Post on 01-Oct-2021
DATA ACQUISITION KELEMBAPAN TANAH
MENGGUNAKAN SENSOR YL69 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8
TUGAS AKHIR
ANNISAH HANDAYANI
152411015
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2018
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DATA ACQUISITION KELEMBAPAN TANAH
MENGGUNAKAN SENSOR YL69 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT
MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA
ANNISAH HANDAYANI
152411015
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2018
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
i
PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Nama : ANNISAH HANDAYANI
NIM : 152411015
JUDUL : Data Acquisition Kelembapan Tanah Menggunakan Sensor
Yl69 Berbasis Mikrokontroler Atmega 8
Kategori : Tugas Akhir
Program Studi : D3 Metrologi dan Instrumentasi
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) USU
Disetujui di
Medan, Juli 2018
Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Pembimbing
Instrumentasi FMIPA USU
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 19660729199203200 NIP. 19551030 198003 1 003
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ii
PERNYATAAN
DATA ACQUISITION KELEMBAPAN TANAH MENGGUNAKAN
SENSOR YL69 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwatugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing di sebutkan sumbernya.
Medan,16 Juli 2018
Annisah Handayani
152411015
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
iii
DATA ACQUISITION KELEMBAPAN TANAH MENGGUNAKAN
SENSOR YL69 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8
ABSTRAK
Pada tugasakhir ini telah dibuat Perancangan alat pengukur kelembapan tanah
yang berbasis mikrokontroler ATMega8 dengan sensor kelembapan tanah YL69
yang dihubungkan pada generator sinyal. Bila kelembapan tanah berubah maka
impedansi sensor akan berubah, sehingga frekuensi sinyal keluaran generator
berubah sesuai dengan kelembapan tanah. Frekuensi ini dideteksi untuk
mengetahui tingkat kelembapan tanah.
Kata Kunci :Kelembapan tanah, Mikrokontroler ATMega 8, Sensor YL69
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
iv
DATA ACQUISITION OF SOIL MOISTURE USING YL69 SENSOR
BASED ON ATMEGA8 MICROCONTROLLER
ABSTRACT
In Project this has been made The design of soil moisture meter based on
microcontroller ATMega8 with YL69 soil moisture sensor connected to the signal
generator. When the soil moisture changes then the sensor impedance will change,
so that the output signal generator frequency changes in accordance with soil
moisture. This frequency is detected to determine the moisture level of the soil.
Keywords: Soil Moisture, Microcontroller ATMega 8, Sensor YL69.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
v
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah
melimpah kan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan
serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyekini
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 :
DATA ACQUISITION KELEMBAPAN TANAH MENGGUNAKAN
SENSOR YL69 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8
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. Kedua orang tua penulis dan serta saudara kandung yang telah
memberikan bantuan moril mau pun materil, semangat dan do’a yang
begitu besar kepada penulis.
2. Ibu Dr.Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Diploma Tiga
Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan
Alam.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
vi
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorangselakudosenpembimbing, yang telah
banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
4. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi
dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Abangda Fathurrahmanyang memberikanbantuan dan bimbingan untuk
membuat alatuntukmenyelesaikanTugasAkhirini.
6. Semuapihak yang turutmembantudalampengerjaanLaporanTugasAkhir
yang tidakdapatdisebutkansatupersatu
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir II ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifatnya membangun dalam penyempurnaan Tugas Proyek
ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi
ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan,Juli 2018
ANNISAH HANDAYANI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
vii
DAFTAR ISI
PENGESAHAN TUGAS AKHIR .................................................................... i
ABSTRAK .........................................................................................................ii
ABSTRACT .......................................................................................................ii
PENGHARGAAN .............................................................................................iv
DAFTAR ISI ......................................................................................................v
DAFTAR TABEL .............................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................vii
DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................viii
DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................ix
BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................2
1.3 TujuanPenulis ....................................................................................2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................3
1.5 Sistematika Penulisan .......................................................................3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 4
2.1 PengertianSensor ...............................................................................4
2.1.1 SensorYL69 ..............................................................................5
2.1.2 PrinsipKerja YL69 ...................................................................6
2.2. LCD ..................................................................................................7
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
viii
2.2.1 Cara kerja LCD ....................................................................... 9
2.3Bahasa C ..............................................................................................9
2.3.1 Tipe Data ...................................................................................10
2.4Mikrokontroler ATMega 8 ................................................................. 13
2.5 USB TO TTL .................................................................................... 15
2.5.1 Konfigurasi ATMega 8 .................................................................. 17
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ............................................. 21
3.1 Umum ................................................................................................ 21
3.2 TujuanPerancangan ............................................................................21
3.3 Diagram Blok Rangkaian ...................................................................22
3.4 Fungsi Diagram Blok .........................................................................22
3.5 Flowchart Sistem ................................................................................23
3.6 RangkaianMikrokontroler ATMega8 .................................................24
3.7RangkaianSkematik LCD (Liquid Crystal Display)………………..25
BAB 4HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 26
4.1 Hasil ................................................................................................ 26
4.1.1Tujuan Pengujian Alat…........................…………………......26
4.1.2Peralatan Pengujian….......................................……………..26
