Zz Full Skripsiq

PROTOTIPE ALAT UKUR TINGGI DAN VOLUME AIR PADA

WADAH BENTUK KUBUS 37,50 CM3 BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA8535

SKRIPSI

Oleh :

RINALDO PATTINASARANY

NIM : 2008 - 77 026

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PATTIMURA

AMBON

2014

PROTOTIPE ALAT UKUR TINGGI DAN VOLUME AIR PADA

WADAH BENTUK KUBUS 37,50 CM3 BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Skripsi ini Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat

Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Oleh :

RINALDO PATTINASARANY

NIM : 2008 - 77 026

JURUSAN FISIKA


UNIVERSITAS PATTIMURA

AMBON

2014

HALAMAN PENGESAHAN

SKRIPSI: PROTOTIPE ALAT UKUR TINGGI DAN VOLUME AIR PADA

WADAH BENTUK KUBUS 37,50 CM3 BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA8535; ATAS NAMA: RINALDO PATTINASARANY (NIM:2008-77-

026) TELAH DIPERTAHANKAN DIHADAPAN PANITIA UJIAN SARJANA


UNIVERSITAS PATTIMURA AMBON PADA :

HARI : JUMAT

TANGGAL : 14 MARET 2014

TEMPAT : RUANG UJIAN FMIPA UNIVERSITAS PATTIMURA

DAN TELAH DITERIMA SESUAI KEPUTUSAN PANITIA UJIAN SARJANA:

PANITIA UJIAN SARJANA

KETUA

Dr. P. Kakisina, S.Pd, M.Si

NIP. 19700310 199903 1 002

ANGGOTA

PEMBIMBING I

R. R. Lokollo, S.Si, M.Si

NIP. 19691105 200003 1 002

PEMBIMBING II

R. Talapessy, S.Si., M.Sc

NIP. 19820729200801 1 007

PENGUJI I

G. Loupatty, S.Si, M.Si

NIP. 19700215 199903 2 001

PENGUJI II

Drs. P. J Patty, M.Sc,Ph.D

NIP. 19670822 199306 1 001

PENGUJI III

H. Andayany, S.Si., M.Sc

NIP. 19830502200801 2 011

DISAHKAN OLEH:

Pj DEKAN

Dr. P. Kakisina, S.Pd, M.Si

NIP. 19700310 199903 1 002

DIKETAHUI OLEH:

KETUA JURUSAN

R. R. Lokollo, S.Si, M.Si

NIP. 19691105 200003 1 002

RIWAYAT PENDIDIKAN

Rinaldo. Pattinasarany, dilahirkan di Ambon

pada tanggal 12 Desember 1990 sebagai anak ke

dua (2) dari tiga bersaudara, dari pasangan

MARCUS PATTINASARANY (Ayah) dan

DESSY.M. RALAHALU/ P (Ibu).

Penulis menyelesaikan pendidikan dasar

sampai pendidikan menengah atas di Ambon.

Pendidikan dasar dimulai pada tahun 1995 pada SD Negeri Teladan Ambon dan di

selesaikan pada tahun 2002. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di

SLTP Negeri 2 Ambon dan di selesaikan pada tahun 2005. Kemudian penulis

melanjutkan pendidikan di YPKPM SMA Kristen Ambon pada tahun akademik

2007/2008.

Pada tahun 2008/2009, penulis diterima sebagai mahasiswa di Universitas

Pattimura Ambon pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, jurusan

Fisika melalui jalur penerimaan siswa - siswi berprestasi (PSSB).

Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar sarjana maka penulis melakukan

penelitian dengan judul PROTOTIPE ALAT UKUR TINGGI DAN VOLUME

AIR.

Di bawah bimbingan :

Pembimbing I : R. R. LOKOLLO, S.Si, M.Si

Pembimbing II : R. TALAPESSY, S.Si, M.Sc.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis naikan kehadirat Bapa di surga karena kasih, karunia,

anugerah, berkat, pemeliharaan serta bimbingannya hingga penyusunan skripsi ini

dapat selesai dengan judul PROTOTIPE ALAT UKUR TINGGI DAN

VOLUME AIR PADA WADAH BENTUK KUBUS 37,50 CM3

BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA8535 .

Penulis menyadari dan mengakui bahwa seluruh langkah menuju keberhasilan

dan kesuksesan tidak terlepas dari bantuan maupun kerja sama semua pihak yang

dengan tulus hati bersedia meluangkan segenap tenaga, pikiran dan waktunya demi

kelengkapan penulis skripsi ini. Oleh sebab itu, pada kesempatan ini penulis

menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang tulus kepada :

1. Bapak Rektor UNPATTI yang telah menerima dan memberikan kesempatan

kepada penulis untuk dapat menyelesaikan pendidikan di dalam Universitas

Pattimura.

2. Bapak Dekan Fakultas MIPA yang telah juga menerima dan memberikan

kesempatan kepada penulis, serta membantu penulis selama mengikuti

perkuliahan untuk dapat menyelesaikan pendidikan pada Fakultas MIPA

UNPATTI.

3. Para pembantu Dekan dalam lingkungan Fakultas MIPA yang telah membantu

penulis selama ini.

4. Bapak R. R. Lokollo, S.Si., M.Si selaku ketua Jurusan Fisika FMIPA Unpatti

dan pembimbing I, yang senantiasa meluangkan waktu, meluangkan argumentasi

dengan berbagai ilmu dan pengetahuan kepada penulis sehingga skripsi ini boleh

terselesaikan.

5. Bapak R. Talapessy, S.Si., M.Sc selaku pembimbing II yang telah menunjukan

dedikasi dan loyalitas yang tinggi dalam memberikan arahan kepada penulis

dalam penulisan skripsi ini.

6. Bapak F. Manuhuttu, S.Si., M.Sc yang telah banyak memberikan arahan dan

masukan kepada penulis selama penyusunan skripsi ini.

7. Seluruh staf pengajar FMIPA khususnya jurusan Fisika, yang selama ini

membekali penulis dengan berbagai disiplin ilmu.

8. Kepala laboratorium ELINS yang telah menyediakan fasilitas untuk penulis

melakukan penelitian.

9. Seluruh pegawai FMIPA, yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan

administrasi perkuliahan sampai pada penyelesaian skripsi ini.

10. Bapak Raja Desa Kairatu Kecamatan SBB yang telah bersedia menerima penulis

sebagai mahasiswa KKN.

11. Bapak Utap Kwalomine dan Mama Yos Kwalomine bersama keluarga yang telah

bersedia menerima penulis selama masa KKN 39 GELOMBANG II TAHUN

2012/2013.

12. Sahabat sahabatku Gremi, Fently, Emang, Rillond, dan teman teman

seperjuangan AFI 2008 Edo, Oland, Eda, Dede, Icha, Acha, Etin, Gechan, Au,

Eris, Biken, Jess, Cristin, Titi.

13. Secara khusus Papa, Mama dan Selda atas semangat, dorongan dan cinta kasih,

dana dan doa serta bantuan selama perkuliahan hingga penulisan skripsi ini.

14. Dorin saimima yang telah memberikan semangat, cinta kasih dan bantuan selama

ini.

15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah membantu

baik secara langsung maupun tidak langsung.

