Pemantau Volume Tutsida Menggunakan Sensor Ultrasonik Yh Srf05 Berbasis Arduino

PEMANTAU VOLUME TUTSIDA MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HY-SRF05 BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR

ANNISAYYUBI IZZATI 112411057

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PEMANTAU VOLUME TUTSIDA MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HY-SRF05 BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

ANNISAYYUBI IZZATI 112411057

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul : PEMANTAU VOLUME TUTSIDA

MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK YH-SRF05 BERBASIS ARDUINO

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : ANNISAYYUBI IZZATI F Nomor Induk Mahasiswa : 112411057

Program Studi : D-III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Juli 2014

Komisi Pembimbing:

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing I

D-III Metrologi Dan Instrumentasi

Dr.Diana A. Barus, M.Sc Dra.Ratna Askiah S. M.Si

PERNYATAAN

PEMANTAU VOLUME TUTSIDA MENGGUNAKAN

SENSOR ULTRASONIK YH-SRF05 BERBASIS ARDUINO

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

Annisayyubi Izzati 112411057

PENGHARGAAN

Alhamdulillahirobbil’alamin,

Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuai waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah

Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis

Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah

PEMANTAU VOLUME TUTSIDA MENGGUNAKAN

SENSOR ULTRASONIK YH SRF05 BERBASIS ARDUINO

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Laporan Tugas Akhir ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Sutarman S.Si, M.Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

2. Bapak Dr.Marhaposan Situmorang selaku ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

3. Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.Sc selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Uniuversitas Sumatera Utara

4. Ibu Dra. Ratna Askiah S. M.Si selaku dosen pembimbing saya yang menbantu dalam menyelesaikan alat dan penulisan laporan ini.

5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

6. Kedua Orang Tua Yang saya sayangi yang telah mendukung dan memberikan semangat untuk saya dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

7. Teman Teman saya Rhendra Noto Tarigan, Astriana Christy Bangun, M. Putra Sukatendel, Coky Y.S Ritonga serta teman-teman Metrologi dan Instrumentasi Angkatan 2011 yang telah membatu dan memberikan dukungan moril kepada penulis dalam menulis laporan Tugas Akhir.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat ny membangun dalam penyempurnaan Tugas Proyek ini.

Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Amin Yaa Rabbal’alamin

Medan, Juli 2014 Hormat Kami,

DAFTAR ISI

Kata pengantar……….i

Daftar Isi……….iiii

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 LatarBelakang……….4

1.2 TujuanPenulisan………..4

1.3 BatasanMasalah………..4

1.4 SistemPenulisanLaporan……….4

BAB 2 LandasanTeori...5

2.1 Volume………..………...5

2.2 Sensor ultrasonic HY-SRF05..……….5

2.3 Mikrokontroler Arduino (AT Mega 328)………9

BAB 3 Rancangan Sistem………12

3.1 Diagram Blok dan Cara Kerja Rangkaian………..12

3.2 Perancangan Rangkaian Catu Daya………13

3.3 Perancangan Rangkaian dengan Mikrokontroller………..14

3.4 Perancangan sistem modul Ultrasonic………...16

3.5 Flowchart sistem……….18

BAB 4 Analisa Rangkaian………...17

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply………...17

4.1.1 Pengujian Rangkaian Ultrasonik………17

4.1.2 Pengujian Rangkaian Rangkaian Arduino UNO…………...17

4.1.3 Pengjian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16….17 4.1.4 Pengujian Rangkaian Keseluruhan………18

4.2 Analisa Program……….………....…………18

4.2.1 Program Bahasa C……….18

BAB 5 Kesimpulan Dan Saran………...23

5.1 Kesimpulan……….23

5.2 Saran ………..23 DAFTAR PUSTAKA

ABSTRAK

Telah dibuat sebuah alat ukur yang mengangkat judul “PEMANTAU VOLUME TUTSIDA MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK YH-SRF05 BERBASIS ARDUINO”. Alat ini berfungsi mengukur volume cairan dalam suatu TUTSIDA Dimana Tugas akhir ini menggunakan Sensor Ultrasonik HY-SRF05, arduino uno sebai mikrokontroler, LED 2x16 sebagi keluarannya dan baterai 9V sebai sumber arus. Mikrokontroler Arduino UNO mempunyai input berbentuk sensor Ultrasonik, sensor ini akan mendeteksi objek dengan cara mengirimkan gelombang ultrasonik dan kemudian menerima pantulan gelombang tersebut dan menampilkannya pada LCD

