Perancangan Alat Pengukuran Debit Air Menggunakan Water Flow Sensor G1/2 Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535

PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN DEBIT AIR

MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMega 8535

TUGAS AKHIR

ADINDA PERMATA SARI

112411032

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2014

PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN DEBIT AIR

MENGGUNAKANWATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMega 8535

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

ADINDA PERMATA SARI 112411032

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN DEBIT AIR

MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega 8535 Kategori : Tugas Akhir

Nama : Adinda Permata Sari

NIM : 112411032

Program Studi : D-3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Diluluskan di Medan, Juli 2014 Komisi Pembimbing :

Diketahui/Disetujui oleh

KetuaD-3 Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU Pembimbing,

Dr. Diana Alemin Barus M.Sc Dr. Kerista Sebayang MS NIP. 19660729 199203 2 002 NIP. 19580023 198001 1 001

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN DEBIT AIR

MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMega 8535

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2014

Adinda Permata Sari

112411032

PENGHARGAAN

Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, berkah, serta hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan pada Universitas Sumatera Utara untuk mendapat gelar Ahli Madya pada Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih serta penghargaan yang sebesar-besarnya kepada ayahanda Drs. Marasi Tambunan dan ibunda tersayang Eli Serimastati Siregar, S.pd yang telah membimbing dengan penuh cinta dan kasih sayang, memelihara dan memperhatikan penulis sejak kecil serta selalu mencukupi segala keperluan baik secara moril maupun materil hingga akhirnya penulis mampu menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini yang berjudul

“ PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN DEBIT AIR MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMega 8535”

Selanjutnya penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, baik secara moril dan materil dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini. Terima kasih saya ucapkan kepada :

1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

2. IbuDr. Diana Alemin Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.

3. IbuDra. Ratna Askiah S, M.Si, selaku Sekretaris Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.

4. Bapak DR.Kerista Sebayang MS, selaku Dosen Pembimbing, yang telahmembantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

6. Abang dan Adik tersayang, Hari Surya Darma SE, Akbar Habibi SE, Rian Ramadan dan Hannum Anggina Dia yang telah memberikan doa dan dorongan kepada penulis.

7. Teman-teman seperjuangan Nisa, Vadhya, Anie, Astrit,, Irfa, Wana, Nuril, Jepri, Mesti, Faqih, Fadhly, Cahya, Ivon, Iki, Oca, Maya, Dira, dan Yuni. 8. Abang, Kakak dan teman-teman UKM Robotik Sikonek Bang Budi, Bg

Oki, Bg Rhobby, Bg Reza, Bang Hamdan, Bang Kharis, Bang Teguh, Bang arif, Kak Widya, Kak Nur, Bobby, Ibnu, Iqbal, Royan, Ratu.

9. Sahabat tercinta Bobby Romanzah, Yessi Novia Aprilia, yang selalu sabar mendengarkan keluh kesah saya, memberikan solusi, memberikan masukan ,doa , dan semangat dalam penyusunan tugas akhir ini.

10.Dan seluruh pihak yang banyak membantu tetapi tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu terima kasih banyak.

Penulisan Tugas Akhir ini sudah selesai, namun penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan didalamnya karena keterbatasan pengetahuan dan

membangun demi perbaikan dan penyempurnaan laporan ini.Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua yang membaca sebagai wacana dalam memperluas cakrawala pengetahuan.

Kiranya Allah SWT memberikan hidayah-Nya kepada kita semua sehingga sukses dalam menggapai cita-cita yang diinginkan.Amin.

Medan, Juli 2014 Hormat Kami,

ABSTRAK

Pada Tugas Akhir ini penulis membahas tugas akhir yang berjudul

”Perancangan Alat Pengukuran Kecepatan Air Menggunakan Water Flow Sensor G1/2 Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535”.

Alat ini berfungsi untuk mengetahui kebocoran pada saluran pipa air dimana sistem tersebut menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535, Water Flow sensor G1/2, dan LCD.

Sensor Flowmeter yang digunakan terdiri dari dua buah yang diletakkan dengan posisi yang berbeda dandengan cara membandingkan volume air yg lewat pada sensor flowmeter pertama dengan volume air pada sensor kedua. waktu perambatan tersebut yang akan dikonversi ke dalam bentuk Liter.

