Perancangan Dan Implementasi Telemetri Suhu Berbasis Arduino Uno

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI TELEMETRI SUHU BERBASIS ARDUINO UNO

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) Pada Departemen Teknik Elektro

OLEH: EMIL SALIM

090422062

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI TELEMETRI SUHU BERBASIS ARDUINO UNO

Oleh: EMIL SALIM

090422062

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PPSE FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Sidang pada Tanggal 17 Bulan Desember Tahun 2014 di depan Penguji : 1. RAHMAD FAUZI, S.T, M.T : Ketua Penguji

2. SOEHARWINTO, S.T, M.T : Anggota Penguji

Disetujui Oleh : Pembimbing Tugas Akhir

Ir. KASMIR TANJUNG, M.T NIP. 196004211998021001

Diketahui Oleh :

Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU

Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si NIP. 19540531 198601 1002

i Abstrak

Telemetri suhu memberikan kemudahan dalam mengukur suhu jarak jauh dengan pengamatan dari tempat yang aman dan memungkinkan. Telemetri suhu biasanya diterapkan seperti pengukuran suhu pada ruang-ruang maupun peralatan yang sulit untuk dilakukan pengukuran secara langsung, atau mengamati peralatan yang membutuhkan pengawasan terhadap suhu secara time series (continue

terhadap waktu).

Pada tugas akhir ini, dirancang suatu perangkat Telemetri suhu yang dapat mengukur suhu dengan pengambilan data dilakukan secara time series atau

continue terhadap waktu. Sistem ini menggunakan Arduino Uno sebagai tempat pengolahan data suhu yang diambil dari sensor suhu LM35 dan menggunakan radio frekuensi sebagai media pengiriman data ke PC (Personal Computer). Untuk pengiriman data digunakan modul 433 Mhz RF Link Kit pada bagian transmitter dan receiver pada alat yang dirancang.

Hasil dari pengujian dan unjuk kerja dari alat yang dirancang telah menunjukan alat yang dirancang telah bekerja dengan baik, dengan jarak antara transmitter dan receiver maksimal sejauh 100 meter dalam ruang terbuka dan 70 meter apabila diberi penghalang antara transmitter dan receiver, dan mempunyai %Error rata-rata sebesar 0,5%.

Kata Kunci : Telemetri, Arduino Uno, RF Modul, Sensor suhu, Mikrokontroler ATMega8

ii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis hanturkan kehadiran Allah SWT. yang telah memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala jenis cobaan, halangan dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Muhammad SAW.

Terima kasih kepada kedua orang tua tercinta, yaitu Munir dan Ermiati yang telah membesarkan penulis. Semoga buah hatimu ini kelak menjadi orang yang berguna bagi ayah dan bunda serta masyarakat. Begitu juga kepada saudari-saudari tercinta yang telah banyak membantu dan menyemangati penulis. Hanya Allah SWT. yang dapat membalas jasa-jasa kalian semua.

Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis ucapkan terimakasih yang sebesar-sebarnya kepada:

1. Bapak Ir. Kamir Tanjung, MT selaku dosen pembimbing tugas akhir. Semoga ilmu yang penulis dapat dari beliau berguna untuk penulis dan masyarakat kelak.

2. Bapak Soeharwinto, ST. MT selaku dosen wali.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku ketua departemen Teknik Elektro FT-USU dan Bapak Rahmat Fauzi ST, MT selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU.

iii

4. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan seluruh karyawannya.

5. Teman-teman seperjuangan di Departemen Teknik Elektro USU, yaitu Juniron, Harist, Jakson, Wilfrid, Mangasi, Hermanto, Giat F. Batubara, Charles, Tarulin dan juga teman-teman yang membantu dalam pembuatan tugas akhir ini.

6. Dan juga pihak lainnya yang tidak dapat penulis ucapkan satu persatu.

Tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, masih banyak kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan tugas akhir ini. Namun penulis berharap, mudah-mudahan karya ini ada manfaatnya bagi siapapun yang membacanya.

Medan, Desember 2014 Penulis

iv DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR TABEL ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah... 2

1.3 Tujuan Penulisan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Metode Penulisan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Pengenalan Arduino ... 5

2.1.1 Arduino Uno ... 6

2.1.2 Sistem Komunikasi pada Arduino Uno ... 7

2.1.3 Arduino Development Envirinment ... 8

2.2 Sensor LM35 ... 9

2.3 Modul 433 Mhz RF Link Kit ... 11

2.4 Mikrokontroler ATMega8 ... 12

2.4.1 Konfigurasi Pin ATMega8 ... 13

2.5 Komunikasi Serial ... 16

2.5.1 Karakteristik Sinyal Port Serial ... 17

v

2.5.3 Penghubung Mikrokontroler dengan Port Serial PC ... 19

2.6 Visual Basic 6.0 ... 20

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 22

3.1 Spesifikasi Perancangan ... 22

3.2 Rancangan Penelitian ... 23

3.3 Diagram Blok Rangkaian ... 24

3.4 Rangkaian Sensor Suhu ... 25

3.5 Arduino Uno ... 26

3.6 Modul 433 Mhz RF Link Kit ... 27

3.7 Rangkaian Power Supply ... 28

3.8 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 ... 29

3.9 Rangkaian Driver MAX232 ... 30

3.10 Rancangan Program Aplikasi Penampil Suhu... 31

3.11 Diagram Alir ... 32

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 34

4.1 Pengujian Koneksi Alat Telemetri Suhu dengan Komputer .... 34

4.2 Pengujian Program Aplikasi Tampilan Suhu pada Komputer . 34 4.3 Pengujian Penyimpanan Data pada Aplikasi Suhu ... 35

4.4 Pengujian Pengukuran Suhu pada Alat dan Termometer ... 35

4.5 Pengukuran Jarak antara Transmitter dan Receiver pada Alat 37 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 39

5.1 Kesimpulan ... 39

5.2 Saran ... 39 DAFTAR PUSTAKA

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Blok Diagram Arduino Board ... 6

Gambar 2.2 Arduino Uno ... 7

Gambar 2.3 Arduino Development Environment ... 9

Gambar 2.4 Bentuk fisik sensor suhu LM 35 ... 10

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin-Pin Pada Rf 433 Mhz Rf Link Kit Dengan Mikrokontroler ... 12

Gambar 2.6 Bentuk Fisik Mikrokontroler ATMega8 ... 12

Gambar 2.7 Konfigurasi Pin ATMega8 ... 13

Gambar 2.8 Level Tegangan RS232 pada pengiriman huruf “A” Tanpa Bit Paritas... 17

