ultrasonic yang digunakan pada alat pengisian

penampung air dapat bekerja dengan baik mengatur proses pengisian air menggunakan

pompa air dari sumber air ke tangki penampungan.

2. Pompa air akan mulai memompa air dari sumber air ke tangki penampungan saat

tombol start ditekan berdasarkan setingan level air yang dimasukkan menggunakan

potensio dan pompa air akan mati apabila nilai level air hasil pembacaan sensor ping

sama dengan setingan level air menggunakan potensio.

3. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh data bahwa alat pengisian penampung air

otomatis ini bekerja lebih baik dibandingkan dengan alat pada penelitian sebelumnya.

Sensor ping mampu mendeteksi volume level air berdasarkan jarak pembacaan sensor

ping dengan nilai 1 liter diwakili oleh ketinggian air 3 cm dan debit air sebesar 0,09

liter/detik serta persentase kesalahan pengukuran sebesar 0% sedangkan pada penelitian

sebelumnya sensor optocoupler yang digunakan untuk mendeteksi volume level air

memiliki tingkat kesalahan sebesar 6,75% untuk batas atas dan 1,3% untuk batas bawah.

5.2. Saran

Untuk pengembangan kedepannya diharapkan bagi yang akan

mengembangkan sebaiknya input setingan level air menggunakan keypad dan

ditambahkan solenoid valve agar proses pemakaian air lebih efisien selain itu

dapat ditambahkan program agar pada saat alat sudah dimatikan dan dihidupkan

kembali dapat menampilkan pembacaan level air yang terukur sebelumnya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2007.Ultrasonik.http://id.wikipedia.org/wiki/Ultrasonik.

Budiarto, Widodo. 2005. Perancangan Sistem Dan Aplikasi Mikrokontroler.

Jakarta : PT Elex Media Komputindo.

Dwipayana, I Made Budhi.2010.Perancangan Dan Pembuatan Simulasi Water

Level Control System Berbasis PC. Singaraja : Universitas Pendidikan Ganesha.

Hartawan, Putu Timor. 2010.Perancangan Dan Pembuatan Alat Ukur Jarak Pada

Kendaraan Berbasis Mikrokontroler ATmega8535. Singaraja : Universitas

Pendidikan Ganesha.

Heryanto, M.Ary,ST & Ir.Wisnu Adi P.2008.Pemrograman Bahasa C untuk

Mikrokontroler ATMega 8535.Yogyakarta : ANDI.

Sanjaya, Juliana.2011.Perancangan Dan Pembuatan Alat Pengukur Tinggi Badan

Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Dengan Display Led Seven Segment.

LAMPIRAN A

Listing Program

/*********************************************Chip type : ATmega32Program type : ApplicationClock frequency : 11.059200 MHzMemory model : SmallExternal SRAM size : 0Data Stack size : 512*********************************************/

//inisialisasi mikrokontroler#include <mega32.h>//inisialisasi penggunaan perintah matematika#include <stdio.h>//inisialisasi penggunaan perintah delay#include <delay.h>//inisialisasi LCD di portd#asm .equ __lcd_port=0x12#endasm#include <lcd.h>

//inisialisasi ADC 8 bit#define ADC_VREF_TYPE 0x60unsigned char read_adc(unsigned char adc_input)ADMUX=adc_input|ADC_VREF_TYPE;// Start the AD conversionADCSRA|=0x40;// Wait for the AD conversion to completewhile ((ADCSRA & 0x10)==0);ADCSRA|=0x10;return ADCH;

// deklarasi variable yang digunakan#define SigOut PORTB.0#define SigIn PINB.0#define DirSig DDRB.0unsigned int counter; unsigned int time;unsigned int distance;unsigned char Baris1[33];char buf[33]; char t[33];

//program utama

void main(void)// deklarasi variable unsigned char dtadc;//inisialisasi porta sebagai inputPORTA=0x00;DDRA=0x00;

//inisialisasi portb sebagai inputPORTB=0x00;DDRB=0x00;

//inisialisasi portc sebagai outputPORTC=0x00;DDRC=0xFF;

Inisialisasi portd sebagai inputPORTD=0x00;DDRD=0x00;

//inisialisasi timer counter TCCR0=0x00;TCNT0=0x00;OCR0=0x00;

// isialisasi Timer/Counter 1TCCR1A=0x00;TCCR1B=0x00;TCNT1H=0x00;TCNT1L=0x00;OCR1AH=0x00;OCR1AL=0x00;OCR1BH=0x00;OCR1BL=0x00;

// inisialisasi Timer/Counter 2 ASSR=0x00;TCCR2=0x00;TCNT2=0x00;OCR2=0x00;

// inisialisasi External Interrupt(s) MCUCR=0x00;MCUCSR=0x00;

// inisialisasi Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) TIMSK=0x00;

//inisialisasi analog comperatorACSR=0x80;SFIOR=0x00;

// ADC initializationADMUX=ADC_VREF_TYPE;ADCSRA=0x86;

lcd_init(16); //inisialisasi LCDwhile (1) //program perulangan ulang: lcd_clear(); //menghapus LCD PORTC.0=0; //portc=0(pompa =off) time=0; //waktu pengisian=0 dtadc=read_adc(0); //baca data adc di chanel(0) dtadc=dtadc*0.0392; //setingan volume=dtadc*0.0392 lcd_gotoxy(0,0); //siapkan tampilan di LCD baris 1 kolom1 sprintf(buf,"SET= %d Liter",dtadc);//menampilkan data volume lcd_puts(buf); //menampilkan data volume ke LCD delay_ms(10); //tunda waktu 10 ms if (PINB.1==0) //jika pinb.1=0/jika tombol start ditekan PORTC.0=1; //portc.0=1/pompa=on while (dtadc>0) //jika data seting volume lebih dari 0 time++; //waktu pengisian=ON counter=0; //Initial value

DirSig=1; //Set as outputSigOut=1; //seting as inputdelay_us(5); //tunda waktu 5msSigOut=0; //input =0DirSig=0; //Set as inputSigOut=1; //Pullup activated while (SigIn==0) //jika input=0

while (SigIn==1)counter++; jika input=1, conter =counter+1

distance=((counter*0.03442)/2)*10; //menghitung jarak (atas=0-bawah=28)

distance=28-distance; //mengenolkan jarak sesuai tangki (atas=28-bawah=0)

distance=distance/3; // menhitung liter(dibagi3)

lcd_gotoxy(0,0); //siapkan tampilan LCD di baris1,kolom1 sprintf(t,"time= %d ms",time); // menampilkan waktu lcd_puts(t); //tampilkan data waktu ke LCD

lcd_gotoxy(0,1); //siapkan tampilan LCD di

baris2 kolom1sprintf(Baris1,"V= %d Liter",distance); //menampilkan

nilai volume airlcd_puts(Baris1); //tampilkan volume

air ke LCD

if (distance==dtadc) //jika volume air=setingan volume

PORTC.0=0; //pompa=off // lcd_clear(); //hapus tampilan LCD lcd_gotoxy(0,1);//siapkan tampilan LCD di

baris 2 kolom1 lcd_putsf("PROSES SELESAI");//tampilkan

ke LCD delay_ms(500); //tunda

waktu 500ms goto ulang; //kembali ke

label ulang delay_ms(10); //tunda waktu 10 ms

; ;

LAMPIRAN B

Dokumentasi

Gambar Pengukuran Tegangan Pada Power Supply

Gambar Pengukuran Tegangan Pada Driver Relay

Gambar Alat

laporan tugas akhir (dian oka suarjana

Documents