ABSTRAK

Telah dibuat sebuah alat ukur yang mengangkat judul “PEMANTAU VOLUME TUTSIDA MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK YH-SRF05 BERBASIS ARDUINO”. Alat ini berfungsi mengukur volume cairan dalam suatu TUTSIDA Dimana Tugas akhir ini menggunakan Sensor Ultrasonik HY-SRF05, arduino uno sebai mikrokontroler, LED 2x16 sebagi keluarannya dan baterai 9V sebai sumber arus. Mikrokontroler Arduino UNO mempunyai input berbentuk sensor Ultrasonik, sensor ini akan mendeteksi objek dengan cara mengirimkan gelombang ultrasonik dan kemudian menerima pantulan gelombang tersebut dan menampilkannya pada LCD

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

Instrumentasi adalah alat-alat dan piranti (device) yang dipakai untuk pengukuran dan pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan lebih kompleks. Instrumentasi sebagai alat pengukur sering kali merupakan bagian depan atau awal dari bagian-bagian selanjutnya (bagian kendalinya), dan bisa berupa pengukur dari semua jenis besaran fisis, kimia, mekanis, maupun besaran listrik. Beberapa contoh di antaranya adalah pengukur: massa, waktu, panjang, luas, sudut, suhu, kelembaban, tekanan, aliran, pH (keasaman), level, radiasi, suara, cahaya, kecepatan, torque, sifat listrik (arus listrik, tegangan listrik, tahanan listrik), viskositas, density dan lain sebagainya.

Elektronika dan Instrumentasi merupakan cabang ilmu rekayasa yang menggabungkan antara pengetahuan elektronika dan instrumentasi yang diperlukan dalam suatu industri. Dalam bidang industri, pengetahuan elektronika sangat diperlukan untuk mendukung sistem pengukuran dan pengontrolan instrumentasi dari industri yang dikendalikan.

Perkembangan dan kemajuan teknologi telah menciptakan banyak alat-alat yang mampu mempermudah dan mempercepat pekerjaan manusia. Alat-alat bantu ini menggunakan sistem instrumentasi yang banyak digunakan di tempat-tempat umum terlebih pada transaksi pedagangan. Pengukuran dalam transaksi perdagangan secara langsung biasanya kita gunakan alat ukur yang menggunakan sistem instrumen yang sudah dikembangkan teknologinya karena ketepatan dalam pengukuran sangat diperlukan jika berlaku sebagai konsumen. Dimana biasanya untuk mendapatkan pengukuran fluida dalam suatu bejana atau Tangki Ukur Tetap Silinder DAtar (TUTSIDA) atau yang lebih dikenal pada masyarakat awam yaitu tangki adalah dilihat dari kapasitas volume yang bisa ditampung oleh sebuah bejana atau tangki dengan menggunakan jarak dari suatu titik ke titik lain menggunakan skala, meteran ataupun salib ukur yang

pembacaannya dapat dipengaruhi oleh tingkat error manusia pada saat pembacaan. Jika terdapat sejumlah fluida yang tersisa dalam suatu bejana atau tangki tidak dapat diperkirakan berapa volume sisa fluida dalam bejana atau tangki tersebut.

