Perancangan Sistem Akuisisi Data Dengan Pengukuran Kecepatan Angin, Suhu, Dan Kelembapan Udara Jarak Jauh.

PERANCANGAN SISTEM AKUISISI DATA DENGAN PENGUKURAN KECEPATAN ANGIN, SUHU, DAN KELEMBAPAN UDARA JARAK JAUH

SKRIPSI

DAVID HUTAJULU 110801086

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

PERANCANGAN SISTEM AKUISISI DATA DENGAN PENGUKURAN KECEPATAN ANGIN, SUHU, DAN KELEMBAPAN UDARA JARAK JAUH

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

DAVID HUTAJULU 110801086

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN SISTEM AKUISISI DATA DENGAN PENGUKURAN KECEPATAN ANGIN, SUHU, DAN KELEMBAPAN UDARA JARAK JAUH.

Kategori : SKRIPSI

Nama : DAVID HUTAJULU

Nomor Induk Mahasiswa : 110801086

Program Studi : Sarjana (S1) FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Agustus 2015

Komisi Pembimbing : Diketahui

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang Dr. Bisman Perangin angin, M.Eng, Sc NIP. 195510301980031003 NIP. 195609181985031002

PERNYATAAN

PERANCANGAN SISTEM AKUISISI DATA DENGAN PENGUKURAN KECEPATAN ANGIN, SUHU, DAN KELEMBAPAN UDARA JARAK JAUH

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa dari ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2015

DAVID HUTAJULU 110801086

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat kasih karunianya dan berkat penyertaan Tuhan yang selalu senantiasa menjaga dan membimbing penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Sungguh Tuhan Maha kasih, Maha baik dan Maha murah hati. Terima kasih Tuhan buat kasihMu yang selalu meyertai aku dalam setiap pekerjaan dan sepanjang kehidupanku.

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak baik secara moril maupun material. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar besarnya kepada :

1. Orang tua penulis, P. Hutajulu saya ucapkan banyak terima kasih yang senantiasa membimbing, mendukung dan selalu memberikan penulis motivasi – motivasi yang sangat berguna dan membangun untuk saya dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan cepat. Dan terima kasih juga penulis ucapkan untuk setiap doa – doa yang diberikan kepada penulis.

2. Dr. Bisman Perangin angin, M.Eng, Sc, selaku dosen pembimbing penulis yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis selama pengerjaan skripsi ini. Terima kasih atas kesabaran, dukungan dan nasehat yang diberikan kepada penulis.

3. Drs. Takdir Tamba, M.Eng, selaku dosen pembimbing penulis juga yang telah banyak memberikan masukan dan saran juga kepada penulis dalam pengerjaan skripsi.

4. Dr. Marhaposan Situmorang, dan Drs Syahrul Humaidi, M.sc selaku ketua dan sekretaris Departemen FISIKA, serta seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen FISIKA yang selalu memperhatikan penulis terutama dalam proses perkuliahan di Departemen FISIKA FMIPA USU.

5. Kakak – kakak saya, Masniar Ely Sabhatini Hutajulu, S.Sos, Naomi Berliana Hutajulu, S.Si, dan adik – adik saya Mutiara Clara Priskila Hutajulu, Ruth Ayu Permata sari Hutajulu, Christine Intan Paulina Hutajulu, yang selalu memberikan doa dan semangat bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi.

6. Teman – teman kelompok kecil, Misael Soaduon, Desi Permata sari, dan Nova Pratiwi. Dan kepada abang kelompok kecil, bg Tri Andes Sinaga, yang selalu memberikan semangat, Motivasi dan doa – doa nya dalam meyelesaikan skripsi ini.

7. Teman – teman di PHYSICS PROLIX, Jansius, Parasian, Rinto, Hendrik, Jerri, Damos, William, Russell, jepri, Dosni, Togar, Randy, Trisno, Iwan, Ingot, Steven, Wahyu, Eman, Ilham, Fahmi, Simon, Gabe, Hendra Nababan, Rusti, Dyana, Ancela, Juliana, Tabita, Nensi, Lilis, Widya, Putri, Henni, Rahel, Pesta, Lurani, Ita yang sudah saling memberikan semangat dan dukungan untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini, “Semangat dan Jaya terus PHYSIC PROLIX”.

8. Abang kakak Alumni dan adik – adikku stambuk 2012, 2013, dan juga adik – adikku stambuk 2014, yang telah memberikan dukungan dan motivasi yang luar biasa sehingga penulis lebih bersemangat lagi untuk menyelsaikan penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang menbangun demi penyempurnaan isi dan analisa yang disajikan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.

Medan, Agustus 2015

DAVID HUTAJULU 110801086

ABSTRAK

Telah dirancang sebuah system akuisisi data dengan mengaplikasikan 3 (buah) parameter berbasis Mikrokontroler ATMega8535. System tersebut sudah dilengkapi dengan modul GSM yang akan digunakan untuk mengirimkan pesan atau SMS pada operator dari jarak yang cukup jauh. Prinsip kerja dari system akuisisi data ini adalah Anemometer dan SHT11 akan mengukur secara langsung besarnya kecepatan angin, suhu dan kelembapan udara dari suatu lokasi pengukuran, selanjutnya data – data tersebut akan di akuisisi kan ke dalam mikrokontroler ATMega 8535 dan akan ditampilkan pada LCD, data – data tersebut juga akan disimpan dalam PC/Computer dalam bentuk database yang teratur. Pada keadaan tertentu dalam lokasi pengukuran, ketika kecepatan angin yang mencapai titik ekstrim, suhu udara yang meningkat, dan kelembapan udara yang naik secara tidak wajar, maka mikrokontoler akan mengirimkan pesan melalui modul GSM kepada operator pada jarak yang cukup jauh.

ABSTRACK

Has was design a akuisisi data system with application 3 parameter principle microcontroller ATMega8535. Has system was complete with module GSM and it was will use to send message or SMS to operator from the distance far. The principle from akuisisi data system is Anemometer and SHT11 will the measure live price of wind velocity, temperature and humidity from a place measurement. And the dates will process akuisisi to microcontroller ATMega8535 and showing to LCD, The dates wiil saving to PC or Computer in database system. If condition in measurement location if wind velocity to be extreme, temperature, and humidity was rise, and than microcontroller will be send message pass modul GSM to operator from the distance far.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak v

Abstrack iv

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Bab 1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Sistematika Penulisan 4

Bab 2 Landasan Teori

2.1 Modul GSM (Global System Mobile) 5

2.2 Jaringan GSM 6

2.3 Layanan SMS pada system GSM 7

2.4 AT-Command 8

2.5 Sensor Suhu dan Kelembaban 10

2.6 Prinsip Kerja SHT11 11

2.8 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega8535 13

2.9 Rangkaian Display LCD 15

2.10 Komunikasi serial RS232 16

2.11 Anemometer 18

2.12 Proses Pengukuran Anemometer 22

2.13 Jenis dan Tipe Anemometer 22

Bab 3 Perancangan Alat

3.1 Diagram Blok Rangkaian 24

3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA) 26

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 27

3.4 Rangkaian Sensor SHT11 28

3.5 Rangkaian Interface Komunikasi RS232 30

3.6 Rangkaian LCD 32

3.7 Rangkaian Lengkap 33

Bab 4 Pengujian Alat dan Program

4.1 Pengujian Rangkaian LCD 34

4.2 Pengujian Modul GSM 36

4.3 Pengujian Sistem Mikrokontroler ATMega8535 37

4.4 Pengujian Sensor secara Keseluruhan 39

4.5 Pengujian Sensor Suhu 41

4.6 Pengujian Sensor Kelembaban 42

4.7 Pengujian Sensor Kecepatan Angin 43

Bab 5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 44

5.2 Saran 44

Daftar Pustaka 45

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Jenis Perintah AT-Command 9

Table 2.2 PIN DB9 dan DB25 17

Table 2.3 Fungsi Masing – Masing PIN 17

Table 4.1 Data Hasil Pengujian Alat Secara Keseluruhan 39 Table 4.2 Pengujian Sensor Thermometer Raksa dan SHT11 41 Table 4.3 Pengujian Kelembaban Udara atara sensor sensor Jarum dan SHT11 42 Table 4.4 Pengujian Anemometer TA dan Anemometer Digital 43

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Modul GSM 5

Gambar 2.2 Diagram Blok Rangkaian Modul GSM 6

Gambar 2.3 Sensor SHT11 10

Gambar 2.4 Diagram Blok SHT11 11

Gambar 2.5 Konfigurasi pin ATMega8535 12

Gambar 2.6 Rangkaian Display LCD 15

Gambar 2.7 Peta Memori LCD 15

Gambar 2.8 Konektor RS-232 16

Gambar 2.9 Baling – Baling untuk menentukan Arah angin 20

Gambar 2.10 Jenis – jenis Anemometer 21

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 24

Gambar 3.2 Rangkaian skematik Power Supplay 26 Gambar 3.3 Rangkaian system minimum Mikrokontroler ATMega8535 27 Gambar 3.4 Pemasangan Rangkaian Mikrokontroler dan SHT11 28

Gambar 3.5 Rangkaian RS-232 30

Gambar 3.6 Rangkaian LCD 32

Gambar 3.7 Rangkaian secara keseluruhan 33

ABSTRAK

Telah dirancang sebuah system akuisisi data dengan mengaplikasikan 3 (buah) parameter berbasis Mikrokontroler ATMega8535. System tersebut sudah dilengkapi dengan modul GSM yang akan digunakan untuk mengirimkan pesan atau SMS pada operator dari jarak yang cukup jauh. Prinsip kerja dari system akuisisi data ini adalah Anemometer dan SHT11 akan mengukur secara langsung besarnya kecepatan angin, suhu dan kelembapan udara dari suatu lokasi pengukuran, selanjutnya data – data tersebut akan di akuisisi kan ke dalam mikrokontroler ATMega 8535 dan akan ditampilkan pada LCD, data – data tersebut juga akan disimpan dalam PC/Computer dalam bentuk database yang teratur. Pada keadaan tertentu dalam lokasi pengukuran, ketika kecepatan angin yang mencapai titik ekstrim, suhu udara yang meningkat, dan kelembapan udara yang naik secara tidak wajar, maka mikrokontoler akan mengirimkan pesan melalui modul GSM kepada operator pada jarak yang cukup jauh.

