Perancangan Sistemremote Dalam Mengontrol Beban Dengan Media Komunikasi RF Berbasis Mikrokontroleratmega 328P

PERANCANGAN SISTEM REMOTE DALAM MENGONTROL
BEBAN DENGAN MEDIA KOMUNIKASI RF BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328P
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
Pendidikan Sarjana (S1) pada Departemen Teknik Elektro
Sub Jurusan Teknik Komputer

Oleh

Erik Bery Krista. S
100422040

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

1
Universitas Sumatera Utara


Universitas Sumatera Utara

TUGAS AKHIR

Pada saat ini banyak alat alat elektronika ( beban) yang digunakan antara
lain TV, kipas angin, loud speaker, lampu penerangan, pendingin ruangan, lemari
pendingin dan banyak lagi, yang dimana terdapat kendala dalam pengontrolan
secara ON dan OFF. Dalam hal ini dibutuhkan sistem remot pengendali .
Perancangan suatu sistem remot kontrol jarak jauh yang dimana
pengontrolan dilakukan dengan cara menekan tombol push button switch.
Mikrokontroler ATMega 328P digunakan sebagai pengendali rangkaian. Radio
frekuensi (RF) digunakan sebagai media komunikasi dengan frekuensi kerja
sebesar 433 Mhz dan pengontrolan alat alat elektronika ( beban)

dilakukan

dengan menggunakan relay sebagai driver kontrol.

Kata kunci : Sistem Remot, Komunikasi RF, Mikrokontroler ATMega 328P,

Driver kontrol.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan, yang senantiasa
melimpahkan rahmat, karunia dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan

Tugas

Akhir

ini

dengan

judul

“PERANCANGAN


SISTEMREMOTE DALAM MENGONTROL BEBAN DENGAN MEDIA
KOMUNIKASI RF BERBASIS MIKROKONTROLERATMEGA 328P”.
Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi persyaratan dalam
menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana Jurusan Teknik Elektro.
Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan
bimbingan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan
penghargaan kepada :
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro
FT-USU.
2. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FTUSU.
3. Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT, sebagai dosen wali penulis
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
4. Bapak Ir. Kasmir Tanjung, MT, selaku dosen pembimbing yang telah banyak
membantu, mengarahkan serta meluangkan waktu serta pikiran dalam
membimbing penulis guna penyusunan Tugas Akhir penulis.
5. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT dan Bapak Dra. Hasdari Helmi, MT selaku
penguji Tugas Akhir yang telah memberikan banyak masukan dan arahan
demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.


Universitas Sumatera Utara

6. Seluruh dosen pengajar dan staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT
USU.
7. Terima kasih yang tak terhingga yang tulus dan ikhlas kepada Orang Tua
tercinta, Ayahanda Bahtera Sebayang, Ibuda tercinta Rosani Perangin-Angin,
adik-adiku Jesika, dan Daniel yang selalu memberikan semangat pada diri
penulis dan memberikan dukungan moral dan materil selama masa
pendidikan.
8. Teman seperjuangan di DepartemenTeknikElektro FT-USU, yaitu Bukry,
Elda, Doli, Adi, Muti, Leo, Budi, Ronal, Jackson, Manasye, Rinaldi, Wilfrid,
Yetty, dan juga teman-teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Terima kasih untuk kebersamaan, dukungan, bantuan dan doanya.
Penulis menyampaikan dari Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan
kelemahan serta masih diperlukan penyempurnaan, hal ini tidak terlepas dari
keterbatasan kemampuan pengetahuan dan pengalaman yang penulis miliki.
Semoga Tugas Akhir in idapat bermanfaat.

Medan, 28 Maret 2016

Penulis :

Erik Bery Krista Sebayang
NIM :100422040

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK ...................................................................................................... iii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iv
DAFTAR ISI................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii
BAB I

PENDAHULUAN ........................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .......................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... 1
1.3 Batasan Masalah ....................................................................... 2

1.4 Tujuan Penulisan ....................................................................... 2
1.5 Metodologi Penulisan ................................................................ 2
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................ 3

BAB II

DASAR TEORI.............................................................................. 4
2.1

Wireless................................................................................... 4

2.2

RF (Radio Frequency).............................................................. 6
2.2.1 Modul RF 433 Mhz WLS107B4B ................................ 8
2.2.2 Prinsip Kerja Sistem RF dengan ATMega 328P…….... 9

2.3

Serial Komunikasi ................................................................ . 13


2.4

Power Supply ........................................................................ 15

2.5

Mikrokontroler ATMega 328P ............................................. 21

2.6

Software IDE 1.0.5 Arduino ................................................. 23

2.7

LCD....................................................................................... 24

Universitas Sumatera Utara

2.7.1 Konfigurasi Pin LCD ................................................... 25

2.8

Transistor Sebagai Driver ..................................................... 28