Gambar 2.9 a. Port DB9 jantan dan b. Port DB9 betina ... 18

Gambar 2.10 Susunan Pin Konektor DB9 ... 18

Gambar 2.11 IC MAX232 ... 20

Gambar 2.12 Tampilan Utama Visual Basic ... 20

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian ... 24

Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Suhu... 25

Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Arduino Uno dengan Sensor Suhu LM35 dan Modul 433 Mhz RF Link Kit ... 26

Gambar 3.4 Konfigurasi Pin Transmitter Modul 433 Mhz RF Link Kit dengan Arduino Uno ... 27

Gambar 3.5 Konfigurasi Pin Receiver Modul 433 Mhz RF Link Kit dengan Mikrokontroler ATMega8... 28

Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply ... 28

vii

Gambar 3.8 Rangkaian Driver MAX232 ... 30

Gambar 3.9 Rancangan Aplikasi Penampil Suhu ... 31

Gambar 3.10 Diagram Alir Perancangan Program ... 33

Gambar 4.1 Tampilan Koneksi Alat dengan Komputer Pada HyperTerminal ... 34

Gambar 4.2 Tampilan Aplikasi Suhu ... 35

Gambar 4.3 Tampilan Data yang di Simpan pada Notepad ... 35

viii DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi ATMega8 ... 13 Tabel 2.2 Fungsi Susunan Pin Konektor DB9... 18 Tabel 4.1 Data Pengukuran Suhu ... 36 Tabel 4.2 Data Pengujian Pengukuran Jarak Antara

i Abstrak

Telemetri suhu memberikan kemudahan dalam mengukur suhu jarak jauh dengan pengamatan dari tempat yang aman dan memungkinkan. Telemetri suhu biasanya diterapkan seperti pengukuran suhu pada ruang-ruang maupun peralatan yang sulit untuk dilakukan pengukuran secara langsung, atau mengamati peralatan yang membutuhkan pengawasan terhadap suhu secara time series (continue

terhadap waktu).

Pada tugas akhir ini, dirancang suatu perangkat Telemetri suhu yang dapat mengukur suhu dengan pengambilan data dilakukan secara time series atau

continue terhadap waktu. Sistem ini menggunakan Arduino Uno sebagai tempat pengolahan data suhu yang diambil dari sensor suhu LM35 dan menggunakan radio frekuensi sebagai media pengiriman data ke PC (Personal Computer). Untuk pengiriman data digunakan modul 433 Mhz RF Link Kit pada bagian transmitter dan receiver pada alat yang dirancang.

Hasil dari pengujian dan unjuk kerja dari alat yang dirancang telah menunjukan alat yang dirancang telah bekerja dengan baik, dengan jarak antara transmitter dan receiver maksimal sejauh 100 meter dalam ruang terbuka dan 70 meter apabila diberi penghalang antara transmitter dan receiver, dan mempunyai %Error rata-rata sebesar 0,5%.

Kata Kunci : Telemetri, Arduino Uno, RF Modul, Sensor suhu, Mikrokontroler ATMega8

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan terutama di bidang teknologi sangat memudahkan manusia melakukan setiap kegiatan. Perkembangan Teknologi inilah yang membuat manusia menciptakan peralatan yang memudahkan dalam melakukan penelitian maupun pengamatan suatu objek. Salah satu objek yang sering diamati adalah suhu yang pada ruang-ruang maupun pada peralatan tertentu sulit untuk dilakukan pengukuran secara langsung, atau mengamati peralatan yang membutuhkan pengawasan terhadap suhu secara time series (continue terhadap waktu).

Dari permasalah di atas, maka penulis akan merancang suatu sistem Telemetri suhu yang secara real time dan continue terhadap waktu. Alat tersebut mengirimkan data melalui frekuensi radio dengan menggunakan modul 433Mhz RF link kit dengan jarak antara transmiter dan receiver sekitar 100 meter di ruang terbuka. Telemetri suhu ini menggunakan Arduino Uno sebagai pengolahan data yang dihasilkan dari sensor suhu LM35, kemudian data yang dihasilkan akan ditampilkan dan disimpan pada PC (Personal Computer) maupun Laptop. Pengujian alat ini dilakukan dengan pengujian fungsional berupa pengukuran suhu oleh sistem yang dibandingkan dengan pengukuran suhu pada termometer dan pengukuran untuk mengetahui jarak maksimum antara pemancar dan penerima.

2

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka dapat diambil rumusan masalah pada Tugas Akhir ini adalah:

1. Bagaimana merancang telemetri suhu dengan menggunakan radio frekuensi sebagai media pengirim data dan Arduino Uno sebagai pengolah datanya.

2. Bagaimana menyimpan dan menampilkan data yang dihasilkan ke dalam PC atau laptop.

3. Bagaimana mengolah data yang dihasilkan oleh sensor LM35 menggunakan Arduino Uno dan mengirimkannya menggunakan radio frekuensi.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah:

1. Membangun alat yang dapat mengukur suhu dari jarak tertentu yang pengukurannya secara real time dan time series atau continue terhadap waktu dengan manggunakan frekuensi radio sebagai media pengiriman data.

2. Untuk mengetahui jarak maksimal antara transmitter dan receiver dari alat yang dirancang.

3. Untuk mengetahui persen Error atau tingkat kesalahan pengukuran dari alat yang dirancang.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah:

1. Menggunakan Arduino Uno sebagai pengolahan data dari sensor suhu.

2. Menggunakan LM35 sebagai sensor suhu.

3. Menggunakan visual basic v.6.0 untuk penampil suhu pada PC (Personal Computer).

4. Data dikirim melalui frekuensi radio.

5. Tidak membahas mengenai antena dan modulasi pada modul RF yang digunakan.

6. Menggunakan modul 433Mhz RF link kit sebagai transmitter maupun receiver.

1.5 Metode Penulisan

Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan beberapa metode penulisan diantaranya :

1. Pembelajaran Menggunakan literature

Metode ini dilaksanakan dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir ini, dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau diperpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet dan lain-lain.

4

2. Diskusi

Berupa tanya jawab tentang topik tugas akhir ini dengan dosen pembimbing yang ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik Elektro USU dan teman-teman sesama mahasiswa.

3. Perancangan

Melakukan perencangan berdasarkan pembelajaran secara literature maupun diskusi.

1.6 Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi mengenai komponen-komponen yang digunakan seperti Arduino Uno, sensor temperature LM35, Radio Frekuensi Modul 433Mhz RF link kit, ATMega8, komunikasi serial, dan visual basic v6.0.

