SIMULASI PENGENDALIAN PINTU AIR (Spillway) OTOMATIS DENGAN WARNING ALARM BERBASIS MIKROKONTROLER.

SIMULASI PENGENDALIAN PINTU AIR (Spillway)
OTOMATIS DENGAN WARNING ALARM BERBASIS
MIKROKONTROLER

SKRIPSI

Disusun oleh :

M ZAINUDIN FITRO
NPM. 0834010032

J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL "VETERAN" J AWA TIMUR
SURABAYA
2012

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

LEMBAR PENGESAHAN

SIMULASI PENGENDALIAN PINTU AIR(SPILWAY)
OTOMATIS DENGAN WARNING ALARM BERBASIS
MIKROKONTOLER
Disusun Oleh :

M ZAINUDIN FITRO
NPM. 0834010032

Telah disetujui untuk mengikuti Ujian Negara Lisan
Periode Desember Tahun Akademik 2011/2012

Pembimbing Utama

Pembimbing Pendamping

HARIANTO S.Kom, M.Eng
NIDN. 0722087710

WAHYU S.J SAPUTRA S.Kom, M.Kom

NPT. 3 8608 10 0295 1

Mengetahui,
Ketua J urusan Teknik Infor matika
Fakultas Teknologi Industri
UPN ”Veteran” J awa Timur

Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT
NIP. 19650731 199203 2 001

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI
SIMULASI PENGENDALIAN PINTU AIR(SPILWAY)
OTOMATIS DENGAN WARNING ALARM BERBASIS
MIKROKONTOLER
Disusun Oleh :
M ZAINUDIN FITRO
NPM. 0834010108

Telah dipertahankan di hadapan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
J urusan Teknik Infor matika Fakultas Teknologi Industri
Univer sitas Pembangunan Nasional ”Veteran” J awa Timur
Pada Tanggal 14 Desember 2012
Pembimbing :

Tim Penguji :

1.

1.

HARIANTO S.Kom, M.Eng
NIDN. 0722087710

Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT
NIP. 19650731 199203 2 001

2.

2.

WAHYU S.J SAPUTRA S.Kom, M.Kom Intan Yuniar P, S.Kom, M.Sc
NPT. 3 8608 10 0295 1
NPT. 3 8006 04 0198 1

3.
Ir. Kartini S.Kom, MT
NIP. 19611110 199103 2 001

Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknologi Industri
Univer sitas Pembangunan Nasional ”Veteran” J awa Timur

Ir. SUTIYONO, MT.
NIP. 19600713 198703 1002

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

YAYASAN KESEJ AHTERAAN PENDIDIKAN DAN PERUMAHAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” J AWA TIMUR
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
PANITIA UJ IAN SKRIPSI / KOMPREHENSIF

KETERANGAN REVISI
Mahasiswa di bawah ini :
Nama

: M ZAINUDIN FITRO

NPM

: 0834010032

Jurusan

: Teknik Informatika

Telah mengerjakan revisi/ tidak ada revisi*) pra rencana (design)/ skripsi ujian

lisan periode Desember, TA 2011/2012 dengan judul:

SIMULASI PENGENDALIAN PINTU AIR(SPILWAY)
OTOMATIS DENGAN WARNING ALARM BERBASIS
MIKROKONTOLER
Surabaya,14 Desember 2012
Dosen Penguji yang memerintahkan revisi:

1) Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT
NIP. 19650731 199203 2 001