Pengujian dilakukan dengan memasukkan air dengan volume 500 ml, 1000 ml, 1500ml dan 2000ml dengan membandingkannya antara sensor 1 dan sensor 2 terhadap volume standar.Hasil yang didapatkan bahwa peletakan sensor menentukan kesalahan yang terbaca pada saat pengujian hal ini dapat ditunjukkan pada persen kesalahan yang terdapat pada datasheet dari sensor flowmeter G1/2 tersebut.

Dengan hasil pengujian ini dapat dipastikan bahwa kedudukan atau posisi vertikal tidak dapat menjamin pembacaan kecepatan air, diakibatkan pengaruh gravitasi bumi.

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN ... ... i

PERNYATAAN ... ... ii

PENGHARGAAN ... ... iii

ABSTRAK ... ... vi

DAFTAR ISI ... ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ... x

DAFTAR TABEL ... ... xi

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. Sistematika Penulisan . ... 3

BAB II

2.1. Defenisi Debit ... … ... 5

2.2.Tenik Pengukuran ... … ... 5

2.3. Water Flow Sensor G1/2 ... 7

2.4. Mikrokontroler ATMega8535 ... 9

2.4.1. Konfigurasi PIN ATMega 8535 ... 13

2.4.2. Port-port ATMega 8535 dan Fungsinya ... 14

2.5. Peta Memory ATMega8535 ... 16

2.5.1. Program Memory ... 16

2.5.2. Data Memory ... ... 17

2.5.3. EEPROM Data memory ... 17

2.5.4 Status Register (SREG) ... 18

2.6. Pengaplikasian LCD . ... 19

BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM 3.1. Diagram Blok Sistem . ... 21

3.2 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535 ... 22

3.3. Pengaplikasian LCD ... ... 23

3.4. Flowchart Program ... ... 25

BAB IV

4.1. Umum ... ... 26

4.2. Pengujian Sensor Flowmeter ... 26

4.3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8535 ... 26

4.4. Pengujian LCD ... ... 27

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... … ... 32

5.2. Saran ... … ... 33

DAFTAR PUSTAKA ... ... .34

LAMPIRAN A : Gambar Alat LAMPIRAN B : Data

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Water Flow Sensor G1/2 ... 7

Gambar 2.2. Mechanic Dimensi Water Flow Sensor G1/2 ... 8

Gambar 2.3. Blok Diagram ATMega 8535 ... 11

Gambar 2.4. Konfigurasi Pin ATMega 8535 ... 13

Gambar 2.5. Peta Memory Data ... 16

Gambar 2.6. EEPROM Data Memory ... 17

Gambar 2.7. Satatus Register ATMega 8535... 17

Gambar 2.9. Gambar LCD ... 19

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem ... 21

Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum ATMega8535 ... 22

Gambar 3.3. Rangkaian Skematik LCD ... 23

Gambar 3.4 . Flowchat Program ... 25

Gambar 4.1. Program LCD ... 27

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konversi Volume dan Waktu dapat mengethui Debit Air ... 6

Tabel 2.2. Komponen Sensor ... 8

Tabel 2.3. Spesifikasi Sensor ... 9

Tabel 2.4. Deskripsi Pin pada LCD ... 20

Tabel 4.1. Pengujian Sensor 1 dan Sensor 2 terhadap standar Volume ... 29

Tabel 4.2. Persen Error Sensor 1 dan Sensor 2 ... 30

ABSTRAK

Pada Tugas Akhir ini penulis membahas tugas akhir yang berjudul

”Perancangan Alat Pengukuran Kecepatan Air Menggunakan Water Flow Sensor G1/2 Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535”.

Alat ini berfungsi untuk mengetahui kebocoran pada saluran pipa air dimana sistem tersebut menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535, Water Flow sensor G1/2, dan LCD.

Sensor Flowmeter yang digunakan terdiri dari dua buah yang diletakkan dengan posisi yang berbeda dandengan cara membandingkan volume air yg lewat pada sensor flowmeter pertama dengan volume air pada sensor kedua. waktu perambatan tersebut yang akan dikonversi ke dalam bentuk Liter.

