sistem monitoring tinggi muka air tandon berbasis

SISTEM MONITORING

TINGGI MUKA AIR TANDON

BERBASIS SENSOR ULTRASONIK

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagai persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Fisika

oleh

Masrur Fuadi

06620003

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA

YOGYAKARTA

2012

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wr.wb.

Alhamdulillahi rabbil ‘alamiin, penulis bersyukur kehadirat Allah SWT

yang Maha Pengasih dan Penyayang serta senantiasa mencurahkan Rahmat dan

Hidayah kepada hamba-Nya sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan.

Sholawat serta salam semoga tercurahkan kepada baginda Nabi Muhammad

SAW, utusan Allah yang telah membimbing umat manusia menuju jalan

kebenaran yang haq dan kita nanti syafaatnya besok di hari akhir.

Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari

berbagai pihak, mulai dari persiapan hingga Skripsi ini selesai dikerjakan. Untuk

itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Musa Asyarie, selaku Rektor UIN Sunan Kalijaga

Yogyakarta.

2. Bapak Prof. Drs. H. Akh. Minhaji, M.A.,Ph.D selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta.

3. Ibu Nita Handayani, S.Si, M.Si, selaku Kepala Jurusan Program Studi Fisika

4. Bapak Thaqibul Fikri Niyartama, M.Si, selaku Dosen Penasehat Akademik

Penulis.

5. Ibu Widayanti, M.Si selaku Dosen Pembimbing penulisan skripsi penulis,

terimakasih atas motivasi, saran dan koreksi yang telah diberikan.

6. Bapak Frida Agung Rakhmadi, M.Sc, yang telah banyak membantu penulis

dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Terimakasih atas pinjaman sensor serta

beberapa alat yang telah digunakan dalam penelitian.

vi

7. Segenap dosen Program Studi Fisika Fakultas Sain dan Teknologi UIN Sunan

Kalijaga Yogyakarta yang telah mengajarkan dan membagikan ilmunya.

8. Seluruh staf dan karyawan dibagian Tata Usaha Fakultas Sains dan Teknologi

UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta.

9. Mas Edi selaku tentor yang mengajarkan keahliannya dalam pembuatan

sistem dari awal hingga akhir.

10. Ayah dan ibunda tercinta yang selalu memberi dukungan, memintakan do’a

untuk penulis dalam menjalankan kehidupan ini dan tidak bosan dalam

menasihati penulis

11. Kakakku Nurul Faizah, yang menjadi motivator bagi penulis untuk dapat terus

menuntut ilmu.

12. Seluruh temen-teman Fisika angkatan 2006, dyas, Yamyam Suriba, Jheng

Tom2, Sayba, muna , pak danang, muse, furqonuddin, roik, madeceng, dan

temen-temen fisika yang lainnya semoga kebersamaan kita selama ini akan

terus terjalin.

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.Akhirnya, penulis hanya bisa mendoakan semoga Allah

membalas semua kebaikan-kebaikan mereka semua selama ini. Aamiin….

Wassalamu’alaikum wr.wb.

Yogyakarta, 05 Juli 2012

Penulis

vii

MOTTO

Di dalam Setiap masalah dan kesulitan yang datang telah terdapat

solusi, tinggal bagaimana kita untuk menggalinya

Menikmati disetiap langkah kehidupan kan menumbuhkan rasa syukur

yang mendalam kehadirat Tuhan YME

WAKTU TERBAIK untuk menanam pohon adalah LIMA atau SEPULUH TAHUN YANG LALU dan WAKTU TERBAIK KEDUA adalah SEKARANG

viii

PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan untuk

Ayah dan ibunda tercinta

Kakanda Nurul faizah

Segenap keluarga dan kerabat saya di manapun berada

Seluruh teman fisika uin Yogyakarta

Teman-teman Alien

Segenap pembimbing Asrama Diponegoro

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN .................................................... iv

KATA PENGANTAR ..................................................................................... v

MOTTO ........................................................................................................... vii

PERSEMBAHAN ............................................................................................ viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv

ABSTRAK ....................................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 4