{

}

2) Intan Yuniar P, S.Kom, M.Sc
NPT. 3 8006 04 0198 1

{

}

3) Ir. Kartini S.Kom, MT
NIP. 19611110 199103 2 001

{

}

Mengetahui,
Pembimbing Utama

Pembimbing Pendamping

HARIANTO S.Kom, M.Eng
NIDN. 0722087710

WAHYU S.J SAPUTRA S.Kom, M.Kom
NPT. 3 8608 10 0295 1

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillaahi rabbil ‘alamin terucap ke hadirat Allah SWT atas
segala limpahan Kekuatan-Nya sehingga dengan segala keterbatasan waktu,
tenaga, pikiran dan keberuntungan yang dimiliki penyusun, akhirnya penyusun
dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Simulasi Pengendalian Pintu Air
Otomatis dengan Warning Alarm berbasis Mikr okontroler” tepat waktu.
Skripsi dengan beban 4 SKS ini disusun guna diajukan sebagai salah satu
syarat untuk menyelesaikan program Strata Satu (S1) pada jurusan Teknik
Informatika, Fakultas Teknologi Industri, UPN ”VETERAN” Jawa Timur.
Melalui Skripsi ini penyusun merasa mendapatkan kesempatan emas untuk
memperdalam ilmu pengetahuan yang diperoleh selama di bangku perkuliahan,
terutama berkenaan tentang penerapan teknologi perangkat bergerak. Namun,
penyusun menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu
penyusun sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca untuk
pengembangan aplikasi lebih lanjut.

Surabaya, 28 Desember 2012

(Penyusun)

ii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ii

UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih ini saya persembahkan sebagai perwujudan rasa syukur atas
terselesaikannya Laporan Skripsi. Ucapan terima kasih ini saya tujukan kepada :
1. Allah SWT., karena berkat Rahmat dan Hidayah-Nya penulis dapat menyusun
dan menyelesaikan Laporan Skripsi ini hingga selesai.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Teguh Soedarto, MP selaku Rektor Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
3. Bapak Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri UPN
“Veteran” Jawa Timur.

4. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika UPN
“Veteran” Jawa Timur yang telah dengan sabar membimbing dengan segala
kerendahan hati dan selalu memberikan kemudahan dan kesempatan bagi saya
untuk berkreasi.
5. Bapak Firza Prima Aditiawan, S.Kom., Selaku PIA Tugas Akhir Teknik
Informatika UPN “Veteran” Jawa Timur.
6. Bapak Harianto, S.Kom M.Eng selaku dosen pembimbing utama pada Proyek
Skripsi ini di UPN “Veteran” Jawa Timur yang telah banyak memberikan
petunjuk, masukan, bimbingan, dorongan serta kritik yang bermanfaat sejak
awal hingga terselesainya Skripsi ini.
7. Bapak Wahyu S.J Saputra, S.Kom selaku dosen pembimbing Pendamping
(Pembimbing II) yang telah memberikan banyak ide, petunjuk, masukan,
bimbingan, dorongan serta bantuan yang sangat berarti dan bermanfaat bagi
tugas akhir ini. Serta bersedia meluangkan waktu untuk membimbing dan
membantu.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

iii

8. Keluarga tercinta, terutama Bapak dan Ibuku tersayang, terima kasih atas
semua

doa,

dukungan

serta

harapan-harapanya

pada

saat

penulis

menyelesaikan Skripsi dan laporan ini. Yang penulis minta hanya doa
restunya, sehingga penulis bisa membuat sesuatu yang lebih baik dari laporan
ini.
9. Terimakasih buat teman seperjuangan sekaligus partner yang baik selama 4
tahun berjuang bersama, Imam Anzhori, Yuliana, Joko, Doni, Hendra, Adi,
dan Dian yang telah berjuang bersama sampai akhir.
10. Kawan-kawan yang telah membantu dalam penyelesaian Laporan Skripsi ini.
Yang telah memberikan dorongan dan doa, yang tak bisa penulis sebutkan
satu persatu. Terima Kasih yang tak terhingga untuk kalian semua. Semoga
Allah SWT yang membalas semua kebaikan dan bantuan tersebut.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

iv

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................i
KATA PENGANTAR ......................................................................................ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................iv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................xi

BAB I

: PENDAHULUAN ........................................................................1
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. Metodologi Penelitian ..........................................................4
1.7. Sistematika Penulisan ...........................................................5

BAB II

: TINJ AUAN PUSTAKA...............................................................7
2.1.

Pengantar Pustaka ..............................................................7

2.2.

Pengenalan Mikrokontroler .......................................... ....7
2.2.1.

Fitur Mikrokontroler Atmega8535 ........................9

2.2.2.