4.1.3 Prosedur Pengujian….......................................……………..26
4.1.4 Pengujian Alat..................................................……………...27
4.1.5 Data Hasil Pengujian….......................................…………...28
4.1.6 Hasil Pengujian Rangkaian LCD......................……………..29
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ix
4.2 Pembahasan…..................................……………………………...29
4.2.1 Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8.............……………..29
4.2.1 Interfacing LCD......….......................................……………..29
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 31
5.1 Kesimpulan ........................................................................................31
5.2 Saran ...................................................................................................31
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
10
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel Judul Halaman
2.1 Data Untuk Pin LCD ............................................................ 8
2.2 TipeData BilanganBerkoma1 ............................................... 2
2.3 FungsiAlternatif Port B ....................................................... 18
2.4 FungsiAlternatif Port C ........................................................ 19
2.5 FungsiAlternatif Port D ....................................................... 20
4.1 Pengujian Hasil RH Tanah Ke ............................................ 28
4.2 Pengujian Hasil RH Tanah Basah ........................................ 28
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
11
DAFTAR GAMBAR
Nomor GambarJudul Halaman
2.1 Konstruksi Sensor YL69 .......................................................... 6
2.2 Grafik Sensor YL6962.3 PrinsipKerjaSensor YL69 ................ 7
2.4 Sensor YL69 ............................................................................. 7
2.5 LCD 16x ................................................................................... 27
2.6 ATMega8 ................................................................................. 15
2.7 Konfigurasi Pin ATMega8 ....................................................... 17
3.1. Diagram Blok ........................................................................... 22
3.2 Flowchart Sistem ...................................................................... 23
3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 ................................ 24
3.4 Rangkaian Skematik LCD ........................................................ 25
4.1 Rangkaian Alat ......................................................................... 27
4.2 Tampilan LCD .......................................................................... 29
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
YL69 atau Kelembapan Tanah adalah salah satu alat yang digunakan untuk
mengukur tingginya suhu suatu benda dengan cepat dan dapat menyatakannya
dengan angka. Sensor YL69 sengaja dibuat untuk mempermudah aktivitas
manusia, contohnya dalam mengukur suhu suatu tempat supaya manusia bisa
menyiapkan apa-apa yang dibutuhkan agar dia bisa bertahan tinggal di tempat
itu.Karya yang luar biasa ini dicetuskan oleh empat Fisikawan, yaitu Andreas
Celcius dari Swedia, Lord Kelvin dari Inggris, Daniel Gabriel Fahrenheit dari
Jerman, dan Reamur dari Prancis. Celcius menetapkan air membeku pada 0oC
(titik bawah) dan menetapkan air mendidih pada 100oC (titik atas), Kelvin
menetapkan air menbeku pada 273 K (titik bawah) dan menetapkan air mendidih
pada 373 K (titik atas), Fahrenheit menetapkan air membeku pada 32oF (titik
bawah) dan menetapkan air mendidih pada 212oF (titik atas), sedangkan Reamur
menetapkan air membeku 0oR (titik bawah) dan menetapkan air mendidih pada
80oR (titik atas).
Salah satu sifat fisika tanah yang sangat berpengaruh terhadap proses-
proses dalam tanah, seperti pelapukan dan penguraian bahan organik dan bahan
induk tanah, reaksi-reaksi kimia , dll. Juga mempengaruhi pertumbuhan tanaman
melalui perubahan kelembaban tanah, aerase, aktiivitas mikroorganisme,
ketersediaan unsur hara, dll.tanah-tanah yang banyak kandungan bahan organik
dan berwarna gelap akan mengabsorbsi 80 % radiasi surya yang masuk.
Tanah yang banyak mengandung mengabsorbsi kuarsa ± radiasi surya yang
masuk.Lapisan tanah atas sampai kedalaman 50 cm selalu berubah-ubah atau
mengalami fluktuasi Kedalaman > 50 cm sampai 1 meter tidak banyak mengalami
perubahan temperatur.Perubahan termperatur tanah tergantung pada banyaknya
panas yang diterima dari matahari. Hal ni dipengaruhi oleh cuaca, bentuk daerah
dan keadaan tanah.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan
tersebut sebagai judul Tugas Akhir dengan judul
“DATA ACQUISITION KELEMBAPAN TANAH MENGGUNAKAN
SENSOR YL69 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8”
Pada alat ini akan digunakan sebuah mikrokontroler Atmega8, dan sensor YL69
serta LCD sebagai tampilan hasil ukurnya.
1.3 Tujuan Penulisan
Penulisan laporan proyek ini adalah untuk :
1. Membuat dan mengetahui cara kerja alat ukur Data Acquistian Kelembapan
Tanah Dengan Sensor YL69 Berbasis Mikrokontroler ATMega 8
2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi
pengontrolan dan elektronika sebagai bidang yang diketahui.
3. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan Program Diploma Tiga
(D-III) Metrologi dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
1.4 Batasan Masalah
Pembatasan masalah dalam tugas akhr ini mengacu pada Kelembapan Tanah
Digital Dengan Sensor YL69 Berbasis Mikrokontroler Atmega 8 dengan batasan -
batasan sebagai berikut:
1. Sensor YL69 hanya digunakan sebagai pendeteksi kelembapan tanah
2. rancangan perangkat keras (hardware) yang terdiri dari mikrokontroler,
pengkondisi sinyal, ATMega8, Sensor YL69, dan LCD.
3. Bahasa pemrograman yang digunakan pada mikrokontroler adalah bahasa C.
4. Display atau penampil nilai data menggunakan LCD (liquid crystal display).
5. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega8.
6. Rentang suhu yang dapat dikur -200 ºC hingga +1200 ºC
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
3
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja data acquastion
kelemapan tanah dengan menggunakan sensor YL69 berbasis Mikrokontroler
Atmega8 maka penulis menulis tugas akhir ini sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab ini berisikan mengenai latar belakang , rumusan masalah,
Tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB 2 DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan
acuan projek tugas akhir, serta komponen yang perlu diketahui
untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini.
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram
blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan
diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler
Atmega8.
BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem
kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan
untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang
diisikan ke mikrokontroler Atmega8.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari
pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah
rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan .
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan pustaka sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem. Selain
dari pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan
suatu system.Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka tinjauan pustaka
merupakan bagian-bagian yang harus dipahami untuk semua pembahasan
selanjutnya. Pengetahuan yang mendukung perencanaan dan realisasi alat
meliputi mikrokontroler Atmega8 dan Sensor YL69.