1.6 Keaslian Penelitian .................................................................................... 4

Halaman

x

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 5

2.2 Landasan Teori .......................................................................................... 8

2.2.1 Sensor Ultrasonik ........................................................................... 8

2.2.2 Karakteristik Statik Sensor ............................................................. 14

a. Linearitas (Linearity) .................................................................. 15

b. Sensitivitas (Sensitivity) .............................................................. 17

c. Repetabilitas (Repetability) ......................................................... 18

d. Akurasi (Accuracy) ..................................................................... 19

2.2.3 SRF05 Ultra-sonic Ranger ............................................................. 20

2.2.4 Mikrokontroler AT89S52 .............................................................. 21

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ............................................... 26

3.1.1 Alat dan bahan yang digunakan ..................................................... 26

3.1.2 Prosedur Pembuatan Perangkat Keras ........................................... 28

A. Pembuatan Desain Blok .............................................................. 28

B. Pembuatan Skema Rangkaian ..................................................... 29

C. Pembuatan Layout Rangkaian .................................................... 33

D. Mencetak Layout pada PCB ....................................................... 33

E. Mengebor PCB ........................................................................... 33

F. Pemasangan Komponen .............................................................. 34

3.2 Perancangan Perangkat Lunak .................................................................. 34

3.3 Karakterisasi Sistem Sensor ...................................................................... 36

3.3.1 Langkah Karakterisasi Sensor ........................................................ 38

3.4 Pengujian Monitoring Tinggi Muka air .................................................... 40

Halaman

xi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian ......................................................................................... 41

4.1.1 Sistem Monitoring .......................................................................... 41

4.1.2 Karakterisasi Sensor ....................................................................... 42

a. Linearitas (Linearity) .................................................................. 44

b. Sensitivitas (Sensitivity) .............................................................. 44

c. Repeatabilas (Repeatability) ....................................................... 45

d. Akurasi (Accuracy) ..................................................................... 46

4.1.3 Pengujian Sistem Monitoring Tinggi Air ....................................... 47

4.2 Pembahasan ............................................................................................... 48

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 53

5.2 Saran.......................................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 55

LAMPIRAN .................................................................................................... 57

Halaman

xii

DAFTAR TABEL

Table 2.1 Perbedaan Penelitian ........................................................................ 7

Tabel 4.1 Pengujian Sistem Monitoring Tinggi Air......................................... 47

Tabel 4.2 Karakteristik Sistem Monitoring ...................................................... 51

Halaman

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pengukuran jarak ultrasonik ......................................................... 10

Gambar 2.2 Tranduser ultrasonik piezoelektrik ............................................... 11

Gambar 2.3 Efek piezoelektrik pada kristal kuarsa .......................................... 12

Gambar 2.4 Sensor piezoelektrik dibuat dengan menerapkan elektroda pada kutub

bahan kristal ....................................................................................... 14

Gambar 2.5 Grafik linearitas ............................................................................ 15

Gambar 2.6 Grafik penentuan error reatability sensor .................................... 19

Gambar 2.7 Bentuk fisik SRF05 ............................................................................... 20

Gambar 2.8 Konfigurasi pin AT89S52 ............................................................ 22

Gambar 3.1 Gambar prosedur pembuatan perangkat keras ............................. 28

Gambar 3.2 Gambar desain blok sistem .......................................................... 28

Gambar 3.3 Rangkaian catu daya..................................................................... 30

Gambar 3.4 Rangkaian minimum AT89S52 .................................................... 30

Gambar 3.5 Rangkaian interface SRF05 .......................................................... 31

Gambar 3.6 Rangkaian buzzer ......................................................................... 32

Gambar 3.7 Rangkaian interface LCD............................................................. 32

Halaman

xiv

Gambar 3.8 Skema rangkaian keseluruhan system .......................................... 33

Gambar 3.9 Diagram alir prosedur kerja sistem peringatan dini ketinggian air

waduk ................................................................................................. 34

Gambar 3.10 Skema pengujian sistem ................................................................ 36

Gambar 3.11 Langkah karakterisasi sensor ..................................................... 38

Gambar 3.12 Format tabel data pengujian stimulus......................................... 38

Gambar 3.13 Format grafik pengujian stimulus .............................................. 39

Gambar 3.14 Format tabel data pengujian sistem ............................................ 40

Gambar 4.1 Hasil pembuatan layout rangkaian ............................................... 41

Gambar 4.2 Layout pada PCB ......................................................................... 42