BAB III PERANCANGAN ALAT

Bab ini membahas mengenai perancangan perangkat keras dan perangkat lunak dalam perancangan sistem ini.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Bab ini membahas tentang pengujian dan analisis terhadap sistem yang telah dirancang.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari hasil perancangan perangkat keras, perangkat lunak dan analisa dari sistem yang telah dirancang dan saran-saran yang mungkin untuk pengembangan lebih lanjut.

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengenalan Arduino

Arduino adalah platform pembuatan prototype elektronik yang bersifat

open-source hardware yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat lunak yang fleksibel dan mudah digunakan. Arduino ditujukan bagi para seniman, desainer, dan siapapun yang tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan yang interaktif.

Arduino pada awalnya dikembangkan di Ivrea, Italia. Nama Arduino adalah sebuah nama maskulin yang berarti teman yang kuat. Platform arduino terdiri dari arduino board, shield, bahasa pemrograman arduino, dan arduino development environment. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar mikrokontroler Atmel AVR ATmega8 berikut turunannya. Blok diagram arduino board yang sudah disederhanakan dapat dilihat pada gambar 2.1. Shield adalah sebuah papan yang dapat dipasang diatas arduino board untuk menambah kemampuan dari arduino board.

Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++.

Arduino Development Everenment adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menulis dan meng-compile program untuk arduino. Arduino

Development Everonment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di-compile ke memori program arduino board.

Gambar 2.1 Blok Diagram Arduino Board

2.1.1 Arduino Uno

Arduino Uno adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 yang memiliki 14 pin digital input / output (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset. Arduino Uno memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukuang sebuah mikrokontroler. Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui USB atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat menggunakannya.

Arduino Uno menggunakan ATmega16u2 yang diprogram sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke komputer melalui port USB. Tampak atas Arduino Uno dapat dilihat pada gambar 2.2.

Adapun data teknis board Arduino Uno adalah sebagai berikut : 1. Mikrokontroller : Atmega328

8

3. Tegangan input (recommended) : 7 – 12 V 4. Tegangan input (limit) : 6 – 20 V

5. Pin input/output : 14 (6 diantaranya pin PWM) 6. Arus DC per pin I/O : 40 mA

7. Arus DC untuk pin 3,3V : 50 mA

8. Flash Memori : 32 KB dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader.

9. SRAM : 2 KB

10.EEPROM : 1 KB

11.Kecepatan pewaktuan : 16 Mhz

Gambar 2.2 Aduino Uno

2.1.2 Sistem Komunikasi Pada Arduino Uno

Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk dapat berkomunikasi dengan Komputer, arduino lain, maupun mikrokontroler lainnya. Atmega328 ini menyediakan serial komunikasi UART TTL (5V), yang tersedia pada pin digital 0 (Rx) dan 1 (Tx). Sebuah Atmega 16U2 pada saluran board komunikasi serialnya

melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Bagaimanapun pada windows, sebuah file.inf pasti dibutuhkan. Perangkat lunak Arduino termasuk serial monitor yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board arduino. Led Rx dan Tx pada board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tapi tidak untuk komunikasi USB-to-serial pada pin 0 dan 1). Atmega328 juga mendukung komunikasi I2C dan SPI.

2.1.3 Arduino Development Environment

Arduino Development Environment terdiri dari editor teks untuk menulis kode, sebuah area pesan, sebuah konsul, sebuah toolbar dengan tombol-tombol untuk fungsi yang umum dan beberapa menu. Arduino Development Environment terhubung ke arduino board untuk meng-upload program dan juga untuk berkomunikasi dengan arduino board.

Perangkat lunak yang ditulis menggunakan Arduino Development Environment disebut sketch. Sketch ditulis pada editor teks. Sketch disimpan dengan file berekstensi .ino. area pesan memberikan informasi dan pesan error ketika kita menyimpan atau membuka sketch. Konsul menampilkan output teks dari Arduino Development Environment dan juga menampilkan pesan error ketika kita mengkompile sketch. Pada sudut kanan bawah jendela Arduino Development Environment menunjukan jenis board dan port serial yang sedang digunakan. Tombol toolbar digunakan untuk mengecek dan meng-upload sketch, membuat,

10

membuka, atau menyimpan sketch, dan menampilkan serial monitor. Arduino

Development Environment dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Arduino Development Environment

Berikut ini merupakan tombol-tombol toolbar serta fungsinya :

Verfy berfungsi untuk mengecek error pada kode program

Upload berfungsi untuk meng-compile dan meng-upload

program ke Arduino board.

New berfungsi untuk membuat sketch baru

Open berfungsi untuk menampilkan sebuah menu dari seluruh

sketch yang berada di dalam sketchbook.

2.2 Sensor LM35

Sensor suhu IC LM35 merupakan chip IC produksi National Semicondictor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalm bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM 35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM 35 membutuhkan sumber tegangan DC 5 Volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µ A dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang bervariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM 35 adalah kemasan TO-92, seperti pada gambar 2.4.

Dari gambar 2.4 dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM 35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC 5 Volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout, dan pin untuk Ground.

12

Karakteristik sensor suhu adalah :

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan factor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/oC, sehingga mudah dikalibrasi langsung dalam celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5oC pada suhu 25 o

C.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +150oC.

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 Volt. 5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah yaitu kurang dari 0,1 oC pada udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC

2.3 Modul RF 433 Mhz RF Link Kit

Modul ini terdiri dari pemancar dan penerima, sering difungsikan sebagai remote control, remote sensor, pengumpulan data secara wireless, dan sistem keamanan rumah. Koneksi wareless dengan frekuensi 433 Mhz.

Spesifikasi ;

a. Frekuensi 433 Mhz b. Modulasi ASK

c. Receiver data output : High – 1/2 Vcc, Low – 0.7v d. Transmitor input voltage : 3 – 12

e. Transmitting range : 40 m indoor , dan 100m outdoor.

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin-Pin Pada Rf 433 Mhz Rf Link Kit Dengan Mikrokontroler.

2.4 Mikrokontroler ATMega8

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 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V.

14

Gambar 2.6 Bentuk Fisik Mikrokontroler ATMega8

2.4.1. Konfigurasi Pin ATMega8

Tabel 2.1 Spesifikasi ATMega8

Spesifikasi ATMega8

Jumlah pin I/O

Total 28 pin terdiri atas : PB (PB0 - PB7)

PC (PC0 - PC6) PD (PD0 - PD7)

Kapasitas memori internal

8K byte Flash Memori 1K byte RAM

512 byte EEPROM

Timer / Counter

2 Buah 8 bit timer/counter 1 buah 16 bit timer/counter

ADC 6 kanal, 10 bit (ADC0 - ADC5)

Interupsi Eksternal 2 buah (INT0, INT1)

On Chip Analog Comparator

Masukan Positif (AIN0) Masukan Negatif (AIN1)

Komunikasi serial

USART (TxD, RxD),

SPI (MOSI, MISO, SCK, SS) 12C (SDA, SCL)

Tegangan Operasi 4.5 - 5.5 V Frekuensi Operasi 0 - 16

16

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.

