93
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user PURWARUPA SISTEM PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR SUNGAI BENGAWAN SOLO MENGGUNAKAN TELEMETRI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Juli, 2011

Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

  • Upload
    leminh

  • View
    222

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PURWARUPA SISTEM PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR

SUNGAI BENGAWAN SOLO MENGGUNAKAN TELEMETRI

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Disusun oleh

NIM M0206038

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli, 2011

Page 2: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

PURWARUPA SISTEM PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR

SUNGAI BENGAWAN SOLO MENGGUNAKAN TELEMETRI

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Disusun oleh

NIM M0206038

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli, 2011

Page 3: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Page 4: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iv

PERNYATAAN KEASLIAN

Saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul Purwarupa Sistem

Peringatan Dini Bencana Banjir Sungai Bengawan Solo Menggunakan Telemetri

Berbasis Mikrokontroler ATMega8535 belum pernah diajukan untuk

memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang

pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain,

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka.

Surakarta, 28 Juni 2011

nomo

NIM M0206038

Page 5: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

PERNYATAAN PUBLIKASI

Saya menyatakan bahwa sebagian dari skripsi saya yang berjudul

Purwarupa Sistem Peringatan Dini Bencana Banjir Sungai Bengawan Solo

Menggunakan Telemetri Berbasis Mikrokontroler ATM telah

dipresentasikan dalam

Bervisi SETS (Science, Environment, and Society

Sari Garden Semarang pada tanggal 30 April 2011 yang diselenggarakan oleh

Ikatan Cendekiawan SETS Indonesia dan juga dalam al Sains

dan Pendidikan Sains VI alairung Utama Universitas Kristen Satya Wacana

pada tanggal 11 Juni 2011 yang diselenggarakan oleh Fakultas Sains dan

Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

Surakarta, 28 Juni 2011

NIM M0206038

Page 6: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

PURWARUPA SISTEM PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR SUNGAI BENGAWAN SOLO MENGGUNAKAN TELEMETRI

BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMEGA8535

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Banjir tahunan sering terjadi di Wilayah Aliran Sungai Bengawan Solo. Berdasarkan hal tersebut Penulis telah meneliti dan membuat purwarupa sistem peringatan dini (Early Warnig System/EWS) bencana banjir Sungai Bengawan Solo dari tanggal 17 Agustus 2010 sampai dengan 1 April 2011 untuk membuat suatu sistem yang yang lebih awet, mudah dalam perawatan, dan terjangkau harganya dibandingkan dengan yang sudah ada. Sistem tersebut memantau ketinggian air Sungai Bengawan Solo dengan metode pengukuran jarak jauh atau telemetri berbasis mikrokontroler ATMega8535 sebagai pengontrol transmitter dan receiver data. Sistem ini memiliki ketelitian logika digital 8-bit mencapai 100%, kesalahan sensor ultrasonik SRF02 pada range pengukuran 0 cm sampai dengan 21 cm mencapai 70,15%, ketelitian sensor ultrasonik SRF02 pada range 20 cm sampai dengan 90 cm menunjukkan kesalahan 0% dengan koreksi rekayasa 0 cm, pengukuran pada range 95 cm sampai dengan 190 cm menunjukkan kesalahan 0% dengan koreksi rekayasa 1 cm, pengukuran pada range 200 cm sampai dengan 250 cm menunjukkan kesalahan 0% dengan koreksi rekayasa 2 cm, ketelitian transmisi data UART mencapai 100%, dan ketelitian transmisi data nirkabel mencapai 100% dalam suhu kamar. Kata kunci: Banjir, EWS, Bengawan Solo, Telemetri, ATMega8535.

Page 7: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

PROTOTYPE OF FLOOD EARLY WARNING SYSTEM FOR BENGAWAN SOLO RIVER USING TELEMETRY BASED OF

ATMEGA8535 MICROCONTROLLER

Physics Department, Mathematics and Natural Sciences Faculty Sebelas Maret University

ABSTRACT Flood happened in Bengawan Solo River basin region annualy. Therefore, we did a research on flood Early Warning System (EWS) from August 17, 2010 to April 1, 2011 for making a prototype of flood EWS for Bengawan Solo River is cheaper, more durable, and easy maintenance compared to the existing one. The system monitors level of the Bengawan Solo River with a distance measuring method or telemetry, based of ATMEGA8535 microcontroller as controller of the transmitter and receiver data. This system has an accuracy of 8-bit digital logic reaches 100%, SRF02 ultrasonic sensor error in the measurement range 0 cm to 21 cm reached 70,15%, the measurements SRF02 ultrasonic sensors in the range 20 cm to 90 cm showed 0% error with 0 cm correction, the measurements in the range 95 cm to 190 cm showed 0% error with 1 cm correction, the measurements in the range 200 cm to 250 cm showed 0% error with 2 cm correction, accuracy of UART data transmission reaches 100%, and accuracy of wireless data transmission reached 100% at room temperature. Keywords: Flood, EWS, Bengawan Solo, Telemetry, ATMega8535.

Page 8: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

MOTTO

Hidup zuhud atau mati syahid Purnomo, 2003).

Jiwa dan ragaku untuk saudara-saudaraku dan cukuplah restu

Purnomo, 2003).

Jika ada satu yang sakit diantara yang sehat, maka kuambil yang sakit agar lekas

sembuh sehingga tidak menulari yang sehat. Jika ada yang sehat diantara yang

sakit, maka kuambil yang sehat agar tidak tertular oleh yang sakit sehingga bisa

ikut menyembuhkan yang sakit. Jika aku yang sakit, semoga Alloh merestui

Purnomo, 2006).

Jika aku bersalah, aku minta maaf. Jika kamu bersalah atasku, tidak perlu minta

maaf, karena aku pasti memaafkanmu. Jika kamu bersalah atas saudaraku, maka

aku tidak akan memaafkanmu

Purnomo, 2007).

Mungkin tiada sampai setetes darahku pada dirimu, tapi rasa cintaku padamu

begitu dalam, sampai-sampai aku sangat takut kehilanganmu Purnomo,

2009)

Zaenuri, 2006).

Page 9: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Penulis mempersembahkan hasil skripsi ini untuk: Ibunda Penulis tercinta

(Iskandariyah binti Rais Hasyim), Ayanda Penulis terhormat (Warsito bin

Surohan), dan masyarakat Indonesia yang sangat dibanggakan oleh Penulis.

Page 10: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu penelitian ini. Secara khusus Penulis mengucapkan terima kasih

kepada

1. Iskandariyah, S.Pd.,

2. Warsito, A.Ma.Pd.,

3. Sorja Koesuma, M.Si.,

4. Mohtar Yunianto, M.Si.,

5. Dr. Eng. Budi Purnama, M.Si.,

6. Budi Legowo, M.Si.,

7. Artono Dwijo Sutomo, M.Si.,

8. Priyono, S.Sos.,

9. Harun Waskito, S.Sos., S.E.,

10. Sigit Haryono, S.T. ,

11. Kiat Sugiharjo, S.Pd.,

12. Sigit Winanto, S.Si.,

13. Ayub Sukresno, A.Md. S.E.,

14. Nanang Agus Saputro, S.Si.,

15. Fajriyah Mawar Sholehah, S.Si.,

16. Husein Haikal,

17. Mukhlis Herwin Muallif,

18. Suryono,

19. Fathoni Sukma Hidayat,

20. Hastho Wuriatmo,

21. Ahmad Toriq,

22. Ngadi Parjoko ,

23. Ari Yuni Ani,

24. Novi Puspita Sari,

25. Okta Binti Masfiaturrohmah, dan

26. Salis Afifi Hapsari.

Page 11: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

KATA PENGANTAR

Penulis mengucapkan puji syukur ke hadirat Alloh subhanahu wa taala

atas segala limpahan rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul Purwarupa Sistem Peringatan Dini

Bencana Banjir Sungai Bengawan Solo Menggunakan Telemetri Berbasis

Mikrokontroler ATMega8535 tanpa halangan yang berarti.

Penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan yang sudah diberikan oleh

pihak-pihak tersebut di Ucapan Terima Kasih kepada Penulis. Semoga Alloh

subhanahu wa taala sentiasa memberikan balasan yang lebih berkuantitas dan

berkualitas kepada pihak-pihak tersebut. Penulis mohon maaf kepada semua

pihak-pihak yang sudah membantu penelitian ini, namun luput dari perhatian

Penulis.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan baik dalam

isi maupun cara penyajian materi dalam penyusunan laporan penelitian ini. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran guna perbaikan di masa datang.

Semoga laporan penelitian ini dapat memberi manfaat bagi Penulis khususnya dan

pembaca pada umumnya. Amin.

Surakarta, 7 Juni 2011 Penulis

Page 12: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... iii

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

PERNYATAAN PUBLIKASI ................................................................... v

ABSTRAK ................................................................................................ vi

ABSTRACT .............................................................................................. vii

MOTTO ..................................................................................................... viii

PERSEMBAHAN ...................................................................................... ix

UCAPAN TERIMA KASIH ...................................................................... x

KATA PENGANTAR ............................................................................... xi

DAFTAR ISI .............................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xv

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xx

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xxi

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang ............................................................... 1

I.2. Perumusan Masalah ....................................................... 2

I.3. Batasan Masalah ............................................................. 2

I.4. Tujuan Penelitian ........................................................... 2

I.5. Manfaat Penelitian ......................................................... 3

I.6. Sistematika Penulisan .................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

II.1. Profil Sungai Bengawan Solo ........................................ 4

II.2. Sistem Telemetri ............................................................ 5

II.3. Sistem Peringatan Dini Bencana Banjir ......................... 6

II.4. Komponen Dasar Elektronika ........................................ 8

II.4.1. Resistor ................................................................ 8

II.4.2. Kapasitor .............................................................. 9

II.4.3. Transformator ...................................................... 9

Page 13: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

II.4.4. Dioda ................................................................... 10

II.4.5. Transistor ............................................................. 11

II.4.6. Sirkuit Terintegerasi ............................................ 12

II.5. Arsitektur Mikrokontroler ATMega8535 ...................... 13

II.6. Arsitektur Sensor Ultrasonik SRF02 .............................. 18

II.7. Arsitektur Sistem Transmitter dan Receiver Data ......... 20

II.8. Sistem Komunikasi UART ............................................ 22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III.1. Metode Penelitian............................................................ 23

III.1.1. Pembuatan Desain ............................................... 23

III.1.2. Pembuatan Alat Pemantau Ketinggian Air ......... 25

III.1.3. Pembuatan Sistem Pemancar dan Penerima Data 26

III.1.3.1. Pembuatan Sistem Pemancar Data ....... 26

III.1.3.2. Pembuatan Sistem Penerima Data ....... 29

III.1.4. Pembuatan Alat Uji ............................................ 31

III.1.4.1. Pembuatan Alat Uji Logika

Mikrokontroler ..................................... 31

III.1.4.2. Pembuatan Alat Uji LCD, Sensor,

Protokol UART .................................... 33

III.1.5. Metode Pengambilan Data ................................. 36

III.1.5.1. Metode Pengujian Logika

Mikrokontroler .................................... 36

III.1.5.2. Metode Pengujian LCD ....................... 39

III.1.5.2. Metode Pengujian Sensor SRF02 ........ 41

III.1.5.2. Metode Pengujian Protokol UART ..... 44

III.1.5.3. Metode Pengujian Transmisi Data

Nirkabel ............................................... 45

III.1.6. Diagram Alir Penelitian ..................................... 48

III.2. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................... 49

III.3. Alat dan Bahan ................................................................ 49

Page 14: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiv

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Pengujian Logika Mikrokontroler ................................... 51

IV.2. Pengujian LCD ............................................................... 56

IV.3. Pengujian Sensor SRF02 ................................................ 57

IV.4. Pengujian Transmisi Data UART .................................. 63

IV.5. Pengujian Transmisi Data Nirkabel ............................... 67

BAB V PENUTUP

V.1 Simpulan ........................................................................ 72

V.2. Saran ................................................................................ 72

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 73

LAMPIRAN-LAMPIRAN ......................................................................... 76

Page 15: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Wilayah Aliran Sungai Bengawan Solo ............................ 5

Gambar 2.2 Jenis-Jenis Sistem Peringatan Banjir ................................. 7

Gambar 2.3 Contoh Bentuk Fisik Resistor ........................................... 8

Gambar 2.4 Simbol-Simbol Resistor .................................................... 8

Gambar 2.5 Simbol-Simbol Kapasitor .................................................. 9

Gambar 2.6 Contoh Bentuk Fisik Kapasitor ......................................... 9

Gambar 2.7 Simbol Transformator ....................................................... 10

Gambar 2.8 Contoh Bentuk Fisik Transformator ................................. 10

Gambar 2.9 Contoh Bentuk Fisik Dioda ............................................... 10

Gambar 2.10 Simbol-Simbol Dioda ........................................................ 11

Gambar 2.11 Contoh Bentuk Fisik Transistor ........................................ 11

Gambar 2.12 Simbol Transistor .............................................................. 11

Gambar 2.13 Diagram Blok IC MAX-232 ............................................. 12

Gambar 2.14 Simbol IC MAX-232 ......................................................... 12

Gambar 2.15 Diagram Blok ATMega8535 ............................................. 14

Gambar 2.16 Konfigurasi Pin-pin ATMega8535 .................................... 15

Gambar 2.17 Skema Minimum System ATMega8535 ............................. 16

Gambar 2.18 Jendela Code Vision AVR Versi 1.25.3. ............................ 17

Gambar 2.19 Jendela AVRprog .............................................................. 17

Gambar 2.20 a. Fisik Sensor Ultrasonik Tipe SRF02 .............................. 18

b. Konfigurasi Pin SRF02 .................................................. 18

Gambar 2.21 Ilustrasi Pengukuran Jarak Menggunakan SRF02 ............. 19

Gambar 2.22 a. RFM01 ............................................................................ 20

b. RFM02 ........................................................................... 20

Gambar 2.23 a. Konfigurasi Pin RFM01 ................................................. 21

b. Konfigurasi Pin RFM02 ................................................. 21

Gambar 2.24 Rangkaian Konverter Logika RS-232 ................................ 22

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Pemancar Data ............................... 23

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Pemancar Data ............................... 24

Page 16: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xvi

Gambar 3.3 Desain Sistem Peringatan Dini Bencana Banjir Sungai

Bengawan Solo Menggunakan Telemetri .......................... 24

Gambar 3.4 a. Skema Sensor SRF02 ..................................................... 25

b. Bentuk Fisik Sensor SRF02 ........................................... 25

Gambar 3.5 Rangkaian Listrik Alat Pemantau Ketinggian Air ............. 26

Gambar 3.6 a. Pemancar Data RFM02 .................................................. 26

b. Bentuk Fisik RFM02 ...................................................... 26

Gambar 3.7 Rangkaian Listrik Sistem Pemancar Data ......................... 27

Gambar 3.8 Layout PCB Sistem Pemancar Data .................................. 28

Gambar 3.9 Sistem Pemancar Data ........................................................ 28

Gambar 3.10 a. Skema RFM01 ................................................................ 29

b. Bentuk Fisik RFM01 ...................................................... 29

Gambar 3.11 Rangkaian Listrik Sistem Penerima Data .......................... 29

Gambar 3.12 Layout PCB Sistem Pemancar Data .................................. 30

Gambar 3.13 Sistem Penerima Data ....................................................... 30

Gambar 3.14 Rangkaian Listrik Alat Uji Logika Mikrokontroler .......... 31

Gambar 3.15 Layout PCB Alat Uji Logika Mikrokontroler ................... 32

Gambar 3.16 Alat Uji Logika Mikrokontroler ........................................ 32

