Perancangan Inkubator Menggunakan Sensor Hsm-20g Berbasis Mikrokontroler ATMEGA 8535.

1

PERANCANGAN INKUBATOR MENGGUNAKAN SENSOR
HSM-20G BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

ARRY LAMBOK H
082408029

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

2

PERANCANGAN INKUBATOR MENGGUNAKAN SENSOR
HSM-20G BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

ARRY LAMBOK H
082408029

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

3

PERSETUJUAN

Judul

: PERANCANGAN INKUBATOR MENGGUNAKAN
SENSOR HSM-20G BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535

Kategori

: TUGAS AKHIR

Nama

: ARRYLAMBOK H

No Induk Mahasiswa

: 082408029

Program Studi

: DIPLOMA III (D3) FISIKA INSTRUMENTASI

Departemen

: FISIKA

Fakultas

: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA

Diluluskan di
Medan, 02 Juli 2011

Disetujui oleh :

Ketua Program Studi D-3

Pembimbing

Fisika Instrumentasi

Dr. Susilawati, M.Si.
NIP. 197412072000122001

Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003

Universitas Sumatera Utara

4

PERNYATAAN

PERANCANGAN INKUBATOR MENGGUNAKAN SENSOR
HSM-20G BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, 02 Juli 2011

( ARRY LAMBOK H)
082408029

Universitas Sumatera Utara

5

ABSTRAK

Pada Tugas Akhir ini penulis membahas masalah yang berjudul “Perancangan
Inkubator Menggunakan Sensor HSM-20G Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535”.
Alat ini berfungsi menjaga suhu dan kelembaban yang berada di dalamnya agar sesuai
dengan yang kita inginkan. Dalam hal ini digunakan suhu ruang inkubator sebagai objek
yang diatur. Simulasi inkubator ini menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535, sensor
suhu dan kelembaban HSM-20G, PSA, Trafo, Relay, LCD, Heater dan Kipas.
Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai input berbentuk sensor suhu dan kelembaban,
sensor ini akan mendeteksi suhu dan kelembaban yang berada dalam Inkubtor dan
menampilkannya pada LCD. Inkubator menggunakan sebuah heater yang berfungsi
sebagai pemanas dengan cara kerja mengeluarkan panas yang berlebih pada Inkubator
dan menggunakan 8 buah tombol setting yang berfungsi sebagai pengatur suhu,pengatur
jam, pengatur menit, dan pengaturan kelembaban sehingga Inkubator akan bekerja secara
otomatis.
Alat ini bekerja secara otomatis dengan merespon berapa besar suhu dan
kelembaban yang dideteksi oleh sensor suhu dan kelembaban, Mikrokontroler kemudian
memproses suhu dan kelembaban tersebut dan memberikan output yang telah diprogram
sebelumnya.Suhu dan kelembaban ini kemudian ditampilkan pada LCD. Heater dan
kipas akan menyala apabila ada perubahan suhu dan kelembaban yang disesuaikan
dengan programnya dan buzzer juga akan berbunyi saat suhu dan kelembaban lebih dari
yang telah kita atur.

Universitas Sumatera Utara

6

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan ............................................................................................................ ii
Pernyataan............................................................................................................. iii
Penghargaan.......................................................................................................... iv
Abstrak .................................................................................................................. v
Daftar isi.............................................................................................................,,. vi
Daftar Gambar ................................................................................................,.... vii
Daftar Tabel......................................................................................................,.. viii

Bab 1 Pendahuluan
1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................................... 2
1.3. Tujuan Penulisan ................................................................................. 2
1.4. Batasan Masalah .................................................................................. 2
1.5. Sistematika Penulisan .......................................................................... 3
Bab 2 Landasan Teori
2.1. Sensor Suhu dan kelembaban HSM-20G ............................................ 4
2.2. Mikrokontroler ATMega 8535............................................................. 5
2.2.1. Fitur ATMega 8535 .......................................................................... 6
2.2.2. Konfigurasi ATMega 8535 ............................................................... 7
2.2.3. Peta Memori ..................................................................................... 11
2.2.4. Status Register (SREG).................................................................... 11
2.2.5. Program Code-Vision AVR ............................................................. 15
2.2.6. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)....................16
Bab 3 Rancangan Sistem
3.1. Diagram Blok Sistem ............................................................................ 18
3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535 .............. 19
3.3. Rangkaian Power Supply....................................................................... 20
3.4. Rangkaian Driver Kipas ........................................................................ 21
3.5. Perancangan Sensor Suhu HSM-20G.................................................... 22
3.6. Relay...................................................................................................... 23
3.7. Pengaplikasian LCD ............................................................................. 24
3.9. Flowchart Program ................................................................................ 24
Bab 4 Pengujian Rangkaian
4.1. Pengujian Sensor HSM-20G.................................................................. 26
4.2. Pengujian Sistem Minimum ATMega 8535 .......................................... 26
4.3. Pengujian Rangkaian Driver Kipas ........................................................ 26
4.4. Pengujian LCD....................................................................................... 26
4.5. Pengujian Rangkaian Power Supply ...................................................... 27