Pengujian dilakukan dengan memasukkan air dengan volume 500 ml, 1000 ml, 1500ml dan 2000ml dengan membandingkannya antara sensor 1 dan sensor 2 terhadap volume standar.Hasil yang didapatkan bahwa peletakan sensor menentukan kesalahan yang terbaca pada saat pengujian hal ini dapat ditunjukkan pada persen kesalahan yang terdapat pada datasheet dari sensor flowmeter G1/2 tersebut.

Dengan hasil pengujian ini dapat dipastikan bahwa kedudukan atau posisi vertikal tidak dapat menjamin pembacaan kecepatan air, diakibatkan pengaruh gravitasi bumi.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Debit aliran merupakan satuan untuk mendekati nilai-nilai hidrologis proses yang terjadi dilapangan.Kemampuan pengukuran debit aliran air sangat diperlukan untuk mengetahui potensi sumber daya air di suatu wilayah DAS. Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber daya air permukaan yang ada. Pengukuran debit air dapat dilakukan dengan mengukur kecepatan aliran air pada suatu wadah dengan luas penampang area tertentu. Kecepatan aliran dapat diukur dengan metode metode current-meter dan metode apung. Kemudian distribusi kecepatan aliran di dalam alur tidak sama pada arah horizontal maupun arah vertikal. Saat ini di pasaran banyak tersedia alat pengukuran debit air, tetapi kebanyakan disediakan untuk mengukur debit air dalam penampang pipa. Karena kecepatan aliran merupakan parameter yangdapat mewakili besaran debit air, yaitu mengalikannya dengan faktor luas penampang area ukur.

Berbagai masalah dapat muncul seiring dengan perkembangan zaman, tidak terkecuali dalam kehidupan sehari-hari.Salah satu masalah yang timbul adalah ketidak sesuaian pada pembacaan sensor karena posisi peletakan sensor tersebut, akibat atau pengaruh gravitasi bumi. Hal in yang menyebabakan penulisan mengambil judul :”Perancangan Alat Pengukuran Debit Air

Menggunakan Water Flow Sensor G1/2 Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535”.

1.2.Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang ada, maka perumusan masalah dari penelitian ini adalah :

1. Bagaimana memperoleh data kecepatan air.

2. Bagaimana mengetahui jumlah atau debit air menggunakan Sensor

Flowmeter.

3. Bagaimana cara mengetahui perbedaan peletakan duah buah sensor

Flowmeter yang diletakkan secara berbeda.

1.3.Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah : 1. Sebagai pusat pengolahan datanya digunakan Mikrokontroller ATMega

8535.

2. Penulis hanya menggunakan dua buah Sensor Flowmeter untuk menguju jumlah debit air.

3. Pembahasan hanya meliputi rangkaian system minimum Mikrokontroler ATMega 8535, dan SensorFlowmeter.

4. Pengujian tidak membahas tentang tentang kemiringan dan peletakan sensor.

1.4.Tujuan Penulisan

Penulisan laporan proyek ini adalah untuk:

1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma (D-3) Metrologi dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.

2. Mengetahui cara kerja Sensor Flowmeter berbasis Mikrokontroler ATMega 8535.

3. Menerapkan penggunaan Sensor Flowmeter mengetahui perbedan atau range kesalahn dari peletakan Sensor Flowmeter

1.5. Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan danpemahaman, penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari mengetahui Sensor

Flowmeterberbasis mikrokontroler ATMega 8535, maka penulis menulis tugas akhir ini dengan urutan sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latarbelakang permasalahan,batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan tugas akhir ini.

BAB II : LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yangdigunakanuntuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang Mikrokontroler, ATMega 8535, Sensor Flowmeter, serta cara kerja dari Mikrokontroler ATMega 8535 dan komponen pendukung.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN

Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain-lain.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan sebagai saran pengembangan alat berikutnya.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Debit

Debit aliran merupakan jumlah volume air yang mengalir dalam waktu tertentu melalui suatu penampang air, sungai, saluran, pipa atau kran. Aliran air dikatakan memiliki sifat ideal apabila air tidak dapat dimanfaatkan dan berpindah tanpa mengalami gesekan, hal ini berarti pada gerakan air tersebut memiliki kecepatan yang tetap pada masing-masing titik dalam pipa dan gerakannya beraturan akibat pengaruh gravitasi bumi.