2.1. Pengertian Sensor
Sensor adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah variasi gerak, panas,
cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus
listrik. Sensor sendiri adalah komponen penting pada berbagai peralatan. Sensor
juga berfungsi sebagai alat untuk mendeteksi dan juga untuk mengetahui
magnitude. Transduser sendiri memiliki arti mengubah, resapan dari bahasa latin
traducere Bentuk perubahan yang dimaksud adalah kemampuan merubah suatu
energi kedalam bentuk energi lain. Energi yang diolah bertujuan untuk menunjang
daripada kinerja piranti yang menggunakan sensor itu sendiri. Sensor sendiri
sering digunakan dalam proses pendeteksi untuk proses pengukuran.
Sensor yang sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik
antara lain sensor cahaya atau sinar ataupun sensor suhu, serta sensor
tekanan.Dari pengertian sensor yang telah saya jabarkan diatas wajar jika alat
tersebut menjadi alat yang banyak diminati oleh berbagai pabrikan elektronik.
Salah satu pabrikan yang tengah gencar menggunakan sensor pada produk mereka
adalah pabrikan handphone dengan model touch screen. Sensor tekanan pada
berbagai handphone sekarang ini membutuhkan adanya dukungan dari sensor
tekanan. Selain pada gadget dengan teknologi canggih tersebut, sensor tekanan
juga biasa diaplikasikan kepada berbagai alat elektronik lain seperti kalkulator
serta remot. Adanya tekanan pada tombol-tombol pada kalkulator ataupun remot
bekerja dengan mengubah daya tekan tersebut menjadi daya atau sinyal listrik.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
5
Dengan pengertian sensor beserta kinerja dari sensor tekanan diatas dapat diambil
kesimpulan bahwa sensor memiliki banyak andil pada berbagai teknologi. Pada
sensor suhu sendiri terdapat empat jenis sensor yang sering dipakai yaitu
thermocouple, resistance temperature detectore, IC sensor dan termistor. Pada
komponen thermocouple terdapat dua komponen transduser panas dan juga
dingin. Kedua transedur tersebut berfungsi untuk membandingkan objek serta
untuk mendapatkan hasil akan suhu dari objek. Platina menjadi pilihan utama
pada komponen resistence temperature detectore karena memiliki tahanan suhu,
stabilitas, kelinearan, reproduktifitas, serta stabilitas. Termistor merupakan
resistor yang tahan terhadap panas, serta IC sensor sensor suhu dengan rangkaian
yang menggunakan chipsilikon guna mendeteksi tingkat suhu yang terdapat pada
objek.
2.1.1 Sensor YL69
Sensor YL69 atau sensor kelembapan tanah merupakan alat yang dipakai
untuk mengukur Ph atau kelembapan tanah. Prinsip kerja dari alat pengukur ph
tanah yaitu menghasilkan keluaran berupa besaran listrik yang disebabkan adanya
air yang berada di antara kapasitor sensor tersebut. Sensor kelembapan tanah
dengan ambang batas kelembaban yg bisa diatur. Output Digital : Tinggi saat
kelembaban tanah dibawah ambang batas. Output Analog : Untuk pengukuran
kelembaban tanah yg lebih akurat. sensor ini memiliki 4-pin, yaitu GND (untuk
ground), VCC (3.3 - 5Volt), AO (keluaran analog yang akan dibaca oleh
Arduino), dan DO (dapat diatur sensitivitasnya menggunakan knb pengatur, dan
menghasilkan logika digital HIGH/LOW pada level kelembaban tertentu). Untuk
saat ini, hanya tiga pin yang kita manfaatkan, yaitu GND, VCC dan AO.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
6
Gambar 2.1 Konstruksi Sensor YL69
Gambar 2.2 Grafik Sensor YL69
2.1.2 Prinsip Kerja YL69
Sensor YL69 merupakan sensor yang mengimplementasikan prinsip
kerja sensor resistif. Sensor ini terdiri dari dua elektrode yang nantinya akan
membaca kelembaban didaerah sekitarnya, sehingga arus melewati dari satu
elektrode ke elektrode yang lain. Besar nilai arus dipengaruhi oleh besar
kecilnya resistansi akibat kembaban yang berada disekitar elektrode. Jika
resistansi besar maka kelembaban dari tanah kecil, sedangkan jika resistansi
kecil maka arus yang melewati elektrode semakin banyak dan menunjukkan
bahwa kelembababan tinggi. Sensor Higrometer YL-69 dapat mengukur
kelembapan tanah pada area yang tidak terlalu luas [8]. Oleh karena itu
penempatan sensor harus tepat .
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
7
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor YL69
Gambar 2.4 Sensor YL69
2.2 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi untuk menampilkan karakter angka,
huruf ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah.
Dalam aplikasinya, LCD 2×16 terbagi menjadi beberapa bagian bentuk, ada yang
memakaibacklight, ada juga yang tidak. Kemudian yang memakai backlight, ada
yang berwarna hijau dan ada juga yang berwarna biru. Tapi intinya sama, pin
yang digunakan sama.
Gambar 2.5 LCD 16×2
(Sumber :https://mikrokontrolerindonesia.files.wordpress.com)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
8
Karena LCD sudah dilengkapi perangkat kontrol sendiri yang menyatu dengan
LCD, maka kita mengikuti aturan standar yang telah disimpan dalam
pengontrolan tersebut.konfigurasi pin yang terdapat dalam LCD adalah:
Tabel 2.1. Data untuk pin LCD
Pin Simbol Nilai Fungsi
1 Vss – Power supply 0 volt (ground)
2 Vdd/Vcc – Power supply Vcc
3 Vee – Seting kontras
4 RS 0/1 0: intruksi input / 1: data input
5 R/W 0/1 0: tulis ke LCD / 1: membaca dari LCD
6 E 0–>1 Mengaktifkan sinyal
7 DB0 0/1 Data pin 0
8 DB1 0/1 Data pin 1
9 DB2 0/1 Data pin 2
10 DB3 0/1 Data pin 3
11 DB4 0/1 Data pin 4
12 DB5 0/1 Data pin 5
13 DB6 0/1 Data pin 6
14 DB7 0/1 Data pin 7
15 VB+ – Power 5 Volt (Vcc) Lampu latar (jika
ada)
16 VB- – Power 0 Volt (ground) Lampu latar (jika
ada)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
9
2.2.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Display)
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri dari
4-bit atau 8-bit. Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai
dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan
sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam
pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan
sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode
4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8-
bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap
nibblenya). Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca
status LCD), lainnya merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi
yang menggunakan LCD, R/W selalu diset ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8
jalur (tergantung mode yang dipilih pengguna), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4,
DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel baik 4-bit atau 8-bit
merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface
LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.