Universitas Sumatera Utara

7

4.6. Pengujian Rangkaian secara keseluruhan .............................................. 27
4.7. Program Code-Vision AVR................................................................... 28
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 41
5.2 Saran......................................................................................................... 41
Daftar Pustaka ........................................................................................................... 42
Lampiran..................................................................................................................... 43

Universitas Sumatera Utara

8

DAFTAR GAMBAR

Gambar2.1. HSM-20G Sensor Suhu dan Kelembaban.................................................. 4
Gambar2.2. Pin ATMega 8535 ...................................................................................... 7
Gambar2.3. Status Register ATMega 8535 ................................................................... 11
Gambar2.4. Form pembuatan program micro chip (CodeVisionAVR) ....................... 15
Gambar2.5. Rangkaian LCD...........................................................................................16
Gambar3.1. Diagram Blok Sistem...................................................................................17
Gambar3.2. Rangkaian Skematik Sistem Minimum........................................................18
Gambar3.3. Rangkaian Skematik Power Supply.............................................................19
Gambar3.4. Rangkaian Relay Pengendali Kipas............................................................ 20
Gambar3.5. Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD ke konektor.. 23
Gambar3.6. Flowchart Program ......................................................................................24

Universitas Sumatera Utara

9

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konfigurasi Pin Port B ATMega 8535.................................................... 8
Tabel 2.2. Konfigurasi Pin Port D ATMega 8535.................................................... 9
Tabel 2.3. Pin Sensor Humidity ............................................................................... 21

Universitas Sumatera Utara

5

ABSTRAK

Pada Tugas Akhir ini penulis membahas masalah yang berjudul “Perancangan
Inkubator Menggunakan Sensor HSM-20G Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535”.
Alat ini berfungsi menjaga suhu dan kelembaban yang berada di dalamnya agar sesuai
dengan yang kita inginkan. Dalam hal ini digunakan suhu ruang inkubator sebagai objek
yang diatur. Simulasi inkubator ini menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535, sensor
suhu dan kelembaban HSM-20G, PSA, Trafo, Relay, LCD, Heater dan Kipas.
Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai input berbentuk sensor suhu dan kelembaban,
sensor ini akan mendeteksi suhu dan kelembaban yang berada dalam Inkubtor dan
menampilkannya pada LCD. Inkubator menggunakan sebuah heater yang berfungsi
sebagai pemanas dengan cara kerja mengeluarkan panas yang berlebih pada Inkubator
dan menggunakan 8 buah tombol setting yang berfungsi sebagai pengatur suhu,pengatur
jam, pengatur menit, dan pengaturan kelembaban sehingga Inkubator akan bekerja secara
otomatis.
Alat ini bekerja secara otomatis dengan merespon berapa besar suhu dan
kelembaban yang dideteksi oleh sensor suhu dan kelembaban, Mikrokontroler kemudian
memproses suhu dan kelembaban tersebut dan memberikan output yang telah diprogram
sebelumnya.Suhu dan kelembaban ini kemudian ditampilkan pada LCD. Heater dan
kipas akan menyala apabila ada perubahan suhu dan kelembaban yang disesuaikan
dengan programnya dan buzzer juga akan berbunyi saat suhu dan kelembaban lebih dari
yang telah kita atur.

Universitas Sumatera Utara

10

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang
Berbagai jenis teknologi telah banyak diciptakan oleh manusia untuk dapat
mempermudah manusia dalam melakukan pekerjaannya. Sebagai salah satu teknologi
yang berkembang ialah teknologi di bidang pengukuran suhu dan kelembaban. Alat
pengukur suhu

dan kelembaban sangat banyak diperlukan dalam hal-hal tertentu.

