ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN MANUSIA
ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN MANUSIA SECARA
DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK (sensor jarak) dan FLEXIFORCE (sensor tekanan)
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro
Universitas Negeri Yogyakarta
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh
Gelar Ahli Madya Teknik Elektro
Oleh:
Eko Kurniawan Setyo Prabowo
04506131038
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2008
HALAMAN PERSETUJUAN
PROYEK AKHIR
Dengan judul
ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN MANUSIA SECARA
DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK (sensor jarak) dan FLEXIFORCE (sensor tekanan)
Dipersiapkan dan disusun oleh
Eko Kurniawan Setyo Prabowo
04506131038
Telah dipersiapkan dan diujikan di depan Panitia Penguji Tugas Akhir
Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Negeri Yogyakarta
Dan dinyatakan telah memenuhi Syarat
Guna memperoleh gelar Ahli Madya D3 Elektro
Pembimbing,
Herlambang SP, ST.
NIP. 132 233 216
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Proyek Akhir yang berjudul “ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN
MANUSIA SECARA DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC
AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK
(sensor
jarak)
dan
FLEXIFORCE (sensor tekanan)” ini telah dipertahankan didepan Dewan
Penguji Tugas Akhir.
iii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: Eko Kurniawan Setyo Prabowo
NIM
: 04506131038
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknik
Judul Proyek Akhir
:
ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN MANUSIA SECARA
DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK (sensor jarak) dan FLEXIFORCE (sensor tekanan)
Dengan ini menyatakan bahwa Proyek Akhir ini adalah hasil karya
saya sendiri dan sepanjang pengetahuan saya tidak berisi materi yang telah
dipublikasikan
atau
telah
dipergunakan
sebagai
prasyarat
untuk
menyelesaikan studi pada universitas lain, kecuali pada bagian-bagian
tertentu yang saya ambil sebagai acuan. Apabila ternyata terbukti hal ini
tidak benar, sepenuhnya menjadi tanggung jawab saya.
Yogyakarta, 9 April 2008
Penulis,
Eko Kurniawan Setyo P
04506131038
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Penulis mempersembahkan karya ini kepada:
Allah SWT, tempat yang paling nikmat karena Yang Maha
Pemurah lagi Maha Penyayang.
Rosulullah SAW, umat manusia paling sempurna diantara
lainnya yang mengantarkan kita semua selamat Dunia dan
Akhirat
Ibunda tercinta dan Ayahanda untuk setiap tetes keringat
dan air mata beserta pengorbanannya demi kami.
Adikku yang aku sayangi.
Saudara-saudara dari Ayah dan Ibu dimana saja.
Sahabat-sahabatku semuanya.
Terimakasih atas bimbingan, Kasih sayang, pengorbanan, dorongan,
semangat, dan doa yang tidak pernah putus.
v
ABSTRAK
ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN MANUSIA SECARA
DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK (sensor jarak) dan FLEXIFORCE (sensor tekanan)
Oleh :
Eko Kurniawan Setyo Prabowo
04506131038
Alat ukur tinggi dan berat badan manusia secara digital berbasis
mikrokontroller AT89S51 ultrasonik (sensor jarak) dan flexiforce (sensor
tekanan) adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur nilai suatu besaran
panjang/tinggi dan berat pada tubuh/fisik seseorang berdasarkan satuan tertentu
dengan tujuan membuat suatu rangkaian alat ukur tinggi dan berat badan dengan
tampilan digital menggunakan sensor jarak dan sensor tekanan dan mengetahui
unjuk kerja dari alat ukur tinggi dan berat badan dengan tampilan digital yang
menggunakan sensor tekanan dan sensor jarak.