Gambar 3.17 Rangaian Listrik Alat Uji LCD, Sensor, dan Protokol

UART ................................................................................ 33

Gambar 3.18 Layout PCB Alat Uji LCD, Sensor, dan Protokol UART .. 34

Gambar 3.19 Alat Uji LCD, Sensor, dan Protokol UART ...................... 35

Gambar 3.20 Treker untuk Pengujian Sensor SRF02 ............................. 35

Gambar 3.21 Diagram Alir Pengujian Logika Mikrokontroler .............. 36

Gambar 3.22 Alat Pengunduh Program ke Mikrokontroler

ATMega8535 ..................................................................... 37

Gambar 3.23 a. Pemasangan ATMega8535 pada Alat Pengunduh ......... 37

b. Proses Pengunduhan Program ....................................... 37

Gambar 3.24 Diagram Alir Program Cunter 8-bit .................................. 39

Gambar 3.25 Diagram Alir Pengujian LCD ........................................... 40

Gambar 3.26 Diagram Alir Program Uji LCD ........................................ 41

Page 17: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xvii

Gambar 3.27 Diagram Alir Pengujian Sensor ......................................... 42

Gambar 3.28 Pemasangan SRF02 pada Treker ....................................... 42

Gambar 3.29 Diagram Alir Program Pengujian Sensor SRF02 .............. 43

Gambar 3.30 Diagram Alir Pengujian Protokol UART .......................... 44

Gambar 3.31 Diagram Alir Program Pengujian Protokol UART ........... 45

Gambar 3.32 Diagram Alir Pengujian Transmisi Data Nirkabel ............ 46

Gambar 3.33 a. Diagram Alir Program Pengujian Transmisi Data

Nirkabel untuk Transmitter Data .................................... 47

b. Diagram Alir Program Pengujian Transmisi Data

Nirkabel untuk Receiver Data ......................................... 47

Gambar 3.34 Diagram Alir Penelitian .................................................... 48

Gambar 4.1 a. Grafik Uji Port A ........................................................... 52

b. Grafik Uji Port B ........................................................... 52

c. Grafik Uji Port C ........................................................... 53

d. Grafik Uji Port D .......................................................... 53

Gambar 4.2 a. Contoh Visualisasi saat Port A Bernilai 1 ..................... 53

b. Contoh Visualisasi saat Port A Bernilai 149 ................ 53

Gambar 4.3 a. Contoh Visualisasi saat Port B Bernilai 31 ................... 54

b. Contoh Visualisasi saat Port B Bernilai 163 ................. 54

Gambar 4.4 a. Contoh Visualisasi saat Port C Bernilai 209 ................. 54

b. Contoh Visualisasi saat Port C Bernilai 244 ................. 54

Gambar 4.5 a. Contoh Visualisasi saat Port D Bernilai 73 ................... 54

b. Contoh Visualisasi saat Port D Bernilai 201 ................ 54

Gambar 4.6 a. Contoh Visualisasi Pengukuran Port A.4 ...................... 55

b. Contoh Visualisasi saat Port B.2 .................................. 55

c. Contoh Visualisasi saat Port C.1 ................................... 55

d. Contoh Visualisasi saat Port D.5 .................................. 55

Gambar 4.7 Hasil Pengujian LCD ........................................................ 57

Gambar 4.8 Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Jarak

0 cm s.d. 250 cm ................................................................ 59

Gambar 4.9 Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Segmen Jarak

Page 18: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xviii

0 cm s.d. 19 cm .................................................................. 60

Gambar 4.10 Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Segmen Jarak

20 cm s.d. 90 cm ................................................................ 60

Gambar 4.11 Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Segmen Jarak

95 cm s.d. 190 cm .............................................................. 61

Gambar 4.12 Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Segmen Jarak

195 cm s.d. 250 cm ............................................................ 62

Gambar 4.13 a. Contoh Visualisasi Proses Pengujian SRF02 ................ 62

b. Perbesaran gambar 4.13.a .............................................. 62

Gambar 4.14 Hasil Pengujian Transmisi Data UART ............................ 65

Gambar 4.15 a. Contoh Visualisasi Proses Pengujian UART

saat Jarak = 60 cm ......................................................... 66

b. Perbesaran gambar 4.15.a .............................................. 66

Gambar 4.16 a. Contoh Visualisasi Proses Pengujian UART

saat Jarak = 130 cm ....................................................... 66

b. Perbesaran gambar 4.16.a .............................................. 66

Gambar 4.17 Contoh Visualisasi Konfigurasi UART pada saat

Pengujian ........................................................................... 66

Gambar 4.18 Contoh Visualisasi Koneksi Alat Uji dengan Personal

Komputer pada saat Pengujian UART .............................. 67

Gambar 4.19 Hasil Pengujian Transmisi Data Nirkabel ......................... 68

Gambar 4.20. a. Contoh Visualisasi Stasiun Pusat saat Proses Pengujian

Transmisi Data Nirkabel ................................................. 69

b. Contoh Visualisasi Stasiun Pemantau Saat Proses

Pengujian Transmisi Data Nirkabel ............................... 69

Gambar 4.21 Contoh Visualisasi Jarak antara Stasiun Pusat dan Stasiun

Pemantau pada saat Proses Pengujian Transmisi Data

Nirkabel ............................................................................. 69

Gambar 4.22. a. Contoh Visualisasi Stasiun Pemantau saat Proses

Pengujian Transmisi Data Nirkabel dengan Pembacaan

SRF02 = 24 cm ............................................................... 70

Page 19: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xix

b. Contoh Visualisasi Stasiun Pusat saat Proses

Pengujian Transmisi Data Nirkabel dengan Data yang

Diterima = 24 cm ........................................................... 70

Gambar 4.23. a. Contoh Visualisasi Stasiun Pemantau saat Proses

Pengujian Transmisi Data Nirkabel dengan Pembacaan

SRF02 = 75 cm ............................................................... 70

b. Contoh Visualisasi Stasiun Pusat saat Proses

Pengujian Transmisi Data Nirkabel dengan Data yang

Diterima = 75 cm ........................................................... 70

Gambar 4.24. a. Contoh Visualisasi Stasiun Pemantau saat Proses

Pengujian Transmisi Data Nirkabel dengan Pembacaan

SRF02 = 100 cm ............................................................. 71

b. Contoh Visualisasi Stasiun Pusat saat Proses

Pengujian Transmisi Data Nirkabel dengan Data yang

Diterima = 100 cm ......................................................... 71

Page 20: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xx

DAFTAR TABEL

Tabel B.1 Data Pengujian LCD ........................................................... 92

Tabel B.2 Data Pengujian Sensor SRF02 ............................................ 92

Tabel B.3 Data Pengujian Transmisi Data UART ............................... 95

Tabel B.4 Data Pengujian Transmisi Data Nirkabel ............................ 98

Page 21: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xxi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Listing Program .................................................................. 58

Lampiran B. Data Penelitian .................................................................... 57

Page 22: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Sungai Bengawan Solo berhulu di Kabupaten Wonogiri dan berhilir di

Kabupaten Gresik (Anonim, 2008). Wilayah Sungai Bengawan Solo ini sering

dilanda banjir sejak 1965. Pemerintah Provinsi Jawa Tengah dan Jawa Timur

mencatat kerusakan infrastruktur, persawahan, dan permukiman akibat meluapnya

Bengawan Solo berjumlah Rp 876,40 miliar. Total kerugian akibat empat kali banjir

antara Januari 2009 sampai dengan Februari 2009 diperkirakan mencapai Rp 1 triliun

karena kerugian di Karanganyar, Sukoharjo, dan Klaten serta Ngawi dan Madiun

belum terkalkulasi (Anonim, 2009). Sebenarnya Sungai ini sudah dipantau oleh

sistem peringatan dini. Sistem tersebut sering mengalami kendala pada sensor

ketinggian air.

Banjir adalah salah satu bencana alam dapat diprediksikan kedatangannya

secara ilmiah dengan memperhatikan parameter-parameter kedatangan banjir yang

representatif. Suatu sungai dapat dianalisis luapannya untuk kemudian dijadikan suatu

sistem peringatan dini bencana banjir (Harjadi, 2007). Namun harga sistem peringatan

dini relatif mahal. Belum lagi, pengguna sistem tersebut akan terkendala paten dari

pembuat sistem, sehingga perawatan dan perbaikan sistem masih harus mengundang

pemegang patent dari pembuat sistem tersebut.

Berdasarkan hal tersebut, kami telah membuat suatu Sistem Peringatan

Dini Bencana Banjir Sungai Bengawan Solo yang presisi, awet, dan lebih

terjangkau harganya. Sistem tersebut akan memantau ketinggian air Sungai

Bengawan Solo dengan metode pengukuran jarak jauh (telemetri). Kemudian

berdasarkan data pantauan tersebut, secara otomatis sistem akan memberitahukan

atau memperingatkan pihak-pihak berwenang dalam menetapkan status Sungai

Bengawan Solo. Sistem tersebut diharapkan mampu mencegah jatuhnya korban

jiwa dan kerugian materi.

Page 23: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

I.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan Latar Belakang di atas, Penulis merumuskan beberapa

masalah, yaitu: sistem peringatan dini bencana banjir yang sudah ada memiliki

harga yang relatif mahal, biaya perawatan yang relatif mahal, dan sering

mengalami kendala pada sensor ketinggian airnya; perawatan sistem peringatan

dini yang sudah ada relatif sulit karena harus mengundang langsung teknisi dari

pihak pembuat sistem dan biayanya relatif mahal.

I.3. Batasan Masalah

Permasalahan pada penelitian ini dibatasi pada:

1. Parameter pemicu banjir yang menjadi fokus utama penelitian kali ini adalah

ketinggian air sungai,

2. Kenaikan ketinggian air sungai bersifat tegak lurus terhadap muka air laut,

3. Ketinggian air sungai yang diukur adalah ketinggian air yang diasumsikan

mengalir pada suatu bejana besar (Daerah Aliran Sungai atau DAS).

4. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega8535 dengan bahasa

pemrograman C,

5. Sensor yang digunakan adalah SRF02,

6. Alat uji logika mikrokontroler menggunakan prinsip counter 8-bit yang

terintegrasi pada satu sistem minimal mikrokontroler ATMega8535,

7. Alat uji sensor, LCD, dan protokol UART terintegrasi pada suatu sistem

minimal mikrokontroler ATMega8535,

8. Alat uji sensor dapat menguji kemampuan sensor dari 0 cm sampai dengan

250 cm, dan

I.4. Tujuan Penelitian

Berdasarkan Perumusan Masalah, tujuan penelitian ini adalah membuat

Purwarupa Sistem Peringatan Dini Bencana Banjir Menggunakan Telemetri Berbasis

Mikrokontroler ATMega8535 yang relatif lebih awet, murah, dan mudah dalam

perawatannya.

Page 24: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

I.5. Manfaat Penelitian

Kontribusi utama yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah

terciptanya suatu sistem peringatan dini bencana banjir yang diharapkan dapat

memperkecil jatuhnya korban dan kerugian materi. Selain itu, kami mengharapkan

sistem peringatan dini bencana banjir ini memiliki nilai jual yang tinggi sehingga

bisa menjadi komoditi baru yang inovatif di bidang mitigasi bencana, sebagai

antisipasi serbuan sistem mitigasi bencana import dari Cina.

I.6. Sistematika Penulisan

Laporan skripsi ini disusun dengan sistematika sebagai berikut:

BAB I Pendahuluan mengandung latar belakang penelitian, perumusan

masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, serta

sistematika penulisan skripsi.

BAB II Dasar Teori memaparkan teori instrumentasi digital berbasis

mikrokontroler ATMega 8535, sistem sensing berbasis SRF02,

transmisi data UART, transmisi data nirkabel berbasis FSK

(Frekuensi Shift Keying), dan sistem mitigasi bencana banjir.

BAB III Metode Penelitian membahas tempat penelitian, waktu penelitian,

pelaksanaan penelitian, alat dan bahan yang diperlukan, serta

langkah-langkah dalam penelitian termasuk detail pembuatan sistem

peringatan dini bencana banjir Sungai Bengawan Solo ini.

BAB IV Hasil dan Pembahasan memaparkan hasil penelitian dan analisa yang

dibahas mengacu pada dasar teori penelitian.

BAB V Penutup merupakan kesimpulan dari penelitian dan saran untuk

pengembangan penelitian.

Page 25: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user 4

BAB II

DASAR TEORI

II.1. Profil Sungai Bengawan Solo

Wilayah Sungai Bengawan Solo terletak di Provinsi Jawa Tengah dan

Provinsi Jawa Timur yang berada pada 110o o

dan 6o o , dengan daerah aliran sungai 600 km

(Anonim, 2008). Secara administratif, wilayah Sungai Bengawan Solo adalah

A. Provinsi Jawa Tengah

1. Kabupaten Boyolali,

2. Kabupaten Klaten,

3. Kabupaten Sukoharjo,

4. Kabupaten Wonogiri,

5. Kabupaten Karanganyar,

6. Kabupaten Sragen,

7. Kabupaten Blora,

8. Kabupaten Rembang, dan

9. Kota Surakarta.

B. Provinsi Jawa Timur

1. Kabupaten Pacitan,

2. Kabupaten Ponorogo,

3. Kota Madiun,

4. Kabupaten Magetan,

5. Kabupaten Ngawi,

6. Kabupaten Bojonegoro,

7. Kabupaten Tuban,

8. Kabupaten Lamongan,

9. Kabupaten Gresik,

10. Kabupaten Madiun,

11. Kabupaten Trenggalek, dan

Page 26: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

12. Kabupaten Mojokerto (Anonim, 2008).

Ketersediaan air di Wilayah Sungai Bengawan Solo ini sebesar ±

(18,61x109) m3. Jumlah penduduk di Wilayah Sungai Bengawan Solo berjumlah

16,03 juta jiwa (2005), dengan kepadatan 755 jiwa/km2 Wilayah Sungai

Bengawan Solo merupakan daerah yang beriklim tropis, dimana musim kemarau

terjadi sekitar bulan Mei sampai dengan Oktober sedangkan musim hujan terjadi

pada bulan Nopember sampai dengan April, dengan kelembaban rata-rata 80%,

suhu bulanan rata-rata 26,7°C, lama penyinaran rata-rata bulanan 6,3 jam,

kecepatan angin rata-rata bulanan 1,2 m/detik. (Anonim, 2008).

Peta wilayah Sungai Bengawan Solo seperti Gambar 2.1 berikut

Gambar 2.1. Wilayah Sungai Bengawan Solo (Anonim, 2008).

II.2. Sistem Telemetri

Telemetri kata majemuk yang diadopsi dari bahasa Inggris merupakan

gabungan dari dua kata yaitu tele dan metric. Tele memiliki arti jarak jauh

(Sugono, 2008) dan metric adalah sistem pengukuran besaran (Wasito, 1997).

Page 27: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

Besaran sendiri adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan satuan.

Satuan adalah sesuatu yang digunakan untuk menyatakan skala nilai suatu besaran

(Tipler, 1998). Jadi secara leksikal, telemetri adalah sistem pengukuran besaran

dari jarak jauh.

II.3. Sistem Peringatan Dini Bencana Banjir

Penyampaian informasi yang tepat waktu dan efektif, melalui

kelembagaan yang jelas, sehingga memungkinkan setiap individu yang terancam

bahaya dapat mengambil langkah untuk menghindari atau mengurangi risiko dan

mempersiapkan diri untuk melakukan tanggap darurat yang efektif. Sistem

peringatan dini untuk masyarakat bertujuan untuk meningkatkan kemampuan

individu dan masyarakat yang terancam bahaya untuk mengambil langkah yang

tepat, guna mengurangi kemungkinan jatuhnya korban jiwa, luka, hilangnya harta

benda, kerusakan lingkungan dan kehidupan (Sunarso, 2010).

