pengukur tinggi badan otomatis menggunakan sensor ultrasonic

PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS MENGGUNAKAN
SENSOR ULTRASONIC PING))) BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51
SKRIPSI
AHMAD ZAINY
111421039
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR
ULTRASONIC PING))) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Ilmu Komputer
AHMAD ZAINY
111421039
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
i
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
:
PENGUKUR
TINGGI
MENGGUNAKAN
PING)))
BADAN
SENSOR
BERBASIS
OTOMATIS
ULTRASONIC
MIKROKONTROLER
AT89S51
Kategori
:
SKRIPSI
Nama
:
AHMAD ZAINY
Nomor Induk Mahasiswa
:
111421039
Program Studi
:
ILMU KOMPUTER
Fakultas
:
ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFOMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing
:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Drs. Dahlan Sitompul, M.Eng
Dr. Poltak Sihombing, M.kom
19670725 200501 1 002
19620317 199103 1 001
Diketahui/disetujui oleh
S1 – ILMU KOMPUTER
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
19620317 199103 1 001
ii
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR
ULTRASONIC PING))) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan,
Ahmad Zainy
111421039
iii
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat
dan hidayah-Nya serta karunia sehingga skripsi ini berhasil penulis selesaikan dalam
waktu yang telah ditetapkan. Dimana skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Komputer pada Program Studi Ekstensi S1 Ilmu Komputer Universitas
Sumatera Utara. Shalawat beriring salam penulis hadiahkan ke Baginda Nabi besar
Muhammad SAW.
Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis menyampaikan
terima kasih kepada Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku pembimbing I dan
Bapak Drs. Dahlan Sitompul, M.Eng selaku pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan, kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan kajian
penelitian ini serta panduan ringkas, padat dan profesioal telah diberikan kepada
penulis untuk menyelesakan skripsi ini. Selanjutnya kepada para dosen penguji Bapak
Dr. Marhaposan Situmorang selaku pembanding I dan Bapak Drs. James P Marbun,
M.Kom selaku pembanding II atas kritikan dan saran yang sangat berguna untuk
skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis tujukan kepada jajaran dosen dan staf
karyawan ILKOM.
Penulis juga ucapakan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Ayahanda
(H. Humala Nasution) dan Ibunda (Hj. Alida Husni Rangkuti), serta kakak dan adikadik yang selalu memberikan doa, motivasi dan dukungannya baik materi maupun
spiritual serta semangat yang diberikan selama kuliah dan menyelesaikan skripsi ini.
Penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih kepada saudara Gatot
Triardi Pramaji, abanghanda Bryan Hafsah serta teman-teman Ekstensi 2011 yang
telah memberikan dukungan dan semangat.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, karena
kesempurnaan hanya milik Allah SWT. Oleh karena itu penulis menerima kritik dan
saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Sehingga bermanfaat
bagi kita semuanya. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih sebanyakbanyaknya.
Medan,
Oktober 2014
Ahmad Zainy
iv
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pengukuran tinggi badan biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan
menggunakan meteran atau alat ukur sedehana. Namun metode manual ini akan
membutuhkan waktu jika jumlah orang yang diukur lebih dari 50 orang. Pada
penelitian ini penulis membuat suatu alat yang dapat mengukur tinggi badan secara
otomatis dengan memanfaatkan sensor Ultrasonic PING))) sebagai alat ukur dan
Mikrokontroler AT89S51 sebagai pusat pengendali. Kemudian hasilnya akan
ditampilakan pada Personal Computer (PC) dan hasil pengukuran disimpan dalam
database. Pada penelitian ini alat sudah mampu tinggi badan dengan baik dan persen
kesalahannya adalah 0,4 %.
Kata
Kunci:
Pengukur
Tinggi
Badan,
Sensor
Ultrasonic
PING))),
Mikrokontroler AT89S51, Visual Basic 6.0
v
Universitas Sumatera Utara
Automatic Body Height Gauge Using Ultrasonic PING))) Sensing
Based Microcontroller AT89S51
ABSTRACT
Height measurement usually do manually by using a meter or measuring devices
simplistic. However, this manual method will take time if the numbers of people
which measured more than 50 people. In this research the authors make a device that
can measure the height automatically by using the Ultrasonic PING))) sensing as
measurement and microcontroller AT89S51 be controlling center. Then the results
will be displayed on the Personal Computer (PC) and the measurement results saved
in the database. In this research, the tools are able to height with good and mistake
was 0.4% percent.