2.2 Teknik Pengukuran Debit

Pengukuran merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam suatu sistem pengolahan air. Pada prakteknya, terdapat beberapa metode yang digunakan untuk mengetahui debit air pada saluran terbuka, diantaranya:

1. Dilution

2. Timed Gravimetric

3. Weir atau flume

4. Area velocity

Dari beberapa teknik pengukuran diatas penulis menggunakan teknik pengukuran Timed Grafimetric, alasannya karena pada metode ini carapengukurannya sangat sesuai untuk digunakan pada pengujian yang akandilakuakan oleh penulis, dimana air dialirkan ke dalam suatu wadah penampung selama waktu tertentu. Variasi lain dari metode ini adalah dengan

menggunakan wadah yang telah diketahui volumenya kemudian dilakukan pengukuran waktu yang diperlukan untuk mengisi penuh container tersebut. Dengan menggunakan metode Timed Grafimetric penulis melakukanbeberapa metode pengujian dengan menginisialisasikan waktu yang diperlukan pada setiap pengujian selama dua menit dimana waktu tersebut sebagai waktu rata-rata pengguna menggunakan kran dan air untuk berwudhu.Pengukuran debit air ditujukan untuk mengetahui kecepatan air pada satuanwaktu. Untuk mengetahui debit air maka harus mengetahui satuan ukuran volumedan satuan ukuran waktu terlebih dahulu, karena debit air berkaitan dengan satuanvolume dan satuan waktu.

Tabel 2.1 konversi volume dan waktu dapat mengetahui debitair

Satuan waktu Satuan volume

1 Jam = 60 Menit 1 Liter = 1 dm3 = 1.000 mm3 =0,001m3

1 Menit = 60 Detik 1cc = 1Ml = 1 cm3

1 Jam = 3.600 Detik

Untuk menentukan debit air menggunakan persamaan: � =�

�...(2.1) Dimana :

Q : Debit (liter/s) V : Volume (liter) t : Waktu (s)

2.3 Water Flow Sensor G1/2

Water Flow Sensor ini terbuat dari plastik dimana didalamnya terdapat rotor dan sensor Hall Effect. Saat air mengalir melewati rotor, rotor akan berputar. Kecepatan putaran ini akan sesuai dengan besarnya aliran air. Output dari sensor

Hall Effect merupakan pulsa. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG) selain jalur 5V dc danGround. Perhatikan gambar di bawah ini.

Gambar 2.2Mechanic Dimensi Water Flow sensor

Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor

Water Flow Sensor ini terdiri atas katup plastik, rotor air, dan sebuah sensor

Hall-Effect. Prinsip kerja sensor ini adalah dengan memanfaatkan fenomena efek Hall. Efek Hall ini didasarkan pada efek medan magnetik terhadap partikel bermuatan yang bergerak. Ketika ada arus listrik yang mengalir pada device efek Hall yang ditempatkan dalam medan magnet yang arahnya tegak lurus arus listrik, pergerakan pembawa muatan akan berbelok ke salah satu sisi dan menghasilkan medan listrik. Medan listrik terus membesar hingga gaya Lorentz yang bekerja pada partikel menjadi nol. Perbedaan potensial antara kedua sisi device tersebut disebut potensial Hall. Potensial Hall ini sebanding dengan medan magnet dan arus listrik yang melalui device.

2.4. Mikrokonbtroler ATMega8535

Mikrokontrolersesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil.Sebelum ada

mikrokontrolertelah ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor.Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alasan, diantaranya :

a. Tersedianya I/O

I/O dalam mikrokontroler sudah tersedia PORT input dan output. b.Memori Internal

Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus ada.Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal. Dengan kelebihan-kelebihan di atas, ditambah dengan harganya yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih kemikrokontroler.Namun demikian masih memiliki berbagai kelemahan, mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem.

Mikrokontroler adalahsuatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena 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 16bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer).

Gambar 2.3 Blok Diagram ATMega8535

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa Atmega8535 memiliki bagian sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. Unit interupsi internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI.

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog.