Sebagian besar penelitian terkait peringatan banjir terfokus pada sistem

peringatan banjir formal yang dirancang dan dioperasikan oleh pemerintah untuk

memperingatkan lembaga-lembaga lainnya dan masyarakat. Namun, penelitian

ilmu sosial menunjukkan bahwa, dalam prakteknya, orang sering mencari tahu

tentang kemungkinan banjir dengan berbagai cara sesuai Gambar 2.2 di bawah ini.

Untuk memahami data pada respon peringatan banjir, perlu untuk membedakan

antara respon untuk masing-masing jenis peringatan banjir. Walaupun sekarang

ada bukti penelitian mengenai 'peringatan-diri', namun sistem peringatan banjir

masyarakat yang informal telah mendapat perhatian di hati masyarakat. Hal ini

juga penting untuk memahami faktor-faktor lain yang mungkin mempengaruhi

respon masyarakat terhadap peringatan. Apapun sumber peringatan, peringatan

banjir bisa saja tepat waktu, sebelum waktunya, atau peringatan palsu. Bukti

peringatan banjir sebelum waktunya cukup umum, tapi bukti tentang peringatan

palsu lebih sulit untuk ditemukan. Untuk memahami respon banjir peringatan

publik, tidak cukup untuk fokus hanya pada penelitian peringatan banjir.

Informasi lain yang erat kaitannya adalah informasi tentang risiko banjir yang

ditimbulkan oleh banjir, kesadaran masyarakat dan cara menanggapi peringatan

Page 28: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

yang ditempatkan pada domain publik merupakan juga pengaruh penting (Parker,

2009).

Gambar 2.2. Jenis-jenis sistem peringatan banjir (Parker, 2009).

Tidak semua bencana (bencana alam) dapat diprakirakan kejadiannya

secara ilmiah. Banjir, badai, tsunami, gunung meletus, dan sebagainya merupakan

contoh bencana yang dapat diprakirakan kejadiannya secara ilmiah. Sedangkan

gempa bumi, petir, dan sebagainya merupakan bencana yang tidak dapat

diprakirakan kejadiannya secara ilmiah. (Harjadi, 2007).

Banjir adalah salah satu bencana alam yang dapat diprakirakan

kejadiannya secara ilmiah. Metode ilmiah yang digunakan ini melibatkan

beberapa parameter yang kompleks, misalnya: sumber banjir, curah hujan,

ketinggian air sungai, debit air sungai, daya tampung waduk, luas genangan,

lamanya waktu genangan, dan sebagainya (Harjadi, 2007). Sistem peringatan dini

bencana banjir sendiri akan mengacu parameter-parameter pemicu banjir tersebut.

Sistem peringatan dini bencana banjir akan memberikan peringatan kepada

penggunanya jika terjadi penyimpangan nilai pada parameter tersebut. Misalnya,

dalam keadaan normal ketinggian air di suatu sungai adalah 1,3 meter sampai

dengan 2,2 meter. Jika ketinggian air melebihi 2,2 meter, sistem peringatan dini

bencana banjir akan memperingatkan penggunanya, bahwa telah terjadi

Peringatan Banjir

Peringatan oleh observasi pribadi di

bidang pertanda alam

Peringatan formal melalui otoritas

tertentu

Peringatan tidak formal melalui tim

observasi dan

Peringatan berlevel, misalnya: awas, siaga

I, siaga II, dan

Page 29: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

penyimpangan nilai parameter. Sebagai contoh adalah Sungai Binahan di Filipina

yang ketinggian airnya dipantau di empat titik kemudian datanya dikirimkan ke

stasiun pusat oleh sukarelawan yang membaca data ketinggian air Sungai Binahan

tersebut melalui layanan pesan singkat (Neussner, 2007).

II.4. Komponen Dasar Elektronika

Komponen dasar elektronika terbagi menjadi dua jenis yaitu komponen

aktif dan komponen pasif. Komponen aktif adalah komponen yang memerlukan

catu daya operasi, misalnya: transistor, dioda, sirkuit terintegerasi, dan

sebagainya. Komponen pasif adalah komponen yang tidak memerlukan catu daya

operasi, misalnya: resistor, kapasitor, transformator, dan sebagainya.

II.4.1. Resistor

Resistor adalah suatu hambatan listrik. Nilai hambatan listrik resistor

Resistor dapat berfungsi sebagai

pembagi tegangan, pembagi arus, sekering, dan sebagainya. Resistor dengan daya

listrik di bawah 3 watt umumnya nilai hambatannya dikodekan dengan cincin

warna, sedangkan resistor dengan daya listrik di atas 5 watt nilai hambatan

listriknya langsung ditulis di badan resistor. Penulisan nilai hambatan pada badan

resistor seperti contoh pada Gambar 2.3. Resistor memiliki beberapa simbol yang

sering digunakan pada rangkaian elektronika, adapun simbol-simbol tersebut

sesuai dengan Gambar 2.4 berikut

Gambar 2.3. Contoh bentuk fisik resistor (Anonim VI, 2011).

Gambar 2.4. Simbol-simbol resistor (Wardhana, 2006).

Page 30: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

II.4.2. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi dasar

menyimpan muatan listrik dalam waktu tertentu (Serway, 2004). Kapasitor dapat

dirangkaikan sebagai filter, pengatur frekuensi, memblokir arus searah,

meneruskan arus bolak-balik (Serway, 2004). Ada beberapa jenis kapasitor

berdasarkan bahan penyekat antar elektrodenya (dielektrik), misalnya: kapasitor

elektrolit, kapasitor keramik, kapasitor mylar, kapasitor tantalum, kapasitor

polyester, kapasitor variabel (kapasitor udara) (Serway, 2004). Kapasitor menurut

polaritasnya ada dua jenis yaitu kapasitor polar dan nonpolar (Serway, 2004).

Simbol kapasitor yang umum digunakan dalam rangkaian elektronika adalah

sesuai dengan Gambar 2.5. Sedangkan contoh bentuk fisik kapasitor adalah sesuai

dengan Gambar 2.6.

Gambar 2.5 Simbol-simbol kapasitor (Wardhana, 2006).

Gambar 2.6 Contoh bentuk fisik kapasitor (Anonim VII, 2011).

II.4.3. Transformator

Transformator atau sering disebut trafo merupakan alat bekerja

berdasarkan induksi magnetik. Beberapa fungsi penting alat ini adalah untuk

menyesuaikan beda potensial listrik, untuk kepentingan filtrasi frekuensi, dan

sebagainya. Trafo yang berfungsi sebagai penyesuai beda potensial biasanya

disebut trafo daya. Trafo daya ini memiliki minimal dua blok kumparan (lilitan)

kawat berselubung (kawat email), kumparan tersebut sering disebut sebagai

kumparan primer dan kumparan sekunder (Serway, 2004). Daya listrik yang

Kapasitor VariabelKapasitor NonpolarKapasitor Polar

Page 31: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

diinputkan pada kumparan primer, secara teori sama dengan daya yang

dikeluarkan oleh kumparan sekunder (Serway, 2004). Simbol transformator dan

contoh bentuk fisik transformator sesuai dengan Gambar 2.7 dan Gambar 2.8.

Gambar 2.7. Simbol transformator (Wardhana, 2006).

Gambar 2.8. Contoh bentuk fisik transformator (Anonim VIII, 2011).

II.4.4. Dioda

Dioda merupakan komponen aktif yang terbuat dari semikonduktor. Dioda

tersusun atas semikonduktor positif dan semikonduktor negatif yang

disambungkan. Daerah dimana dua jenis semikonduktor tersebut bertemu disebut

daerah sambungan, sedangkan ujung lainnya dari semikonduktor positif disebut

anoda dan ujung lainnya dari semikonduktor negatif disebut katoda. Beberapa

jenis semikonduktor yang umum digunakan sebagai penyusun dioda adalah

silikon (Si) dan germanium (Ge) (Serway, 2004). Dioda memiliki beberpa fungsi

penting, yaitu: penyearah arus bolak-balik, pembatas beda potensial, detektor,

pengemisi cahaya, dan sebagainya (Serway, 2004). Dioda sebagai pengemisi

cahaya biasanya disebut dengan LED (Light Emitting Diode) (Serway, 2004).

Contoh bentuk fisik dioda dan simbol dioda yang sering digunakan dalam

rangkaian elektronika sesuai dengan Gambar 2.9 dan Gambar 2.10 sebagai berikut

Gambar 2.9. Contoh bentuk fisik dioda (Anonim IX, 2011).

Transf ormator

Page 32: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

Gambar 2.10. Simbol dioda (Wardhana, 2006).

II.4.5. Transistor

Transistor merupakan komponen aktif yang terbuat dari semikonduktor.

Transistor bisa tersusun atas dua semikonduktor positif dan semikonduktor negatif

atau dua semikonduktor negatif dan semikonduktor positif yang disambungkan.

Ujung dari semikonduktor yang berada di tengah disebut basis, sedangkan ujung

semikondoktor yang berfungsi sebagai keluaran disebut emitor, ujung lainnya

berfungsi sebagai masukan disebut kolektor (Serway, 2004). Ada dua jenis

susunan semikonduktor pada transistor, yaitu: positif-negatif-positif (PNP) dan

negatif-positif-negatif (NPN) (Serway, 2004). Beberapa jenis semikonduktor yang

umum digunakan sebagai penyusun transistor adalah silikon (Si) dan germanium

(Ge) (Serway, 2004). Transistor memiliki beberpa fungsi penting, yaitu: sebagai

saklar, penyetabil beda potensial, penguat sinyal, gerbang logika, dan sebagainya.

Contoh bentuk fisik transistor dan simbol transistor yang sering digunakan dalam

rangkaian elektronika sesuai dengan Gambar 2.11 dan Gambar 2.12 sebagai

berikut

Gambar 2.11. Contoh bentuk fisik transistor (Anonim X, 2011).

Gambar 2.12. Simbol transistor (Wardhana, 2006).

Dioda Dioda Zener LED

BC

E

Transistor PNP

E

CB

Transistor NPN

Page 33: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

II.4.6. Sirkuit Terintegerasi

Sirkuit terintegerasi merupakan gabungan dari beberapa komponen

elektronika. Dalam satu sirkuit terintegerasi (Intergrated Circuit atau IC) bisa

tersusun atas puluhan transistor, dioda, resistor, kapasitor, dan sebagainya

(Budiharto, 2006). Contohnya adalah IC gerbang logika MAX232 yang terdiri

atas empat gerbang not dan beberapa resistor sesuai dengan Gambar 2.13,

masing-masing gerbang not sendiri bisa terdiri atas beberapa transistor. Simbol IC

merupakan suatu diagram yang menggambarkan posisi atau konfigurasi dari pin-

pin IC tersebut. Contoh simbol IC, misalnya simbol IC MAX232 pada Gambar

2.14 yang memiliki konfigurasi 16 pin dalam kemasan dua baris.

Gambar 2.13. Diagram blok IC MAX232 (Anonim, 2006).

Gambar 2.14. Simbol IC MAX232.

MAX232

138

1110

13

45

2 6

129147

16 15

R1INR2INT1INT2INC1+C1-

C2+C2-

V+ V-

R1OUTR2OUTT1OUTT2OUT

+5VDC GND

Page 34: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

II.5. Arsitektur Mikrokontroler ATMega8535

Keluarga microcontroller unit (MCU) AVR (

proccessor) standard memiliki arsitektur 8-bit. Sebagian besar instruksi

dieksekusi dalam satu siklus clock. Sebagai perbandingan, bahwa keluarga

mikrokontroler MCS-51 membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi satu

instruksi. Hal tersebut dikarenakan perbedaan tekonologi yang diaplikasikan oleh

AVR yang dalam hal ini menggunakan teknologi RISC (Reduced Instruction Set

Computing), sedangkan MCS-51 menggunakan CISC (Complex Instruction Set

Computing) (Widodo Budiharto, 2006). Mikrokontroler ATMega8535 dilengkapi

dengan ALU (Algoritm Logic Unit) yang memungkinkan ATMega8535 dapat

memproses algorima-algoritma matematis (Koçak, 2008).

AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas yaitu: keluarga ATtiny,

keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga AT86RFxx. ATMega8535

sendiri termasuk kedalam keluarga ATMega. ATMega8535 memiliki fitur sebagai

berikut

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah yang terbagi dalam empat port, yaitu: Port A,

Port B, Port C, dan Port D. Masing-masing port terdiri dari 8 channel (8-bit)

yang dapat diakses tiap bit-nya.

2. Internal Analog to Digital Converter (Internal ADC) 10-bit 8 channel.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan komparasi.

4. Central Proccesing Unit (CPU) yang terdiri dari 32 buah register.

5. Watchdog Timer dengan oscilator internal. Merupakan fitur yang dapat

mereset mikrokontroler secara otomatis jika terjadi error.

6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori Flash sebesar 8 Kilobyte dengan kemampuan Read While Write.

8. Unit interupsi internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI (Serial Peripheral Interface).

10. Port Antarmuka I2C (Interface 2 Connector).

11. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

12. Antarmuka komparator analog.

Page 35: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

13. Port USART (Universal Syncronous Asyncronous Receiver and Transmitter)

untuk komunikasi serial. (Budiharto, 2006).

Fitur-fitur tersebut di atas terintegrasi pada sebuah chip. Adapun diagram blok

dari chip ATMega8535 adalah seperti Gambar 2.15 berikut

Gambar 2.15. Diagram Blok ATMega8535 (Anonim, 2010).

ATMega8535 memiliki 40 pin yang dikemas dalam DIP-40 (Dual In Line

Package-40). Adapun alokasi pin-pin ATMega8535 adalah sebagai berikut

1. VCC merupakan pin masukan positif catu daya.

Page 36: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

2. GND merupakan pin ground.

3. Port A (PA0 s.d. PA7) merupakan pin I/O dua arah yang dapat diprogram

sebagai pin masukan ADC.

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

yaitu: Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.

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

yaitu: TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator.

6. Port D (PD0 s.d. 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 me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 sebagai pin masukan clock eksternal.

9. AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREF sebagai pin tegangan referensi ADC.

Secara skematik, konfigurasi pin-pin atau kaki-kaki ATMega8535 dapat

dilihat pada Gambar 2.16 sebagai berikut

Gambar 2.16. Konfigurasi Pin-pin ATMega8535 (Anonim, 2010).

Sebuah mikrokontroler harus terintegrasi pada suatu Sistem Minimal

(Minimum System) yang mampu memberikan suplai energi dan sumber denyut

(clock). Meskipun sebenarnya ATMega8535 sudah memiliki clock internal, jadi

tanpa clock eksternal, ATMega8535 sudah dapat beroperasi. (Ardi Winoto, 2008)

ATMega8535

9

181920

29303110

12345678

2221

232425262728

39

11121314151617

40

38373635343332

RST

PD 4 (OC1B)PD 5 (OC1A)PD 6 (IC P)

PC 7 (TOSC2)AVC C

GN DVC C

PB0 (XCK/T0)PB1 (T1)PB2 (AIN 0/IN T2)PB3 (AIN 1/OC0)PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MISO)PB7 (SC K)

PC 0 (SC L)PD 7 (OC2)

PC 1 (SD A)PC 2PC 3PC 4PC 5

PC 6 (TOSC1)

PA1 (AD C1)

GN DXTAL1XTAL2PD 0 (R XD)PD 1 (TXD)PD 2 (IN T0)PD 3 (IN T1)

PA0 (AD C0)

PA2 (AD C2)PA3 (AD C3)PA4 (AD C4)PA5 (AD C5)PA6 (AD C6)PA7 (AD C7)

AR EF

Page 37: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

Berdasarkan hal tersebut di atas, maka ATMega8535 sudah dapat

beroperasi hanya dengan suplai tegangan +5VDC dan tegangan pentanahan

(ground), visualisasi koneksi +5VDC dan ground menuju ATMega8535 sesuai

dengan skema Minimum System pada Gambar 2.17 berikut

Gambar 2.17. Skema Minimum System ATMega8535 (Budiharto, 2006).