Gambar 4.3 Sistem monitoring tinggi muka air ............................................... 42

Gambar 4.2 Grafik hubungan pulsa echo sensor terhadap permukaan air ....... 43

Gambar 4.4 Grafik repetability ........................................................................ 45

Gambar 4.6 Grafik Accuracy ........................................................................... 46

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Proses pembuatan sistem peringatan ............................................ 57

Lampiran 2 Proses pengujian sistem ................................................................ 59

Lampiran 3 Potongan kode program ................................................................ 60

Lampiran 4 Perhitungan analisa data ............................................................... 64

Lampiran 5 Datasheet sensor SRF04 ............................................................... 70

Lampiran 6 Datasheet sensor SRF05 ............................................................... 75

Lampiran 7 Datasheet LCD TOPWAY LMB16A ........................................... 79

Lampiran 8 Datasheet AT89S52 ...................................................................... 80

Halaman

xvi

SISTEM MONITORING TINGGI MUKA AIR TANDON

BERBASIS SENSOR ULTRASONIK

Masrur Fuadi 06620003

ABSTRAK

Telah dibuat sistem monitoring tinggi muka air tandon menggunakan sensor ultrasonik SRF05. Mikrokontroler AT89S52 digunakan sebagai sistem kontrol sinyal masukan dan keluaran serta LCD 16x2 sebagai penampil datanya. Pengujian dilakukan dengan memberikan variasi jarak sensor terhadap muka air dari 2cm sampai 31cm.. Sistem yang telah dibuat dilakukan karakterisasi agar layak digunakan sebagai alat ukur ketinggian air. Karakterisasi static yang dilakukan meliputi: linieritas, sensitivitas, repeatabilitas dan akurasi. Hasil analisis data dari karakterisasi sensor yang telah diperoleh, menunjukkan bahwa sistem sensor ini mempunyai liniearitas dengan nilai korelasi antar variabel sebesar r²=0,999, nilai sensitivitas sebesar 57,665μS, zero offset sebesar 25,18μS, repeatability sebesar 96,904% dan besarnya nilai akurasi adalah 99,9%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem yangtelah dibuat mampu mengukur ketinggian air (dari 1cm sampai 30cm) sesuai dengan ketinggian yang terpantau pada mistar kemudian menampilkan ketinggian air terukur dan status ketinggiannya pada LCD. Sistem yang telah dibuat dapat memberi peringatan dengan menyalakan buzzer sebagai larm ketika tinggi muka air talah mencapai 15cm.

Kata kunci: Monitoring, Tandon, Ultrasonik, Sensor SRF05, LCD dan

Mikrokontroler AT89S52

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Air mempunyai peranan sangat penting dalam kelangsungan kehidupan

mahluk hidup di bumi. Air akan sangat bermanfaat bagi kehidupan di bumi

dalam jumlah yang proporsional. Manusia memanfaatkan air untuk berbagai

kebutuhan, pada rumah tangga misalnya untuk dikonsumsi, mandi, mencuci

dan sebagainya. Selain itu, air juga digunakan pada industri untuk pembangkit

listrik tenaga air, transportasi, irigasi dan lain-lain.

Jumlah air yang kurang atau berlebihan dapat berdampak berbagai hal.

Contoh pada industri kimia terdapat proses pemisahan cairan (destilasi) yang

membutuhkan pengaturan level ketinggian cairan, apabila ada perubahan

(deviasi) laju aliran masukan yang disebabkan perubahan tekanan aliran inlet

atau juga disebabkan timbulnya gaya gesek pada pipa saluran, maka akan

mengakibatkan perubahan debit masukan yang membuat level cairan berubah-

ubah. Masalah yang muncul ketika level ketinggian cairan dalam tandon

penampung tidak diketahui, sehingga dimungkinkan terjadi keadaan tandon

yang meluap atau kosong dikarenakan kurangnya pengawasan terhadap tangki

penampung. Hal ini dapat mengganggu stabilitas dalam proses pemisahan

cairan tersebut.1

1 Bakhtiar Indra K. Penerapan Metode Auto Tuning PI Relay Feedback Ziegler-Nichols pada Pengendalian Level Ketinggian Cairan Menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535. Fakultas Teknik. Universitas Diponegoro. Semarang.