ABSTRACK

Has was design a akuisisi data system with application 3 parameter principle microcontroller ATMega8535. Has system was complete with module GSM and it was will use to send message or SMS to operator from the distance far. The principle from akuisisi data system is Anemometer and SHT11 will the measure live price of wind velocity, temperature and humidity from a place measurement. And the dates will process akuisisi to microcontroller ATMega8535 and showing to LCD, The dates wiil saving to PC or Computer in database system. If condition in measurement location if wind velocity to be extreme, temperature, and humidity was rise, and than microcontroller will be send message pass modul GSM to operator from the distance far.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan tekhnologi pada zaman modern ini begitu berkembang dengan pesat nya sehingga memacu setiap orang untuk berlomba – lomba berkreasi di bidang tekhnolgi informasi dan komunikasi, baik dalam dunia industry, pertanian, penerbanagan dll, kebutuhan manusia akan tekhnologi tersebut yang menyebabkan semakin maju nya tekhnologi yang ada pada saat ini, system akuisisi data, perkembangan mikrokontroler dan komunikasi data merupakan beberapa jenis tekhnologi yang banyak berkembang saat ini dalam dunia fisika. Dari kemajuan tekhnolgi tersebut juga mendorong perkembangan komunikasi data antara perangkat satu dengan yang lain agar saling dapat terkoneksi, bukan hanya dengan menggunakan kabel telephon atau sejenisnya, melainkan sudah menggunakan tekhnologi nirkabel (tanpa kabel).

System akuisisi data merupakan system pengumpulan data dari beberapa system yang sedang berlangsung seperti informasi dari kecepatan angin dan kelembapan udara dari suatu lokasi yang menjadi tempat untuk melakukan pengukuran ataupun pengambilan data fisis dari suatu tempat tersebut. setelah memperoleh data dari beberapa jenis sensor tersebut maka data akan diteruskan pada mikrokontroler dimana mikrokontroler merupakan computer yang ekonomis yang dikemas dalam satu chip tetapi sudah mempunyai pengolah mikro, memori dan system I/O. dimana mikrokontroler ini akan berfungsi untuk memproses data yang masuk dan akan meneruskan data atau memberikan perintah pada perangkat elektronika yang lain nya untuk melakukan suatu proses kerja sesuai yang ingin kita control.

Komunikasi data merupakan suatu tekhnologi yang dapat membawa data atau informasi dari suatu tempat ke tempat lain dengan media kabel, maupun nirkabel, tekhnolgi yang banyak berkembang saat ini merupakan komunikasi data nirkabel yang memiliki lebih banyak keuntungan penggunaan nya dibanding tekhnologi menggunakan kabel, ada beberapa jenis tekhnolgi nirkabel diantara nya menggunakan wifi, frekuensi radio, infrared, dll, terkhnolgi ini mendukung untuk pengiriman atau penerimaan data yang cukup jauh, agar konsumen yang

menggunakan tekhnolgi ini dapat berkomunikasi ataupun memonitoring suatu lokasi atau suatu tempat dari daerah yang cukup jauh, dimana media tekhnologi merupakan telephon selular.

Tekhnologi akuisisi data saat ini sudah banyak di pergunakan banyak orang untuk tugas akhir, maupun langsung dipakai dalam aplikasinya di dunia industry, tetapi pada umum nya masih banyak yang menggunakan satu dan dua kanal dalam aplikasi nya secara langsung. Begitu juga dalam penggunaan modul GSM yang sudah banyak di pergunakan sebagai komunikasi antara mesin ke mesin dan mesin ke operator, lain hal nya untuk penggunaan data base system yang banyak digunakan yaitu dengan menggunakan Microsoft access dan Microsoft excel.

Berdasarkan perkembangan tekhnolgi – tekhnologi tersebut penulis mencoba untuk membuat suatu rancangan alat bertekhnolgi canggih yang menggabungkan system akuisisi data multi kanal, system data base penggunaan mikrokontroler dan komunikasi data nirkabel atau komunikasi data jarak jauh untuk mengetahui nilai kecepatan angin, temperature udara dan kelembapan udara suatu lokasi yang akan di monitoring, dimana untuk mengukur kecepatan angin penulis menggunkan Anemometer yang akan diputar oleh kipas angin juga untuk mendapatkan kecepatan angin tersebut, sedangkan untuk mengukur kelembapan udara dan temperature udara, penulis menggunakan sensor SHT 11. Dimana setelah didapatkan data maka mikrokontroler akan menampilkan nya pada LCD dan kita dapat memonitor data yang didapat tersebut melalui computer atau pc yang telah terhubung dengan rangkaian alat tersebut, kemudian pada keadaan tertentu mikrokontroler akan mengirimkan pesan kepada telephone selular jika melewati nilai ambang dari ketiga sensor tersebut yang telah disetting dari awal. Nantinya alat ini dapat dipergunakan untuk mendeteksi dini terjadinya hujan dari suatu lokasi, untuk mengetahui kelembapan udara dan kecepatan angin dari suatu industry rumah tangga seperti rumah kaca dan budidaya jamur, dapat juga dipergunakan untuk mengetahui kecepatan angin dan kelembapan udara dari suatu dataran tinggi untuk olahraga paralayang dan sejenisnya, dan dapat juga digunakan dalam industry penerbangan, dll.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang yang telah dijelaskan, secara umum dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana merancang dan membuat system akuisisi data multikanal berbasis mikrokontroler ATmega8535 dengan pengiriman data jarak jauh secara langsung.

2. Bagaimana system dapat mensimulasikan input (sensor suhu, sensor kecepatan angin, dan sensor kelembapan udara) dan output (LCD, PC/Computer dan Telephone Selular) menggunakan mikrokontroler ATmega8535.

1.3 Batasan Masalah

Pembatasan masalah dalam penyusunan skripsi ini mencakup masalah – masalah sebagai berikut :

1. Sensor sebagai input yang digunakan adalah sensor kecepatan angin, sensor suhu, dan sensor kelembapan udara sebagai input dan output mikrokontroler merupakan LCD, PC/Computer dan Telephone selular.

2. Mikrokontroler yang digunakan merupakan mikrokontroler ATmega8535.

3. Dalam penelitian ini hanya mengaplikasikan sensor kecepatan angin, sensor suhu dan sensor kelembaban udara sebagai input dan LCD, PC/Computer & HP sebagai output.

1.4 Tujuan Penelitian

Skripsi ini disusun untuk memenuhi beberapa tujuan yang diharapkan, yaitu :

1. Merancang system akuisisi data multikanal dengan memanfaatkan telephone selular dan modul GSM.

2. Memahami system kerja dari sensor kelembaban udara, sensor suhu, dan sensor kecepatan angin secara bersamaan dalam aplikasinya.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dapat diambil dari penelitian ini adalah dapat dipelajari dan diaplikasikan dalam kehidupan sehari – hari untuk mendeteksi dini terjadinya hujan, untuk

industry rumah tangga seperti budidaya jamur untuk mengukur suhu dan kelembapan udara dari suatu ruang, maupun dalam industry penerbangan untuk mengetahui kecepatan angin dan kelembapan udara.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika dalam penulisan skripsi ini sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian serta sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Dalam bab ini menjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan system kerja dari rangkaian. Teori pendukung seperti cara kerja dari mikrokontroler ATmega8535, prinsip kerja sensor suhu, sensor kecepatan angin, sensor kelembapan udara, prinsip kerja LCD, prinsip kerja modem GSM dan prinsip kerja dari telephone selular sewaktu mengirim dan menerima pesan dari mikrokontroler yang digunakan.

BAB III PERANCANGAN ALAT

Bab ini membahas tentang perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dan diagram alir dari penelitian tersebut.

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

Dalam bab ini dibahas meliputi hasil pengujian alat, analisa data, serta penjelasan mengenai program yang sudah digunakan.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian penutup yang berisikan kesimpulan dan saran dari pembuatan alat tersebut.

BAB II

LANDASAN TEORI 2.1 Modul GSM (Global System Mobile)

Modul GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Modul GSM merupakan peralatan yang digunakan sebagai mesin dalam suatu aplikasi. Dalam aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada modul GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung (communication links). Rangkaian Modul GSM ditunjukkan pada gambar 2.1 berikut :

Gambar 2.1 Modul GSM

Modul GSM merupakan bagian dari pusat kendali yang berfungsi sebagai transceiver. Modul GSM mempunyai fungsi yang sama dengan sebuah telepon seluler yaitu mampu melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan SMS. Dengan adanya sebuah modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan menggunakan jaringan GSM sebagai media akses. Diagram blok rangkaian Modul GSM ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Diagram blok rangkain modul GSM 2.2 Jaringan GSM

Jaringan GSM terdiri dari beberapa subsystem yang memiliki fungsi dan interface-nya masing-masing. Jaringan GSM dibagi menjadi tiga bagian besar subsystem, yaitu:

1. Mobile Station Subsystem (MSS) Mobile station (MS) terdiri dari mobile equipment (telepon seluler) dan kartu pintar yang disebut subcriber identity module card (SIM). Mobile equipment secara unik diidentifikasikan oleh international mobile equipment identity (IMEI).