Arsitektur Mikrokontroler Atmega8535 ................11

2.2.3.

Konfigurasi Pin Atmega8535 ...............................12

2.2.4.

Organisasi Memori ..............................................16

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

v

2.2.5.
2.3.

Register ...............................................................17

Motor Dc ...........................................................................18
2.3.1

Prinsip cara kerja ..................................................... 20

2.3.2

Prinsip arah putaran ................................................ .24

2.4.

Timer .................................................................................25

2.5.

Relay .................................................................................25

2.6.

Sensor Ultrasonic ...............................................................26

2.7.

LCD 16x2 Character ........................................................... 28
2.7.1 DDRAM ................................................................. .29
2.7.2 CGRAM ...................................................................29
2.7.3 CGROM ...................................................................30

2.8.

Push Button ........................................................................ 30

2.9.

Alarm Buzzer ..................................................................... 31

2.10. Resistor .............................................................................. ..32
2.11. Kapasitor ............................................................................. 32
2.12. Dioda ................................................................................... 33
2.13. Kebutuhan Software .......................................................... .34
2.13.1 CodeVisionAVR .................................................... .34
2.13.2 Pemilihan chip frekuensi X-tall.............................. .38
2.13.3 Complier atau penerjemah ..................................... .40
2.13.4 Bahasa pemrograman C...................................... .....40
2.13.5 DT-HIQ AVR-51 USP ISP .................................... 41
2.13.6 Isis Proteus 7............................................................ 43

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

vi

BAB III

: ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM .............................46
3.1.

Analisa Sistem ...................................................................46

3.2

Diagram blok penelitian .....................................................47
3.2.1. Blok Input ..............................................................47
3.2.2. Blok Proses ............................................................48
3.2.3. Blok Output ............................................................48

3.3

3.4

BAB IV

Perancangan Sistem ............................................................. 48
3.3.1

Kebutuhan Perangkat Keras .................................. ..49

3.3.2

Kebutuhan Perangkat Lunak .................................. .51

Perancangan Perangkat Keras ............................................. 52
3.4.1

Mikrokontroler Atmega8535L .............................. ..52

3.4.2

Rangkaian Sistem Keseluruhan ............................. 53

3.5

Perancangan Perangkat Lunak ............................................ 55

3.6

Perancangan Maket.............................................................. 60

: IMPLEMENTASI SISTEM .......................................................61
4.1.

Alat-alat yang Digunakan ...................................................61
4.1.1. Perangkat Keras ........................................................ 61
4.1.2. Perangkat Lunak ....................................................... 62

4.2.

Implementasi Hardware .....................................................62
4.2.1. Rangkaian Minimum Mikrokontroler Atmega8535.. 62
4.2.2. Implementasi Maket pintu air ................................... 63
4.2.3. Implementasi limit switch ......................................... 64
4.2.4. Implementasi Sensor Ultrasonic ............................. ..65

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

vii

4.2.5. Implementasi Motor DC ........................................... .65
4.2.6. Implementasi Buzzer ................................................ 66
4.2.7. Implementasi LCD ................................................... 67
4.2.8. Push Button ............................................................... 67
4.3

BAB V

Implementasi Software di Mikrokontroler ............................ 68

: PENGUJ IAN DAN ANALISA ..................................................78
5.1.

Pengujian Alat .............................................................. ....78
5.1.1. Uji Coba ISP MKII ..................................................78
5.1.2. Pengujian Mikrokontroler Atmega8535L .................81

BAB VI

5.2.

Pengujian simulasi pintu air ........................................... .. ..81

5.3.

Uji coba batas level atas ................................................ .. ..82

5.4.

Uji coba batas level bawah .................................................. 82

5.5.

Uji coba pintu Air .................................................................83

5.6.

Analisa alat secara keseluruhan ............................................85

5.7.

Tabel pengujian ................................................................... .86

: PENUTUP ....................................................................................87
6.1.

Kesimpulan ........................................................................87

6.2.

