Rancang Bangun Alat Hitung Jumlah Kendaraan Memanfaatkan Sensor Inframerah Sebagai Input Pada Gerbang Parkir Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535
RANCANG BANGUN ALAT HITUNG JUMLAH KENDARAAN
MEMANFAATKAN SENSOR INFRAMERAH SEBAGAI INPUT PADA
GERBANG PARKIR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
MARLENI
102408002
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: RANCANG BANGUN ALAT HITUNG JUMLAH KENDARAAN
MEMANFAATKAN SENSOR INFRAMERAH SEBAGAI INPUT
PADA GERBANG PARKIR BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA8535
Kategori
: TUGAS AKHIR
Nama
: MARLENI
No.Induk Mahasiswa : 102408002
Program Studi
: D3 FISIKA
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.
Diluluskan di
Medan, 29 Juli 2012
Diketahui/ Disetujui oleh
Ketua Program Studi D3 Fisika
(Dr.Susilawati M.Si)
NIP.197412072000122001
Pembimbing
(Junedi Ginting S.Si, M.Si)
NIP. 197306222003121001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
RANCANG BANGUN ALAT HITUNG JUMLAH KENDARAAN
MEMANFAATKAN SENSOR INFRAMERAH SEBAGAI INPUT PADA GERBANG
PARKIR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2013
MARLENI
102408002
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Syukur
Alhamdulillah
berkat
rahmat
dan
karunia-NYA
penulis
dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Salawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW.
Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk
menyelesaikan pendidikan DIII pada program studi DIII Fisika Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Aalam (FMIPA). Atas bantuanya dan motivasi yang di berikan, maka
penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : Bapak Junedi Ginting S.Si, M.Si selaku
pembimbing, Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan FMIPA USU, Dr. Susilawati, M.Si
selaku ketua jurusan program studi DIII Fisika dan Seluruh Dosen yang telah memberikan
ilmu pengetahuan selama perkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pegawai tata
usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar. Rekan-rekan di Fisika
Instrumentasi terima kasih atas motivasi, kritik dan sarannya terhadap laporan Tugas
Akhir ini. Akhirnya terima kasih kepada Ayahanda dan Ibunda yang telah memberikan
didikan terbaik bagi penulis. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas
Akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh kesempurnaan. Oleh karna itu penulis
sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari
pembaca
Semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi setiap orang yang membacanya
dan kirannya anugrah Allah SWT selalu menyertai kita semua
Universitas Sumatera Utara
ASBTRAK
Peralatan ini merancang suatu alat hitung obyek dalam suatu area perpakiran
memanfaatkan sensor inframerah yang ditampilkan diseven segmen sebagai display. Sistem
yang penulis rancang akan menghitung cacahan nilai objek yang lewat. Sistem teridiri dari
led infra merah dan fotodioda untuk mendeteksi obyek yang lewat. Saat tidak ada objek
yang lewat, maka sinar infra merah akan mengenai fotodioda, Sensor fotodioda akan
bernilai high (>2,5 v), sedang konparator akan memastikan tegangan yang keluar setelah
masuk dari fotodioda bernilai 5 v, setelah dari komparator, maka sinyal high akan masuk ke
mikrokontroller dan kemudian akan diolah memberikan logika high pada mikrokontroller,
sedangkan jika ada obyek yang lewat, maka sinar inframerah akan terhalangi dan fotodioda
tidak terkena pancaran sinar inframerah, maka arus balik ( Iλ ) fotodioda akan menjadi
sangat kecil sehingga tidak akan mengeluarkan tegangan atau dalam kondisi low (0 volt),
kondisi low tersebut akan diteruskan oleh komparator yang memastikan sinyal yang dikirim
ke mikrokontroller benar-benar low (0 volt), setelah masuk ke mikro, maka sinyal tersebut
akan diolah untuk menaikkan nilai pada seven segment sebesar 1 digit, begeti seterusnya.