Tangki sebagai penampung fluida sangat banyak digunakan pada kegiatan industri atau di sektor minyak dan gas, tangki yang umum digunakan adalah Tanki Ukur Tetap Silinder DAtar yang banyak di jumpai pada stasiun pengisian bahan bakar minyak atau pada pabrik kelapa sawit yang sering mereka gunakan sebagai tempat menyimpan fluida atau pun minyak solar, tetapi fluida yang ada di dalam tangki biasanya berubah sesuai dengan pemakaian maka dari latar belakang tersebut penulis membuat sebuah aplikasi yaitu sebuah alat ukur yang dijadikan sebagai pemantau volume fluida yang ada dalam TUTSIDA sehingga volume dalam tangki dapat terpantau dengan akurat dengan alat ukur yang akan dikembangkan sistem instrumentasinya

“PEMANTAU VOLUME TUTSIDA MENGGUNAKAN SENSOR

ULTRASONIK HY-SRF05 BERBASIS ARDUINO”

1.2Tujuan Penulisan

Laporan ini dibuat sebagai Acuan Alat Ukur yang telah dibuat oleh penulis karena sedikitnya yang mengembangkan tentang alat ukur volume khususnya untuk mengukur volume pada TUTSIDA, maka dibuatlah PEMANTAU VOLUME TUTSIDA MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK agar mempermudah dalam mendapatkan ukuran volume yang sebenarnya

1.3Batasan Masalah

Penulis membatasi ruang lingkup, hal ini di lakukan agar pembatasannya tidak menyimpang dari volume TUTSIDA menggunakan sensor ultrasonic. Batasan masalah dalam pembuatan tugas akhir ini mengenai aplikasi sensor dan mikrokontroler sehingga didapat ukuran volume tersebut.

1.4Sistem Penulisan

Adapun Tujuan pembuatan sistem penulisan tugas akhir ini adalah untuk lebih mudahkan penulis dalam membuat dan menyelesaikan permasalah yang dianalisis sehingga lebih terarah dan terfokus. Adapaun sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB 1 : PENDAHULUAN

Dalam bab ini penulis menguraikan tentang latar belakang penulis, Batasan Masalah, rumusan masalah, maksud dan tujuan penelitian, metode pengumpulan data dan sistem penulisan.

BAB 2 : LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang volume , sensor ultrasonic HY-SRF05, mikrokontroler Arduino UNO

BAB 3 : PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

Membahas tentang perencanaan sistem dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB 4 : PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PROGRAM

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

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-babsebelumnya dan kemunkinan pengembangan alat.

BAB 2

LANDASAN TEORI 2.1 Volume

Volume atau bisa juga disebut kapasitas adalah penghitungan seberapa banyak ruang yang bisa ditempati dalam suatu objek. Objek bisa berupa benda yang beraturan ataupun benda yang tidak beraturan. Benda yang beraturan misalnya kubus, balok, silinder, limas, kerucut, dan bola. Benda yang tidak beraturan misalnya batu yang ditemukan di jalan. Volume digunakan untuk menentukan massa jenis suatu benda. Satuan SI volume adalah m3. Satuan lain yang banyak dipakai adalah liter (=dm3) dan ml.

2.2 Sensor Ultrasonik HY-SRF05

HY-SRF05 merupakan sensor pengukur jarak yang menggunakan ultrasonik. Dimana prinsip kerja sensor Ultrasonik ini adalah Pemancar (transmitter) mengirimkan seberkas gelombang ultrasonik, lalu diukur waktu yang dibutuhkan hingga datangnya pantulan dari obyek. Lamanya waktu ini sebanding dengan dua kali jarak sensor dengan obyek, sehingga didapat jarak sensor dengan obyek yang bisa ditentukan dengan persamaan. Sensor SRF05 sama dengan sensor SRF04, hanya yang membedakannya pada distance pengukuran sensor tersebut. Sensor SRF05 dapat mengukur jarak mulai dari 3 cm s.d 4 meter.

