DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak vi
Abstract vii
Daftar Isi viii
Daftar Gambar x
Daftar Tabel xii
BAB I Pendahuluan
1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batas Masalah 2
1.4 Tujuan Penelitian 2
1.5 Manfaat Penelitian 2
1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB II Landasan Teori
4
2.1 Mikrokontroller AT-Mega 8535 4
2.1.1 Konfigurasi Pin AT-Mega 8535 5
2.2 Optocoupler 10
2.3 Rotary Encoder 11
2.4 Absolute Encoder 12
2.5 RTC DS1307 15
2.6 Kompas Digital CMPS03 16
2.7 Display LCD 2x16 17
2.8 Anemometer 18
2.9 Komponen – Komponen Pendukung 19
2.9.1 Resistor 19
Universitas Sumatera Utara
2.9.2 Kapasitor 19
2.9.3 Induktor 20
2.9.4 Dioda 21
2.9.5 Regulator LM317 22
2.9.6 Trafo CT Step down 23
2.9.7 Kabel 23
BAB III Perancangan dan Cara Pembuatan Alat
24
3.1 Pengukuran Kecepatan Angin 25
3.1.1 Mekanik Pengukuran Kecepatan Angin 25
3.1.2 Sensor Kecepatan 26
3.1.3 Schmitt Trigger 27
3.1.4 Mikrokontroller AT-Mega 8535 untuk kecepatan angin 27
3.2 Penentu Arah Angin 28
3.2.1 Mekanik Penentu Arah Angin 28
3.2.2 Sensor Rotary Encoder 29
3.2.3 Mikrokontroller AT-Mega 8535 untuk arah angin 30
3.2.4 Sensor Kompas Digital CMPS03 30
3.3 Flowchart 32
BAB IV Pengujian Alat dan Analisis
33
4.1 Pengujian Alat Ukur Kecepatan Angin 33
4.2 Pengujian Alat Ukur Penentu Arah Angin 39
BAB V Kesimpulan dan Saran
43
5.1 Kesimpulan 43
5.2 Saran 43
DAFTAR PUSTAKA Lampiran
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Mikrokontroller AT-Mega 8535
4 Gambar 2.2
Diagram Pin AT-Mega 8535 6
Gambar 2.8 Kombinasi Emitter dan Detector
10 Gambar 2.9
Rotary Encoder 11
Gambar 2.10 Prinsip Kerja Rotary Encoder 12
Gambar 2.11 Piringan Dari Absolute Encoder 12
Gambar 2.12 Kode Binary Absolute Encoder 13
Gambar 2.13 Kode Gray Absolute Encoder 13
Gambar 2.14 Kode Binary dan Kode Gray 14
Gambar 2.16 RTC DS1307 15
Gambar 2.17 Sensor Magnetic Compas CMPS03 16
Gambar 2.18 Rangkaian Aplikasi dari Sensor Magnetic Compas CMPS03 17
Gambar 2.20 Anemometer 18
Gambar 2.21 Resistor 19
Gambar 2.22 Kapasitor 20
Gambar 2.23 Induktor 21
Gambar 2.24 Dioda 21
Gambar 2.25 Rangkaian Internal LM317 22
Gambar 3.1 Diagram Blok
24 Gambar 3.2
Mekanik Baling – Baling dan Piringan sensor 25
Gambar 3.3 Piringan dikompel dengan baling-baling
26 Gambar 3.4
Rangkaian sensor untuk piringan sensor 26
Gambar 3.5 Optocoupler
27 Gambar 3.6
Arah Angin 28
Gambar 3.7 Mekanik Penunjuk arah angin
29
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8 Prinsip kerja rotary encoder
29 Gambar 3.9
Control output NPN open collector 30
Gambar 3.10 Rangkaian aplikasi dari sensor magnetic compass CMPS03 31
Gambar 3.11 Flowchart 32
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.3 Penjelasan Pin pada Mikrokontroller AT-Mega8535
7 Tabel 2.4
Penjelasan Pin pada Port A 8
Tabel 2.5 Penjelasan Pin pada Port B
8 Tabel 2.6
Penjelasan Pin pada Port C 9
Tabel 2.7 Penjelasan Pin pada Port D
10 Tabel 2.15
Output Absolute Encoder 14
Tabel 2.19 Kaki-Kaki LCD 2x16
18 Tabel 4.1
Data Pengukuran Kecepatan Angin Di Bandara 34
Tabel 4.2 Data Pengukuran Kecepatan Angin Di Pelabuhan Belawan
34 Tabel 4.3
Data Pengukuran Kecepatan Angin Di Daratan Binjai 35
Tabel 4.4 Perhitungan Simpangan Kecepatan Angin
35 Tabel 4.5
Perhitungan Kesalahan Rata-Rata Kecepatan Angin 37
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Alat Ukur Arah Angin
39 Tabel 4.7
Perhitungan Simpangan Arah Angin 40
Tabel 4.8 Perhitungan Kesalahan Rata-Rata Penentu Arah Angin
41
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Akuisisi data kecepatan dan arah angin dibutuhkan untuk mendapatkan data yang akan digunakan dalam berbagai sector kehidupan. Dalam skripsi ini penulis merancang alat
ukur kecepatan dan arah angin berbasis mikrokontroller. Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk menghasilkan suatu alat pengukur kecepatan dan arah angin yang
murah,handal. Untuk keperluan ilmu pengetahuan,khususnya mengenai Metrologi dan geofisika diperlukan suatu alat yang dapat mengukur kecepatan angin dan arah angin.