Prinsip kerja alat ini adalah berdasar sinar pantul ultrasonik dan tekanan
suatu benda. Perancangan sistem meliputi prinsip kerja dari sensor flexiforce
(sensor tekanan), sensor jarak (ultrasonik), op-amp, ADC, mikrokontroller, LCD
dan sevensegmen. Sistem rangkaian alat ini merupakan rangkaian yang mampu
merubah sebuah besaran panjang dan berat sehingga dapat diolah dan
ditampilkan dalam bentuk sistem elektris. Dalam melakukan berubahan besaran
tersebut digunakan dua sensor yang mampu mengkonversi besaran tinggi dan
berat. Proses perubahan tersebut dengan mengubah jarak dan berat menjadi
tegangan analog menggunakan sensor ultrasonik (sensor jarak) dan flexiforce
(sensor tekanan). Setelah melalui proses pengkondisian sinyal dengan cara
dikuatkan, tegangan analog diubah menjadi data digital menggunakan ADC0804.
Data digital yang diperoleh kemudian diolah oleh mikrokontroller AT89S51 dan
ditampilkan. Hasil tampilan angka tersebut merupakan informasi mengenai
pengukuran berat dan tinggi badan.
Adapun hasil unjuk kerja alat ini memiliki kesalahan pengukuran rata-rata
sebesar 0,24% untuk pengukuran tinggi badan dan 1,66% untuk pengukuran
berat badan. Keterbatasan pengukuran tinggi badan dari 50cm sampai 215cm dan
berat badan 48kg sampai 90kg.
vi
KATA PENGANTAR
Assalammu’alaikum ww
Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT atas
segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
penyusunan tugas akhir ini. Shalawat serta salam selalu untuk Rosullulah
Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya. Amiin.
Tugas Akhir berjudul Alat ukur tinggi dan berat badan manusia
secara digital berbasis mikrokontroler AT89S51 disusun guna memenuhi
sebagian persyaratan unuk memperoleh gelar ahli madya.
Penulis telah banyak mendapat bimbingan dan bantuan yang sangat
berarti dalam proses pembuatan alat ukur tinggi dan berat badan manusia
secara digital berbasis mikrokontroller AT89S51 hingga selesainya penulisan
karya tugas akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih
kepada:
1. Bapak Wardan Suyanto, Ed.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Yogyakarta.
2. Bapak Mutaqin, M.Pd. selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Elektro
Universitas Negeri Yogyakarta.
3. Bapak Istanto W Djatmiko, MPd. selaku Direktur SPMU.
4. Bapak Herlambang SP, ST. Selaku dosen pembimbing yang dengan sabar
memberikan pengarahan, bimbingan dan petunjuk selama penyusunan
tugas akhir.
vii
5. Ayah dan Ibu tercinta yang telah banyak membimbing dan segala
pengorbanannya serta do’anya dalam studi saya.
6. 93,2FM Magenta Radio UNY sebagai unit kegiatan bagi saya untuk
membentuk karakter dan pola pikir dalam diri saya.
7. Teman-teman Mahasiswa UNY angkatan 2006-2003 yang telah memberi
ruang persaudaraan bagi saya.
8. Teman-teman Electrical Education’04 UNY yang telah memberi motivasi
dan jangan pernah lupa cerita kita di UNY ini serta ingatlah disaat kita
lanjut usia.
9. Semua pihak yang telah mendukung dan membantu terselesaikannya
Tugas Akhir ini.
Akhirnya penulis berharap semoga karya Tugas Akhir ini dapat
bermanfaat bagi untuk perkembangan kampus UNY pada umumnya dan
untuk program studi D3 Teknik Elektro serta Instrumentasi pada khususnya.