Sensor ultrasonik memiliki dua transduser yaitu transmitter sebagai pemancar gelombang ultrasonik dan receiver sebagai penerima gelombang pantulan. Ketika gelombang ultrasonik yang dipancarkan mengenai suatu penghalang maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Gelombang pantulan ini akan diterima oleh receiver. Tentunya ada jeda waktu antara pertama kali gelombang dipancarkan dengan gelombang pantulan yang diterima. Besarnya jeda waktu ini bergantung pada jarak penghalang dengan sensor. Mengukur jarak sensor ke penghalang dengan menggunakan rumus fisika yang cukup sederhana sebagai berikut :

v = s/t ………(2.1) 2s = V.t …………..……….(2.2) Dengan :

s adalah jarak (m)

v adalah kecepatan gelombang ultrasonik (m/s)

t adalah waktu tempuh (s)

Sensor Ultrasonik Devantech SRF05 dengan spesifikasi sebagai berikut : 1. Bekerja pada tegangan DC 5 volt

2. Beban arus sebesar 30 mA – 50 mA

3. Menghasilkan gelombang dengan frekuensi 40 kHz 4. Jangkauan jarak yang dapat dideteksi 3 cm – 400 cm 5. Membutuhkan trigger input minimal sebesar 10 µs

6. Dapat digunakan dalam dua pilihan mode yaitu input trigger dan output echo terpasang pada pin yang berbeda atau input trgger dan output echo terpasang dalam satu pin yang sama.

Ada dua mode Antarmuka Lebar pulsa yang dapat digunakan pada sensor ultrasonik yaitu :

Mode 1 :- SRF05 – transmitter dan receiver terpisah

Pada mode ini, untuk mengakses input dan output digunakan pin sensor utrasonik yang berbeda. Artinya satu pin akan berfungsi sebagai transmitter dan satu pin sisanya berfungsi sebagai receiver. Jadi antara Triger dan Echo di bedakan.

Gambar 2.2 Pulsa sensor Ultrasonik MODE 1 SRF05

Mode 2- SRF05 – transmitter dan receiver dalam 1 pin

Pada mode ini menggunakan 1 pin untuk digunakan sebagai trigger dan echo. Untuk menggunakan mode ini, hubungkan pin mode pada 0V / ground. Sinyal echo dan sinyal trigger di dapat dari 1 pin saja dengan delay antara sinyal trigger dan sinyal echo kurang lebih 700 µs

Gambar 2.3 Pulsa sensor Ultrasonik MODE 2 SRF05

2.3 Mikrokontroler Arduino UNO

Arduino berawal dari Dilvre, Italia pada tahun 2005 dengan Pendirinya adalah Massimo Banzi dan David Cuartiellez.

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwernya memiliki prosesor atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri.

Secara software Arduino adalah open source IDE yang digunakan untuk mendevelop aplikasi mikrokontroller yang berbasis arduino platform.

Secara Hardware Arduino adalah Single board mikrokontroller yang bersifat open source hardware yang dikembangkan untuk arsitektur mikrokontroller AVR 8 bit dan ARM 32 bit.

Dari ketiga pengertian diatas , dapat disimpulkan bahwa Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroller dengan jenis AVR. Mikrokontroller itu sendiri adalah chip atau IC (integrated Circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroller adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output seperti yang diinginkan. Jadi , mikrokontroller bertugas sebagai otak yang mengendalikan input, proses ,dan output sebuah rangkaian elektonik.

Mikrokontroller ada pada perangkat elektronik sekeliling kita, misalnya Handphone, MP3 Player, DVD, Televisi, AC, dll. Mikrokontroller juga dapat mengendalikan robot, baik robot mainan maupun industri. Karena komponen utama arduino adalah mikrokontroller maka arduino dapat diprogram menggunakan komputer sesuai kebutuhan kita.

Input/output digital atau digital pin adalah pin pin untuk menghubungkan arduino dengan komponen atau rangkaian digital. contohnya , jika ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin input atau output digital dan ground. komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin pin ini.

Input analog atau analog pin adalah pin pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. contohnya , potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dll.

pin pin untuk catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan arduino. Pada bagian catu daya ini pin Vin dan reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada arduino tanpa melalui tegangan pada USB atau adaptor, sedangkan Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melalui tombol atau rangkaian eksternal.

Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai arduino dengan tegangan dari baterai atau adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan kekomputer. Jika arduino sedang disambungkan kekomputer dengan USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, Jika tidak perlu memasang baterai atau adaptor pada saat memprogram arduino.

Rangkaian skematik dan layout PCB sistem minimum Arduino UNO Mikrokontroler ATMega328 dapat dilihat pada gambar di atas. Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Seperti gambar papan PCB diatas mikrokontroler ATMega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial 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. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang

memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi inteface pada sistem.

