KONSTRUKSI TIMBANGAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOAD CELL BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN LCD (Liquid Crystal Display).

(1)

Oleh :

Andy Imanuel Maha NIM 4123240002 Program Studi Fisika

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN 2017


(2)

(3)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Binjai, Sumatera Utara pada tanggal 24 Mei 1994. Ayah bernama (Alm) AKP. P. Maha dan Ibu bernama Itaria Wau. Penulis merupakan anak ke-3 dari 3 bersaudara. Pada tahun 2001 penulis masuk SD RK St. Fransiskus Asisi dan lulus pada tahun 2006 di SD RK Panti Budaya Kisaran. Pada tahun 2006, penulis melanjutkan sekolah ke SMP Negeri 1 Kisaran dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009, penulis melanjutkan sekolah ke SMA Negeri 1 Kisaran dan lulus pada tahun 2012. Pada tahun 2012, penulis mengikuti SNMPTN jalur tertulis yang kemudian lulus dan diterima di Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.


(4)

KONSTRUKSI TIMBANGAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOAD CELL BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN

TAMPILAN LCD (Liquid Crystal Display)

Andy Imanuel Maha (4123240002) ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian konstruksi timbangan digital dengan menggunakan load cell berbasis Arduino Uno dengan tampilan LCD (Liquid Crystal Display) dengan tujuan untuk membuat listing program timbangan digital yang dirancang, serta untuk mengetahui persentase error dari timbangan digital yang dirancang.

Dalam penelitian ini digunakan perangkat keras (hardware) yaitu sensor load cell, Arduino Uno, Mikrokontroler ATMega328, HX711, dan LCD. Proses kerjanya timbangan dimulai dengan tegangan yang diterima load cell dari beban yang diberikan akan diteruskan ke HX711 sebagai penguat sinyal, kemudian diteruskan melalui ADC arduino. Kemudian sinyal tadi diolah oleh ATMega328 dengan menggunakan bahasa C pada Arduino Uno agar tampilan yang keluar pada LCD sesuai dengan yang diinginkan.

Konstruksi timbangan digital dengan menggunakan load cell berbasis Arduino Uno dengan menggunakan tampilan LCD (Liquid Crystal Display) berhasil dibuat dengan hasil uji yang telah memenuhi standar, dengan hasil pengujian timbangan dalam satuan gram (gr). Hasil pengujian timbangan digital yang telah dilakukan dengan rata – rata persentase kesalahan sebesar 0,39%. Perhitungan pengukuruan massa yang mampu dideteksi alat dengan baik yaitu pada range 189,09 gr hingga 449,27 gr dengan tingkat kepercayaan 95%.

Kata Kunci : Sensor Load Cell, HX711, Arduino Uno, Mikrokontroler ATMega328, dan LCD


(5)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kemudahan dan limpahan Rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Konstruksi Timbangan Digital Menggunakan Load Cell Berbasis Arduino Uno dengan Tampilan LCD (Liquid Crystal Display)”. Penulis menyadari bahwa selama proses penyusunan ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan maupun dorongan berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada Bapak Dr. Ridwan Abdullah Sani, M.Si, selaku dosen Pembimbing Skripsi serta Bapak Drs. Abdul Hakim, M.Si selaku dosen penguji, Bapak Dr. Alkhafi Maas Siregar, M.si selaku dosen penguji dan Ketua Jurusan Fisika, dan Bapak Drs. Rappel Situmorang, M.Si selaku dosen penguji. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Nurdin Bukit, M.Si selaku dosen Pembimbing Akademik dan seluruh staf dan pegawai jurusan Fisika FMIPA UNIMED.