Saran ..................................................................................88

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ xii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

J UDUL
PENYUSUN
DOSEN PEMBIMBING I
DOSEN PEMBIMBING II

: Simulasi Pengendalian Pintu Air Otomatis (Spillway) dengan
Warning Alarm ber basis Mikr okontr oler
: M Zainudin Fitr o
: Har ianto, S.Kom. M.Eng.
: Wahyu S.J Saputr a, S.Kom.

ABSTRAK
Pada era globalisasi seperti saat ini perkembangan teknologi berkembang
sangat pesat, salah satu perkembangan itu terjadi pada teknologi informatika,
teknologi informatika banyak sekali diaplikasikan pada peralatan-peralatan
elektronika yang digunakan setiap hari. Dengan kemajuan itulah di bidang ilmu
pengetahuan dan teknologi menghasilkan inovasi baru yang berkembang menuju
lebih baik. Bendungan air merupakan konstruksi yang dibangun untuk menahan
laju air. Bendungan air memiliki pintu kanal air yang berfungsi sebagai pembuka
dan penutup untuk mengalirkan maupun menahan aliran air. Sehingga sistem
pintu air (spillway) pada bendungan masih menggunakan metode manual yang
artinya pintu air harus selalu dijaga dan dikendalikan secara manual oleh tangan
manusia.
Proses pengendalian pintu air otomatis dengan metode yang akan digunakan
adalah perancangan rangkaian sensor ketinggian air dengan ultrasonic, rangkaian
minimum sistem mikrokontroller Atmega8535, rangkaian driver motor DC untuk
menggerakan buka-tutup pintu air, rangkaian Buzzer bunyi peringatan, rangkaian
push button dan rangkaian LCD menampilkan informasi ketinggian air. Serta
didukung sofware dalam membuat program sesuai cara kerja pintu air (spillway) dan
pembuatan prototype guna mendukung proses cara kerja sistem berjalan dengan
semestinya.
Pada proses hasil pengujian simulasi pengendalian pintu air otomatis
dengan warning alarm dilakukan dengan 4 kondisi ketinggian air yang berbedabeda untuk mendapatkan tingkat berhasil atau tidaknya sistem yang telah dibuat
tersebut. Selama 4 keadaan tersebut, sistem dinyalakan satu persatu dengan setting
level atas dan level bawah dengan kondisi yang berbeda-beda agar semua jenis
percobaan simulasi dapat bekerja sesuai dengan fungsinya masing-masing.
Kata Kunci : Pintu air (Spillway), Mikrokontroler, Ultrasonic, Motor DC

i

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang
Pada era globalisasi seperti saat ini perkembangan teknologi berkembang

sangat pesat, salah satu perkembangan itu terjadi pada teknologi informatika,
teknologi informatika banyak sekali diaplikasikan pada peralatan-peralatan
elektronika yang digunakan setiap hari. Dengan kemajuan itulah di bidang ilmu
pengetahuan dan teknologi menghasilkan inovasi baru yang berkembang menuju
lebih baik.
Bendungan air merupakan konstruksi yang dibangun untuk menahan laju
air. Bendungan air memiliki pintu kanal air yang berfungsi sebagai pembuka dan
penutup untuk mengalirkan maupun menahan aliran air. Ketika tinggi air diatas
standar kapasitas bendungan, maka pintu kanal air akan membuka. Sedangkan
tinggi air dibawah standar kapasitas maka pintu air akan menutup. Turun naiknya
tinggi air tidak dapat diperkirakan secara akurat, sehingga dibutuhkan orang untuk
selalu mengontrol ketinggian debit air, serta agar waduk tempat menampung air
tersebut tidak bah ataupun waduk tersebut tidak roboh. Apabila nantinya terjadi
hujan deras yang mengakibatkan curah hujan tinggi sehingga tidak memenuhi
daya tampung waduk tersebut, haruslah air yang ada di waduk dibuang melalui
pintu-pintu air (spillway) yang ada pada waduk tersebut ke sungai-sungai yang
sudah terhubung dengan pintu air (spillway).
Pada saat ini sistem pintu air (spillway) pada bendungan masih
menggunakan metode manual yang artinya pintu air harus selalu dijaga dan
1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2