2.3 Bahasa C
Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang dapat dikatakan berada antara
bahasa tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin) dan bahasa tingkat
tinggi (bahasa yang berorientasi pada manusia). Seperti yang diketahui, bahasa
tingkat tinggi mempunyai kompatibilitas antara platform. Karena itu, amat mudah
untuk membuat program pada berbagai mesin. Berbeda halnya dengan
menggunakan bahasa mesin, sebab setiap perintahnya sangat bergantung pada
jenis mesin.
Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie
pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi
program dalam bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan
pengembangan program. Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali
dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena
adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI (American National
Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.jenis mesin.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
10
Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun
1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam
bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan
program.
Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu
jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa
C yaitu berupa standar ANSI ( American National Standar Institut) yang dijadikan
acuan oleh para pembuat kompiler.Kelebihan Bahasa C:
- Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer.
- Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis
computer.
- Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. hanya terdapat 32
kata kunci.
- Proses executable program bahasa C lebih cepat
- Dukungan pustaka yang banyak.
- C adalah bahasa yang terstruktur
- Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah
Penempatan ini hanya menegaskan bahwa c bukan bahasa pemrograman yang
berorientasi pada mesin. yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah. melainkan
berorientasi pada obyek tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin dengan cepat.
secepat bahasa mesin. inilah salah satu kelebihan C yaitu memiliki kemudahan
dalam menyusun programnya semudah bahasa tingkat tinggi namun dalam
mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah.
Kekurangan Bahasa C:
- Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang
membingungkan pemakai.
- Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.
-
2.3.1 Tipe Data
Tipe data merupakan suatu hal yang penting untuk kita ketahui pada saat
belajar bahasa pemrograman. Kita harus dapat menentukan tipe data yang tepat
untuk menampung sebuah data, baik itu data berupa bilangan numerik ataupun
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
11
karakter. Hal ini bertujuan agar program yang kita buat tidak membutuhkan
pemesanan kapling memori yang berlebihan. Seorang programmer yang handal
harus dapat memilih dan menentukan tipe data apa yang seharusnya digunakan
dalam pembuatan sebuah program. Secara garis besar tipe data pada bahasa C
dibagi menjadi beberapa bagian antara lain sebagai Berikut
Macam-Macam Tipe Data Pada Bahasa C :
1. Tipe Data Karakter
Sebuah karakter, baik itu berupa huruf atau angka dapat disimpan pada
sebuah variabel yang memiliki tipe data char dan unsigned char. Besarnya data
yang dapat disimpan pada variabel yang bertipe data char adalah (-127)- (127).
Sedangkan untuk tipe data unsigned char adalah dari 0- 255. Pada dasarnya setiap
karakter memiliki nilai ASCII (American Standard Code for Information
Interchange), nilai inilah yang sebetulnya disimpan pada variabel yang bertipe
data karakter ini.
2. Tipe Data Bilangan Bulat
Tipe data bilangan bulat atau dapat disebut juga bilangan desimal merupakan
sebuah bilangan yang tidak berkoma. Pada bahasa C terdapat bermacam-macam
tipe data yang dapat kita gunakan untuk menampung bilangan bulat. Kita dapat
menyesuaikan penggunaan tipe data dengan terlebih dahulu memperhitungkan
seberapa besar nilai yang akan kita simpan. Contohnya seperti berikut, kita akan
melakukan operasi penjumlahan nilai 300 dan 100 dan hasilnya akan disimpan
pada variabel C. Jika dilihat, hasil dari penjumlahan tersebut nilainya akan lebih
besar dari 255 dan nilainya pasti positif, oleh karena itu sebaiknya kita
menggunakan tipe data unsigned int. Namun berbeda halnya jika kita ingin
melakukan operasi pengurangan -5 - 300, jika dilihat hasilnya akan negatif maka
selayaknya digunakan variabel dengan tipe data int.
3. Tipe Data Bilangan Berkoma
Pada bahasa C terdapat dua buah tipe data yang berfungsi untuk menampung
data yang berkoma, tipe data tersebut adalah float dan double. Tipe data double
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
12
dapat digunakan jika kita membutuhkan variabel yang dapat menampung tipe data
berkoma yang bernilai besar.
Tabel. 2.2 Tipe Data Bilangan Berkoma
Tipe Data Ukuran Jangkauan Nilai
Bit 1 byte 0 atau 1
Char 1 byte -128 s/d 127
Unsigned Char 1 byte 0 s/d 255
Signed Char 1 byte -128 s/d 127
Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Short Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Unsigned Int 2 byte 0 s/d 65.535
Signed Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d 2.147.483.647
Unsigned Long Int 4 byte 0 s/d 4.294.967.295
Signed Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d 2.147.483.647
Float 4 byte 1.2*10-38
s/d 3.4*10+38
Double 4 byte 1.2*10-38
s/d 3.4*10+38
ditentukan sendiri oleh pemrogram yang digunakan untuk menyimpan nilai,
misalnya nama variable, nama konstanta, nma suatu elemen (misalnya: nama
fungsi, nama tipe data, dll). Identifier punya ketentuan sebagai berikut:
1. Maksimum 32 karakter (bila lebih dari 32 karakter maka yang diperhatikan
hanya 32 karakter pertama saja).
2. Case sensitive membedakan huruf besar dan huruf kecil.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
13
3. Karakter pertama harus karakter atau underscore ( _ ). Selebihnya boleh
angka.
4. Tidak boleh mengandung spasi atau blank.
5. Tidak boleh menggunakan kata yang sama dengan kata kunci dan fungsi.
2.4 Mikrokontroler ATMega8
Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya
mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai
tambahkarena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam
suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor)
standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-
bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda
dengan instruksiMCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki
arsitektur CISC (sepertikomputer).
Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan
mikrokontroler seri MCS-51. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction
SetComputer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction
SetComputer). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas,
yaitukeluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, Keluarga ATMega, dan AT89RFxx.
Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,
kelengkapanperiferal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki.Secara umum,
mikrokontroler mengandung tujuh komponen : Prosesor (CPU), ROM, RAM,
bandar (port) I/O, Rangkaian Interupsi, Timer, dan Bus yang dihubungkan.
- Prosesor : Prosesor (CPU) melaksanakan penjemputan intruksi dari memori
mendekodekan dan menjalankannya dan mengarahkan perpindahan data antar
register atau antara register dan memori.
- ROM : digunakan untuk menyimpan data yang bersifat permanen. Dalam
mikrokontroler program disimpan dalam ROM, atau EPROM atau Flash
EPROM.Ada mikrokontroler yang dapat ditambah ROM eksternal di luar serpih
mikrokontroler.Disamping ROM untuk program juga digunakan EEPROM untuk
menyimpan data.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
14
- RAM : RAM digunakan untuk menyimpan data yang bersifat sementara. Dalam
mikrokontroler, RAM yang tersedia sangat sedikit yang sebagiannya digunakan
lagi sebagai register prosesor, dikatakan register dipetakan sebagai memori.
- Timer : Timer (pewaktu) adalah counter (pencacah) yang digunakan untuk
membangkitkan pulsa atau deretan pulsa pada saat-saat tertentu atau dengan
frekuensi tertentu. Pulsa ini digunakan untuk sebagai inetrupsi internal untuk
memulai atau mengakhiri kegiatan tertentu.Dalam kebanyakan mikrokontroler,
pencacah ini adalah pencacah naik, berbeda dengan pencacah turun yang
diterapkan dalam sistem mikroprosesor.
- Bandar I/O : Terdiri atas Port Paralel dan Port Seri yang mempunyai
kemampuan tristate. Pada sebagian mikrokontroler disediakan bandar
masukan/keluaran analog.Fungsi bandar ini pada umumnya dipilih (dikonfigurasi)
sebagai masukan/keluaran paralel/seri analog. Arah aliran data pada Port
masukan/keluaran pada umumnya dipilih melalaui register arah (Data Direction
Register, disingkat DDR). Port ini juga dipetakan sebagai memori.
- Interupsi : interupsi dapat dibedakan atas interupsi perangkat lunak yang
dibangkitkan oleh interupsi yang ditanamkan dalam program dan interupsi
perangkat keras yang dibangkitkan oleh sinyal perangkat keras yang baik yang
berasal dari sumber internal seperti timer atau sumber eksternal dari port seri atau
paralel.
- Bus : bus adalah saluran yang melakukan (membawa) sinyal-sinyal perangkat
keras. Sebagaimana dalam mikroprosesor, bus dibedakan atas bus data, alamat
dan kontrol. Bus data melakukan data antara register dan memori atau I/O, bus ini
bersifat dua arah.
ATMega8 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8bit. Beberapa tipe
mikrokontroler yang “berkeluarga” sama dengan ATMega8 ini antara lain
ATMega8535, ATMega16, ATMega32, ATmega328. AVR merupakan salah satu
jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam
fungsi.Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya digunakan seperti MCS51
adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di
dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR adalah
memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
15
cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan
melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus
seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512 byte.
Gambar 2.6 ATMega8
(Sumber :http://giantika.ilearning.me/2014/03/04/atmega8-dan-
atmega8535/)
AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC
yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan
konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan
maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan
ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan
untuk bekerja.Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan
tegangan antara 2,7 - 5,5V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada
tegangan antara 4,5–5,5 V.
2.5 USB TO TTL
Model komunikasi yang termasuk kedalam emulasi serial adalah CDC 232
dimana inrerface ini digunakan untuk mentransfer data yang biasanya akan
ditransfer melalui antar muka RS-232.CDC ini akan membuat virtual
communication port untuk PC ataupun notebook atau dan embedded system untuk
bertukar informasi. Pert COM yang digunakan adalah port serial RS-232 pada
motherboard atau expansi. Untuk berkomunikasi dengan device seiring melewati
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
16
RS-232 yang mendukung USB. Tetapi dengan firmware yang tepat, perangkat
USB dapat muncul sebagai Virtual Port COM yang dapat mengakses Serial Port.
Perangkat ini dapat digunakan untuk bertukar data dengan perangkat lain
dengan tujuan apapun. Sebuah contoh clasic misalnya modem yang
memungkinkan PC atau notebook untuk mengirim atau mengirim dan menerima
data melalui saluran telephone dan merespon AT dari PC.COM-Port ini juga
mendukung set perintah khusus vendor untuk akuisisi data , kontrol motor,
mikrokontroller, atau pengguna lainnya. Port USB dengan vitual COM Port
merupakan antar muka atau interface yang memungkinkan aplikasi untuk
mengakss perangkat USB seolah-olah port built-in-serial. Banyak perangkat USB
dengan dukungan vitual COM port yang berfungsi sebagai jembatan yang
mengkonversi antara USB dan RS-232 atau antarmuka sinkron Serial. CD232
merupakan cara cepat untuk menambahkan COM-Port dengan koneksi USB.
