Perancangan Pengendali Debit Air Dari Ketinggian Yang Berbeda Menggunakan Mikrokontroler Basic Stamp

(1)

(2)

PERANCANGAN PENGENDALI DEBIT AIR DARI

KETINGGIAN YANG BERBEDA MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLER BASIC STAMP

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada

Program Studi Teknik Komputer Diploma Tiga di Jurusan Teknik Komputer

oleh :

Yophi Ade Chandra

10808021

Pembimbing : S. Indriani L, MT

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

2012

(3)

(4)

iii

ABSTRAK

Bejana utama yang memiliki 2 lubang dengan posisi ketinggian yang berbeda, dimana pada kedua lubang tersebut memiliki diameter yang sama besarnya. bejana diisi dengan air lalu buka kedua katup lubang tersebut biarkan air mengalir pada tiap lubang dalam waktu yang sama. Secara pengamatan didapatkan lubang yang letaknya lebih dekat dari dasar bejana memiliki debit air yang lebih besar dibandingkan dengan lubang yang jauh dengan dasar bejana. Dari permasalahan diatas maka untuk didapatkan debit air yang sama menggunakan mikrokontroler Basic Stamp BS2p40. Pada perancangan alat ini pelampung yang ada di bejana 1 dan bejana 2 akan mendektesi keluaran air pada tiap bejana 1 dan bejana 2, lalu potensiometer bergeser dan berubah nilai tegangannya sesuai dengan jarak pelampung, data potensiometer lalu dikirimkan ke mikrokontroler Basic Stamp BS2P40, Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40 akan mengolah data tersebut agar dapat dikirim ke Motor Servo kedalam sebuah pulsa. Agar dapat menggerakan arah/posisi servo yang diinginkan. Dari hasil pengujian didapatkan debit air tiap bejana mendapatkan kondisi debit air sama.

(5)

KATA PENGANTAR

Bismillahirrohmaanirrohim

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Segalah puji bagi allah SWT. Pencipta dan Pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW, keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.

Atas rahmat Allah SWT, akhirnya Penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir ini dengan judul “ Perancangan Pengendali Debit Air dari Ketinggian Yang Berbeda Menggunakan Mikrokontroler Mini Basic Stamp”, meskipun proses

belajar sesungguhnya tak akan pernah berhenti. Tugas akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksanakan tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin penulis sebutkan satu persatu, namun dengan segalah kerendahan hati,

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ibu Sri Nurhayati, M.T. Selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer. 2. Ibu S. Indriani L, M.T. Selaku dosen pembimbing.

3. Bapak Agus Mulyana, M.T. Selaku dosen wali atas segala dukungan baik akademik maupun non akademik.

4. Kedua orang tua tercinta dan saudaraku mba ika, kakak dedef, adi, yang selalu mendoakan serta memberi motivasi moril maupun materil sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Seluruh dosen beserta staf Jurusan Teknik Komputer.

6. Teman-teman mahasiswa D3 khususnya 08 TK 04 yang telah memberikan motivasi dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Rekan-rekan asisten lab. Elektronika.

(6)

9. Rekan-rekan penulis yang telah banyak memberikan bantuan terbesar dalam doa, perhatian dan dorongan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan penulisan Tugas Akhir ini.

Dengan sebesar-besarnya, penulis ucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah mendukung dan membantu penulis. Semoga Allah SWT membalas amal budi dan kebaikan semua pihak lebih dari apa yang telah diberikan kepada penulis. Amin

Bandung, Agustus 2012

(7)

vi DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN...i LEMBAR PENGESAHAN...ii ABSTRAK...iii KATA PENGANTAR...v DAFTAR ISI...vi DAFTRA TABEL...vii DAFTAR GAMBAR...ix

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Maksud dan Tujuan ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Metodologi Penelitian ... 2