dikendalikan secara manual oleh tangan manusia. Dengan cara manual seperti ini
membutuhkan waktu untuk menuju lokasi pintu air (spillway) sehingga kurang
efisien waktu. penggunaan peralatan yang seperti ini masih banyak dimungkinkan
adanya kelalaian atau human error yang bisa menyebabkan bencana banjir,
ataupun kekurangan persediaan air.
Berdasarkan latar belakang diatas maka penulis membuat suatu alat yang
mampu mendeteksi kondisi ketinggian air , dan alat tersebut bisa mengendalikan
pintu air secara otomatis. Hal inilah yang melatar-belakangi penulis untuk
mengambil tema ini dalam tugas akhir yang berjudul “Simulasi Pengendalian
Pintu

Air

(Spillway)

Mikrokontroler”.

Otomatis

(Sumber

:

dengan

Fakultas

Warning

teknik

Alarm

Berbasis

elekto-Universitas

negeri

yogyakarta, http://elektronika.uny.ac.id/index.php?hhajoo=eryuuc&&uyuih=38)

1.2

Rumusan Masalah
Permasalahan umum yang dikaji berdasarkan latar belakang di atas adalah

sebagai berikut :
a.

Bagaimana mengendalikan pintu air (spillway) secara otomatis ?

b.

Bagaimana merancang sebuah perangkat berbasis mikrokontroler
yang dapat mendeteksi ketinggian air ?

1.3

Batasan Masalah
Untuk memfokuskan penelitian dan memperjelas penyelesaian sehingga

mudah dipahami dan penyusunannya lebih terarah, maka dilakukan pembatasan
masalah sebagai berikut :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

3

a.

Sensor yang digunakan adalah sensor Ultrasonic.

b.

Sistem pengendalian yang akan digunakan sebagai pengolah

dan

pengatur port yang difungsikan sebagai portabel data berbasis
mikrokontroler ATMEGA8535.
c. Penggunaan Motor DC sebagai penggerak pintu air.
d. Alarm Buzzer sebagai bunyi peringatan akan intensitas ketinggian air.
e. Penggunaan software AVR code vision untuk pembuatan program
pada mikrokontroller dengan bahasa Pemrograman C.
f. Bendungan disimulasikan dalam skala kecil.
g. Penggunaan LCD untuk menampikan informasi.
h. Push button sebagai setting ketinggian level atas dan level bawah.

1.4.

TUJ UAN
Tujuan dari tugas akhir ini adalah Merancang dan membangun sebuah alat

pengendali dua pintu air (spillway) otomatis dengan Warning Alarm berbasis
mikrokontroller.

1.5.

MANFAAT
Manfaat yang diharapkan pada penulisan tugas akhir ini antara lain adalah:
a. Dengan dibuatnya alat ini maka simulasi sistem pengendalian pintu air
tidak lagi secara manual yang membutuhkan waktu untuk menuju
lokasi pintu air (spillway) sehingga kurang efisien waktu, penggunaan
peralatan yang manual masih banyak dimungkinkan adanya kelalaian

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

4

atau human error yang bisa menyebabkan bencana banjir, ataupun
kekurangan persediaan air.
b. Dengan adanya Alarm Buzzer sebagai bunyi peringatan akan luapan
volume air yang berlebih, sehingga efektif mengurangi kekhawatiran
akan dampak bahaya banjir.

1.6.

Metodologi Penelitian
Metode

penelitian

yang

digunakan

dalam

pembuatan

sistem

mikrokontroler ini melalui percobaan langsung jika gagal maka akan terus dicoba
lagi atau trayer error dan untuk melakukan penelitian tersebut, berikut tahap tahapanya :
a. Metode Studi Literatur
Mengumpulkan referensi baik dari internet, buku maupun sumbersumber lainnya serta mencari tools yang diperlukan untuk membuat
simulasi tersebut sebagai tambahan referensi Tugas Akhir ini.
b. Metode Perancangan dan Pembuatan Aplikasi
Tahap ini merupakan tahap yang paling banyak memerlukan waktu
karena model dan rancangan simulasi yang telah di buat di
implementasikan dengan menggunakan media mikrokontroler.
c. Metode Uji coba alat dan evaluasi
Pada tahap ini setelah selesai dibuat maka dilakukan pengujian
simulasi untuk mengetahui apakah sistem tersebut telah bekerja
dengan benar sesuai dengan konsep yang diajukan atau tidak.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5