Keyword: Height Measurement, Ultrasonic PING))) Sensing, Microkontroller
AT89S51, Visual Basic 6.0
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Penghargaan
iv
Abstrak
v
Abstract
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
ix
Daftar Gambar
x
Daftar Lampiran
xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
2
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Tujuan Penelitian
3
1.5 Manfaat Penelitian
3
1.6 Metodologi Penelitian
3
1.7 Sistematika Penelitian
4
BAB 2 LANDASAN TEORI
5
2.1 Tinggi Badan
5
2.2 Gelombang Ultrasonic
5
2.3 Perangkat Keras (Hardware)
6
2.3.1 Sensor
7
2.3.1.1 Tranduser Ultrasonic
8
2.3.1.2 Sensor Ultrasonic PING))) Parallax
8
2.1.3.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonic PING)))
9
2.3.2 Mikrokontroler
12
2.3.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51
12
vii
Universitas Sumatera Utara
2.3.2.2 Spesifikasi Mikrokontroler AT89S51
14
2.3.2.3 Struktur Pengoperasian Port
16
2.3.3 IC MAX232
18
2.3.4 Kabel RS232
19
2.3.3.1 Prinsip Kerja RS232
21
2.4 Perangkat Lunak (Software) Sistem
22
2.4.1 Bahasa Assembly
22
2.4.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)
26
2.4.3 Software Downloader
27
2.4.4 Visual Basic 6.0
28
2.4.4.1 Konsep Dasar Pemrograman Dalam Visual Basic 6.0
2.5 Bagan Alir Sistem (System Flowchart)
29
30
2.5.1 Data Flow Diagram
31
BAB 3 PERANCANGAN SISTEM
33
3.1 Perangkat Keras (Hardware)
33
3.1.1 Diagram Blok
33
3.1.2 Perancangan Power Supply
34
3.1.3 Sistem Minimum AT89S51
35
3.1.4 Sensor Ultrasonic PING)))
37
3.2 Perancangan Software
40
3.2.1 Flowchart Sistem
40
3.2.2 Perancangan Pemodelan Sistem dengan Use Case Diagram
41
3.2.3 Perancangan Data Flow Diagram (DFD)
44
3.2.2.1 Data Flow Diagram Level 0
45
3.2.2.2 Data Flow Diagram Level 1
45
3.2.4 Perancangan Antar Muka (Interface)
45
3.2.4.1 Perancangan Menu Utama
46
3.2.4.2 Perancangan Form Isi Data
47
3.2.4.3 Perancangan Form Koneksi Port
47
3.2.4.4 Perancangan Form Tentang
48
viii
Universitas Sumatera Utara
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
49
4.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware)
49
4.1.1 Pengujian Mikrokontroler AT89S51
49
4.1.2 Pengujian Sensor Ultrasonic
52
4.1.2.1 Analisis Ketelitian Alat
56
4.1.3 Pengujian Power Supply
58
4.2 Pengujian Perangkat Lunak
59
4.2.1 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware)
59
4.2.2 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Lunak (Software)
59
4.2.3 Tampilan Interface Sistem
60
4.2.3.1 Tampilam Menu Utama
60
4.2.3.2 Tampilan Form Isi Data
61
4.2.3.3 Tampilan Form Koneksi Port Serial
61
4.2.3.4 Tampilan Form Tentang
62
4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem
62
4.3.1 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem dan Alat
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
62
64
5.1 Kesimpulan
64
5.2 Saran
64
DAFTAR PUSTAKA
65
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Hal.
Tabel 2.1 Simbol-simbol Flowchart Program
30
Tabel 2.2 Simbol-simbol Data Flow Diagram
31
Tabel 3.1 Data Eksekusi Program Dalam 1 Siklus
37
Tabel 3.2 Dokumentasi Naratif Use Case Sistem Pengukur Tinggi Badan
43
Tabel 4.1 Data Sensor dengan Varian Jarak 200 cm sampai 50 cm
54
Tabel 4.2 Hasil Ketelitian Alat
57
Tabel 4.3 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Keras untuk Implementasi
59
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Hal.
Gambar 2.1 Pembagian Rentang Frekuensi Gelombang Akustik
6
Gambar 2.2 Sensor Ultrasonic PING)))
8
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonic
10
Gambar 2.4 Diagram Waktu Sensor Ultrasonic PING)))
11
Gambar 2.5 Jarak Ukur Sensor Ultrasonic PING)))
12
Gambar 2.6 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51
13
Gambar 2.7 Susunan Pin Mikrokontroler AT89S51
14
Gambar 2.8 Skema IC MAX232
19
Gambar 2.9 Susunan Pin DB9
21
Gambar 2.10 Editor, Assembler, Simulator (IDE)
26
Gambar 2.11 Tampilan Software Downloader
27
Gambar 2.12 Interface Antar Muka Visual Basic 6.0
28
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
33
Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Power Supply
34
Gambar 3.3 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler AT89S51
36
Gambar 3.4 Sensor Ultrasonic PING)))
37
Gambar 3.5 Simulasi Pengukur Tinggi Badan
38
Gambar 3.6 Driver Sensor Ultrasonic PING)))
40
Gambar 3.7 Diagram Alir Sistem
41
Gambar 3.8 Use Case Diagram Aplikasi
42
Gambar 3.9 Activity Diagram Sistem Pengukur Tinggi Badan
44
Gambar 3.10 DFD Level 0 Proses Sistem Pengukur Tinggi Badan
45
Gambar 3.11 DFD Level 1 Proses Tampilan data Tinggi Badan dan Database
45
Gambar 3.12 Rancangan Tampilan Utama
46
Gambar 3.13 Rancangan Form Isi Data
47
Gambar 3.14 Rancangan Form Koneksi Port
48
Gambar 3.15 Rancangan Form Tentang
48
Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
50
Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Ultrasonic
52
Gambar 4.3 Grafik Data Teori vs Jarak
55
xi
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik Praktek vs Teori
56
Gambar 4.5 Tampilan Menu Utama
60
Gambar 4.6 Tampilan Form Sub Menu Isi Data
61
Gambar 4.7 Tampilan Form Sub Menu Koneksi Port
61
Gambar 4.8 Tampilan Form Sub Menu Tentang
62
Gambar 4.9 Tampilan Hasil Pengujian Alat
63
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Hal.
Lampiran 1. Listing Program Visual Basic
Lampiran A – 1
Lampiran 2. Listing Program Assembly
Lampiran B – 1
Lampiran 3. Rangkaian Keseluruhan Alat
Lampiran C – 1
xiii
Universitas Sumatera Utara