1. VCC merupakan supply tegangan digital.

2. GND merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan

grounding.

3. 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

bidirectional 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 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 Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input timer.

4. 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).

5. 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.

6. 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.

7. AVCC

Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk

18

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.

8. AREF merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.

2.5 Komunikasi Serial

Pada PC / laptop standar, biasanya terdapat sebuah port untuk komunikasi serial. Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi paralel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detak. Beberapa contoh penerapan komunikasi serial ialah mouse, scanner dan sistem akuisisi data yang terhubung ke port serial COM1/COM2.

Dikenal dua cara komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data serial sinkron dan komunikasi data serial asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirimkan bersama-sama dengan data serial tetapi clock tersebut dibangkitkan sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim maupun pada sisi penerima. Sedangkan komunikasi data serial asinkron. Tidak diperlukan clock karena data dikirimkan dengan kecepatan tertentu. Baik pada pegirim maupun penerima.

Kecepatan pengiriman (baudrate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu. Baudrate yang umum dipakai adalah 300, 600, 1200, 2400, 9600, dsb (bit/detik). Dalam komunikasi data serial, baudrate dari kedua alat yang berhubungan harus diatur pada kecepatan yang sama. Selanjutnya, harus

ditentukan panjang data (6, 7, atau 8 bit), paritas (genap, ganjil atau tanpa paritas), dan jumlah bit “Stop” (1, 1½ atau 2 bit).

2.5.1 Karakteristik Sinyal Port Serial

Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah Standar RS232 yang dikembangkan oleh Electronic Industri Association and The

telecommunication Industry Association (EIA/TIA) yang pertama kali

dipublikasikan pada tahun 1962.Ini terjadi jauh sebelum IC TTL populer sehingga sinyal ini tidak ada hubungan sama sekali dengan level tegangan IC TTL. Standar ini hanya menyangkut komunikasi antara (Data Terminal Equipment – DTE) dengan alat – alat pelengkap komputer (Data Circuit Terminating Equipment – DCE).

Standar sinyal serial RS232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut:

a. Logika ‘1’ disebut “Mark” terletak antara -3 Volt sampai -25 Volt

b. Logika ‘0’ disebut “Space” terletak antara +3 Volt sampai +25 Volt.

c. Daerah tegangan antara -3 Volt sampai +3 Volt adalah invalid level, yaitu tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga level tegangan dibawah -25 Volt dan diatas +25 Volt juga harus dihindari karena bisa merusak line driver pada saluran RS232.

Gambar dibawah adalah contoh level tegangan RS232 pada pengiriman huruf “A” dalam format ASCII tanpa bit paritas.

20

Gambar 2.8 Level Tegangan RS232 pada pengiriman huruf “A” Tanpa Bit Paritas

2.5.2 Port Komunikasi Serial

Komunikasi serial membutuhkan port sebagai saluran data. Berikut tampil port serial DB9 yang umum digunakan sebagai port serial.

(a) (b)

Gambar 2.9 a. Port DB9 jantan dan b. Port DB9 betina

Untuk menghubungkan antara 2 buah PC, biasanya digunakan format null mode, dimana pin TxD dihubungkan dengan RxD pasangan, pin Sinyal ground (5) dihubungkan dengan SG di pasangan, dan masing masing pin DTR, DSR dan CD dihubung singkat, dan pin RTS dan CTS dihubung singkat di setiap devais[3].

Gambar 2.10 Susunan Pin Konektor DB9 Tabel 2.2 Fungsi Susunan Pin Konektor DB9 Pin Nama Signal Fungsi

1 DCD Data Carrier Detect, sinyal yang menyatakan bahwa

modem telah menerima sinyal carrier valid dari modem lain.

2 RXD Sinyal data dari modem ke PC (Penerimaan). 3 TXD Sinyal data dari PC ke modem (Pengiriman).

4 DTR Data Terminal Ready, sinyal kendali dari PC ke

modem, untuk mengaktifkan modem. 5 GND Sinyal Ground

6 DSR Data Set Ready, sinyal kendali dari modem ke PC

yang menyatakan bahwa modem siap mengirim atau menerima data.

7 RTS Request To Send, sinyal kendali dari PC yang

menandakan bahwa PC siap menerima data

8 CTS Clear To Send, sinyal kendali dari modem yang

22

9 RI Ring Indicator, sinyal kendali ke PC, tanda bahwa

saluran telepon berdering.

2.5.3 Penghubung Mikrokontroler Dengan Port Serial PC

Komputer memiliki protokol komunikasi RS232, sedangkan mikrokontroler memiliki level tegangan TTL, sehingga untuk menghubungkan keduanya agar dapat berkomunikasi, dibutuhkanlah sebuah konverter. Kebutuhan sebuah konverter yang dapat berfungsi dua arah sekaligus, yaitu RS232 ke TTL dan TTL ke RS232, dapat menggunakan sebuah IC MAX232.

Gambar 2.11 IC MAX232

2.6 Visual Basic 6.0

Visual basic adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk membuat aplikasi yang berbasis grafis dan visual basic sangat disukai karena fasilitas pemrograman yang disediakan sangat banyak serta sangat terbuka dalam penambahan komponen.

Berikut ini adalah tampilan utama pada saat aplikasi visual basic dijalankan didalam sebuah komputer, seperti yang terlihat pada gambar dibawah.

Gambar 2.12 Tampilan Utama Visual Basic a. Form

Form atau jendela form merupakan daerah kerja utama dari pembuatan program atau atau tempat perancangan aplikas. Pada daerah form inilah diletakkan atau digambarkan objek interaktif seperti misalnya tombol-tombol, gambar, teks, garis, tabel, combo, checkbox dan tools lainnya. Sehingga objek yang berada pada form tersebut akan ditampilkan pada layar windows jika program dijalankan. Form tersebut akan menjadi latar belakang atau tempat dari objek dari program yang dijalankan.

b. Property Window

Jendela ini adalah jendela yang memiliki semua informasi tentang suatu objek yang terdapat pada visual basic. Properti ini merupakan suatu sifat dari objek. Sebagai contoh sebuah objek dapat memiliki property warna, ukuran, posisi, lebar, jenis, tipe dan sifat yang lainnya dan setiap objek tersebut memiliki property yang saling berbeda-beda.

c. Tollbox

Toolbox adalah fasilitas yang berisi objek atau kontrol untuk merancang pada jendela form. Secara default pada saat mengaktifkan visual basic jendela toolbox akan ditampilkan pada sebelah kiri layar visual basic.

