Cover Aplikasi sensor ultrasonik sebagai alat ukur laju kendaraan di jalan raya berbasis atmega8535
APLIKASI SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI ALAT UKUR
LAJU KENDARAAN DI JALAN RAYA BERBASIS
ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
NOVITA SARI SINAGA
122408048
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN
2015
APLIKASI SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI ALAT UKUR
LAJU KENDARAAN DI JALAN RAYA BERBASIS
ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli
Madya
NOVITA SARI SINAGA
122408048
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
:Aplikasi sensor ultrasonik sebagai alat ukur laju
kendaraan di jalan raya berbasis atmega8535
Kategori
: Tugas Akhir
Nama
: Novita Sari Sinaga
NomorIndukMahasiswa
: 122408048
Program Studi
: Diploma III (D-3) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan IlmuPengetahuanAlam
Universitas Sumatra Utara
Disetujui di
Medan, juli 2015
DisetujuiOleh
Ketua Program Studi
Pembimbing,
Dr. Susilawati, M.Si
Tua Raja Simbolon.M.Si
NIP. 197412072000122001
NIP : 197211152000121001
i
PERNYATAAN
APLIKASI SENSOR ULTRA SONIK SEBAGAI ALAT UKUR LAJU
KENDARAAN DI JALAN RAYA BERBASIS ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
Sayamengakuibahwatugasakhiriniadalahhasilkaryasendiri.Kecualibeberapakutipa
ndanringkasan yang masing-masingdisebutkansumbernya.
Medan, juli 2015
NOVITA SARI SINAGA
NIM. 122408048
ii
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa,
dengan limpahan berkat-NYA penyusunan proyek 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 Prof. 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 Tua Raja Simbolon,M.Si,selaku
membimbing dan
pembimbing
yang
telah
mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan
Laporan Proyek ini.
5. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara.
6. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa
dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan
Laporan Proyek ini.
7. Senior kami Fathurrahman yang telah memberikan bantuan berupa ilmu
dan motivasi dalam menyelesaikan Laporan Proyek ini.
8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk
menyelesaikan Laporan ini.
9. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Laporan Proyek
yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Akhir kata penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
iii
APLIKASI SENSOR ULTRA SONIK SEBAGAI ALAT UKUR LAJU
KENDARAAN DI JALAN RAYA BERBASIS ATMEGA8535
ABSTRAK
Sistem pengukuran mempunyai peranan penting dalam kehidupan
manusia, khususnya untuk mengetahui nilai dari besaran fisis. Pengukuran adalah
membandingkan besaran fisis yang belum diketahui nilainya dengan besaran fisis
yang telah diketahui nilainya. Hasil pengukuran bersifat universal yang dapat
dinyatakan dalam angka dan satuan atau nilai dan satuan, misalnya pengukuran
kecepatan, dan lain-lain.Penelitian ini bertujuan untuk membuat alat pendeteksi
kecepatan benda bergerakmeggunakan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroler
Atmega8535. MikrokontrolerAtmega8535 berfungsi sebagai tempat memproses
tegangan yang diterima dari sensor ultrasonik yang akan dirubah menjadi sebuah
data berupa informasi yang akan ditampilkanpada LCD (Liquid Crystal Display).
Sensor yang digunakan pada sistem pendeteksi bendabergerak ini terbagi menjadi
dua bagian yaitu transmitter sebagai memancarkan sinyal dan receiver sebagai
penerima sinyal. LCD yang digunakan pada sistem pendeteksi benda bergerak ini
adalahjenis LCD M132 dengan tampilan 2x16 (2 baris dan 16 kolom). Alat ini
dapat mendeteksikecepatan benda bergerak jika benda melewati dari sensor
pertama sampai ke sensor ke dua.
Kata Kunci :MikrokontrolerATM8535, Sensor Ultrasonik,LCD (Liquid
Crystal Display)
iv
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ................................................................................................................ i
Pernyataan ................................................................................................................. ii
Kata Pengantar ......................................................................................................... iii
Abstrak ....................................................................................................................... vi
Daftar Isi ................................................................................................................... v
Daftar Tabel .............................................................................................................. vi
Daftar Gambar ......................................................................................................... vii
BAB I.