2. Base Station Subsystem (BSS) Base station terdiri atas 2 bagian yaitu base transceiver station (BTS) dan base station controller (BSC). BTS memiliki transceiver radio yang mendefinisikan sel dan menangani protokol hubungan radio dengan MS. MSS dan BSS berkomunikasi melalui interface udara atau hubungan radio. BSC mengatur radio resources untuk satu atau lebih BTS dan menangani setup saluran radio, frequency hope dan proses handover.

3. Network Switching Subsystem (NSS) Komponen utama dari network switchinf subsystem (NSS) adalah mobile switching center (MSC). MSC melakukan switching hubungan antar sesama pemakai telepon seluler, dan antara pemakai telepon seluler dengan pemakain telepon tetap (PSTN atau ISDN).

2.3 Layanan SMS Pada Sistem GSM

SMS dikembangkan terutama sebagai alat pengirim informasi data konfigurasi dari handset GSM sebagai bagian dari protokol jaringan dan tidak lebih dari sekedar layanan tambahan daripada layanan utama sistem GSM yaitu layanan voice dan switched data. Namun pada akhirnya SMS menjadi sukses sebagai layanan messaging paling populer di dunia. Berdasarkan mekanisme distribusi pesan SMS oleh aplikasi SMS, terdapat empat macam mekanisme pengiriman pesan, yaitu:

A. Pull, yaitu pesan yang dikirimkan ke pengguna berdasarkan permintaan pengguna.

B. Push – event based, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan kejadian yang berlangsung.

C. Push – scheduled, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan waktu yang telah terjadwal.

D. Push – personal profile, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan profil dan preferensi dari pengguna.

SMS dikembangkan terutama sebagai alat pengirim informasi data konfigurasi dari handset GSM sebagai bagian dari protokol jaringan dan tidak lebih dari sekedar layanan tambahan daripada layanan utama sistem GSM yaitu layanan voice dan switched data. Namun pada akhirnya SMS menjadi sukses sebagai layanan messaging paling populer di dunia. Berdasarkan mekanisme distribusi pesan SMS oleh aplikasi SMS, terdapat empat macam mekanisme pengiriman pesan, yaitu:

A. Pull, yaitu pesan yang dikirimkan ke pengguna berdasarkan permintaan pengguna.

B. Push – event based, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan kejadian yang berlangsung.

C. Push – scheduled, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan waktu yang telah terjadwal.

D. Push – personal profile, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan profil dan preferensi dari pengguna.

SMS adalah data tipe asynchronous message yang pengiriman datanya dilakukan dengan mekanisme protocol store and forward. Hal ini berarti bahwa pengirim dan penerima SMS tidak perlu berada dalam status berhubungan (connected/online) satu sama lain ketika akan saling bertukar pesan SMS. Pengiriman pesan SMS secara store and forward berarti pengiriman pesan SMS menuliskan pesan dan nomor telepon tujuan dan kemudian mengirimkannya (store) ke server SMS (SMS-Center) yang kemudian bertanggung jawab untuk mengirimkan pesan tersebut (forward) ke nomor tujuan. Keuntungan dari mekanisme store and forward pada SMS adalah, penerima tidak perlu dalam status online ketika ada pengirim yang bermaksud mengirimkan pesan kepadanya.

Kini SMS tidak terbatas untuk komunikasi antar manusia pengguna saja, namun juga bisa dibuat otomatis dikirim/diterima oleh peralatan (komputer, mikrokontroler, dsb) untuk mencapai suatu tujuan tertentu. Namun untuk melakukannya, kita harus memahami dulu cara kerja SMS itu sendiri.

Ketika pengguna mengirim SMS, maka pesan dikirim ke MSC melalui jaringan seluler yang tersedia yang meliputi tower BTS yang sedang meng-handle komunikasi pengguna, lalu ke BSC, kemudian sampai ke MSC. MSC kemudian mem-forward lagi SMS ke SMSC untuk disimpan. SMSC kemudian mengecek (lewat HLR - Home Location Register) untuk mengetahui apakah handphone tujuan sedang aktif dan dimanakah handphone tujuan tersebut. Jika handphone sedang tidak aktif maka pesan tetap disimpan di SMSC itu sendiri, menunggu MSC memberitahukan bahwa handphone sudah aktif kembali untuk kemudian SMS dikirim dengan batas maksimum waktu tunggu yaitu validity period dari pesan SMS itu sendiri. Jika handphone tujuan aktif maka pesan disampaikan MSC lewat jaringan yang sedang meng-handle penerima (BSC dan BTS).

Sebenarnya, di dalam kebanyakan handphone dan GSM/CDMA modem terdapat suatu komponen wireless modem/engine yang dapat diperintah antara lain untuk mengirim suatu pesan SMS dengan protokol tertentu. Standar perintah tersebut dikenal sebagai AT-Command, sedangkan protokolnya disebut sebagai PDU (Protokol Data Unit). Melalui AT-Command dan PDU inilah kita dapat membuat komputer/mikrokontroler mengirim/menerima SMS secara otomatis berdasarkan program yang kita buat.

2.4 AT-Command

AT-Command merupakan perintah standar yang dapat diterima oleh modem. Perintah AT (Hayes AT-Command) digunakan untuk berkomunikasi dengan terminal (modem) melalui gerbang serial pada computer. AT-Command ini dipakai untuk memerintahkan telephon selular mengirim dan menerima pesan sms. Selain itu, AT-Command juga dapat dipakai untuk mengetahui atau membaca kondisi dari terminal seperti mengetahui kondisi sinyal, kondisi baterai, nama operator, lokasi, menambah item pada daftar telephone, mengetahui model telephone selular yang dipakai, nomor IMEI (Internasional Mobile Statition Equiqment Identity) dan informasi – informasi lainnya yang berhubungan dengan telephone selular tersebut. Perintah – perintah AT-Command dikirimkan ke telephone selular dalam bentuk string (teks). Komunikasi data antara telephone selular dengan peripheral lainnya seperti mikrokontroler dilakukan secara serial menggunakan perintah – perintah AT (Hayes AT Command) melalui komunikasi serial RS-232.

Tabel 2.1 berikut adalah beberapa jenis perintah AT-Command.

Perintah Fungsi

AT+CPBF Mencari nomor telephone yang tersimpan AT+CPBR Membaca buku telephone

AT+CPBW Menulis nomor telephone di buku telephone AT+CMGF Menyeting mode SMS teks atau PDU AT+CMGF=0 Menyeting mode PDU

AT+CMGF=1 Menyeting mode SMS teks AT+CMGS Mengirim sebuah perintah SMS AT+CMGR Membaca sebuah pesan

AT+CMG Melihat semua daftar sms yag ada AT+CMGD Menghapus sebuah SMS

AT+CMNS Menyeting sebuah lokasi penyimpanan SMS

AT+COPS? Untuk mengetahui sebuah nama provider kartu GSM AT+CSCA Untuk mengetahui alamat SMS Center

AT+CGMI Untuk mengetahui nama dan jenis ponsel AT+CGMM Untuk mengetahui jenis ponsel

AT+CBC Untuk mengetahui level baterai

Tabel 2.1 jenis perintah AT-Command 2.5 Sensor Suhu dan Kelembapan

SHT11 Module merupakan modul sensor suhu dan kelembaban relatif dari Sensirion. Modul ini dapat digunakan sebagai alat pengindra suhu dan kelembaban dalam aplikasi pengendali suhu dan kelembaban ruangan maupun aplikasi pemantau suhu dan kelembaban relatif ruangan.

Spesifikasi dari SHT11 ini adalah sebagai berikut:

1. Berbasis sensor suhu dan kelembaban relatif Sensirion SHT11.

2. Mengukur suhu dari -40C hingga +123,8C, atau dari -40F hingga +254,9F dan kelembaban relatif dari 0%RH hingga 1%RH.

3. Memiliki ketetapan (akurasi) pengukuran suhu hingga 0,5C pada suhu 25C dan ketepatan (akurasi) pengukuran kelembaban relatif hingga 3,5%RH.

4. Memiliki atarmuka serial synchronous 2-wire, bukan I2C.

5. Jalur antarmuka telah dilengkapi dengan rangkaian pencegah kondisi sensor lock-up. 6. Membutuhkan catu daya +5V DC dengan konsumsi daya rendah30 μW.

7. Modul ini memiliki faktor bentuk 8 pin DIP 0,6sehingga memudahkan pemasangannya.

Gambar 2.3 Sensor SHT 11

2.6 Prinsip Kerja SHT11

SHT11 adalah sebuah single chip sensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang outputnya telah dikalibrasi secara digital. Dibagian dalamnya terdapat kapasitas polimer sebagai eleman untuk sensor kelembaban relatif dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini mengahasilkan sinyal keluaran yang baik dengan waktu respon yang cepat. SHT11 ini dikalibrasi pada ruangan denagn kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya telah diprogramkan kedalam OTP memory. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengaklibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran.

Gambar 2.4 Diagram Blok SHT11

Sistem sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban adalah SHT11 dengan sumber tegangan 5 Volt dan komunikasi bidirectonal 2-wire. Sistem sensor ini mempunyai 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data. Pengambilan data untuk masing-masing pengukuran dilakukan dengan memberikan perintah pengalamatan oleh mikrokontroler. Kaki serial Data yang terhubung dengan mikrokontroler memberikan perintah pengalamatan pada pin Data SHT11 “00000101” untuk mengukur kelembaban relatif dan “00000011” untuk pengukuran temperatur. SHT11 memberikan keluaran data kelembaban dan temperatur pada pin Data secara bergantian sesuai dengan clock yang diberikan mikrokontroler agar sensor dapat bekerja. Sensor SHT11 memiliki ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya sehingga keluaran data SHT11 sudah terkonversi dalam bentuk data digital dan tidak memerlukan ADC eksternal dalam pengolahan data pada mikrokontroler. Berikut cara menghubungkan modul SHT11 dengan rangkaian sistem minimum dan berikut ulasan tentang programnya menggunakan bahasa c. Hubungan antara modul SHT11 dengan sistem mikrokontroler Atmega8535 sebagai berikut:

*pin ini tidak mutlak dan dapat diganti dengan pin lain tetapi program juga harus disesuaikan PA.0 digunakan untuk membaca dan menulis data dari/ke modul SHT11. Sedangkan PA.1 digunakan untuk menghasilkan pulsa (clock) untuk sinkronisasi proses komunikasi 2-wire . Dalam permintaan pengukuran temperatur dan kelembapan secara teknis sama hanya perbedaannya terletak nilai byte permintaan pengukuran yaitu nilai byte=0x03 untuk temperatur dan nilai byte=0x05 untuk kelembapan.