2

Berdasarkan uraian diatas, monitoring ketinggian muka air/cairan sangat

diperlukan. Sistem monitorig level ketinggian permukaan air dapat

menggunakan berbagai metode, diantaranya dapat menggunakan kawat

resistansi dan tahanan geser. Dengan menggunakan kawat resistansi, senyawa

yang terdapat dalam air dapat mempengaruhi nilai resistivitasnya. Selain itu,

kawat resistansi dapat terokorosi dikarenakan kawat tersebut dimasukkan

kedalam air dalam mengukur ketinggian air. Begitu juga dengan

menggunakan tahanan geser, untuk mengukur ketinggian air alat ukur

bersentuhan dengan air sehingga hasil pengukurannya kurang presisi dan alat

cenderung lebih mudah rusak. Pada perkembangannya, sistem monitoring

tinggi/level cairan dapat menggunakan metode ultrasonik. Yaitu dengan

memanfaatkan cepat rambat gelombang ultrasonik pada udara.

Penggunaan sensor ultrasonik memiliki berbagai keuntungan

dibandingkan dengan menggunakan kawat resistansi dan tahanan geser,

disamping hasil pengukuran lebih presisi, keuntungan yang lain adalah sensor

ultrasonik dapat mengukur level ketinggian air tanpa bersentuhan dengan

airnya.2

2 Ahmat Wiwit Legowo. 2007. Pembuatan Program pada Sistem Telemetri Multi Stasiun Ketinggian Permukaan Air Menggunakan Gelombang Ultrasonik dengan Borland Delphi 7.0. FMIPA Universitas Diponegoro, Semarang.

3

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan suatu masalah yang

relevan dengan judul yang ada yaitu :

1. Bagaimana membuat sistem monitoring tinggi muka air menggunakan

sensor ultrasonik?.

2. Bagaimana karakteristik sistem sensor yang dibuat?

3. Bagaimana hasil pengujian sistem monitoring tinggi muka air

menggunakan sensor ultrasonik?.

1.3 Batasan Masalah

Penelitian ini dibatasi dengan beberapa hal sebagai berikut :

1. Sensor yang digunakan adalah sensor ultrasonik SRF05.

2. Mikrokontroler AT89S52 sebagai pemroses data dan pengatur dari seluruh

kegiatan sistem yang dibuat.

3. Informasi ketinggian air akan ditampilkan melalui LCD berupa nilai

ketingian air dalam satuan cm (centi meter) dan level status air (aman dan

bahaya) dan buzzer sebagai peringatan.

4. Pengujian alat dilakukan pada sebuah ember sebagai penampung air.

5. Mengabaikan parameter-parameter yang kemungkinan mempengaruhi

dalam proses pengukuran.

4

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian yang akan dilakukan adalah :

1. Membuat sistem monitoring tinggi muka air menggunakan sensor

ultrasonik SRF05.

2. Mengkarakterisasi sistem sensor ultrasonik SRF05 yang digunakan untuk

mendeteksi ketinggian/level air.

3. Menguji sistem monitoring tinggi muka air menggunakan sensor

ultrasonik SRF05.

1.5 Manfaat Penelitian

Sistem monitoring tinggi muka air tandon diharapkan dapat

memberikan manfaat, antara lain:

1. Menginformasikan ketinggian muka air pada penampungan.

2. Memberi peringatan jika tinggi muka air melebihi batas yang ditentukan.

3. Menjaga stabilitas distribusi air dari penampungan.

1.6 Keaslian Penelitian

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu

Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya

atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali

yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka.

53

BAB V

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah diberikan pada

bab sebelumnya, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Telah dibuat seperangkat sistem monitoring tinggi muka air menggunakan

sensor ultrasonik SRF05 yang mampu mengukur ketinggian muka air dari

1 cm sampai 30 cm.

2. Sensor ultrasonik SRF05 yang digunakan pada penelitian ini memiliki

karakteristik, yakni:

a. Koefisien korelasi linier 0,999

b. Sensitivitas sebesar 57,67μS/cm

c. Zero offset 25,18 μS

d. Repeatability 96,904%

e. Accuracy 99,9%

3. Sistem dapat menampilkan nilai ketinggian dalam satuan cm dan status

ketinggiannya pada LCD serta memberikan peringatan dengan

menyalakan buzzer ketika ketinggian muka air telah mencapai batas yang

telah ditentukan (15 cm).