PENDAHULUAN ................................................................................
1.1.
Latar Belakang masalah .........................................................................
1.2.
Rumusan Masalah .................................................................................
1.3.
Tujuan Penulisan ....................................................................................
1.4.
Batasan Masalah ....................................................................................
1.5. Sistematika Penulisan ...................................................................................
1
1
3
3
4
4
BAB II.
2.1.
LANDASAN TEORI............................................................................ 6
Sensor Ultrasonik ................................................................................... 6
2.1.1.Pemancar ultrasonik (transmitter) ........................................ 8
2.1.2. Penerima ultrasonik ( receiver ) ………………………… 9
2.2.
Menggunakan ultrasonik range sensor Hc-SR04 dan
SDM-IO ................................................................................................ 10
2.2.1. HC-SR04 ...................................................................................... 11
2.2.2. SDM-IO ....................................................................................... 12
2.3. Mikrokontroller ATmega 8535 ...................................................................... 13
2.3.1. Asitektur mikrokontroller AVR ATmega 8535 ........................... 13
2.3.2. Fitur ATmega8535 ....................................................................... 15
2.3.3. Konfigurasi Pin ATmega8535 ..................................................... 16
2.3.4. Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535 ................. 18
2.3.5. Peta Memory ATMega8535 ......................................................... 21
2.3.6. Register Serba guna ( General Purpose Register) ........................ 23
2.4. USART. ....................................................................................................... 24
2.4.1. Status Register (SREG) ................................................................ 24
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ................................................. 32
3.1. Diagram Blok Rangkaian ............................................................................... 32
3.1.1. Fungsi Tiap Blok ......................................................................... 33
3.2. Rangkaian Penstabilteganggang(regolator) ................................................... 33
3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 ...................................................... 34
3.4. Perancangan Rangkaian LCD ........................................................................ 35
3.5. Perancang Rangkaian Sensor Ultrasonok Ping .............................................. 36
3.6. Perancang Rangkaian Buzzer …………...…………………………………. 38
v
3.7. Flowchart Sistem............................................................................................ 39
3.8. Miniatur System Secara Keseluruhan ........................................................... 40
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 41
4.1.Pengujian Rangkaian Power Supply ............................................................... 41
4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller Atemga8535 ..................................... 41
4.3.Intefacing LCD 2 x 16 .................................................................................... 42
4.4.Pengujian Rangkaian sensor ultrasonik .......................................................... 44
4.5 Pengujian Rangkaian Buzzer ......................................................................... 46
4.6 Pengujian sistem keseluruhan ....................................................................... 46
BAB V. PENUTUP .................................................................................................... 49
5.1.Kesimpulan ..................................................................................................... 49
5.2. Saran............................................................................................................. . 49
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 47
LAMPIRAN
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.5.1
Tabel 2.5.2
Tabel 2.5.3
Tabel 4.6
Halaman
Oprasi Dasar LCD…………………………………………
29
Konfigurasi PIN LCD…………………………………….
29
Konfigurasi PIN LCD……………………………………. 30
Data percobaan………………………………………... ... 47
vii
DAFTAR GAMBAR
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 2.12
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Halaman
10
HC-SR 04 dan Siap Digunakan
11
HC-SR04 Terhubung Dengan Arduino
SDM-10 Dan Arduino uno
12
Arsitektur ATMega8535
15
Konfigurasi Pin ATMega8535
.