Akhirnya, penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak

kekurangan, dengan demikian penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun demi penyempurnaan skripsi ini agar dapat dipergunakan bagi

pengembangan ilmu fisika, serta dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Ambon, 28 Februari 2014

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... iii

ABSTRAK . vi

ABSTRACT ... vii

DAFTAR ISI .. viii

DAFTAR TABEL .. x

DAFTAR GAMBAR . xiii

DAFTAR LAMPIRAN .. xv

BAB I. PENDAHULUAN . 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah ... 4

1.3. Tujuan Penelitian. 4

1.4. Manfaat Penelitian... 4

BAB II. LANDASAN TEORI ... 5

2.1. Potensiometer .. 5

2.2.1. Konstruksi Potensiometer .... 6

2.2.3. Potensiometer Linier ... 7

2.3. Mikrokontroler ATmega8535.. 8

2.3.1 Konstruksi ATmega8535 . 11

2.3.2 Pin pin pada Mikrokontroler Atmega8535 ... 13

2.4. LCD (Liquid Cristal Display) . 16

2.5. LED (Light Emitting Diode) ... 19

2.6. Fluida ... 21

BAB III. METODE PENELITIAN 23

3.1. Alat dan Bahan 23

3.2.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler Ketinggian air .. 24

3.2.2 Perancangan Wadah Air ... 25

3.2.3 Membuat Program Pada Rangkaian Mikrokontroler ... 26

3.2.4 Proses Pengujian Potensiometer ... 28

3.2.5 Pengujian Alat secara Keseluruhan .. 33

3.2.6 Bagan Alir Penelitian ... 34

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .. 34

4.1. Pengukuran Ketinggian Air Pada Box dan LCD 34

4.2. Pengukuran Ketinggian Dan Volume Air Pada LCD . 36

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 40

5.1. Kesimpulan . 40

5.2. Saran 40

DAFTAR PUSTAKA 41

LAMPIRAN ... 42

DAFTAR TABEL

Tabel Judul Halaman

1

2

3

4

5

6

7

8

Tabel fungsi khusus port A ................................

Tabel fungsi khusus port B ................................

Tabel fungsi khusus port C ................................

Tabel fungsi khusus port D ................................

Kalibrasi Pengkuran Ketinggian Air pada LCD

Kalibrasi Pengukuran Ketinggian Air Pada Multimeter

.

Pengukuran Ketinggian Air Pada Wadah dan LCD ..

Pengukran ketinggian dan perubahan volume air ..

13

14

15

16

29

31

36

38

DAFTAR GAMBAR

Gambar Judul Halaman

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Potensiometer ..

Mikrokontroler AVR Atmega 8535

Pin pin Mikrokontroler ATmega8535 ....

Rangkaian Skematik Minimum IC Atmega8535

LCD 2 16 .

Rangkaian Modul LCD ...

Bentuk fisik LED

Rangkaian Skematik minimum Mikrokontroler Atmega8535

.

Box Pengukuran Ketinggian air ..

Diagram Alir program Tinggi dan Volume air ...

Grafik hasil Kalibrasi pada tampilan LCD .

Grafik hasil Kalibrasi pada tampilan Multimeter Digital

.

Pengujian Rangkaian secara keseluruhan ...

Bagan alir Pengukuran Tinggi dan Volume air ..

Grafik Pengukuran Ketinggian air pada Wadah dan LCD .

5

8

10

11

17

19

20

24

26

27

30

32

33

34

37

Gambar Judul Halaman

16

17

18

19

20

21

22

23

Grafik Pengukuran Ketinggian Air pada Wadah dan

Volume Air pada LCD .

Grafik hasil uji karakteristik potensiometer secara

keseluruhan pada tampilan LCD ..

Grafik hasil uji karakteristik potensiometer secara

keseluruhan pada tampilan Multimeter digital .

Box Penelitian Ketinggian Air .

Rangkaian Mikrokontroler

Proses Pengambilan Data .

Proses Pengambilan Data dengan Ketinggian 10 cm .

Proses Pengambilan Data dengan Ketinggian 30 cm ...

39

43

45

47

47

48

48

48

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Judul Halaman

1

2

Tabel hasil uji karakteristik potensiometer secara

keseluruhan pada tampilan LCD ..

Tabel hasil uji karakteristik potensiometer secara

keseluruhan pada tampilan Multimeter digital .

42

42

3 Listing program sistem akuisisi data (SAD) program

pembacaan ketinggian dan volume air ..

44

4

Dokumentasi proses pembuatan dan pengambilan

data. Prototipe alat ukur tinggi dan volume air .

44

ABSTRAK

Ketinggian air mengungkapkan posisi air pada kedalaman tertentu seperti kedalaman

air sungai atau air laut dan ketinggian air dalam suatu tangki. Ketinggian air penting

untuk diamati terutama untuk tujuan keselamatan manusia atau ketepatan proses

dalam suatu produksi. Di provinsi Maluku terlebih khusus kota Ambon, keberadaan

sungai terkadang menjadi suatu ancaman, yaitu pada saat debit air yang mengalir

melebihi kondisi normal, atau yang lebih dikenal dengan sebutan banjir. Dari

permasalahan di atas maka dibuatlah suatu alat yang dapat mengukur tinggi dan

volume air dalam bentuk prototipe secara digital dengan menggunakan pelampung

yang ditaruh pada permukaan air dan dihubungkan dengan poros potensiometer.

Ketika pelampung tersebut mendapat tekanan ke atas maka pelampung tersebut akan

mengubah level tegangan yang dilewatkan pada potensiometer tersebut. Pengukuran

ini menggunakan mikrokontroler ATmega8535 sebagai sistem akuisisi data terhadap

Tinggi dan volume air akan ditampilkan dalam satuan sentimeter pada sebuah LCD.

Kata kunci : Ketinggian Volume Air, Potensiometer, Mikrokontroler ATmega8535.

ABSTRACT

A water level denotes a position of water at certain depth, for instance the depth of a

river or the sea or the depth of water inside a tank. The water level is important to be

studied, in particular for the safety issue and for the benefit of a production. In the

province of Maluku, especially in the city of Ambon, the rivers sometimes become a

threat; in the time of rainy season, it results in a flood. In this research, a digital

instrument to measure the water level and volume inside a tank using a float on the

water surface connected to a potentiometer. When the float is forced upward, it will

change the potential level through the potentiometer. This instrument uses

ATmega8535 as a data acquisition system, where the water level and volume are

displayed in an LCD.

Keywords : The height volume of water , Potentiometers , Microcontroller ATmega8535 .

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ketinggian air, mengungkapkan posisi air pada kedalaman tertentu seperti

kedalaman air sungai atau air laut dan ketinggian air dalam suatu tangki. Ketinggian

air penting untuk diamati terutama untuk tujuan keselamatan manusia atau ketepatan

proses dalam suatu produksi. Misalnya air sungai naik diatas ambang batas aman

akan mengancam jiwa penduduk yang tinggal di sekitar sungai. Di provinsi Maluku

terlebih khusus kota ambon, keberadaan sungai terkadang menjadi suatu ancaman,

yaitu pada saat debit air yang mengalir melebihi kondisi normal, atau yang lebih

dikenal dengan sebutan banjir.

Saat ini perkembangan teknologi berkembang dengan sangat pesat, tak terkecuali

perkembangan pada bidang pengukuran. Dalam pengukuran fluida termasuk

penentuan tekanan, ketinggian, dan volume dalam sebuah wadah. Terdapat banyak

cara melaksanakan pengukuran-pengukuran, misalnya : langsung, tak langsung.