1.5 Sistem Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI...4

2.1 Debit Air...4

2.2 Bejana Silinder... 4

2.3 Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 ... 5

2.4 Motor Servo ... 8

2.5 Potensiometer ... 10

2.6 Catu Daya ... 11

2.7 ADC (Analog To Digital Converter ... 12

2.8 Basic Stamp Editor V2.4 ... 13

BAB III PERANCANGAN SISTEM...15

3.1 Perancangan Sistem...15

3.2 Blok Diagram Kerja Sistem………...16

3.3 Flowchart Program Sitem Keseluruhan...18

(8)

vii

4.1 Pengujian Perangkat Keras...20

4.2 Pengujian Basic Stamp BSP40...20

4.3 Pengujian Motor Servo...21

4.4 Pengujian Catu Daya...21

4.5 Pengujian Pada Bejana Menggunakan Potensiometer...22

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...24

5.1 Kesimpulan...24

5.2 Saran...24

DAFTAR PUSTAKA...25 LAMPIRAN

(9)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada sebuah tempat penampung air atau yang biasa disebut bejana. Ada satu bejana diberikan dua lubang dengan diameter yang sama besarnya dan lubang tersebut berada pada ketinggian yang berbeda. Seterusnya pada bejana diisi dengan air lalu buka kedua katup lubang tersebut biarkan air mengalir pada tiap lubang dalam waktu yang sama. Pengujian bisa dilakukan dengan cara ambil dua buah gelas dengan posisi dibawah kedua lubang tersebut, lalu buka katup kedua lubang tersebut bersamaan, secara pengamatan lubang yang letaknya lebih dekat dari dasar bejana lebih deras keluar air dari lubang yang jauh dari dasar bejana. Dari permasalahan diatas maka untuk dapat menghasilkan debit air yang sama pada ketinggian yang berbeda berbeda. Dilakukan pengendali debit air dari ketinggian yang berbeda agar didapatkan debit air yang sama dari tempat lubang yang tidak sama. Pengendali tersebut menggunakan Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 dan Motor Servo.

Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 adalah Mikrokontroler yang dikembangkan oleh Parallax Inc. Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 yang diprogram menggunakan format bahasa Basic. Adapun jenis mikrokontroler selain Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 adalah mikrokontroler dengan bahasa pemrograman JAVA bisa menggunakan Jstamp, dan mikrokontroler Atmega yang menggunakan bahasa pemrograman assembler. Assembler adalah sebuah program komputer untuk menerjemahkan bahasa Assembly. Bahasa pemrograman yang mengunakan bahasa assembly sangat susah di pelajari, oleh karena menggunakan Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 yang diprogram menggunakan bahasa Basic lebih mudah di pelajari dari mikrokontroler yang menggunakan bahasa assembler.

(10)

Dengan membuat pengendali air diharapkan mampu memberikan solusi terhadap bejana dengan sisi ketinggian lubang yang berbeda agar keluaran air pada tiap lubang didapatkan debit air yang sama.

1.2 Maksud dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan dari pembuatan perancangan pengendali debit air dari ketinggian yang berbeda menggunakan Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 adalah untuk mengendali keluaran air pada lubang bejana dari sisi ketinggian yang berbeda agar keluaran air dari tiap lubang bejana didapatkan debit air yang sama.

1.3 Batasan Masalah

Pada perancangan pengendali debit air dari ketinggian yang berbeda menggunakan Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 yang akan dibuat ini terdapat beberapa batasan masalah karena keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis, yaitu :

1. Bejana berbentuk silinder berdiameter 24 cm dan tinggi 32 cm dapat menampung air 20 liter.

2. Lubang bejana hanya memiliki dua posisi lubang dengan ketinggian yang berbeda.

3. Diameter awal pada kedua lubang 2 cm.

4. Menggunakan Mikrokontroler Basic Stamp BSP40.

1.4 Metodologi Penelitian

1. Studi literatur

Yaitu suatu metode pengumpulan data dengan cara membaca atau mempelajari buku-buku yang sesuai dengan topik tugas akhir.

2. Metode Perancangan

Yaitu metode yang dilakukan dengan cara menerapkan teori untuk merancang suatu sistem bagian perangkat keras dan perangkat lunak.

(11)

3 3. Metode Implementasi

Yaitu melakukan melakukan pelaksanaan perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang berhubungan dengan tugas akhir ini.

4. Metode pengujian

Yaitu melakukan pengujian kerja perangkat keras dan perangkat lunak yang berhubungan dengan tugas akhir ini.

1.5 Sistem Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini meliputi:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas latar belakang tugas akhir yang dilakukan, maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

BAB IILANDASAN TEORI

Bab ini berisi tentang teori-teori yang berhubungan dengan tugas akhir yang terdiri dari teori perangkat keras dan perangkat lunak.

BAB IIIPERANCANGAN SISTEM

Bab ini menjelaskan tentang perancangan perangkat keras dan perangkat lunak.

BAB IV PENGUJIAN

Bab ini berisi tentang pengujian kerja perangkat keras dan perangkat lunak.