d. Metode Kesimpulan
Pada tahap ini dalam bagian akhir pembuatan tugas akhir. Dibuat
kesimpulan dan saran dari hasil pembuatan sistem simulasi yang
diperoleh sesuai dengan dasar teori yang mendukung dalam pembuatan
konsep tersebut yang telah dikerjakan secara keseluruhan.
e. Metode Penyusunan buku Laporan
Pada tahap ini merupakan tahap akhir dari pengerjaan Tugas Akhir.
Buku ini disusun sebagai laporan dari seluruh proses pengerjaan Tugas
Akhir, dari penyusunan buku ini diharapkan dapat memudahkan
pembaca yang ingin menyempurnakan dan mengembangkan sistem.

1.7.

Sistematika Penulisan
Dalam laporan tugas akhir ini, pembahasan disajikan dalam enam bab

dengan sistematika pembahasan sebagai berikut:
BAB I :

PENDAHULUAN
Bab ini berisi Latar Belakang, Rumusan Masalah, Batasan
Masalah, Tujuan, Manfaat, Metodologi Penulisan, dan
Sistematika Penulisan Skripsi.

BAB II :

TINJ AUAN PUSTAKA
Pada bab ini membahas tentang landasan teori pemecahan
masalah yang berhubungan dengan penelitian tersebut yang
menyangkut sistem pintu air, motor dc, buzzer, ultrasonic,
serta

konsep

dasar

mikrokontroler,

komunikasi serial dengan komputer.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

konsep

dasar

6

BAB III :

ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini berisi tentang perancangan sistem apa saja yang
perlu dianalisis dan digunakan yang meliputi : kebutuhan
data,

kebutuhan

hardware

,

kebutuhan

sofware,

perancangan sistem yang berbasis mikrokontroler, serta
analisis dan desain sistem yang telah dibuat sebelumnya.
BAB IV

IMPLEMENTASI SISTEM
Bab ini menjelaskan tentang implementasi dari simulasi
yang telah dibuat sebelumnya, dan ini merupakan bagian
yang paling penting untuk menjawab dari permasalahan
yang terjadi.

BAB V :

UJ I COBA DAN ANALISIS
Bab ini menjelaskan tentang uji coba dari simulasi yang
telah dibuat dan melakukan pengevaluasian terhadap
program serta cara kerja apakah sesuai dengan tujuan yang
dimaksud.

BAB VI :

PENUTUP
Pada bab ini menjelaskan tentang kesimpulan yang
diperoleh setelah dilakukan penelitian terhadap alat yang
dibuat serta saran untuk pengembangan sistem selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA
Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber
literatur yang digunakan dalam pembuatan laporan tugas
akhir ini.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA

Pada bab II ini akan dibahas beberapa teori dasar untuk menunjang
penyelesaian skripsi ini, antara lain: Kebutuhan Hardware, Pengenalan
Mikrokontroler, Motor Dc, Timer, Relay, Push Button, LCD, Sensor Ultrasonic,
Kebutuhan Sofware AVR CodeVision, Proteus 7 Profesional.

2.1

Pengantar Pustaka
Rancangan pembuatan simulasi pintu air otomatis dengan Warning Alarm

pada bendungan dibutuhkan suatu kebutuhan. Kebutuhan ini menyangkut
kebutuhan hardware dan kebutuhan software untuk mendukungnya. Dan
kebutuhan tersebut sangat mempengaruhi dalam pembuatan simulasi tersebut.
Adapun hardware yang digunakan dalam perancangan simulasi pintu air otomatis
yaitu mikrokontroler Atmega8535,Sensor Ultrasonic, Motor DC, Timer, Alarm
Buzzer,Lcd, Push button. Kebutuhan ini nantinya akan berpengaruh dalam
sistemnya dan kebutuhan perangkat keras tersebut mudah di temui di pasaran.
Tanpa adanya kebutuhan ini maka sistem tidak akan berjalan dan tidak dapat
difungsikan. Beberapa penjelasan tentang kebutuhan perangkat keras yang
mendukung pembuatan sistem keamanan ini akan di jelaskan dibawah ini.