2.9

Relay ..................................................................................... 30

2.10 Push Button Switch ............................................................... 31

BAB III PERANCANGAN SISTEM ........................................................ 33
3.1 Spesifikasi Sistem................................................................... 31
3.2 Perancangan Perangkat Keras ................................................ 34
3.2.1

Rangkaian Power Supply ............................................. 35

3.2.2

Rangkaian Tombol Kontrol .......................................... 36


3.2.3

Rangkaian Pengiriman Data dan Penerimaan
DataDenganModul RF RX 433 Mhzdan RF TX
433 Mhz ........................................................................ 37

3.2.4

Rangkaian LCD ............................................................ 39

3.2.5

Rangkaian Driver.......................................................... 40

3.2.6

Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler
ATMega 328P .............................................................. 44


3.3 Perancangan Perangkat Lunak ............................................... 44
3.4 Rangkaian Keseluruhan Secara Sistem…………………….. 47

BAB IV PENGUJUIAN Dan ANALISA................................................... 50
4.1 Pengujian Pada Power Supply ................................................ 50
4.2 Pengujian dan Analisa PadaTombol Kontrol ......................... 51
4.3 Analisa Pada Pengiriman Data dan Penerimaan Data
Dengan Modul RF RX 433 Mhz dan RF TX 433 Mhz ......... 51

Universitas Sumatera Utara

4.4 Pengujian Pada LCD .............................................................. 52
4.5 Analisa Pada Driver Beban .................................................... 62
4.6 Pengujian Pengontrolan Beban .............................................. 63
4.7 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan ................................... 82

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 83
5.1

Kesimpulan ............................................................................ 83


5.2

Saran ...................................................................................... 84

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1

ModulRF 433 Mhz WLS107B4B ............................................ 9

Gambar 2.2

Bentuksinyal ASK................................................................... 10

Gambar 2.3

Pentransferan data Atemaga 328 kemodul RF TX ................. 11

Gambar 2.4

Penerimaan data dariModul RF RX keAtemega 328 .............. 12

Gambar 2.5

Protokol UART ....................................................................... 14

Gambar 2.6

Rangkaian Power Supply dan Regulator................................. 15

Gambar 2.7

Transformator......................................................................... 16

Gambar 2.8

Penyearah gelombang penuh ................................................. 16

Gambar 2.9

Bentuk gelombang keluaran penyearah gelombang penuh .... 17

Gambar 2.10 Rangkaian penyearah dengan menggunakan penyaring
kapasitor ................................................................................. 17
Gambar 2.11 Keluaran penyearah gelombang penuh dengan penyaring
kapasitor. ................................................................................ 18
Gambar 2.12 Bentuk fisik dan simbol regulator 78xx ................................. 20
Gambar 2.13 Blok diagram power supply ................................................... 20
Gambar2.14.a Architecture ATMega 328P .................................................... 22
Gambar2.14.b Konfigurasi Pin Atmega328P ................................................. 23
Gambar 2.15 Tamplian software IDE 1.0.5 Arduino................................... 24
Gambar 2.16 LCD karakter 2x16................................................................. 25
Gambar 2.17 Junction pada transistor .......................................................... 28
Gambar 2.18 Rangkaian pembiasan pada transistor .................................... 29
Gambar 2.19 Transistor sebagai driver ........................................................ 29
Gambar 2.20 Relay ...................................................................................... 30
Gambar 2.21 Push button switch ................................................................. 32

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.1

Blok diagram system secara keseluruhan ............................... 33

Gambar 3.2

Rangkaian power supply bagiansistem remote ...................... 35

Gambar 3.3

Rangkaian power supply bagian system penerima
kontrol beban .......................................................................... 36

Gambar 3.4

Rangkaiantombolkontroldihubungkanke ATMega
328P pada sistem remote ........................................................ 37

Gambar 3.5

Rangkaian penerima data ....................................................... 38

Gambar 3.6

Rangkaian pengirim data........................................................ 38

Gambar 3.7

Rangkaian LCD pada bagian sistem remote .......................... 39

Gambar 3.8

Rangkaian LCD pada bagian system penerima kontrol
beban ..................................................................................... 40

Gambar 3.9.a Rangkaian driver pengendali output 1 dihubungkan
pada ATMega 328P sistem penerima kontrol beban ............ 41
Gambar 3.9.b Rangkaian driver pengendali output 2dihubungkan
pada ATMega 328P sistem penerima kontrol beban ............ 42
Gambar 3.9.c Rangkaian driver pengendali output 3dihubungkan
pada ATMega 328P sistem penerima kontrol beban ............ 42
Gambar 3.9.d Rangkaian driver pengendali output 4dihubungkan
pada ATMega 328P sistem penerima kontrol beban ............ 42
Gambar 3.9.e Rangkaian driver pengendali output 5dihubungkan
pada ATMega 328P sistem penerima kontrol beban ............ 43
Gambar 3.9.f Rangkaian driver pengendali output 6dihubungkan
pada ATMega 328P sistem penerima kontrol beban ............ 43
Gambar 3.9.g Rangkaian driver pengendali output 7dihubungkan
pada ATMega 328P sistem penerima kontrol beban ............ 43