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari pembahasan tugas akhir ini dan saran-saran yang menunjang kearah pengembangan selanjutnya.

(12)

BAB II

LANDASAN TEORI

Landasan teori sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem selain itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan dalam merencanakan suatu sistem yang akan dibuat. Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka landasan teori merupakan bagian yang harus dipahami untuk pembahasan selanjutnya.

2.1 Debit Air

Debit merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat ditampung dalam suatu tempat tiap satu satuan waktu tertentu. Satuan debit pada umumnya mengacu pada satuan volume per detik cm/detik dan satuan waktu. Apabila Q menyatakan debit air dan V menyatakan volume air,

sedangkan ∆t adalah selang waktu tertentu mengalirnya air tersebut, maka hubungan

antara ketiganya dapat dinyatakan sebagai berikut.[7]

Q =V.∆t (2.1)

Keterangan:

Q = Debit air (cm/detik) V = Volume (cm)

(13)

2.2 Bejana Silinder

Bejana silinder adalah bejana dengan bentuk bangun ruang tiga dimensi yang dibentuk oleh dua buah lingkaran yang sejajar dan sebuah persegi panjang yang mengelilingi kedua lingkaran tersebut. Tabung memiliki 3sisi dan 2rusuk.

Kedua lingkaran disebut sebagai alas dan tutup tabung serta persegi panjang yang menyelimutinya disebut sebagai selimut tabung. Bentuk bejana dapat berbagai macam bentuk, tetapi yang biasa digunakan terdiri-dari bentuk bola, silinder, dan kerucut. Dibawah ini gambar bejana silinder. [8]

Gambar 2.1 Bejana Silinder Rumus volume bejana silinder

V= (2.2)

Keterangan:

V = Volume (cm)

t = Tinggi (cm)

= Jari jari = 3.14 atau 22/7

(14)

2.3 Mikrokontroler Basic Stamp BSP40

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Secara teknis hanya ada dua macam-macam mikrokontroler yaitu RISC dan CISC dan masing-masing mempunyai keturunan/keluargasendiri-sendiri.RISC singkatan dari Reduced Instruction Set Computer adalah intruksi terbatas tapi memiliki fasilitas yang lebih banyak.

CISC singkatan dari Complex Instruction set computeradalah instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya. Jenis-jenis mikrokontroler dari keluarga motorola dengan seri 68xx, dan mikrokontroler dari keluarga MCS51 yang diproduksi Atmel, Philip, Dallas, serta mikrokontroler dari keluarga PIC dari Microchip, Renesas, Zilog. MCS51 termasuk keluarga dari mikrokontroler Basic Stamp BS2P40, bahasa pemograman menggunakan bahasa Basic. Basic Stamp adalah mikrokontroler yang dikembangkan oleh Parallax Inc yang diprogram menggunakan format bahasa pemrograman Basic. [8]

Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 membutuhkan power supply saat mendownload pemrograman dan tidak kehilangan program yang sudah di download saat baterai atau power supply dicabut. Kode Pbasic disimpan di dalam EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) serial pada board Basic Stamp BS2P40.

EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) menyediakan penyimpanan yang sulit diubah, yaitu menjaga memory saat kehilangan power. EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) digunakan dalam Basic Stamp 1 dan 2 dijamin menyimpan selama 40 tahun ke depan dan mampu ditulis ulang 10.000.000 kali per lokasi memori.

(15)

Gambar 2.2 Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40

Mikrokontroler Basic Stamp BSP40 ini mempunyai spesifikasi sebagai brikut: a. Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40 Interpreter Chip (PBASIC48W/P40). b. 8 x 2Kbyte EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only

Memory) yang mampu menampung hingga 4000 instruksi.

c. Kecepatan prosesor 20MHz turbo dengan kecepatan eksekusi program hingga 12000 instruksi per detik.

d. RAM (Random Access memory) sebesar 38byte (12 I/O, 26 variabel) dengan Scratch Pad sebesar 128 byte.

e. Jalur input/ output sebanyak 32 pin.

f. Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor DB9. g. Tegangan input 9-12 Vdc dengan tegangan output 5 Vdc.

Untuk mengolah data yang dikirim dari komputer digunakan Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40. Di bawah ini adalah konfigurasi pin-pin Basic Stamp BS2P40 yang dipakai dalam perancangan.

Berikut ini adalah alokasi pin yang terdapat pada Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40.