12. Port USART untuk komunikasi serial

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT89RFxx.Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu Atmega8535.Selain mudah didapatkan dan lebih murah Atmega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap.Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR klasik, dan ATMega.Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya.Salah satu contohnya adalah ATMega 8535.Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51.Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan Atmega8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok

2.4.1 Konfigurasi PIN ATMega8535

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega8535

Mikrokontroler Atmega8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin

input/output sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-masingnya terdiri atas8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC.Untuk lebih jelasnya, (konfigurasi pin Atmega8535 dapat dilihat pada gambar 2.4.

Berikut ini adalah susunan pin-pin dari Atmega8535;

• VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya

• GND merupakan pin ground

• Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC

• Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI

• Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator

• Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART

• Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler

• XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz).

2.4.2. Port-Port Pada ATMega8535 Dan Fungsinya

o Port A

Merupakan 8-bit directional port I/O. 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 sebelum Port A digunakan. 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.

o Port B

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi

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. Pin-pin port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.

o Port C

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus disetting 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 fungsi alternatif sebagai oscillator untuk timer/counter 2.

o Port D

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat 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. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut

2.5.Peta Memori ATMega8535

ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaituProgram Memory dan Data Memoryditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROMMemory untuk penyimpan data.

2.5.1. Program Memory

ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program.Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section.Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.

Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader.

2.5.2 Data Memory

Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register.

Gambar 2.6Peta Memori Data

2.5.3. EEPROM Data Memory

ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan system address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.

2.5.4. Status Register (SREG)

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yangdilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPUmikrokontroler.

Gambar 2.8 Status Register ATMega 8535

• Bit 7 – I : Global Interrupt Enable

Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan. Bit ini akanclear ketika ada interrupt yang dipicu dari hardware, setelah program interrupt dieksekusi,maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi SEI.

• Bit 6 – T : Bit Copy Storage

Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalamoperasi bit.

• Bit 5 – H: Half Carry Flag • Bit 4 – S : Sign Bit

Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement OverflowFlag V.

• Bit 2 – N : Negative Flag

Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set.

• Bit 1 – Z : Zero Flag

Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set.

• Bit 0 – C : Carry Flag

2.6.LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

• a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

• b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

• c. Terdapat karakter generator terprogram.

• d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

Gambar 2.9LCD (Liquid Crystal Display)

Tabel 2.4. Deskripsi Pin pada LCF

Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

3 Pengatur kontras

4 “RS” Instruction/Register Select 5 “R/W” Read/Write LCD Registers

6 “EN” Enable

7-14 Data I/O Pins

15 Vcc

BAB III

PERANCANGAN DAN PROGRAM

3.1 Diagram Blok

Secara garis besar, perancangan alat pengujian Sensor Flowmeter akibat peletakan sensor, ini terdiri dari Mikrokontroler 8535, LCD shield 16x2, Sensor Flowmeter G1/2, wadah tempat ukur air (standar) dan Penampungan. Diagram blok dari perancanganalaT Uji Sensor Flowmeter ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 3.1. Diagram blok

Dari diagram blok diatas dapat dijelaskan bahwa mikrokontroler merupakan sistem akan menerima data yang dikirimkan oleh SensorFlowmeterberupa logic atau pulsa.Sensor Flowmeter yang digunakan terdiri dari dua buah yang berfungsi sebagai alat untuk menguji posisi terbalik pada saluran pipa airdengan cara membandingkan volume air yang lewat pada sensor flowmeter pertama dengan volume air pada sensor kedua.waktu perambatan tersebut yang akan dikonversi ke

dalam bentuk Liter. Kemudian data akan diolah menggunakan Mikrokontroler yang menggunakan bahasa C dan data akan ditampilkan pada LCD 16x2. perintah secara manual diberikan dari luar atau pengguna. Penampungan Air berfungsi untuk menampung air yang dikeluarkan dari alat uji.

3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535

Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535 Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC

sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan dua buah kapasitor 22 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega16 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program.

Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini. Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler ke ISPProgrammer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.