Dengan penuh kesadaran bahwa tidak ada yang sempurna di dunia ini,
maka penulis yakin masih banyak kesalahan disana-sini sehingga penulis
sangat perlu kritik dan saran guna mendapatkan hasil yang lebih baik dan
jika ada kebenaran dalam karya ini hanyalah dari Allah SWT. Semoga
karya Tugas Akhir ini dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Yogyakarta, 9 April 2008
Penulis,
Eko Kurniawan Setyo P
04506131038
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.......................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................. iii
HALAMAN PERNYATAAN ......................................................... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................... v
ABSTRAK ....................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .......................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................. xvii
BAB I. PENDAHULUAN .............................................................. 1
A. Latar Belakang .............................................................................. 1
B. Perumusan Masalah ...................................................................... 2
C. Tujuan ........................................................................................... 2
D. Batasan Masalah ........................................................................... 2
E. Manfaat ......................................................................................... 3
ix
BAB II. PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH ................... 4
A. Pengertian Alat dan Sensor............................................................ 4
B. Tinggi dan Berat Badan ................................................................. 5
C. Komponen Elektronika .................................................................. 5
1. Perangkat Keras (Hardware).................................................. 6
a. Sensor Ultrasonik ............................................................... 6
b. Sensor Flexiforce ............................................................... 8
c. Penguat Sensor ................................................................. 10
d. ADC 0804 ........................................................................ 13
e. Sistem Mikrokontroller AT89S51 ................................... 14
f. Sevensegmen .................................................................... 19
g. LCD .................................................................................. 20
h. Power Suplay (Sumber Tegangan) .................................. 21
2. Perangkat Lunak (Software)................................................. 27
a. Pemrograman Mikrokontroller 1..................................... 27
b. Pemrograman Mikrokontroller 2..................................... 30
D. Diagram Alir ................................................................................ 31
BAB III. PERANCANGAN ........................................................... 33
A. Perancangan Sistem Rangkaian Alat Ukur ................................ 33
1. Perangkat Keras (Hardware)................................................. 34
a. Blok Flexiforce ................................................................ 34
b. Blok Op-amp .................................................................... 35
c. Blok ADC0804 ................................................................ 36
x
d. Blok Mikrokontroller 1 .................................................... 37
e. Blok Sevensegmen ........................................................... 39
f. Blok Ping Ultrasonik ........................................................ 40
g. Blok Mikrokontroller 2 .................................................... 42
h. Blok LCD ......................................................................... 43
i. Blok Powersuplay ............................................................ 44
2. Perangkat Lunak (Software)................................................... 46
a. Pemrograman Mikrokontroller 1..................................... 46
b. Pemrograman Mikrokontroller 2..................................... 48
B. Perancangan Pengujian Alat ....................................................... 52
1. Blok Flexiforce..................................................................... 52
2. Blok Op-amp........................................................................ 53
3. Blok ADC0804..................................................................... 53
4. Blok Mikrokontroller 1 ........................................................ 54
5. Blok Sevensegmen ............................................................... 54
6. Blok Ping Ultrasonik, Mikrokontroller 2, LCD ................... 55
7. Blok Powersuplay ................................................................ 55
C. Langkah Kerja Perakitan ............................................................ 56
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA PEMBAHASAN .......... 57
A. Pengujian Rangkaian dan Hasilnya ........................................... 57
1. Perangkat Keras (Hardware) ................................................. 57
a. Blok Flexiforce ................................................................ 57
b. Blok Op-amp .................................................................. 58
xi
c. Blok ADC0804 ................................................................ 59
d. Blok Mikrokontroller 1 ................................................... 60
e. Blok Sevensegmen .......................................................... 61
f. Blok Ping Ultrasonik, Mikrokontroller 2, LCD .............. 62
g. Blok Powersuplay ........................................................... 63
2. Perangkat Lunak (Software) .................................................. 64
a. Pengujian Mikrokontroller 1 ........................................... 64
b. Pengujian Mikrokontroller 2........................................... 67
B. Analisa Rangkaian ...................................................................... 69
1. Perangkat Keras (Hardware) ................................................. 69
a. Blok Flexiforce ................................................................ 69
b. Blok Op-amp .................................................................. 69
c. Blok ADC0804 ................................................................ 69
d. Blok Mikrokontroller 1 ................................................... 69
e. Blok Sevensegmen .......................................................... 70
f. Blok Ping Ultrasonik, Mikrokontroller 2, LCD .............. 70
g. Blok Powersuplay ........................................................... 70
2. Perangkat Lunak (Software) .................................................. 70
a. Pengujian Mikrokontroller 1 ........................................... 70
b. Pengujian Mikrokontroller 2........................................... 71
C. Unjuk Kerja ................................................................................ 72
1. Pengukuran Tinggi Badan .................................................... 72
2. Pengukuran Berat Badan ..................................................... 73
xii
D. Pembahasan Unjuk Kerja ........................................................... 75
1. Pengukuran Tinggi Badan .................................................... 75
2. Pengukuran Berat Badan ..................................................... 75
E. Analisa Kelemahan Alat ............................................................. 75
1. Tingkat Keakuratan..............................................................75
2. Prosentase Kesalahan Pengukuran......................................76
BAB V. PENUTUP ......................................................................... 78
A. Kesimpulan ............................................................................... 78
B. Keterbatasan Alat ..................................................................... 79
C. Saran ......................................................................................... 80
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 81
LAMPIRAN
xiii
BAB V
PUNUTUP
A. Kesimpulan
Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan sistem kemudian
dilakukan pengujian dan analisis data, maka dapat diambil beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Adapun cara membuat rangkaian alat ukur tinggi dan berat badan
secara terintegrasi dengan tampilan digital menggunakan sensor jarak
dan sensor tekanan adalah sebagai berikut:
•
Pengumpulan data mengenai alat ukur tinggi dan berat badan
yang mencakup dan mendukung bagian pendekatan pemecahan
masalah.