54

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang telah diperoleh disadari bahwa sistem

monitoring tinggi muka air tandon yang telah dibuat memiliki beberapa

kekurangan. Oleh sebab itu untuk mengembangkannya menjadi alat yang

lebih sempuna disarankan untuk dilakukan beberapa hal sebagai berikut:

1. Sebaiknya pengujian sistem dilakukan pada beberapa variasi penampung

air.

2. Disarankan untuk memperhitungkan parameter-parameter yang

mempengaruhi proses pengukuran.

3. Sistem pengukuran yang dirancang sebaiknya dikalibrasi dengan alat ukur

standar yang terkalibrasi.

4. Agar ditambahkan program untuk merekam ketinggian air yang terukur

seiring berjalannya waktu pengukuran, sehingga dapat menampilkan

grafik ketinggian air dari waktu ke waktu.

5. Disarankan untuk menambahkan sistem pengiriman peringatan ketinggian

air melalui gelombang radio agar jangkauan informasi dan peringatan

dapat lebih jauh.

55

DAFTAR PUSTAKA

Abdurohman, M. 2010. Pemograman Bahasa Assembly. Andi, Yogyakarta.

Anonim1 . Introduction to LCD Programming. di http://8052.com/tutlcd.htm.

Pada tanggal 10 Desember 2011

Anonim2. 2001. 8-bit Microcontroller with 8K Bytes In-System

Programmable Flash AT89S52. Atmel Corp. North America.

Anonim3. 2003. Devantech SRF04 Ultrasonic Range Finder(#28015).

Prallax, Inc. California. USA.

Anonim4. 2006. SRF05 - Ultra-Sonic Ranger. Prallax, Inc. California. USA.

Anonim5. 2011. Devantech SRF05. Di http://www.acroname.com/robotics/

parts/R271-SRF05.html pada tanggal 5 Juli 2012

Anwar, S.C. 2012. Perangkat Sistem Pengukuran Konsentrasi Gas Metana

(CH4) pada Biogas dari Hasil Fermentasi Enceng Gondok

(eichornia crassipes) Berbasis Sensor TGS 2611. F. Saintek. UIN

Suka. Yogyakarta.

Fajar, J.F. 2009. Handout Mata Kuliah Instrumentasi Terapan. Jurusan

Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Negeri Sunan

Kalijaga, Yogyakarta.

Fraden, J. 2003. Handbook of Modern Sensors. Third Edition. Springer-

Verlag, Inc., New York.

Hadihardjadja, J. 1997. Pengembangan Sumber Daya Air. Gunadarma,

Jakarta.

Indra, Bakhtiar K. Penerapan Metode Auto Tuning PI Relay Feedback

Ziegler-Nichols pada Pengendalian Level Ketinggian Cairan

Menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535. Fakultas Teknik.

Universitas Diponegoro. Semarang.

Isaacs, A. 1995, Kamus Lengkap Fisika, Erlangga Jakarta

Legowo, A.W. 2007. Pembuatan Program pada Sistem Telemetri Multi

Stasiun Ketinggian Permukaan Air Menggunakan Gelombang

56

Ultrasonik dengan Borland Delphi 7.0. FMIPA Universitas

Diponegoro, Semarang.

Morris, A S. 2001. Measurement and Instrumentation Principles. Third

Edition. Butterworth-Heinemann, India.

Novrian, A. Alat Pengukur Tinggi Air Sungai Berbasis Mikrokontroler

AT89S51. Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang.

Oxford University, 1995, Kamus Lengkap Fisika, Erlangga, Jakarta.

Prodi Fisika. Handout Mata Kuliah Sensor dan Tranduser, Fakultas Sains

dan Teknologi, UIN Sunan Kalijaga, Yogyakarta.

Rockstroh, J. 16-bit Division. Di http://8052.com/div16.php pada tanggal 10

Desember 2011

Searz dan Zemansky. 2000. Fisika Universitas. edisi ke-10. Erlangga, Jakarta.

Setiawan, I. 2009. Buku Ajar Sensor dan Transduser, Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro, Semarang.

Tipler, Paul A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik, jil. 1, ed. 3, Erlangga,

Jakarta.