Pengukuran debit secara langsung terdiri dari atas penentuan volume atau berat

fluida yang melalui suatu penampang dalam suatu selang waktu tertentu. Metoda tak

langsung bagi pengukuran debit memerlukan penentuan tinggi tekanan, perbedaan

tekanan atau kecepatan dibeberapa dititik pada suatu penampang dan dengan besaran

perhitungan debit. Oleh karena itu metode yang digunakan dalam pengukuran fluida

dalam pipa, wadah. Salah satunya dengan menggunakan plat orifice. Pengukuran

debit adalah merupakan hal yang paling sering dilakukan untuk kebutuhan proses

dalam skala laboratorium. Peralatan orifice meter merupakan peralatan pengukuran

aliran yang paling banyak digunakan karena memerlukan sedikit perawatan,

konstruksi sederhana dan mudah diinstalasikan.

Saat ini masih menggunakan tanda garis yang dibuat sedemikan rupa. Salah satu

parameter hidrologi yang berkaitan dengan sungai adalah tinggi muka air (water

level) sungai (Muh Khabir, 2011). Banyak hal yang bisa dicermati dengan

mengetahui tinggi muka air (TMA) suatu aliran, diantaranya adalah debit aliran dan

sistem aliran sungai. Alat ukur TMA bertipe pelampung dapat menggunakan berbagai

jenis sensor, salah satu diantaranya adalah potensimeter. Pada penelitian terdahulu

yang dilakukan ole Triesnawati (2006) dan kajian mengenai pengukuran dengan

memanfaatkan apungan dan potensiometer sebagai transduser tinggi muka air (Arif

Surtono, 2006)., potensiometer digunakan sebagai sensor perubahan tinggi muka air.

Alat ukur tinggi muka air otomatis pada umumnya terdiri dari dua bagian penting,

yaitu bagian mekanik dan elektronik. Kedua bagian tersebut memiliki peran yang

sama pentingnya. Suatu alat pengukuran prototipe tinggi muka dan volume air akan

dapat bekerja dengan baik apabila kedua bagian tersebut bekerja sesuai dengan

fungsinya.

Pada penelitian ini pengukuran tinggi permukaan dan volume air ini dilakukan

dengan menggunakan variabel tahanan geser sebagai sensor yang dihubungkan

dengan pelampung. Ketika pelampung tersebut mendapat tekanan ke atas maka

pelampung tersebut akan mengubah level tegangan yang dilewatkan pada tahanan

variabel geser tersebut. Pengaturan sistem secara keseluruhan menggunakan Ic

ATmega8535. Hasil pengukuran ketinggian dan volume air tersebut akan ditampilkan

dalam bentuk digital dengan satuan sentimeter pada LCD.

1.2 Perumusan Masalah

Pada tugas akhir ini, permasalahan yang akan dibahas adalah :

1. Bagaimana merancang alat untuk mengukur tinggi permukaan air menggunakan

komponen elektronika yaitu potensiometer?

2. Bagaimana mengkalibrasi perubahan ketinggian air terhadap perubahan keluaran

potensiometer ?

3. Bagaimana menampilkan volume air dari perubahan ketinggian muka air pada

LCD ?

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah :

1. Merancang alat untuk mengukur tinggi permukaan air dengan memanfaatkan

potensiometer.

2. Mengkalibrasi perubahan ketinggian air terhadap perubahan keluaran

potensiometer untuk mendapatkan ketinggian air yang sebenarnya.

3. Menampilkan volume air terhadap perubahan ketinggian air pada LCD.

1.4 Manfaat Penelitian

Alat ini akan menghasilkan sistem akusisi data tinggi permukaan dan volume air

dari sebuah wadah yang ditampilkan pada LCD. Selain itu dapat membantu

perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya ilmu kajian fisika pada

mata kuliah elektronika.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Potensiometer

Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang

membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan

(salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor

variabel atau Rheostat (Anonimous 2013 : 1). Potensiometer biasanya digunakan

untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat.

Potensiometer yang dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai

transduser, misalnya sebagai sensor joystick.

Gambar 1. Potensiometer

(sumber : Anonimous 2013 : 1 )

Potensiometer memiliki 3 kaki/terminal fungsi, fungsi dari kaki kedua

potensiometer adalah sebagai output atau keluaran tegangan, dan kedua kaki lainya

yaitu kaki pertama sebagai tegangan masuk (VCC) sebesar 5 volt dan kaki

POROS TENGAH

TERMINAL /

KAKI 1

TERMINAL /

KAKI 2

TERMINAL/

KAKI 3

ketiga sebagai Ground. Potensiometer yang digunakan sebagai pengendali volume

kadang-kadang dilengkapi dengan sakelar yang terintegrasi, sehingga potensiometer

membuka sakelar saat penyapu berada pada posisi terendah.

Cara paling umum untuk mengubah-ubah resistansi dalam sebuah sirkuit adalah

dengan menggunakan resistor variabel atau Rheostat. Sebuah rheostat adalah resistor

variabel dua terminal dan seringkali didesain untuk menangani arus dan tegangan

yang tinggi. Biasanya rheostat dibuat dari kawat resistif yang dililitkan untuk

membentuk koil toroid dengan penyapu yang bergerak pada bagian atas toroid,

menyentuh koil dari satu lilitan ke lilitan selanjutnya.

Potensiometer digunakan untuk mengendalikan analog (misalnya pengendali

suara pada peranti audio), dan sebagai pengendali masukan untuk sirkuit elektronik.

Pada penelitian ini potensiometer digunakan sebagai sensor yang dapat memberikan

tegangan keluaran dan di tampilkan pada LCD dan juga Multimeter tipe fluke.

2.2.1 Konstruksi Potensiometer

Sebuah potensiometer biasanya dibuat dari sebuah unsur resistif semi-lingkar

dengan sambungan geser (penyapu). Unsur resistif, dengan terminal pada salah satu

ataupun kedua ujungnya, berbentuk datar atau menyudut, dan biasanya dibuat dari

grafit, walaupun begitu bahan lain mungkin juga digunakan sebagai gantinya.

Penyapu disambungkan ke terminal lain. Untuk potensiometer putaran tunggal,

penyapu biasanya bergerak kurang dari satu putaran penuh sepanjang kontak.

Potensiometer "putaran ganda" juga ada, elemen resistifnya mungkin berupa pilinan

dan penyapu mungkin bergerak 10, 20, atau lebih banyak putaran untuk

menyelesaikan siklus.

Walaupun begitu, potensiometer putaran ganda murah biasanya dibuat dari unsur

resistif konvensional yang sama dengan resistor putaran tunggal, sedangkan penyapu

digerakkan melalui gir cacing (Rusmadi, Dedy.2001: 206). Disamping grafit, bahan

yang digunakan untuk membuat unsur resistif adalah kawat resistansi, plastik partikel

karbon dan campuran keramik-logam yang disebut cermet.

Pada potensiometer geser linier, sebuah kendali geser digunakan sebagai ganti

kendali putar. Unsur resistifnya adalah sebuah jalur persegi, bukan jalur semi-lingkar

seperti pada potensiometer putar. Potensiometer tersedia dengan relasi linier ataupun

logaritmik antara posisi penyapu dan resistansi yang dihasilkan (hukum

potensiometer atau "taper"). Pembuat potensiometer jalur konduktif menggunakan

pasta resistor polimer konduktif yang mengandung resin dan polimer, pelarut,

pelumas dan karbon (Yuri, Francis: 1995). Jalur dibuat dengan melakukan cetak

permukaan pada substrat fenolik dan memanggangnya pada oven. Proses

pemanggangan menghilangkan seluruh pelarut dan memungkinkan pasta untuk

menjadi polimer padat. Proses ini menghasilkan jalur tahan lama dengan resistansi

yang stabil sepanjang operasi.