Time to Live (TTL) adalah mekanisme yang membatasi umur data dalam
komputer atau jaringan. TTL dapat diimplementasikan sebagai counter atau
timestamp terpasang atau tertanam dalam data. Setelah hitungan peristiwa atau
jangka waktu yang telah berlalu, data akan dibuang. Dalam jaringan komputer,
TTL mencegah paket data dari beredar terun menerus (tanpa batas). Dalam
aplikasi komputasi, TTL digunakan untuk meningkatkan kinerja caching atau
meningkatkan privasi. TTL adalah nilai waktu termasuk dalam paket yang dikirim
melalui TCP / IP berbasis jaringan yang memberitahu penerima berapa lama
waktu untuk terus atau menggunakan paket atau data yang dimasukkan sebelum
waktunya habis dan membuang paket atau data. Time-to-Live (TTL) telah diubah
namanya pada IP versi 6. Dalam hal ini disebut hop limit dan memiliki fungsi
yang sama seperti pada TTL di IPv4. Nilai dari TTL akan muncul pada beberapa
utilitas jaringan seperti Ping, traceroute, dan utilitas jaringan PathPing untuk
mencoba untuk mencapai komputer host yang diberikan atau untuk melacak rute
ke host tersebut.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
17
2.5.1 Konfigurasi ATmega8
Gambar 2.7 Konfigurasi pin ATmega8
(Sumber :http://www.circuitstoday.com/avr-atmega8-microcontroller-an-
introduction)
ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang
berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan
dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8.
a. VCC
Merupakan supply tegangan digital.
b. GND
Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan
grounding.
c. Port B (PB7...PB0)
Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port
B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat
digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit
directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin
yang terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan
mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat
digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input
ke rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan Fuse bit yang
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
18
digunakan untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat
digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung
pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock.
Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat
digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan maka PB6 dan PB7
(TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input timer.
Tabel 2.3 Fungsi Alternatif Port B
d. Port C (PC5…PC0)
Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam
masing-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah
mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C
memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun
mengeluarkan arus (source).
ADC 6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar
10bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa
tegangan analog menjadi data digital. I2C (SDA dan SDL) merupakan
salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C digunakan untuk
komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data
tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck, dll.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
19
e. RESET/PC6
Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin
I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang
terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak
diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level
tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek
dari pulsa minimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset
meskipun clock-nya tidak bekerja. RESET merupakan salah satu pin
penting di mikrokontroler, RESET dapat digunakan untuk merestart
program. Pada ATMega8 pin RESET digabungkan dengan salah satu pin
IO (PC6). Secara default PC6 ini di disable dan diganti menjadi pin
RESET. Kita dapat melakukan konfigurasi di fusebit untuk melakukan
pengaturannya.
Tabel 2.4 Fungsi Alternatif Port C
f. Port D (PD7…PD0)
Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor.
Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja pada port
ini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya
berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan
I/O.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
20
Tabel 2.5 Fungsi Alternatif Port D
USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan
level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial,
sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk
menerima data serial. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan
fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan
sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan
kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan
berhenti dan akan menjalankan program interupsi. XCK dapat difungsikan
sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat
memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan
external clock. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external
untuk timer 1 dan timer 0. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan
input untuk analog comparator.
g. Avcc
Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus
dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk
analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja
disarankan untuk menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika
ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low
pass filter.
h. AREF
i. Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
21
BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1 Umum
Perancangan merupakan suatu tahap yang sangat penting di dalam
penyelesaian pembuatan suatu alat ukur. Pada perancangan dan pembuatan alat ini
akan ditempuh beberapa langkah yang termasuk kedalam langkah perancangan
antara lain pemilihan komponen yang sesuai dengan kebutuhan serta pembuatan
alat. Dalam perancangan ini dibutuhkan beberapa petunjuk yang menunjang
pembuatan alat seperti buku buku teori, data sheet atau buku lainnya dimana buku
petunjuk tersebut memuat teori- teori perancangan maupun spesifikasi komponen
yang akan digunakan dalam pembuatan alat, melakukan percobaan serta
pengujian alat.
Langkah dalam perancangan ini terbagi dalam 2 bagian utama yaitu bagian
perancangan elektronik meliputi semua tahap yang berhubungan dengan
rangkaian misalnya perancangan rangkaian, pemilihan komponen, pencetakan dan
pembuatan layout dan pencetakan di papan PCB (Printed Circuit Board),
pemasangan komponen di PCB serta pengujian alat. Semua langkah- langkah
tersebut dikerjakan secara teratur agar diperoleh hasil yang maksimal.
3.2 Tujuan Perancangan
Tahap terpenting dalam pembuatan suatu alat adalah perancangan. Hal- hal
yang perlu diperhatikan dalam perancangan suatu alat meliputi prinsip kerja
rangkaian, spesifikasi komponen yang terdapat pada rangkaian sehingga tidak
terjadi kerusakan pada saat pemasangan komopnen. Tujuan perancangan adalah
untuk memudahkan dalam pembuatan suatu alat serta mendapatkan suatu alat
yang baik seperti yang diharapkan dengan memperhatikan penggunaan komponen
dengan harga ekonomis serta mudah didapat dipasaran. Selain itu, itu perancangan
juga bertujuan untuk membuat solusi dari suatu permasalahan dengan
penggabungan prinsip- prinsip elektronik dan mekanik, serta dengan literatur.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
22
3.3 Diagram Blok Rangkaian
Gambar 3.1. Diagram Blok Data Acquisition Kelembapan Tanah Menggunakan
Sensor YL69 Berbasis Mikrokontroler AtMega8
3.4 Fungsi Diagram Blok
1. Sensor YL69 = Berfungsi sebagai Pendeteksi Kelembapan Tanah
2. ATMEGA8 = Berfungsi sebagai Pembaca Sensor
3. Power Supply = Berfungsi sebagai Sumber Tegangan
Keseluruhan Sistem.
4. USB TO TTL = Berfungsi untuk menghubungkan ke alat komputer
5. LCD = Berfungsi untuk Menampilkan Data.
POWER
SUPPLY
AT
MEGA 8 LCD
SENSOR
YL69
USB TO
TTL
LAPTOP
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
23
3.5 Flowchart Sistem
Gambar 3.2 Flowchart Sistem
Keterangan :
- Aktifkan sensor pendeteksi tanah
- Sensor YL69 digunakan untuk mendeteksi kelembapan tanah dari sensor itu
MULAI
INISIALISASI
SELESAI
MEMBACA
RH TANAH
PROSES
DATA
TAMPILKAN
LCD
KIRIM KE PC
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
24
sebenarnya data yang akan di proses belum bisa di baca oleh micro yang
fungsinya digunakan untuk memproses data yang diberikan sensor dengan
diberi rumusan yang telah di tetapkan oleh pengkondisi signal.