2.7 Mikrokontroler AVR ATMega8535

Mikrokontroler yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil, dapat digunakan untuk membuat suatu aplikasi. Pada mikrokontroler, program 25olynom disimpan dalam ROM yang ukurannya 25olynomi lebih besar, sementara RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan. Pada sistem 25olynomi perbandingan RAM dan ROM nya besar, artinya program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ROM yang sangat kecil. Sedangkan pada mikrokontroler perbandingan RAM dan ROM nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM yang ukurannya 25olynomi besar sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

2.8 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua intruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Selain itu AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing).

Secara garis besar arsitektur mikrokontroler ATMega8535 memiliki bagian sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah ysng terdiri dari 4 port yakni (port A, port B, port C, port D)

2. ADC 10 bit (8 pin di port A.0 s/d port A.7)

3. 3 buah timer/counter dengan kemampuan pembandingan. 4. SRAM sebesar 512 byte.

5. Memori flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write 6. EEPROM 512 byte yang dapat deprogram saat operasi.

7. Antarmuka komparator analog.

8. Port USART antar komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. 9. Unit interupsi internal dan eksternal.

10. 4 channel PWM

11. Watchdog Timer dengan osilator internal. 12. Port antarmuka SPI8535

13. 6 sleep modes (Idle, ADC Noise Reduction, Power-Save, Power-Down, Standby and Extended Standby) untuk penghematan daya listrik.

2.9 Rangkaian Display LCD

Rangkaian display LCD ini berfungsi untuk menampilkan status relay (ON atau OFF). Rangkaian display LCD ditunjukkan pada gambar 2.6 berikut ini :

Gambar 2.6 Rangkaian Display LCD

LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua teks yang kita tuliskan ke LCD adalah disimpan didalam memory ini, dan LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke LCD itu sendiri.

Gambar 2.7 Peta Memori LCD

Pada peta memori tersebut, daerah yang berwarna biru ( 00 s/d 0F dan 40 s/d 4F ) adalah display yang tampak. Sebagaimanan yang anda lihat, jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar.

2.10 Komunikasi Serial RS 232

Perangkat yag menggunakan kabel serial untuk komunikasi di bagi menjadi dua kategori. Yaitu DCE (Data Communications Equipment) dan DTE (Data Terminal Equipment). Peralatan komunikasi adalah perangkat seperti modem, adaptor, dll.

Komunikasi serial merupakan hal yang penting dalam system embedded, karena dengan komunikasi serial kita dapat dengan mudah menghubungkan mikrokontroler dengan devais lainnya. Port serial pada mikrokontroler terdiri atas dua pin yaitu RXD dan TXD. RXD berfungsi untuk mengirim data dari komputer atau perangkat lainnya, standard komunikasi serial untuk computer adalah RS-232, RS-232 mempunyai standard tegangan yang berbeda dengan serial port mikrokontroler, sehingga agar sesuai dengan RS-232 maka dibutuhkan suatu rangkaian level converter, IC yang digunakan bermacam-macam, tapi yang paling mudah dan sering digunakan ialah IC MAX232/HIN232. Pada mikrokontroler AVR ATmega 16, pin PD0 dan PD1 digunakan untuk komunikasi serial USART (Universal Syncronous and Asyncronous Seial Receiver and Transmitter) yang mendukung komunikasi full duplex komunikasi 2 arah.

Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detak. Beberapa contoh komunikasi serial ialah mouse, scanner, dan system akuisisi data yang terhubung ke port COM1/COM2, berikut adalah konektor RS-232 ditunjukkan pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Konektor RS-232

Serial port RS-232 berfungsi untuk menghubungkan / koneksi dari perangkat yang satu dengan perangkat yang lain, atau peralatan standart yang menyangkut komunikasi data antara computer

– computer dengan alat – alat pelengkap computer. Perangkat lainnya itu seperti modem, mouse, cash register dan lain sebagainya. Serial port RS-232 pada konektor DB9 memiliki 9 buah dan pada konektor DB25 memiliki pin 25 buah. Pasangan dari masing – masing pin antara lain :

Pin DB9 Pin DB25 Singkatan Keterangan

Pin 3 Pin 2 TD Transmit Data

Pin 2 Pin 3 RD Receive Data

Pin 7 Pin 4 RTS Request To Send

Pin 8 Pin 5 CTS Clear To Send

Pin 6 Pin 6 DSR Data Set Ready

Pin 5 Pin 7 SG Signal Ground

Pin 1 Pin 8 CD Carrier Detect

Pin 4 Pin 20 DTR Data Terminal Ready

Pin 9 Pin 22 RI Ring Indikator

Tabel 2.2 Fungsi PIN DB9 dan DB25 Berikut keterangan fungsi masing – masing pin.

Singkatan Keterangan Fungsi

TD Transmit Data Untuk Pengiriman data serial (TDX) RD Receive Data Untuk Penerimaan data serial (RDX)

RTS Request To Send Sinyal untuk menginformasikan perangkat bahwa UART siap melakukan pertukaran data CTS Clear To Send Digunakan untuk memberitahukan bahwa

perangkat siap untuk melakukan pertukaran data DSR Data Set Ready Memberitahukan UART bahwa perangkat siap

untuk melakukan pertukaran data SG Signal Ground Dihubungkan ke ground

CD Carrier Detect Saat perangkat mendekati suatu carier, dari perangkat lain, maka sinyal ini akan di aktifkan DTR Data Terminal Ready Untuk memberitahukan bahwa UART siap

RI Ring Indikator Akan aktif jika ada sinyal masuk Tabel 2.3 Fungsi Masing – Masing PIN

2.10 ANEMOMETER

Anemometer yang digunakan pada stasiun pengamatan cuaca adalah anemometer jenis cup counter yang menerapkan metode mekanik dalam pengukurannya. Karena mahalnya peralatan yang biasa digunakan, sehingga membuat masyarakat kebanyakan tidak dapat memiliki alat tersebut. Sebagaimana kita ketahui bahwa prinsip kerja dari alat pengukur kecepatan angin yang biasa digunakan, cukup sederhana yaitu cup yang berjumlah tiga buah berputar pada suatu tiang yang dihubungkan dengan counter. Dengan mengetahui prinsip yang sederhana tersebut kita dapat mengembangkan alat ini, yaitu dengan merancang alat pengukur kecepatan angin dari bahan-bahan yang mudah didapat dan terjangkau harganya akan tetapi dapat bekerja secara optimal.

Sangatlah penting untuk diingat bahwa kecepatan angin merupakan suatu kuantitas vektor yang mempunyai besaran. Kecepatan angin adalah perpindahan udara tiap satu satuan waktu dengan satuan meter/detik atau meter/menit. Kecepatan angin pada dasarnya ditentukan oleh perbedaan tekanan udara antara tempat asal dan tujuan angin (sebagai faktor pendorong) dan resistensi medan yang dilaluinya. Kecepatan angin berbanding lurus dengan tekanan udara. Sebagian besar anemometer umumnya tidak dapat merekam kecepatan angin dibawah 1 sampai 2 mil/jam karena ada faktor gesekan pada awal putaran.

Pada dasarnya, Anemometer terdiri dari beberapa sistem mekanika yang digabung menjadi satu sehingga mempunyai fungsi baru yang bermanfaat. Menurut Zemansky, kecenderungan suatu gaya menyebabkan putaran tergantung pada garis kerja serta besar gaya tersebut. Torka disebut juga momen gaya, berperan sebagai gaya pemutar. Jika torka resultan yang diderita benda tidaklah nol maka benda melakukan gerak putar dengan frekuensi sudut berubah terhadap waktu. Selain itu benda disebut dalam kesetimbangan translasi bila gaya resultannya nol. Jarak tegak lurus dari titik ke garis kerja suatu gaya disebut lengan gaya atau lengan momen dari gaya itu terhadap sumbu. Hasil kali besar suatu gaya dengan lengan gaya disebut momen gaya itu terhadap sumbu, atau juga disebut gaya putar.

Alat ini diharapkan memberikan dampak yang positif dalam perkembangan ilmu pengetahuan, khususnya sebagai bahan pembelajaran. Pada penelitian ini akan dirancang dan dibangun anemometer serta dilakukan optimasi kerjanya.

Wind velocity adalah suatu besaran vector tiga dimensi dengan fluktuasi acak dalam skala kecil di atmosfer dan dalam waktu yang bersamaan mengikuti pergerakan udara dalam skala yang lebih besar. Pengamatan angin permukaan umumnya di jabarkan dalam vector dua dimensi melalui dua parameter, yaitu arah dan kecepatan.

Umumnya pengamatan angin permukaaan (horizontal wind speed) adalah rata-rata pengamatan selama periode 10 s/d 60 menit sesuai dengan kebutuhan Forecast.