BAB 3

PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM 3.1 Diagram blok rangkaian

Dalam suatu perancangan aplikasi atau program sangat dibutuhkan pembuatan struktur perancangan. Struktur perancangan merupakan bagan yang menggambarkan alur kerja dari suatu aplikasi. Maka dibuatlah suatu rancangan blok diagram yang merupakan sistem kerja dari alat yang dibuat

5V DC _{Arduino Atmega 328}Mikrokontroler

Sensor ultrasonic YH-SRF05

objek

Display LCD

Gambar 3.1 Diagram blok sistem alat ukur

Dari diagram blok diatas yang merupakan sistem kerja dari alat yang dibuat oleh penulis, dimana mikrokontroler, sensor, LCD akan bekerja jika ada tegangan 5V DC yang menjadi sumber arus. Ketika sensor mulai mengukur jarak ke objek dengan mengirimkan pulsa negative (logika 0/0 V) selama 20µs setelah perintah diterima dan dikenali modul ultrasonic akan mengukur jarak menggunakan ultrasonic ranger. Proses pengukuran jarak akan berlangsung selama 100µs – 25 ms tergantung jarak objek. Pada saat pin SIG menjadi input maka mikrokontroler akan menghitung lebar pulsa dan mengkorversikan ke dalam bentuk volume karena program yang telah dirancang pada mikrokontroler adalah miniatur

TUTSIDA dengan ukuran tetap yang telah dimasukkan ke dalam program AVR Arduino.

3.2 Perancangan Sensor Ultrasonik YH-SRF05

Di dalam blok sensor ultrasonic ada dua rangkaian yang saling berhubungan yaitu Transmitter sebagai pengirim data dari objek ke benda dan Receiver sebagai penerima data dari benda ke objek seperti terlihat pada gambar 3.3. sebagai berikut :

Gambar 3.3. Rangkaian Receiver ultrasonic

Jarak antara ultrasonik tranducer Rx dan Tx mempengaruhi kinerja alat dalam aplikasi ini. Pengaturan resistor variabel R6 pada rangkaian receiver dapat dilakukan saat rangkaian dinyalakan yaitu dengan acuan tampilan LCD. Bila LCD selalu menampilkan “Distance = 001 cm” berarti jendela komparator terlalu sempit sehingga dapat di-trigger oleh gelombang ultrasonik langsung dari Tx bukan pantulan dari benda di depannya.

Gambar 3.4. Jarak antara Tx – Rx

Rangkaian ultrasonik transducer terbagi 2 yaitu rangkaian receiver dan rangkaian transmitter, skematik rangkaian terdapat Gambar 3.3. Pada Gambar 3.3. resistor variabel R6 berfungsi untuk mengatur jendela komparator yang

akan berpengaruh pada sensitivitas receiver dan juga mempengaruhi daya ukur alat ini secara keseluruhan. Dengan pengaturan R6 yang baik, alat ini dapat mengukur jarak minimum 2 cm dan maksimum 300 cm dengan cukup baik.

Jika gelombang ultrasonik merambat dalam suatu medium, maka partikel Medium mengalami perpindahan energi. Besarnya energi gelombang ultrasonik yang dimiliki partikel medium. Maka kita perhatikan pulsa di bawah ini adalah keluaran gelombang ultrasonik :

Gambar 3.5. Keluaran Pulsa Ultrasonic

3.4. Perancangan Rangkaian Sensor Ultrasonic dengan Mikrokontroller AVR Atmega328/Arduino uno

Pada sistem ini menggunakan Arduino uno 328 sebagai modul utama controller, modul ini berfungsi untuk melakukan penerimaan data dan pengiriman data. Arduino menghubungkan komunikasi data antara LCD dengan modul sensor. Selain itu juga, arduino merupakan pemberi instruksi pengambilan jarak pada modul sensor Ping sesuai dengan jangkauan jarak yang sudah ditentukan. Arduino menyimpan seluruh data input pada memory EEPROM, tujuannya adalah ketika arduino kehilangan power maka seluruh inputan tidak hilang sehingga arduino dapat menampilkan inputan yang telah disimpan.

