Rancang Bangun Sistem Otomatisasi Pemadam Kebakaran Memanfaatkan Sensor LM35 Dan Fototransistor Dengan Metode Area Scanning Berbasis Atmega8535

  PERSETUJUAN

  Judul : Rancang Bangun Sistem Otomatisasi Pemadam Kebakaran Memanfaatkan Sensor LM35 Dan Fototransistor Dengan Metode Area Scanning Berbasis Atmega8535

  Kategori : Skripsi Nama : Baik P. Sihombing Nomor Induk Mahasiswa : 100801029 Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

  Universitas Sumatera Utara Disetujui di

  Medan, Agustus 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Drs.Takdir Tamba,M.Eng,Sc Junedi Ginting,S.Si,M.Si NIP. 196006031986011002 NIP. 197306222003121 Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr.Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

PERNYATAAN RANCANG BANGUN SISTEM OTOMATISASI PEMADAM KEBAKARAN MEMANFAATKAN SENSOR LM35 DAN FOTOTRANSISTOR DENGAN METODE AREA SCANNING BERBASIS ATMEGA8535

  SKRIPSI Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya Medan, Juli 2014 BAIK P. SIHOMBING 100801029

  PENGHARGAAN

  Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, yang telah memberikan berkat dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Adapun judul skripsi ini adalah “Rancang

  Bangun Sistem Otomatisasi Pemadam Kebakaran Memanfaatkan Sensor LM35 Dan Fototransistor Dengan Metode Area Scanning Berbasis Atmega8535”.

  Skripsi ini adalah untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh Ijazah Sarjana Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara.

  Selama dalam masa perkuliahan sampai akhirnya dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini penulis sangat banyak memperoleh bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, dengan kerendahan hati penulis menghaturkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

  1. Bapak Junedi Ginting,S.Si,M.Si selaku dosen pembimbing 1 dan bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng,Sc selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberikan banyak bimbingan dan arahan serta masukan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan baik.

  2. Bapak Dr.Sutarman,M.Sc selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) USU, bapak Dr.Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, bapak Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU, beserta seluruh jajaran staf pengajar/dosen dan pegawai Departemen Fisika FMIPA USU

  3. Ayahanda tercinta R. Sihombing dan ibunda tercinta S. Nababan yang tiada hentinya memberikan segalanya yang mereka mampu sehingga saya bisa seperti sekarang ini dan mampu menyelesaikan penulisan skripsi ini.

  4. Saudara kandung tercinta Melda Sihombing, Eben Sihombing, Natalia Sihombing dan Posma Sihombing, yang menjadi motivasi, dan penyemangat hidup saya sampai penyelesaian penulisan skripsi ini.

  5. Teman saya Dornita Hutasoit,S.Kom, yang telah memberikan bantuan dan selalu memberikan semangat dalam penyelesaian penulisan skripsi ini.

  6. Semua teman seperjuangan yang saya sayangi Physic Inside stambuk 2010, abang/kakak senior dan juga adik-adik junior di Fisika Usu yang menjadi motivasi saya dalam masa perkuliahan dan selalu memberikan semangat dalam penyelesaian penulisan skripsi ini.

  7. Semua teman kost Tuamang, organisasi IASMALIN, SMAN 1 Lintong Nihuta dan semua teman yang tidak bisa saya sebukan satu per satu, yang telah memberikan semangat dan dukungan doa sehingga saya dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi, masih jauh dari kesempurnaan dan masih banyak kekurangannya baik dari susunannya, tata bahasanya, maupun dari materinya. Oleh karena itu, dengan kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca demi tercapainya kesempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.

  Medan, Agustus 2014 Penulis

  BAIK P. SIHOMBING

RANCANG BANGUN SISTEM OTOMATISASI PEMADAM KEBAKARAN MEMANFAATKAN SENSOR LM35 DAN FOTOTRANSISTOR DENGAN METODE AREA SCANNING BERBASIS ATMEGA8535 ABSTRAK

  Telah dilakukan rancang bangun suatu alat pemadam kebakaran secara otomatis memanfaatkan fototransistor untuk mendeteksi infra merah yang ditimbulkan api, sensor LM35 untuk mendeteksi suhu ruangan, motor stepper untuk menggerakkan secara horinzontal fototransistor dan ujung selang pompa air yang bergerak searah jarum jam dan juga sebaliknya dengan rotasi 360 , dan alarm sebagai tanda kebakaran. Fototransistor dan ujung selang air didesain pada posisi arah yang sama, sehingga apabila fototransistor mendeteksi adanya infra merah dan LM35 mendeteksi suhu sesuai kondisi yang ditetapkan (suhu > 38

  C), maka pompa hidup untuk menyemprotkan air ke lokasi api secara horizontal dengan rotasi sekitar 30 , dan menghidupkan alarm, serta memutuskan hubungan arus listrik. Sistem atau peralatan ini dikontrol oleh mikrokontroler ATMega8535.

  Kata kunci : infra merah, fototransistor, LM35, mikrokontroler ATMega8535.