•
Merancang bagian hardware dan software alat ukur tinggi dan
berat badan dilanjutkan dengan perakitan bagian hardware dan
menginstalasi software menggunakan downloader.
•
Menguji masing-masing bagian rangkaian dan mengambil data
yang diperlukan. Membandingkan unjuk kerja alat dengan
teori yang diterapkan.
•
Mengemas masing-masing perangkat dalam cassing alat ukur
tinggi dan berat badan.
•
Mengambil data unjuk kerja alat ukur yang dilengkapi dengan
analisa data unjuk kerja alat.
79
2. Unjuk kerja rangkaian alat ukur tinggi dan berat badan dengan
tampilan digital memiliki kesalahan pengukuran rata-rata sebesar
0,24% pada pengukuran tinggi badan dan 1,66% pada pengukuran
berat badan.
B. Keterbatasan Alat
1. Keterbatasan alat ukur tinggi dan berat badan dalam kemampuan
mengukur adalah dari batas minimal sampai batas maksimal (tinggi
dan berat badan) yaitu dari 50cm sampai 215cm (tinggi badan) dan
dari 48kg sampai 90kg (berat badan). Data pengujian bagian
software dan hardware pada setiap step (tahap), model pemrograman
yang dirancang pada alat ukur berat badan memperoleh hasil data
pengukuran yang kurang akurat (angka tampilan pengukuran yang
berubah-ubah). Hal ini terjadi karena tegangan yang di keluarkan
oleh sensor berat (flexiforce) kurang stabil dan mengakibatkan
kinerja dari rangkaian disetiap tahapnya akan terpengaruh atau
kurang maksimal.
80
C. Saran
Setelah melihat beberapa kesimpulan dan hasil unjuk kerja alat ukur
tinggi dan berat badan manusia secara digital berbasis mikrokontroler
AT89S51 menggunakan dua buah sensor masih banyak kekurangan yang
perlu
diperbaiki.
Untuk
menyempurnakan
alat
sehingga
pengguna
memanfaatkan alat ini dengan baik. Ada beberapa bagian dari sistem yang
perlu dilakukan penyempurnaan:
1. Untuk
memperbaiki
pengukuran
berat
badan,
perlu
dibuatkan
pendeteksi berat badan yang jauh lebih baik dari sensor flexiforce
karena
sensor
flexiforce
masih
kurang
mencukupi
tingkat
keberhasilannya dalam pengukuran tekanan yang diakibatkan oleh
berat badan pada rangkaian ini atau perlu dibuatkan rangkaian yang
klop dengan flexiforce agar data yang ditampilkan benar-benar
akurat.
2. Pada
sensor
ping
ultrasonik
memerlukan
bidang
pantul
sinar
ultrasonik atau lantai yang baik sehingga tidak terpengaruhi oleh
bidang pantul lain agar data yang didapatkan bukan data error.
DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK (sensor jarak) dan FLEXIFORCE (sensor tekanan)
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro
Universitas Negeri Yogyakarta
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh
Gelar Ahli Madya Teknik Elektro
Oleh:
Eko Kurniawan Setyo Prabowo
04506131038
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2008
HALAMAN PERSETUJUAN
PROYEK AKHIR
Dengan judul
ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN MANUSIA SECARA
DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK (sensor jarak) dan FLEXIFORCE (sensor tekanan)
Dipersiapkan dan disusun oleh
Eko Kurniawan Setyo Prabowo
04506131038
Telah dipersiapkan dan diujikan di depan Panitia Penguji Tugas Akhir
Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Negeri Yogyakarta
Dan dinyatakan telah memenuhi Syarat
Guna memperoleh gelar Ahli Madya D3 Elektro
Pembimbing,
Herlambang SP, ST.
NIP. 132 233 216
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Proyek Akhir yang berjudul “ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN
MANUSIA SECARA DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC
AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK
(sensor
jarak)
dan
FLEXIFORCE (sensor tekanan)” ini telah dipertahankan didepan Dewan
Penguji Tugas Akhir.
iii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: Eko Kurniawan Setyo Prabowo
NIM
: 04506131038
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknik
Judul Proyek Akhir
:
ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN MANUSIA SECARA
DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK (sensor jarak) dan FLEXIFORCE (sensor tekanan)
Dengan ini menyatakan bahwa Proyek Akhir ini adalah hasil karya
saya sendiri dan sepanjang pengetahuan saya tidak berisi materi yang telah
dipublikasikan
atau
telah
dipergunakan
sebagai
prasyarat
untuk
menyelesaikan studi pada universitas lain, kecuali pada bagian-bagian
tertentu yang saya ambil sebagai acuan. Apabila ternyata terbukti hal ini
tidak benar, sepenuhnya menjadi tanggung jawab saya.
Yogyakarta, 9 April 2008
Penulis,
Eko Kurniawan Setyo P
04506131038
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Penulis mempersembahkan karya ini kepada:
Allah SWT, tempat yang paling nikmat karena Yang Maha
Pemurah lagi Maha Penyayang.
Rosulullah SAW, umat manusia paling sempurna diantara
lainnya yang mengantarkan kita semua selamat Dunia dan
Akhirat
Ibunda tercinta dan Ayahanda untuk setiap tetes keringat
dan air mata beserta pengorbanannya demi kami.
Adikku yang aku sayangi.
Saudara-saudara dari Ayah dan Ibu dimana saja.
Sahabat-sahabatku semuanya.
Terimakasih atas bimbingan, Kasih sayang, pengorbanan, dorongan,
semangat, dan doa yang tidak pernah putus.
v
ABSTRAK
ALAT UKUR TINGGI DAN BERAT BADAN MANUSIA SECARA
DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER IC AT89S51
MENGGUNAKAN
ULTRASONIK (sensor jarak) dan FLEXIFORCE (sensor tekanan)
Oleh :
Eko Kurniawan Setyo Prabowo
04506131038
Alat ukur tinggi dan berat badan manusia secara digital berbasis
mikrokontroller AT89S51 ultrasonik (sensor jarak) dan flexiforce (sensor
tekanan) adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur nilai suatu besaran
panjang/tinggi dan berat pada tubuh/fisik seseorang berdasarkan satuan tertentu
dengan tujuan membuat suatu rangkaian alat ukur tinggi dan berat badan dengan
tampilan digital menggunakan sensor jarak dan sensor tekanan dan mengetahui
unjuk kerja dari alat ukur tinggi dan berat badan dengan tampilan digital yang
menggunakan sensor tekanan dan sensor jarak.
