Perancangan Sistem Pengukuran Suhu Tanpa Menyentuh Objek Dengan Memanfaatkan Sensor Infrared Berbasis Arduino Uno

PERANCANGAN SISTEM PENGUKURAN SUHU TANPA
MENYENTUH OBJEK DENGAN MEMANFAATKAN SENSOR
INFRARED BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

EPIPHANIAS R.J.S
132408023

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

1
Universitas Sumatera Utara

PERANCANGAN SISTEM PENGUKURAN SUHU TANPA
MENYENTUH OBJEK DENGAN MEMANFAATKAN SENSOR

INFRARED BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya

EPIPHANIAS R.J.S
132408023

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

2
Universitas Sumatera Utara


PERSETUJUAN

Judul

: Perancangan Sistem Pengukuran Suhu Tanpa
Menyentuh Objek Dengan Memanfaatkan Sensor
Infrared Berbasis Arduino Uno

Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas

: Tugas Akhir
: Epiphanias R.J.S
: 132408023
: Diploma (D-3) Fisika
: Fisika

: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatra Utara

Diluluskan di
Medan, Juni 2016

Diluluskan Oleh
Ketua Program Studi

Pembimbing,

Dr. Susilawati, M.Si
NIP. 197412072000122001

Drs. TakdirTamba, M.Eng. Sc
NIP :196006031986011002

3
Universitas Sumatera Utara


PERNYATAAN

PERANCANGAN SISTEM PENGUKURAN SUHU TANPA MENYENTUH
OBJEK DENGAN MEMANFAATKAN SENSOR INFRARED BERBASIS
ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Sayamengakuibahwatugasakhiriniadalahhasilkaryasendiri.Kecualibeberapakutipa
ndanringkasan yang masing-masingdisebutkansumbernya.

Medan, Mei 2016

EPIPHANIAS R.J.S
132408023

4
Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN


Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa,
dengan limpahan berkat-NYA penyusunan Tugas akhir ini dapat diselesaikan
dalam waktu yang ditetapkan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah
banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada:
1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng. Sc, selaku pembimbing yang telah
membimbing dan

mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.
5. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi D3 Fisika fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara.

6. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa
dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
7. Senior kami Fathurrahman yang telah memberikan bantuan berupa ilmu
dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini,khususnya Rika, Lilis, Grace, Siti, Juwita
dan Rantina.
9. Teman separtner proyek Leo K Sinaga yang telah memotivasi,
mendampingi dan memberikan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir
ini
10. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Tugas Akhir yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.

i
Universitas Sumatera Utara

Akhirnya sebagai bagian dari sebuah perjalanan panjang, penulis menyadari
keterbatasan ilmu pengetahuan dan pengalaman untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini secara sempurna. Seperti pepatah mengatakan “Tak Ada Gading Yang

Tak Retak” .Oleh karena itu, dengan dan tangan dan hati terbuka penulis
menerima kritikan dan saran yang positif untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat
bagi penulis maupun khalayak ramai yang membacanya. Amin

ii
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Telah dibuat suatu Sistem pengukuran suhu menggunakan Sensor Infrared
untuk mengetahui suhu suatu Objek berbasis Mikrokontroler ArduinoUno. Sistem
ini menggunakan Sensor Infrared MLX90614, Sensor Ultrasonik HC-SR04,
Mikrokontroler Atmega328, LCD, Ditambah dengan Laser untuk penunjuk jarak.
Sitem ini mempunyai input Sensor Infrared MLX90614, sensor ini akan
mendeteksi suhu objek dengan jarak 3 – 49 cm, dan mikrokontroler akan
memproses data sehingga Suhu dan jarak akan ditampilkan di LCD. Agar
memperoleh hasil yang akurat, jarak yang tepat untuk mendeteksi suhu objek
adalah 3 – 5 cm, karena semakin jauh jarak antara Objek dan Alat maka hasil suhu
yang dideteksi kurang akurat, karena adanya pengaruh suhu lingkungan Objek.
Alat ini dapat membaca suhu Objek dalam waktu 2-3 detik.


Kata kunci: Sensor Infrared MLX90614, Sensor Ultrasonik HC-SR04,
Mikrokontroler Arduino Uno Atmega328, LCD , Suhu.

iii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
PENGHARGAAN .............................................................................................. i
ABSTRAK ........................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... vii
BAB 1. PENDAHULUAN ...............................................................................
1.1. Latar Belakang masalah ................................................................
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................
1.3. Tujuan Penulisan ..........................................................................
1.4. Batasan Masalah ..........................................................................
1.5. Sistematika Penulisan ..................................................................