Berdasarkan penjelasan di atas, penulis ingin merancang sebuah peralatan yang dapat
membuat peralatan listrik bekerja secara otomatis dalam suatu area. Untuk itu penulis
menyusun sebuah Karya Akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN ALAT HITUNG
JUMLAH KENDARAAN MEMANFAATKAN SENSOR INFRAMERAH SEBAGAI
INPUT
PADA
GERBANG
PARKIR
BERBASIS
MIKROKONTROLER
ATMega8535” yang dapat diaplikasikan pada parkiran kendaraan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN
i
PERNYATAAN
ii
PENGHARGAAN
iii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR TABEL
v
DAFTAR GAMBAR
vi
ABSTRAK
vii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang Masalah
1
1.2 Batasan Masalah
2
1.3 Tujuan Penulisan
2
1.4 Manfaat Penulisan
2
1.5 Sistematika Penulisan
2
BAB II. LANDASAN TEORI
4
2.1 Mikrokontroler ATMega 8535
2.2 Konfigurasi PIN ATMega 8535
2.3 Fotodioda
2.4 LED (Light Emiting Dioda )
2.5 LED Infra Merah
2.6 Buffer 74LS245
2.7 Seven Segmen
2.8 OP-AMP
2.8.1 Op-Amp Ideal
2.8.2 Karakteristik Ideal Op-Amp
2.8.3 Non Inverting Amplifier
4
7
8
9
10
12
13
15
16
17
20
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
23
3.1. Diagram Blok Rangkaian
3.2. Rangkaian Power Supplay (PSA)
3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATMega853
3.4. Rangkaian Sensor dan Penguat
3.5. Rangkaian Penampil Seven Segment
3.6. Flowchart Program
23
24
25
26
27
29
Universitas Sumatera Utara
BAB IV. PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PROGRAM
4.1. Pengujian Rangkaian
4.1.1. Pengujian Rangkaian Power Supplay
4.1.2. Pengujian Rangkaian Sensor dan Penguat
4.1.3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
4.1.4. Pegujian Rangkaian IC 74245
4.1.5. Pegujian Rangkaian Display 7-Segment
4.1.6. Pengujian Rangkaian Keseluruhan
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
31
31
31
31
35
36
39
40
41
41
42
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kebenaran IC74245
12
Tabel 4.1 Tegangan Fotodioda
33
Tabel 4.2 Fungsi Kaki IC TTL 74xx245
37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram ATMega8535
5
Gambar 2.2 Konfigurasi PIN ATMega
7
Gambar 2.3 Fotodioda
9
Gambar 2.4 Simbol Led
9
Gambar 2.5 Spektrum Sinar Led
10
Gambar 2.6 Pin Diagram IC 74LS245
12
Gambar 2.7 Rangkaian Interval IC 74245
13
Gambar 2.8 Susunan Seven Segment
13
Gambar 2.9 Konfigurasi Seven Segment Tipe Common Anoda
14
Gambar 2.10 Konfigurasi Seven Segment Tipe Common Katoda
14
Gambar 2.11 Konfigurasi Pin IC Op-Amp LM3245
15
Gambar 2.12 Penguat Non-Inverter
21
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
23
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PAS)
24
Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Minimum Mikrokontroler
ATMega8535
25
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor dan Penguat
27
Gambar 3.5 Rangkaian Penampil Seven Segment
27
Gambar 3.6 Flowchart Program
29
Gambar 4.1 Komparator Sederhana
34
Gambar 4.2 Informasi Signature Mikrokontroler
36
Gambar 4.3 Bentuk DIP IC 74xx245
37
Gambar 4.4 Rangkaian Skematik Pengujian 74LS245
38
Universitas Sumatera Utara
MEMANFAATKAN SENSOR INFRAMERAH SEBAGAI INPUT PADA
GERBANG PARKIR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
MARLENI
102408002
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: RANCANG BANGUN ALAT HITUNG JUMLAH KENDARAAN
MEMANFAATKAN SENSOR INFRAMERAH SEBAGAI INPUT
PADA GERBANG PARKIR BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA8535
Kategori
: TUGAS AKHIR
Nama
: MARLENI
No.Induk Mahasiswa : 102408002
Program Studi
: D3 FISIKA
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.
Diluluskan di
Medan, 29 Juli 2012
Diketahui/ Disetujui oleh
Ketua Program Studi D3 Fisika
(Dr.Susilawati M.Si)
NIP.197412072000122001
Pembimbing
(Junedi Ginting S.Si, M.Si)
NIP. 197306222003121001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
RANCANG BANGUN ALAT HITUNG JUMLAH KENDARAAN
MEMANFAATKAN SENSOR INFRAMERAH SEBAGAI INPUT PADA GERBANG
PARKIR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2013
MARLENI
102408002
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Syukur
Alhamdulillah
berkat
rahmat
dan
karunia-NYA
penulis
dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Salawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW.
Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk
menyelesaikan pendidikan DIII pada program studi DIII Fisika Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Aalam (FMIPA). Atas bantuanya dan motivasi yang di berikan, maka
penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : Bapak Junedi Ginting S.Si, M.Si selaku
pembimbing, Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan FMIPA USU, Dr. Susilawati, M.Si
selaku ketua jurusan program studi DIII Fisika dan Seluruh Dosen yang telah memberikan
ilmu pengetahuan selama perkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pegawai tata
usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar. Rekan-rekan di Fisika
Instrumentasi terima kasih atas motivasi, kritik dan sarannya terhadap laporan Tugas
Akhir ini. Akhirnya terima kasih kepada Ayahanda dan Ibunda yang telah memberikan
didikan terbaik bagi penulis. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas
Akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh kesempurnaan. Oleh karna itu penulis
sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari
pembaca
Semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi setiap orang yang membacanya
dan kirannya anugrah Allah SWT selalu menyertai kita semua
Universitas Sumatera Utara
ASBTRAK
Peralatan ini merancang suatu alat hitung obyek dalam suatu area perpakiran
memanfaatkan sensor inframerah yang ditampilkan diseven segmen sebagai display. Sistem
yang penulis rancang akan menghitung cacahan nilai objek yang lewat. Sistem teridiri dari
led infra merah dan fotodioda untuk mendeteksi obyek yang lewat. Saat tidak ada objek
yang lewat, maka sinar infra merah akan mengenai fotodioda, Sensor fotodioda akan
bernilai high (>2,5 v), sedang konparator akan memastikan tegangan yang keluar setelah
masuk dari fotodioda bernilai 5 v, setelah dari komparator, maka sinyal high akan masuk ke
mikrokontroller dan kemudian akan diolah memberikan logika high pada mikrokontroller,
sedangkan jika ada obyek yang lewat, maka sinar inframerah akan terhalangi dan fotodioda
tidak terkena pancaran sinar inframerah, maka arus balik ( Iλ ) fotodioda akan menjadi
sangat kecil sehingga tidak akan mengeluarkan tegangan atau dalam kondisi low (0 volt),
kondisi low tersebut akan diteruskan oleh komparator yang memastikan sinyal yang dikirim
ke mikrokontroller benar-benar low (0 volt), setelah masuk ke mikro, maka sinyal tersebut
akan diolah untuk menaikkan nilai pada seven segment sebesar 1 digit, begeti seterusnya.
Berdasarkan penjelasan di atas, penulis ingin merancang sebuah peralatan yang dapat
membuat peralatan listrik bekerja secara otomatis dalam suatu area. Untuk itu penulis
menyusun sebuah Karya Akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN ALAT HITUNG
JUMLAH KENDARAAN MEMANFAATKAN SENSOR INFRAMERAH SEBAGAI
INPUT
PADA
GERBANG
PARKIR
BERBASIS
MIKROKONTROLER
ATMega8535” yang dapat diaplikasikan pada parkiran kendaraan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN
i
PERNYATAAN
ii
PENGHARGAAN
iii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR TABEL
v
DAFTAR GAMBAR
vi
ABSTRAK
vii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang Masalah
1
1.2 Batasan Masalah
2
1.3 Tujuan Penulisan
2
1.4 Manfaat Penulisan
2
1.5 Sistematika Penulisan
2
BAB II. LANDASAN TEORI
4
2.1 Mikrokontroler ATMega 8535
2.2 Konfigurasi PIN ATMega 8535
2.3 Fotodioda
2.4 LED (Light Emiting Dioda )
2.5 LED Infra Merah
2.6 Buffer 74LS245
2.7 Seven Segmen
2.8 OP-AMP
2.8.1 Op-Amp Ideal
2.8.2 Karakteristik Ideal Op-Amp
2.8.3 Non Inverting Amplifier
4
7
8
9
10
12
13
15
16
17
20
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
23
3.1. Diagram Blok Rangkaian
3.2. Rangkaian Power Supplay (PSA)
3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATMega853
3.4. Rangkaian Sensor dan Penguat
3.5. Rangkaian Penampil Seven Segment
3.6. Flowchart Program
23
24
25
26
27
29
Universitas Sumatera Utara
BAB IV. PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PROGRAM
4.1. Pengujian Rangkaian
4.1.1. Pengujian Rangkaian Power Supplay
4.1.2. Pengujian Rangkaian Sensor dan Penguat
4.1.3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
4.1.4. Pegujian Rangkaian IC 74245
4.1.5. Pegujian Rangkaian Display 7-Segment
4.1.6. Pengujian Rangkaian Keseluruhan
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
31
31
31
31
35
36
39
40
41
41
42
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kebenaran IC74245
12
Tabel 4.1 Tegangan Fotodioda
33
Tabel 4.2 Fungsi Kaki IC TTL 74xx245
37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram ATMega8535
5
Gambar 2.2 Konfigurasi PIN ATMega
7
Gambar 2.3 Fotodioda
9
Gambar 2.4 Simbol Led
9
Gambar 2.5 Spektrum Sinar Led
10
Gambar 2.6 Pin Diagram IC 74LS245
12
Gambar 2.7 Rangkaian Interval IC 74245
13
Gambar 2.8 Susunan Seven Segment
13
Gambar 2.9 Konfigurasi Seven Segment Tipe Common Anoda
14
Gambar 2.10 Konfigurasi Seven Segment Tipe Common Katoda
14
Gambar 2.11 Konfigurasi Pin IC Op-Amp LM3245
15
Gambar 2.12 Penguat Non-Inverter
21
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
23
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PAS)
24
Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Minimum Mikrokontroler
ATMega8535
25
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor dan Penguat
27
Gambar 3.5 Rangkaian Penampil Seven Segment
27
Gambar 3.6 Flowchart Program
29
Gambar 4.1 Komparator Sederhana
34
Gambar 4.2 Informasi Signature Mikrokontroler
36
Gambar 4.3 Bentuk DIP IC 74xx245
37
Gambar 4.4 Rangkaian Skematik Pengujian 74LS245
38
Universitas Sumatera Utara