Prinsip kerja alat ini adalah berdasar sinar pantul ultrasonik dan tekanan
suatu benda. Perancangan sistem meliputi prinsip kerja dari sensor flexiforce
(sensor tekanan), sensor jarak (ultrasonik), op-amp, ADC, mikrokontroller, LCD
dan sevensegmen. Sistem rangkaian alat ini merupakan rangkaian yang mampu
merubah sebuah besaran panjang dan berat sehingga dapat diolah dan
ditampilkan dalam bentuk sistem elektris. Dalam melakukan berubahan besaran
tersebut digunakan dua sensor yang mampu mengkonversi besaran tinggi dan
berat. Proses perubahan tersebut dengan mengubah jarak dan berat menjadi
tegangan analog menggunakan sensor ultrasonik (sensor jarak) dan flexiforce
(sensor tekanan). Setelah melalui proses pengkondisian sinyal dengan cara
dikuatkan, tegangan analog diubah menjadi data digital menggunakan ADC0804.
Data digital yang diperoleh kemudian diolah oleh mikrokontroller AT89S51 dan
ditampilkan. Hasil tampilan angka tersebut merupakan informasi mengenai
pengukuran berat dan tinggi badan.
Adapun hasil unjuk kerja alat ini memiliki kesalahan pengukuran rata-rata
sebesar 0,24% untuk pengukuran tinggi badan dan 1,66% untuk pengukuran
berat badan. Keterbatasan pengukuran tinggi badan dari 50cm sampai 215cm dan
berat badan 48kg sampai 90kg.
vi
KATA PENGANTAR
Assalammu’alaikum ww
Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT atas
segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
penyusunan tugas akhir ini. Shalawat serta salam selalu untuk Rosullulah
Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya. Amiin.
Tugas Akhir berjudul Alat ukur tinggi dan berat badan manusia
secara digital berbasis mikrokontroler AT89S51 disusun guna memenuhi
sebagian persyaratan unuk memperoleh gelar ahli madya.
Penulis telah banyak mendapat bimbingan dan bantuan yang sangat
berarti dalam proses pembuatan alat ukur tinggi dan berat badan manusia
secara digital berbasis mikrokontroller AT89S51 hingga selesainya penulisan
karya tugas akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih
kepada:
1. Bapak Wardan Suyanto, Ed.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Yogyakarta.
2. Bapak Mutaqin, M.Pd. selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Elektro
Universitas Negeri Yogyakarta.
3. Bapak Istanto W Djatmiko, MPd. selaku Direktur SPMU.
4. Bapak Herlambang SP, ST. Selaku dosen pembimbing yang dengan sabar
memberikan pengarahan, bimbingan dan petunjuk selama penyusunan
tugas akhir.
vii
5. Ayah dan Ibu tercinta yang telah banyak membimbing dan segala
pengorbanannya serta do’anya dalam studi saya.
6. 93,2FM Magenta Radio UNY sebagai unit kegiatan bagi saya untuk
membentuk karakter dan pola pikir dalam diri saya.
7. Teman-teman Mahasiswa UNY angkatan 2006-2003 yang telah memberi
ruang persaudaraan bagi saya.
8. Teman-teman Electrical Education’04 UNY yang telah memberi motivasi
dan jangan pernah lupa cerita kita di UNY ini serta ingatlah disaat kita
lanjut usia.
9. Semua pihak yang telah mendukung dan membantu terselesaikannya
Tugas Akhir ini.
Akhirnya penulis berharap semoga karya Tugas Akhir ini dapat
bermanfaat bagi untuk perkembangan kampus UNY pada umumnya dan
untuk program studi D3 Teknik Elektro serta Instrumentasi pada khususnya.