Pada Gambar 2.17 di atas, sistem komunikasi mikrokontroler ke piranti

luar dan jalur pengunduhan program tidak disertakan. Hal tersebut disebabkan

karena skema tersebut masih bersifat umum, sedangkan untuk proses

pengunduhan dapat dilakukan dengan piranti eksternal.

Mikrokontroler ATMega8535 ini dapat diprogram dengan bahasa

pemrograman C. Bahasa C tersebut di-compile ke ekstensi .hex sebelum

diunduhkan ke memori flash mikrokontroler (Winoto, 2008). Program yang

digunakan untuk meng-compile adalah Code Vision AVR versi 1.25.3.

Visualisasi jendela Code Vision AVR versi 1.25.3 adalah seperti Gambar 2.18

berikut

VCCU1

ATMega8535

9

181920

29303110

12345678

2221

232425262728

39

11121314151617

40

38373635343332

RST

PD4 (OC1B)PD5 (OC1A)PD6 (ICP)

PC7 (TOSC2)AVCCGNDVCC

PB0 (XCK/T0)PB1 (T1)PB2 (AIN0/INT2)PB3 (AIN1/OC0)PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MISO)PB7 (SCK)

PC0 (SCL)PD7 (OC2)

PC1 (SDA)PC2PC3PC4PC5

PC6 (TOSC1)

PA1 (ADC1)

GNDXTAL1XTAL2PD0 (RXD)PD1 (TXD)PD2 (INT0)PD3 (INT1)

PA0 (ADC0)

PA2 (ADC2)PA3 (ADC3)PA4 (ADC4)PA5 (ADC5)PA6 (ADC6)PA7 (ADC7)

AREF

VCC

Page 38: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

Gambar 2.18. Jendela Code Vision AVR Versi 1.25.3.

Sumber denyut dari ATMega8535 bisa berasal dari clock internal yang

sudah terkalibrasi atau clock eksternal. Sumber clock ini harus didefinisikan

melaui register seleksi sumber clock (CKSEL) (Anonim, 2010). Kesalahan dalam

pengaturan sumber clock ini bisa mengakibatkan ATMega8535 tidak dapat

berfungsi (mati total) (Winoto, 2008). Pengaturan sumber denyut ini bisa

dilakukan dengan AVRprog yang merupakan perangkat lunak gratis yang sudah

dipaketkan bersama AVR Studio 4.18. Adapun visualisasi dari jendela AVRprog

adalah sesuai dengan Gambar 2.19 berikut

Gambar 2.19. Jendela AVRprog.

Page 39: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

II.6. Arsitektur Sensor Ultrasonik SRF02

Sensor yang akan digunakan adalah sensor ultrasonik tipe SRF02. Fitur-

fitur dari SRF02 adalah sebagai berikut

1. Transducer tunggal,

2. Komunikasi I2C dan UART (Anonim II),

3. Data hasil pengukuran berbasis 16-bit,

4. Jarak deteksi minimum 15 cm s.d. 18 cm,

5. Bekerja sebagai slave. (Anonim III, 2009).

Adapun bentuk fisik sensor dan konfigurasi kaki-kakinya seperti pada

Gambar 2.20 berikut

a. b.

Gambar 2.20. a. Fisik Sensor Ultrasonik Tipe SRF02 (Anonim III, 2006).

b. Konfigurasi pin SRF02 (Anonim III, 2006).

Konfigurasi pin-pin sensor SRF02 tersebut adalah

1. Pin +5VDC,

2. Pin SDA (mode I2C) atau pin Rx (mode UART),

3. Pin SCL (mode I2C) atau pin Tx (mode UART),

4. Pin Mode (jika berlogika tinggi maka pada mode TWI (Two Wire Interface)

atau I2C (Interface 2 Connector), jika berlogika tinggi maka pada mode

UART),

5. Pin ground (Anonim III, 2009).

Komunikasi I2C terjadi pada pin SDA (Serial Data) dan pin SCL (Serial

Clock). Pin SDA dan SCL terletak pada Port C mikrokontroler ATMega8535. Pin

SDA dan SCL harus di pull-up 10).

S1 SRF02

Page 40: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

Sensor SRF02 beroperasi pada frekuensi 40 kHz (Anonim, 2010). Prinsip

pengukuran jarak pada sensor ini yaitu dengan memanfaatkan waktu tempuh

gelombang. Setelah mendapat perintah untuk mengukur, SRF02 akan

memancarkan gelombang ultrasonik, kemudian sensor menunggu pantulan dari

gelombang ultrasonik yang dipancarkan. Proses tersebut sesuai dengan Gambar

2.21. Proses tersebut akan menghasilkan waktu tempuh gelombang. Waktu

tempuh t sebanding dengan jarak s, sesuai dengan Persamaan 2.1 (Tipler, 1998).

Gambar 2.21. Ilustrasi pengukuran jarak menggunakan SRF02 (Pain, 2005).

Keterangan: s = jarak obyek dengan sensor (m), v = kelajuan gelombang

ultrasonik (m/s), dan t = waktu tempuh gelombang ultrasonik (s). Kelajuan

gelombang ultrasonik di udara bebas sesuai Persamaan 2.2 (Tipler, 1998).

Keterangan: v = kelajuan gelombang ultrasonik pada udara bebas dan suhu kamar

(m/s),

universal (8,314 J/mol.K), M = massa molar udara bebas (29 x 10-3 kg/mol), T =

(Tipler, 1998).

Berdasarkan keterangan tersebut, maka nilai v adalah

SRF02

Gelombang Emisi

Gelombang Pantul

Objek

Jarak

Page 41: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

II.7. Sistem Transmitter dan Receiver Data Sistem transmitter data merupakan suatu sistem yang berfungsi untuk

mengirim data. Sistem receiver data merupakan suatu sistem yang berfungsi untuk

menerima data yang dikirim oleh transmitter. Salah satu transmitter bermodulasi

FSK adalah RFM02 dan receiver RFM01 seperti Gambar 2.22 berikut

a. b.

Gambar 2.22.a. RFM01 (Anonim IV, 2006), 2.9.b. RFM02 (Anonim V, 2006).

RFM01 dan RFM02 merupakan fabrikasi dari HOPERF®©. Fitur-fitur

RFM01 adalah sebagai berikut

1. Frekuensi kerja 900MHz,

2. Antarmuka SPI,

3. Internal modulator. (Anonim IV, 2006).

Fitur-fitur RFM02 adalah sebagai berikut

1. Frekuensi operasi 900MHz,

2. Antar muka SPI,

3. Internal demodulator. (Anonim V, 2006).

Konfigurasi pin RFM01 sesuai dengan Gambar 2.10.a dengan keterangan

sebagai berikut

1. VDI adalah pin indikator kevalidan data,

2. SDI adalah pin input data SPI,

3. nSEL adalah pin seleksi chip,

4. nRES adalah pin untuk mereset output,

5. nIRQ adalah pin output interrupt,

6. DCLK adalah output clock untuk chip lainnya,

Page 42: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

7. CLK adalah output clock untuk mikrokontroler,

8. DATA adalah pin seleksi data,

9. GND adalah pin suplai tegangan negatif,

10. FFIT adalah pin status pembacaan output data,

11. SCK adalah pin clock input SPI,

12. VDD adalah pin suplai tegangan positif. (Anonim IV, 2006).

Konfigurasi pin RFM02 sesuai dengan Gambar 2.10.b dengan keterangan

sebagai berikut

1. FSK adalah pin input data termodulasi,

2. VDD adalah pin suplai tegangan positif,

3. SDI adalah pin input data SPI,

4. GND adalah pin suplai tegangan negatif,

5. nSEL adalah pin seleksi chip,

6. SCK adalah pin clock input SPI,

7. nIRQ adalah pin output interrupt,

8. CLK adalah pin output clock untuk mikrokontroler. (Anonim V, 2006).

a. b.

Gambar 2.23.a. Konfigurasi Pin RFM01 (Anonim IV, 2006),

b. Konfigurasi Pin RFM02 (Anonim V, 2006).

Sistem komunikasi SPI melibatkan pin MISO, MOSI, dan SS (Anonim,

2010). MISO dan MOSI sebagai jalur data dan SS sebagai selaksi mode master

atau mode slave. (Anonim, 2010).

J1RFM01

J2RFM02

Page 43: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

II.8. Sistem Komunikasi UART

Mikrokontroler ATMega8535 memiliki fitur khusus USART yang dapat

digunakan untuk komunikasi secara serial dengan komputer. Tegangan logika

digital mikrokontroler ATMega8535 adalah TTL (Anonim, 2010), sedangkan

tegangan logika digital dari komputer adalah RS-232, sehingga komunikasi data

antara mikrokontroler dan komputer menggunakan UART (Universal

Asyncronous Receiver Transmitter) memerlukan konverter logika (P.

Neelamegam, 2011). Data yang dikirim ke komputer tersebut dapat dijadikan

suatu data yang real-time dengan pembaruan data mencapai 8,33x10-4 detik untuk

satu byte data (Khalafi, 2011).

Konverter Logika tersebut menggunakan rangakaian yang terdiri atas IC

(Intergrated Circuit) MAX232 produksi Maxim. Adapun rangkaian konverter

logika RS-232 adalah seperti Gambar 2.24 berikut

Gambar 2.24. Rangaian Konverter Logika RS-232 (Anonim, 2006).

Data yang akan dikirim melalui UART ditampung terlebih dahulu dalam

register UDR dari mikrokontroler ATMega8535 (Winoto, 2008). Komunikasi

UART untuk menampilkan karakter di Personal Komputer menggunakan

pengkodean ASCII (Tanadumrongpattana, 2011). Pengkodean ASCII dalam

yaitu: 0-21 sebagai kode kontrol, 32-127 sebagai karakter standard, dan 128-255

sebagai karakter spesial.

C310uF/16V

C2+

C1-

C1+

V-

+5VDC

R1IN

C110uF/16V

C1-V+

TxD

RxD

V+

C2-

C210uF/16V

T1OUT

C2-

U1

MAX232

138

1110

13

45

2 6

129147

16 15

R1INR2INT1INT2INC1+C1-

C2+C2-

V+ V-

R1OUTR2OUTT1OUTT2OUT

+5VDC GND

C2+

R1IN

+5VDCC1+

C410uF/16V

GND

6

UART

DB9

7

6

5

4

3

2

1

8

9

6T1OUT

V-

Page 44: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1. Metode Penelitian

III.1.1. Pembuatan Desain

Berdasarkan teori yang telah disebutkan, ketinggian air sungai dapat

dijadikan suatu parameter untuk menentukan status bahaya suatu sungai.

Penelitian ini menitikberatkan pada pemantauan ketinggian air sungai dari jarak

jauh (telemetri). Penelitian ini memiliki dua sistem penting yaitu sistem pemancar

data dan sistem penerima data. Sistem pemancar data memiliki subsistem di

dalamnya yang bertugas untuk mengambil data yang kemudian akan dipancarkan,

subsistem tersebut tidak lain adalah alat pemantau ketinggian air berbasis sensor

ultrasonik SRF02. Diagram blok sistem pemancar data sesuai dengan Gambar 3.1

sebagai berikut

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Pemancar Data.

Sistem penerima data berfungsi menerima data yang dari sistem pemancar

data. Sistem penerima data terdiri atas tiga bagian penting yaitu modul penerima

data, mikrokontroler ATMega8535, dan personal komputer. Diagram blok dari

sistem penerima data sesuai dengan Gambar 3.2. berikut ini

Alat Pemantau Ketinggian Air

Modul Pemancar Data

Mikrokontroler ATMega8535

Antena LCD 16 kolom 2 baris

Page 45: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

Gambar 3.2. Diagram Blok Sistem Penerima Data.

Purwarupa sistem peringatan dini dalam penelitian kali ini merupakan

gabungan dari sistem pemancar data dan sistem penerima data. Jika diidealkan,

maka sistem pemancar data ditempatkan pada suartu bangunan yang disebut

sebagai stasiun pemantau, sedangkan sistem penerima datanya ditempatkan

sebagai stasiun pusat lengkap dengan sistem energinya sesuai dengan Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Desain sistem peringatan dini bencana banjir Sungai Bengawan Solo

menggunakan telemetri (a. stasiun pemantau, b. stasiun pusat, c.

SRF02, d. daerah aliran air Sungai Bengawan Solo, e. beton

penyangga sensor, f.1. sel surya stasiun pemantau, f.2. sel surya

stasiun pusat, g.1. antena pemancar data, g.2. antena penerima data h.

konektor sensor SRF02, i.1. sumber energi listrik PLN stasiun

i.2 i.1

c

d

h

e

a

f.1 f.2

b

j

g.2 g.1

Modul Penerima Data

Mikrokontroler ATMega8535

LCD 16 kolom 2 baris

Antena

Personal Komputer

Page 46: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

pemantau, i.2. sumber energi listrik PLN stasiun pusat, dan j. arah

rambat gelombang ultrasonik).

III.1.2. Pembuatan Alat Pemantau Ketinggian Air

Alat pemantau ketinggian air terdiri atas sebuah sensor ultrasonik yang

berfungsi untuk mengukur ketinggian air dan sebuah sistem dari mikrokontroler

ATMega8535 yang bertugas untuk mengontrol aktivitas sensor ultrasonik. Hasil

pengukuran jarak akan ditampilkan di sebuah LCD 16 kolom 2 baris (LCD 16x2)

sebelum datanya ditransmisikan ke stasiun pusat. SRF02 beroperasi pada jalur

I2C dengan pull-up eksternal berupa resistor 1,8 k -

bit, dengan koneksi pada Port A ATMega8535.

Mikrokontroler ATMega8535 dioperasikan bersama dengan sebuah sistem

yang dapat memasok sumber daya listrik dan osilator sesuai kebutuhan

mikrokontroler ATMega8535. Penelitian kali ini menggunakan osilator internal

yang telah dikalibrasi oleh pabrik yang membuat mikrokontroler ATMega8535.

Penulis juga menyediakan soket untuk ekspansi osilator eksternal, hal tersebut

adalah upaya preventif untuk mengantisipasi kecepatan proses mikrokontroler dan

kesalahan pada seleksi osilator. Adapun gambar sistem minimal tersebut adalah

sebagai berikut

Sensor ultrasonik yang digunakan pada penelitian kali ini adalah jenis

SRF02. Sensor tersebut memiliki output digital. Sensor SRF02 menggunakan

prosedur I2C dalam pengiriman dan penerimaan data. Sensor SRF02 memiliki

skema dan bentuk fisik seperti Gambar 3.4 berikut

a. b.

Gambar 3.4. a. Skema sensor SRF02.

b. Bentuk fisik sensor SRF02.

S1 SRF02

Page 47: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

Alat pemantau ketinggian air ini akan diintegrasikan dengan alat pemancar

data. Rangkaian listrik sistem alat pemantau ketinggian air pada penelitian kali ini

adalah sesuai dengan Gambar 3.5 berikut

Gambar 3.5. Rangkaian listrik alat pemantau ketinggian air.