2.2.3 Potensiometer Linier

Pada penelitian ini menggunakan Potensiometer linier karena mempunyai unsur

resistif dengan penampang konstan, menghasilkan peranti dengan resistansi antara

penyapu dengan salah satu terminal proporsional dengan jarak antara keduanya.

Potensiometer linier digunakan jika relasi proporsional diinginkan antara putaran

sumbu dengan rasio pembagian dari potensiometer (Anonimous 2013 : 3), misalnya

pengendali yang digunakan untuk menyetel titik pusat layar osiloskop.

2.3. Mikrokontroller AVR ATmega8535

Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan

mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi

baru (Hardiansyah, S. 2011).

Gambar 2. Mikrokontroler AVR Atmega 8535

(sumber : Anonimous 2013 : 2)

Dari gambar di atas. Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai

berikut :

1. Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman

assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian

sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem.

2. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan

I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler

dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai

dengan kebutuhan sistem.

3. Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer

sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah

instruksi atau program.

4. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan

memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.

5. Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak

dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah.

Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.

Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM

internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll (Wardhana, Lingga. 2006).

Serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535.

Gambar. 3 Pin pin Mikrokontroler ATmega8535

(Sumber: Hendawan Soebhakti )

Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai

berikut (Agus Bejo, 2007):

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.

2. ADC internal sebanyak 8 saluran yamg terdapat pada port A.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. SRAM sebesar 512 byte.

6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.

7. Port antarmuka SPI

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

9. Antarmuka komparator analog.

10. Port USART untuk komunikasi serial.

11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

12. Dan lain-lainnya.

Gambar 4. Rangkaian skematik minimum IC Atmega8535

2.3.1 Konstruksi ATmega8535

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program,

memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah

Widodo Budiharto, 2006).

A. Memori program

ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang terpetakan

dari alamat 0000h 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit.

B. Memori data

ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi

3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32

byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari

IC1

ATmega8535

PB2(INT2/AIN0)3

XTAL212

XTAL113

PB1(T1)2

PD2(INT0)16

PD3(INT1)17

PD4(OC1B)18

PD5(OC1A)19

GND11 VCC10

PB7[SCK)8 PB6[MISO)7 PB5(MOSI)6 PA4(ADC4)

36

PA5(ADC5)35

PA6(ADC6)34

PA7(ADC7)33

AREF32

PA3(ADC3)37

PB0(XCK/T0)1

PB3(OC0/AIN1)4

PB4(SS)5

RESET9

PD0(RXD)14

PD1(TXD)15

PD6(ICP)20

PD7(OC2)21

PA0(ADC0)40

PA1(ADC1)39

PA2(ADC2)38

AGND31

AVCC30

PC7(TOSC2)29

PC6(TOSC1)28

PC527

PC426

PC325

PC224

PC1(SDA)23

PC0(SCL)22

C1

27p

C2

27p Y1

8 MHz

0

R1

4,7K

C3

27p

VCC +5V

J1

CON8

12345678

J2

CON8

1 2 3 4 5 6 7 8

J3

CON8

12345678

J4

CON8

12345678

0

VCC +5V

PB[0..7 ]Ke LCD penampil

PC[0..6] Kerangkaian Penggerak

Kerangkaian keypad

PA1, masukan pin Enable

PA0, masukan pin RS

memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai

I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori

data SRAM.

C. Memori EEPROM

ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari

memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses

dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register

EEPROM Data, dan register EEPROM Control.

ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran

ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535

dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain

itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode

operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah

disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri. (Finawan, A., Azhar dan Amra, S.

2003).

2.3.2 Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535

Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline

Package) dapat dilihat pada gambar 3. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi

dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. GND merukan pin Ground.

3. Port A (PortA0PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan

ADC. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor(dapat diatur per bit).

Output buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display

LED secara langsung. Data Direction Register port A(DDRA) harus disetting terlebih

dahulu sebelumPortAdigunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-

pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu,

kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D

converter.

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port A

Pin Fungsi Khusus

PA0 Input ADC PA0

PA1 Input ADC PA1

PA2 Input ADC PA2

PA3 Input ADC PA3

PA4 Input ADC PA4

PA5 Input ADC PA5

PA6 Input ADC PA6

PA7 Input ADC PA7

4. Port B(PortB0PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi

khusus, etiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor(dapat diatur per bit).

Output buffer Port Bdapat memberi arus 20 mAdan dapat mengendalikan display

LED secara langsung. Data Direction Register port B(DDRB) harus disetting terlebih

dahulu sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan

pin-pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. seperti

dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B

5. Port C (PortC0PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi

khusus. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor(dapat diatur per

bit). Output buffer Port Cdapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan

display LED secara langsung. Data Direction Register port C(DDRC) harus disetting

Pin Fungsi Khusus

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)

PB5 MOSI (SPI Bus Master Input/Slave Intput)

PB4 SS (SPI Slave Select Input)

PB3

AIN 1 (Analog Comparator Negative Input)

OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match

Output)

PB2

AIN0 (Analog Comparator Negative Input)

INT2 (External Interrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

PB0

T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)

terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin

memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai

output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki

fungsialternatifsebagaioscillatoruntuk timer / counter2. seperti dapat dilihat pada tabel

dibawah ini.

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port C

6. Port D (PortD0PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi

khusus. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor(dapat diatur per

bit). Output buffer Port Ddapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan

display LED secara langsung. Data Direction Register port D(DDRD) harus disetting

terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin

memfungsikan pin-pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika

sebagai output.seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini. (Hardiansyah, S. 2011).

Pin Fungsi Khusus

PC7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin2)

PC6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin1)

PC5 Input/Output

PC4 Input/Output

PC3 Input/Output

PC2 Input/Output

PC1 SDA (Two-Wire Serial Buas Data Input/Outputline)

PC0 SDA (Two-Wire Serial Buas Buas Clock Line)

Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port D

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Pada penelitian ini rangkaian mikrokontroler digunakan sebagai Satuan Akusisi

Data (SAD) untuk memperlihatkan ketinggian air (cm) dan tinggi volume air (cm3)

pada LCD (Liquid Cristal Display).

2.4 LCD 2 16 (Liquid Cristal Display)

LCD adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai

penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya dalam alat alat

elektronik seperti tele visi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada LCD berwarna

semacam monitor terdapat banyak sekali titik cahaya yang terdiri dari satu buah

Pin Fungsi Khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)

PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Input Compare A Match Output)

PD4 OC1B (Timer/Counter1 Input Compare B Match Output)

PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD2 INT0 ( External Interrupt 1 Input)

PD1 TXD (Usart Output Pin)

PD0 RXD (Usart Intput Pin)

kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun

kristal cair ini tidak dapat memancarkan cahaya sendiri.

Sumber cahaya didalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna

putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya

puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membuat tampilan citra. Kutub kristal cair

yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik

yang timbul dan oleh karenanya hanya akan memberikan beberapa warna diteruskan

sedangkan warna lainnya tersaring.

Gambar 5. LCD 2 16

(sumber: Anonimous 2013)

Pada gambar diatas diperlihatkan rangkaian modul LCD yang akan dihubungkan

dengan rangakaian mikrokontroler, dimana didalamnya terdapat 16 terminal yang

mempunyai fungsi masing-masing, yaitu :

Pin 1 (GND): pin ini berhubungan dengan tegangan +5 volt yang

merupakan tegangan untuk sumber daya dari HD44780 (khusus untuk modul

M1632 keluaran Hitachi, pin ini adalah VCC).

Pin 2 (VCC): pin ini berhubungan dengan tegangan 0 volt (ground) dari

modul LCD (khusus untuk modul M1632 keluaran Hitachi, pin ini adalah GND).

Pin 3 (VEE/VLCD): Tegangan pengatur kontras LCD, kontras mencapai

nilai maksimum pada saat kondisi pin ini pada tegangan 0 volt.

Pin 4 (RS): Register Select, pin pemilih register yang akan diakses. Untuk

akses ke register data, logika dari pin ini adalah 1 dan untuk akses ke register

perintah, logika dari pin ini adalah 0.

Pin 5 (R/W): logika 1 pada pin ini menunjukkan bahwa modul LCD sedang

pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukkan bahwa modul LCD sedang

pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak membutuhkan pembacaan pada

modul LCD, pin ini dapat langsung dihubungkan ke ground.

Pin 6 (E): Enable Clock LCD, pin mengaktifkan clock LCD. Logika 1

pada pin ini diberikan pada saat penulisan atau pembacaan data.

Pin 7-14 (D0-D7): Data Bus, kedelapan pin modul LCD ini adalah bagian

dimana aliran data sebanyak 4 bit ataupun 8 bit mengalir saat proses penulisan

maupun pembacaan data.

Pin 15 (Anoda): berfungsi untuk tegangan positif dari backlight modul LCD

sekitar 4,5 volt (hanya terdapat untuk M1632 yang memiliki backlight).

Pin 16 (Katoda): tegangan negatif backlight modul LCD sebesar 0 volt

(hanya terdapat untuk M1632 yang memiliki backlight).

Gambar 6. Rangkaian modul LCD

(Sumber: Eka Permata, 2011)

2.5 LED (Light Emiting Diode)

LED adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi

konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya (Depari, Ganti : 1992).

LED mampu menghasilkan cahaya yang berbeda-beda menurut semikonduktor

yang digunakan dan jenis bahan semikonduktor tersebut akan menghasilkan

panjang gelombang yang berbeda sehingga cahaya yang dihasilkan bebeda pula.

LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi

cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan

phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda

pula.

Gambar 7. Bentuk fisik LED

(Sumber: Ledi Dianto )

Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah,

kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa

dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED

selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi

dayanya. LED Superbright terbuat dari bahan Gallium (Ga), Arsen (As), dan

Fosfor (P) atau disingkat GaAsP dan ditempatkan dalam suatu wadah yang

tembus pandang. Pada penelitian ini LED digunakan sebagai lampu indikator.

Gambar simbol LED dan bentuk fisik LED.

2.6 Fluida

Pada umumnya materi dapat di bedakan menjadi tiga wujud, yaitu padat, cair

dan gas. Benda padat memiliki sifat mempertahankan bentuk dan ukuran yang tetap.

Jika gaya bekerja pada benda padat, benda tersebut tidak langsung berubah bentuk

atau volumenya (Asnal Effendi, M.T.). Benda cair tidak mempertahankan bentuk

tetap, melainkan mengambil bentuk seperti tempat yang ditempatinya, dengan

volume yang tetap, sedangkan gas tidak memiliki bentuk dan volume tetap melainkan

akan terus berubah dan menyebar memenuhi tempatnya. Karena keduanya memiliki

kemampuan untuk mengalir. Zat memiliki kemampuan untuk mengalir disebut

dengan zat cair atau fluida.

Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi) secara

permanen. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam

fluida tersebut akan terbentuk lapisan-lapisan di mana lapisan yang satu akan

mengalir di atas lapisan yang lain, sehingga tercapai bentuk baru. Fluida dibedakan

menjadi fluida statik yaitu fluida dalam keadaan diam tidak mengalir dan fluida

dinamik. Fluida terbagi atas berbagai macam gaya-gaya maupun tekanan-tekanan di

dalam fluida yang diam. Bila fluida telah mendapatkan bentuk akhirnya, semua

tegangan geser tersebut akan hilang sehingga fluida berada dalam keadaan

kesetimbangan.

Cairan dengan rapat massa yang kecil akan lebih mudah mengalir dalam keadaan

laminer. Dalam aliran fluida perlu ditentukan besarannya, atau arah vektor kecepatan

aliran pada suatu titik ke titik yang lain. Agar memperoleh penjelasan tentang medan

fluida, kondisi rata-rata pada daerah atau volume yang kecil dapat ditentukan dengan

instrument yang sesuai. Peralatan instrument merupakan bagian dari kelengkapan

keterpasangan peralatan yang dapat digunakan untuk mengetahui dan memperoleh

sesuatu yang dikehendaki dari suatu kegiatan kerja peralatan mekanik. Salah satu

peralatan instrument yang penting adalah alat ukur. Alat-alat ukur instrument yang

dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran suatu fluida disebut dengan

alat ukur fluida. Alat ukur aliran fluida dari dua bagian pokok yaitu :

1. Alat Ukur Primer

Yang dimaksud alat ukur primer adalah bagian alat ukur yang berfungsi

sebagai alat perasa (sensor).

2. Alat Ukur Sekunder

Sedangkan alat ukur sekunder adalah bagian yang mengubah dan menunjukkan

besaran aliran yang dirasakan alat perasa supaya dapat dibaca.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat - alat yang digunakan dalam penilitian :

1. Power suplay AC

2. Multimeter digital tipe Fluke

Bahan - bahan yang digunakan :

1. Potensiometer

2. Mikrokontroler ATmega 8535

3. LCD 2 16

4. Papan PCB lubang IC

5. Kapasitor 22

6. Kapasitor 10

7. Trimpot 4K7

8. Switch 4 kaki

9. X-tal 11,0592

10. Soket pasangan 3 kaki



13. Kabel pelangi 1 meter

14. LED 6 buah

15. Resistor 100

16. Wadah air (Gambar. 9)

3.2.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler Ketinggian Air

Pada penelitian ini rangkaian mikrokontroler menggunakan IC Atmega 8535

yang digunakan sebagai Satuan Akuisisi Data (SAD) untuk memperlihatkan

ketinggian air (cm) dan volume air (cm3) pada LCD (Liquid Cristal Display).

Gambar 8. Rangkaian Skematik minimum

Mikrokontroler Atmega 8535

Pada gambar diatas fungsi masing masing kaki pin IC Atmega 8535. Port A

pada kaki pin 38 sampai 40 yang berfungsi sebagai pin masukan ADC yang

dihubungkan dengan kaki sensor potensiometer, Port B pada kaki pin 1 sampai 8

yang berfungsi sebagai pin input/output dan pin fungsi khusus

(MOSI,MISO,SCK,SS, dan GND), Port C pada kaki pin 22 sampai 29 yang berfungsi

sebagai led indikator ketinggian air, dan Port D pada kaki pin 14 sampai 21 yang

sebagai fungsi khusus yang terhubung dengan LCD. LCD akan menampilkan

ketinggian air dalam satuan (cm) dan volume air dengan satuan (cm3).