Dengan penuh kesadaran bahwa tidak ada yang sempurna di dunia ini,
maka penulis yakin masih banyak kesalahan disana-sini sehingga penulis
sangat perlu kritik dan saran guna mendapatkan hasil yang lebih baik dan
jika ada kebenaran dalam karya ini hanyalah dari Allah SWT. Semoga
karya Tugas Akhir ini dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Yogyakarta, 9 April 2008
Penulis,
Eko Kurniawan Setyo P
04506131038
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.......................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................. iii
HALAMAN PERNYATAAN ......................................................... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................... v
ABSTRAK ....................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .......................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................. xvii
BAB I. PENDAHULUAN .............................................................. 1
A. Latar Belakang .............................................................................. 1
B. Perumusan Masalah ...................................................................... 2
C. Tujuan ........................................................................................... 2
D. Batasan Masalah ........................................................................... 2
E. Manfaat ......................................................................................... 3
ix
BAB II. PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH ................... 4
A. Pengertian Alat dan Sensor............................................................ 4
B. Tinggi dan Berat Badan ................................................................. 5
C. Komponen Elektronika .................................................................. 5
1. Perangkat Keras (Hardware).................................................. 6
a. Sensor Ultrasonik ............................................................... 6
b. Sensor Flexiforce ............................................................... 8
c. Penguat Sensor ................................................................. 10
d. ADC 0804 ........................................................................ 13
e. Sistem Mikrokontroller AT89S51 ................................... 14
f. Sevensegmen .................................................................... 19
g. LCD .................................................................................. 20
h. Power Suplay (Sumber Tegangan) .................................. 21
2. Perangkat Lunak (Software)................................................. 27
a. Pemrograman Mikrokontroller 1..................................... 27
b. Pemrograman Mikrokontroller 2..................................... 30
D. Diagram Alir ................................................................................ 31
BAB III. PERANCANGAN ........................................................... 33
A. Perancangan Sistem Rangkaian Alat Ukur ................................ 33
1. Perangkat Keras (Hardware)................................................. 34
a. Blok Flexiforce ................................................................ 34
b. Blok Op-amp .................................................................... 35
c. Blok ADC0804 ................................................................ 36
x
d. Blok Mikrokontroller 1 .................................................... 37
e. Blok Sevensegmen ........................................................... 39
f. Blok Ping Ultrasonik ........................................................ 40
g. Blok Mikrokontroller 2 .................................................... 42
h. Blok LCD ......................................................................... 43
i. Blok Powersuplay ............................................................ 44
2. Perangkat Lunak (Software)................................................... 46
a. Pemrograman Mikrokontroller 1..................................... 46
b. Pemrograman Mikrokontroller 2..................................... 48
B. Perancangan Pengujian Alat ....................................................... 52
1. Blok Flexiforce..................................................................... 52
2. Blok Op-amp........................................................................ 53
3. Blok ADC0804..................................................................... 53
4. Blok Mikrokontroller 1 ........................................................ 54
5. Blok Sevensegmen ............................................................... 54
6. Blok Ping Ultrasonik, Mikrokontroller 2, LCD ................... 55
7. Blok Powersuplay ................................................................ 55
C. Langkah Kerja Perakitan ............................................................ 56
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA PEMBAHASAN .......... 57
A. Pengujian Rangkaian dan Hasilnya ........................................... 57
1. Perangkat Keras (Hardware) ................................................. 57
a. Blok Flexiforce ................................................................ 57
b. Blok Op-amp .................................................................. 58
xi
c. Blok ADC0804 ................................................................ 59
d. Blok Mikrokontroller 1 ................................................... 60
e. Blok Sevensegmen .......................................................... 61
f. Blok Ping Ultrasonik, Mikrokontroller 2, LCD .............. 62
g. Blok Powersuplay ........................................................... 63
2. Perangkat Lunak (Software) .................................................. 64
a. Pengujian Mikrokontroller 1 ........................................... 64
b. Pengujian Mikrokontroller 2........................................... 67
B. Analisa Rangkaian ...................................................................... 69
1. Perangkat Keras (Hardware) ................................................. 69
a. Blok Flexiforce ................................................................ 69
b. Blok Op-amp .................................................................. 69
c. Blok ADC0804 ................................................................ 69
d. Blok Mikrokontroller 1 ................................................... 69
e. Blok Sevensegmen .......................................................... 70
f. Blok Ping Ultrasonik, Mikrokontroller 2, LCD .............. 70
g. Blok Powersuplay ........................................................... 70
2. Perangkat Lunak (Software) .................................................. 70
a. Pengujian Mikrokontroller 1 ........................................... 70
b. Pengujian Mikrokontroller 2........................................... 71
C. Unjuk Kerja ................................................................................ 72
1. Pengukuran Tinggi Badan .................................................... 72
2. Pengukuran Berat Badan ..................................................... 73
xii
D. Pembahasan Unjuk Kerja ........................................................... 75
1. Pengukuran Tinggi Badan .................................................... 75
2. Pengukuran Berat Badan ..................................................... 75
E. Analisa Kelemahan Alat ............................................................. 75
1. Tingkat Keakuratan..............................................................75
2. Prosentase Kesalahan Pengukuran......................................76
BAB V. PENUTUP ......................................................................... 78
A. Kesimpulan ............................................................................... 78
B. Keterbatasan Alat ..................................................................... 79
C. Saran ......................................................................................... 80
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 81
LAMPIRAN
xiii
BAB V
PUNUTUP
A. Kesimpulan
Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan sistem kemudian
dilakukan pengujian dan analisis data, maka dapat diambil beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Adapun cara membuat rangkaian alat ukur tinggi dan berat badan
secara terintegrasi dengan tampilan digital menggunakan sensor jarak
dan sensor tekanan adalah sebagai berikut:
•
Pengumpulan data mengenai alat ukur tinggi dan berat badan
yang mencakup dan mendukung bagian pendekatan pemecahan
masalah.