Contohnya,pada suatu gudang penyimpanan sangat penting diperhatikan suhu

dan

kelembaban dari ruangan gudang tersebut untuk menyimpan barang dengan baik, pada
ruang server komputer juga dibutuhkan suhu tertentu agar server tetap dapat bekerja
dengan baik, begitu juga pada inkubator ini, suhu dan kelembabannya harus diperhatikan
dan masih banyak lagi aplikasi lainnya.
Berangkat dari hal tersebut penulis ingin membuat inkubator ini dengan
pengaturan suhu dan kelembaban dengan menggunakan mikrokontroller ATMega 853
sebagai pusat kendalinya, sensor HSM-20G sebagai sensor suhu dan kelembaban ,LCD
sebagai penampilnya, PSA, Trafo, Relay, Heater dan Kipas. Hasil menunjukkkan
Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai input berbentuk sensor suhu, sensor ini akan
mendeteksi suhu dan kelembaban yang berada dalam Inkubtor dan menampilkannya pada
LCD. Inkubator menggunakan sebuah heater yang berfungsi sebagai pemanas dengan
cara kerja mengeluarkan panas yang berlebih pada Inkubator dan menggunakan 8 buah
lampu yang berfungsi sebagai pengatur suhu,pengatur jam, pengatur menit, dan
pengaturan kelembaban sehingga Inkubator akan bekerja secara otomatis.
Alat ini bekerja secara otomatis dengan merespon berapa besar suhu

dan

kelembaban yang dideteksi oleh sensor suhu dan kelembaban, Mikrokontroler
kemudianmemproses suhu dan kelembaban tersebut dan memberikan output yang telah
diprogram sebelumnya.Suhu dan kelembaban ini kemudian ditampilkan pada LCD.

Universitas Sumatera Utara

11

1.2. Rumusan Masalah

Laporan proyek ini membahas tentang perangkat keras yang meliputi perakitan
inkubator yang terdiri dari sensor suhu dan kelembaban HSM-20G, Mikrokontroler
ATMega 8535 sebagai pusat kendalinya beserta software pemrogramannnya, LCD
sebagai tampilannya, Relay, Heater, Trafo, PSA dan Kipas.

1.3. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan laporan proyek ini adalah untuk:
1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga
(D-III) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi
pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui.
3. Merancang suatu alat pengukuran suhu dan kelembaban pada inkubator untuk
Kemudian ditampilkan pada LCD dengan menggunakan
Mikrokontroler ATMega 8535.
4. Mengetahui cara kerja sensor HSM-20G berbasis Mikrokontroler AtMega 8535.
5. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara
kerja Inkubator Menggunakan sensor HSM-20G Berbasis
Mikrokontroler ATMega 8535.

Universitas Sumatera Utara

12

1.4. Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas Penulis Merancang Inkubator Memakai HSM-20G Berbasis
Mikrokontroler ATMega 8535, dengan batasan-batasan sebagai berikut :

1. Pembahasan mikrokontroler Atmega 8535.
2. Sensor yang digunakan adalah HSM-20G sebagai sensor suhu dan kelembaban.
3. Pembahasan hanya meliputi rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535,
HSM-20G, beserta programnya.
4. Pembahasan hanya sebatas pemrograman mikrokontroler dan interfacing
untuk pemrograman dari komputer ke mikrokontroler tidak dibahas.
5. Pengujian alat tidak dilakukan pada kondisi yang ekstrim (mis: lemari
Pendingin, tungku pemanas, dll).

1.5. Sistematika Penulisan

BAB I

: PENDAHULUAN
Dalam hal ini berisikan mengenai latar belakang,rumusan
Masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika
penulisan.

BAB II

: LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan
untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung
itu antara lain tentang Mikrokontroler Atmega 8535, HSM-20G ,
bahasa program yang dipergunakan, serta cara kerja dari
mikrokontroler Atmega 8535 dan komponen pendukung.

Universitas Sumatera Utara

13

BAB III

: RANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan dibahas perancangan dari alat , yaitu blok dari
rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram
alir dari program yang diisikan ke Mikrokontroler
ATMega 8535.

BAB IV

: PENGUJIAN RANGKAIAN
Pada bab ini akan dibahas pengujian rangkaian dan hasil
pengujian dari Masing – masing pada rangkaian serta di isikan
program ke mikrokontroler ATMega 8535.

BAB V

: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan
dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran
apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan
perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai system
kerja yang sama.

Universitas Sumatera Utara

14

BAB II
LANDASAN TEORI

2.1. Sensor Suhu dan Kelembaban HSM-20G
Sensor HSM-20G adalah sensor pengukur kelembaban dan temperatur. Dimana
wujud darihumidity tersebut seperti gambar dibawah ini

Gambar 2.1. Sensor HSM-20G
Sensor humidity HSM-20G dimana kelembaban relatif bisa di konversi ke tegangan
keluaran yang standart. Macam- macam dari jenis aplikasi yang dapat digunakan oleh
sensor ini adalah lembab,dan sangat lembab, untuk AC,data loggers kelembaban,
automotive climate control, dll.
Sensor ini mempunyai beberapa karekteristik dimana batas input tegangan DC 5±0.2
volt, batas output tegangan adalah sebesar DC 1-3volt, akurasi pengukuran ±5%RH, operasi arus
maksimum 2mA, batas storage RH 0-99%RH, batas operasi RH 20-95%(100%RH intermittent),
kondensasi transient