Statistik klimatologi biasanya memerlukan data rata-rata pengamatan untuk setiap jam, rata-rata periode siang hari dan periode malam hari. Untuk laporan synoptic pengamatan dilakukan dalam rata-rata 10 menit. Kebutuhan Penerbangan (Aeronautical applications) justru membutuhkan rata-rata pengamatan yang lebih singkat , yaitu rata-rata setiap menit, untuk mengetahui fluktuasi angin turbulensi dan gusty. Pengamatan wind speed di laporkan dalam 0.5 m/s atau dalam satuan lain seperti : Knots, km/jam, mil/jam, m/s atau satuan kecepatan lainnya yang relevan.

Beberapa macam alat ukur angin:

• Cup counter dan wind vane anemometer • Ultrasonic anemometer

• Pressure tube anemometer • Hot wire anemometer • Karman vortex devices

• Lidar (Light detection and ranging) • Sodar (sonic detection and ranging) • Radar (radio detection and ranging)

Cup counter anemometer adalah alat untuk mengukur kecepatan angin. Angin adalah pergerakan udara pada horizontal atau hamper horizontal. Angin mempunyai datangnya misalnya : Angin barat (angin yang dating dari barat) dan angina tenggara (angina yang dating dari tenggara. Arah angin (Derajat ukur) Utara = 0/360, Timur = 90, Selatan = 180, Barat = 270, Arah angin dinyatakan dalam satuan derajat dan

kecepatan angin dinyatakan dalam m/s, km/jam, mil/jam, knots hubungan antara masing-masing satuan ini adalah :

• 6.28 m/s = 22.08 km/jam = 2,25 mil/jam • 1 m/s = 3.6 km/jam = 2 knots

• 1 km/jam = 10/36 m/s = 0.62 mil/jam • 1 mil/jam = 0.447 m/s = 1.6 km/jam • 1 knots = 0.5 m/s = 1.8 km/jam

Agar dapat membandingkan peramatan angin yang dilakukan di berbagai tempat, maka pemasangan anemometer dan vane tidak boleh sesukanya. Alat ini di pasang tinggi yang sama di atas tanah terbuka. Tanah terbuka adalah lapangan dengan benda (Pohon, rumah, dll) yang berjarak 10 kali lebih tinggi benda itu dari tiang anemometer. Tinggi yang telah di setujui adalah 10 meter. Arah angin diukur dengan wind vane. Kecepatan angin diukur dengan wind speed anemometer.

Pada gambar dibawah ini adalah jenis – jenis anemometer yang sudah banyak digunakan.

2.11 Proses Pengukuran Anemometer

Berikut contoh perhitungan sederhana kecepatan angin yang diukur dengan anemometer tiga mangkok. Panjang lingkaran susunan mangkok-mangkok adalah 3 m dan susunan itu berputar pada suatu waktu berputar 20 kali dalam waktu 10 detik, maka kecepatan angin dapat dihitung [(20x3) / 10] = 6 m/s , untuk memudahkan menghitung putaran dari pada piringan anemometer maka salah satu mangkok di beri warna lain.

Sehubungan dengan karena adanya perbedaaan kecepatan angin dari berbagai ketinggian yang berbeda, maka tinggi pemasangan disesuaikan dengan tujuan dan kegunaanya. Untuk bidang agroklimatologi di pasang dengan ketinggian sensor (mangkok) 2 meter di atas permukaan tanah. Di lapangan terbang pemasangan umumnya setinggi 10 meter, dipasang di daerah terbuka pada pancang yang cukup kuat. Untuk keperluan navigasi alat harus di pasang pada jarak 10 x tinggi factor penghalang seperti adanya bangunan atau pohon. Sebagian besar anemometer ini umumnya tidak dapat merekam kecepatan angin di bawah 1-2 mil/jam karena ada faktor gesekan awal putaran.

2.12 Tipe Anemometer

Anemometer sendiri terdapat dua tipe secara umum.Tipe tersebut adalah: a. Anemometer dengan 3 atau 4 mangkok

Sensornya terdiri dari 3 atau 4 buah mangkok yang dipasang pada jari-jari yang berpusat pada suatu sumbu vertikal atau semua mangkok tersebut terpasang pada poros vertikal. Seluruh mangkok menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka rotor berputar pada arah tetap. Kecepatan putar dari rotor tergantung pada kecepatan tiupan angin. Melalui suatu sistem mekanik roda gigi, perputaran rotor mengatur sistem akumulasi angka penunjuk jarak tiupan angin. Anemometer tipe cup counter hanya dapat mengukur rata-rata kecepatan angin selama suatu periode pengamatan. Dengan alat ini penambahan nilai yang dapat dibaca dari satu pengamatan ke pengamatan berikutnya, menyatakan akumulasi jarak tempuh angin selama waktu dari kedua pengamatan tersebut, sehingga kecepatan anginya adalah sama dengan akumulasi jarak tempuh tersebut di bagi lama selang waktu pengamatanya.

b. Anemometer Termal

Anemometer ini merupakan satu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan fluida (angin) sesaat. Cara kerja dari sensor ini berdasarkan pada jumlah panas yang hilang secara konvektif dari sensor ke lingkungan sekeliling sensor. Besarnya panas yang dipindahkan dari sensor secara langsung berhubungan dengan kecepatan fluida yang melewati sensor. Jika hanya kecepatan fluida yang berubah, maka panas yang hilang bisa di interpretasikan sebagai kecepatan fluida tersebut. Kerja anemometer ini mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan.

BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram blok Rangkaian

Untuk memudahkan dan memahami dalam mempelajari cara kerja dari alat ini, maka dibuatlah perancangan alat berdasarkan diagram blok, dimana tiap blok mempunyai fungsi dan kerja tertentu antara blok yang satu dengan blok yang lainnya saling berhubungan dan mendukung, hingga terbentuklah suatu system yang mempunyai fungsi dan kerja khusus. Adapun diagram blok dari system yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1 berikut :

Sensor Kecepatan Angin

Sensor Kelembapan Udara

MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DISPLAY (LCD) POWER SUPPLY INTERFACE KOMUNIKASI (RS 232) MODUL GSM TELEPHONE SELULAR (HP) Sensor Suhu

Computer / PC

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

Berikut ini merupakan prinsip kerja dari diagram blok yaitu masing – masing sensor mulai dari sensor kecepatan angin, sensor kelembapan udara dan sensor suhu akan secara langsung melakukan pengukurannya masing – masing, dimana sensor kecepatan angin akan mengukur kecepatan angin yang ada di sekitar system dalam satuan km/jam, sensor kelembapan

udara akan mengukur tingkat kelembapan udara di sekitar system yaitu dalam satuan RH ( ), dan terakhir sensor suhu akan mengukur suhu yang ada disekitar system dalam satuan ºC. kemudian, setelah ketiga sensor tersebut melakukan pengukuran, maka secara langsung akan dikirimkan ke dalam mikrokontroler, dan mikrokontroler akan memproses data yang dikirimkan dari tiap – tiap sensor tersebut, mikrokontroler akan mengirim data – data yang telah diukur oleh masing - masing parameter tersebut dan mengirimkan nya kedalam LCD untuk ditampilkan, sementara untuk mengaktifkan monitoring dari ketiga parameter tersebut kta harus mengaktifkan program yang telah kita buat sebelum nya yaitu melalui program VB (Visual Basic). Setelah program yang telah kita buat aktif, maka kita akan memulai monitoring data yang telah diteruskan mikrokontroler ke dalam PC/Komputer, secara langsung juga program tersebut akan menyimpan data – data yang telah dikirimkan oleh mikrokontroler tersebut dalam bentuk data base dalam Microsoft exel. Dalam Mikrokontroler kita telah mensetting pogram tertentu untuk mikrokontroler secara langsung akan memberikan perintah kepada modul GSM untuk mengirimkan pesan kepada operator dari jarak yang cukup jauh. Yaitu ketika salah satu sensor mulai dari sensor kecepatan angin, sensor kelembapan, dan sensor suhu bekerja semestinya, dan mikrokontroler mendeteksi suatu nilai yang dikirimkan oleh salah satu, dua bahkan ketiga sensor tersebut melebihi batas ambang / titik kritis yang telah ditentukan sebelumnya, maka mikrokontroler tersebut akan memerintahkan modul GSM melalui komunikasi interface RS-232 untuk mengirimkan pesan kepada operator yang telah disetting sebagai penerima pesan tersebut.

7805

220 V 220 V 12 V 12 V D1 D2 C1

2200 µF 1 µF C2 1 µF C3 220 O R LED Vout GND 3.2 Rangkaian Power supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat yaitu PSA 5 volt. Berikut merupakan rangkaian power supplay yang ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut.

Gambar 3.2. Rangkaian Skematik Power supply

Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diteruskan kepada kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indicator apabila PSA dinyalakan, Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk memasok arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar.

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Rangkaian system minimum mirokontroler ATMega 8535 dapat dilihat pada Gambar 3.3 dibawah ini.

Gambar 3.3. Rangkaian system minimumMikrokontroler ATMega8535

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh system yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega8535. Semua program akan dimasukkan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan dua buah kapasitor 10pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.

3.4 Rangkaian Sensor SHT11

Rangkaian ini merupakan rangkaian mikrokontroler yang dihubungkan dengan SHT11.

Gambar 3.4. Pemasangan rangkaian Mikrokontroler dan SHT11

SHT 11 adalah sebuah single chip sensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang output-nya telah dikalibrasi secara digital. Di bagian dalamnya terdapat kapasitas polimer sebagai elemen untuk sensor kelembaban relatif dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini mengahasilkan sinyal keluaran yang baik dengan waktu respon SHT11 yang cepat. SHT11 ini dikalibrasi dengan kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya telah diprogramkan kedalam memori. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengkalibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran.