2.2

Pengenalan Mikrokontroler
Pada saat ini penggunaan mikrokontroler dapat ditemui di berbagai

peralatan, misalnya peralatan yang terdapat di rumah, seperti telepon digital,

7
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

8

microwave oven, televisi, mesin cuci, sistem keamanan rumah, PDA, dll.
Mikrokontroler dapat kita gunakan untuk berbagai aplikasi misalnya untuk
pengendalian, otomasi industri, telekomunikasi, dan lain-lain. Keuntungan
menggunakan mikrokontroler yaitu harganya murah, dapat di program berulang
kali, dan dapat

diprogram sesuai dengan keinginan. Saat ini banyak

mikrokontroler yang ada dipasaran yaitu Intel 8048 dan 8051(MCS 51), Motorola
68HC11, Microchip PIC, Hitachi H8, dan Atmel AVR. Salah satu mikrokontroler
yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR, AVR adalah
mikrokontroler RISC (Reduce Instruction Set Compute) 8 bit berdasarkan
arsitektur Harvard, yang dibuat oleh Atmel pada tahun 1996. AVR mempunyai
kepanjangan Advanced Versatile RISC atau Alf and Vegard’s Riscproessor yang
berasal dari nama dua mahasiswa Norwegia Institute of Technology (NTH), yaitu
alf-Egil Bogen danVegard Wollan.
AVR memiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler lain,
keunggulan mikrokontroler AVR yaitu AVR memiliki kecepatan eksekusi
program yang lebih cepat karena sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1
siklus clock, lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51 yang
memiliki

arsitektur

CISC

(Complex

Intruction

Set

Compute)

dimana

mikrokontroler MCS51 membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi 1
intruksi. Selain itu, mikrokontroler AVR memiliki fitur yang lengkap (ADC
Internal, EEPROM Internal, Timer/Counter, Watchdog Timer, PWM, Port I/O,
Komunikasi Serial, Komparator, I2C, dll), sehingga dengan fasilitas yang lengkap
ini, programmer dan desainer dapat menggunakannya untuk berbagai aplikasi
system elektronika seperti robot, otomasi industri, peralatan telekomunikasi, dan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

9

berbagai keperluan lain. Secara umum mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan
menjadi 3 kelompok, yaitu Tiny AVR, AVR, dan MegaAVR pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Pebedaan Seri AVR Berdasarkan Jumlah Memori
Microcontroller AVR
Memori (byte)
Jenis
Paket IC
Flash
EEPROM
SRAM
TinyAVR
8-32 Pin
1-2K
64-128
0-128
AVR (classic AVR)
20-44 Pin
1-8K
128-512
0-1K
MegaAVR
32-64 Pin
8-128K
512-4K
512-4K
( Sumber : http://green-elektronik.blogspot.com/2010/07/mikrokontroler-danmikroprosesor.html)
Pemrograman mikrokontroler AVR dapat menggunakan low level
language (assembly) dan high level language (C, Basic, Pascal, Java, dll)
tergantung compiler yang digunakan. Bahasa Assembler mikrokontroler AVR
memiliki kesamaan intruksi, sehingga jika pemrograman satu jenis mikrokontroler
AVR sudah dikuasai, maka akan dengan mudah menguasai pemrograman
keseluruhan mikrokontroler jenis AVR, namun bahasa assembler relative lebih
sulit dipelajari dari pada bahasa C, untuk pembuatan suatu proyek yang besar akan
memakan waktu yang lama, serta penulisan programnya akan panjang. Sedangkan
Bahasa C memiliki keunggulan disbanding bahasa assembler yaitu independent
terhadap hardware serta lebih mudah untuk menangani project yang besar. Bahasa
C memiliki keuntungan-keuntungan yang dipunyai oleh bahasa mesin (assembly),
hampir semua operasi yang dapat dilakukan oleh bahasa mesin, dapat dilakukan
oleh bahasa C dengan penyusunan program yang lebih sederhana dan mudah.
(Sumber : Wardana lingga,2006)
2.2.1 Fitur-fitur Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler adalah mikroprosesor yang dirancang khusus untuk
aplikasi kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