3.2.2 Perancangan Wadah Air

Perancangan box Pengukuran ketinggian air tersusun atas beberapa bahan utama

yaitu Mika, alumanium siku, pelampung, kawat, pipa 1 inch, water pass dan

potensiometer. Dengan ukuran box panjang 50 cm, lebar 25 cm, tinggi 40 cm. Untuk

pengukuran dalam penelitian ini, pengukuran ketinggian air dimulai dari titik nol

sebagai titik awal sampai ketinggian 30 m.

Dalam wadah pelampung dihubungkan dengan potensiometer melalui kawat

yang ditancapkan pada poros tengah potensiometer. Dengan rancang bangun

pengukuran ketinggian air seperti pada gambar. 9 pelampung mendeteksi gerakan

permukaan air secara vertikal yang ditempatkan dalam pada box yang bebas dari

gerakan horizontal air. Selain itu kesederahanaan rancangan dan harga komponen

yang relatif dijangkau sangat mudah direalisasikan.

Gambar 9. Box Pengukuran Tinggi Muka Air

Dari gambar box pengukuran tinggi muka air diatas. Box dalam keadaan terisi air

setinggi 5 cm dari alas box ke angka 0 cm (sebagai titik awal pengukuran), hal ini

bertujuan untuk pelampung dapat mengambang dan memutar poros sensor

potensiometer.

3.2.3 Membuat Program pada Rangkaian Mikrokontroler

Pada perancangan alat ini menggunakan menggunakan kompiler BASCOM AVR

(Basic Compiler AVR), dengan pertimbangan bahwa kompiler ini cukup lengkap

karena dilengkapi simulator untuk LED, LCD. Basic Compiler(BASCOM-AVR)

merupakan software compiler (penerjemah untuk bahasa tingkat tinggi) dengan

menggunakan bahasa Basic yang dibuat untuk melakukan pemrograman chip-Chip

mikrokontroler tertentu, salah satunya ATMega8535. Berikut diagram alir

perancangan perangkat lunak.

Gambar 10. Diagram alir program tinggi dan volume air

Diagram alir di atas dapat dilihat bahwa untuk mengukur tinggi dan volume air,

maka proses yang dilakukan dalam perancangan lunak ialah inisialisasi LCD.

Kemudian tampilan awal dengan tulisan TINGGI AIR (cm) pada baris pertama dan

VOLUME AIR (cm3) pada baris kedua LCD. Selanjutnya mikrokontroler

memperoleh data dari hasil kalibrasi yang masih berupa analog. Data yang diambil

adalah data biner 8 bit yang kemudian dikonversikan kedalam bentuk digital.

Sehingga tampilan pada LCD data sudah dalam bentuk digital dengan satuan

sentimeter.

Inisisalisasi LCD, ADC

Konversi data ke tinggi & Volume

air

Tampilan data ke LCD

Selesai

Mulai

3.2.4 Proses Pengujian Potensiometer terhadap Pengukuran Ketinggian Air

Sebelum melakukan proses kalibrasi, wadah di tempatkan pada permukaan yang

datar menggunakan water pass. Hal ini bertujuan agar karakteristik pengukuran

ketinggian air di dalam wadah tidak mengalami kemiringan. Proses kalibrasi

pengukuran ketinggian air dilakukan sebanyak 5 kali. Dengan cara membuat skala

jarak dalam satuan sentimeter pada dinding wadah penampungan air untuk melihat

ketinggian air.

Untuk melihat tampilan keluaran tegangan pada LCD, probe negatif dan positif

dari multimeter fluke membutuhkan sumber tegangan masukan dari power suplay

sebesar 5 volt. Ketika naik turunnya air, pelampung yang telah ditautkan dengan

potensiometer akan memutar poros tengah dari potensiometer. Keluaran tegangan

pada potensiometer akan berubah-ubah sesuai dengan posisi kontaknya yang di

tampilkan pada LCD dan multimeter. Setiap nilai tegangan keluaran dari

potensiometer akan memiliki kesesuaian atau hubungan linier.

Proses kalibrasi perubahan ketinggian air terhadap keluaran tegangan yang di

tampilkan pada LCD dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 3. 1. Kalibrasi pengukuran ketinggian air pada LCD

Ketinggian Air (Cm) Nilai Rata-Rata ()

0 3480

1 3503,33

2 3528,33

3 3568,33

4 3591,67

5 3615

6 3641,67

7 3663,33

8 3690

9 3715

10 3738,33

11 3768,33

12 3791,67

13 3825

14 3853,33

15 3876,67

16 3908,33

17 3938,33

18 3965

19 3986,67

20 4021,67

21 4045

22 4080

23 4105

24 4143,33

25 4165

26 4195

27 4223,33

28 4251,67

29 4285

30 4318,33

Hasil kalibrasi dari tabel di atas, selanjutnya digrafikan menggunakan program

originpro 8 pada gambar 11.

Gambar 11. Grafik hasil kalibrasi pada tampilan LCD

Gambar grafik di atas merupakan grafik linear. Untuk sumbu Y merupakan

tegangan (V) keluaran dari potensiometer yang di tampilkan melalui LCD, sedangkan

pada sumbu X menunjukan ketinggian air dalam satuan sentimeter (Cm). Untuk nilai

gradiennya sama dengan nilai sensitivitas didapat dari :

Nilai sensitivitas =

persamaan (1)

Keterangan : = 2 1 (KETINGGIAN)

= awal akhir (TEGANGAN)

y = 0,036x - 125,0

R = 0,999

3500 3600 3700 3800 3900 4000 4100 4200 4300 44000

5

10

15

20

25

30

35

TE

GA

NG

AN

KE

LU

AR

AN

KETINGGIAN AIR

Tabel 3. 2. Kalibrasi Pengukuran Ketinggian Muka Air pada multimeter

Ketinggian air (Cm) Nilai Rata rata ()

0 3360

1 3400

2 3440

3 3470

4 3510

5 3550

6 3590

7 3630

8 3670

9 3710

10 3750

11 3790

12 3830

13 3870

14 3910

15 3950

16 3990

17 4030

18 4070

19 4110

20 4150

21 4190

22 4230

23 4270

24 4310

25 4350

26 4390

27 4430

28 4470

29 4510

30 4550

Dari hasil tabel kalibrasi di atas tentang pengukuran ketinggian air menggunakan

sensor potensiometer pada tampilan Multimeter digital, maka dapat di grafikan hasil

tabel kalibrasi tersebut menggunakan program originpro 8.

Gambar 12. Grafik hasil kalibrasi pada tampilan Multimeter Digital

Gambar grafik di atas menunjukan bahwa sumbu X merupakan tegangan (V)

keluaran dari potensiometer yang di tampilkan melalui multimeter, sedangkan pada

sumbu Y menunjukan ketinggian air dalam satuan sentimeter (Cm). Hasil kalibrasi

yang tampilkan pada multimeter sebagai nilai pembanding terhadap tegangan

keluaran pada LCD.

3400 3500 3600 3700 3800 3900 4000 4100 4200 4300 4400 4500 4600 4700

0

5

10

15

20

25

30

35

TIN

GG

I A

IR

TEGANGAN KELUARAN

3.2.5 Pengujian Alat secara Keseluruhan

Untuk menyalakan Rangkaian mikrokontroler. Rangkaian mikrokontroler

menerima tegangan sebesar 5 volt dari power suplay, pada port A kaki pin 39 IC

Atmega8535 dihubungkan pada kaki kedua potensiometer sebagai tegangan keluaran

yang ditampilkan pada LCD.

Gambar 13. Pengujian rangkaian secara keseluruhan

Pada multimeter probe negatif di hubungkan dengan ground pada kaki ke tiga

potensiometer dan positif dihubungkan dengan Vcc pada kaki pertama potensiometer.

