Rancang Bangun Tempat Sampah Otomatis Menggunakan Sensor HC-SR04 Berbasis Mikrokontroler Atmega 328
RANCANG BANGUN TEMPAT SAMPAH OTOMATIS
MENGGUNAKAN SENSOR HC-SR04 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR
142408044
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
20 17
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN TEMPAT SAMPAH OTOMATIS
MENGGUNAKAN SENSOR HC-SR04 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
DiajukanUntukMelengkapi Tugas Dan MemenuhiSyaratMemperoleh Gelar
AhliMadya
YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR
142408044
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPATERMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul
:Rancang Bangun Tempat Sampah Otomatis
Menggunakan
Sensor
HC-SR04
Berbasis
Mikrokontroler Atmega 328
Kategori
: TugasAkhir
Nama / NIM
: YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR (142408044)
Program Studi
: D-3 Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan IlmuPengetahuanAlam
Universitas Sumatra Utara
Disetujui di
Medan, 11 April 2017
DisetujuiOleh
Ketua Program Studi D-3 Fisika
Pembimbing,
Drs. Takdir Tamba, M.Eng,Sc
Awan MaghfirahS.Si,M.Si
NIP. 196006031986011002
NIP: 197909022020121004
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PERNYATAAN
RANCANG BANGUN TEMPAT SAMPAH OTOMATIS
MENGGUNAKAN SENSOR HC-SR04 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
Sayamengakuibahwatugasakhiriniadalahhasilkaryasendiri.Kecualibeberapakutipa
ndanringkasan yang masing-masingdisebutkansumbernya.
Medan, 11 April 2017
YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR
NIM. 142408044
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Telah dilakukan perancangan tempat sampah otomatis menggunakan sensor HCSR04 berbasis Mikrokontroler Atmega 328. Alat ini dapat dimanfaatkan sebagai
sistem kontrol otomatisdimana untuk membuka dan menutup tempat sampah,
pengguna tidak perlu menyentuh tempat sampah tersebut dan alat ini juga
dilengkapi dengan alarm sebagai penanda jika tempat sampah sudah penuh.
Sistem ini terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri
dari Mikrokontroler, Sensor HC-SR04, LED(Light Emitting Diode), Buzzer,
Motor Servo. Perangkat lunak pada sistem ini dibuat dengan menggunakan
program Arduino IDE. Jika Sensor Out mendeteksi objek/manusia pada tempat
sampah dengan jarak maksimal 30cm, maka motor servo akan membuka tutup
tempat sampah secara otomatis dan sebaliknya apabila jarak lebih dari 30cm,
maka motor servo akan menutup tutup tempat sampah secara otomatis, Kemudian
jika Sensor In mendeteksi objek/sampah dengan jarak maksimal 5cm, maka
buzzer akan berbunyi dan sebaliknya apabila jarak lebih dari 5cm, maka buzzer
tidak akan berbunyi. Untuk kerja tong sampah otomatis menggunakan Arduino ini
secara keseluruhan efektif digunakan demi menjaga kesehatan dan kebersihan
lingkungan.
Kata Kunci : Mikrokontroler Atmega328, Sensor HC SR-04, Motor Servo,
Buzzer.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala rahmat dan karunia yang telah dilimpahkan- Nya, kepada penulis sehingga
dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Rancang Bangun Tempat Sampah
Otomatis Menggunakan Sensor HC-SR04 Berbasis Mikrokontroler Atmega
328”meskipun dalam proses penulisan banyak menemui hambatan dan rintangan,
namun dengan usaha maksimal yang di lakukan penulis serta bantuan dari
berbagai pihak, akhirnya laporan Tugas Akhir ini dapat selesai. Penulis menyadari
bahwa selama proses hingga terselesaikannya penyusunan Laporan Tugas
Akhirini banyak mendapat kontribusi dari berbagai pihak.
Atas bantuan dan motivasi yang diberikan, penulis ingin menyampaikan
rasa terimakasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan, dukungan secara
saran yang telah diberikan. Olehkarena itu dalam kesempatan ini penulis
menyampaikan terimakasih kepada:
1. BapakDr. Kerista Sebayang, MS, selaku Dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. BapakDrs. Takdir Tamba, M.Eng,Sc selaku ketua Program Studi D-3
Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara.
3. Bapak AwanMaghfirahS.Si,M.Si selaku Pembimbing yang
selalu
membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan
tugas akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
4. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara.
5. Teristimewa kepada orangtua penulis tercinta dan paling disayangi
yang selalu mendoakan, membantu dan memberikan dukungan yang
penuh baik secara materil maupun moril kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
6. Teman-teman Mahasiswa/i Fisika FMIPA USU angkatan 2014.
7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah
membantu dalam penyelesaian LaporanTugas Akhir ini.