Organisasi memori ATMega8535
21
(a) Register I/O Sebagai Memori Data
22
(b) Register I/O sebagai I/O
22
Register Serba guna
23
Status Register
25
LCD 2 x 16
27
Konfigurasi Pin LCD
28
Konfigurasi Pin LCD
29
32
Diagram Blok Sistem
Rangkaian Regulator
33
Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535 34
Rangkaian LCD
36
37
Rangkaian Skematik Sensor Ultrasonik
Rangkaian Buzzer
38
39
Flowchar Sistem
miniatur system keseluruhan
40
viii
17
LAJU KENDARAAN DI JALAN RAYA BERBASIS
ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
NOVITA SARI SINAGA
122408048
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN
2015
APLIKASI SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI ALAT UKUR
LAJU KENDARAAN DI JALAN RAYA BERBASIS
ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli
Madya
NOVITA SARI SINAGA
122408048
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
:Aplikasi sensor ultrasonik sebagai alat ukur laju
kendaraan di jalan raya berbasis atmega8535
Kategori
: Tugas Akhir
Nama
: Novita Sari Sinaga
NomorIndukMahasiswa
: 122408048
Program Studi
: Diploma III (D-3) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan IlmuPengetahuanAlam
Universitas Sumatra Utara
Disetujui di
Medan, juli 2015
DisetujuiOleh
Ketua Program Studi
Pembimbing,
Dr. Susilawati, M.Si
Tua Raja Simbolon.M.Si
NIP. 197412072000122001
NIP : 197211152000121001
i
PERNYATAAN
APLIKASI SENSOR ULTRA SONIK SEBAGAI ALAT UKUR LAJU
KENDARAAN DI JALAN RAYA BERBASIS ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
Sayamengakuibahwatugasakhiriniadalahhasilkaryasendiri.Kecualibeberapakutipa
ndanringkasan yang masing-masingdisebutkansumbernya.
Medan, juli 2015
NOVITA SARI SINAGA
NIM. 122408048
ii
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa,
dengan limpahan berkat-NYA penyusunan proyek 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 Prof. 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 Tua Raja Simbolon,M.Si,selaku
membimbing dan
pembimbing
yang
telah
mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan
Laporan Proyek ini.
5. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara.
6. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa
dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan
Laporan Proyek ini.
7. Senior kami Fathurrahman yang telah memberikan bantuan berupa ilmu
dan motivasi dalam menyelesaikan Laporan Proyek ini.
8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk
menyelesaikan Laporan ini.
9. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Laporan Proyek
yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Akhir kata penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
iii
APLIKASI SENSOR ULTRA SONIK SEBAGAI ALAT UKUR LAJU
KENDARAAN DI JALAN RAYA BERBASIS ATMEGA8535
ABSTRAK
Sistem pengukuran mempunyai peranan penting dalam kehidupan
manusia, khususnya untuk mengetahui nilai dari besaran fisis. Pengukuran adalah
membandingkan besaran fisis yang belum diketahui nilainya dengan besaran fisis
yang telah diketahui nilainya. Hasil pengukuran bersifat universal yang dapat
dinyatakan dalam angka dan satuan atau nilai dan satuan, misalnya pengukuran
kecepatan, dan lain-lain.Penelitian ini bertujuan untuk membuat alat pendeteksi
kecepatan benda bergerakmeggunakan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroler
Atmega8535. MikrokontrolerAtmega8535 berfungsi sebagai tempat memproses
tegangan yang diterima dari sensor ultrasonik yang akan dirubah menjadi sebuah
data berupa informasi yang akan ditampilkanpada LCD (Liquid Crystal Display).
Sensor yang digunakan pada sistem pendeteksi bendabergerak ini terbagi menjadi
dua bagian yaitu transmitter sebagai memancarkan sinyal dan receiver sebagai
penerima sinyal. LCD yang digunakan pada sistem pendeteksi benda bergerak ini
adalahjenis LCD M132 dengan tampilan 2x16 (2 baris dan 16 kolom). Alat ini
dapat mendeteksikecepatan benda bergerak jika benda melewati dari sensor
pertama sampai ke sensor ke dua.
Kata Kunci :MikrokontrolerATM8535, Sensor Ultrasonik,LCD (Liquid
Crystal Display)
iv
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ................................................................................................................ i
Pernyataan ................................................................................................................. ii
Kata Pengantar ......................................................................................................... iii
Abstrak ....................................................................................................................... vi
Daftar Isi ................................................................................................................... v
Daftar Tabel .............................................................................................................. vi
Daftar Gambar ......................................................................................................... vii
BAB I.