3.3. Rangkaian LCD

3.3Rangkaian Skematik LCD

Pada rangkaian LCD, kaki-kaki LCD di hubungkan ke pin 14 sampai 20 pada rangkaian sistem minimum Mikrokontroler ATMega16.Display LCD 2x16 berfungsi sebagai penampil nilai kecapatan refferensi dan kecepatan aktual yang dikirim dari mikrokontroler. LCD yang digunakan pada alat ini mempunyai lebar

display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD Character 2x16, dengan 16 pin konektor

3.4.Diagram Alir (Flowchart) Algoritma dari Alat Ukur

BAB IV

ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT

4.1. Umum

Pada Bab 4 ini akan ditampilkan hasil pengujian dan analisa alat pendeteksi kebocoran pada saluran pipa air menggunkan Mikrokontroler ATMega 8535 menggunakan sensor Flowmeter.

4.2 Pengujian Sensor Flowmeter

Pada pengujian ini dilakukan pembacaan nilai counter dari sensor Flow meter yang akan dikonversikan kedalam nilai liter air. Pengujian ini dilakukan dengan membaca data dari sensor dan nilai akan ditampilkan pada LCD.

4.3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dapat dilakukan denganmenghubungkan rangkaian ini dengan power supplay sebagai sumber tegangan.Kaki40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 20 dihubungkandengan ground.Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakanvoltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,9 volt.Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontrolerATMega8535.Program di atas akan mengubah logika yang ada pada P3.7 selama selangwaktu tunda. Jika logika pada P3.7 high

transistor sehingga LED akan menyala dan logika highakan menonaktifkan transistor, sehingga LED padam. Dengan demikian program iniakan membuat LED berkedip terus menerus. Jika LED telah berkedip terus – menerussesuai dengan program yang diinginkan, maka rangkaian mikrokontroler telahberfungsi dengan baik.Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroler ATMega8535, kemudianmikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaianminimum mikrokontroller ATMega8535 telah bekerja dengan baik.

4.4. Pengujian LCD

Pada tahap ini dilakukan percobaan untuk mengaktifkan LCD sistem. Pengaktifan LCD ini dilakukan dengan caramenampilkan beberapa karakter pada LCD.

Gambar 4.1 LCD

Untuk menampilkan beberapa karakter tersebut digunakan listing program

sebagai berikut:

LCD:

#include <mega8535.h>

#include <delay.h>

#asm

equ __lcd_port=0x12 ;PORTD //Port D berfungsisebagai output ke LCD

#endasm

#include <lcd.h>

9

lcd_init(16)

lcd_gotoxy(0,0); // kolom 0 bariske 0

lcd_putsf("MIKROKONTROLLER "); //16 karaktertermasukspasi

lcd_gotoxy(0,1);

4.1. Tabel Pengujian Sensor 1 dan Sensor 2 Terhadap Standar Volume

Pengujian Volume Air (ml) Pembacaan

Sensor 1 Sensor 2

1 500 439 mL 494 mL

2 500 448 mL 496 mL

3 500 425 mL 490 mL

4 1000 867 mL 1001 mL

5 1000 873 mL 980 mL

6 1000 872 mL 988 mL

7 1500 1499 mL 1507 mL

8 1500 1283 mL 1474 mL

9 1500 1279 mL 1465 mL

10 2000 1689 mL 1953 mL

11 2000 1677 mL 1938 mL

4.2. Tabel % Error dari Sensor 1 dan Sensor 2

Pengujian Volume Air (ml) Pembacaan

Sensor 1 Sensor 2

1 500 12,45 % 1,34 %

2 1000 12,94 % 1,04 %

3 1500 9,76 % 1,2 %

Tabel 4.3 Nilai Rata-rata Sensor 1 dan Sensor 2

Nilai Rata-rata Sensor 1 Sensor 2

500 437,3 493,3

1000 870,6 989,6

1500 1353,6 1482

2000 1687 194,03

Gambar 4.2. Grafik perbandingan Sensor Flowmeter Pertama dan Kedua

Dari grafik gambar perbandingan Sensor Flowmeer Pertama dan Kedua diatas dapat di ambil kesimpulan Flowmeter sensor pertama lebih baik pembacaanya dikarenakan mendeteksi volume air yg terukur.Hala ini disebabkan oleh posisi dan kemiringan dari peletakan Sensor.

0 500 1000 1500 2000 2500

500 1000 1500 2000

Series1

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Sensor Water Flow G1/2 menghasilkan output tegangan (V) berbanding lurus dengan kecepatan air (kPa).