Akhirnya sebagai bagian dari sebuah perjalanan panjang, penulis menyadari
keterbatasan ilmu pengetahuan dan pengalaman untuk menyelesaikan Laporan
Tugas Akhir ini secara sempurna.Oleh karena itu, dengan tangan dan hati terbuka
penulis menerima kritikan dan saran yang positif untuk kesempurnaan laporan
Tugas Akhirini. Akhir kata penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini
dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun khalayak ramai yang
membacanya. Amin.
Medan, 25 April 2017
Yoreza Hamid
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..........................................................................................
i
KATA PENGANTAR ........................................................................
ii
DAFTAR ISI .......................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................
vii
DAFTAR TABEL ..............................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................
1
1.1. Latar Belakang ................................................................
1
1.2. Rumusan Masalah...........................................................
2
1.3. Tujuan Penelitian ............................................................
2
1.4. Batasan Masalah .............................................................
2
1.5. Metode Penulisan ............................................................
3
1.6. Sistematika Penulisan .....................................................
3
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................
5
2.1. Mikrokontroler Atmega 328 ..........................................
5
2.1.1. Konfigurasi Pin Atmega 328 ...................................
7
2.1.2. Memori Atmega 328 ................................................
10
2.1.3. Komunikasi Serial Pada Atmega 328 ....................
10
2.1.4 Daya ...........................................................................
10
2.2. Sensor HC SR-04 .............................................................
11
2.3. Motor Servo .....................................................................
14
2.3.1. Prinsip Kerja Motor Servo .....................................
16
iv
Universitas Sumatera Utara
2.4. Buzzer ...............................................................................
17
2.5. LED ...................................................................................
18
2.6. IC Regulator 7805 ...........................................................
19
2.6.1 Keunggulan IC 7805 .................................................
20
2.6.2. Kekurangan IC 7805 ...............................................
20
2.6.3. Fungsi IC 7805 .........................................................
20
2.7. Push Button Switch .........................................................
21
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ...........................
24
3.1.Diagram Blok Sistem .......................................................
24
3.1.1.Fungsi-Fungsi Diagram Blog ...................................
24
3.2.Rangkaian Regulator 7805 ..............................................
25
3.3.Rangkaian Mikrokontroler Atmega 328 ........................
25
3.4.Rangkaian LED ................................................................
26
3.5.Rangkaian Sensor HC SR-04 ..........................................
27
3.6.Rangkaian Motor Servo...................................................
28
3.7. Rangkaian Push Button ..................................................
29
3.8.Flowchat Sistem ................................................................
29
BAB IV PENGUJIAN HASIL ..........................................................
30
4.1.Pengujian Rangkaian Regulator 7805 ............................
30
4.2.Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ...........................
30
4.3.Pengujian Rangkaian LED ..............................................
31
4.4.Pengujian Rangkaian Sensor HC SR-04 ........................
32
4.5.Pengujian Rangkaian Motor Servo ................................
35
v
Universitas Sumatera Utara
4.6. Pengujian Rangkaian Push Button ................................
36
BAB V PENUTUP ..............................................................................
38
5.1.Kesimpulan .......................................................................
38
5.2.Saran ..................................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................
40
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
2.1.Architecture ATmega3 .................................................................
7
2.2. Konfigurasi Pin Atmega 328 ......................................................
7
2.3. Konfigurasi pin sensor ultrasonik HC-SR04 ............................
12
2.4. Prinsip kerja HC-SR04 ...............................................................
12
2.5. Timing diagram sensor ultrasonik HC-SR04 ............................
14
2.6. Struktur Motor Servo .................................................................
15
2.7. Timing Diagram Motor Servo ....................................................
16
2.8. Buzzer ...........................................................................................
17
2.9. Led ................................................................................................
19
2.10. Diagram Kaki LM7805 ............................................................
21
2.11. Push Button Switch ...................................................................
22
2.12. Prinsip Kerja Push Button Switch ..........................................
22
3.1. Diagram Blok Sistem ..................................................................
24
3.2. Rangkaian Regulator 7805 .........................................................
25
3.3. Rangkaian Mikrokontroler Atmega 328 ...................................
26
3.4.Rangkaian LED ............................................................................
27
vii
Universitas Sumatera Utara
3.5.Rangkaian Sensor HC-SR04 .......................................................
27
3.6.Rangkaian Motor Servo ..............................................................
28
3.7. Rangkaian Push Button Switch .................................................
29
3.8. Flowchat Sistem...........................................................................
29
4.1.Informasi Signature Mikrokontroler .........................................