Ucapan terima kasih yang teristimewa kepada orang tua penulis. Ayahanda Alm AKP. Purnama Maha, Ibunda Itaria Wau yang telah merawat dan memberikan penulis kasih sayang yang melimpah sampai dewasa ini dan ucapan terima kasih kasih kepada abang penulis Leonardo Maha dan Bryan Richad Maha yang telah memberikan semangat dan Doa kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga berterima kasih kepada teman - teman sekelas Fisika NonDik 2012 Dayah, Elvina, Ulfa, Marlina, Tika, Irma, Sri, Dini, Cindy, Lili, Intan, Heryanto, Konny, Rita, Clara, Suryani, Peter, Wahyu, Reza, Ibrahim, Viktor, Renny, Erni, Isrin, Habibi, Gloria, Nila, Alfrina, Evan, Hendro, Nurhayati, Gordon, Juliana, Marnala yang telah memberikan semangat selama penulis mengikuti perkuliahan sampai saat ini.

Dalam penulisan skripsi ini penulis telah berusaha semaksimal mungkin. Akan tetapi penulis tidak pernah lepas dari khilaf dan salah baik dalam penulisan maupun kekurangan lainnya. Untuk itu penulis mengharapkan kritikan dan saran


(6)

untuk kesempurnaan skripsi penulis. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan penelitian selanjutnya.

Medan, Maret 2017 Penulis,

Andy Imanuel Maha NIM 4123240002


(7)

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar Pengesahan i

Riwayat Hidup ii

Abstrak iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR GAMBAR ix

DAFTAR TABEL x

DAFTAR LAMPIRAN xi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang 1

1.2 Identifikasi Masalah 3

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Rumusan Masalah 4

1.5 Tujuan Penelitian 4

1.6 Manfaat Penelitian 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Massa 5

2.1.1 Ringkasan Konsep Massa 5

2.2 Sensor Beban (Strain Gauges) 7

2.3 Parameter – Parameter Strain Gauge 7

2.3.1 Panjang Gauge 7

2.3.2 Resistansi Gauge 8

2.3.3 Kemampuan Ukur Regangan (Measurable Strain) 8

2.3.4 Rentang Suhu (Temperature Range) 8

2.3.5 Faktor Gauge (K) 8

2.3.6 Sensitifitas Transfer 8

2.3.7 Termal Output 8

2.3.8 Usia Fatigue (Lelah) 9

2.4 Load Cell 9

2.4.1 Load Cell CZL635 10

2.5 Arduino Uno 11

2.5.1 Skema Rangkaian Arduino Uno R3 12

2.5.2 Konfigurasi Pin Arduino Uno R3 13

2.5.3 Analog to Digital Converter (ADC) 14


(8)

2.6.1 Fitur Mikrokontroler 16 2.6.2 Skematik Mikrokontroler ATMega328 17

2.6.3 Konfigurasi Pin ATMega328 19

2.7 LCD (Liquid Crystal Display) 22

2.8 Perangkat Lunak 24

2.8.1 Bahasa C 24

2.8.2 Penulisan Bahasa C 25

2.8.3 Bahasa Arduino 25

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 27

3.2 Alat dan Bahan Penelitian 27

3.3 Prosedur Penelitian 28

3.4 Rancangan Sistem 29

3.5 Perancangan Blok Rangkaian Instrumentasi 31 3.5.1 Rangkaian Sensor Massa (Load Cell) 31 3.5.2 Rangkaian Minimum LCD (Liquid Crystal Display) 32 3.5.3 Rangkaian Keseluruhan Alat yang Dirancang 32

3.5.4 Proses Kerja Alat 33

3.6 Perancangan Software 33

3.7 Teknik Analisis Data 34

3.8 Diagram Alir Penelitian 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian 36

4.1.1 Deskripsi Penelitian 36

4.1.2 Pengujian Rangkaian Timbangan Digital 38 4.1.2.1 Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal 38 4.1.2.2 Pengujian Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) 39 4.1.3 Pengujian Keseluruhan Sistem Timbangan Digital 41

4.1.3.1 Batas Ukur Timbangan Digital 41

4.1.3.2 Daya Beda 41

4.1.3.3 Hasil Pengujian Pembacaan Sensor Terhadap Timbangan Standar 41

4.1.3.4 Sensitivitas Alat 44

4.1.3.5 Pengujian Tingkat Keakurasian Alat 45 4.1.3.5.1 Pengujian Ketepatan (Repeatability) 45

4.1.3.5.2 Pengujian Eksentrisitas 46

4.1.3.5.3 Pengujian Kebenaran 47


(9)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 49

5.2 Saran 49


(10)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Load Cell tampak dari samping 9