  DESIGN OF AUTOMATION SYSTEM FIREFIGHTERS USING LM35 SENSOR AND PHOTOTRANSISTOR WITH AREA SCANNING METHOD BASED ON ATMEGA8535

  ABSTRACK

  A design has been done for automatic fire extinguishers tool. Using phototransistor to detecting infra red was produced by fire. Beside that, LM35 sensor used for detecting room temperature, stepper motor used for moving the phototransistor and the end of water hose horizontally, moved clock wise and it’s inverse for 360 . Alarm used as extinguish sign. Phototransistor and the end of water hose designed in the same direction. Therefore, if the phototransistor detecting infra red and LM35 sensor detecting the room temperature equal with recommended condition (T > 38

  C). So that, the water pump active and spray the water to fired area horizontally for 30 . Beside that the alarm activated and cut the electricity network. This electronic equipment was controlled by atmega8535 microcontroller.

  Key words: infrared, phototransistor, LM35, mikrokontroler ATMega8535.

DAFTAR ISI

  Persetujuan i

  Pernyataan ii

  Penghargaan iii

  Abstrak v

  Abstrack vi

  Daftar Isi vii

  Daftar Gambar ix

  Daftar Tabel x

  Daftar Lampiran xi

  BAB 1 PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang

  1

  1.2 Rumusan Masalah

  2

  1.3 Batasan Masalah

  2

  1.4 Tujuan Penelitian

  3

  1.5 Manfaat Penelitian

  3

  1.6 Metode Penelitian

  3

  1.7 Sistematika Penulisan

  4 BAB 2 TIJAUAN PUSTAKA

  2.1 Infra Merah

  5

  2.2 Mikrokontroler ATMega8535

  6

  2.2.1 Arsitektur ATMega8535

  6

  2.2.2 Fitur ATMega8535

  8

  2.3 Fototransistor

  10

  2.4 Sensor Suhu LM3

  12

  2.5 Motor Stepper

  16

  2.5.1 Tipe Motor Stepper

  17

  2.6 Relay

  18

  2.7 Transistor

  20

  2.8 Catu Daya

  21

  2.8.1 Transformator Step Down

  22

  2.9 Software Pemrograman dan Software Downloader

  24

  2.9.1 Men-download Program ke Mikrokontroler dengan CVAVR

  24 BAB 3 PERANCANGAN DAN PRINSIP KERJA ALAT

  3.1 Diagram Blok dan Rangkaian Lengkap sistem

  28

  3.2 Prinsip Kerja Rangkaian

  30

  3.2.1 Rangkaian Minimum ATMega8535

  30

  3.2.2 Rangkaian Sensor LM35

  32

  3.2.3 Rangkaian Fototransistor

  33

  3.2.4 Rangkaian Penguat Arus

  35

  3.2.5 Rangkaian Motor Stepper

  34

  3.2.6 Rangkaian Alarm

  35

  3.2.7 Rangkaian Pompa Air

  36

  3.2.8 Rangkaian Pemutus Hubungan Arus Listrik

  37

  3.2.9 Rangkaian Catu Daya

  37

  3.3 Flowchart Sistem

  39 BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA

  4.1 Pengujian dan Analisa Fototransistor

  41

  4.2 Pengujian dan Analisa Sensor LM35

  44

  4.3 Pengujian Alat

  46 BAB 5 PENUTUP

  5.1 Kesimpulan

  48

  5.2 Saran

  48 DAFTAR PUSTAKA

  49 LAMPIRAN

  51

  DAFTAR GAMBAR

  34 Gambar 3.7 Rangkaian Pengendali Motor Stepper

  27 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Pemadam Kebakaran Otomatis

  28 Gambar 3.2 Rangkaian Lengkap Sistem

  29 Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

  31 Gambar 3.4 LM35 Basic Temperature Sensor

  32 Gambar 3.5 Rangkaian Sensor LM35

  33 Gambar 3.6 Rangkaian Fototransistor

  35 Gambar 3.8 Rangkaian Pengendali Buzzer

  26 Gambar 2.19 Screenshoot Proses Build

  36 Gambar 3.9 Rangkaian Pengendali Pompa Air

  36 Gambar 3.10 Rangkaian Pemutus Hubungan Arus Listrik

  37 Gambar 3.11 Rangkaian Catu daya

  38 Gambar 3.12 Flowchart system

  39 Gambar 4.1 Grafik Pengujian Fototransistor

  42 Gambar 4.2 Grafik Pengujian Sensor LM35

  27 Gambar 2.20 Screenshoot Proses Flash Program

  25 Gambar 2.18 Screenshoot Proses Compile

Gambar 2.1 Jangkauan Panjang Gelombang Jenis Infra Merah

  13 Gambar 2.8 Grafik Akurasi LM35 Terhadap Suhu

  5 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535

  7 Gambar 2.3 Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535

  8 Gambar 2.4 Blok Diagram Fungsional ATMega8535

  9 Gambar 2.5 Bentuk dan Simbol Fototransistor

  10 Gambar 2.6 Rangkaian Dasar Fototransistor

  11 Gambar 2.7 Skematik Bentuk dan Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35

  14 Gambar 2.9 Bagian-Bagian dari Motor Stepper

  23 Gambar 2.17 Screenshoot Code Vision AVR

  17 Gambar 2.10 Motor Stepper Unipolar

  18 Gambar 2.11 Motor Stepper Bipolar

  18 Gambar 2.12 Prinsip Kerja Rangkaian relay

  19 Gambar 2.13 Jenis Transistor

  21 Gambar 2.14 Diagram Blok Catu Daya

  22 Gambar 2.15 Transformator/Transformer

  22 Gambar 2.16 Transformator Step Down

  44

  DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Fototransistor

  42 Tabel 4.2 Hasil Pembuktian Hubungan Intensitas Cahaya dengan Tegangan Keluaran

  43 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Sensor LM35

  45