III.1.3. Pembuatan Sistem Pemancar dan Penerima Data

III.1.3.1. Pembuatan Sistem Pemancar Data

Sistem pemancar data dalam penelitian kali ini adalah sebuah alat yang

dapat mengirimkan data digital secara nirkabel. Pemancar data pada penelitian

kali ini menggunakan tipe RFM02. Pemancar data RFM02 menggunakan

prosedur pengiriman data Serial Peripheral Interface (SPI). Pemancar data

RFM02 akan terintegrasi pada alat pemantau ketinggian air. Pemancar data

RFM02 dibuat oleh Hope RF Co., Ltd. Adapun skema dan bentuk fisik dari

pemancar data RFM02 adalah sesuai dengan Gambar 3.6 berikut

a. b.

Gambar 3.6. a. Pemancar data tipe RFM02.

b. Bentuk fisik RFM02.

SCL

D 3LED

XTAL1

+C 42200uF /16V

J5GND

C 5100n

C 218pF

D B5

R S+5VD C

PD0

D B4

R es et

J6GND

+5VD C

nSEL

+C 3

2200uF /16V

D B6

R W

XTAL2

J1

Power

1

23

GND

C ontrast

U 2LM7805/TO

3 1VOU T VIN

R 11k

SDA

+5VD C

R 45k 6

U 1ATMega8535

9

181920

29303110

12345678

2221

232425262728

39

11121314151617

40

38373635343332

R ST

PD4 (OC1B)PD5 (OC1A)PD6 (IC P)

PC7 (TOSC2)AVC CGNDVCC

PB0 (XCK/T0)PB1 (T1)PB2 (AIN 0/I NT2)PB3 (AIN 1/OC 0)PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MISO)PB7 (SCK)

PC0 (SCL)PD7 (OC2)

PC1 (SDA)PC2PC3PC4PC5

PC6 (TOSC1)

PA1 (ADC 1)

GNDXTAL1XTAL2PD0 (R XD )PD1 (TXD )PD2 (IN T0)PD3 (IN T1)

PA0 (ADC 0)

PA2 (ADC 2)PA3 (ADC 3)PA4 (ADC 4)PA5 (ADC 5)PA6 (ADC 6)PA7 (ADC 7)

AREF

R 21k 8

C 118pF

D B7GND

D B4

SDA

R es et

XTAL

1MH z

D B5

+5VD C

E

GND

XTAL1

SDA

SCK

GND

SCL

D 11N 4007

AC

J2

Port LC D

123456789

10

GND+VD CC ontrastR SR WED B4D B5D B6D B7

D B7

J7GND

J4

Port SR F 02

1234

+5VD CSDASCLGND

J8GND

C ontrast

XTAL2

+C 610uF /16V

D B6

SDI

R 510k

D 21N 4007

AC

GND

+5VD C

E

+5VD C+5VD C

R 31k 8

SCL

PD1

+5VD C

R W

R S

F SK

SW1

R es et

RFM021234 8

765

FSKVCCSDIGND nSEL

SCKnIRQCLK

Page 48: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

27

RFM02 dan alat pemantau ketinggian terintegrasi dalam suatu PCB dan

disebut sebagai sistem pemancar data. Adapun rangkaian listrik sistem pemancar

data yang sudah terintegrasi dengan alat pemantau ketinggian air adalah seperti

Gambar 3.7 berikut

Gambar 3.7. Rangkaian listrik sistem pemancar data.

Rangkaian listrik pada Gambar 3.7 tersebut kemudian diterjemahkan oleh

OrCAD 9.1® Capture menjadi suatu netlist. Netlist akan diterjemahkan menjadi

sebuah PCB oleh OrCAD 9.1® Layout Plus (Lingga Wardhana, 2006). Setelah

melalui proses penempatan komponen, routing, dan pembingkaian menggunakan

OrCAD 9.1® Layout Plus maka hasil dari layout PCB untuk alat pemancar data

adalah sesuai dengan Gambar 3.8 berikut

SC L

D 3

LED

PD 1

XTAL1

+ C 42200uF/ 16V

J 5GN D

C 5100n

F SK

C 218pF

D B5

R S+5VD C

PD 0

D B4

R eset

J 6GN D

+5VD C

nSEL

D B6

R W

XTAL2

J 1

Power

1

23

C ont ras t

nIR Q

PD 0

R 11k

R 81k

1 2

SD A

+5VD C

+5VD C

U 1ATMega8535

9

181920

29303110

12345678

2221

232425262728

39

11121314151617

40

38373635343332

R ST

PD 4 (OC 1B)PD 5 (OC 1A)PD 6 (I C P)

PC 7 (TOSC 2)AVC CGN DVC C

PB0 (XC K/T0)PB1 (T1)PB2 (AIN 0/I N T2)PB3 (AIN 1/OC 0)PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MI SO)PB7 (SC K)

PC 0 (SC L)PD 7 (OC 2)

PC 1 (SD A)PC 2PC 3PC 4PC 5

PC 6 (TOSC 1)

PA1 (AD C 1)

GN DXTAL1XTAL2PD 0 (R XD )PD 1 (TXD )PD 2 (I N T0)PD 3 (I N T1)

PA0 (AD C 0)

PA2 (AD C 2)PA3 (AD C 3)PA4 (AD C 4)PA5 (AD C 5)PA6 (AD C 6)PA7 (AD C 7)

AR EF

R 21k8

nSEL

C 118pF

D B7GN D

D B4

SD A

R eset

R 70,1

1 2

GN D

D 4

LED

+C 3

2200uF/ 16V

+5VD C

J 3R F M02

1234 8

765

F SKVC CSD IGN D nSEL

SC KnIR QC LK

XTAL

1MH z

D B5

+5VD C

R 45k6

+5VD C

E

GN D

XTAL1

SD A

SC K

GN D

SC L

SD I

D 11N 4007

AC

J 2

Port LC D

123456789

10

GN D+VDCC ont ras tR SR WED B4D B5D B6D B7

D 5

LED

D B7

SC K+5VD C

U 2LM7805/ TO

3 1VOU T VIN

J 7GN D

J 4

Port SR F02

1234

+5VD CSD ASC LGN D

J 8GN D

C ont ras t

XTAL2

+ C 610uF /16V

D B6

SD I

R 510k

D 21N 4007

AC

GN D

+5VD C

E

R 60,1

nIR Q

R 91k

1 2

R 31k8

SC L

PD 1

+5VD C

R W

R S

F SK

SW 1

R eset

Page 49: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

Gambar 3.8. Layout PCB sistem pemancar data.

File layout PCB dengan ekstensi .max pada Gambar 3.8 tersebut kemudian

dikirimkan ke produsen pembuat PCB untuk kemudian dicetak dan dibuat

menjadi suatu PCB alat pemancar data. Proses selanjutnya yaitu pemasangan

komponen-komponen yang dibutuhkan oleh sistem pemancar data pada PCB alat

pemancar data. Adapun bentuk fisik dari PCB alat pemancar data beserta

komponen-komponen yang sudah terpasang adalah sesuai dengan Gambar 3.9

berikut

Gambar 3.9. Sistem pemancar data.

Page 50: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

III.1.3.2. Pembuatan Sistem Penerima Data

Penerima data dalam penelitian kali ini adalah sebuah alat yang dapat

menerima data dari pemancar data secara nirkabel. Penerima data pada penelitian

kali ini menggunakan tipe RFM01. Penerima data RFM01 menggunakan prosedur

penerimaan data Serial Peripheral Interface (SPI). Adapun bentuk fisik dari

penerima data RFM01 seuai Gambar 3.10 berikut

a. b.

Gambar 3.10. a. Skema RFM01.

b. Bentuk Fisik RFM01.

Rangkaian listrik sistem penerima data adalah sesuai dengan Gambar 3.11

berikut

Gambar 3.11. Rangkaian listrik sistem penerima data.

RFM01123456 7

89101112

VDISDInSELnRESnIRQDCLK/CFIL/FFIT CLK

DATA/nFFSGND

FFIT/SDOSCKVDD

J2

Port LCD

123456789

10

GND+VDCContrastRSRWEDB4DB5DB6DB7

GND

RW

+5VDC

XTAL2

D3

LED

C2-

D11N4007

AC

J5GND

C1-

Reset

DB6

RxD

R51k

1 2

+5VDC

MOSI

PC2PC1

C910uF/16V

RS

DB4

V-

Contrast

XTAL

1MHz

J6GND

C810uF/16V

C2+

E

R1IN

J1

Power

1

23

D4LEDR2

10k

J7GND

V+

XTAL2

C5100n

V+

nSEL R810k

12

XTAL1

XTAL1

MISO

C118pF

PC1

+ C42200uF/16V

+5VDC

R41k

1 2

DB5

C1+

D6LED

SW1

Reset

DB6

RW

J3RFM01

123456 7

89101112

VDISDInSELnRESnIRQDCLK/CFIL/F FIT CLK

DATA/nFFSGND

FFIT/SDOSCKVDD

R71k

1 2

V-

Reset

+5VDC

E

nIRQ

USART

DB9

7

6

5

4

3

2

1

8

9

PC0

SCK

C218pF

TxD

+5VDC

PC0

MISOR90,1

U2LM7805/TO

3 1VOUT VIN

6

RxD

R11k

+5VDC

T1OUT

+5VDC

TxD

RS

U3

MAX232

138

111013

45

2 6

129147

16 15

R1INR2INT1INT2INC1+C1-

C2+C2-

V+ V-

R1OUTR2OUTT1OUTT2OUT

+5VDC GND

GND

+5VDC

6

nSEL

R61k

1 2

SCK

C2-

U1ATMega8535

9

181920

29303110

12345678

2221

232425262728

39

11121314151617

40

38373635343332

RST

PD4 (OC1B)PD5 (OC1A)PD6 (ICP)

PC7 (TOSC 2)AVCCGNDVCC

PB0 (XCK/T0)PB1 (T1)PB2 (AIN0/IN T2)PB3 (AIN1/OC0)PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MISO)PB7 (SCK)

PC0 (SCL)PD7 (OC2)

PC1 (SDA)PC2PC3PC4PC5

PC6 (TOSC 1)

PA1 (ADC1)

GNDXTAL1XTAL2PD0 (RXD)PD1 (TXD)PD2 (INT0)PD3 (INT1)

PA0 (ADC0)

PA2 (ADC2)PA3 (ADC3)PA4 (ADC4)PA5 (ADC5)PA6 (ADC6)PA7 (ADC7)

AREF

ContrastC610uF/16V

DB5

D5LED

MOSI

PC3

C1+

R1IN

GND

PC2

C710uF/16V

GND

R35k6

J8GND

nIRQ

+5VDC

GND

D21N4007

ACC1-

C2+

DB4

+C3

2200uF/16V

+ C1010uF/16V

PC3

GND

DB7

GND

T1OUT

D7LED

DB7

Page 51: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

Rangkaian listrik pada Gambar 3.11 tersebut kemudian diterjemahkan oleh

OrCAD 9.1® Capture menjadi suatu netlist. Netlist akan diterjemahkan menjadi

sebuah PCB oleh OrCAD 9.1® Layout Plus (Lingga Wardhana, 2006). Setelah

melalui proses penempatan komponen, routing, dan pembingkaian menggunakan

OrCAD 9.1® Layout Plus maka hasil dari layout PCB untuk alat penerima data

adalah sesuai dengan Gambar 3.12 berikut

Gambar 3.12. Layout PCB sistem penerima data.

File layout PCB dengan ekstensi .max pada Gambar 3.8 tersebut kemudian

dikirimkan ke produsen pembuat PCB. Adapun bentuk fisik dari PCB alat

pemancar data beserta komponen-komponen yang sudah terpasang adalah seperti

Gambar 3.13 di bawah ini

Gambar 3.13. Sistem penerima data.

Page 52: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

III.1.4. Pembuatan Alat Uji

III.1.4.1. Pembuatan Alat Uji Logika Mikrokontroler

Alat uji mikrokontroler pada penelitian kali ini adalah merupakan suatu

sistem minimal yang dapat digunakan untuk menguji logika digital dari suatu

mikrokontroler. Mikrokontroler ATMega8535 memiliki empat port input atau

output yang berbasis 8-bit, dalam keadaan normal semua port tersebut mampu

mengeluarkan logika digital bernilai satu dan nol. Alat uji logika mikrokontroler

ini dilengkapi dengan 32 buah LED yang tiap delapan LED terkoneksi dengan

tiap port yang ada pada mikrokontroler, power suplai 5 Volt DC 0,5 A, dan soket

DIP40 untuk mikrokontroler ATmega8535.

Alat uji logika tersebut terangkum pada sebuah PCB yang didesain

menggunakan peranti lunak OrCAD 9.1®. Rangkaian listrik alat uji logika ini

mengikuti Gambar 3.14 sebagai berikut

Gambar 3.14. Rangkaian listrik alat uji logika mikrokontroler.

PC 0

PA7

PB1

R 15 2201 2

PB4

PC 3

D 18 LED

R 28 2201 2

D 11 LED

PC 6

R 16 2201 2

D 16 LED

PA0

PD 2 PC 1

PD 0

PA5

D 30 LED

GN D

PA4

R 14 2201 2

PB5

R 9 2201 2

PA1

PA3

R 12 2201 2

R 6 2201 2

PB2

PD 7

J 1

Power

132

D 32 LED

R 3 2201 2

R 8 2201 2

PC 4

PC 0

D 33 LED

D 23 LED

PA3

PA6

PC 1

R 24 2201 2

PD 1

PB5

R 4 2201 2

PD 3D 21 LED

D 7 LED

D 01N 4007

AC

R 10 2201 2

PA6

R 13 2201 2 PD 4

PB4

D 31 LED

PB7

R 25 2201 2

XTAL

1MH z

PB3

PB0

GN D

D 13 LED

D 24 LED

PC 7

D 14 LED

PA5

PA7

D 19 LED

PC 2

PB1

PD 6

R 19 2201 2

R 26 2201 2

D 5 LED

PD 2

PC 6

D 3 LED

R 7 2201 2

PC 4

PB0

R 1 2201 2

C 218pF

PD 5

+5VD C

R 23 2201 2

C 118pF

PD 3PD 4

D 17 LED

+5VD C

U 2LM7805/ TO

3 1VOU T VIN

PC 3

R 22 2201 2

D 15 LED

D 29 LED

PB2

XTAL1

D 20 LED

D 11N 4007

AC

PD 1

R 18 2201 2

R 21 2201 2

PB3

D 9 LED

PB6

R 29 2201 2

XTAL2

R 31 2201 2

R 11 2201 2

R 27 2201 2

R 2 2201 2

R 20 2201 2

GN D

D 12 LEDPA2

PC 5PD 0

R 32 2201 2

+

C 32200uF /16V

PC 7

PA2

D 8 LED

XTAL1

PB6

D 27 LED

R 17 2201 2

R 5 2201 2

PD 7

PB7

R 30 2201 2

D 10 LED

U 1ATMega8535

9

181920

29303110

12345678

2221

232425262728

39

11121314151617

40

38373635343332

R ST

PD 4 (OC 1B)PD 5 (OC 1A)PD 6 ( IC P)

PC 7 (TOSC 2)AVC C

GN DVC C

PB0 (XC K/ T0)PB1 (T1)PB2 (AIN 0/I N T2)PB3 (AIN 1/OC 0)PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MISO)PB7 (SC K)

PC 0 (SC L)PD 7 (OC 2)

PC 1 (SD A)PC 2PC 3PC 4PC 5

PC 6 (TOSC 1)

PA1 (AD C 1)

GN DXTAL1XTAL2PD 0 (R XD )PD 1 (TXD )PD 2 ( IN T0)PD 3 ( IN T1)

PA0 (AD C 0)

PA2 (AD C 2)PA3 (AD C 3)PA4 (AD C 4)PA5 (AD C 5)PA6 (AD C 6)PA7 (AD C 7)

AR EF

D 4 LED

+5VD C

XTAL2

+5VD C

PA0

PC 5

PC 2

PA4

PD 5

D 28 LED

D 25 LED

D 6 LED

D 22 LED

PA1

D 2 LED

D 26 LED

PD 6

+

C 42200uF /16V

Page 53: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

Rangkaian listrik pada Gambar 3.14 tersebut kemudian diterjemahkan oleh

OrCAD 9.1® Capture menjadi suatu netlist. Netlist akan diterjemahkan menjadi

sebuah PCB oleh OrCAD 9.1® Layout Plus (Lingga Wardhana, 2006). Setelah

melalui proses penempatan komponen, routing, dan pembingkaian menggunakan

OrCAD 9.1® Layout Plus maka hasil dari layout PCB untuk alat uji logika

mikrokontroler adalah sesuai dengan Gambar 3.15 di bawah ini

Gambar 3.15. Layout PCB Alat Uji Logika Mikrokontroler.

