Aplikasi Sensor Lm35 Sebagai Thermometer Digital Dengan Output Suara

APLIKASI SENSOR LM35 SEBAGAI THERMOMETER DIGITAL

DENGAN OUTPUT SUARA

TUGAS AKHIR

YUSUF DOMINGGO MANURUNG 122408050

-

PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

APLIKASI SENSOR LM35 SEBAGAI THERMOMETER

DIGITAL DENGAN OUTPUT SUARA

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai ahli madya

YUSUF DOMINGGO MANURUNG 122408050

PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

i

PERSETUJUAN

Judul : APLIKASI SENSOR LM35 SEBAGAI THERMOMETER DIGITAL DENGAN OUTPUT SUARA

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama / Nim : YUSUF DOMINGGO MANURUNG/122408050 Program Studi : FISIKA D-III

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 27 Juli 2015

Diketahui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua Program Studi, Pembimbing,

Dr. Susilawati, M.Si Drs. Takdir Tamba, M.Eng. NIP 197412072000122001 NIP : 196006031986011002

PERNYATAAN

APLIKASI SENSOR LM35 SEBAGAI THERMOMETER DIGITAL DENGAN OUTPUT SUARA

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebut sumbernya.

iii

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini berjudul “PERANCANGAN ALAT THERMOMETER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32 DENGAN OUTPUT SUARA”, 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 dan Ibunda yang telah memberikan didikan terbaik bagi penulis serta abang dan kakak saya yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Rekan-rekan di D-3 Fisika 2012, terimakasih atas kerja sama selama perkuliahan. Proyek 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.

APLIKASI SENSOR LM35 SEBAGAI THERMOMETER DIGITAL DENGAN OUTPUT SUARA

ABSTRAK

Tujuan pembuatan proyek ini yang adalah merancang dan membuat suatu sistem pengendalian berbasis mikrokontroler Atmega32, agar sensor serta lcd (display) dan speaker dapat bekerja secara otomatis pada saat sensor mendeteksi suhu. Metode yang digunakan dalam proyek ini adalah rancang bangun teknologi dengan tahapan sebagai berikut; (1) Perancangan sistem meliputi sistem minimum mikrokontroler Atmega32sebagai kendali utama. Masukan atau input berupa sensor LM35 dan keluaran atau output berupa suara (speaker),dan tampilan lcd. (2) Identifikasi Kebutuhan alat meliputi Atmega32, Sensor LM35, Power supply(Adaptor), LCD, speaker. (3) Perancangan perangkat keras meliputi sensor LM35, sistem minimum mikrokontroller, kendali suara, penampil LCD, catu daya. (4) Perancangan perangkat lunak (Software). (5) Pembuatan Sistem Mekanis. Bahan dalam pembuatan sistem mekanis ini dibuat dari bahan akrilik karena selain kuat, harganya juga lebih murah. (6) Pengujian. Tahap pengujian keseluruhan rangkaian “Thermometer Digital Dengan Output Suara” ini dilakukan dengan cara pengecekan jalur-jalur pada papan PCB (Printed Circuit Board) dan pengecekan keluaran tegangan pada tiap-tiap rangkaian menggunakan multimeter. Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya suatu alat thermometer digital dengan output suara berbasis mikrokontroler ATmega32.

v DAFTAR ISI

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Daftar isi v

Daftar Tabel vii

Daftar Gambar viii

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 2

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 14

2.3. Mikrokontroler ATmega32 14

2.4. _{Bahasa Pemograman C} 22

2.4.1. Struktur Bahasa C 24

2.4.2. Pengenal 24

2.4.3. Tipe Data 25

2.4.4. Konstanta dan Variabel 27

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian 28

3.1.1. Fungsi Tiap Blok 29

3.1.2. _{Gambar Rangkaian Lengkap Thermometer digital Dengan} Output Suara 30

3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 31

3.3. Rangkaian Power Supply 32

3.4. Rangkaian Sensor LM35 33

3.5. Perancangan Rangkaian LCD 35

3.6. Rangkaian Modul Suara Wtv 020 36

3.7. Flowchart System 38

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 39

4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply 40

4.3. Pengujian Sensor LM35 40

4.4. Interfacing LCD 2x16 43

4.6. Pengujian ADC 45 4.7. Pengujian Sistem 46

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 47

5.2. Saran 48

Daftar Pustaka

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.Konfigurasi Pin LCD 14

Tabel 2.2. Koneksi Pin Paralel dan ATMega32 17

Tabel 2.3. Fungsi Khusus Port A 19

Tabel 2.4. Fungsi Khusus Port B 20

Tabel 2.5. Fungsi Khusus Port C 21

Tabel 2.6. Fungsi Khusus Port D 22

Tabel 2.7. Tipe Data 27

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Sensor Suhu LM35 5

Gambar 2.2. Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu 6 Gambar 2.3. Kaki-Kaki 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 16