2. Sensor Water Flow G1/2 pada posisi kedua(bawah) lebih baik dibanding dengan posisi pertama(atas), diakibatkan pengaruh gravitasi bumi.

3. Hasil perbandingan kesalahan pembacaan ditunjukkan pada grafik yang menunjukkan perbandingan kesalahan pembacaan yang diakibatkan posisi peletakan sensor.

4. Perbandingan kesalahan pembacaan sensor dapat dibandingkan dengan kriteria sensor yang terdapat pada datasheet sensor yang menunjukkan kesalahan toleransi sebesar 3% dengan posisi horizontal.

5.2. Saran

Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut, yaitu

1. Agar dilakukan peningkatan kemampuan pada alat ini, sehingga semakin cerdas dengan mengkombinasikan dengan komponen lain, sehingga sistem kerjanya akan lebih baik lagi.

2. Pengujian alat ini sebaikkan diperhitungkan pada posisi kemiringan sensor.

DAFTAR PUSTAKA

Bejo,Agus. 2005. C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535 . Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit Gava Media.

Heryanto, M.Ary dan Wisnu Adi.2008.Pemrograman Untuk Mikrokontroler ATMEGA 8535.Yogyakarta: ANDI.

Lingga, W. 2006.Belajar sendiri Pemrograman AVR ATMega8535. Yogyakarta: Andi Offset.

Malvino, A. P. 1992. Prinsip-prinsip Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Suhata.2005.Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika.

/***************************************************** This program was produced by the

CodeWizardAVR V2.05.3 Standard Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2011 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com

Project : Flow Meter Version : V.1 Date : 12/06/2014 Author :

Company : Comments:

Chip type : ATmega8535 Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 16,000000 MHz Memory model : Small

External RAM size : 0 Data Stack size : 128

*****************************************************/

#include <delay.h> #include <stdio.h> #include <alcd.h>

int k=0,count;

// Timer 0 overflow interrupt service routine interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) {

k+=256; }

void main(void) {

char buff[16];

PORTA=0x00; DDRA=0x00;

PORTB=0x00; DDRB=0x00;

PORTD=0x00; DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: T0 pin Rising Edge // Mode: Fast PWM top=0xFF // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x4F;

TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: T1 pin Rising Edge // Mode: Fast PWM top=0x03FF // OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: On // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x03;

TCCR1B=0x0F; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 2000,000 kHz // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;

TCCR2=0x00; //TCCR2=0x02; TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x85;

// Connections are specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTC Bit 0

// RD - PORTC Bit 1 // EN - PORTC Bit 2 // D4 - PORTC Bit 3 // D5 - PORTC Bit 4 // D6 - PORTC Bit 5 // D7 - PORTC Bit 6 // Characters/line: 16 lcd_init(16);

// Global enable interrupts #asm("sei")

lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Dinda"); delay_ms(2000);

while (1)

{ lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Flow Meter"); count = k+TCNT0;

lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(buff); delay_ms(200); lcd_clear(); }

#include <delay.h> #include <stdio.h> #include <alcd.h>

int k=0,count;

// Timer 0 overflow interrupt service routine interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) {

k+=256; }

void main(void) {

char buff[16];

PORTA=0x00; DDRA=0x00;

PORTB=0x00; DDRB=0x00;

PORTC=0x00; DDRC=0x00;

PORTD=0x00; DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: T0 pin Rising Edge // Mode: Fast PWM top=0xFF // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x4F;

TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: T1 pin Rising Edge // Mode: Fast PWM top=0x03FF // OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: On // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x03;

TCCR1B=0x0F; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 2000,000 kHz // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;

TCCR2=0x00; //TCCR2=0x02; TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x85;

// Connections are specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTC Bit 0

// RD - PORTC Bit 1 // EN - PORTC Bit 2 // D4 - PORTC Bit 3 // D5 - PORTC Bit 4 // D6 - PORTC Bit 5 // D7 - PORTC Bit 6 // Characters/line: 16 lcd_init(16);

// Global enable interrupts #asm("sei")

lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Dinda"); delay_ms(2000);

while (1)

{ lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Flow Meter"); count = k+TCNT0;

lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(buff); delay_ms(200); lcd_clear(); }