Gambar 3.15 di atas menampilkan hasil layout PCB alat uji logika

Penulis. Adapun WSMM merupakan singkatan dari Warsito Surohan Mustofa

Mustofa. Penelitian kali ini menggunakan osilator internal dari ATMega8535,

adapun penempatan soket osilator eksternal hanya sebagai tindakan pencegahan

jika membutuhkan osilator yang lebih cepat dari 8 MHz.

Layout pada Gambar 3.15 tersebut kemudian dicetak dan dibuat menjadi

sebuah PCB oleh Penulis. Bentuk fisik alat tersebut sesuai Gambar 3.16 berikut

Gambar 3.16. Alat Uji Logika Mikrokontroler.

Page 54: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

III.1.4.2. Pembuatan Alat Uji LCD, Sensor, dan Protokol UART

Alat uji sensor, LCD (Liquid Crystal Display), dan protokol UART pada

penelitian kali ini adalah merupakan suatu sistem yang dapat digunakan untuk

melakukan uji tampilan LCD, kalibrasi pembacaan sensor, dan uji pengiriman

data dengan protokol UART. Alat uji LCD, sensor, dan protokol UART ini

dilengkapi dengan soket sensor SRF02, konektor DB9 betina tipe siku, konverter

logika RS-232, soket LCD, dan sebuah treker jarak sepanjang 250 cm untuk

menempatkan sensor SRF02. Treker jarak terbuat dari purwarupa rel yang dapat

digunakan untuk menempatkan SRF02 dan objek yang akan diukur jaraknya dari

SRF02.

Alat uji LCD, sensor, dan protokol UART tersebut terangkum pada sebuah

PCB yang didesain menggunakan peranti lunak OrCAD 9.1® Capture CIS.

Rangkaian listrik alat uji LCD, sensor, dan protokol UART ini sesuai Gambar

3.17 berikut

Gambar 3.17. Rangkaian listrik alat uji LCD, sensor, dan protokol UART.

DB4

D11N4007

AC

XTAL

1MHz

RxD

DB6

U3

MAX232

138

111013

45

2 6

129147

16 15

R1INR2INT1INT2INC1+C1-

C2+C2-

V+ V-

R1OUTR2OUTT1OUTT2OUT

+5VDC GND

RS

+C3

2200uF/16V

+5VDC

C710uF/16V

C510uF/16V

+5VDC

E

R31k8

TxD

D21N4007

AC

+5VDC

XTAL2

+5VDC

GND

V+

GND +5VDC

RW

TxD

DB7

6

V-

+C42200uF/16V

XTAL1

DB4

Contrast

SDA

RW

DB5

6

XTAL2

T1OUT

+5VDC

RxD

SDA

GND

C2-

J4

Port SRF02

1234

+5VDCSDASCLGND

GND

DB5

SCL

USART

DB9

7

6

5

4

3

2

1

8

9

R21k8

U1ATMega8535

9

181920

29303110

12345678

2221

232425262728

39

11121314151617

40

38373635343332

RST

PD4 (OC1B)PD5 (OC1A)PD6 (ICP)

PC7 (TOSC2)AVCCGNDVCC

PB0 (XCK/T0)PB1 (T1)PB2 (AIN0/INT2)PB3 (AIN1/OC0)PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MISO)PB7 (SCK)

PC0 (SCL)PD7 (OC2)

PC1 (SDA)PC2PC3PC4PC5

PC6 (TOSC1)

PA1 (ADC1)

GNDXTAL1XTAL2PD0 (RXD)PD1 (TXD)PD2 (INT0)PD3 (INT1)

PA0 (ADC0)

PA2 (ADC2)PA3 (ADC3)PA4 (ADC4)PA5 (ADC5)PA6 (ADC6)PA7 (ADC7)

AREF

C2+C1-

R1IN

SCL

C610uF/16V

V-

R1IN

DB6

+5VDC

XTAL1

J2

Port LCD

123456789

10

GND+VDCContrastRSRWEDB4DB5DB6DB7

+5VDC

E

SCL

C2+

C1+

C218pF

U2LM7805/TO

3 1VOUT VIN

C810uF/16V

+5VDC

T1OUTC1-

V+

RS

DB7

GND

R11k

Contrast

C118pF

J1

Power

1

23

C2-

C1+

GND

SDA

Page 55: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

34

Rangkaian listrik pada Gambar 3.17 tersebut kemudian diterjemahkan oleh

OrCAD 9.1® Capture menjadi suatu netlist. Netlist akan diterjemahkan menjadi

sebuah PCB oleh OrCAD 9.1® Layout Plus (Lingga Wardhana, 2006). Setelah

melalui proses penempatan komponen, routing, dan pembingkaian menggunakan

OrCAD 9.1® Layout Plus maka hasil dari layout PCB untuk alat uji LCD, sensor,

dan protokol UART menjadi seperti Gambar 3.18 berikut

Gambar 3.18. Layout PCB Alat Uji LCD, Sensor, Protokol UART.

PCB (gambar 3.15) tersebut merupakan inisial

nama dari nazab Penulis. Adapun WSMM merupakan singkatan dari Warsito

Surohan Mustofa Mustofa. Penelitian kali ini menggunakan osilator internal dari

ATMega8535, adapun penempatan soket osilator eksternal hanya sebagai

tindakan pencegahan jika membutuhkan osilator yang lebih cepat dari 8 MHz.

Layout pada Gambar 3.18 tersebut kemudian dicetak dan dibuat menjadi

sebuah PCB oleh Penulis. Treker untuk uji sensor SRF02 sesuai dengan Gambar

3.20 dan alat uji LCD, sensor, dan protokol UART sesuai dengan Gambar 3.19

berikut

Page 56: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

Gambar 3.19. Alat uji LCD, sensor, dan protokol UART.

Gambar 3.20. Treker untuk pengujian sensor SRF02.

Page 57: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

36

III.1.5. Metode Pengambilan Data

Penulis menggunakan metode ekperimen untuk mengambil data yang

diperlukan untuk penelitian ini. Secara garis besar, pengambilan data pada

penelitian ini merupakan pengukuran besaran panjang dan pengecekan kebenaran

logika program. Penulis memperoleh data pengujian logika mikrokontroler,

pengujian sensor, pengujian LCD, pengujian sensor SRF02, pengujian transmisi

data UART, dan pengujian transmisi data nirkabel.

III.1.5.1. Metode Pengujian Logika Mikrokontroler

Pengujian logika mikrokontroler pada penelitian kali ini berfungsi untuk

mengecek logika digital ATMega8535. Masing-masing port ATMega8535 diberi

data berupa counter 8-bit yang akan diterjemahkan oleh delapan buah LED.

Kondisi LED menggambarkan logika yang telah dieksekusi, LED yang menyala

berarti berlogika 1, dan jika mati berarti berlogika 0. Penulis menggunakan pull-

up internal ATMega8535 agar nyala dari LED dapat dilihat dengan jelas. Diagram

alir proses pengujian mikrokontroler ini adalah seperti Gambar 3.21 berikut

Gambar 3.21. Diagram Alir Pengujian Logika Mikrokontroler.

Persiapan Alat Uji Logika Mikrokontroler

Pembuatan Counter 8-bit

Pengunduhan program counter 8-bit ke mikrokontroler

Data Tabel Kebenaran Mikrokontroler

Selesai

Page 58: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

37

Program untuk menguji mikrokontroler merupakan program berbasis

bahasa pemrograman C dan dibuat menggunakan peranti lunak CodeVisionAVR

Version 1.25.3 Professional. CodeVisionAVR merupakan suatu compiler bahasa

pemrograman C untuk mirkokontroler AVR. CodeVisionAVR meng-compile

bahasa pemrograman C menjadi suatu file denga ekstensi .hex, file dengan

ekstensi .hex tersebutlah yang diunduhkan ke dalam ATMega8535. Pengunduhan

program uji ke ATMega8535 menggunakan pengunduh tipe AVR910 dengan

antarmuka perangkat keras berupa USB (Universal Serial Bus). Visualisasi alat

pengunduh adalah seperti Gambar 3.22. berikut

Gambar 3.22. Alat Pengunduh Program ke Mikorkontroler ATMega8535.

ATMega8535 dipasang pada alat pengunduh sebelum alat pengunduh

dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB. Pemasangan

ATMega8535 di alat pengunduh dan pengkoneksian dengan komputer sesuai

dengan Gambar 3.23 berikut

a. b.

Gambar 3.23. a. Pemasangan ATMega8535 pada Alat Pengunduh.

b. Proses Pengunduhan Program.

Page 59: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

38

Program counter 8-bit memiliki diagram alir seperti Gambar 3.24 berikut

Mulai

Counting up 8-bit

Port

Port

Port

Counter

Ya

Tidak

Ya

Counter=0 Tidak

DDRA=255, Port A=Counter

Counter=0 Tidak

Tidak

Counting up 8-bit

Counter

DDRA=0, DDRB=255, Port B=Counter

Tidak

Ya

Ya

Ya

A

Page 60: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

39

Gambar 3.24. Diagram Alir Program Counter 8-bit.

III.1.5.2. Metode Pengujian LCD

Pengujian LCD pada penelitian kali ini bertujuan untuk mengetahui

kemampuan LCD dalam menampilkan suatu karakter. LCD yang digunakan pada

penelitian kali ini adalah 16 kolom 2 baris (LCD 16x2), oleh karena itu, tiap

Selesai

Port D

Counter=0 Tidak

Counting up 8-bit

Counter

DDRA=DDRB=0, DDRC=255 Port C=Counter

Tidak

Ya

Counter=0 Tidak

Counting up 8-bit

Counter

DDRA=DDRB=DDRC=0, DDRD=255, Port D=Counter

Ya

Ya

A

Page 61: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

40

kolom dalam suatu baris diuji kemampuannya dalam menampilkan karakter.

Adapun diagram alir pengujian LCD ini adalah sesuai Gambar 3.25 berikut

Gambar 3.25. Diagram Alir Pengujian LCD.

Program uji LCD berbasis bahasa pemrograman C dan dibuat

menggunakan peranti lunak CodeVisionAVR Version 1.25.3 Professional.

CodeVisionAVR merupakan suatu compiler bahas pemrograman C untuk

mirkokontroler AVR. Program uji LCD yang diunduhkan ke dalam ATMega8535

harus memiliki fungsi inisialisasi LCD 16x2. Inisisalisasi LCD tersebut bertujuan

untuk memperkenalkan LCD pada mikrokontroler. Pengunduhan program uji ke

mikrokontroler ATMega8535 menggunakan pengunduh tipe AVR910 dengan

antarmuka perangkat keras berupa USB (Universal Serial Bus).

Program berfungsi menampilkan karakter =*Uji LCD 16x2*= pada baris

pertama LCD dan karakter FEWSTAT Bengawan pada baris kedua LCD.

Penampilan karakter tersebut semata-mata hanya untuk menguji LCD saja, tidak

ada makna pemilihan yang esensial dengan ditampilkannya karakter-karakter

tersebut. FEWSTAT sendiri merupakan akronim dari Flood Early Warning

Persiapan Alat Uji LCD

Pembuatan Program uji LCD

Pengunduhan program uji LCD ke mikrokontroler

Data tabel kebenaran

tampilan LCD

Selesai

Page 62: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

41

System Telemetry ATMega8535. Adapun program uji LCD yang diunduhkan ke

dalam ATMega8535 memiliki diagram alir sesuai Gambar 3.26 berikut

Gambar 3.26. Diagram Alir Program Uji LCD.

III.1.5.3. Metode Pengujian Sensor SRF02

Sensor ultrasonik SRF02 pada penelitian kali ini dioperasikan pada mode

I2C. Hal tersebut dikarenakan mode UART pada mikrokontroler akan digunakan

untuk transmisi data UART dari alat uji UART menuju personal komputer.

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik hasil pengukuran jarak

dari sensor ultrasonik SRF02. Kemampuan sensor dalam mengukur jarak akan

diukur dari jarak 0 cm sampai dengan 250 cm, meskipun sebenarnya SRF02

mampu mendeteksi jarak sampai dengan 600 cm. Hal tersebut dikarenakan treker

pengujian hanya memiliki panjang maksimum 250 cm.

Mulai

Tampilkan karakter baris I:

=*Uji LCD 16x2*=

Inisialisasi LCD

Selesai

Tampilkan karakter baris II:

FEWSTAT Bengawan

Page 63: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

42

Adapun diagram alir pengujian sensor SRF02 sesuai Gambar 3.27 berikut

Gambar 3.27. Diagram Alir Pengujian Sensor.

Objek pada pengujian ini dapat diubah-ubah posisinya terhadap SRF02.

SRF02 dipasang tetap pada posisi tertentu di treker, adapun pemasangan SRF02

pada treker sesuai Gambar 3.28 sebagai berikut

Gambar 3.28. Pemasangan SRF02 pada Treker.

Persiapan Alat Uji Sensor

Pembuatan program uji sensor

Pengunduhan program uji sensor ke mikrokontroler

Data karakteristik kemampuan pengukuran sensor

Selesai

Page 64: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

43

Program uji sensor yang diunduhkan ke dalam ATMega8535 harus

memiliki fungsi inisialisasi sensor SRF02 dan inisialisasi LCD 16x2. Inisialisasi

sensor berfungsi untuk mendefinisikan perintah-perintah sensor kepada register

ATMega8535. Inisisalisasi LCD tersebut bertujuan untuk mengalamatkan

perintah-perintah LCD pada register mikrokontroler. Hasil pengukuran dari sensor

akan ditampilkan di LCD 16x2. Adapun program uji sensor yang diunduhkan ke

dalam ATMega8535 memiliki diagram alir yang sesuai Gambar 3.29 berikut

Gambar 3.29. Diagram Alir Program Pengujian Sensor SRF02.

Mulai

Inisialisasi I2C SRF02

Inisialisasi LCD

Selesai

Mulai pengukuran jarak

Tunda 70 mS

Tampilkan hasil ukur di LCD

Page 65: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

44

III.1.5.4. Metode Pengujian Protokol UART

Pengujian UART (Universal Asyncronous Receiver Transmitter) bertujuan

untuk mengetahui kebenaran data yang ditransmisikan melalui protokol UART.

Pengujian ini meliputi transmisi karakter dari mikrokontroler ATMega8535

menuju ke personal komputer. Diagram alir pengujian protokol UART ini sesuai

dengan Gambar 3.30 berikut

Gambar 3.30. Diagram Alir Pengujian Protokol UART.

Metode pengiriman data menggunakan UART ini memerlukan suatu

program yang dapat menginisialisasi UART, I2C, dan LCD. Adapun diagram alir

program yang diunduhkan ke dalam mikrokontroler sesuai dengan Gambar 3.31 di

bawah ini

Persiapan alat uji protokol UART

Pembuatan program uji protokol UART

Pengunduhan program uji protokol UART ke mikrokontroler

Data tabel kebenaran transmisi data

UART

Selesai

Page 66: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

45

Gambar 3.31. Diagram Alir Program Pengujian Protokol UART.