Dalam skripsi ini, dibuat dua perangkat keras yaitu untuk mengukur kecepatan angin dan untuk menunjukan arah angin. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin
menggunakan sensor optocoupler sebagai transducer. Alat ini dibuat sedemikian hingga dapat mengukur kecepatan angin minimal 1 ms dan maksimal 60 ms. Sedangkan untuk
menunjukan arah angin menggunakan sensor rotary encoder yaitu suatu sensor digital yang keluarannya berupa bit-bit digital sehingga mampu memenunjukan arah angin dari
0 hingga 360 dengan ketelitian 0,50
.
Kata Kunci : Mikrokontroller, Anemometer, Kompas
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Data acquisition speed and wind direction are needed to obtain data to be used in various sectors of life. In this paper the authors designed a measure wind speed and direction based
microcontroller. The purpose of this paper is to generate a measure wind speed and direction are cheap,reliable. For the purposes of science, especially concerning
meteorological and geophysical need a tool that can measure wind speed and wind direction. In this paper, made two pieces of hardware to measure the wind speed and wind
direction for the show. The tools used to measure wind speed using optocoupler sensor as a transducer. This tool is made so that can measure wind speed of at least 1 m s and a
maximum of 60 m s. While to indicate wind direction using a rotary encoder sensor is a digital sensor that outputs a digital bits so as to memenunjukan wind direction from 0 to
360 with 0.50 accuracy.
Keywords: Microcontroller, Anemometer, Compass
Universitas Sumatera Utara
BAB I
PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
Angin adalah udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara dengan arah aliran angin dari tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah atau
dari daerah yang memiliki suhu temperatur rendah ke wilayah bersuhu tinggi. Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin
yang banyak dipakai dalam bidang Metrologi dan geofisika atau stasiun perkiraan cuaca. Kecepatan atau kecepatan angin diukur dengan anemometer cup, instrumen dengan tiga atau
empat logam berlubang kecil belahan ditetapkan, sehingga mereka menangkap angin dan berputar tentang batang vertikal. Sebuah catatan perangkat listrik revolusi dari cangkir dan
menghitung kecepatan angin. Untuk keperluan ilmu pengetahuan, khususnya mengenai Metrologi dan geofisika
diperlukan suatu alat yang dapat mengukur kecepatan angin dan menentukan arah angin. Dengan memperhatikan hal tersebut maka penulis tertarik untuk mengembangkan suatu alat untuk
mengukur kecepatan angin dan sekaligus menentukan arahnya. Angin juga berpengaruh dalam mengatur masalah transportasi laut yaitu menggerakan kapal dalam melayari lautan. Meski sudah
jarang kapal laut menggunakan layar, dan berganti menggunakan bahan bakar batu bara ataupun solar, tetap saja angin diperlukan untuk menggerakan kapal-kapal itu. Apabila angin tidak ada,
maka gerak kapal akan terhenti secara total,sekali pun menggunakan tenaga nuklir. Karena bahan bakar ini terbakar dengan perantara gas oksigen yang ada di udara.
Sensor yang diaplikasikan untuk penentu arah angin ini yaitu sensor digital rotary encoder dan sensor yang diaplikasikan untuk pengukuran kecepatan angin yaitu sensor
optocoupler dengan mikrokontroller AT Mega 8535 sebagai pusat pengelola datanya yang hasilnya akan di tampilkan pada LCD 2x16. Oleh karena itu penulis mengajukan judul Skripsi
ini dengan judul “ Pembuatan Alat Ukur Kecepatan Angin Dan Penunjuk Arah Angin Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 8535”
Universitas Sumatera Utara
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang ada, maka perumusan dari masalah pada penelitian ini, adalah:
1. Bagaimana merancang alat ukur kecepatan angin dan penunjuk arah angin berbasis mikrokontroller AT-Mega 8535.
2. Bagaimana cara kerja alat ukur kecepatan angin dan penunjuk arah angin berbasis mikrokontroller AT-Mega 8535.
1.3 Batas Masalah
1. Anemometer yang digunakan adalah anemometer buatan sendiri. 2. Mikrokontroller yang digunakan adalah AT-Mega 8535
3. Display yang digunakan adalah LCD 2x16 4. Kompas yang digunakan adalah module cmps03 buatan devantech
5. Port RS 232 tersedia untuk Interfacing jika diperlukan.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Membuat anemometer dilengkapi kompas digital sebagai penunjuk arah angin. 2. Membuat anemometer sederhana untuk keperluan mengukur kecepatan dan arah
angin di Bandara dalam penerbangan, di Laut dalam pelayaran dan di sawah dalam bidang pertanian.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Anemometer dengan kompas penunjuk arah angin diharapkan dapat digunakan untuk umum ataupun disekolah serta laboratorium untuk keperluan dalam mengukur
kecepatan dan arah angin. 2. Pembuatan anemometer ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai lapangan kerja baru
bagi penulis atau pembaca yang berminat.
Universitas Sumatera Utara
1.6.1 SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika penulisan dalam skripsi ini sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
