PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT PEMANTAU KEADAAN

CUACA (ARAH ANGIN, KECEPATAN ANGIN, SUHU UDARA DAN

INTENSITAS SINAR MATAHARI)

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat

Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S -1)

Disusun oleh :

NAMA : WILDAN HILMI

NIM : 99530025

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2005

LEMBAR PENGESAHAN

PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT PEMANTAU KEADAAN

CUACA (ARAH ANGIN, KECEPATAN ANGIN, SUHU UDARA DAN

INTESITAS SINAR MATAHARI)

TUGAS AKHIR

Disusun oleh :

WILDAN HILMI

Nim : 99530025

Tugas Akhir Ini telah Diuji dan Dinyatakan Lulus Pada Tanggal

26 April 2005

Majelis Penguji :

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN ELEKTRO Jl. Raya Tlogomas No. 246 NALANG

PERBAIKAN TUGAS POKOK

Dalam Ujian Akhir ( Skripsi ) tingkat sarjana Jurusan Teknik Elektro / Diploma

Tiga Teknik Elektronika yang diselenggarakan pada :

Hari : Sabtu

Tanggal : 9 April 2005

Perlu adanya perbaikan pada tugas pokok untuk :

N a m a : Wildan <<Nama>>

No. Induk : 99530025 <<NIM>>

Perbaikan tersebut meliputi :

Dosen Penguji

1. Ir. Nurhadi, MT

2. Eko Budi C, SKomp

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah

SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulisan tugas akhir dengan judul

“Perencanaan Dan Pembuatan Alat Pemantau Keadaan Cuaca (Arah Angin,

Kecepatan Angin, Suhu Udara Dan Intensitas Sinar Matahari)” dapat penulis

selesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun sebagai syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana

Teknik Jurusan Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Penulisan skripsi

ini dapat terselesaikan atas bantuan, motivasi, bimbingan, dan kerjasama yang

baik dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis

berkenan menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Drs. Muhadjir Effendy,M AP, selaku Rektor Universitas Muhamadiyah

Malang

2. Bapak Ir. Sunarto, MT, selaku Dekan Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Ibu Ir. Nur Alif, MT, selaku ketua jurusan Elektro dan dosen wali elektro

99A Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberikan ijin dan

motivasi demi kelancaran tugas akhir.

4. Bapak Ir. Nurhadi, MT, selaku Kepala Lab. Elektro.

5. Bapak Ir. Ermanu A H, MT selaku pembimbing I yang dengan sabar

memberikan motivasi, bimbingan, dan pengarahan dalam penyusunan tugas

akhir ini.

6. Bapak Machmud Effendy, ST, selaku pembimbing II yang dengan sabar

memberikan motivasi, bimbingan, dan pengarahan dalam penyusunan tugas

akhir ini.

7. Bapak/Ibu dosen pembina matakuliah di jurusan Elektro Fakultas Teknik

dan tenaga perpustakaan Universitas Muhammadiyah Malang yang telah

memberikan bekal ilmu dan pengetahuan.

8. Kedua orang tuaku atas segala jerih payah dan do'a yang tidak pernah

berhenti, dan seluruh keluargaku yang berada di Bangil yang selalu

memberi motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Pacarku Elly yang meskipun sering marah-marah tanpa aku tahu sebabnya,

tapi telah banyak membantuku dalam memberikan dorongan dan semangat

sehingga selesailah kuliah dan tugas akhirku ini.

10. Teman-temanku kelas Elektro angkatan 99A yang tak bisa ku sebutkan

satu-persatu yang banyak membantuku dan memberikan masukan sehingga

alatku bisa selesai dan jalan.

11. Teman-temanku di kost Tirto Utomo 79 yang beberapa bulan terakhir ini

kuganggu dengan suara bising bor dan gergaji baik siang hari maupun

malam hari untuk menyelesaikan Tugas Akhirku ini.

Dengan adanya kemampuan penulis yang terbatas ini, penulis sangat

mengharapkan dan berterima kasih apabila ada pihak yang berusaha

memberikan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan tugas

akhir ini.

Akhirnya penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua

pihak, menjadi amal ilmiah dan ilmu amaliah. Amin.

Malang, April 2005

Penulis

DAFTAR ISI Halaman

LEMBAR PERSETUJUAN ………………………………………………

LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………….

SURAT PERNYATAAN ………………………………………………….

MOTTO ……………………………………………………………………

PERSEMBAHAN ………………………………………………………….

UCAPAN TERIMA KASIH ……………………………………………...

KATA PENGANTAR ……………………………………………………..

ABSTRAKSI ……………………………………………………………….

ABSTRACT ………………………………………………………………..

DAFTAR ISI ……………………………………………………………….

DAFTAR TABEL …………………………………………………………

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ………………………………………………………...