•
Merancang bagian hardware dan software alat ukur tinggi dan
berat badan dilanjutkan dengan perakitan bagian hardware dan
menginstalasi software menggunakan downloader.
•
Menguji masing-masing bagian rangkaian dan mengambil data
yang diperlukan. Membandingkan unjuk kerja alat dengan
teori yang diterapkan.
•
Mengemas masing-masing perangkat dalam cassing alat ukur
tinggi dan berat badan.
•
Mengambil data unjuk kerja alat ukur yang dilengkapi dengan
analisa data unjuk kerja alat.
79
2. Unjuk kerja rangkaian alat ukur tinggi dan berat badan dengan
tampilan digital memiliki kesalahan pengukuran rata-rata sebesar
0,24% pada pengukuran tinggi badan dan 1,66% pada pengukuran
berat badan.
B. Keterbatasan Alat
1. Keterbatasan alat ukur tinggi dan berat badan dalam kemampuan
mengukur adalah dari batas minimal sampai batas maksimal (tinggi
dan berat badan) yaitu dari 50cm sampai 215cm (tinggi badan) dan
dari 48kg sampai 90kg (berat badan). Data pengujian bagian
software dan hardware pada setiap step (tahap), model pemrograman
yang dirancang pada alat ukur berat badan memperoleh hasil data
pengukuran yang kurang akurat (angka tampilan pengukuran yang
berubah-ubah). Hal ini terjadi karena tegangan yang di keluarkan
oleh sensor berat (flexiforce) kurang stabil dan mengakibatkan
kinerja dari rangkaian disetiap tahapnya akan terpengaruh atau
kurang maksimal.
80
C. Saran
Setelah melihat beberapa kesimpulan dan hasil unjuk kerja alat ukur
tinggi dan berat badan manusia secara digital berbasis mikrokontroler
AT89S51 menggunakan dua buah sensor masih banyak kekurangan yang
perlu
diperbaiki.
Untuk
menyempurnakan
alat
sehingga
pengguna
memanfaatkan alat ini dengan baik. Ada beberapa bagian dari sistem yang
perlu dilakukan penyempurnaan:
1. Untuk
memperbaiki
pengukuran
berat
badan,
perlu
dibuatkan
pendeteksi berat badan yang jauh lebih baik dari sensor flexiforce
karena
sensor
flexiforce
masih
kurang
mencukupi
tingkat
keberhasilannya dalam pengukuran tekanan yang diakibatkan oleh
berat badan pada rangkaian ini atau perlu dibuatkan rangkaian yang
klop dengan flexiforce agar data yang ditampilkan benar-benar
akurat.
2. Pada
sensor
ping
ultrasonik
memerlukan
bidang
pantul
sinar
ultrasonik atau lantai yang baik sehingga tidak terpengaruhi oleh
bidang pantul lain agar data yang didapatkan bukan data error.