View
218
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
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
71
72
73
74
75
Lampiran 6 Datasheet sensor SRF05
76
77
78
79
Lampiran 7 Datasheet LCD TOPWAY LMB16A
80
Lampiran 8 Datasheet AT89S52
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
BIODATA PENULIS
Nama : Masrur Fuadi
Tempat Tanggal Lahir : Magelang 20 September 1987
Jenis Kelamin : Laki-laki
Alamat : Kalisari, Tegalrejo Magelang JATENG
e-mail : adhie_foe@yahoo.com
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
Recommended