Hal ini bertujuan untuk melihat tegangan keluaran pada potensiometer yang di

tampilkan pada dan multimeter digital.

3.2.6 Bagan alir Penelitian

Tahapan selanjutnya ialah membuat bagan alir penelitian seperti gambar berikut :

Gambar 14. Bagan alir pengukuran tinggi dan volume air

Membuat rangkaian

Mikrokontroler

Atmega 8535

Pengujian rangkaian

secara keseluruhan

Membuat

box atau

wadah

Membuat

Program pada

rangkaian

mikrokontroler

Mempersiapkan alat dan bahan

Proses kalibrasi TMA

dengan Potensiometer

Selesai

Perancangan

Perangkat

Hardware

Perancangan

Perangkat

Software

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengukuran Ketinggian air Pada Wadah dan LCD

Ketinggian air pada dinding wadah diukur mulai dari titik 0 sebagai titik awal

sampai ketinggian 30 sebagai titik akhir dalam satuan centimeter. Pada tampilan LCD

tinggi air berdasarkan ketinggian pelampung pada permukaan air di dalam wadah.

Ketika permukaan air naik pelampung juga naik jumlah gaya ke bawah pelampung

berkurang karena dilawan oleh gaya dorong permukaan air ke atas.

Dari hasil pengukuran alat ketinggian dan volume air diperoleh data seperti pada

tabel 4.1. Tabel tersebut menampilkan hasil pengukuran ketinggian dan volume air

pada wadah sesuai dengan hasil yangyang diukur oleh alat ukur ketinggian dan

volume air. Saat pelampung menggerakan potensiometer, secara otomatis keluaran

dari potensiometer mengirimkan sinyal berupa tegangan dalam bentuk analog ke

dalam rangkaian mikrokontroler, selanjutnya akan dikonversi ke dalam bentuk digital

dan hasilnya ditampilkan pada LCD.

Pengukuran ketinggian air pada wadah dan ketinggian pada tampilan LCD

menggunakan skala 1cm. Setelah maka dapat diperoleh data ketinggian seperti pada

tabel berikut.

Tabel 4.1. Pengukuran Ketinggian Air Pada Wadah dan Ketinggian Pada LCD

Ketinggian Air di Wadah

(cm) Ketinggian Air di LCD (cm)

0 0

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28

29 29

30 30

Dari data tabel pengukuran ketinggian air pada wadah dan tampilan LCD di

atas. Di input menggunakan program originpro8 untuk memperlihatkan hasil yang

berupa grafik.

Gambar 15. Grafik pengukuran ketinggian air pada wadah dan LCD

Gambar grafik di atas dalam pengukuran ketinggian air pada dinding wadah dan

tampilan LCD dengan ukuran skala 1 Cm. Perubahan ketinggian air pada wadah dan

tampilan LCD adalah liniear ideal.

4.2. Pengukuran Ketinggian Dan Volume Air Pada LCD

Setelah melakukan proses kalibrasi terhadap tegangan keluaran dari sensor

potensiometer yang ditampilkan pada LCD dan multimeter digital. Hasil dari

kalibrasi tersebut dapat dilihat pada lampiran, dengan nilai sensitivitas yang ada pada

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

0

5

10

15

20

25

30

35

TA

MP

ILA

N T

ING

GI P

AD

A L

CD

(C

m)

TINGGI BOX (Cm)

bab sebelumnya. Nilai sensitivitas atau persamaan gradien dari hasil kalibrasi tersebut

kemudian di masukan ke dalam IC Atmega8535 menggunakan downloader.

Pengambilan data dengan menggunakan alat pengukran tinggi dan volume air, data

data tersebut kemudian di masukan ke dalam tabel 4.2. Adapun data hasil pengukuran

volume air terhadap perubahan ketinggian air dan juga LED sebagai indikator.

Tabel 4.2 Pengukuran Ketinggian dan Perubahan Volume Air

Ketinggian Air (cm) Perubahan Volume air

(cm3) Indikator LED

0 0 LED Mati

1 1250 LED Mati

2 2500 LED Mati

3 3750 LED Mati

4 5000 LED Mati

5 6250 2 LED Nyala

6 7500 2 LED Nyala

7 8750 2 LED Nyala

8 10000 2 LED Nyala

9 11250 2 LED Nyala

10 12500 3 LED Nyala





















Dari data tabel pengukuran ketinggian air pada wadah dan perubahan volume air

pada tampilan LCD di atas. Di input menggunakan program originpro8 untuk

memperlihatkan hasil yang berupa grafik.

Gambar 16. Grafik pengukuran ketinggian air pada wadah dan Volume air pada LCD

Gambar grafik di atas terjadi perubahan volume air di dalam wadah terhadap

perubahan ketinggian air. Pada ketinggian 0 cm dalam keadaan air tenang maka

tampilan volume pada LCD adalah 0 cm. Saat ketinggian air 1 sampai 5 cm terjadi

perubahan pada volume air pada LCD hal ini menyebabkan 2 lampu LED indikator

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000

0

5

10

15

20

25

30

35

Pe

rub

ah

an

Vo

lum

e A

ir (

cm

3)

Ketinggian Air (cm)

menyala. Pada ketinggian 10 cm, 3 lampu LED indikator menyala. Untuk ketinggian

15 sampai 20 cm 4 lampu LED indikator akan menyala, sedangkan di bawah

ketinggian 30 sampai 25 cm 5 lampu LED indikator akan menyala. Andaikan pada

kondisi keadaan air di dalam wadah bergelombang tidak terjadi perubahan volume

pada tampilan LCD. Perubahan volume pada tampilan LCD akan berubah tiap skala 1

cm saja. Kondisi lampu LED indikator akan mati pada ketinggian 0 cm, sedangkan

ketinggian lebih dari 30 cm lampu LED akan tetap menyala.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian ini maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Pengukur ketinggian dan volume air dengan memanfaatkan potensiometer

dapat mengukur sampai ketinggian 30 cm, dengan perubahan yang terjadi

sebesar 1 cm.

2. Akuisisi dari alat ini dapat mendeteksi keluaran tegangan dari potensiometer

terhadap perubahan ketinggian air dengan skala tiap satu (1) cm pada wadah.

3. Alat ini juga dapat menampilkan volume air dengan satuan cm3 dari

perubahan ketinggian air dengan satuan cm dalam wadah dan ditampilkan

pada LCD berupa nilai digital.

5.2 Saran

Diharapkan ada penelitian lanjutan untuk mengukur kecepatan aliran terhadap

perubahan ketinggian air. Selain itu juga dapat menghitung waktu kecepatan aliran air

terhadap perubahan ketinggian air.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Komponen Elektronika, URL: http://www.pdf-search.com/komponen-

elektronika-pdf.html, Agustus.

Asnal Effendi, M.T. Dinamika fluida itp.ac.id/bahanajar/bahanajar/Asnal/Fisika/BAB

12 DINAMIKA FLUIDA.pdf

Dedy, R,. 2001. MENGENAL KOMPONEN ELEKTRONIKA.Bandung: CV. PIONIR

JAYA.

Dianto, L. , Bentuk fisik LED, Jakarta, 2012.

Depari, Ganti 1992, Teori Rangkaian Elektronika, CV. Sinar Baru, Bandung.

Finawan, A., Azhar dan Amra, S. 2003. Otomatisasi Sistem Pengaturan Level

Cairan Berbasis Komputer. Teknologi. 3(1): 41-44.