Sistem sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban adalah SHT11 dengan sumber tegangan 5 Volt dan komunikasi bidirectonal 2-wire. Sistem sensor ini mempunyai 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data. Pengambilan data

untuk masing-masing pengukuran dilakukan dengan memberikan perintah pengalamatan oleh mikrokontroler. Kaki serial Data yang terhubung dengan mikrokontroler memberikan perintah pengalamatan pada pin Data SHT11 “00000101” untuk mengukur kelembaban relatif dan “00000011” untuk pengukuran temperatur. SHT11 memberikan keluaran data kelembaban dan temperatur pada pin Data secara bergantian sesuai dengan clock yang diberikan mikrokontroler agar sensor dapat bekerja. Sensor SHT11 memiliki ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya sehingga keluaran data SHT11 sudah terkonversi dalam bentuk data digital dan tidak memerlukan ADC eksternal dalam pengolahan data pada mikrokontroler.

3.5 Rangkaian interface komunikasi RS232

Rangkaian dasar komunikasi interface RS232 pada gambar di bawah ini, Gambar 3.5 berikut.

Gambar 3.5. Rangkaian RS-232

Untuk menghubungkan mikrokontroler dengan modul GSM diperlukan driver. Driver yang digunakan pada rangkaian ini adalah RS-232. Driver ini berfungsi untuk mensinkronkan tegangan antara mikrokontroler dengan modul GSM baik dari serial menjadi digital atau sebaliknya, dari serial menjadi USB dan sebaliknya bahkan dari serial menjadi HDMI dan sebaliknya. Namun dalam rangkaian ini, rangkaian driver digunakan untuk mensinkronkan tegangan antara mikrokontroler dengan modul GSM, baik dari serial menjadi digital atau sebaliknya yaitu dari digital menjadi serial.

Pada perancangan ini menggunakan port serial sebagai jalur komunikasinya. Salah satu standart komunikasi serial yang sering digunakan adalah RS-232 diperlukan IC max232 sebagai driver, yang akan mengkonversi tegangan pada computer atau mikrokontroler ataupun sebaliknya sehingga data dapat dibaca. Komunikasi serial yang digunakan untuk

menghubungkan modem wavecom M1306B ke IC max232 adalah konektor DB15 dan DB9. Dimana konektor DB15 yang tersambung ke modul GSM dan DB9 tersambung ke IC max232. Adapun rangkaian RS-232 yang dihubungkan dengan konektor RS-232 dan mikrokontroler.

Rangkaian driver RS-232 ini terdiri dari sebuah IC max232 dan 4 buah elektrolit kapasitor 10µF/16V dan sebuah kapasitor kertas 0,1µF. IC max232 ini mempunyai 16 pin dan memiliki fungsi untuk mengubah level tegangan TTL yang berasal dari RS-232 modul GSM. Beberapa pin IC Max232 ini dikoneksikan dengan modul GSM dan mikrokontroler. Pin T2out IC max232 dihubungkan ke pin 3 konektor RS-232 (pin TX modul GSM). Pin R2in IC max 232 dihubungkan ke pin 4 konektor RS-232 (pin RX modul GSM). Sedangkan untuk pin T2in dan pin R2out dihubungkan pada pin port D0 dan port D1 mikrokontroler.

3.6 Rangkaian LCD

Pada alat ini terdapat beberapa display yang dipasang, salah satu display yang digunkan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Pada LCD sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Gambar 3.6. Berikut merupakan rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.

Gambar 3.6. Rangkaian LCD

Rangkaian ini terhubung ke PC.0 sampai PC.7 yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai timer/counter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroler ATMega8535.

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

4.1 Pengujian Rangkaian LCD

Rangkaian LCD dihubungkan pada PC0 sampai PC7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai timer/Counter, komparator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh mikrokontroler ATMega8535.

Pengujian rangkaian LCD dilakukan dengan memberikan program pada mikrokontroler untuk menampilkan karakter pada display LCD, program nya sebagai berikut :

*************************************************************************** lcd_init(16);

lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Pengukuran Suhu"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Kecepatan angin "); delay_ms(1000);

lcd_init(16); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("dan Kelembaban"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf(""); delay_ms(1000); lcd_init(16); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf(" FISIKA USU"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("================"); delay_ms(1000);

*************************************************************************** Jika program ini dijalankan maka pada layar LCD akan menampilkan “pengukuran suhu, kecepatan angin, dan kelembaban, FISIKA USU, dan ==========” secara berurutan, hal ini menunjukkan bahwa system dan LCD dapat berjalan dengan baik.

4.2 Pengujian Modul GSM

Modul GSM wavecom dapat diuji dengan menggunakan windows hyper terminal. Windows hyper terminal adalah software yang sudah ada dalam windows XP yang berupa aplikasi yang dipakai untuk komunikasi data melalui komunikasi port serial dalam mengakses peripheral luar, misalnya menguji modem, router, ataupun access point. Sambungan tersebut dapat dipergunkan untuk mengirim data dan file dari suatu system ke system yang lainnya, tanpa perlu menyimpan data untuk beberapa jenis perangkat luar dan kemudian memuat data secara manual ke system lainnya. Program ini sangat bermanfaat untuk melakukan troubleshoot keneksi dengan modem wavecom, karena dapat melewatkan perintah AT-Command ke modem.

Pengujian ini dilakukan dengan tujuan memastikan bahwa modem dapat berkomunikasi dengan baik dan dalam pengujian ini komunikasi yang diuji dengan memberikan perintah mengirim SMS, pada suatu lokasi tertentu. Pengujian modem ini dilakukan untuk memastikan bahwa aliran data yang dihasilkan modem wavecom sesuai dengan protocol AT-Command. Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan modem wavecom langsung dengan computer melalui jalur data serial.

Langkah - langkah pengujiannya adalah sebagai berikut :

1. Buka menu Start => All Program => Accesoris =>Comunication => Hyper Terminal. 2. Setelah itu mengisikan connection name.

3. Kemudian isi nama koneksi yaitu “wavecom” yang terdapat pada kolom Name, kemudian klik OK.

4. Selanjutnya akan muncul dialog Connect To, pada bagian Connect using, lalu pilih port yang terhubung dengan pc, COM2.

5. Kemudian klik tombol OK.

6. Selanjutnya layar akan menampilkan kolom putih yang dapat dipergunakan untuk perintah AT-Command yaitu “AT” bila computer merespon OK, maka hyper terminal telah siap mengeksekusi perintah.

7. Pemeriksaan komunikasi sudah dapat dilakukan, maka pengujian yang lainnya pun dapat dilakukan seperti penegcekan pulsa dan lain sebagainya,

Hasil pengujian wavecom ini melalui hyper terminal dengan menggunakan perintah AT-Command pada modem GSM berhasil dilakukan. Perintah tersebut dapat digunakan dalam pengiriman data secara jarak jauh via SMS.

4.3 Pengujian Sistem Mikrokontroler ATmega8535

Pengujian rangkaian mikrokontroler ini dilakukan dengan percobaaan untuk menghidupkan beberapa buah LED secara bergantian. Percobaan ini dilakukan pada output port A. untuk menghidupkan LED tersebut digunakan program sebagai berikut :

****************************************************************************** #include <mega8535.h> //masukkan mikro ATmega yang digunakan

#include <delay.h> //masukkan waktu tunda Void main()

{

Unsigned char cnt;

DDRA=0xff; //pengaturan register, PORT A sebagai output PORTA=0x00;

While(1) {

PORTA=0x01;

For(cnt=0;cnt<7;cnt++) //untuk pengulangan {

PORTA <<=1; //bergeser ke kiri }

PORTA=0x80;

For(cnt=0;cnt<7;cnt++) {

Delay_ms(500); //waktu tunda 500 msec PORTA >>=1; //bergeser ke kanan }

} }

****************************************************************************** Pada saat program tersebut dieksekusi, maka LED akan hidup dan mati secara bergantian dengan waktu tunda sebesar 500 msec, dan LED akan bergeser dari kiri ke kanan dan sebaliknya secara berurutan.

4.4 Pengujian Sensor Secara keseluruhan

Setelah dilakukan pengujian dari masing – masing sensor, maka dilakukan pengujian secara langsung pada ketiga sensor tersebut sekaligus, yaitu pengujian sensor kecepatan angin pada anemometer yang telah dirancang, sensor suhu pada SHT11, dan terakhir pengukuran kelembaban udara pada sensor SHT11. hasil dari pengukuran ketiga buah sensor tersebut dapat dilihat pada table 4.1. berikut :

TIME TEMPERATUR

E HUMIDITY WIND SPEED

8:12:00 PM 28.1 62 6

8:13:00 PM 28.1 62 6

8:14:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:15:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:16:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:17:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:18:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:19:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:20:00 PM 28.1 62.1 6.300000191

8:21:00 PM 28.1 62.1 6.300000191

8:22:00 PM 28.1 62.1 6.300000191

8:23:00 PM 28.1 62.1 6.300000191

8:24:00 PM 28.1 62.1 6.300000191

8:25:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:26:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:27:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:28:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:29:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:30:00 PM 28.1 62.1 5.599999905

8:31:00 PM 28.1 62.1 6

8:32:00 PM 28.1 62.1 6

8:33:00 PM 28.1 62.1 6

8:34:00 PM 28.1 62.1 6

8:35:00 PM 28.1 62.1 6

8:36:00 PM 28.1 62.1 6

Berikut ini merupakan hasil print screen dari pengujian sensor kecepatan angin, temperature dan kelembaban secara langsung yang tersimpan dalam data base PC/Computer,

4.5 pengujian Sensor Suhu

Dalam pengujian sensor suhu tersebut, nilai sensor thermometer Raksa diperbandingkan dengan nilai pada sensor suhu SHT11, disertai juga dengan Perbandingan dari temperature yang ditampilkan pada thermometer raksa dan juga nilai yang ditampilkan pada temperature SHT11, di dalam table juga disertai dengan persen kesalahan relative dari setiap pengukuran. Berikut adalah hasil perbandingan nilai dari kedua sensor suhu tersebut yang ditampilkan pada table 4.2. berikut.