(16)

Gambar 2.3 Alokasi Pin Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40

2.4 Motor Servo

Motor Servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari Motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam Motor Servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran Servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor Servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Servo biasa digunakan untuk steering/kemudi pada pesawat atau mobil RC, untuk lengan robot, untuk pengarah sensor dan untuk keperluan lain yang membutuhkan gerakan. Servo dapat digerakkan dengan mengirimkan pulsa tegangan 5V DC yang diulang setiap 20 milidetik. Panjang pulsa menentukan posisi putaran. Servo dirancang untuk menerima pulsa tegangan dengan variasi 0.75 milidetik sampai dengan 2.25 milidetik.

(17)

Pada umumnya Servo yang ada di pasaran sekarang ini mempunyai jangkauan gerakan 0 sampai dengan 180 derajat. Ini berarti pulsa 0.75 milidetik untuk 0 derajat. Pulsa 2.25 milidetik untuk 180 derajat dan pulsa 1.5 milidetik untuk 90 derajat.Hal yang menarik dan unik dari Motor Servo adalah bahwa Motor Servo ini di kontrol dengan manggunakan pulsa. Dengan komputer atau pun dengan menggunakan rangkaian mikrokontroler, dapat dengan mudah mengontrol Motor Servo. Rangkaian paling sederhana untuk mengontrol Servo adalah dengan menggunakan IC555. Tegangan yang diperlukan Motor Servo adalah 5 Volt.Motor servo terbagi dalam dua jenis Motor Servo yaitu Servo standar dan continous servo. Servo standard adalah Motor Servo yang putarannya mermiliki batas maksimal dan minimum. Sedangkan continous servo putarannya tidak memiliki batas maksimal dan minimum.

Standard servo memiliki 3 posisi utama yaitu posisi 0 derajat, posisi 90 derajat dan posisi 180 derajat. Sedangkan untuk Continuos servo dapat berputar secara penuh 360 derajat baik berputar searah putaran jarum jam ataupun juga yang berlawanan dengan arah putaran jarum jam, ditambah dengan posisi untuk berhenti. Karena ada tiga buah posisi utama seperti yang dijelaskan diatas, maka di buatlah sebuah cara khusus untuk mengatur Motor Servo tersebut. Cara yang digunakan adalah dengan memberikan pulsa digital dengan lebar yang berbeda-beda. Jika diberikan pulsa dengan lebar 1.5 milidetik maka Motor Servo akan berputar keposisi tengah 90 derajat. Pulsa dengan lebar 2.0 milidetik akan membuat poros Motor Servo menuju 180 derajat (posisi kanan).

Sedangkan pulsa 1.0 ms akan membuat Motor Servo akan berputarmenuju 0 derajat (posisi kiri) dan pulsa tersebut dikirim kan sebanyak 50 kali perdetik. Berikut gambar Motor Servo. [2]

(18)

Gambar 2.4 Motor Servo Berikut bagian-bagian dari Motor Servo:

a. Konektor yang digunakan untuk menghubungkan Motor Servo dengan Vcc, Ground dan signal input yang dihubungkan ke Basic Stamp BS2P40.

b. Kabel menghubungkan Vcc, Ground dan signal input dari konektor ke Motor Servo.

c. Tuas menjadi bagian dari motor servo yang keliatan seperti suatu bintang four-pointed. Ketika motor servo berputar, tuas motor akan bergerak ke bagian yang dikendalikan sesuai dengan program.

d. Cassing berisi bagian untuk mengendalikan kerja motor servo yang pada dasarnya berupa motor DC. Bagian ini berkerja untuk menerima instruksi dari basic stamp dan mengkonversi ke dalam sebuah pulsa untuk menentukan arah / posisi servo.

2.5 Potensiometer

Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan Sebagai resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat. Potensiometer yang dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai

(19)

transduser, misalnya sebagai sensor joystick. Adapun jenis-jenis dari Potensiometer sebagai berikut:[1]

1. Potensiometer putar yang sering disebut Potensiometer String. Potensiometer Ini adalah multi-turn Potensiometer dioperasikan oleh reel yang terpasang kawat berbalik melawan pegas. Hal ini digunakan sebagai transduser posisi. 2. Potensiometer tiga terminal alat ini dapat digunakan sebagai variabel resistor

dua terminal dengan tidak menghubungkan ke terminal ketiga. Praktek ini umum untuk menghubungkan terminal wiper ke ujung yang tidak terpakai dari trek perlawanan untuk mengurangi jumlah variasi resistensi yang disebabkan oleh kotoran di trek.