30
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
2.1. Arus dan Tegangan maksimum LED ........................................
18
2.2. Voltage Regulator IC 7805 ..........................................................
21
4.1. Hasil Pengujian Sensor HC-SR04 Terhadap Obyek ...............
34
ix
Universitas Sumatera Utara
MENGGUNAKAN SENSOR HC-SR04 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR
142408044
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
20 17
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN TEMPAT SAMPAH OTOMATIS
MENGGUNAKAN SENSOR HC-SR04 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
DiajukanUntukMelengkapi Tugas Dan MemenuhiSyaratMemperoleh Gelar
AhliMadya
YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR
142408044
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPATERMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul
:Rancang Bangun Tempat Sampah Otomatis
Menggunakan
Sensor
HC-SR04
Berbasis
Mikrokontroler Atmega 328
Kategori
: TugasAkhir
Nama / NIM
: YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR (142408044)
Program Studi
: D-3 Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan IlmuPengetahuanAlam
Universitas Sumatra Utara
Disetujui di
Medan, 11 April 2017
DisetujuiOleh
Ketua Program Studi D-3 Fisika
Pembimbing,
Drs. Takdir Tamba, M.Eng,Sc
Awan MaghfirahS.Si,M.Si
NIP. 196006031986011002
NIP: 197909022020121004
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PERNYATAAN
RANCANG BANGUN TEMPAT SAMPAH OTOMATIS
MENGGUNAKAN SENSOR HC-SR04 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
Sayamengakuibahwatugasakhiriniadalahhasilkaryasendiri.Kecualibeberapakutipa
ndanringkasan yang masing-masingdisebutkansumbernya.
Medan, 11 April 2017
YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR
NIM. 142408044
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Telah dilakukan perancangan tempat sampah otomatis menggunakan sensor HCSR04 berbasis Mikrokontroler Atmega 328. Alat ini dapat dimanfaatkan sebagai
sistem kontrol otomatisdimana untuk membuka dan menutup tempat sampah,
pengguna tidak perlu menyentuh tempat sampah tersebut dan alat ini juga
dilengkapi dengan alarm sebagai penanda jika tempat sampah sudah penuh.
Sistem ini terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri
dari Mikrokontroler, Sensor HC-SR04, LED(Light Emitting Diode), Buzzer,
Motor Servo. Perangkat lunak pada sistem ini dibuat dengan menggunakan
program Arduino IDE. Jika Sensor Out mendeteksi objek/manusia pada tempat
sampah dengan jarak maksimal 30cm, maka motor servo akan membuka tutup
tempat sampah secara otomatis dan sebaliknya apabila jarak lebih dari 30cm,
maka motor servo akan menutup tutup tempat sampah secara otomatis, Kemudian
jika Sensor In mendeteksi objek/sampah dengan jarak maksimal 5cm, maka
buzzer akan berbunyi dan sebaliknya apabila jarak lebih dari 5cm, maka buzzer
tidak akan berbunyi. Untuk kerja tong sampah otomatis menggunakan Arduino ini
secara keseluruhan efektif digunakan demi menjaga kesehatan dan kebersihan
lingkungan.
Kata Kunci : Mikrokontroler Atmega328, Sensor HC SR-04, Motor Servo,
Buzzer.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala rahmat dan karunia yang telah dilimpahkan- Nya, kepada penulis sehingga
dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Rancang Bangun Tempat Sampah
Otomatis Menggunakan Sensor HC-SR04 Berbasis Mikrokontroler Atmega
328”meskipun dalam proses penulisan banyak menemui hambatan dan rintangan,
namun dengan usaha maksimal yang di lakukan penulis serta bantuan dari
berbagai pihak, akhirnya laporan Tugas Akhir ini dapat selesai. Penulis menyadari
bahwa selama proses hingga terselesaikannya penyusunan Laporan Tugas
Akhirini banyak mendapat kontribusi dari berbagai pihak.
Atas bantuan dan motivasi yang diberikan, penulis ingin menyampaikan
rasa terimakasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan, dukungan secara
saran yang telah diberikan. Olehkarena itu dalam kesempatan ini penulis
menyampaikan terimakasih kepada:
1. BapakDr. Kerista Sebayang, MS, selaku Dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. BapakDrs. Takdir Tamba, M.Eng,Sc selaku ketua Program Studi D-3
Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara.
3. Bapak AwanMaghfirahS.Si,M.Si selaku Pembimbing yang
selalu
membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan
tugas akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
4. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara.
5. Teristimewa kepada orangtua penulis tercinta dan paling disayangi
yang selalu mendoakan, membantu dan memberikan dukungan yang
penuh baik secara materil maupun moril kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
6. Teman-teman Mahasiswa/i Fisika FMIPA USU angkatan 2014.
7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah
membantu dalam penyelesaian LaporanTugas Akhir ini.