Gambar 3.4. Skematik Arduino Board

Arduino memiliki beberapa pin yang berfungsi sebagai penghubung antar modul yang digunakan pada sistem ini, berikut adalah konfigurasi pin arduino yang digunakan sebagai koneksi antar modul :

 Pin power Vin 5 Volt

Pin power ini digunakan untuk menghubungkan power arduino kepada sensor ultrasonic. Sensor ultrasonic dihubungkan dengan pin power 5 V karena memerlukan tegangan sebesar 5V. Apabila tegangan yang masuk lebih besar dari 5V maka sensor akan rusak dan jika kurang dari 5V maka data yang diberikan oleh arduino akan kacau.

 Pin Ground

Pin Ground berfungsi untuk menghubungkan jalur ground pada matrix backpack dan jalur ground sensor ping

 Pin 7

Pin 7 pada arduino berfungsi untuk menghubungkan jalur data antara sensor ping dengan input arduino.

3.4. Display LCD Character

Display LCD character 2x16 berfungsi sebagai penampil nilai volume tabung yang terukur oleh alat. LCD yang digunakan pada alat ini mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD Character 2x16, dengan 16 pin konektor, yang didifinisikan sebagai berikut:

Gambar 3.4 LCD Character 2x16

Modul LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua teks yang kita tuliskan ke modul LCD akan disimpan didalam memory ini, dan modul LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke modul LCD.

Gambar 3.5 Peta Memory LCD character 2x16

Pada peta memori diatas, daerah yang berwarna biru (00 s/d 0F dan 40 s/d 4F) adalah display yang tampak. jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar. Dengan demikian dapat dilihat karakter pertama yang berada pada posisi baris pertama menempati alamat 00h dan karakter kedua yang berada pada posisi baris kedua menempati alamat 40h.

Agar dapat menampilkan karakter pada display maka posisi kursor harus terlebih dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h dengan demikian untuk menampilkan karakter, nilai yang terdapat pada memory harus ditambahkan dengan 80h.

Sebagai contoh, jika kita ingin menampilkan huruf “A” pada baris kedua pada posisi kolom ke sepuluh, maka sesuai dengan peta memory, posisi karakter pada kolom 10 dari baris kedua mempunyai alamat 4Ah, sehingga sebelum kita menampilkan huruf “A” pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h + 4Ah = 0Cah. Sehingga dengan mengirim perintah 0Cah ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris kedua dan kolom ke10

3.5 Flowchart Program

Start

Inisialisasi program

MulaiPembacaan

Sensor Ultrasonik

Ambil Nilai dari sensor

ultrasonik = t

Masukkan ke Rumus Volume

Tampilkan nilai Volume pada LCD Ya

Tidak

selesai Ya

Tidak

BAB IV

PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PROGRAM

4.1. Pengujian Rangkaian

4.1.1. Pengujian Sensor Ultrasonik

Sensor ini bekerja dengan sangat baik, sesuai dengan datasheet yang dikeluarkan pihak pabrikan.

4.1.2. Pengujian Rangkaian Arduino UNO

Pada pengujian ini dikarena pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada mikrokontroler dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujianini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu Arduino UNO (mikrokontroler ATMEGA328) dan pemrograman dapat berjalan dengan baik.

4.1.3. Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16

Pengetesan ini bertujuan untuk mengetahui LCD tersebut dapat berfungsi menampilkan pesan-pesan sesuai dengan proses yang dibuat.

Listing program pengetesan LCD : lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Metrologi ’11 :"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf(" yubi ultrasonic"); delay_ms(1000);

lcd_clear();

Perintah di atas menampilkan teks "Metrologi ’11:" pada teks pertama dan "yubi ulrtrasonik" pada teks berikutnya kedua. Dengan tertampilnya teks yang dibuat tersebut dapat dikatakan LCD bekerja dengan baik.