NO. Temp dengan Thermo

Raksa Temp dengan SHT11 Kesalahan Relatif (KR)

1 30,2 ºC 31,2 ºC 3,31 %

2 29,2 ºC 31 ºC 6,1 %

3 29,5 ºC 31,8 ºC 7,7 %

4 29,8 ºC 32 ºC 7,3 %

5 29,8 ºC 32 ºC 7,3 %

6 29,9 ºC 32,2 ºC 7,6 %

7 29,8 ºC 32 ºC 7,3 %

8 29,5 ºC 31,8 ºC 7,7 %

9 29,5 ºC 31,6 ºC 7,1 %

10 29,7 ºC 31,5 ºC 6,0 %

Persen rata – rata Kesalahan Relatif 6,74 %

4.6 Pengujian Sensor kelembaban

Pengujian sensor kelembaban ini yaitu dengan memperbandingkan nilai sensor yang diukur dengan menggunakan sensor hygrometer untuk mengukur kelembaban udara dan nilai yang diukur dengan menggunakan sensor SHT11 untuk mengukur kelembaban udara sekitar, nilai perbandingan kedua buah sensor tersebut dapat dilihat pada table 4.3 dibawah ini.

NO. Kelembaban dengan S hygrometer

Kelembaban dengan SHT11

Kesalahan Relatif (KR)

1 _{62 RH 62 RH} 0 %

2 _{64 RH 64 RH} 0 %

3 _{60 RH 63 RH} 5 %

4 _{62 RH 63 RH} 1,61 %

5 _{63 RH 64 RH} 1,58 %

6 _{64 RH 64 RH} 0 %

7 _{62 RH 63 RH} 1,61 %

8 _{63 RH 64 RH} 1,58 %

9 _{62 RH 63 RH} 1,61 %

10 _{61 RH 63 RH} 3,27 %

Persen rata – rata Kesalahan Relatif 2,32 %

4.7 Pengujian Sensor Kecepatan Angin

Pengujian sensor kecepatan angin dalam perancangan alat ini yaitu dengan memperbandingkan nilai kecepatan angin yang terukur pada anemometer digital dan anemometer Tugas akhir yang telah dirancang. Pada table 4.4 dibawah ini akan ditampilkan perbandingan kecepatan angin antara Anemometer Tugas Akhir dan Kecepatan Angin pada Anemometer digital.

NO. Kecepatan Angin Alat

Kecepatan Angin Anemometer

Kesalahan Relatif (KR)

1 7,5 m/s 7,8 m/s 3,8 %

2 7,7 m/s 7,8 m/s 1,2 %

3 7,6 m/s 7,9 m/s 3,7 %

4 7,6 m/s 7,9 m/s 3,7 %

5 9,2 m/s 9,5 m/s 3,1 %

6 9,5 m/s 9,6 m/s 1,04 %

7 9,4 m/s 9,6 m/s 2,08 %

8 11,1 m/s 11,5 m/s 3,4 %

9 11,3 m/s 11,6 m/s 2,5 %

10 11,4 m/s 11,5 m/s 0,86 %

Persen rata – rata Kesalahan Relatif 2,53 %

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil rancangan, pengujian, serta analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Alat ini telah berhasil dirancang, dimulai dari penggunaan sensor Kecepatan angin, sensor suhu, dan sensor kelembaban udara. Dan telah berhasil di uji coba dalam penggunaannya.

2. Dari ketiga buah sensor yang digunakan, maka di dapatkanlah

A. Persen rata – rata kesalahan relative dari sensor Suhu pada SHT11 yaitu 6,74 %. B. Persen rata – rata kesalahan relative dari sensor Kelembaban udara pada SHT11

yaitu 2,32 %

C. Persen rata – rata kesalahan relative dari sensor Kecepatan Angin Alat yaitu 2,53 %

5.2 Saran

Setelah melakukan penelitian diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan penelitian lebih lanjut, yaitu :

1. Sebaiknya untuk penelitian selanjutnya menambahkan sistem online agar nilai kecepatan angin, temperature dan kelembaban udara dari suatu lokasi tersebut data base nya dapat dilihat dengan sistem online.

2. Sebaiknya pengukuran dapat dilakukan lebih banyak lagi dengan penambahan seperti dapat mengukur arah angin, dan curah hujan dalam sekali pengukuran.฀

3. Sebaiknya penggunaan baling-baling yang merupakan hasil dari pabrikan agar tingkat sensitivitas baling-baling dalam menangkap angin lebih akurat.

4. Sebaiknya untuk kedepannya penulis dapat mengharapkan agar penelitian ini dapat diaplikasikan dan dikembangkan langsung di lapangan agar dapat membantu masyarakat luas.

DAFTAR PUSTAKA

Rachmad Setiawan, 2008, “Teknik Akuisisi Data”, Graha Ilmu, Yogyakarta

Thoriq Azwar, Abd. Kholiq, 2013, “Anemometer Digital Berbasis Mikrokontroler Atmega-16”, jurnal Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Surabaya, Surabaya

Daryanto, 2011, Pengetahuan Teknk Elektronika”, Bumi Aksara, Jakarta A.E.Fitzgerald, 1993, “Dasar – Dasar Elektronik”, Erlangga, Jakarta

Natalia, HS, 2011, “Perancangan system Karakterisasi Arus dan Tegangan Fuel Cell Pemfc menggunakan Modul Akuisisi Data”, Tugas Akhir Fisika, FMIPA, USU, Medan

Diakses 20 july, 2015

Bejo. A, 2008, “C dan AVR Rahasia kemudahan bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega 8535”, Edisi Pertama. Graha ilmu. Yogyakarta

Ervina Noparia, 2014, “Aplikasi ATMega 8535 sebagai Driver Selenoid untuk membuka kunci kontak dengan system pengkodean melalui ponsel”, Tugas Akhir Fisika, FMIPA, USU, Medan

Budihartono. W dan jefri. T, 2007, “12 Proyek Sistem Akuisisi Data”, PT Elex Media Komputindo, jakarta

LAMPIRAN 1 Gambar Sensor Kecepatan Angin

LAMPIRAN 2

PROGRAM MIKROKONTROLER #include <mega8535.h>

#include <alcd.h> #include <stdio.h> #include <delay.h> #include <stdlib.h > #include <math.h >

#define ADC_VREF_TYPE 0x00

unsigned int Lembab,nilaisuhu,nilailembab,Cal,Speed,adc0,j,k; unsigned long SUHU;

unsigned char buf[33];

unsigned char error,checksum,temp1,temp2,temp3,temp4; char inp;

typedef union { unsigned int i; float f;

} value;

enum {TEMP,HUMI};

#define DATA_OUT PORTB.0 #define DATA_IN PINB.0 #define SCK PORTB.1 #define noACK 0 #define ACK 1

//adr command r/w

#define STATUS_REG_W 0x06 //000 0011 0 #define STATUS_REG_R 0x07 //000 0011 1 #define UKUR_SUHU 0x03 //000 0001 1 #define UKUR_HUMI 0x05 //000 0010 1 #define RESET 0x1e //000 1111 0

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10);

// Start the AD conversion ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10; return ADCW; }

void SendMessage1(void) {

printf("AT+CMGS=085359004026"); delay_ms(1000);

printf("%c",0x0D); delay_ms(2000);

delay_ms(1000); printf("%c",0x1A); delay_ms(1000); printf("");

}

void SendMessage2(void) {

printf("AT+CMGS=085359004026"); delay_ms(1000);

printf("%c",0x0D); delay_ms(2000);

printf("Terdeteksi Kelembaman Ekstrim dibawah 40% RH"); delay_ms(1000);

printf("%c",0x1A); delay_ms(1000); printf("");

}

void SendMessage3(void) {

printf("AT+CMGS=085359004026"); delay_ms(1000);

printf("%c",0x0D); delay_ms(2000);

printf("Terdeteksi Angin kencang diatas 60 Km/J"); delay_ms(1000);

printf("%c",0x1A); delay_ms(1000); printf("");

}

//Untuk menulis data ke SHT11 char tulis_SHT(unsigned char bytte) {

unsigned char i,error=0; DDRB = 0b00000011;

for (i=0x80;i>0;i/=2) //shift bit {

if (i & bytte) DATA_OUT=1; else DATA_OUT=0; SCK=1; //clk

delay_us(5); //delay 5 us SCK=0;

}

DATA_OUT=1;

DDRB = 0b00000010; // DATA Output SCK=1; //clk #9 ack

delay_us(2);

error=DATA_IN; //cek ack (DATA akan di pull down oleh SHT11) delay_us(2);

return error; //cek jika ada error }

//Untuk membaca data dari SHT11 char baca_SHT(unsigned char ack) {

unsigned char i,val=0;

DDRB = 0b00000010; // DATA Input for (i=0x80;i>0;i/=2) //shift bit

{ SCK=1; //clk delay_us(2);

if (DATA_IN) val=(val | i); //baca bit delay_us(2);

SCK=0; }

DDRB = 0b00000011; // DATA Output

DATA_OUT=!ack; //"ack==1" pull down DATA-Line SCK=1; //clk #9 ack

delay_us(5); //delay 5 us SCK=0;

DATA_OUT=1; //DATA-line return val;

}

void start_SHT(void) {

DATA_OUT=1; SCK=0; //Inisial state delay_us(2);

SCK=1; delay_us(2); DATA_OUT=0; delay_us(2); SCK=0; delay_us(5); SCK=1; delay_us(2); DATA_OUT=1; delay_us(2); SCK=0;

DDRB = 0b00000010; // DATA Input }

void reset_SHT(void) {

unsigned char i;

DDRB = 0b00000011; // DATA output DATA_OUT=1; SCK=0; //Inisial state for(i=0;i<9;i++) //9 SCK cycle

