Upload
leminh
View
222
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
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
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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
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
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.
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.
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).
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xxi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Listing Program .................................................................. 58
Lampiran B. Data Penelitian .................................................................... 57
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.
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.
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.
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
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).
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
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
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).
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
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
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
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
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.
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.
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
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
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.
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
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
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,
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
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-
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
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
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
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
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
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.
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
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.
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
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.
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
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
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.
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
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
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,
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.
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
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
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
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.
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.
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
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
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 .
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
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
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
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
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;
};
}
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
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
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.
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
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
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.
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.
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.
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).