Francis, Y,. 1995. 205 PROYEK HASTA KARYA ELEKTRONIKA. Bandung: Penerbit

M2S.

Hendawan Soebhakti , Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran, Penerbit

Erlangga, Jakarta. 1999

Hardiansyah, S. 2011. SISTEM INDIKATOR LEVEL AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 8535. Skripsi Jurusan Sistem Komputer

Universitas Gunadarma, Depok.

Suhendi, A., Thaha, H., Munir, M.M. and Khairurrijal. 2004. Sistem

Pengukuran Level Air dengan Data Logger Berbasis Mikrokontroller MCS-

51. Proceeding Seminar Instrumentasi Berbasis Fisika II. Dept. Fisika. ITB.

22-23 Juli 2004. Bandung. Hal: 109-113.

Surtono, A., Studi Pemanfaatan Apungan Dan Potensiometer Sebagai Tranduser

Ketinggian Air. Bandar Lampung. 2006

Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMEGA8535.

penerbit : andi. Yogyakarta.

Widodo, B., Interfacing Komputer dan Mikrokontroler, PT. Elex Media

Komputindo, Jakarta, 2004

LAMPIRAN

1. Tabel hasil uji karakteristik potensiometer secara keseluruhan pada tampilan

LCD.

Ketinggian

Air (Cm) Tegangan Keluaran Pada LCD (mV) Nilai Rata rata

() 1 2 3 4 5 0 3460 3490 3490 3505 3505 3480

1 3485 3510 3515 3530 3520 3503,33

2 3510 3540 3535 3550 3545 3528,33

3 3560 3575 3570 3570 3570 3568,33

4 3570 3610 3595 3595 3595 3591,67

5 3595 3630 3620 3615 3620 3615

6 3625 3650 3650 3645 3650 3641,67

7 3640 3680 3670 3675 3670 3663,33

8 3670 3705 3695 3700 3700 3690

9 3690 3735 3720 3730 3725 3715

10 3710 3755 3750 3755 3755 3738,33

11 3740 3785 3780 3780 3780 3768,33

12 3760 3810 3805 3810 3810 3791,67

13 3805 3835 3835 3835 3835 3825

14 3820 3870 3870 3870 3865 3853,33

15 3850 3890 3890 3895 3890 3876,67

16 3885 3920 3920 3930 3925 3908,33

17 3920 3945 3950 3960 3955 3938,33

18 3945 3965 3985 3990 3990 3965

19 3975 3970 4015 4020 4020 3986,67

20 4010 4015 4040 4050 4050 4021,67

21 4030 4035 4070 4080 4085 4045

22 4065 4075 4100 4115 4115 4080

23 4090 4090 4135 4140 4140 4105

24 4130 4140 4160 4165 4165 4143,33

25 4145 4155 4195 4200 4200 4165

26 4175 4190 4220 4225 4230 4195

27 4205 4215 4250 4260 4260 4223,33

28 4225 4250 4280 4290 4290 4251,67

29 4265 4280 4310 4315 4320 4285

30 4305 4310 4340 4340 4350 4318,33

Gambar . 17 Grafik hasil uji karakteristik potensiometer secara keseluruhan pada

tampilan LCD.

2. Tabel hasil uji karakteristik potensiometer secara keseluruhan pada tampilan

Multimeter digital.

Ketinggian

Air (Cm)

Tegangan Keluaran Pada Multimeter digital (V)

1 2 3 4 5 Nilai Rata - rata

0 3,36 3,36 3,36 3,36 3,36 3360

1 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 3400

2 3,44 3,44 3,44 3,44 3,44 3440

3 3,47 3,47 3,47 3,47 3,47 3470

4 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3510

5 3,55 3,55 3,55 3,55 3,55 3550

6 3,59 3,59 3,59 3,59 3,59 3590

7 3,63 3,63 3,63 3,63 3,63 3630

8 3,67 3,67 3,67 3,67 3,67 3670

9 3,71 3,71 3,71 3,71 3,71 3710

10 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3750

11 3,79 3,79 3,79 3,79 3,79 3790

12 3,83 3,83 3,83 3,83 3,83 3830

13 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3870

14 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3910

15 3,95 3,95 3,95 3,95 3,95 3950

16 3,99 3,99 3,99 3,99 3,99 3990

17 4,03 4,03 4,03 4,03 4,03 4030

18 4,07 4,07 4,07 4,07 4,07 4070

19 4,11 4,11 4,11 4,11 4,11 4110

20 4,15 4,15 4,15 4,15 4,15 4150

21 4,19 4,19 4,19 4,19 4,19 4190

22 4,23 4,23 4,23 4,23 4,23 4230

23 4,27 4,27 4,27 4,27 4,27 4270

24 4,31 4,31 4,31 4,31 4,31 4310

25 4,35 4,35 4,35 4,35 4,35 4350

26 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4390

27 4,43 4,43 4,43 4,43 4,43 4430

28 4,47 4,47 4,47 4,47 4,47 4470

29 4,51 4,51 4,51 4,51 4,51 4510

30 4,55 4,55 4,55 4,55 4,55 4550

Gambar . 18Grafik hasil uji karakteristik potensiometer secara keseluruhan pada

tampilan Multimeter digital

3. Listing program sistem akuisisi data (SAD) program pembacaan ketinggian

dan volume air sebagai berikut :

$regfile = "m8535.dat"

$crystal = 11059200

Config Lcdpin = Pin , Rs = Portd.2 , E = Portd.0 , Db4 = Portd.4

Config Lcdpin = Pin , Db5 = Portd.5 , Db6 = Portd.6 , Db7 = Portd.7

Config Lcd = 16 * 2

Config Portc = Output

Cursor Off

Cls

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc

Dim W As Word , A As Long , B As Long , Y As Long , Y1 As Long , P

As Long

Dim P1 As Long , Y2 As Long

Start Adc

Lcd "V. Air: Cm"

Deflcdchar 0 , 28 , 2 , 6 , 2 , 28 , 32 , 32 , 32 '

replace ? with number (0-7)

Locate 1 , 16

Lcd Chr(0)

Locate 2 , 1

Lcd "Tinggi Air: Cm"

Do

W = Getadc(1)

W = W * 5

A = 36 * W

B = 125000

Y = A - B

Y1 = Y / 1000

'Tinggi Air

P = 1250

P1 = P * Y1 ' Volume

Air

If Y1 < 0 Then P1 = 0

If Y1 < 0 Then Y1 = 0

If Y1 >= 0 Then Portc = &B11111111

If Y1 < 0 Then Portc = &B11111111

If Y1 >= 5 Then Portc = &B01111100

If Y1 >= 10 Then Portc = &B11111000

If Y1 >= 20 Then Portc = &B11110000

If Y1 >= 25 Then Portc = &B11100000

Locate 1 , 8

Lcd P1

Locate 2 , 12

Lcd Y1

Waitms 100

Loop

End

4. Dokumentasi proses pembuatan dan pengambilan data. Prototipe alat ukur

tinggi dan volume air sebagai berikut :

Gambar. 19 Box Penelitian

Ketinggian Air.

Gambar. 20 Rangkaian

Mikrokontroler Atmega8535.

Gambar. 21 Proses pengambilan

Data.

Gambar. 22 Proses pengambilan data

dengan ketinggian air 10 cm.

Gambar. 23 Proses pengambilan data

dengan ketinggian air 30 cm.

Documents

Zz Full Skripsiq