1
1
2
2
3
3

BAB II. LANDASAN TEORI .......................................................................... 5
2.1. Sensor ........................................................................................... 5
2.2. Sensor Infrared (Inframerah) ...................................................... 5
2.2.1. Karakteristik Infra merah .................................................... 7
2.2.2. Jenis-Jenis Infra merah........................................................ 8
2.2.3. Kegunaan Infra merah dalam kehidupan ............................ 8
2.2.4. Kelebihan dan Kekurangan Infra merah ............................. 9
2.3. Sensor MLX90614 ......................................................................... 13
2.3.1 Fitur MLX90614 dan manfaat ........................................... 13
2.4. Mikrokontroller ............................................................................. 14
2.5. Mikrokontroller ATmega328 ....................................................... 15
2.5.1. Konfigurasi pin Atmega328 ................................................ 19

2.6. Sensor Jarak HC-SR04 ................................................................. 22
2.6.1. Fungsi Pin-Pin HC-SR04 .................................................... 25
2.6.2. Karakteristik HC-SR04 ....................................................... 26
2.7. Kapasitor ....................................................................................... 26
2.7.1. Prinsip dasar dan Spesifikasi elektriknya ........................... 27
2.7.2. Kapasitansi .......................................................................... 28
2.8. LM 7805 ........................................................................................ 29
2.9. LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................... 32
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN .......................................... 38
3.1. Diagram Blok System ..................................................................... 38
3.1.1. Fungsi-Fungsi Diagram Blok ............................................. 39
3.2. Rangkaian Arduino Uno ................................................................. 39
3.3. Rangkaian Sensor no contact .......................................................... 40
3.4. Rangkaian Sensor Jarak .................................................................. 41
3.5. Rangkaian LCD ............................................................................. 42
3.6. Rangkaian Laser .............................................................................. 42
3.7. Flowchart sistem ........................................................................... 43
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 44
4.1. Pengujian Rangkaian Arduino ........................................................ 44


iv
Universitas Sumatera Utara

4.2. Pengujian Sensor MLX90614 ......................................................... 44
4.3. Pengujian Rangkaian Sensor Jarak ................................................. 45
4.4. Pengujian Rangkaian LCD ............................................................ 46
4.5. Pengujian rangkaian Laser .............................................................. 46
4.6. Pengujian Suhu ............................................................................... 47

BAB V. PENUTUP ............................................................................................. 48
5.1. Kesimpulan .................................................................................... 48
5.2. Saran ............................................................................................ . 50
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

v
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5
Tabel 2.6
Tabel 4.1
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5

Spektrum Cahaya ....................................................................... 06
Deskripsi Arduino Uno ............................................................... 16
Konstanta bahan dielektrik ....................................................... 28
Operasi dasar LCD ..................................................................... 35
Konfigurasi pin LCD .................................................................. 35
Konfigurasi LCD ......................................................................... 36
Data pengujian Arduino Uno ..................................................... 44
Data Pengujian Sensor Jarak .................................................... 45
Data Pengujian LCD ................................................................... 46
Data Pengujian Laser ................................................................. 47

vi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 2.12
Gambar 2.13
Gambar 2.14
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7

Simbol Infra merah ..................................................................... 07
Respon Penerimaan Sensor Infra Merah ................................. 07
Infra merah .................................................................................. 11
Simbol Infra merah ..................................................................... 11
Board Arduino Uno .................................................................... 16
Diagram Blok Atmega328 .......................................................... 19
Pin Mikrokontroller Atmega328 ............................................... 20
Sensor Ultrasonic HC-SR04 ....................................................... 23
Tampilan Sensor HC-SR04 ........................................................ 23
Prinsip Dasar Kapasitor ............................................................. 27
IC Regulator 7805 ....................................................................... 30
Konfigurasi Pin IC LM7805 ...................................................... 32
LCD 2x16 ..................................................................................... 33
Konfigurasi Pin LCD .................................................................. 34
Diagram Blok System ................................................................. 38
Rangkaian Arduino Uno ............................................................ 39
Rangkaian Sensor nTo Contact ................................................. 40
Rangkaian Jarak ......................................................................... 41
Rangkaian LCD .......................................................................... 42
Rangkaian Laser ......................................................................... 42
Flowchart Sistem ......................................................................... 43

vii
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Telah dibuat suatu Sistem pengukuran suhu menggunakan Sensor Infrared
untuk mengetahui suhu suatu Objek berbasis Mikrokontroler ArduinoUno. Sistem
ini menggunakan Sensor Infrared MLX90614, Sensor Ultrasonik HC-SR04,
Mikrokontroler Atmega328, LCD, Ditambah dengan Laser untuk penunjuk jarak.
Sitem ini mempunyai input Sensor Infrared MLX90614, sensor ini akan
mendeteksi suhu objek dengan jarak 3 – 49 cm, dan mikrokontroler akan
memproses data sehingga Suhu dan jarak akan ditampilkan di LCD. Agar
memperoleh hasil yang akurat, jarak yang tepat untuk mendeteksi suhu objek
adalah 3 – 5 cm, karena semakin jauh jarak antara Objek dan Alat maka hasil suhu
yang dideteksi kurang akurat, karena adanya pengaruh suhu lingkungan Objek.

Kata kunci: Sensor Infrared MLX90614, Sensor Ultrasonik HC-SR04,
Mikrokontroler Arduino Uno Atmega328, LCD , Suhu.

viii
Universitas Sumatera Utara