1.2 Tujuan …………..……………………………………………………..

1.3 Rumusan Masalah …..…………………………………………………

1.4 Batasan Masalah ........…………………………………………………

1.5 Metodologi ………….…………………………………………………

1.6 Sistematika Pembahasan ………………………………………………

BAB II TEORI DASAR

2.1 Transistor…………………………………... ………………………....

2.1.1 Transistor PNP …………………………………………………..

2.1.1.1 Konfigurasi Common Emitor (CE) ……………………..

2.1.1.2 Konfigurasi Common Basis (CB) .…………………...…

2.1.1.3 Konfigurasi Common Colector (CC) …………………..

2.1.2 Transistor NPN ………………………………………………….

i

ii

iii

iv

v

vi

vii

ix

x

xi

xiv

xv

1

2

2

3

3

4

6

8

8

8

9

10

2.2 Optocoupler …………………………..………………………..............

2.3 Sensor Suhu IC LM35 …………………………………………………

2.4 Penguat Operasional (Op-amp) ...………...………………….…….…..

2.4.1 Penguat Membalik (Inverter) ……………………………………

2.4.2 Penguat Tak Membalik (Non Inverter) ………………………….

2.4.3 Penguat Sebagai Penguat Differensial …………………………..

2.4.4 Op-amp Sebagai Penguat Tegangan …………………………….

2.4.5 Op-amp Sebagai Komparator (Pembanding) ……………………

2.5 Analog To Digital Converter (ADC) .………………………………....

2.5.1 Succesive Approximation ……………………………………….

2.6 Komputer Sebagai Alat Pengontrol ………..………………..………...

2.6.1 Pemetaan alamat 1/0 PC/Compatible ……..………………….....

2.6.2 Sistem Interfacing PC ………………...………………………....

2.6.3 Port Paralel ………………………………………………………

2.7 Bahasa Pemrograman Komputer …………………………………...…

2.7.1 Bahasa Pemrograman Borland Delphi ………………………….

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Prinsip Kerja Alat ……..……………………….……………………...

3.2 Pengukur Suhu Udara ...………………………………...…………….

3.3 Pengukur Intensitas Sinar Matahari …………….……………….……

3.4 Penguat Operational Amplifier .………….………………………...…

3.5 Pengukur Kecepatan Angin ....………………………………………..

3.6 Pengukur arah angin ………….………………………………………

3.7 Pengubah Sinyal Analog menjadi Digital ……………………………

3.8 Pengirim Data Ke Komputer …………………………………………

3.9 Pengolahan Data pada Komputer …………………………………….

BAB IV PENGUJIAN DAN PENGUKURAN ALAT

4.1 Pengujian dan Pengukuran LM35 ..……………………………………

4.2 Pengujian dan Pengukuran Transistor 2N3055 ………………………..

11

12

13

14

15

17

19

20

22

24

26

29

31

31

33

33

35

37

38

40

41

46

48

50

51

58

59

4.3 Pengujian dan Pengukuran Penguat LM324 ………………..…………

4.4 Pengujian Pada Rangkaian Optocoupler ..…………………………….

4.5 Pengujian Rangkaian ADC0808 ………………………………………

4.6 Pengujian Software ……………………………………………………

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ……………………………………………………………

5.2 Saran-saran ….………………………………………………………...

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………..

LAMPIRAN ……………………………………………………………….

60

62

63

64

66

66

67

68

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 2.1 Tabel Tegangan DC Penguat membalik …………………………

Tabel 2.2 Tabel Tegangan DC Penguat tak membalik ……………………..

Tabel 2.3 Tabel Tegangan DC Penguat tegangan ………………………….

Tabel 2.4 Tabel Tegangan Masukan dan keluaran pada Komparator ……...

Tabel 2.5 Tabel Logika Gerbang NOT …………………………………….

Tabel 2.6 Tabel Alamat Port ……………………………………………….

Tabel 2.7 Tabel Sinyal dan Fungsi Parallel Port …………………………...

Tabel 3.1 Tabel Address input pada ADC0808 ……………………………

Tabel 4.1 Tabel Pengukuran oleh LM35 …………………………………..

Tabel 4.2 Tabel Pengukuran Panas dalam 1 hari ………………………….

Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengukuran pada OP-amp …………………………

Tabel 4.4 Keluaran Sensor Suhu LM35 Pada ADC0808 ………………….

Tabel 4.5 Keluaran Sensor Intensitas Transistor 2N3055 Pada ADC0808...

Tabel 4.6 Keluaran tegangan dari Potensiometer Kawat Pada ADC0808…

14

16

20

21

22

30

32

50

58

60

61

64

64

64

DAFTAR GAMBAR Halaman

Gambar 2.1 Transistor PNP ……………………………………………….

Gambar 2.2 Transistor NPN ……………………………………………….

Gambar 2.3 Konfigurasi CE ……………………………………………….

Gambar 2.4 Konfigurasi CB ………………………………………………

Gambar 2.5 Konfigurasi CC ………………………………………………

Gambar 2.6 Penguat CE Transistor NPN …………………………………

Gambar 2.7 Bias Basis …………………………………………………….