24

d. Toolbar

Toolbar adalah salah satu bagian dari setiap jendela aplikasi yang dijalankan dengan sistem operasi windows. Dapat dikatakan selalu memiliki baris tool atau toolbar yang berisi tombol-tombol (icon) perintah.

e. Project Explorer

Jendela ini adalah merupakan kumpulan dari sejumlah aplikasi yang sering disebut dengan project. Sementara project itu sendiri memiliki banyak file seperti form, modul, class dan yang lainnya.

f. Jendela Code

Salah satu jendela yang terpenting dalam visual basic adalah jendela code. Dimana jendela ini berfungsi untuk penulisan dari instruksi-instruksi program. Fungsi dari setiap objek dapat ditambahkan melalui fasilitas jendela code ini.

25 BAB III

PERANCANGAN SISTEM 3.1 Spesifikasi Perancangan

Spesifikasi dalam perancangan alat telemetri suhu berbasis Arduino Uno sebagai berikut:

a. Tampilan data pada komputer dari alat yang dirancang dalam satuan oC. b. Akurasi pengukuran alat yang dirancang sebesar 1oC.

c. Rentang pengukuran suhu pada alat yang dirancang antara 12oC sampai 80oC.

d. Dapat melakukan pengukuran jarak jauh dengan maksimal pengukuran 100 meter pada ruangan terbuka dan 70 meter apabila diberi penghalang antara transmitter dan receiver. Pengukuran dengan menggunakan penghalang dilakukan dengan cara meletakkan transmitter di luar ruangan dan receiver di dalam ruangan.

e. Data pengukuran yang dihasilkan akan ditampilkan pada komputer dan disimpan pada file dengan ekstensi file TXT.

Dengan spesifikasi diatas maka komponen-komponen yang digunakan dalam merancang sistem antara lain :

a. Sensor yang digunakan adalah LM35, sensor tersebut mudah dikalibrasi ke dalam Celsius dan memiliki akurasi pengukuran sebesar 1oC karena faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/oC.

26

b. Menggunakan Arduino Uno sebagai konverter data tegangan yang keluar dari sensor suhu LM35 menjadi data suhu.

c. Menggunakan 433 Mhz RF Link Kit sebagai transmitter dan Receiver dalam melakukan pengiriman data. 433 Mhz RF Link Kit memiliki jarak komunikasi data antara transmitter dan receiver sejauh 100 meter, sehingga modul ini memenuhi spesifikasi yang diharapkan. 433 Mhz RF Link Kit bekerja pada frekuensi 433 Mhz.

d. Menggunakan pemrograman Visual Basic 6.0 sebagai antarmuka penampil dan penyimpan data yang dihasilkan.

3.2 Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian merupakan gambaran sistem secara garis besar yang merepresentasikan sistem keseluruhan mulai dari perancangan sistem, pembuatan sistem, pengujian sistem dan analisis data.

a. Perancangan sistem berfungsi untuk mengetahui blok-blok diagram dan komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan alat sesuai dengan spesifikasi alat yang akan dibuat. Secara garis besar perancangan sistem dapat dilihat pada diagram blok gambar 3.1.

b. Pembuatan sistem

Setelah spesifikasi dan rancangan telah ditetapkan, maka pada tahap ini dilakukan pembuatan sistem. Pembuatan sistem berupa pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak.

c. Pengujian sistem dan analisis data

Pengujian sistem meliputi pengujian fungsional. Pengujian fungsional berupa pengukuran suhu pada alat yang dirancang dan dibandingkan dengan

pengukuran suhu pada termometer, dan pengujian untuk mengetahui jarak maksimum antara transmitter dan receiver. Pada tahapan analisa dilakukan perhitungan untuk mengetahui persen ralat pada alat yang dirancang.

3.3 Diagram Blok Rangkaian

Diagram blok pada sistem yang dirancang dapat dilihat pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

Fungsi pada masing-masing blok rangkaian adalah sebagai berikut :

1. Blok Rangkaian Pada Pemancar

a. Sensor Suhu LM35.

Mengubah besaran-besaran temperatur yang diterima ke dalam besaran elektrik. LM35 mempunyai faktor linier antara tegangan dan suhu yaitu 10mV/0C. Keluaran dari LM35 adalah data dalam bentuk tegangan.

28

Membaca data tegangan dari keluaran sensor suhu dan mengubah data tersebut ke dalam bentuk data suhu, kemudian data dikirim ke pemancar 433 Mhz RF Link Kit.

c. Pemancar 433 Mhz RF Link Kit.

Mengirimkan data yang diterima dari arduino melalui frekuensi radio ke penerima RFM 433 Mhz RF Link Kit.

2. Blok Rangkaian Penerima

a. Penerima RFM 433 Mhz RF Link Kit.

Menerima sinyal yang dikirim oleh pemancar RFM 433 Mhz RF Link Kit.

b. Mikrokontroler ATMega8.

Menerima data dari penerima 433 Mhz RF Link Kit kemudian mengirim data tersebut ke komputer melalui driver MAX232.

c. Driver MAX232.

Komunikasi serial yang menghubungkan antara PC dan mikrokontroler. Untuk menyamakan tegangan TTL mikrokontroler dengan tegangan PC sehingga mikrokontroler dapat mengirimkan atau menerima data dari PC.

d. PC (Personal Computer).

Menerima data dari mikrokontroler melalui driver MAX232, kemudian menampilkan dan menyimpan data tersebut.

3.4 Rangkaian Sensor Suhu

Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Suhu

Sensor ini memiliki 3 pin yang terdiri dari vcc, ground dan keluaran. Keluaran rangkaian ini akan dihubungkan pada pin A0 pada Arduino Uno, sedangkan vcc dan ground sensor suhu ini akan dihubungkan pada vcc dan ground pada Arduino Uno. Rangkaian sensor suhu ditunjukan pada gambar 3.2.