Usman. 2008. Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

AT89S52. Andi, Yogyakarta.

Wiranto. 2008. Pengembangan Sensor Ketinggian Air (Water Level) Dengan

Menggunakan Pendekatan Elektroda Resistansi, skripsi. Fakultas

Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian

Bogor (IPB).

57

LAMPIRAN

Lampiran 1

Proses pembuatan sistem monitoring

1. Gambar dimensi SRF05 Tampak muka

Tampak samping

58

2. Gambar proses pengeboran PCB

3. Gambar PCB yang telah di bor

4. Gambar Sistem yang telah jadi

59

Lampiran 2

Proses pengujian sistem

1. Proses pengujian sistem

2. Pengujian sistem peringatan ketinggian

3. Pengujian pulsa echo output

60

Lampiran 3

Potongan kode program

IN_RANGE: JB P3.2,OUT_RANGE CLR TR0 CLR TF0 CALL BACA_DATA ;--------------------------------------------------------- BACA_DATA: CALL AMBIL_DATA CALL TAMPILKAN CALL WAIT_PULSE RET AMBIL_DATA: MOV 40H,TH0 MOV 41H,TL0 MOV 42H,#0F1H MOV 43H,#0F0H MOV A,41H CLR C SUBB A,43H MOV 45H,A MOV A,40H SUBB A,42H MOV 44H,A MOV 46H,#0 MOV 47H,#58 HITUNG: CLR C MOV 51H,#00h MOV 50H,#00h MOV B,#00h BAGI_1: INC B MOV A,47H RLC A MOV 47H,A MOV A,46H RLC A MOV 46H,A JNC BAGI_1 BAGI_2: MOV A,46H RRC A MOV 46H,A MOV A,47H RRC A MOV 47H,A CLR C MOV 07h,44H MOV 06h,45H MOV A,45H SUBB A,47H

61

MOV 45H,A MOV A,44H SUBB A,46H MOV 44H,A JNC BAGI_3 MOV 44H,07h MOV 45H,06h BAGI_3: CPL C MOV A,50H RLC A MOV 50H,A MOV A,51H RLC A MOV 51H,A DJNZ B,BAGI_2 MOV 46H,05h MOV 47H,04h RET TAMPILKAN: MOV R2,#0 MOV R3,#0 MOV R4,#32 MOV A,R4 SUBB A,50H MOV R4,A MOV R3,A CLR C MOV A,R4 SUBB A,#15 JC AMAN BUZER: MOV 56H,#1 CLR C CLR P3.0 CLR P3.3 AMAN: MOV 56H,#0 CLR C SETB P3.0 SETB P3.3 TAMPIL: CALL INIT_LCD CALL CLEAR_LCD MOV DPTR,#PESAN1 CALL KIRIM_PESAN MOV A,R2 ADD A,#48 CALL WRITE_TEXT MOV A,R3 ADD A,#48 CALL WRITE_TEXT MOV DPTR,#PESAN2 CALL KIRIM_PESAN

62

CALL BARIS_BAWAH MOV DPTR,#PESAN3 CALL KIRIM_PESAN MOV A,56H CJNE A,#0,BAHAYA MOV DPTR,#PESAN4 CALL KIRIM_PESAN RET BAHAYA: CJNE A,#1,KEMBALI MOV DPTR,#PESAN5 CALL KIRIM_PESAN RET KEMBALI: NOP RET ;--------------------------------------------------------- INIT_LCD: CLR RS MOV P2,#38H SETB EN CLR EN LCALL WAIT_LCD CLR RS MOV P2,#08H SETB EN CLR EN LCALL WAIT_LCD CLR RS MOV P2,#0EH SETB EN CLR EN LCALL WAIT_LCD CLR RS MOV P2,#06H SETB EN CLR EN LCALL WAIT_LCD RET CLEAR_LCD: CLR RS MOV P2,#01H SETB EN CLR EN LCALL WAIT_LCD RET KIRIM_PESAN: MOV A,#00H MOVC A,@A+DPTR CJNE A,#0FH,LANJUT_TEXT RET LANJUT_TEXT: CALL WRITE_TEXT