Akhirnya sebagai bagian dari sebuah perjalanan panjang, penulis menyadari
keterbatasan ilmu pengetahuan dan pengalaman untuk menyelesaikan Laporan
Tugas Akhir ini secara sempurna.Oleh karena itu, dengan tangan dan hati terbuka
penulis menerima kritikan dan saran yang positif untuk kesempurnaan laporan
Tugas Akhirini. Akhir kata penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini
dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun khalayak ramai yang
membacanya. Amin.
Medan, 25 April 2017
Yoreza Hamid
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..........................................................................................
i
KATA PENGANTAR ........................................................................
ii
DAFTAR ISI .......................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................
vii
DAFTAR TABEL ..............................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................
1
1.1. Latar Belakang ................................................................
1
1.2. Rumusan Masalah...........................................................
2
1.3. Tujuan Penelitian ............................................................
2
1.4. Batasan Masalah .............................................................
2
1.5. Metode Penulisan ............................................................
3
1.6. Sistematika Penulisan .....................................................
3
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................
5
2.1. Mikrokontroler Atmega 328 ..........................................
5
2.1.1. Konfigurasi Pin Atmega 328 ...................................
7
2.1.2. Memori Atmega 328 ................................................
10
2.1.3. Komunikasi Serial Pada Atmega 328 ....................
10
2.1.4 Daya ...........................................................................
10
2.2. Sensor HC SR-04 .............................................................
11
2.3. Motor Servo .....................................................................
14
2.3.1. Prinsip Kerja Motor Servo .....................................
16
iv
Universitas Sumatera Utara
2.4. Buzzer ...............................................................................
17
2.5. LED ...................................................................................
18
2.6. IC Regulator 7805 ...........................................................
19
2.6.1 Keunggulan IC 7805 .................................................
20
2.6.2. Kekurangan IC 7805 ...............................................
20
2.6.3. Fungsi IC 7805 .........................................................
20
2.7. Push Button Switch .........................................................
21
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ...........................
24
3.1.Diagram Blok Sistem .......................................................
24
3.1.1.Fungsi-Fungsi Diagram Blog ...................................
24
3.2.Rangkaian Regulator 7805 ..............................................
25
3.3.Rangkaian Mikrokontroler Atmega 328 ........................
25
3.4.Rangkaian LED ................................................................
26
3.5.Rangkaian Sensor HC SR-04 ..........................................
27
3.6.Rangkaian Motor Servo...................................................
28
3.7. Rangkaian Push Button ..................................................
29
3.8.Flowchat Sistem ................................................................
29
BAB IV PENGUJIAN HASIL ..........................................................
30
4.1.Pengujian Rangkaian Regulator 7805 ............................
30
4.2.Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ...........................
30
4.3.Pengujian Rangkaian LED ..............................................
31
4.4.Pengujian Rangkaian Sensor HC SR-04 ........................
32
4.5.Pengujian Rangkaian Motor Servo ................................
35
v
Universitas Sumatera Utara
4.6. Pengujian Rangkaian Push Button ................................
36
BAB V PENUTUP ..............................................................................
38
5.1.Kesimpulan .......................................................................
38
5.2.Saran ..................................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................
40
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
2.1.Architecture ATmega3 .................................................................
7
2.2. Konfigurasi Pin Atmega 328 ......................................................
7
2.3. Konfigurasi pin sensor ultrasonik HC-SR04 ............................
12
2.4. Prinsip kerja HC-SR04 ...............................................................
12
2.5. Timing diagram sensor ultrasonik HC-SR04 ............................
14
2.6. Struktur Motor Servo .................................................................
15
2.7. Timing Diagram Motor Servo ....................................................
16
2.8. Buzzer ...........................................................................................
17
2.9. Led ................................................................................................
19
2.10. Diagram Kaki LM7805 ............................................................
21
2.11. Push Button Switch ...................................................................
22
2.12. Prinsip Kerja Push Button Switch ..........................................
22
3.1. Diagram Blok Sistem ..................................................................
24
3.2. Rangkaian Regulator 7805 .........................................................
25
3.3. Rangkaian Mikrokontroler Atmega 328 ...................................
26
3.4.Rangkaian LED ............................................................................
27
vii
Universitas Sumatera Utara
3.5.Rangkaian Sensor HC-SR04 .......................................................
27
3.6.Rangkaian Motor Servo ..............................................................
28
3.7. Rangkaian Push Button Switch .................................................
29
3.8. Flowchat Sistem...........................................................................
29
4.1.Informasi Signature Mikrokontroler .........................................
30
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
2.1. Arus dan Tegangan maksimum LED ........................................
18
2.2. Voltage Regulator IC 7805 ..........................................................
21
4.1. Hasil Pengujian Sensor HC-SR04 Terhadap Obyek ...............
34
ix
Universitas Sumatera Utara