3.5 Arduino Uno

Arduino Uno merupakan board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 yang berfungsi untuk mengubah data tegangan dari keluaran sensor suhu LM35 ke dalam bentuk data suhu dan dikirim ke 433 Mhz RF Link Kit. Karena data dari keluaran sensor suhu LM35 adalah tegangan yang merupakan data analog maka dihubungkan dengan pin analog pada Arduino Uno. Pin-pin analog pada Arduino Uno ada 6 yaitu A0 samapi dengan A5. Pin A0 arduino Uno dihubungkan dengan pin keluaran sensor suhu LM35. Untuk pengiriman data yang telah diolah ke 433 Mhz RF Link Kit maka pin 12 pada arduino dihubungkan dengan pin data pada 433 Mhz RF Link Kit. Konfigurasi pin-pin pada Arduino Uno dengan sensor suhu dan 433 Mhz RF Link Kit ditunjukan pada gambar 3.3.

30

Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Ardunio Uno dengan Sensor Suhu LM35 dan Modul 433 Mhz RF Link Kit

Catudaya untuk menyupply tegangan pada Arduino bisa menggunakan baterai 9 volt maupun adaptor yang dihubungkan pada power jack.

3.6 Modul 433 Mhz RF Link Kit

Modul ini terdiri dari dua yaitu pemancar dan penerima.

a. Modul Pemancar 433 Mhz RF Link Kit, pin pada Pemancar 433 Mhz RF Link Kit terdiri atas 4, yaiu antena, vcc, data dan ground. Pin vcc dan ground dihubungkan pada pin vcc dan ground pada Arduino Uno, sedangkan pin data dihubungkan dengan pin 12 pada arduino.

Gambar 3.4 Konfigurasi Pin Transmitter Modul 433 Mhz RF Link Kit

dengan Arduino Uno

b. Modul Penerima 433 Mhz Link Kit, pin-pin pada modul penerima ini terdiri dari 4 pin yaitu vcc, ground dan 2 pin untuk data. Pin vcc dan ground dihubungkan pada pin vcc dan ground pada mikrokontroler ATMega8, sedangkan pin data dihubungkan dengan pin D0 pada mikrokontroler ATMega8.

Gambar 3.5 Konfigurasi Pin Receiver Modul 433 Mhz RF Link Kit dengan Mikrokontroler ATMega8

32

3.7 Rangkaian Power Supply

Rangkaian power supply dapat ditunjukan pada gambar 3.6 dibawah ini :

Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply

Rangkaian power supply berfungsi untuk menyupplay arus dan tegangan pada seluruh rangkaian yang ada pada rangkaian penerima, yaitu receiver 433 Mhz RF Link kit, rangkaian mikrokontroler ATMega8 dan rangkaian driver MAX232. Rangkaian power supply ini terdiri dari satu keluaran 5 volt dan satu ground.

Trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh

kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar

keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan.

3.8 Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA8

Mikrokontroler ini memiliki 20 port I/O, yaitu port B, port C dan port D. Port B terdiri dari 6 pin I/O yang dimulai dari pin 14 sampai 19. Port C terdiri dari

6 pin I/O yang dimulai dari pin 23 sampai 28. Dan pada port D terdiri dari 8 pin I/O yang dimulai dari pin 2 sampai 6 dan pin 11, 12 dan 13. Untuk sumber tegangan dihubungkan ke Pin 7, sedangkan untuk ground dihubungkan ke pin 8. Rangkaian mikrokontroler ini menggunakan komponen kristal sebagai sumber clock yang berfungsi mempengaruhi kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu.

Pada pin 1 dihubungkan dengan sebuah kapasitor dan sebuah resistor yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar program pada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktif. Lamanya waktu antara aktifnya power pada IC mikrokontroler dan aktifnya program sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut. Pin 2 (pin D0) pada mikrokontroler dihubungkan ke pin data RF 433 Mhz Link Kit, dan pin 3 (pin D1) pada mikrokontroler dihubungkan pada pin 12 pada rangkaian Max232. Rangkaian mikrokontroler dapat ditunjukan pada gambar 3.7.

34

3.9 Rangkaian Driver MAX232

Rangkaian Driver MAX232 digunakan sebagai driver penghubung antara mikrokontroler dengan PC. Rangkaian ini berfungsi untuk mensinkronkan tegangan antara mikrokontroler dengan PC atau mengubah level tegangan pada COM komputer menjadi level tegangan TTL/CMOS. Rangkaian driver MAX232 ditunjukan pada gambar 3.8.

Gambar 3.8 Rangkaian Driver MAX232

IC MAX232 memiliki dua charge-pump internal yang berfungsi sebagai konverter tegangan +5V menjadi ±10V saat tanpa beban untuk operasi driver RS232. MAX232 sangat berperan dalam melakukan perubahan level tagangan timbal balik antara TTL dan RS-232 pada komunikasi port serial.

3.10 Rancangan Program Aplikasi Penampil Suhu

Pada pembuatan aplikasi ini dibutuhkan beberapa komponen pada toolbox, yaitu :

a. Label, berfungsi menampilkan teks, dimana pengguna program tidak bisa mengubah teks tersebut.

b. CommandButton, berfungsi untuk membuat tombol perintah.

c. ComboBox, berfungsi menambahkan kontrol kotak combo yang merupakan control gabungan antara texbox dan listbox.

d. Timer, berfungsi untuk membuat kontrol waktu dan interval yang dibutuhkan.

e. Texbox, berfungsi membuat teks dimana teks tersebut dapat diubah oleh pengguna program.

Rancangan aplikasi penampil suhu ditunjukan pada gambar 3.12 dibawah ini:

36

3.11 Diagram Alir

Diagram alir merupakan proses kerja yang terjadi pada program keseluruahn, baik program pada arduino, mikrokontroler, dan pada visual basic. Rancangan perangkat lunak pada pemrograman arduino uno dan mikrokontroler ATMega8 menggunakan bahasa C arduino menggunakan sofware IDE dari arduino. Walaupun ditulis menggunakan bahasa C arduino namun pada dasarnya program tersebut akan dicompile oleh IDE menjadi assembly yang dapat dimengerti oleh mikrokontroler.

Pada awal alat diaktifkan, arduino akan membaca data dari sensor suhu pada pin A0 arduino, kemudian data tegangan pada keluaran sensor suhu di konversikan ke dalam bentuk suhu dan dimasukan pada variable sensorvalue, data pada variable sensorvalue diubah ke dalam karakter ASCII desimal kemudian dikirim.

Mikrokontroler akan mengaktifkan receiver 433 Mhz RF Link Kit, kemudian baca isi dan panjang pesan pada receiver kemudian kirim data serial ke komputer. Pada komputer, komputer akan membaca data serial dari mikrontroler kemudian menampilkan data tersebut pada komputer. Diagram alir perancangan program dapat dilihat pada gambar 3.13.

.