Gambar 2.8. Arsitektur Mikrokontroler Atmega32 16

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian 28

Gambar 3.2. Gambar Rangkaian Lengkap thermometer digital dengan output

suara 30

Gambar 3.3 _{Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 31}

Gambar 3.4. Rangkaian Power Supply (PSA) 32

Gambar 3.5. Rangkaian Sensor LM35 34

Gambar 3.6. Rangkaian LCD 35

Gambar 3.7. Rangkaian Modul Suara WTV 020 36

Gambar 3.8. Flowchart 38

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler 39

Gambar 4.2. Sensor LM35 40

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini

berjudul “PERANCANGAN ALAT THERMOMETER BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA32 DENGAN OUTPUT SUARA”, 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 dan Ibunda yang telah memberikan didikan terbaik bagi penulis serta abang dan kakak saya yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Rekan-rekan di D-3 Fisika 2012, terimakasih atas kerja sama selama perkuliahan. Proyek 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.

APLIKASI SENSOR LM35 SEBAGAI THERMOMETER DIGITAL DENGAN OUTPUT SUARA

ABSTRAK

Tujuan pembuatan proyek ini yang adalah merancang dan membuat suatu sistem pengendalian berbasis mikrokontroler Atmega32, agar sensor serta lcd (display) dan speaker dapat bekerja secara otomatis pada saat sensor mendeteksi suhu. Metode yang digunakan dalam proyek ini adalah rancang bangun teknologi dengan tahapan sebagai berikut; (1) Perancangan sistem meliputi sistem minimum mikrokontroler Atmega32sebagai kendali utama. Masukan atau input berupa sensor LM35 dan keluaran atau output berupa suara (speaker),dan tampilan lcd. (2) Identifikasi Kebutuhan alat meliputi Atmega32, Sensor LM35, Power supply(Adaptor), LCD, speaker. (3) Perancangan perangkat keras meliputi sensor LM35, sistem minimum mikrokontroller, kendali suara, penampil LCD, catu daya. (4) Perancangan perangkat lunak (Software). (5) Pembuatan Sistem Mekanis. Bahan dalam pembuatan sistem mekanis ini dibuat dari bahan akrilik karena selain kuat, harganya juga lebih murah. (6) Pengujian. Tahap pengujian keseluruhan rangkaian “Thermometer Digital Dengan Output Suara” ini dilakukan dengan cara pengecekan jalur-jalur pada papan PCB (Printed Circuit Board) dan pengecekan keluaran tegangan pada tiap-tiap rangkaian menggunakan multimeter. Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya suatu alat thermometer digital dengan output suara berbasis mikrokontroler ATmega32.

DAFTAR ISI

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Daftar isi v

Daftar Tabel vii

Daftar Gambar viii

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 2

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 14

2.3. Mikrokontroler ATmega32 14

2.4. _{Bahasa Pemograman C} 22

2.4.1. Struktur Bahasa C 24

2.4.2. Pengenal 24

2.4.3. Tipe Data 25

2.4.4. Konstanta dan Variabel 27

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian 28

3.1.1. Fungsi Tiap Blok 29

3.1.2. _{Gambar Rangkaian Lengkap Thermometer digital Dengan} Output Suara 30

3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 31

3.3. Rangkaian Power Supply 32

3.4. Rangkaian Sensor LM35 33

3.5. Perancangan Rangkaian LCD 35

3.6. Rangkaian Modul Suara Wtv 020 36

3.7. Flowchart System 38

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 39

4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply 40

4.3. Pengujian Sensor LM35 40

4.4. Interfacing LCD 2x16 43

4.6. Pengujian ADC 45

4.7. Pengujian Sistem 46

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 47

5.2. Saran 48

Daftar Pustaka

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.Konfigurasi Pin LCD 14

Tabel 2.2. Koneksi Pin Paralel dan ATMega32 17

Tabel 2.3. Fungsi Khusus Port A 19

Tabel 2.4. Fungsi Khusus Port B 20

Tabel 2.5. Fungsi Khusus Port C 21

Tabel 2.6. Fungsi Khusus Port D 22

Tabel 2.7. Tipe Data 27

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Sensor Suhu LM35 5

Gambar 2.2. Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu 6

Gambar 2.3. Kaki-Kaki 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 16

Gambar 2.8. Arsitektur Mikrokontroler Atmega32 16

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian 28

Gambar 3.2. Gambar Rangkaian Lengkap thermometer digital dengan output

suara 30

Gambar 3.3 _{Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 31}

Gambar 3.4. Rangkaian Power Supply (PSA) 32

Gambar 3.5. Rangkaian Sensor LM35 34

Gambar 3.6. Rangkaian LCD 35

Gambar 3.7. Rangkaian Modul Suara WTV 020 36

Gambar 3.8. Flowchart 38

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler 39

Gambar 4.2. Sensor LM35 40