3. Potensiometer digital pada komponen elektronik ini merupakan alat yang meniru fungsi Potensiometer analog. Melalui sinyal input digital, perlawanan antara dua terminal dapat disesuaikan, seperti dalam sebuah Potensiometer analog.

4. Potensiometer membran, dalam Potensiometer membran ini menggunakan membran konduktif elemen geser ke kontak resistor pembagi tegangan. Linearitas dapat berkisar dari 0,5% sampai 5% tergantung pada desain, material dan proses manufaktur. Keakuratannya biasanya antara 0.1mm dan 1.0mm dengan resolusi secara teoritis tak terbatas.

(20)

Gambar 2.6 Potensiometer 10 KΩ

2.6 Catu Daya

Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current)yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau aki adalah sumber catu daya DC yang paling baik.Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup.Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (Alternating Current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan sautu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC. Tegangan keluaran dari transformator masih dalam bentuk tegangan bolak-balik (AC), sehingga harus disearahkan oleh penyearah gelombang penuh menggunakan dioda bridge (dioda yang disusun jembatan). Sebelum tegangan diregulasi, dilewatkan dulu pada tapis atu filter untuk memperkecil ripple. Komponen filter yang digunakan yaitu kapasitor polar. Untuk meregulasi tegangan digunakan regulasi tegangan positif yaitu tegangan 12V (7812) dan 5V (7805). Konfigurasi kaki IC regulator tegangan positif adalah kaki 1 berfungsi sebagai input, kaki 2 terhubung ke ground dan kaki 3 sebagai keluaran tegangan positif.

(21)

Gambar 2.7 Penyearah Menggunakan Sistem Jembatan

2.7 ADC ( Analog To Digital Converter)

ADC (Analog To Digital Converter) digunakan untuk mengubah keluaran sensor yang masih berubah analog menjadi besaran digital. Resolusi pada ADC merupakan ketelitian nilai hasil konversi. ADC 8 bit akan memiliki keluaran 8 bit data digital. Ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 225 ( -1) nilai diskrit. Karena prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dengan tegangan referensi. ADC yang digunakan adalah ADC0832, ADC ini merupakan sebuah ADC serial yang datanya langsung dapat diterima Mikrokontroler pada satu pin saja. ADC ini memiliki resolusi 8 bit dengan 2 channel analog multiplaxer. Dapat berkerja dengan catu daya tegangan sebesar 0-5 Volt. Berikut konfigurasi pin IC ADC0832.

(22)

(a) (b)

Gambar 2.8 (a) Bentuk Fisik IC ADC0832, (b) Konfigurasi Pin IC ADC0832

Spesifikasi yang dimiliki IC ADC0832 sebagai berikut:

1. Jangkauan input berkisar 0-5 Volt dengan satu buah Catu Daya 5 Volt. 2. Mempunyai 2 channel multiplaxer dengan 2 buah alamat logika. 3. Mudah Interface ke semua mikrokontroler.

4. Beroperasi dengan link data serial.

5. Mudah untuk digunakan bersama rangkaian mikrokontroler.

2.8 Basic Stamp Editor V2.4

Program dapat bermacam-macam bentuk versi dan bahasa pemrogramannya, sesuai dengan spesifikasi dari mikrokontroler yang digunakan. Mikrokontroler Basic Stamp (BS2P40) menggunakan bahasa pemrograman basic. Software yang digunakan adalah Basic Stamp Editor. Basic Stamp Editor adalah sebuah editor yang dibuat oleh Paralax Inc untuk menulis program, mengcompile dan unduh ke mikrokontroler keluarga Basic Stamp. Program ini memungkinkan penggunanya memprogram Basic Stamp dengan bahasa basic yang relatif ringan dibandingkan bahasa pemrograman lainnya. Berikut ini beberapa instruksi-instruksi dasar yang dapat digunakan pada mikrokontroler Basic Stamp.