63

INC DPTR JMP KIRIM_PESAN RET BARIS_BAWAH: CLR RS SETB EN MOV P2,#0C0H CLR EN CALL WAIT_LCD RET WRITE_TEXT: SETB RS MOV P2,A SETB EN CLR EN LCALL WAIT_LCD RET WAIT_LCD: MOV R0,#0 WAIT_1: MOV R7,#0FH DJNZ R7,$ DJNZ R0,WAIT_1 RET LCD_OUT: CALL INIT_LCD CALL CLEAR_LCD MOV DPTR,#PESAN6 CALL KIRIM_PESAN RET ;---------------------------------------------------------- PESAN1: DB 'Tinggi Air:',0FH PESAN2: DB ' cm',0FH PESAN3: DB 'Status:',0FH PESAN4: DB 'AMAN',0FH PESAN5: DB 'BERBAHAYA',0FH PESAN6: DB 'OUT OF RANGE',0FH ;---------------------------------------------------------- WAIT_PULSE: MOV TH1,#0D8H MOV TL1,#0F0H SETB TR1 JNB TF1,$ CLR TF1 CLR TR1 RET WAIT_TRIGGER: MOV R6,#10 DJNZ R6,$ RET END

64

Lampiran 4

Perhitungan analisa data 1. Tabel 4.2. Data pengujian stimulus sensor

No Jarak Permukaan Air h2 (cm)

Pulsa Echo (μS) Rata-rata Pengujian

1 Pengujian

2 Pengujian

3 1 2 119 163 159 147.00 2 3 197 191 183 190.33 3 4 275 239 239 251.00 4 5 335 297 297 309.67 5 6 367 383 351 367.00 6 7 445 439 431 438.33 7 8 501 467 467 478.33 8 9 559 553 545 552.33 9 10 613 609 603 608.33

10 11 671 639 639 649.67 11 12 727 723 721 723.67 12 13 785 779 773 779.00 13 14 844 835 835 838.00 14 15 875 889 889 884.33 15 16 955 951 951 952.33 16 17 1013 1007 1007 1009.00 17 18 1075 1063 1061 1066.33 18 19 1123 1121 1121 1121.67 19 20 1181 1155 1149 1161.67 20 21 1245 1233 1235 1237.67 21 22 1301 1299 1291 1297.00 22 23 1359 1347 1347 1351.00 23 24 1415 1403 1403 1407.00 24 25 1471 1463 1461 1465.00 25 26 1527 1525 1519 1523.67 26 27 1585 1583 1583 1583.67 27 28 1649 1639 1639 1642.33 28 29 1705 1723 1667 1698.33 29 30 1763 1745 1753 1753.67 30 31 1819 1809 1809 1812.33 ∑ 495 29299.67

65

Untuk mempermudah dalam menentukan karakterisasi, maka data diatas dapat dibuat tabel perhitungan sebagai berikut:

No X (cm)

Y (μS) X² X.Y Y²

1 2 147.00 4 294.00 21609.00 2 3 190.33 9 571.00 36226.78 3 4 251.00 16 1004.00 63001.00 4 5 309.67 25 1548.33 95893.44 5 6 367.00 36 2202.00 134689.00 6 7 438.33 49 3068.33 192136.11 7 8 478.33 64 3826.67 228802.78 8 9 552.33 81 4971.00 305072.11 9 10 608.33 100 6083.33 370069.44 10 11 649.67 121 7146.33 422066.78 11 12 723.67 144 8684.00 523693.44 12 13 779.00 169 10127.00 606841.00 13 14 838.00 196 11732.00 702244.00 14 15 884.33 225 13265.00 782045.44 15 16 952.33 256 15237.33 906938.78 16 17 1009.00 289 17153.00 1018081.00 17 18 1066.33 324 19194.00 1137066.78 18 19 1121.67 361 21311.67 1258136.11 19 20 1161.67 400 23233.33 1349469.44 20 21 1237.67 441 25991.00 1531818.78 21 22 1297.00 484 28534.00 1682209.00 22 23 1351.00 529 31073.00 1825201.00 23 24 1407.00 576 33768.00 1979649.00 24 25 1465.00 625 36625.00 2146225.00 25 26 1523.67 676 39615.33 2321560.11 26 27 1583.67 729 42759.00 2508000.11 27 28 1642.33 784 45985.33 2697258.78 28 29 1698.33 841 49251.67 2884336.11 29 30 1753.67 900 52610.00 3075346.78 30 31 1812.33 961 56182.33 3284552.11 ∑ 495 29299.67 10415 613047.00 36090239.22