PENDAHULUAN ................................................................................
1.1.
Latar Belakang masalah .........................................................................
1.2.
Rumusan Masalah .................................................................................
1.3.
Tujuan Penulisan ....................................................................................
1.4.
Batasan Masalah ....................................................................................
1.5. Sistematika Penulisan ...................................................................................
1
1
3
3
4
4
BAB II.
2.1.
LANDASAN TEORI............................................................................ 6
Sensor Ultrasonik ................................................................................... 6
2.1.1.Pemancar ultrasonik (transmitter) ........................................ 8
2.1.2. Penerima ultrasonik ( receiver ) ………………………… 9
2.2.
Menggunakan ultrasonik range sensor Hc-SR04 dan
SDM-IO ................................................................................................ 10
2.2.1. HC-SR04 ...................................................................................... 11
2.2.2. SDM-IO ....................................................................................... 12
2.3. Mikrokontroller ATmega 8535 ...................................................................... 13
2.3.1. Asitektur mikrokontroller AVR ATmega 8535 ........................... 13
2.3.2. Fitur ATmega8535 ....................................................................... 15
2.3.3. Konfigurasi Pin ATmega8535 ..................................................... 16
2.3.4. Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535 ................. 18
2.3.5. Peta Memory ATMega8535 ......................................................... 21
2.3.6. Register Serba guna ( General Purpose Register) ........................ 23
2.4. USART. ....................................................................................................... 24
2.4.1. Status Register (SREG) ................................................................ 24
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ................................................. 32
3.1. Diagram Blok Rangkaian ............................................................................... 32
3.1.1. Fungsi Tiap Blok ......................................................................... 33
3.2. Rangkaian Penstabilteganggang(regolator) ................................................... 33
3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 ...................................................... 34
3.4. Perancangan Rangkaian LCD ........................................................................ 35
3.5. Perancang Rangkaian Sensor Ultrasonok Ping .............................................. 36
3.6. Perancang Rangkaian Buzzer …………...…………………………………. 38
v
3.7. Flowchart Sistem............................................................................................ 39
3.8. Miniatur System Secara Keseluruhan ........................................................... 40
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 41
4.1.Pengujian Rangkaian Power Supply ............................................................... 41
4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller Atemga8535 ..................................... 41
4.3.Intefacing LCD 2 x 16 .................................................................................... 42
4.4.Pengujian Rangkaian sensor ultrasonik .......................................................... 44
4.5 Pengujian Rangkaian Buzzer ......................................................................... 46
4.6 Pengujian sistem keseluruhan ....................................................................... 46
BAB V. PENUTUP .................................................................................................... 49
5.1.Kesimpulan ..................................................................................................... 49
5.2. Saran............................................................................................................. . 49
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 47
LAMPIRAN
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.5.1
Tabel 2.5.2
Tabel 2.5.3
Tabel 4.6
Halaman
Oprasi Dasar LCD…………………………………………
29
Konfigurasi PIN LCD…………………………………….
29
Konfigurasi PIN LCD……………………………………. 30
Data percobaan………………………………………... ... 47
vii
DAFTAR GAMBAR
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 2.12
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Halaman
10
HC-SR 04 dan Siap Digunakan
11
HC-SR04 Terhubung Dengan Arduino
SDM-10 Dan Arduino uno
12
Arsitektur ATMega8535
15
Konfigurasi Pin ATMega8535
.
Organisasi memori ATMega8535
21
(a) Register I/O Sebagai Memori Data
22
(b) Register I/O sebagai I/O
22
Register Serba guna
23
Status Register
25
LCD 2 x 16
27
Konfigurasi Pin LCD
28
Konfigurasi Pin LCD
29
32
Diagram Blok Sistem
Rangkaian Regulator
33
Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535 34
Rangkaian LCD
36
37
Rangkaian Skematik Sensor Ultrasonik
Rangkaian Buzzer
38
39
Flowchar Sistem
miniatur system keseluruhan
40
viii
17