(23)

Tabel 2.1 Beberapa Instruksi Dasar Basic Stamp Instruksi Keterangan

DO...LOOP Perulangan

GOSUB Memanggil prosedur IF..THEN Percabangan FOR...NEXT Perulangan

PAUSE Waktu tunda milidetik IF...THEN Perbandingan

PULSOUT Pembangkit pulsa PULSIN Menerima pulsa

GOTO Loncat ke alamat memori tertentu HIGH Menset pin I/O menjadi 1

LOW Menset pin I/O menjadi 0

PWM Konversi suatu nilai digital ke keluaran analog lewat pulse width modulasi

(24)

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Perancangan Sistem

Pada pembahasan perancangan sistem ini meliputi perancangan perangkat keras. Cara kerja dari keseluruhan perancangan pengendali debit air dari ketinggian yang berbeda mengunakan Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40. Berikut ini prinsip cara kerja sistem. Sesuai pembacaan pelampung pada keluaran air di bejana, data pelampung di kirim ke potensiometer dalam bentuk tegangan lalu dikirim ke Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40 yang telah dikonversi ke bentuk digital oleh ADC0832. Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40 ini akan menentukan besarnya pulsa untuk menentukan arah/posisi motor servo pada kran air untuk mengendali keluaran pada posisi lubang ketinggian yang berbeda berlangsung sama yang mengacu pada nilai masing-masing pelampung.

Pelampung 1 Pelampung 2 Potensiometer 1 Potensiometer 2 ADC 0832 MIKrokontroler Basic Stamp BS2P40 PC Motor Servo Bawah Motor Servo Atas

(25)

Pada diagram blok perancangan sistem diatas dapat dijelaskan yaitu nilai dari potensiometer 1 dan potensiometer 2 dipengaruhi oleh pelampung yang akan mengapung ketika bejana terisi air, setalah itu nilai potensiometer diolah terlebih dahulu kedalam desimal dengan ADC (Analog To Digital Converter). Data ADC (Analog To Digital Converter) dikirim ke Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40. Setelah data dari ADC diterima Mikrokontroler Basic Stamp BSP40. Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40 akan mengolah data tersebut agar dapat menentukan besarnya pulsa ke motor servo atas atau motor servo bawah sesuai dengan data yang diterima Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40. Personal Computer (PC) hanya menampilkan terminal data dari mikrokontroler saja..

3.2 Blok Diagram Kerja Sistem

Pada blok diagram kerja sistem adalah menjelaskan cara kerja sistem yang ada di bejana 1 dan bejana 2 yang meliputi pelampung, potensiometer, ADC (Analog To Digital Converter), Mikrokontroler Basic Stamp BS2P40, Personal Computer (PC).

Pelampung 1 Pelampung 2 Potensiometer 1 Potensiometer 2 ADC MIKrokontroler Basic Stamp BS2P40 PC Motor Servo Bawah Motor Servo Atas

(26)

Pada gambar 3.2 menjelaskan cara kerja mulai dari pelampung 1 dan pelampung 2 berfungsi sebagai mendektesi jarak ketinggian air yang ada di bejana 1 dan bejana 2. Nilai tersebut akan masuk ke potensiometer 1 dan potensiometer 2. Potensiometer lalu bergeser dan berubah nilai tegangannya sesuai dengan jarak pada pelampung 1 dan pelampung 2. Setelah itu nilai potensiometer masuk ke ADC (Analog To Digital Converter).

Lalu ADC (Analog To Digital Converter) mengonversi keluaran analog berupa tegangan dari potensiometer menjadi data digital kemudian dikirim ke mikrokontroler. Mikrokontroler mengolah data digital dari ADC (Analog To Digital Converter). Personal Computer (PC) hanya menampilkan terminal data dari mikrokontroler saja.

Data nilai ADC (Analog To Digital Converter) dari potensiometer masuk ke mikrokontroler. Mikrokontroler mengolah data digital dari ADC (Analog To Digital Converter). Lalu data Mikrokontroler dikirimkan ke motor servo untuk menggerakan katup kran sesuai dengan data potensiometer dari pelampung. Personal Computer (PC) hanya menampilkan terminal data dari mikrokontroler saja.

(27)

3.3 Diagram Alir Program Sistem

Pada pada diagram alir program sistem adalah menjelaskan cara kerja program secara keseluruhan.