Gambar 3.10 Diagram Alir Perancangan Program

38 BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian Koneksi Alat Telemetri Suhu dengan Komputer

Pengujian alat ini dilakukan dengan menghubungkan bagian receiver alat dengan komputer melalui port serialnya. Untuk mengetahui koneksi alat dengan komputer digunakan hyperterminal dengan koneksi pada com 6 dan baud rate

9600. Gambar 4.1 menunjukan koneksi alat dengan komputer berfungsi dengan baik.

Gambar 4.1 Tampilan Koneksi Alat dengan Komputer Pada HyperTerminal

4.2 Pengujian Program Aplikasi Tampilan Suhu pada Komputer

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui program aplikasi dapat berjalan dengan baik pada komputer. Setelah program aplikasi dibuka, maka port pada

tampilan aplikasi diatur pada port 1, kemudian klik connect. Tampilan aplikasi suhu dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2 Tampilan Aplikasi Suhu

4.3 Pengujian Penyimpanan Data pada Aplikasi Suhu

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui data yang didapat pada pengukuran dapat disimpan dengan baik. Data yang didapat disimpan pada aplikasi notepad.

Pada tampilan aplikasi suhu pada gambar 4.2, klik pada bagian simpan data maka akan muncul tampilan notepad pada gambar 4.3 kemudian pada

notepad data disimpan.

40

4.4 Pengujian Pengukuran Suhu pada Alat dan Termometer

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui perbandingan pengukuran suhu dengan alat dan pengukuran suhu dengan termometer.

Prosedur pengujian alat dilakukan dengan cara mengukur suhu pada lokasi maupun ruangan yang berbeda dengan menggunakan alat yang dirancang dan termometer sebagai alat ukur pembanding.

Pada analisis data akan dihitung persen Error dari alat yang dirancang yang bertujuan untuk mengetahui tingkat kesalahan hasil pengukuran suhu pada alat yang dirancang bila dibandingkan dengan hasil pengukuran suhu pada alat yang ada dipasaran seperti termometer.

Untuk mengukur persen Error dari alat telemetri suhu, digunakan persamaan sebagai berikut:

………… (4.1)

Keterangan:

: Suhu yang diukur dengan menggunkana thermometer : Suhu yang diukur dengan menggunkana alat telemetri

suhu

Berikut ini merupakan tabel dari hasil pengukuran suhu dengan menggunakan alat dan termometer.

Tabel 4.1 Data Pengukuran Suhu

Lokasi

Pengukuran Suhu

Alat (0C) Termometer (0C) % Error (%)

1 30 30 0

2 27 27,5 1,82

3 31 31,5 1,59

4 28 28 0

5 32 32 0

6 26 26 0

7 32 32 0

8 31 31,5 1,59

9 29 29 0

10 31 31 0

Dari data diatas dapat dihitung rata-rata %Error dari alat yang dirancang dengan persamaan :

……(4.2) keterangan :

∑%Error = jumlah %Error

42

 Rata-rata % Error keseluruhan Rata-rata %Error =

= = 0,5%

4.5 Pengujian Pengukuran Jarak antara Transmitter dan Receiver pada Alat

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui jarak maksimum antara transmitter dan receiver pada alat dalam melakukan pengiriman data. Pengujian dilakukan dengan menggunakan penghalang antara transmitter dan receivern, dan tanpa menggunakan penghalang antara transmitter dan receiver. Berikut ini merupakan tabel dari hasil pengujian pengukuran jarak antara transmitter dan receiver dengan menggunakan penghalang dan tanpa menggunakan penghalang.

Tabel 4.2 Data Pengujian Pengukuran Jarak Antara Transmitter dan Receiver

Jarak (Meter)

Suhu pada Pengujian Pengukuran Tanpa Penghalang Antara Transmitter dan Receiver (oC)

Suhu pada Pengujian Pengukuran Menggunakan

Penghalang Antara Transmitter dan Receiver (oC)

10 30 30

20 29 29

40 29 29

50 30 30

60 30 30

70 30 30

80 30 Data Tidak Terkirim

90 29 Data Tidak Terkirim

100 29 Data Tidak Terkirim

110 Data Tidak Terkirim Data Tidak Terkirim

44

45 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan dan pengujian perangkat keras dan perangkat lunak dari sistem Telemetri Suhu berbasis Arduino Uno, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Berdasarkan data yang diperoleh pada saat melakukan pengujian, telemetri suhu dapat beroperasi dengan baik.

2. Berdasarkan hasil pengujian pengukuran, jarak maksimal pengiriman data antara transmitter dan receiver adalah 100 meter pada ruangan terbuka dan 70 meter apabila diberi penghalang antara transmitter dan receiver.

3. Alat yang telah dirancang memiliki rata-rata persen Error sebesar 0,5 %.

5.2 Saran

1. Untuk perkembangan alat selanjutnya dapat menambahkan penampil suhu pada bagian transmitter seperti LCD maupun seven segmen agar dapat mengamati langsung suhu pada ruang maupun alat-alat apabila terjadi kerusakan pada bagian receiver.

2. Untuk pengamatan aktifitas perubahan suhu pada gunung berapi atau pada daerah-daerah yang sulit dijangkau, diharapakan menggunakan RF yang dapat melakukan komunikasi data yang jauh, seperti KYL-1020U, Xbee pro yang dapat melakukan komunikasi data sejauh 45 Km, dan lain-lain.

Daftar Pustaka

1. Arduino Development Environment, Diakses Juli 1, 2013, dari

http://arduino.cc/en/Guide/environment.

2. Arduino Uno, Diakses Juli 1, 2013, dari

http://arduino.cc/en/main/arduinoBoardUno.

3. Datasheet LM35, Diakses Juni 29, 2013 dari http://depokinstruments.com/2008/09/12/datasheet-lm35/.

4. Presetia, Ratna, Catur Edi Widodo, Teori dan Praktek Interfacing Port Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual Basic 6.0, Yogyakarta, Penerbit Andi, 2004.

5. Sensor Suhu IC LM35, Diakses Juni 29, 2013 dari http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-suhu-ic-lm35/.

6. 433 Mhz RF Link Kit, Diakses Juli 1, 2013, dari www.seedstudio.com/wiki/433Mhz_RF_link_kit.

