perancangan alat ukur kecepatan dan arah angin
advertisement
PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16A TUGAS AKHIR NURHAMIDAH RIZKI LUBIS 112411055 PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 Universitas Sumatera Utara PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16A TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya NURHAMIDAH RIZKI LUBIS 112411055 PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN Universitas Sumatera Utara 2014 PERSETUJUAN Judul : Perancangan Alat Ukur Kecepatan Dan Arah Angin Berbasis Mikrokontroler ATMega16A Kategori : Tugas Akhir Nama : Nurhamidah Rizki Lubis Nomor Induk Mahasiswa : 112411055 Program Studi : Diploma Tiga (D-3) Metrologi Dan Instrumentasi Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Juli 2014 Komisi Pembimbing: Disetujui Oleh Ketua Jurusan. D3 Metrologi Dan Instrumentasi FMIPA USU Dr.Diana Alemin Barus, M.Sc NIP. 196607291992032002 Pembimbing, Dr. Kurnia Sembiring, M.S NIP.195801311986011001 Universitas Sumatera Utara PERNYATAAN PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16A TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2014 NURHAMIDAH RIZKI LUBIS 112411055 Universitas Sumatera Utara PENGHARGAAN Alhamdulillahirobbil’alamin, Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuia waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Fisika Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16A Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Universitas Sumatera Utara 3. Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.sc, selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 4. Ibu Dra. Ratna Askiah S., M.Si, selaku Sekretaris Program Studi D-III Metrologi Dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi Dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 6. Seluruh teman-teman D3 Metrologi dan Instrumentasi yang telah mendukung dan membantu penulis menyelesaikan tugas akhir. 7. Rhobby Maulana, Dwi Budi Prasetyo, Teguh Triantoro, Reza Al-Kautsar, Hamdan Hamid Siregar dan Bang Oki beserta pengurus anggota UKM Robotik SIKONEK Universitas Sumatera Utara. 8. Dan semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifatnya membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca. Amin Yaa Rabbal’alamin Medan, Juli 2014 Hormat Kami, Penulis Universitas Sumatera Utara PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16A ABSTRAK Dalam penelitian ini telah dilakukan perancangan system yang digunakan untuk mengetahui kecepatan dan arah angin dengan menggunakan sensor proximity berbasis mikrokontroler ATMega 16A. Sensor Proximity adalah alat sensor yang digunakan untuk membedakan antara garis hitam dengan lantai putih dan kemudian sensor akan memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap. Sensor ini menggunakan sumber cahaya yaitu LED (Light Emiting Diode) yang akan memancarkan cahaya merah. Dan untuk menangkap pantulan cahaya LED, kita gunakan photodiode. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan. Setelah itu akan diproses oleh mikrokontroler dan ditampilkan pada LCD dalam bentuk kecapatan angin dan juga arah angin. Kata kunci : Sensor Proximity, Mikrokontroler ATmega 16A, LCD Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ......................................................................................................i Pernyataan .......................................................................................................ii Penghargaan .....................................................................................................iii Abstrak .............................................................................................................iv Daftar Isi ..........................................................................................................v Daftar Tabel .....................................................................................................viii Daftar Gambar..................................................................................................ix BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................2 1.3 Batasan masalah .........................................................................................2 1.4 Tujuan Penulisan .......................................................................................3 1.5 Manfaat Perancangan .................................................................................3 BAB II. LANDASAN TEORI 2.1 Teori Umum ...............................................................................................4 2.2 Angin..........................................................................................................4 2.3 Anemometer ...............................................................................................5 2.3.1 Prinsip Kerja Anemometer ...............................................................6 2.4 Sensor .........................................................................................................7 2.4.1 Proximity...........................................................................................8 2.4.2 Photodioda ........................................................................................9 2.4.3 LED ...................................................................................................11 2.5 Mikrokontroler ATMega16A.....................................................................12 2.6 LCD (Liquid Crystal Digital Display) .......................................................17 BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Blok Rangkaian ...........................................................................20 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 .................................................21 3.3 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) .................................................23 Universitas Sumatera Utara 3.4 Rangkaian Sensor Proximity......................................................................23 3.5 Rangkaian Alat Secara Keseluruhan ..........................................................25 3.6 Flowchart pada Mikrokontroler .................................................................26 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Rangkaian Kecepatan Dan Arah Angin ....................................28 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................................................................29 5.2 Saran ..........................................................................................................29 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Port ........................................................................... 16 Tabel 3.1 Port Rangkaian Minimun Sistem ........................................................ 22 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kecepatan Angin ................................................... 28 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Arah Angin ............................................................ 28 Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Baling Baling untuk menentukan arah angin ...............................4 Gambar 2.2 Prinsip Kerja Sensor Proximity....................................................6 Gambar 2.3 Rangkaian photodiode..................................................................7 Gambar 2.4 Simbol Dan Bentuk Fisik LED ....................................................8 Gambar 2.5 Mikrokontroler ATmega 16A ......................................................9 Gambar 2.6 Pin-Pin ATMega 16A Kemasan 40 Pin .......................................10 Gambar 2.7 LCD (Liquid Crystal Display .......................................................12 Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Secara Keseluruhan .................................15 Gambar 3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ..................................16 Gambar 3.3. Rangkaian LCD ..........................................................................17 Gambar 3.4. Rangkaian Sensor Proximity .......................................................17 Gambar 3.5. Rangkaian Keseluruhan Alat Ukur Kecepatan dan Arah Angin.18 Gambar 3.6 Flowchart pada Mikrokontroler ................................................... Universitas Sumatera Utara