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.10

Rangkaian sistem minimum mikrokntrolerAtmega 328P ..... 44

Gambar 3.11

Flowchart pada system Remote ............................................ 45

Gambar 3.12

Flowchart pada system penerima kontrol beban ................... 47

Gambar 3.13

Rangkaian keseluruhan pada sistem remote ......................... 48

Gambar 3.14

Rangkaian keseluruhan pada system kontrol beban.............. 49

Gambar 4.1

Pengujian LCD pada sistem remote dimana pesan dapat
ditampikan............................................................................. 54

Gambar 4.2

Pengujian LCD pada sistem remote pesan tidak dapat
ditampilkan ........................................................................... 57

Gambar 4.3

Pengujian LCD pada sistem penerima kontrol beban
dimana pesan dapat ditampilkan ............................................ 58

Gambar 4.4

Pengujian LCD pada sistem penerima kontrol beban
dimana pesan tidak dapat ditampilkan ................................... 61

Gambar 4.5

Pengujianrangkaian driver pengendali ................................... 62

Gambar 4.6

Pengujian alat dengan tombol “1” dan “4” ditekan pada
sistem remote dengan jarak antara system penerima
kontrol beban sejauh 15 meter dan panjang antena
pada kedua sistem sepanjang 20 cm ..................................... 82

Gambar 4.7

Pengujian alat dengan lampu “1” dan “4” menyala pada
sistem penerima kontrol beban dengan jarak antara
sistem remote sejauh 15 meter dan panjang antena pada
kedua sistem sepanjang 20 cm .............................................. 82

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1

Pengujian diruang terbuk apada jarak 1 meter antara kedua
sistem tanpa menggunakan antena dengan tegangan
9 Volt yang diberikan pada modul transmitter……………….… 64

Tabel 2

Pengujian diruang terbuka pada jarak 12 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antena dikedua sistem sepanjang
10 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. .................................................................................... 65

Tabel 3

Pengujian dirungan gedung pada jarak 25 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antena dikedua system sepanjang
20 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. .................................................................................... 66

Tabel 4

Pengujan diruang terbuka pada jarak 35 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antenna dikedua system sepanjang
20 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. ................................................................................... 67

Tabel 5

Pengujian diruang terbuka jarak antara kedua sistem 40 meter,
dengan menggunakan antena dikedua system sepanjang 20 cm
dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul transmitter. ..... 68

Tabel 6

Pengujian diruangan gedung pada jarak 35 meter antara kedua

Universitas Sumatera Utara

sistem, dengan menggunakan antena dikedua sistem sepanjang
20 cm dan tegangan 12 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. ................................................................................... 69
Tabel 7

Pengujan diruang terbuka pada jarak 45 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antenna dikedua sistem sepanjang
20 cm dan tegangan 12 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. ................................................................................... 70

Tabel 8

Pengujian diruang terbuka jarak antara kedua sistem 50 meter,
dengan menggunakan antena dikedua sistem sepanjang 20 cm
dan tegangan 12 Volt yang diberikan pada modul transmitter. .... 71

Tabel 9

Pengujan diruang terbuka pada jarak 50 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antenna dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. ................................................................................... 72

Tabel 10

Pengujian dirungan gedung pada jarak 50 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antena dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. .................................................................................... 73

Tabel 11

Pengujan diruang terbuka pada jarak 70 meter antara kedua

Universitas Sumatera Utara

sistem, dengan menggunakan antenna dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. ................................................................................... 74
Tabel 12

Pengujian dirungan gedung pada jarak 65 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antena dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. .................................................................................... 75

Tabel 13

Pengujian dirungan gedung pada jarak 70 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antena dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. .................................................................................... 76

Tabel 14

Pengujan diruang terbuka pada jarak 80 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antenna dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. ................................................................................... 77

Tabel 15

Pengujan diruang terbuka pada jarak 85 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antenna dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 9 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. ................................................................................... 78

Universitas Sumatera Utara

Tabel 16

Pengujan diruang terbuka pada jarak 100 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antenna dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 12 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. ................................................................................... 79

Tabel 17

Pengujian dirungan gedung pada jarak 70 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antena dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 12 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. .................................................................................... 80

Tabel 18

Pengujian dirungan gedung pada jarak 75 meter antara kedua
sistem, dengan menggunakan antena dikedua system sepanjang
50 cm dan tegangan 12 Volt yang diberikan pada modul
transmitter. .................................................................................... 81

Universitas Sumatera Utara