7. Sihombing, Poltak, Darwis S Manalu, Pemrograman Visual Basic 6.0, Medan USU Press, 2001.

8. Virtualwire Library, Diakses Januari 25, 2014 dari http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_VirtualWire.html

III. Program pada Transmitter #include <VirtualWire.h> #undef int

#undef abs #undef double #undef float #undef round

const int analogInPin = A0; int sensorValue = 0;

char Value_str[4];

void setup() {

vw_set_ptt_inverted(true); vw_setup(2000);

}

void loop() {

sensorValue = analogRead(analogInPin); char *msg = itoa(sensorValue, Value_str, 10);; digitalWrite(13, true);

vw_send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); vw_wait_tx();

digitalWrite(13, false); delay(20);

IV. Program pada Receiver #include <VirtualWire.h> #undef int #undef abs #undef double #undef float #undef round void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("setup"); vw_set_ptt_inverted(true); vw_setup(2000); vw_rx_start(); } void loop() { uint8_t buf[VW_MAX_MESSAGE_LEN]; uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN; if (vw_get_message(buf, &buflen)) {

int i;

digitalWrite(13, true); for (i = 0; i < buflen; i++) {

Serial.print(buf[i], DEC); }

Serial.println("");

digitalWrite(13, false); }

}

V. Program pada Visual Basic Dim strCode As String

======================================================= Private Sub Command1_Click()

On Error GoTo errr

MSComm1.CommPort = Combo1.Text MSComm1.PortOpen = True

MSComm1.DTREnable = True MSComm1.RTSEnable = True Timer1.Enabled = True Timer3.Enabled = True MsgBox "Komunikasi OK" Command1.Enabled = False errr:

End Sub

======================================================= Private Sub Command2_Click()

MSComm1.PortOpen = False MSComm1.DTREnable = False MSComm1.RTSEnable = False Timer1.Enabled = False Timer3.Enabled = False

Command1.Enabled = True End Sub

======================================================= Private Sub Command3_Click()

Shell "Notepad.exe", vbNormalFocus SendKeys strCode, True

End Sub

======================================================= Private Sub Form_Load()

Timer1.Enabled = False Timer3.Enabled = False Timer2.Enabled = True Combo1.Text = "3" Combo1.AddItem "1", 0 Combo1.AddItem "2", 1 Combo1.AddItem "3", 2 Combo1.AddItem "4", 3 Combo1.AddItem "5", 4 Combo1.AddItem "6", 5 Combo1.AddItem "7", 6 Combo1.AddItem "8", 7 Combo1.AddItem "9", 8 Combo1.AddItem "10", 9 Combo1.AddItem "11", 10 Combo1.AddItem "12", 11 End Sub

======================================================= ======Private Sub Timer1_Timer()

Dim digit1, digit2, suhu1, suhu2, suhu As Integer

Text1.Text = MSComm1.Input If Text1.Text <> "" Then

dataserial = Left(Text1.Text, 4) digit1 = Val(Right(dataserial, 2)) digit2 = Val(Left(dataserial, 2))

suhu1 = digit1 - 48 suhu2 = digit2 - 48

suhu = (suhu2 * 10) + suhu1 If suhu > 0 Then

Text2.Text = suhu & " C" End If

End If End Sub

======================================================= Private Sub Timer2_Timer()

Label2.Caption = Now End Sub

Private Sub Timer3_Timer()

Text3.Text = Text3.Text & Label2.Caption & " ==> " & Text2.Text & vbCrLf

strCode = strCode & Label2.Caption & " ==> " & Text2.Text & "{ENTER}"

III. Program pada Transmitter

#include <VirtualWire.h> #undef int

#undef abs #undef double #undef float #undef round

const int analogInPin = A0; int sensorValue = 0;

char Value_str[4];

void setup() {

vw_set_ptt_inverted(true); vw_setup(2000);

}

void loop() {

sensorValue = analogRead(analogInPin); char *msg = itoa(sensorValue, Value_str, 10);; digitalWrite(13, true);

vw_send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); vw_wait_tx();

digitalWrite(13, false); delay(20);

IV. Program pada Receiver

#include <VirtualWire.h> #undef int

#undef abs #undef double #undef float #undef round

void setup() {

Serial.begin(9600); Serial.println("setup"); vw_set_ptt_inverted(true); vw_setup(2000);

vw_rx_start(); }

void loop() {

uint8_t buf[VW_MAX_MESSAGE_LEN]; uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN; if (vw_get_message(buf, &buflen)) {

int i;

digitalWrite(13, true); for (i = 0; i < buflen; i++) {

Serial.print(buf[i], DEC); }

Serial.println("");

digitalWrite(13, false); }

}

V. Program pada Visual Basic

Dim strCode As String

======================================================= Private Sub Command1_Click()

On Error GoTo errr

MSComm1.CommPort = Combo1.Text MSComm1.PortOpen = True

MSComm1.DTREnable = True MSComm1.RTSEnable = True Timer1.Enabled = True Timer3.Enabled = True MsgBox "Komunikasi OK" Command1.Enabled = False errr:

End Sub

======================================================= Private Sub Command2_Click()

MSComm1.PortOpen = False MSComm1.DTREnable = False MSComm1.RTSEnable = False Timer1.Enabled = False Timer3.Enabled = False

Command1.Enabled = True End Sub

======================================================= Private Sub Command3_Click()

Shell "Notepad.exe", vbNormalFocus SendKeys strCode, True

End Sub

======================================================= Private Sub Form_Load()

Timer1.Enabled = False Timer3.Enabled = False Timer2.Enabled = True Combo1.Text = "3" Combo1.AddItem "1", 0 Combo1.AddItem "2", 1 Combo1.AddItem "3", 2 Combo1.AddItem "4", 3 Combo1.AddItem "5", 4 Combo1.AddItem "6", 5 Combo1.AddItem "7", 6 Combo1.AddItem "8", 7 Combo1.AddItem "9", 8 Combo1.AddItem "10", 9 Combo1.AddItem "11", 10 Combo1.AddItem "12", 11 End Sub

======================================================= ======Private Sub Timer1_Timer()

Dim digit1, digit2, suhu1, suhu2, suhu As Integer

Text1.Text = MSComm1.Input If Text1.Text <> "" Then

dataserial = Left(Text1.Text, 4) digit1 = Val(Right(dataserial, 2)) digit2 = Val(Left(dataserial, 2))

suhu1 = digit1 - 48 suhu2 = digit2 - 48

suhu = (suhu2 * 10) + suhu1 If suhu > 0 Then

Text2.Text = suhu & " C" End If

End If End Sub

======================================================= Private Sub Timer2_Timer()

Label2.Caption = Now End Sub

Private Sub Timer3_Timer()

Text3.Text = Text3.Text & Label2.Caption & " ==> " & Text2.Text & vbCrLf

strCode = strCode & Label2.Caption & " ==> " & Text2.Text & "{ENTER}"