III.1.4.5. Metode Pengujian Transmisi Data Nirkabel

Pengujian transmisi data nirkabel bertujuan untuk mengetahui kebenaran

data yang ditransmisikan melalui protokol SPI (Serial Peripheral Interface). Uji

ini meliputi transmisi karakter dari mikrokontroler ATMega8535 menuju ke

personal komputer. Diagram alir pengujian transmisi data nirkabel ini sesuai

dengan Gambar 3.32 berikut

Mulai

Inisialisasi UART

Inisialisasi LCD

Selesai

Mulai pengukuran jarak

Tunda 70 mS

Tampilkan hasil ukur di LCD

Inisialisasi I2C SRF02

Kirim hasil ukur melalui UART

Page 67: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

46

Gambar 3.32. Diagram Alir Pengujian Transmisi Data Nirkabel.

Metode pengiriman data menggunakan transmisi data nirkabel ini

memerlukan suatu program yang dapat menginisialisasi SPI, UART, I2C, dan

LCD. Program untuk mentransmisikan data dan program untuk menerima data

diunduh secara terpisah ke sistem penerima data dan sistem pemancar data.

Adapun diagram alir program yang diunduhkan ke dalam sistem pemancar data

dan sistem penerima data sesuai dengan Gambar 3.30 berikut

Persiapan alat uji transmisi data nirkabel

Pembuatan program uji transmisi data nirkabel

Pengunduhan program uji transmisi data nirkabel

ke mikrokontroler

Data tabel kebenaran transmisi data nirkabel

Selesai

Page 68: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

47

a. b.

Gambar 3.33. a. Diagram Alir Program Pengujian Transmisi Data Nirkabel untuk

Transmitter Data.

b. Diagram Alir Program Pengujian Transmisi Data Nirkabel untuk

Receiver Data.

Mulai

Inisialisasi SPI untuk Receiver

Inisialisasi LCD

Selesai

Mulai penerimaan data

Tampilkan data yang diterima di LCD

Inisialisasi UART

Kirim data yang diterima melalui UART

Mulai

Inisialisasi SPI untuk Transmitter

Inisialisasi LCD

Selesai

Mulai pengukuran jarak

Tunda 70 mS

Tampilkan hasil ukur di LCD

Inisialisasi I2C SRF02

Kirim hasil ukur melalui SPI (nirkabel)

Page 69: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

48

III.1.5. Diagram Alir Penelitian

Metode Penelitian tersebut pada poin III.1. terangkum dalam suatu

diagram alir penelitian. Adapun diagram alir penelitian ini secara total adalah

sesuai dengan Gambar 3.34 berikut

Gambar 3.34. Diagram Alir Penelitian.

Persiapan alat alat dan bahan

Pembuatan desain, alat pemantau ketinggian air, sistem pemancar data, dan sistem penerima data.

Pembuatan Alat Uji: Logika Mikrokontroler,

LCD, Sensor, dan Protokol UART

Data: Kebenaran logika mikrokontroler,

Kebenaran tampilan LCD, Karakteristik hasil pengukuran sensor SRF02

Kebenaran transmisi data UART, Transmisi data nirkabel

Selesai

Pengujian Sistem: Logika Mikrokontroler,

LCD 16x2, Sensor SRF02,

Protokol UART, dan Transmisi data nirkabel.

Analisis

Page 70: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

49

III.2. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dimulai pada tanggal 17 Agustus 2010 dan selesai pada

tanggal 2 Mei 2011. Adapun tempat pembuatan alat pemantau ketinggian air dan

alat penguji sistem adalah di rumah Penulis dengan alamat RT1, RW4, Desa

Kayuapak, Kecamatan Polokarto, Kabupaten Sukoharjo.

III.3. Alat dan Bahan

Alat-alat yang diperlukan untuk penelitian kali ini adalah sebagai berikut

1. Downloader ATMega8535 : 1 buah,

2. Solder 35 watt : 1 buah,

3. Atracktor : 1 buah,

4. Timah patri : 1 rol,

5. Kabel Konektor : 1 rol,

6. Lotfett padat : 1 buah,

7. Multimeter Analog : 1 buah,

8. Tool set : 1 set,

9. Jig saw 230 VAC : 1 buah,

10. Bor listrik 230 VAC : 1 buah,

11. Sarung tangan : 4 pasang,

12. Amril halus : 3 buah,

13. Baut dan Mur 5mm : 1 bungkus,

14. Spacer : 16 buah,

15. Ballpoint : 4 buah,

16. Pensil 2B : 4 buah,

17. Pensil mekanik : 4 buah,

18. Refill pensil mekanik : 1 kotak,

19. Jangka sorong : 1 buah, dan

20. Mistar stainless 50cm : 1 buah.

Sedangkan bahan-bahan yang digunakan pada penelitian kali adalah

sebagai berikut

1. Min. Sys. ATMega8535 : 4 buah,

Page 71: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

50

2. SRF02 Range Finder : 1 buah,

3. RFM01 : 1 buah,

4. RFM02 : 1 buah,

5. Antena FSK : 2 buah,

6. LCD 16x2 : 2 buah,

7. Handphone : 1 buah,

8. Personal Komputer : 1 buah,

9. Konektor DB9 : 1 buah,

10. Konektor LCD : 1 buah,

11. Konektor SRF02 : 1 buah,

12. USB to serial : 1 buah,

13. CVAVR Trial : 1 buah, dan

14. AVR Studio : 1 buah.

Page 72: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user 51

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Pengujian Logika Mikrokontroler

Mikrokontroler ATMega8535 memiliki arsitektur 8-bit, sehingga port

input dan output-nya harus mampu memproses data dalam rentang kombinasi

biner 8-bit, dengan kata lain port input dan output-nya harus mampu memproses

data dari 0 sampai dengan 255 dalam bilangan desimal. Pengecekan tersebut

melibatkan pencacah yang dapat mencacah bilangan dari 0 sampai dengan 255.

Pencacah tersebut dalam bahas pemrograman C adalah sebagai berikut

void cacah (void)

{

if (e<=255){e++;delay_ms(10000);}

else {e=0;}

}

Program tersebut di atas mengandung maksud jika variable bernilai angka lebih

kecil atau sama dengan 255, maka variable akan dinaikkan nilainya satu

bilangan bulat dalam skala bilangan desimal, dan seterusnya jika sudah bernilai

sama dengan 255, maka akan direset menjadi sama dengan nol.

Hasil dari proses pencacahan akan ditulis ke port mikrokontroler

ATMega8535. Adapun program untuk menuliskan hasil pencacahan ke port

mikrokontroler ATMega8535 adalah sebagai berikut

if (PORTA<255){cacah();DDRA=0xff;PORTA=e;}

else if (PORTB<255) {DDRA=0;cacah();DDRB=0xff;PORTB=e;}

else if (PORTC<255)

{DDRA=DDRB=0;cacah();DDRC=0xff;PORTC=e;}

else if (PORTD<255)

{DDRA=DDRB=DDRC=0;cacah();DDRD=0xff;PORTD=e;}

else {PORTA=PORTB=PORTC=PORTD=0;};

Program tersebut mengandung arti, jika bernilai lebih kecil dari 255,

maka program akan memanggil fungsi . Eksekusi selanjutnya yaitu mengisi

Page 73: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

52

pull-up port A dengan nilai 255 dan disamakan dengan nilai pada

variabel . Tujuan dari pengisian pull-up port A dengan nilai 255 adalah untuk

memberikan tegangan senilai 5VDC ke port A sehingga nyala dari LED pada alat

uji logika mikrokontroler menjadi lebih terang dan jelas untuk dibaca oleh

Penulis. Jika sudah bernilai sama dengan 255, maka program akan

mengecek . Jika bernilai kurang dari 255, maka pull-up port A

akan dinolkan agar nyala dari LED pada port A tidak membingungkan Penulis

pada saat membaca data pada port B. Fungsi kembali dipanggil, kemudian

pull-up port B diisi dengan nilai 255, dan selanjutnya disamakan dengan

nilai yang ada dalam variabel . Proses tersebut di atas berulang sampai

bernilai sama dengan 255, kemudian program kembali lagi mengisi .

Pengujian logika mikrokontroler sesuai dengan grafik Gambar 4.1 berikut

Gambar 4.1.a. Grafik Uji Port A. Gambar 4.1.b. Grafik Uji Port B.

y = x

0

64

128

192

256

0 64 128 192 256

Por

t A

Input Data

Uji MikrokontrolerPort A

y = x

0

64

128

192

256

0 64 128 192 256

Por

t B

Input Data

Uji MikrokontrolerPort B

Page 74: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

53

Gambar 4.1.c. Grafik Uji Port C. Gambar 4.1.d. Grafik Uji Port D.

Berdasarkan Gambar 4.1.a, Gambar 4.1.b, Gambar 4.1.c, dan Gambar

4.1.d, maka dapat disimpulkan bahwa mikrokontroler ATMega8535 yang

digunakan pada penelitian ini memiliki logika kebenaran yang sah (100%) sesuai

dengan arsitektur dari ATMEL yang menyebutkan bahwa ATMega8535 memiliki

arsitektur 8-bit. Hal tersebut terbukti dari grafik pengujian yang menampilkan

kebenaran nilai dari pencacah dengan nilai keluaran dari masing masing port.

Secara analisis grafik Gambar 4.1.a, Gambar 4.1.b, Gambar 4.1.c, dan Gambar

4.1.d, sudah menunjukkan kemiringan yang bernilai satu, sehingga ketelitiannya

bernilai satu. Sedangkan contoh visualisasi nyala LED pada saat diberi logika

tinggi adalah sesuai Gambar 4.2 sampai dengan Gambar 4.5 berikut ini

a. b.

Gambar 4.2.a. Contoh visualisasi saat port A bernilai 1.

b. Contoh visualisasi saat port A bernilai 149.

y = x

0

64

128

192

256

0 64 128 192 256

Por

t C

Input Data

Uji MikrokontrolerPort C

y = x

0

64

128

192

256

0 64 128 192 256

Por

t D

Input Data

Uji MikrokontrolerPort D

Page 75: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

54

a. b.

Gambar 4.3.a. Contoh visualisasi saat port B bernilai 31.

b. Contoh visualisasi saat port B bernilai 163.

a. b.

Gambar 4.4.a. Contoh visualisasi saat port C bernilai 209.

b. Contoh visualisasi saat port C bernilai 244.

a. b.

Gambar 4.5.a. Contoh visualisasi saat port D bernilai 73.

b. Contoh visualisasi saat port D bernilai 201.

Page 76: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

55

Beda potensial dari tiap bit port ATMega8535 jika berlogika tinggi adalah

sebesar 5 VDC diukur menggunakan voltmeter, nilai tersebut sudah sesuai dengan

karakteristik listrik yang disebutkan dalam datasheet ATMega8535 (Anonim,

2010). Contoh visualisasi pengukuran tegangan keluaran dari tiap bit pad semua

port ATMega8535 sesuai dengan Gambar 4.6 sebagai berikut

a. b.

c. d.

Gambar 4.6.a. Contoh visualisasi pengukuran tegangan port A.4.

b. Contoh visualisasi pengukuran tegangan port B.2.

c. Contoh visualisasi pengukuran tegangan port C.1.

d. Contoh visualisasi pengukuran tegangan port D.5.

Page 77: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

56

IV.2. Pengujian LCD

Alat utama yang digunakan pada uji LCD ini adalah LCD 16 baris 2

kolom (LCD16x2). LCD yang digunakan merupakan fabrikasi dari Shenzen

Topway Technology Co., Ltd. Program yang diunduhkan ke dalam

mikrokontroler adalah sebagai berikut

sprintf(baris1,"=*Uji LCD 16x2*=");

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts(baris1);

lcd_gotoxy(0,1);

sprintf(baris2,"FEWSTAT Bengawan");

lcd_puts(baris2);

Pemanggilan fungsi berfungsi untuk mengisi memori flash

dengan . Variabel sendiri berisi karakter

akibat pengisian . Kursor LCD

kemudian ditempatkan di kolom pertama baris pertama sesuai dengan perintah

, setelah itu karakter yang berada di variabel baris1 dituliskan ke

LCD dengan perintah . Proses penampilan data pada baris

kedua secara prinsip sama dengan proses penampilan karakter pada baris pertama,

untuk menuju baris kedua, kursor diarahkan dengan perintah .

Baris kedua menampilkan karakter . Adapun gambar dari

tampilan karakter berdasarkan program pengujian LCD 16x2 ini adalah seperti

Gambar 4.7 berikut

Page 78: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

57

Gambar 4.7. Hasil Pengujian LCD.

IV.3. Pengujian Sensor SRF02

Sensor ultrasonik SRF02 memiliki dua mode komunikasi. Penulis

menggunakan mode I2C pada penelitian kali ini. Protokol I2C membutuhkan pin

SDA (Serial Data) dan SCL (Serial Clock). Penulis memberikan pull-up eksternal

berupa resistor dengan nilai 1,8 k sesuai dengan rekomendasi dari ATMEL dan

Devantech. Hasil pengukuran dari SRF02 adalah 16-bit sedang mikrokontroler

dan protokol yang digunakan untuk komunikasi data adalah 8-bit sehingga 8-bit

teratas dari hasil pengukuran diterima terlebih dahulu baru kemudian 8-bit bawah.

Program pengujian sensor ini melibatkan beberapa fungsi program,

diantaranya fungsi dan . Fungsi berfungsi

untuk memerintahkan SRF02 untuk memulai pengukuran. Adapun fungsi

yang diunduhkan adalah sebagai berikut

i2c_start();

i2c_write(SRF02);

i2c_write(0);

i2c_write(81);

i2c_stop();

Perintah berfungsi untuk memulai komunikasi I2C.

ATMega8535 dikenalkan dengan alamat SRF02 melalui perintah

Page 79: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

58

Pengukuran dimulai dengan perintah . Satuan

hasil ukur sensor yang digunakan pada penelitian kali ini adalah cm, penentuan

satuan yang digunakan tersebut adalah dengan perintah . Perintah

berfungsi untuk menghentikan komunikasi I2C. Setelah memanggil

fungsi mulai_ukur, maka diberikan penundaan waktu sebesar 70 ms, karena untuk

melakukan satu kali pengukuran, SRF02 membutuhkan waktu selama 65 mS.

mulai_ukur();

delay_ms(70);

Fungsi merupakan fungsi untuk menunda eksekusi perintah

berikutnya, jika diisi dengan 70 berarti program akan melakukan penundaan

selama 70 ms.

Sedangkan fungsi yang diunduhkan adalah sebagai berikut

i2c_start();

i2c_write(SRF02);

i2c_write(reg);

i2c_start();

i2c_write(SRF02 | 1);

data=i2c_read(0);

i2c_stop();

Setelah memulai protokol I2C dan memperkenalkan alamat SRF02, kemudian

program memerintahkan SRF02 untuk mempersiapkan hasil pengukuran jarak

dengan perintah . Variabel merupakan penentu segmen yang

akan diambil. Jika diisi dengan nilai 2, maka data yang diambil adalah 8-bit

data yang tertinggi. Jika diisi dengan nilai 3, maka data yang diambil adalah

8-bit data yang terendah. Kemudian komunikasi I2C di-restart dengan perintah

setelah itu program mengenalkan kembali alamat SRF02 ditambah

dengan nilai 1 yang merupakan bit permintaan izin ATMega8535 untuk membaca

atau mengambil data hasil pengukuran 16-bit (8-bit teratas kemudian 8-bit

terbawah) dari SRF02. Isi variabel disamakan dengan fungsi pembacaan

hasil ukur .