Dengan:

X = jarak permukaan air terhadap sensor

Y = rata-rata pulsa echo

66

2. Karakterisai

a. Linearitas (Linearity)

Kemampuan sensor untuk membentuk hubungan antara output dan

input yang diwujudkan persamaan garis lurus dapat dilihat pada

gambar 4.2 grafik hubungan pulsa echo sensor (μS) terhadap jarak

permukaan air (cm). Nilai koefisien korelasi linier (r) diperoleh

dengan menggunakan persamaan 4.2 berikut

∑ ∑ ∑

∑ ∑ ∑ ∑ (4.2)

30 613047 495 29299.67312450 245025 1082707176.67 858470466.78

18391410 1450333567425 224236709.89

3888075.00√1.51192 13

3888075.003888336.426

0.999932767

b. Sensitivitas

Sensitivitas sistem sensor dapat dicari dengan menggunakan

persamaan linier 4.3 berikut:

(4.3)

slope (b) dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

∑ ∑ ∑∑ ∑ (4.4)

67

30 613047 495 29299.6730 10415 495

18391410 14503335.00312450 245025

3888075.0067425

57.6652

Dan nilai intersep (a) ditentukan dengan persamaan

∑ ∑ ∑ ∑∑ ∑ (4.5)

29299.67 10415 495 61304730 10415 495

305156028.33 303458265312450 245025

1697763.3367425

25.180

atau dapat menggunakan persamaan (4.3) berikut

∑ ∑

29299.6730 57.6652

49530

976.6555556 57.6652 16.50

976.6555556 951.4755284

25.180

c. R

P

d

d

d

B

r

Repeabilitas

Pengujian s

dilakukan s

diambil dua

dibuat grafik

Berdasarkan

repeatability

Δ 10

1723180

561809

0.0309

3.096%

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0

Pulsa echo

(uS)

s (Repeatabil

timulus inp

sebanyak tig

a data yang

k sebagai ber

Gam

n grafik yan

y dihitung d

100%

00%

166709 10

100%

56 100%

%

0 10

lity)

ut jarak per

ga kali. Da

memiliki s

rikut:

mbar 4.3 Gra

ng terbentuk

dengan persa

%

00%

0 20

Jarak permuk

rmukaan air

ari tiga kali

impangan p

afik repeabili

k pada gam

amaan 4. beri

1723

166

0 30

kaan air (cm)

Data 2

Data 3

Δ

r terhadap p

i pengukura

paling besar

itas

mbar 4.3, di

ikut

67

1809

0 40

68

pulsa echo

an tersebut

kemudian

iatas maka

(4.)

(4.)

0

s

d. A

A

b

sehingga nil

Akurasi (Acc

Akurasi sen

berikut:

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Pulsa echo

datashe

et (μ

S)

ai repeatabi

100%

curacy)

nsor dapat d

Gam

0

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

0.00 5

P

ility adalah

% 3,096%

diketahui dar

mbar 4.6. Gr

R = 0.999

500.00 100

Pulsa echo has

%

ri koefisien

rafik Accura

00.00 150

sil penelitian (μ

Series1

Linear

korelasi lin

acy

0.00 2000

μS)

1

(Series1)

69

near grafik

0.00

70

Lampiran 5 Datasheet sensor SRF04

75

Lampiran 6 Datasheet sensor SRF05

79

Lampiran 7 Datasheet LCD TOPWAY LMB16A

80

Lampiran 8 Datasheet AT89S52

BIODATA PENULIS

Nama : Masrur Fuadi

Tempat Tanggal Lahir : Magelang 20 September 1987

Jenis Kelamin : Laki-laki

Alamat : Kalisari, Tegalrejo Magelang JATENG

e-mail : [email protected]

Riwayat Pendidikan :

1. MI Ma’arif Dawung lulus Tahun 2000 di Magelang

2. MTs. Yakti Tegalrejo lulus Tahun 2003 di Magelang

3. MA Ali Maksum lulus Tahun 2006 di Yogyakarta

4. UIN Sunan Kalijaga lulus Tahun 2012 di Yogyakarta

sistem monitoring tinggi muka air tandon berbasis

Documents