Gambar 2.2 Load Cell CZL635 11

Gambar 2.3 Skematik Rangkaian Arduino Uno R3 12 Gambar 2.4 Spesifikasi Hardware Arduino Uno R3 13 Gambar 2.5 Proses Konversi pada ADC 15 Gambar 2.6 Diagram Blok Mikrokontroler ATMega328 17 Gambar 2.7 Konfigurasi Pin ATMega328 19 Gambar 2.8 LCD (Liquid Crystal Display) 23 Gambar 2.9 Pin LCD (Liquid Crystal Display) 23

Gambar 2.10 Penggunaan Pin LCD 23

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Secara Keseluruhan 30

Gambar 3.2 Skematik Load Cell 31

Gambar 3.3 Rangkaian Minimum LCD 32

Gambar 3.4 Load Cell yang sudah dihubungkan dengan Arduino Uno 32 Gambar 3.5 Diagram Alir Penelitian 35 Gambar 4.1 Skema Rangkaian Timbangan Digital 37 Gambar 4.2 Bentuk fisik timbangan digital yang telah dirancang 37 Gambar 4.3 Arduino Uno yang telah dihubungkan dengan LCD 16x2 39 Gambar 4.4 Listing Program untuk tampilan pada LCD 40 Gambar 4.5 Output hasil dari pengujian LCD 40 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan HPAS dengan HPAR 43 Gambar 4.7 Posisi Peletakan beban Standar 46


(11)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Mekanis Load Cell CZL635 10 Table 2.2 Bagian Keslistrikan dari Load Cell CZL635 11 Tabel 2.3 14 Pin Digital Input-Output Arduino Uno 14 Tabel 2.4 6 Pin Analog Arduino Uno 14

Tabel 2.5 Konfigurasi Port B 20

Tabel 2.6 Konfigirasu Port C 21

Tabel 2.7 Konfigurasi Port D 22

Tabel 2.8 Fungsi Pin LCD (Liquid Crystal Display) 23

Tabel 3.1 Alat Penelitian 27

Tabel 3.2 Bahan Penelitian 27

Tabel 3.3 Hasil Pengujian Alat 34

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pengkondisi Sinyal Terhadap Beban 38 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Timbangan Digital 42 Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Ketepatan (Repeatability) 46 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Eksentrisitas Timbangan 46 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kebenaran 47


(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran I List Pemrograman 52

Lampiran II Data Sheet Load Cell CZL 635 55 Lampiran III Data Sheet Arduino Uno R3 59 Lampiran IV Data Sheet Mikrokontroler ATMega328 62

Lampiran V Data Sheet HX711 64

Lampiran VI Data Sheet LCD (Liquid Crytal Display) 73

Lampiran VII Dokumentasi Penelitian 76

Lampiran VIII Perhitungan Pengolahan Data 86 Lampiran IX Surat Keterangan Penugasan Dosen PS 88

Lampiran X Surat Izin Penelitian 89


(13)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan pada bidang elektronika mengalami kemajuan yang pesat dan memberikan kemudahan bagi manusia untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Dengan kemajuan tersebut, membuat manusia memanfaatkan teknologi yang ada untuk mempermudah kehidupannya. Misalnya dalam hal pengukuran massa (Hidayani, dkk, 2013).

Perkembangan ini juga telah menjangkau hampir seluruh aspek kehidupan manusia. Digitalisasi alat ukur analog adalah salah satu contohnya dan hampir diterapkan pada semua jenis alat ukur modern. dari sejumlah piranti ukur yang beralih dari analog ke digital tersebut salah satunya adalah timbangan (Kamirul, dkk, 2015).

Timbangan digital dapat dirancang dengan menggunakan load cell sebagai sebuah sensor gaya yang banyak digunakan dalam industri yang memerlukan peralatan untuk mengukur massa. Secara umum, load cell dan sensor gaya berisi pegas (spring) logam mekanik dengan mengaplikasikan beberapa foil metal strain gauges (SG). Strain dari pegas mekanik muncul sebagai pengaruh dari pembebanan yang kemudian ditransmisikan pada strain gauges. Pengukuran sinyal yang dihasilkan dari load cell adalah dari perubahan resistansi strain gauge yang linear dengan gaya yang diaplikasikan.

Pada penelitian Rukmana, dkk (2014) yang menggunakan load cell CZL635 dapat menimbang barang maksimum sebesar 0,58 gram dan minimum 0,19 gram. Motor servo SG-5010 juga digunakan dalam penelitian ini bertujuan untuk mendorong barang yang akan disortir. Dalam pengujian ini perubahan nilai ADC berbanding lurus terhadap perubahan sampel beban. Program antar muka dapat menampilkan hasil ukur load cell sesuai dengan nilai yang ditampilkan pada LCD mikrokontroler. Program penyortiran barang dengan mikrokontroler ini dapat bekerja dengan baik, namun pada motor servo SG-5010 yang digunakan tidak sempurna untuk mendorong barang dengan berat di atas 600 gram.


(14)

Putra (2014) merancang sebuah prototype neraca digital dengan menggunakan load cell CZL635 berbasis mikrokontroler ATmega16. Hasil kalibrasi menunjukkan bahwa neraca digital yang telah dibuat dapat mengukur perubahan massa minimum sebesar 8,40 gram. Hal tersebut dikarenakan keterbatasan resolusi ADC yang digunakan yaitu 10 bit. Hasil pengujian yang telah berhasil dilakukan adalah untuk mengukur massa bertahap dan penerapan pengukuran massa jenis. Keakuratan nilai yang diukur oleh neraca digital yang dibuat masih memiliki error yang cukup besar dalam mengukur pembacaan massa dibawah 200 gram. Hal tersebut juga mempengaruhi hasil pengukuran massa jenis.

Alvian (2014) merancang sebuah prototype penimbang gula otomatis menggunakan sensor load cell bertipe LAB-B-B berbasis ATMega16 dan menggunakan penguat INA125 dengan penguatan sinyal sampai 10.000 kali. Sistem pada prototype penimbang gula lebih cepat ketika melakukan penimbangan dengan massa 250g hanya dalam waktu 6,8 detik, massa 500g hanya dalam waktu 7,3 detik, massa 1000g hanya dalam waktu 12,9 detik dan massa 3000g hanya dalam waktu 36,3 detik.

Kusriyanto (2016) merancang sebuah timbangan digital terintegrasi informasi BMI (Body Mass Index) dengan keluaran suara berbasis Arduino Mega 2560. Dari hasil perancangan sistem alat pengukur tinggi dan berat badan didapatkan design yang terbaik dan tepat guna. Dari hasil pengujian alat pengukuran berat badan didapat hasil error sebesar 0,43% mengindikasikan bahwa alat pengukur berat badan sudah berjalan sesuai dengan hasil yang ingin dicapai, sedangkan hasil pengujian suara yang didapatkan bahwa modul suara juga bekerja dengan baik tanpa memiliki kesalahan.

Berdasarkan dari uraian di atas, peneliti akan membuat suatu timbangan digital yang menggunakan laptop sebagai sumber tegangan dari timbangnan digital yang akan dirancang. Dengan menggunakan laptop, maka hasil penimbangan dapat diolah dan disimpan dengan baik. Peneliti menggunakan Arduino Uno R3. Dimana pada Arduino telah terdapat ADC sebagai pengkonversi sinyal input. Dengan menggunakan modul HX711 sebagai penguat sinyal


(15)

masukan, data analog yang diperoleh akan diterima oleh ADC akan diubah menjadi data digital. Data digital tadi akan diproses kembali oleh bahasa C pada Arduino untuk menampilkan hasil pada LCD dengan satuan gram (gr). Dalam kaitannya dengan hal tersebut, maka penulis merancang sebuah alat yang berhubungan dengan massa atau biasa disebut dengan timbangan digital yang menggunakan load cell. Dengan menampilkan suatu hasil secara digital, sehingga diharapkan hasil yang diperoleh bisa lebih baik. Adapun penelitian yang akan dilakukan berjudul “Konstruksi Timbangan Digital Menggunakan Load Cell Berbasis Arduino Uno dengan Tampilan LCD (Liquid Crystal Display)”. 1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas peneliti mengidentifikasi masalah sebagai berikut :

1. Kurang maksimalnya penggunaan laptop sebagai media penyimpanan data yang telah didapat setelah pengukuran.

2. Jarangnya penggunaan Arduino Uno sebagai basis suatu timbangan digital yang mengakibatkan alat menjadi tidak praktis.

1.3 Batasan Masalah

Untuk memberi ruang lingkup yang jelas dalam penelitian ini penulis membatasi masalahnya yaitu :

1. Alat yang dirancang berupa timbangan digital. 2. Perangkat keras yang digunakan berbasis Arduino.

3. Sensor massa yang digunakan adalah load cell sebagai penerima input. 4. Data pengukuran yang ditampilkan ke LCD berupa angka dengan satuan


(16)

1.4 Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah diuraikan, maka masalah dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana proses kerja alat yang akan dirancang hingga menghasilkan nilai digital pada LCD?

2. Bagaimana persentase error timbangan digital dengan mengunakan load cell berbasis Arduino Uno dengan tampilan LCD?

1.5 Tujuan Penelitian

Dari rumusan masalah di atas, maka tujuan pembuatan alat ini yaitu : 1. Untuk mengetahui proses kerja alat yang akan dirancang hingga

menghasilkan nilai digital pada LCD.

2. Untuk mengetahui persentase error timbangan digital dengan mengunakan load cell berbasis Arduino Uno dengan tampilan LCD.

1.6 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan alternatif dalam pengukuran massa dengan harga yang murah dan sederhana dalam pengoperasiannya pada bidang kimia maupun farmasi.


(17)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pembuatan alat ukur timbangan digital menggunakan load cell kemudian melakukan pengujian alat, maka dapat diambil kesimpulan :

1. Konstruksi timbangan digital menggunakan load cell yang digunakan sebagai penerima sinyal berupa tegangan analog dari beban berbasis Arduino Uno yang mengubah tegangan analog menjadi digital kemudian ditampilkan pada LCD berhasil dibuat dengan hasil yang baik.

2. Hasil pengujian keseluruhan dari timbangan digital yang telah didapat yaitu nilai rata – rata persentase kesalahan sebesar 0,39%. Perhitungan pengukuran massa yang mampu dideteksi alat dengan baik yaitu pada range 189,09 gr hingga 449,27 gr dengan tingkat kepercayaan 95%.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian timbangan digital dengan load cell ini, peneliti memberikan saran untuk penelitian selanjutnya, yaitu :

1. Alat yang dirancang tidak dapat mengukur beban dibawah 1,00 gram, maka sebaiknya sensor yang digunakan yaitu load cell khusus untuk pengukuran skala kecil.

2. Karena masih tersedianya port yang masih kosong, maka timbangan digital ini dapat dikembangkan untuk mencatat data beberapa masukan dengan memanfaatkan sisa port yang tersedia.


(18)

DAFTAR PUSTAKA

Alvian, R., (2014), Prototipe Penimbang Gula Otomatis Menggunakan Sensor Berat Berbasis ATMega16., Malang: Fakultas Teknik Universitas Brawijaya, Skripsi

Arduino., (2011), Arduino Manual Documentation and Product Specificatiom, Arduino Official Site.

Arifin, J., Sumardi., Iwan. S., (2008), Model Timbangan Digital Menggunakan Load Cell Berbasis Mikrokontroler AT89S5, Semarang: Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

Assa’idah., Yulinar. A., (2009), Investigasi Terhadap Kemampuan 2 tipe ADC, Palembang: FMIPA Universitas Sriwijaya., Jurnal Penelitian Sains, Volume 12, Nomor 2(B) 12205

Banzi, M., (2008), Getting Started With Arduino, 1 Edition. O’Reilly Media, Inc, Sebastopol, AS.

Hidayani, T.U., Tri. M., Abdul. R., Dedy. H., (2013), Rancang Bangun Timbangan Buah Digital Dengan Keluaran Berat dan Harga, Palembang: AMIK GI MDP.

Istiyanto, E. J., (2013), Pengantar Elektronika dan Instrumentasi, Yogyakarta: Penerbit ANDY.

Iswanto., (2008), Belajar Mikrokontroler Dengan Bahasa C, Yogyakarta: Penerbit ANDY.

Kamirul., Syahwanti, H., Nelvi, A., dan Hendro, M.S., (2015), Rancang Bangun Data Logger Massa Menggunakan Load Cell, Prosiding SKF 2015, ISBN : 978-602-19655-9-7

Khakim, A., (2015), Rancang Bangun Alat Timbangan Digital Berbasis AVR Tipe ATMega32, Semarang: Universitas Negeri Semarang., Skripsi

Kusriyanto, M., Saputra, A., (2016), Rancang Bangun Timbangan Digital Terintegrasi Informasi BMI Dengan Keluaran Suara Berbasis Arduino Mega 2560, Yogyakarta: FTI UII., Teknoin Volume 22 No. 4 Desember 2016 : 269-275


(19)

Putra, G. I., (2014), Perancangan dan Penerapan Neraca Digital Untuk Percobaan Menentukan Massa Jenis Zat Padat, Surabaya: FMIPA Universitas Negeri Surabaya., Jurnal Fisika. Volume 03 Nomor 03 Tahun 2014, hal 16-20

Rukmana, I. C. A., Ro’uf. A., (2014), Aplikasi Sensor Load Cell pada Purwarupa Sistem Sortir Barang, Yogyakarta: FMIPA UGM., IJEIS, Volume 4, Nomor 1, April 2014, ISSN: 2088-3714

Sudirham, S., (2002), Analisis Rangkaian Listrik, Bandung: Penerbit ITB. Sudjana, (2005), Metoda Statistika Edisi ke-6, Bandung : Penerbit Tarsito. Tokheim, L. R., (1994), Digital Electronic Fouth Edition, McGRAW-HILL, Inc. Tooley, M., (2003), Rangkaian Elektronika Prinsip dan Aplikasi Edisi Kedua,

Jakarta: Erlangga.

http://www.jam-statistic.id/2014/05/pendugaan-interval-1.html/ diakses pada 17 Mei 2017

http://www.phidgets.com/documentation/Phidgets/3310_0_Datasheet.pdf/ diakses pada 5 Mei 2016


(1)

Putra (2014) merancang sebuah prototype neraca digital dengan menggunakan load cell CZL635 berbasis mikrokontroler ATmega16. Hasil kalibrasi menunjukkan bahwa neraca digital yang telah dibuat dapat mengukur perubahan massa minimum sebesar 8,40 gram. Hal tersebut dikarenakan keterbatasan resolusi ADC yang digunakan yaitu 10 bit. Hasil pengujian yang telah berhasil dilakukan adalah untuk mengukur massa bertahap dan penerapan pengukuran massa jenis. Keakuratan nilai yang diukur oleh neraca digital yang dibuat masih memiliki error yang cukup besar dalam mengukur pembacaan massa dibawah 200 gram. Hal tersebut juga mempengaruhi hasil pengukuran massa jenis.

Alvian (2014) merancang sebuah prototype penimbang gula otomatis menggunakan sensor load cell bertipe LAB-B-B berbasis ATMega16 dan menggunakan penguat INA125 dengan penguatan sinyal sampai 10.000 kali. Sistem pada prototype penimbang gula lebih cepat ketika melakukan penimbangan dengan massa 250g hanya dalam waktu 6,8 detik, massa 500g hanya dalam waktu 7,3 detik, massa 1000g hanya dalam waktu 12,9 detik dan massa 3000g hanya dalam waktu 36,3 detik.

Kusriyanto (2016) merancang sebuah timbangan digital terintegrasi informasi BMI (Body Mass Index) dengan keluaran suara berbasis Arduino Mega 2560. Dari hasil perancangan sistem alat pengukur tinggi dan berat badan didapatkan design yang terbaik dan tepat guna. Dari hasil pengujian alat pengukuran berat badan didapat hasil error sebesar 0,43% mengindikasikan bahwa alat pengukur berat badan sudah berjalan sesuai dengan hasil yang ingin dicapai, sedangkan hasil pengujian suara yang didapatkan bahwa modul suara juga bekerja dengan baik tanpa memiliki kesalahan.

Berdasarkan dari uraian di atas, peneliti akan membuat suatu timbangan digital yang menggunakan laptop sebagai sumber tegangan dari timbangnan digital yang akan dirancang. Dengan menggunakan laptop, maka hasil penimbangan dapat diolah dan disimpan dengan baik. Peneliti menggunakan Arduino Uno R3. Dimana pada Arduino telah terdapat ADC sebagai pengkonversi sinyal input. Dengan menggunakan modul HX711 sebagai penguat sinyal


(2)

masukan, data analog yang diperoleh akan diterima oleh ADC akan diubah menjadi data digital. Data digital tadi akan diproses kembali oleh bahasa C pada Arduino untuk menampilkan hasil pada LCD dengan satuan gram (gr). Dalam kaitannya dengan hal tersebut, maka penulis merancang sebuah alat yang berhubungan dengan massa atau biasa disebut dengan timbangan digital yang menggunakan load cell. Dengan menampilkan suatu hasil secara digital, sehingga diharapkan hasil yang diperoleh bisa lebih baik. Adapun penelitian yang akan dilakukan berjudul “Konstruksi Timbangan Digital Menggunakan Load Cell Berbasis Arduino Uno dengan Tampilan LCD (Liquid Crystal Display)”. 1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas peneliti mengidentifikasi masalah sebagai berikut :

1. Kurang maksimalnya penggunaan laptop sebagai media penyimpanan data yang telah didapat setelah pengukuran.

2. Jarangnya penggunaan Arduino Uno sebagai basis suatu timbangan digital yang mengakibatkan alat menjadi tidak praktis.

1.3 Batasan Masalah

Untuk memberi ruang lingkup yang jelas dalam penelitian ini penulis membatasi masalahnya yaitu :

1. Alat yang dirancang berupa timbangan digital. 2. Perangkat keras yang digunakan berbasis Arduino.

3. Sensor massa yang digunakan adalah load cell sebagai penerima input. 4. Data pengukuran yang ditampilkan ke LCD berupa angka dengan satuan


(3)

1.4 Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah diuraikan, maka masalah dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana proses kerja alat yang akan dirancang hingga menghasilkan nilai digital pada LCD?

2. Bagaimana persentase error timbangan digital dengan mengunakan load cell berbasis Arduino Uno dengan tampilan LCD?

1.5 Tujuan Penelitian

Dari rumusan masalah di atas, maka tujuan pembuatan alat ini yaitu : 1. Untuk mengetahui proses kerja alat yang akan dirancang hingga

menghasilkan nilai digital pada LCD.

2. Untuk mengetahui persentase error timbangan digital dengan mengunakan load cell berbasis Arduino Uno dengan tampilan LCD.

1.6 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan alternatif dalam pengukuran massa dengan harga yang murah dan sederhana dalam pengoperasiannya pada bidang kimia maupun farmasi.


(4)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pembuatan alat ukur timbangan digital menggunakan load cell kemudian melakukan pengujian alat, maka dapat diambil kesimpulan :

1. Konstruksi timbangan digital menggunakan load cell yang digunakan sebagai penerima sinyal berupa tegangan analog dari beban berbasis Arduino Uno yang mengubah tegangan analog menjadi digital kemudian ditampilkan pada LCD berhasil dibuat dengan hasil yang baik.

2. Hasil pengujian keseluruhan dari timbangan digital yang telah didapat yaitu nilai rata – rata persentase kesalahan sebesar 0,39%. Perhitungan pengukuran massa yang mampu dideteksi alat dengan baik yaitu pada range 189,09 gr hingga 449,27 gr dengan tingkat kepercayaan 95%.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian timbangan digital dengan load cell ini, peneliti memberikan saran untuk penelitian selanjutnya, yaitu :

1. Alat yang dirancang tidak dapat mengukur beban dibawah 1,00 gram, maka sebaiknya sensor yang digunakan yaitu load cell khusus untuk pengukuran skala kecil.

2. Karena masih tersedianya port yang masih kosong, maka timbangan digital ini dapat dikembangkan untuk mencatat data beberapa masukan dengan memanfaatkan sisa port yang tersedia.


(5)

DAFTAR PUSTAKA

Alvian, R., (2014), Prototipe Penimbang Gula Otomatis Menggunakan Sensor Berat Berbasis ATMega16., Malang: Fakultas Teknik Universitas Brawijaya, Skripsi

Arduino., (2011), Arduino Manual Documentation and Product Specificatiom, Arduino Official Site.

Arifin, J., Sumardi., Iwan. S., (2008), Model Timbangan Digital Menggunakan Load Cell Berbasis Mikrokontroler AT89S5, Semarang: Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

Assa’idah., Yulinar. A., (2009), Investigasi Terhadap Kemampuan 2 tipe ADC, Palembang: FMIPA Universitas Sriwijaya., Jurnal Penelitian Sains, Volume 12, Nomor 2(B) 12205

Banzi, M., (2008), Getting Started With Arduino, 1 Edition. O’Reilly Media, Inc, Sebastopol, AS.

Hidayani, T.U., Tri. M., Abdul. R., Dedy. H., (2013), Rancang Bangun Timbangan Buah Digital Dengan Keluaran Berat dan Harga, Palembang: AMIK GI MDP.

Istiyanto, E. J., (2013), Pengantar Elektronika dan Instrumentasi, Yogyakarta: Penerbit ANDY.

Iswanto., (2008), Belajar Mikrokontroler Dengan Bahasa C, Yogyakarta: Penerbit ANDY.

Kamirul., Syahwanti, H., Nelvi, A., dan Hendro, M.S., (2015), Rancang Bangun Data Logger Massa Menggunakan Load Cell, Prosiding SKF 2015, ISBN : 978-602-19655-9-7

Khakim, A., (2015), Rancang Bangun Alat Timbangan Digital Berbasis AVR Tipe ATMega32, Semarang: Universitas Negeri Semarang., Skripsi

Kusriyanto, M., Saputra, A., (2016), Rancang Bangun Timbangan Digital Terintegrasi Informasi BMI Dengan Keluaran Suara Berbasis Arduino Mega 2560, Yogyakarta: FTI UII., Teknoin Volume 22 No. 4 Desember 2016 : 269-275


(6)

Putra, G. I., (2014), Perancangan dan Penerapan Neraca Digital Untuk Percobaan Menentukan Massa Jenis Zat Padat, Surabaya: FMIPA Universitas Negeri Surabaya., Jurnal Fisika. Volume 03 Nomor 03 Tahun 2014, hal 16-20

Rukmana, I. C. A., Ro’uf. A., (2014), Aplikasi Sensor Load Cell pada Purwarupa Sistem Sortir Barang, Yogyakarta: FMIPA UGM., IJEIS, Volume 4, Nomor 1, April 2014, ISSN: 2088-3714

Sudirham, S., (2002), Analisis Rangkaian Listrik, Bandung: Penerbit ITB. Sudjana, (2005), Metoda Statistika Edisi ke-6, Bandung : Penerbit Tarsito. Tokheim, L. R., (1994), Digital Electronic Fouth Edition, McGRAW-HILL, Inc. Tooley, M., (2003), Rangkaian Elektronika Prinsip dan Aplikasi Edisi Kedua,

Jakarta: Erlangga.

http://www.jam-statistic.id/2014/05/pendugaan-interval-1.html/ diakses pada 17 Mei 2017

http://www.phidgets.com/documentation/Phidgets/3310_0_Datasheet.pdf/ diakses pada 5 Mei 2016