Page 80: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

59

Alat bantu yang digunakan untuk uji SRF02 ini adalah sebuah rel

alumunium sepanjang 250 cm yang berfungsi untuk menempatkan objek dan

SRF02. Data sebagai variabel bebas yang diperoleh akan ditampilkan pada LCD

16x2 dan data sebagai variabel terikatnya adalah nilai pengukuran menggunakan

mistar. Berdasarkan hasil pengujian, maka diperoleh grafik sperti Gambar 4.8

berikut

Gambar 4.8. Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Jarak 0 cm s.d. 250 cm.

Pengujian pada penelitian ini membuktikan bahwa alat ini tidak cocok jika

dipakai di daerah pengujian jarak sekitar 0 cm sampai dengan 19 cm dikarenakan

ketidakpastian selisih data pengujian (deviasi) mencapai 3,75 cm, sehingga

kesalahan relatifnya mencapai 70,15%. Kemudian pada jarak 20 cm sampai

dengan 90 cm selisih pengujiannya adalah 0 cm, dengan kesalahan relatifnya

adalah 0%. Pengujian pada jarak 95 cm sampai dengan 190 cm selisih

pengujiannya adalah 1 cm, dengan kesalahan relatifnya adalah 0%. Pengujian

pada jarak 200 cm sampai dengan 250 cm selisih pengujiannya adalah 2 cm,

dengan kesalahan relatifnya adalah 0%.

Sesuai dengan analisis di atas, bahwa SRF02 tidak cocok jika digunakan

untuk mengukur jarak antara 0 cm sampai dengan 19 cm, dan menujukkan

0

50

100

150

200

250

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

Pen

guk

uran

den

gan

Sens

or (c

m)

Pengukuran dengan Mistar (cm)

Uji Sensor Ultrasonik

Page 81: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

60

kesalahan relatif yang tinggi. Jika grafik tersebut difragmentasikan ke dalam tiga

grafik berdasarkan deviasi datanya, maka akan diperoleh grafik seperti pada

Gambar 4.9, Gambar 4.10, Gambar 4.11, dan Gambar 4.12 di bawah ini

Gambar 4.9. Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Segmen Jarak 0 s.d. 19 cm.

Gambar 4.10. Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Segmen Jarak 20 cm - 90 cm.

Grafik pada Gambar 4.10 tersebut sudah merupakan grafik dengan fungsi .

Grafik pada Gambar 4.10 tersebut menunjukkan bahwa pada range pengukuran 20

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Pen

guk

uran

den

gan

Sens

or (c

m)

Pengukuran dengan Mistar (cm)

Uji Sensor SRF02Segmen Jarak 0 cm - 19 cm

y = x

0

20

40

60

80

100

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Pen

guk

uran

den

gan

Sens

or(c

m)

Pengukuran dengan Mistar(cm)

Uji Sensor SRF02Segmen jarak 20 cm - 90 cm

0

Page 82: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

61

cm sampai dengan 90 cm tidak memerlukan koreksi rekayasa pada program

pembacaan jaraknya.

Gambar 4.11. Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Segmen Jarak 95 cm s.d. 190 cm.

Grafik pada Gambar 4.11 tersebut merupakan grafik dengan fungsi

. Grafik pada Gambar 4.11 tersebut menunjukkan bahwa pada range

pengukuran 95 cm sampai dengan 190 cm memerlukan koreksi rekayasa pada

program pembacaan jaraknya. Adapun koreksi rekayasa tersebut adalah sebagai

berikut

if ((jarak>=94)&&(jarak<=189)){jarak+=1;}

Koreksi tersebut mengandung arti, jika jarak yang terbaca oleh sensor berada di

range , maka hasil pengukuran (jarak) akan selalu ditambah

dengan 1.

Grafik pada Gambar 4.12 tersebut di bawah ini, sudah merupakan grafik

dengan fungsi . Grafik pada Gambar 4.9 tersebut menunjukkan bahwa

pada range pengukuran 198 cm sampai dengan 248 cm memerlukan koreksi

rekayasa pada program pembacaan jaraknya. Adapun koreksi rekayasa tersebut

adalah sebagai berikut

else if ((jarak>=198)&&(jarak<=248)){jarak+=2;}

y = x - 1

0

50

100

150

200

90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Pen

guk

uran

den

gan

Sens

or(c

m)

Pengukuran dengan Mistar(cm)

Uji Sensor SRF02Segmen Jarak 95 cm - 190 cm

0

Page 83: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

62

Koreksi tersebut mengandung arti, jika jarak yang terbaca oleh sensor

berada di range , maka hasil pengukuran (jarak) akan selalu

ditambah dengan 2.

Gambar 4.12. Hasil Pengujian Sensor SRF02 pada Segmen Jarak 195 cm s.d. 250 cm.

Contoh visualisasi proses pengujian SRF02 sesuai dengan Gambar 4.13

sebagai berikut.

a. b.

Gambar 4.13.a. Contoh visualisasi proses pengujian SRF02.

b. Perbesaran Gambar 4.13.a.

y = x - 2

0

50

100

150

200

250

195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250

Pen

guk

uran

den

gan

Sens

or(c

m)

Pengukuran dengan Mistar(cm)

Uji Sensor SRF02Segmen Jarak 200 cm - 250 cm

0

Page 84: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

63

IV.4. Pengujian Transmisi Data UART

Pengujian transmisi data UART ini melibatkan rutin-rutin program seperti

pada pengujian SRF02 ditambah dengan inisialisasi UART dan interupsi UART.

Bagian inisialisasi UART pada program adalah sebagai berikut

void uart_init (void)

{

UCSRA=0x02;

UCSRB=0x98;

UCSRC=0x86;

UBRRH=0x00;

UBRRL=0x0C;

}

Program tersebut mengandung arti pengisian register UCSRA dengan nilai 2 atau

mengatur baud rate menjadi dua kali lipatnya, pengisian register UCSRB dengan

nilai 152 atau mengatur interupsi dalam pengiriman data serta pin Tx dan Rx pada

ATMega8535, mengisi UCSRC dengan nilai 134 atau mengatur komunikasi pada

jalur asynchronous serta lebar data yang dikirim menjadi 8-bit, mengisi UBRRH

dengan nilai 0 serta UBRRL dengan nilai 12 atau mengatur baud rate menjadi

9600 bit per detik.

Vektor interupsi pada transmisi data UART ini berfungsi untuk

memastikan kevalidan data, adapun adalah sebagai berikut

interrupt [USART_TXC] void usart_tx_isr(void)

{

if (tx_counter)

{

--tx_counter;

UDR=tx_buffer[tx_rd_index];

if (++tx_rd_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_rd_index=0;

};

}

Page 85: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

64

Artinya, jika sudah sesuai dengan , maka barulah register UDR diisi

dengan nilai buffer datanya, dan jika nilai increase dari sudah sama

dengan , maka transmisi dinyatakan selesai dengan cara

mengenolkan .

Proses pengiriman data pada transmisi data UART menggunakan perintah

. Karakter yang akan dikirimkan diletakkan di dalam tanda kurung.

Pengkodean pengiriman data ini menggunakan ASCII sehingga karakter 1 sama

dengan 48 dalam kode ASCII. Adapun proses pengiriman data UART adalah

sebagai berikut

void transmit (void)

{

algoritm();

putchar(dlmmtr+48);

delay_ms(1);

putchar(',');

delay_ms(1);

putchar(bkoma1+48);

delay_ms(1);

putchar(bkoma2+48);

delay_ms(1);

putchar(0x20);

delay_ms(1);

putchar('m');

delay_ms(1);

putchar(0x0B);

delay_ms(1);

putchar(0x0D);

delay_ms(1);

}

Perintah berarti perintah untuk mengirimkan karakter koma.

Perintah mengandung arti mengirimkan karakter yang

Page 86: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

65

nilainya sesuai dengan nilai yang berada pada variabel . Adapun

penundaan selama 1 mili detik bertujuan untuk menunggu selesainya proses

pengiriman data sebelumnya. Asumsi tersebut berasal dari baud rate data 0,83

karakter tiap mili detik.

Data yang tampil di LCD 16x2 dibandingkan dengan data yang tampil di

personal komputer. Pengujian transmisi data UART ini sesuai dengan grafik pada

Gambar 4.14 di bawah ini

Gambar 4.14. Hasil Pengujian Transmisi Data UART.

Grafik pada Gambar 4.14 sudah menunjukan grafik , yang

mengandung arti bahwa kesalahan relatif pada transmisi data UART adalah 0%.

Hasil dari transmisi data UART ini ditampilkan pada layar hyperterminal dengan

baud rate 9600 bit per detik, tanpa pariti, satu stop bit, dan tidak ada penguasa kontrol

aliran data.

Adapun contoh visualisasi proses pengujian UART sesuai dengan Gambar

4.15 sebagai berikut

y = x

0

50

100

150

200

250

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

Nila

i Pen

guk

uran

di K

ompu

ter

(cm

)

Nilai Pengukuran di LCD(cm)

Uji Transmisi Data UART

Page 87: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

66

a. b.

Gambar 4.15.a. Contoh visualisasi proses pengujian UART saat jarak = 50 cm.

b. Perbesaran Gambar 4.15.a.

a. b.

Gambar 4.16.a. Contoh visualisasi proses pengujian UART saat jarak = 130 cm.

b. Perbesaran Gambar 4.16.a.

Gambar 4.17. Contoh visualisasi konfigurasi UART pada saat pengujian UART.

Page 88: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

67

Bagian pojok kiri bawah jendela hyperterminal pada Gambar 4.17

mengindikasikan konfigurasi sistem komunikasi UART yang sedang digunakan.

Angka-angka 9600-8-N-1 mengandung arti bahwa baud rate yang digunakan adalah

9600 bps, mode pengiriman data 8-bit, N menunjukkan tanpa pariti, dan 1

menunjukkan stop bit-nya adalah satu. Koneksi antara alat uji UART dengan personal

komputer menggunakan kabel USB to serial sesuai Gambar 4.18 berikut

Gambar 4.18. Contoh visualisasi koneksi alat uji UART dengan personal komputer

pada saat proses pengujian UART.

IV.5. Pengujian Transmisi Data Nirkabel

Transmisi data nirkabel memiliki dua komponen penting yaitu transmitter

dan receiver. Transmisi data nirkabel pada penelitian kali ini menggunakan

protokol SPI. Alat yang akan mentransmisikan data adalah RFM02 yang dipasang

pada sistem pemancar data dimana ada sistem pemantau ketinggian air di dalam

sistem pemancar data tersebut. Sistem pemancar data ini akan mengirimkan data

dari sistem pemantau ketinggian air menuju receiver-nya. Alat yang digunakan

untuk menerima data pada penelitian kali ini adalah RFM01. Data yang diterima

RFM01 kemudian ditampilkan di LCD 16x2 sistem penerima data.

Program yang digunakan untuk membaca ketinggian air menggunakan

SRF02 pada mode I2C dan program untuk menampilkan karakter di LCD sama

seperti yang telah tercantum pada program pengujian SRF02. Inti dari program

pengiriman data menggunakan RFM02 adalah pada preprocessor

Page 89: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

68

yang berfungsi mendefinisikan saluran masuk dan keluar dari

RFM02. Kemudian RFM02 diinisialisasi dengan . Rutin yang

digunakan untuk mengirimkan data adalah .

Program yang digunakan untuk menampilkan karakter di LCD dan

program untuk mengirim data menggunakan protokol UART sama seperti yang

telah tercantum pada program pengujian protokol UART. Inti dari program

penerimaan data menggunakan RFM01 adalah pada preprocessor

yang berfungsi mendefinisikan saluran masukan dan keluaran dari

RFM02. Kemudian RFM02 diinisialisasi dengan . Rutin yang

digunakan untuk menerima data adalah . Data yang diterima

oleh RFM01 kemudian ditampilkan di LCD 16x2 dan dikirimkan ke personal

komputer untuk kemudian ditampilkan menggunakan hyperterminal. Adapun

pengaturan hyperterminal adalah baud rate 9600 bit per detik (bps), tanpa pariti, satu

stop bit, dan tidak ada penguasa kontrol aliran data.

Jika data yang ditampilkan di LCD 16x2 pada sistem pemancar data di

bandingkan dengan data yang tampil di hyperterminal personal komputer, dan

ditabulasikan maka akan terbentuk grafik seperti pada Gambar 4.19 berikut ini

Gambar 4.19. Hasil Pengujian Transmisi Data Nirkabel.

y = x

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100

Nila

i Pen

guk

uran

di K

ompu

ter

(cm

)

Nilai Pengukuran di LCD Pemancar Data (cm)

Uji Transmisi Data Nirkabel

Page 90: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

69

Grafik pada Gambar 4.19 sudah menunjukan grafik , yang

mengandung arti bahwa kesalahan relatif pada transmisi data nirkabel adalah 0%.

Pengujian transmisi data nirkabel ini dilakukan pada jarak antara RFM02 dan RFM02

sejauh kira-kira 2 meter. Adapun contoh visualisasi proses pengujian transmisi data

nirkabel adalah sesuai Gambar 4.20 sampai dengan Gambar 4. sebagai berikut

a. b.

Gambar 4.20.a. Contoh visualisasi stasiun pusat saat proses pengujian transmisi

data nirkabel.

b. Contoh visualisasi stasiun pemantau saat proses pengujian

transmisi data nirkabel.

Gambar 4.21. Contoh visualisasi jarak antara stasiun pusat dan stasiun pemantau

pada saat proses pengujian transmisi data nirkabel.

Page 91: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

70

a. b.

Gambar 4.22.a. Contoh visualisasi stasiun pemantau saat proses pengujian

transmisi data nirkabel dengan pembacaan SRF02 = 24 cm.

b. Contoh visualisasi stasiun pusat saat proses pengujian

transmisi data nirkabel dengan data yang diterima = 24 cm.

a. b.

Gambar 4.23.a. Contoh visualisasi stasiun pemantau saat proses pengujian

transmisi data nirkabel dengan pembacaan SRF02 = 75 cm.

b. Contoh visualisasi stasiun pusat saat proses pengujian

transmisi data nirkabel dengan data yang diterima = 75 cm.

Page 92: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

71

a. b.

Gambar 4.24.a. Contoh visualisasi stasiun pemantau saat proses pengujian

transmisi data nirkabel dengan pembacaan SRF02 = 100 cm.

b. Contoh visualisasi stasiun pusat saat proses pengujian

transmisi data nirkabel dengan data yang diterima = 100 cm.

Page 93: Purwarupa Sistem Peringatan Dini - digilib.uns.ac.id... · BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun oleh NIM M0206038 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian ... Gambar 3.8 Layout

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

72

72

BAB V

PENUTUP

V.1. Simpulan

Berdasarkan uraian hasil dan pembahasan yang telah dikemukakan di bab

sebelumnya, Penulis menyimpulkan bahwa: sistem peringatan dini yang dibuat

pada penelitian kali ini tidak sesuai untuk daerah pengukuran 0 cm sampai dengan

19 cm dari muka air sampai sensornya, sistem peringatan dini akan ideal jika

digunakan untuk daerah pengukuran 20 cm sampai dengan 250 cm dari muka air

sampai sensornya, dan perawatan sistem peringatan dini bencana banjir ini bisa

mengacu pada skripsi ini.

V.2. Saran

Berdasarkan simpulan, hasil, pembahasan, dan untuk mendapatkan sistem

peringatan dini bencana banjir yang lebih berkualitas pada penelitian selanjutnya,

Penulis menyarankan agar mengidealkan dan mempublikasikan sistem tersebut

sehingga dapat menjadi suatu sistem peringatan dini bencana banjir yang formal

(Parker, 2009).