END Baca Data ADC

IF (adc0<50) AND (adc1<50)

Motor Bawah On Motor Atas On

A Tdak

Baca Data ADC

If adc0>adc1 tidak If adc0=adc1

Motor Bawah On 45 Motor Atas On 45

Motor Bawah Off Motor Atas On

Ya Ya

If (adc0 > 100) AND (adc1 > 100)

tidak

Motor Bawah Off Motor Atas Off

Mulai

tidak

Motor Bawah Off Motor Atas On

(28)

Pada gambar 3.3 diagram alir program sistem, program pertama akan membaca nilai ADC, yang kemudian apakah nilai adc0 dan adc1 lebih dari 50. Hal ini menunjukan bahwa bejana masih kosong jika kondisi adc0 dan adc1 kurang dari 50, sehingga kedua motor servo dalam kondisi nyala (kran membuka penuh).Hal ini untuk memenuhi kondisi diatas, ketika kondisi di atas terpenuhi maka program akan masuk ke prosedur A. Disini debit air akan diatur berdasarkan kondisi air di masing-masing bejana yang nilainya ditentukan oleh nilai adc0 untuk bejana1 dengan motor servo bawah pengatur kran dan nilai adc1 untuk bejana2 dengan motor servo atas pengatur kran. Pada saat nilai adc0 lebih besar dibanding nilai adc1, maka motor servo bawah mati dan motor servo atas nyala. Pada saat nilai adc0 dan adc1 sama, motor servo berputar 45 derajat atau kran membuka setengah. Jika nilai adc0 dan adc1 tidak sama maka motor servo bawah mati dan motor servo atas nyala. Hal diatas terjadi ketika nilai adc0 dan adc1 kurang dari 100, ketika 100 maka kedua motor servo ma

(29)

BAB IV PENGUJIAN

4.1 Pengujian Perangkat Keras

Pengujian perangkat keras dilakukan untuk mengetahui apakah perangkat keras yang telah dirancang dapat bekerja atau berfungsi dengan baik sebagaimana yang diinginkan. Pengujian yang dilakukan terhadap perangkat keras meliputi beberapa blok rangkaian perangkat keras yang telah dirancang dan juga pengujian terhadap gabungan dari beberapa blok rangkaian.

Komponen yang digunakan pada rangkaian dalam perancangan ini terdiri-dari:

1. Basic Stamp( BS2P40). 2. Motor Servo.

3. CatuDaya.

4.2 Pengujian Basic Stamp BS2P40

Pengujian Mikrokontroler Basic Stamp BS2p40 menggunakan Basic Stamp Editor. Proses pengujiannya dengan mendownload script program yang merupakan implementasi agar mikrokontroler berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Ketika proses download berhasil maka akan muncul jendela sukses, serta berfungsinya Mikrokontroler tersebut sesuai dengan script program yang didownload. Adapun gambar proses tersebut sebagai berikut.

(30)

4.3 Pengujian Motor Servo

Pengujian Motor Servo dilakukan dengan cara memberikan pulsa random sehingga didapat sudut putaran dari motor servo tersebut. Berikut tabel pengujian:

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Motor Servo Dan BSP40

Pulsa

Motor Bawah

(derajat) Motor Atas (derajat)

1100 0 0

2000 45 45

2800 180 180

Berdasarkan hasil pengujian motor servo saat motor servo diberikan pulsa sesusai dengan nilai diatas didapat sudut perputaran yang cukup untuk mengerakan kran. Ketika motor servo diberikan pulsa dibawah dan diatas nilai 1100 dan 2800 tidak ada perubahan putaran, sehingga bisa ditarik kesimpulan bahwa nilai 1100 dan 2800 adalah pulsa minimum dan maksimum untuk kedua motor servo tersebut.

4.4 Pengujian Catu Daya

Pengukuran Catu Daya dilakukan dengan menggunakan multimeter digital yang dihubungkan dengan kaki input untuk mengukur input tegangan dan kaki output untuk mengukur tegangan output dari IC LM 7805 dan LM 7812. Berikut data hasil pengukuran Catu Daya:

(31)

Tabel4.2 Hasil Pengukuran Catu Daya

IC Regulator Input Tegangan

(Volt)

Hasil Pengukuran (Volt)

7805 5 4,89

7812 12 11,91

Berdasarkan hasil pengukuran catu daya pada IC LM 7805 diberi nilai input 5 volt menghasilkan output 4,89 volt, Sedangkan pada IC LM 7812 diberi nilai input 12 volt menghasilkan output 11,91 volt.

4.5 Pengujian Pada Bejana Menggunakan Potensiometer

Dalam pengujian ini maka dapat diketahui apakah keluaran air dari jarak ketinggian yg berbeda didapatkan hasil keluaran air sama, dari Bejana 1 dan Bejana 2. Maka dapat dilakukan pengujian dengan cara pengukuran keluaran air dari tiap lubang dari ketinggian yang berbeda. Dapat dilihat dari tabel pengujian berikut.