- Setelah Signal dikondisikan baru bisa dibaca oleh micro tersebut dan data
yang telah terbaca oleh micro akan ditampilkan oleh LCD dan dikirim ke
komputer.
3.6 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8
Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagianinput
dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakanmikrokontroller
jenis Atmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
a. Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock.
b. Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.
c. Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset.
d. Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :
1. PortC.0 digunakan sebagai Penerima data dari remote (receiver)
2. PortA.1, PortB.1 -PortB.4 digunakan sebagai data input basistransistor
pada driver relay.
Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler Atmega8
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
25
3.7 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)
Pengoperasian LCD dengan Mikrokontroler ATmega 328 menggunakan
komunikasi 4bit. Setelah sensor pelampung sudah melakukan pengukuran,
variable resistor akan mengirimkan data ke mikrokontroler melalui Port A
kemudian mikrokontroler menerima data ukuran jarak yang terbaca dan
ditampilkan oleh LCD. Berikut adalah skematik rangkaian LCD.
Gambar 3.4 Skematik Rangkaian LCD 16x2 Karakter
Pada gambar 3.3, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16 dihubungkan ke
Gnd (Ground),pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4
merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write),pin 6
merupakan Enable,pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data
dihubungkan ke mikrokontroler ATmega328. Fungsi dari potensiometer (VR1)
adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
26
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Tujuan Pengujian Alat
Pengujian dan analisa merupakan hal terpenting dalam pembuatan suatu
alat. Tujuan dari pegukuran dan analisa adalah untuk mengetahui apakah alat yang
telah dibuat dapat bekerja atau tidak. Terlebih untuk penelitian projek akhir 1 ini,
mencari kesimpulan apakah alat yang dibuat ini lebih efesien hasilnya atau
cenderung merugikan dari alat pendeteksi cahayabiasanya.
4.1.2 Peralatan Pengujian
Proses pengujian akan berjalan dengan baik karena dipersiapkan peralatan-
peralatan yang mendukung. Peralatan tersebut antara lain adalah :
1. Leptop
2. Kabel USB TO TTL
3. Dan Kabel- Kabel Penghubung Lainnya.
4.1.3 Prosedur Pengujian
Memahami pengujian pada masing- masing bagian terpenting dari alat,
perlu dipersiapkan terlebih dahulu peralatan- peralatan yang digunakan langkah-
langkah pengujian dapat dilakukan sebagai berikut :
1. Siapkan semua peralatan yang akan dibutuhkan dan pastikan semua dalam
keadaan baik.
2. Hidupkan leptop dengan menghubungkan kabel usb to ttl ke leptop yang
sudah tersambung pada alat yang akan diuji
3. Lakukan pengujian pada titik yang akan diuji.
4. Dan hasinya akan di tampilkan di LCD yang akan dikirim ke leptop.
5. Hasilnya akan ditampilkan di leptop yang telah diprogram dimana kita
akan mengetahui nilai kelembapan tanah baik itu kering ataupun basah
yang akan diuji.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
27
4.1.4 Pengujian Alat
Proses pengujian alat dapat segera dilakukan setelah mengetahui titik- titik
pengujian. Pengaruh impedansi juga perlu diperhatikan dalam melakukan proses
pengujian. Ketidaksesuaian impedansi antara pengujian, kabel, alat pengukur
yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran. Adapun titik- titik yang menjadi alur
proses pengujian pada rangkaian dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Gambar Rangkain Alat
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
28
4.1.5 Data Hasil Pengujian
Berdasarkan titik pengujian pada gambar 4.1 didapat hasil pengujian seperti
berikut :
Tabel 4.1 Pengujian Hasil RH Tanah Kering
Pengujian Waktu
Pengujian/detik
Hasil RH Tanah
Kering (%)
Kategori
Tanah
1 3 0% Sangat Rendah
2 5 0% Sangat Rendah
3 7 0% Sangat Rendah
Tabel 4.2 Pengujian Hasil RH Tanah Basah
Pengujian Waktu
Pengujian/detik
Hasil RH Tanah
Basah (%)
Kategori
Tanah
1 3 80% Normal
2 5 81% Normal
3 7 81% Normal
Keterangan : Pengujian Kelembapan pada Tanah Kering biasanya persenanya
akan biasa karena tidak ada kadar air yang dideteksi oleh sensor tersebut, beda
halnya dengan Kelembapan pada Tanah yang Basah biasanya persenannya akan
semakin naik karena kadar air yang terkandung pada tanah tersebut. Selain itu
Tanah memiliki Ketegori :
Apabila < 70% berarti tanah tersebut tergolong Sangat Rendah, 70 – 80%
tergolong Rendah, 80 – 90% tergolong Normal/Ideal, 91 – 95% tergolong Tinggi,
96 – 100% tergolong Sangat Tinggi.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
29
4.1.6 Hasil Pengujian Rangkaian LCD
Setelah seluruh komponen telah dipasang dengan baik maka pada LCD akan
dihasilkan tampilan sebagai berikut :
1. Kondisi awal LCD
Gambar 4.2 Tampilan LCD
4.2 Pembahasan
4.2.1 Rangkaian Mikrokontroler Atmega8
ATMega8 merupakan sebuah modul berbasis mikrokontroler ATMega8
yang sudah dilengkapi dengan eksternal crystal osilator, tombol reset, port ISP,
port UART, ADC referensi dan port IO. System minimum ini sangat cocok untuk
aplikasi-aplikasi sederhana seperti membaca tombol, dihubungkan dengan LED,
mengontrol RELAY, mengendalikan LCD, pembacaan sensor-sensor digital
maupun untuk aplikasi yang komplek seperti untuk komunikasi dengan
komputer/laptop, komunikasi dengan MODEM, pengontrolan jarak jauh, PID
kontroler ataupun robotika. Modul sistem minimum ini mempunyai port ISP (In
System Programming) yang digunakan untuk mendownload program.