4.1.4. Pengujian Rangkaian Keseluruhan

Secara elektronis rangkaian telah bekerja dengan baik, output dari Arduino UNO (mikrokontroler ATMega328) dapat mengirimkan data ke LCD. LCD dapat menampilkan jarak yang terukur pada suatu objek yang terukur/terdeteksi, walaupun dengan penampilan yang kurang stabil yang diakibatkan gangguan terhadap pancaran gelombang.

4.2. Analisa Program

4.2.1. Program bahasa C Program Keseluruhan dari sistem

Untuk konfigurasi pin adalah sebagai berikut Pin LCD dengan board Arduino

 Pin RS (kaki 4) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 12

 Pin D4 (kaki 11) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 5

 Pin D5 (kaki 12) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 4

 Pin D6 (kaki 13) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 3

 Pin D7 (kaki 14) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 2

 sambungkan potensio 10 KOhm ke +5v dan GND , dan Pin LCD 3 ke potensio

 Pin 5 (R/W) ke Ground

sedangkan untuk SRF05 dengan Arduino

 pin 1 (5v Supply) pada SRF05 disambungkan ke positif 5v

 pin 2 (echo output) pada SRF05 disambungkan ke pin 6 pada arduino

 pin 3 (trigger input) pada SRF05 disambung ke pin 7 pada arduino

 pin 4 (no connection)

Gambar 4.1 Rangkaian Program dari Keseluruhan Sistem

Setelah semua selesai sekarang saatnya mencoba untuk programing di Arduino, pastikan instalan device arduino dengan komputer sudah tersambung. buka halaman editor untuk arduino silahkan coding seperti di bawah ini :

#include <NewPing.h> #include <LiquidCrystal.h>

#define TRIGGER_PIN A1 // Arduino pin tied to trigger pin on the ultrasonic sensor.

#define ECHO_PIN A0 // Arduino pin tied to echo pin on the ultrasonic sensor.

SRF05

VCC Trig Echo Out GND

#define MAX_DISTANCE 200

NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE); // NewPing setup of pins and maximum distance.

// initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(13, 11, 10, 9, 8, 7);

void setup() {

// set up the LCD's number of columns and rows: lcd.begin(16, 2);}

void loop() {

// set the cursor to column 0, line 1

// (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0): // lcd.print("Yubi-ultrasonic");

// lcd.setCursor(0, 1);

// lcd.print("Metrologi '011");

delay(50); // Wait 50ms between pings (about 20 pings/sec). 29ms should be the shortest delay between pings.

lcd.clear();

unsigned int uS = sonar.ping(); // Send ping, get ping time in microseconds (uS).

unsigned int volume=3.14*5*5*uS1; lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(volume);

// print the number of seconds since reset: }

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil pembacaan jarak untuk mengetahui volume pada TUTSIDA dengan sensor ultrasonik YH-SRF05 berbasis Arduino UNO, dapat diambil beberapa kesimpulan:

1. Telah dibuat Sebuah Alat Ukur Volume TUTSIDA menggunakan Sensor Ultrasonik YH SRF05 berbasis Arduino

2. Sensor Ultrasonik Bekerja dengan Range Pengukuran 3 cm – 400 cm 3. Secara keselurahan Alat dapat bekerja dengan baik dan diperoleh data

hasil pengukuran volume dengan persentase kesalahan 0,89 %

5.2. Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1. Diperlukannya pin kalibrasi untuk memulai pengukuran dari nol.

2. Tampilan hasil jarak mengalami penunjukkan yang kurang konstan disebabkan gelombang pantulan ultrasonik mengalami gangguan seperti intervensi dari gelombang lain atau mendapat pantulan dari benda lain dan menyebabkan hasil pengukuran tidak akurat

3. Sensor YH-SRF05 dan LCD adalah barang yang sensitif maka ketika alat ini dipakai diharapkan pengguna untuk lebih berhati-hati

DAFTAR PUSTAKA

Sudjadi. , Teori dan Aplikasi Mikrokontroler. Graha Ilmu. 2000

http://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/cara-kerja-lcd-secara-umum/ diakses pada tanggal 12 mei 2014 pukul 20:00

http://atmelmikrokontroler.wordpress.com/2009/06/24/prinsip-kerja-rangkaian-sensor-ultrasonik/ diakses pada tanggal 12 Mei 2014 pukul 20:45

http://eprints.undip.ac.id/25371/1/ML2F003546.pdf diakses pada tanggal 20 mei 2014 pukul 13:30

 Pin D4 (kaki 11) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 5

 Pin D5 (kaki 12) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 4

 Pin D6 (kaki 13) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 3

 Pin D7 (kaki 14) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 2

 sambungkan potensio 10 KOhm ke +5v dan GND , dan Pin LCD 3 ke

potensio

 Pin 5 (R/W) ke Ground

sedangkan untuk SRF05 dengan Arduino

 pin 1 (5v Supply) pada SRF05 disambungkan ke positif 5v

 pin 2 (echo output) pada SRF05 disambungkan ke pin 6 pada arduino

 pin 3 (trigger input) pada SRF05 disambung ke pin 7 pada arduino

 pin 4 (no connection)

Gambar 4.1 Rangkaian Program dari Keseluruhan Sistem

Setelah semua selesai sekarang saatnya mencoba untuk programing di Arduino, pastikan instalan device arduino dengan komputer sudah tersambung. buka halaman editor untuk arduino silahkan coding seperti di bawah ini :

#include <NewPing.h> #include <LiquidCrystal.h>

#define TRIGGER_PIN A1 // Arduino pin tied to trigger pin on the ultrasonic sensor.

#define ECHO_PIN A0 // Arduino pin tied to echo pin on the ultrasonic sensor.

SRF05

VCC Trig Echo Out GND

#define MAX_DISTANCE 200

NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE); // NewPing setup of pins and maximum distance.

// initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(13, 11, 10, 9, 8, 7);

void setup() {

// set up the LCD's number of columns and rows: lcd.begin(16, 2);}

void loop() {

// set the cursor to column 0, line 1

// (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0): // lcd.print("Yubi-ultrasonic");

// lcd.setCursor(0, 1);

// lcd.print("Metrologi '011");

delay(50); // Wait 50ms between pings (about 20 pings/sec). 29ms should be the shortest delay between pings.

lcd.clear();

unsigned int uS = sonar.ping(); // Send ping, get ping time in microseconds (uS).

unsigned int volume=3.14*5*5*uS1; lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(volume);

// print the number of seconds since reset:

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil pembacaan jarak untuk mengetahui volume pada TUTSIDA dengan sensor ultrasonik YH-SRF05 berbasis Arduino UNO, dapat diambil beberapa kesimpulan:

1. Telah dibuat Sebuah Alat Ukur Volume TUTSIDA menggunakan Sensor

Ultrasonik YH SRF05 berbasis Arduino

2. Sensor Ultrasonik Bekerja dengan Range Pengukuran 3 cm – 400 cm

3. Secara keselurahan Alat dapat bekerja dengan baik dan diperoleh data

hasil pengukuran volume dengan persentase kesalahan 0,89 %

5.2. Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1. Diperlukannya pin kalibrasi untuk memulai pengukuran dari nol.

2. Tampilan hasil jarak mengalami penunjukkan yang kurang konstan

disebabkan gelombang pantulan ultrasonik mengalami gangguan seperti intervensi dari gelombang lain atau mendapat pantulan dari benda lain dan menyebabkan hasil pengukuran tidak akurat

3. Sensor YH-SRF05 dan LCD adalah barang yang sensitif maka ketika alat

DAFTAR PUSTAKA

Sudjadi. , Teori dan Aplikasi Mikrokontroler. Graha Ilmu. 2000

http://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/cara-kerja-lcd-secara-umum/ diakses pada tanggal 12 mei 2014 pukul 20:00

http://atmelmikrokontroler.wordpress.com/2009/06/24/prinsip-kerja-rangkaian-sensor-ultrasonik/ diakses pada tanggal 12 Mei 2014 pukul 20:45

http://eprints.undip.ac.id/25371/1/ML2F003546.pdf diakses pada tanggal 20 mei 2014 pukul 13:30