(32)

Berdasarkan tabel 4.3 diatas menujukan pada no 1 terlihat posisi awal bejana 1 dan 2 dalam keadaan kosong sehingga kedua motor servo terbuka 90 derajat. Pada no 2 terlihat kondisi bejana 1 lebih besar dibanding bejana 2 sehingga motor servo atas tertutup dan motor bawah terbuka. Pada no 3 kondisi bejana 1 lebih kecil dibanding bejana 2 sehingga motor atas terbuka dan motor servo bawah tertutup. Pada no 4 bejana 1 dan bejana 2 motor servo atas dan motor servo bawah tertutup dengan sudut putaran 45 derajat. Pada no 5 apabila kondisi isi di bejana 1 dan bejana 2 lebih dari 4 liter maka kedua motor servo tertutup.

(33)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan dari hasil pengujian dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Berdasarkan tabel 4.3 apabila salah satu isi bejana lebih tinggi maka salah satu motor servo mengecilkan katup kran. Dan apabila isi bejana 1 dan bejana 2 mencapai lebih dari 4 liter maka kedua posisi Motor Servo tertutup. 2. Perancangan alat pada tugas akhir ini berhasil mengendalikan debit air dari

ketinggian yang berbeda menggunakan Mikrokontroler Basic Stamp.

5.2 Saran

Dalam pembuatan alat ini, alat masih jauh dari sempurna, hal itu disebabkan oleh keterbatasan penulis, penulis memberikan saran bagi pembaca yang berniat untuk mengembangkan alat ini sebagai berikut:

1. Menggunakan algoritma Kontrol PID sehingga didapat kondisi air yang sama antara kedua bejana.

2. Mengunakan sensor pengukur ketinggian air yang lebih akurat.

3. Menambahkan indikator serta monitoring ketika kondisi kedua bejana sama dan untuk pengamatan setiap perubahan ketinggian.

(34)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Anshari Kurniawan. (2012, Mei 8). Fungsi, Jenis, Dan Kelebihan Potensiometer.Diakses,JuliRabu,2012,Dari,http://landasanteori.blogspot.c om/2012/05/fungsi-jenis-dakelebihan.html.

[2] Benfany,(2011, Maret 13). Prinsip Kerja Motor Servo , Diakses Mei 12 , 2011, Dari http://benfanyprojects.blogspot.com/2010/09/prinsip-kerja- motor-servo-standard-dan.html

[3] Blocher, Richard, Dasar Elektonika, Yogyakarta, 2004.

[4] Christanto, Danny,Kris Pusporini, Panduan Dasar Mikrokontroller Keluarga MCS-51,Surabaya, 2004.

[5] Dadang, S. (2010,April 13). Interface/Teknik antarmuka. Diakses Maret 18,2011,Dari,http://elektronikadasar.blogspot.com/2009/04/interfaceteknik -antarmuka.htm.

[6] Joko Untoro (2009, Mei 28). Genius Matematika Kelas 6 SD Sesuai Kurikulum,Diakses,Maret,102011Darihttp://books.google.co.id/books?id= _crKIk4rds0C&pg=RA1PA10&lpg=RA1PA10&dq=rumus+debit+air+ma tematikaUq.

[7] Nico (2009, Juni 28). Tabung . Diakses Januari 21, 2011, Dari https://elnicovengeance.wordpress.com/2011/08/23/tabung/.

[8] Parallax. (2006, Juni 13). Basic Stamp . Diakses Januari 26, 2012, Dari http://www.parallax.com/Portals/O/Downloads/docs/prod/acc/28015-PING-v1.5.pdf

(35)

RIWAYAT HIDUP

Nama : Yophi Ade Chandra Tempat, tanggal lahir : Lubuk Linggau, 14 Oktober 1988 Jenis kelamin : Laki-laki

Agama : Islam

Alamat : Jl Sejahtera No 46 RT 12 Kel

Taba jemekeh Kec Lubuk Linggau timur. No. telepon : 081931245421/085316113188

Email : Yophiadechandra@yahoo.co.id

Pendidikan Formal

2008 – 2012 : Universitas Komputer Indonesia, Bandung.

Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Jurusan Teknik Komputer.

2003 – 2006 : SMA NEGERI 5 Lubuk Linggau, Sum-Sel 2000 – 2003 : SMP NEGERI 5 Lubuk Linggau, Sum-Sel 1994 – 2000 : SD NEGERI 52 Lubuk Linggau, Sum-Sel

Pengalaman Organisasi

(1)

21 4.3 Pengujian Motor Servo