Gambar 2.8 Bentuk dan Block Diagram Optocoupler …………………….

Gambar 2.9 Bentuk Fisik LM35 …………………………………………..

Gambar 2.10 Simbol Skematik Op-amp Standart ………………………….

Gambar 2.11 Diagram Skematik Penguat Membalik ………………………

Gambar 2.12 Diagram Skematik Penguat Tak Membalik ………………….

Gambar 2.13 Rangkaian Penguat differensial ………………………………

Gambar 2.14 Rangkaian Penguat Non Inverting …………………..……....

Gambar 2.15 Rangkaian Komparator ………………...………………….…

Gambar 2.16 Diagram Block ADC …….…………………….….…….……

Gambar 2.17 Rangkaian Dasar ADC Succesive Approximation ….……….

Gambar 2.18 Block Diagram Dasar Sistem Komputer ………...…………...

Gambar 2.19 Keluarga ROM …………………………………………….…

Gambar 2.20 Tata letak penomeran pin parallel printer Port .……………...

Gambar 3.1 Blok Diagram Alat ………………………………….………..

Gambar 3.2 Rangkaian Lengkap Alat Pengukur Cuaca ….....…………….

Gambar 3.3 Rangkaian Pengukur Suhu ……………..…………………….

Gambar 3.4 Skematik dan Bentuk Fisik Transistor 2N3055 .…………….

Gambar 3.5 IC LM324 ………………..…………………….…………….

Gambar 3.6 Rangkaian Penguat Non Inverting……………………………

Gambar 3.7 Mekanik pengukur Kecepatan Angin ……………….………..

Gambar 3.8 Rangkaian Sensor Kecepatan Angin …………...………….....

7

7

8

9

9

10

11

12

12

13

14

16

19

20

21

23

25

26

28

32

35

37

38

39

40

40

41

42

Gambar 3.9 Mekanik Pengukur Arah Angin ……………………………...

Gambar 3.10 Skema Potensiometer ………….……………………………..

Gambar 3.11 Rangkaian Pembagi Tegangan ……..………………………...

Gambar 3.12 Rangkaian ADC0808 …….…………………………………..

Gambar 3.13 Penempatan Pin Pada LPT Port …...…………………………

Gambar 3.14 FlowChart Program Utama ...………………………………...

Gambar 3.15 FlowChart Pembacaan Suhu, Intensitas cahaya, dan arah

angin ….……………………………………………………...

Gambar 3.16 FlowChart Pembacaan Kecepatan Angin ……………….…...

Gambar 3.17 Perancangan tampilan alat pengukur cuaca ..………………...

Gambar 3.14 Tampilan pada Konfigurasi ...………………………………...

Gambar 4.1 Pengukuran oleh LM35 ….....………………………………...

Gambar 4.2 Pengukuran transistor 2N3055 ……………………………….

Gambar 4.3 Pengujian dan pengukuran rangkaian Op-amp324 …………..

Gambar 4.4 Pengukuran pada Rangkaian Pengukur Kecepatan Angin …..

Gambar 4.5 Pengujian pada Rangkaian ADC0808 ……………………….

Gambar 4.6 Software LPT port tester ……………………………………..

46

47

47

48

50

52

53

54

55

56

58

59

60

62

63

65

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Foto Alat ……………………………………………………… 67

Lampiran II Surce Code Software …………………………………………. 68

Lampiran III Data Sheet LM35 …………………………………………….. 82

Lampiran IV Data Sheet 2N3055 …………………………………………... 85

Lampiran V Data Sheet LM324 …………………………………………… 97

Lampiran VI Data Sheet ADC0808 ……………………………………….. 112

DAFTAR PUSTAKA

Millman dan Halkias, Elektronika Terpadu jilid 1 rangkaian dan system analog

dan digital, Erlangga, Jakarta 1997

Wasito S, Vademekum Elektronika, PT Gramedia, Jakarta 1989.

Ichwan Hariyadi, Teori dasar Penguat Transistor, Yayasan pengembangan Ilmu

Pengetahuan Malang, 1998

KF Ibrahim, Prinsip dasar Elektronika, PT Elex Media Komputindo, Jakarta

1996.

Rumono B. Sunarto, Membangun Sistem Akuisisi Data Berbasis Database

dengan Delphi, PT Elex Media Komputindo kelompok Gramedia, Jakarta

2004

Albert Paul Malvino, PH.D.,E.E, Prinsip-prinsip Elektronika, Buku satu,

Salemba Teknika, Jakarta 2003

Albert Paul Malvino, PH.D.,E.E, Prinsip-prinsip Elektronika, Buku dua,

Salemba Teknika, Jakarta 2003

National Operational Amplifiers Databook, National semiconductor, Santa

Clara California 1995

www.alldatasheet.com, 2001

www.klik_kanan.com, 2004