4.2.2 Interfacing LCD (2x16)
Rangkaian LCD merupakan rangkaian pendukung sebagai media tampilan
yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama dan dapatmenampilkan
karakter ASCII, didalam LCD terdapat sebuah mikroprocessor yang
mengendalikan tampilan. Rangkaian LCD merupakan sebuah rangkaian yang
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
30
berfungsi untuk menampilkan informasi. Rangkaian ini bekerja pada saat
mendapat masukan data dari mikrokontroller pada pin PD4- PD7. Pada
rangkaian LCD juga dapat digunakan trimpot yang berfungsi sebagai pengatur
kontras (kecerahan LCD). Tegangan yang digunakan pada rangkaian LCD yaitu
5V, dan juga menggunakan resistor 10 k. Jenis LCD yang digunakan adalah
M1632, yaitu terdiri dari 16 baris data dan 2 kolom. Untuk melakukan percobaan
penggunaan LCD biasanya langsung menggunkan program untuk menampilkan
tulisan pada layar LCD.
Berdasarkan pengujian dan system LCD ini yaitu pada saat LCD tidak
mengukur atau melebihi jarak maka LCD akan menampilkan hasil 0,00. Pada saat
pengukuran terdeteksi maka LCD akan memberikan informasi berupa jarak yang
telah diproses.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
31
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari Hasil Pengujian Pada Alat Ukur Kelembapan Tanah dengan Sensor
YL69 berbasis Mikrokontroler ATMega 8 dapat disimpulkan :
1. Piranti elektronik yang dibutuhkan dalam rangkaian alat ukur Kelembapan
tanah ini adalah Mikrokontroler ATMega8, Sensor YL69/Sensor Tanah,
Pengkondisi Sinyal, LCD, Kabel USB TO TTL dan Leptop. Alat ini dibuat
dengan merangkai piranti-piranti elektronik yang menjadi suatu sistem
yang dapat mendeteksi Kelembapan pada tanah baik itu tanah kering
ataupun basah pada lingkungan sekitarnya dan akan menampilkannya
secara otomatis.
2. Prinsip kerja alat ukur ini dimana data dari sensor YL69 atau sensor
kelembapan tanah belum bisa dibaca oleh mikro dimana harus ada
pengondisi sinyal terlebih dahulu agar bisa di bacah oleh mikro, setelah
terbaca oleh mikro data akan ditampilkan di LCD dan kemudian hasil
akhirnya akan di kirim ke leptop.
3. Kelembapan pada tanah tergantung suhu disekitarnya baik itu tanah kering
maupun tanah basah.
5.2 Saran
1. Diharapkan alat ini dapat lebih dikembangkan lagi, baik dari segi fungsi
maupun aplikasi.
2. Fungsi dari alat diharapkan bisa diperluas lagi supaya tidak hanya bisa
mengukur suhu tanah pada batasan tertentu.
3. Alat ini juga diharapkan dapat dikembangkan lagi dengan menambahkan
keluaran tidak hanya melalui LCD saja tetapi juga dapat ditambahkan
output suara dan juga dapat dilakukan percetakan data menggunakan print.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR PUSTAKA
Prentice- hall, inc., Englewood Cliffs Nj, Electronic Instrumentasi &Measurement
Tecniques, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1999.
Suhata, ST, VB Sebagai Pusat Kendali Peralatan Elektronik, Penerbit Elex
Media Komputindo, Jakarta, 2005
http://repository.usu.ac.id/bitstream/handle/123456789/61928/Chapter%20II.pdf?
sequence=5
Diakses pada tanggal: 8 Juli 2018 Pukul: 15:30
http://www.circuitstoday.com/avr-atmega8-microcontroller-an-introduction
Diakses pada tanggal: 10 Juli 2018 Pukul: 12:50
https://mikrokontrolerindonesia.files.wordpress.com
Diakses pada tanggal: 11 Juli 2018 Pukul: 16:30
lib.unnes.ac.id/23437/1/5301411063.pdf
Diakses pada :12 Juli 2018 Pukul: 14.00 wib
http://hardiantoe.blogspot.co.id/2015/03/v-behaviorurldefaultvmlo.html
Diakses pada : 13 Juli 2018 Pukul ; 12.03 wib
http://teknikelektronika.com/pengertian-sensoryl69-dan prinsip-kerjanya/
Diakses pada : 14 Juli 2018 Pukul ; 11.20 wib
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LAMPIRAN I
Gambar Rangkaian
Gambar Rangkaian Kelembapan Tanah Menggunakan sensor YL69 Berbasis
Mikrokontroler ATMega8
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LAMPIRAN II
Tampilan Program
#include <LiquidCrystal.h>
#define up 9
#define down 10
int data;
float tegangan;
float v1,v2,v;
float arus;
int inv=1;
float RH;
LiquidCrystal lcd(8,6,5,4,3,2);
unsigned long previousMillis = 0;
void setup() {
pinMode(up,INPUT);
pinMode(down,INPUT);
digitalWrite(up,HIGH);
digitalWrite(down,HIGH);
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2);
}
void loop() {
if (digitalRead(up)==LOW){inv++;}
if (digitalRead(down)==LOW){inv--;}
if (inv>1000){inv=1000;}
if (inv<1){inv=1;}
data=analogRead(A5);
tegangan = 5-(data*0.004887);
RH = tegangan/3*100;
if (RH>100){RH=100;}
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(" DAQ RH Tanah ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("RH:");
lcd.print(RH,0);
lcd.print("%");
lcd.setCursor(8, 1);
lcd.print("INV:");
lcd.print(inv);
lcd.print("s");
delay(200);
unsigned long currentMillis = millis()/1000;
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
if (currentMillis - previousMillis >= inv) {
previousMillis = currentMillis;
Serial.print("DATA,TIME,");
Serial.println(RH,0);
}
}
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA