Perancangan Termometer Digital Menggunakan WTV020 Berbasis ATMega 32

(1)

PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL

MENGGUNAKAN WTV020

BERBASIS ATMEGA 32

TUGAS AKHIR

FERDINAND MALAU 122408029

PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015


(2)

PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL

MENGGUNAKAN WTV020

BERBASIS ATMEGA 32

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

FERDINAND MALAU 122408029

PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015


(3)

PERSETUJUAN

Judul : Perancangan Termometer Digital Menggunakan

WTV020 Berbasis ATMega 32

Kategori : Tugas Akhir

Nama : Ferdinand Malau

Nomor Induk Mahasiswa : 122408029

Program Studi : Fisika D-III

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Diluluskan di Medan, 28 Juli 2015

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua Program Studi, Pembimbing,

Dr. Susilawati, M.Si Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc


(4)

PERNYATAAN

PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV020

BERBASIS ATMEGA32

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,

kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebut sumbernya.

Medan, 28 Juli 2015

FERDINAND MALAU 122408029


(5)

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan laporan proyek ini. Laporan proyek ini berjudul PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV 020 BERBASIS ATMEGA 32, meskipun dalam proses penulisan banyak menemui hambatan dan rintangan namun dengan usaha maksimal yang dilakukan penulis serta bantuan dari berbagai pihak, akhirnya Tugas Akhir ini dapat selesai. Atas bantuan dan motivasi yang diberikan, maka penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc , selaku pembimbing, Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Jurusan D-3 Fisika, Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku dekan FMIPA USU. Seluruh dosen yang telah memberikan ilmu pengetahuan selama perkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pegawai tata usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar. Teristimewa penulis mengucapkan terimakasih kepada Ayahanda, Ibunda, abang saya V. Malau yang telah memberikan didikan terbaik bagi penulis serta seluruh keluarga yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Rekan-rekan di D-3 Fisika 2012, terimakasih atas kerja sama selama perkuliahan. Tugas Akhir ini penulis dedikasikan untuk mereka sebagai ungkapan penghargaan atas keikhlasan, kesabaran, dan kasih sayang yang tak terhingga. Hanya Tuhan

Yang Maha Esa yang dapat membalas semua jasa dan kebaikan yang

penulis terima dari berbagai pihak yang Telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca.

Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Medan, 28 Juli 2015


(6)

PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV020

BERBASIS ATMEGA 32 ABSTRAK

Pembuatan alat ini bertujuan untuk merancang dan merealisasikan sebuah alat yang dapat mengukur suhu menggunakan LM35 sebagai sensor suhu. Sensor tersebut akan mendeteksi ruangan yang naik turun pada setiap perubahan

suhu yang menghasilkan tegangan, data tersebut kemudian diubah menjadi data digital oleh ADC yang terdapat di mikrokontroler ATMega 32. Mikkrokontroler juga memiliki peranan dalam mengolah data tersebut dan mengirim data ke LCD sebagai tampilan. Modul chip WTV020 membaca berkas audio/suara dalam format AD4 dengan memainkan suara yang sudah direkam sebelumnya (menggunakan komputer) dan disimpan pada media penyimpan kartu mikro SD (file storage Micro-SD-Card) dengan sistem berkas FAT (File Allocation Table file system). Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya suatu alat termometer digital menggunakan WTV020 berbasis ATMega 32. Hasil pengukuran suhu

ruangan yang terdeteksi oleh termometer digital 20℃ - 90℃ maka speaker akan

melafalkan kata suhu normal dari pengkuran tersebut.


(7)

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1

1.2. Tujuan Penelitian 2

1.3. Perumusan Masalah 2

1.4. Batasan Masalah 2

1.5. Manfaat Penelitian 3

1.6. Sistematika Penelitian 3

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Sensor suhu LM35 4

2.1.1. Struktur Sensor LM35 5

2.1.2. Karakteristik LM35 7

2.1.3. Prinsip Kerja LM35 10

2.1.4. Kelebihan dan kelemahan LM35 11

2.2. LCD (Liquid Crystal Display) 11

2.2.1. Konfigurasi pin LCD 13

2.3. Mikrokontroler ATmega32 14

2.4. ADC (Analog to Digital Converter) 17

2.4.1. Karakteristik ADC 18

2.4.2. Prinsip Kerja ADC 18

2.4.3. Komparator ADC 18

2.4.4. Jenis-jenis ADC 19

2.5. WTV020 23

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian 24

3.1.1. Fungsi Tiap Blok 25

3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 26

3.3. Rangkaian Power Supply 28

3.4. Rangkaian Sensor LM35 29

3.5. Perancangan Rangkaian LCD 30

3.6. Rangkaian Modul Suara Wtv 020 31

3.7. Flowchart System 33

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 35

4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply 36


(8)

4.4. Interfacing LCD 2x16 38

4.5. Pengujian Rangkaian Modul Suara Wtv 020 40

4.6. Pengujian Sistem Prinsip Kerja Alat Perancangan Termometer Digital Menggunakan WTV020 Berbasis

ATMega32 41

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 42

5.2. Saran 42


(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konfigurasi Pin LCD 13

Tabel 2.2. Koneksi Pin Paralel dan ATMega32 17

Tabel 2.3. Output ADC Simultan 21


(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Sensor Suhu LM35 5

Gambar 2.2. Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu 6

Gambar 2.3. Karakteristik sensor LM35 7

Gambar 2.4. Grafik Akurasi LM35 Terhadap Suhu 8

Gambar 2.5. Rangkaian Sensor LM35 9

Gambar 2.6. LCD 16 x 2 12

Gambar 2.7. Susunan Pin Atmega32 15

Gambar 2.8. Arsitektur Mikrokontroler Atmega32 16

Gambar 2.9. Konsep Komparator Pada ADC 19

Gambar 2.10. ADC Simultan 20

Gambar 2.11. Diagram Blok Counter Ramp ADC 21

Gambar 2.12. Diagram Blok SAR ADC 22

Gambar 2.13. Modul WTV020-SD 23

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaianx 24

Gambar 3.2. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 26

Gambar 3.3. Rangkaian Power Supply (PSA) 28

Gambar 3.4. Rangkaian Sensor LM35 29

Gambar 3.5. Rangkaian LCD 31

Gambar 3.6. Rangkaian Modul Suara WTV 020 31

Gambar 3.7. Flowchart 33


(1)

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan laporan proyek ini. Laporan proyek ini berjudul PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV 020 BERBASIS ATMEGA 32, meskipun dalam proses penulisan banyak menemui hambatan dan rintangan namun dengan usaha maksimal yang dilakukan penulis serta bantuan dari berbagai pihak, akhirnya Tugas Akhir ini dapat selesai. Atas bantuan dan motivasi yang diberikan, maka penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc , selaku pembimbing, Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Jurusan D-3 Fisika, Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku dekan FMIPA USU. Seluruh dosen yang telah memberikan ilmu pengetahuan selama perkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pegawai tata usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar. Teristimewa penulis mengucapkan terimakasih kepada Ayahanda, Ibunda, abang saya V. Malau yang telah memberikan didikan terbaik bagi penulis serta seluruh keluarga yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Rekan-rekan di D-3 Fisika 2012, terimakasih atas kerja sama selama perkuliahan. Tugas Akhir ini penulis dedikasikan untuk mereka sebagai ungkapan penghargaan atas keikhlasan, kesabaran, dan kasih sayang yang tak terhingga. Hanya Tuhan

Yang Maha Esa yang dapat membalas semua jasa dan kebaikan yang penulis terima dari berbagai pihak yang Telah membantu dalam penyelesaian

Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca.

Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.


(2)

PERANCANGAN TERMOMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WTV020

BERBASIS ATMEGA 32 ABSTRAK

Pembuatan alat ini bertujuan untuk merancang dan merealisasikan sebuah alat yang dapat mengukur suhu menggunakan LM35 sebagai sensor suhu. Sensor tersebut akan mendeteksi ruangan yang naik turun pada setiap perubahan

suhu yang menghasilkan tegangan, data tersebut kemudian diubah menjadi data digital oleh ADC yang terdapat di mikrokontroler ATMega 32. Mikkrokontroler juga memiliki peranan dalam mengolah data tersebut dan mengirim data ke LCD sebagai tampilan. Modul chip WTV020 membaca berkas audio/suara dalam format AD4 dengan memainkan suara yang sudah direkam sebelumnya (menggunakan komputer) dan disimpan pada media penyimpan kartu mikro SD (file storage Micro-SD-Card) dengan sistem berkas FAT (File Allocation Table file system). Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya suatu alat termometer digital menggunakan WTV020 berbasis ATMega 32. Hasil pengukuran suhu ruangan yang terdeteksi oleh termometer digital 20℃ - 90℃ maka speaker akan melafalkan kata suhu normal dari pengkuran tersebut.


(3)

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1

1.2. Tujuan Penelitian 2

1.3. Perumusan Masalah 2

1.4. Batasan Masalah 2

1.5. Manfaat Penelitian 3

1.6. Sistematika Penelitian 3

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Sensor suhu LM35 4

2.1.1. Struktur Sensor LM35 5

2.1.2. Karakteristik LM35 7

2.1.3. Prinsip Kerja LM35 10

2.1.4. Kelebihan dan kelemahan LM35 11

2.2. LCD (Liquid Crystal Display) 11

2.2.1. Konfigurasi pin LCD 13

2.3. Mikrokontroler ATmega32 14

2.4. ADC (Analog to Digital Converter) 17

2.4.1. Karakteristik ADC 18

2.4.2. Prinsip Kerja ADC 18

2.4.3. Komparator ADC 18

2.4.4. Jenis-jenis ADC 19

2.5. WTV020 23

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian 24

3.1.1. Fungsi Tiap Blok 25


(4)

4.4. Interfacing LCD 2x16 38 4.5. Pengujian Rangkaian Modul Suara Wtv 020 40 4.6. Pengujian Sistem Prinsip Kerja Alat Perancangan

Termometer Digital Menggunakan WTV020 Berbasis

ATMega32 41

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 42

5.2. Saran 42

DAFTAR PUSTAKA


(5)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konfigurasi Pin LCD 13

Tabel 2.2. Koneksi Pin Paralel dan ATMega32 17

Tabel 2.3. Output ADC Simultan 21


(6)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Sensor Suhu LM35 5 Gambar 2.2. Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu 6 Gambar 2.3. Karakteristik sensor LM35 7 Gambar 2.4. Grafik Akurasi LM35 Terhadap Suhu 8 Gambar 2.5. Rangkaian Sensor LM35 9

Gambar 2.6. LCD 16 x 2 12

Gambar 2.7. Susunan Pin Atmega32 15 Gambar 2.8. Arsitektur Mikrokontroler Atmega32 16 Gambar 2.9. Konsep Komparator Pada ADC 19

Gambar 2.10. ADC Simultan 20

Gambar 2.11. Diagram Blok Counter Ramp ADC 21 Gambar 2.12. Diagram Blok SAR ADC 22 Gambar 2.13. Modul WTV020-SD 23 Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaianx 24 Gambar 3.2. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 26 Gambar 3.3. Rangkaian Power Supply (PSA) 28 Gambar 3.4. Rangkaian Sensor LM35 29

Gambar 3.5. Rangkaian LCD 31

Gambar 3.6. Rangkaian Modul Suara WTV 020 31

Gambar 3.7. Flowchart 33