{ SCK=1; delay_us(1); SCK=0; delay_us(1);

}

start_SHT(); //start transmisi data DDRB = 0b00000010; // DATA Input }

//Mengecek status register sensor

char StatusReg_SHT(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum) {

unsigned char error=0;

start_SHT(); //start transmisi data

error=tulis_SHT(STATUS_REG_R); //mengirim command ke sensor *p_value=baca_SHT(ACK); //baca status register (8-bit)

*p_checksum=baca_SHT(noACK); //baca checksum (8-bit) return error; //error=1 jika tidak ada respon dari sensor }

//Membaca data hasil pengukuran

char ukur_SHT(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode) {

unsigned error=0; unsigned int temp=0;

start_SHT(); //start transmisi data

switch(mode){ //mengirim command ke sensor

case TEMP : error+=tulis_SHT(UKUR_SUHU); break; case HUMI : error+=tulis_SHT(UKUR_HUMI); break; default : break;

DDRB = 0b00000010; // DATA input while (1)

{

if(DATA_IN==0) break;

//tunggu hingga sensor selesai melakukan pengukuran }

if(DATA_IN) error+=1; // jika sudah timeout (2 detik)

switch(mode){ //mengirim command ke sensor case TEMP : temp=0;

temp=baca_SHT(ACK); temp<<=8;

nilaisuhu=temp; temp=0;

temp=baca_SHT(ACK); nilaisuhu|=temp;

break;

case HUMI : temp=0; temp=baca_SHT(ACK); temp<<=8;

nilailembab=temp; temp=0;

temp=baca_SHT(ACK); nilailembab|=temp; break;

default : break; }

*p_checksum =baca_SHT(noACK); //baca checksum return error;

}

void main(void) {

value humi_val,temp_val; PORTA=0x00;

DDRA=0x00; PORTB=0x00; DDRB=0x03; PORTC=0x00; DDRC=0xC0; PORTD=0x00; DDRD=0x00;

// USART initialization UCSRA=0x00;

UCSRB=0x18; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0x4D; // ADC initialization

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x82;

SUHU = read_adc(2)*10/2; lcd_init(16);

lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Pengukuran Suhu"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Kecepatan angin "); delay_ms(1000);

lcd_init(16); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("dan Kelembaban"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf(""); delay_ms(1000); lcd_init(16); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf(" FISIKA USU"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("================"); delay_ms(1000);

j = 0;k = 0; reset_SHT(); while (1)

{

delay_ms(500); error=0;

error+=ukur_SHT((unsigned char*)( &humi_val.i),&checksum,HUMI); //mengukur kelembaban error+=ukur_SHT((unsigned char*) (&temp_val.i),&checksum,TEMP); //mengukur suhu

error += StatusReg_SHT(&inp, &checksum); if(error!=0)

{

reset_SHT(); //jika ada error, reset koneksi putsf("Error");

} else {

SUHU = nilaisuhu-4300; lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf(" Suhu : \xdfC"); lcd_gotoxy(8,0);

lcd_putchar(SUHU/1000 %10 + 0x30); lcd_putchar(SUHU/100 %10 + 0x30); lcd_putchar('.');

lcd_putchar(SUHU/10 %10 + 0x30); Cal = (read_adc(0)/10);

Lembab = nilailembab*10/Cal; lcd_gotoxy(0,1);

lcd_gotoxy(8,1);

lcd_putchar(Lembab/100 %10 + 0x30); lcd_putchar(Lembab/10 %10 + 0x30); lcd_putchar('.');

lcd_putchar(Lembab %10 + 0x30); delay_ms(2000);

lcd_clear();

Speed = read_adc(1)*10/42; lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf(" Wind : m/s "); lcd_gotoxy(8,1);

lcd_putchar(Speed/100 %10 + 0x30); lcd_putchar(Speed/10 %10 + 0x30); lcd_putchar('.');

lcd_putchar(Speed %10 + 0x30); delay_ms(1000);

printf("%c%c%c",SUHU/1000%10 + 0x30,SUHU/100%10 + 0x30,SUHU/10%10 + 0x30);

printf("%c%c%c",Lembab/100%10 + 0x30,Lembab/10%10 + 0x30,Lembab%10 + 0x30); printf("%c%c",Speed/10%10 + 0x30,Speed%10 + 0x30);

delay_ms(2000);

if (SUHU > 3600){if (j < 5){SendMessage1();j++;}} if (Lembab < 400){if (j < 5){SendMessage2();j++;}} if (Speed > 60){if (k < 5){SendMessage3();k++;}}

} }

LAMPIRAN 3

PROGRAM VISUAL BASIC Dim j, i As Integer

Dim temp1, temp2, temp3, temp4, temp5, temp6, temp7, Suhu, Kelembaman, V, q As Integer Dim data, Times(0 To 18000) As String

Dim Temperature(0 To 18000), Humidity(0 To 18000), Speed(0 To 18000) As Single Dim oXL As Excel.Application

Private Sub Command1_Click() Set oXL = New Excel.Application Set oxlbook = oXL.Workbooks.Add FileName = "C:\Data\" + Text5 + ".xls"

oxlbook.Worksheets(1).Range("A1") = " Time"

oxlbook.Worksheets(1).Range("B1") = " Temperature" oxlbook.Worksheets(1).Range("C1") = " Humidity" oxlbook.Worksheets(1).Range("D1") = " Wind Speed" oxlbook.SaveAs FileName

For i = 2 To j

oxlbook.Worksheets(1).Range("A" & i) = Times(i) oxlbook.Worksheets(1).Range("B" & i) = Temperature(i) oxlbook.Worksheets(1).Range("C" & i) = Humidity(i) oxlbook.Worksheets(1).Range("D" & i) = Speed(i) Next i

oxlbook.SaveAs FileName oxlbook.Close

1:

Timer2.Enabled = False End Sub

Private Sub Command3_Click() End

End Sub

Private Sub Command4_Click() Timer2.Enabled = True

j = 0 End Sub

Private Sub Timer1_Timer() Text1 = Suhu

Text2 = Kelembaman Text3 = V

Text17 = Time End Sub

Private Sub Form_Load() MSComm1.PortOpen = True

End Sub

Private Sub MSComm1_OnComm() With MSComm1

Select Case .CommEvent Case comEvReceive data = .Input

temp1 = (Mid(data, 1, 1)) temp2 = (Mid(data, 2, 1)) temp3 = (Mid(data, 3, 1)) temp4 = (Mid(data, 4, 1)) temp5 = (Mid(data, 5, 1)) temp6 = (Mid(data, 6, 1)) temp7 = (Mid(data, 7, 1)) temp8 = (Mid(data, 8, 1)) On Error GoTo ext

Suhu = ((temp1 * 100) + (temp2 * 10) + temp3) / 10

Kelembaman = ((temp4 * 100) + (temp5 * 10) + temp6) / 10 V = ((temp7 * 10) + temp8) / 10

ext:

End Select End With End Sub

Private Sub Timer2_Timer() j = j + 1

Times(j) = Text17 Temperature(j) = Text1 Humidity(j) = Text2 Speed(j) = Text3 End Sub

LAMPIRAN 4

} }

LAMPIRAN 3

PROGRAM VISUAL BASIC Dim j, i As Integer

Dim temp1, temp2, temp3, temp4, temp5, temp6, temp7, Suhu, Kelembaman, V, q As Integer Dim data, Times(0 To 18000) As String

Dim Temperature(0 To 18000), Humidity(0 To 18000), Speed(0 To 18000) As Single Dim oXL As Excel.Application

Private Sub Command1_Click() Set oXL = New Excel.Application Set oxlbook = oXL.Workbooks.Add FileName = "C:\Data\" + Text5 + ".xls"

oxlbook.Worksheets(1).Range("A1") = " Time"

oxlbook.Worksheets(1).Range("B1") = " Temperature" oxlbook.Worksheets(1).Range("C1") = " Humidity" oxlbook.Worksheets(1).Range("D1") = " Wind Speed" oxlbook.SaveAs FileName

For i = 2 To j

oxlbook.Worksheets(1).Range("A" & i) = Times(i) oxlbook.Worksheets(1).Range("B" & i) = Temperature(i) oxlbook.Worksheets(1).Range("C" & i) = Humidity(i) oxlbook.Worksheets(1).Range("D" & i) = Speed(i) Next i

oxlbook.SaveAs FileName oxlbook.Close

1:

Timer2.Enabled = False End Sub

Private Sub Command3_Click() End

End Sub

Private Sub Command4_Click() Timer2.Enabled = True

j = 0 End Sub

Private Sub Timer1_Timer() Text1 = Suhu

Text2 = Kelembaman Text3 = V

Text17 = Time End Sub

Private Sub Form_Load() MSComm1.PortOpen = True

End Sub

Private Sub MSComm1_OnComm() With MSComm1

Select Case .CommEvent Case comEvReceive data = .Input

temp1 = (Mid(data, 1, 1)) temp2 = (Mid(data, 2, 1)) temp3 = (Mid(data, 3, 1)) temp4 = (Mid(data, 4, 1)) temp5 = (Mid(data, 5, 1)) temp6 = (Mid(data, 6, 1)) temp7 = (Mid(data, 7, 1)) temp8 = (Mid(data, 8, 1)) On Error GoTo ext

Suhu = ((temp1 * 100) + (temp2 * 10) + temp3) / 10

Kelembaman = ((temp4 * 100) + (temp5 * 10) + temp6) / 10 V = ((temp7 * 10) + temp8) / 10

ext:

End Select End With End Sub

Private Sub Timer2_Timer() j = j + 1

Times(j) = Text17 Temperature(j) = Text1 Humidity(j) = Text2 Speed(j) = Text3 End Sub

LAMPIRAN 4