10

chip. ATMega8535 adalah salah satu anggota dari keluarga ATMega.
ATMega8535 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi standar dan susunan
pin 80C5. Fitur-fitur yang dimiliki ATMega8535 sebagai berikut:
a.

Sistem mikrokontroler 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan
maksimal 16 MHz.

b.

Memiliki memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only
Memory) sebesar 512 byte.

c.

Memiliki ADC (Analog Digital Converter) internal dengan
ketelitian 10 bit sebanyak 8 saluran.

d.

Memiliki PWM (Pulse Wide Modulation) internal sebanyak 4
saluran.

e.

Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5
Mbps.

f.

Enam pilihan mode sleep, untuk menghemat penggunaan daya
listrik.

Static Random Access Memory (SRAM) adalah RAM yang bertugas
menyimpan data sementara sama seperti RAM pada umumnya mempunyai alamat
dan ruangan data. Alamat terakhir dari SRAM bergantung pada kapasitas SRAM,
biasanya sudah didefinisikan pada file header dengan nama RAMEND, jadi kita
tidak perlu mengingat alamat SRAM yang terakhir, pakai saja RAMEND.
RAMEND biasanya digunakan untuk membuat stack (alamat terakhir dari
SRAM). Dalam bahasa C, pembuatan stack menjadi tanggungan compiler

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

11

2.2.2 Ar sitektur mikrokontroler ATmega8535

Gambar 2.1 Blok diagram AVR ATmega8535
Gambar 2.1 blok diagram tersebut dapat dilihat bahwa ATMega8535 memiliki
bagian-bagian sebagai berikut :
a.

Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D

b.

CPU yang memiliki 32 buah register

c.

SRAM sebesar 512 byte

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

12

d.

Flash memory sebesar 8kb yang memiliki kemampuan Read While
Write

e.

EEPROM sebesar 512 byte dapat diprogram selama beroperasi

f.

Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembanding

g.

Two wire serial Interface

h.

Port antarmuka SPI

i.

Unit interupsi internal dan eksternal

j.

Port USART untuk komunikasi serial

k.

ADC 10 bit sebanyak 8 saluran

l.

Watchdog Timer dengan osilator internal

m. Antarmuka komparator analog.
2.2.3 Konfigurasi pin ATMega8535
IC mikrokontroler dikemas (packging) dalam bentuk yang berbeda.
Namun pada dasarnya fungsi kaki yang ada pada IC memiliki persamaan. Gambar
salah satu bentuk IC seri mikrokontroler AVR ATmega8535 dapat dilihat berikut.

Gambar 2.2 konfigurasi pin ATmega8535

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

13

Berikut ini adalah penjelasan fungsi tiap kaki :
a.

Port A
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan

internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat
memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung.
Data Direction Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum
Port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A
yang bersesuaian sebagai input, ataudiisi 1 jika sebagai output. Selain itu,
kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D
converter.
b.

Port B
Tabel 2.2 PIN port B Atmega3585
Port Pin

Fungsi Khusus

PB0

TO = Timer/counter 0 external counter input)

PB1

T1 = Timer/counter 0 external counter input)

PB2

AINO = analog comparator positive input

PB3

AIN1 = analog comparator negative input

PB4

SS = SPI slave select input

PB5

MOSI = SPI bus Master output/slave input

PB6

MISO = SPI bus Master input/slave input

PB7

SCK = SPI bus serial clock

Tabel 2.2 Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat
menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B
dapat member arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

14

langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu
sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB di isi 0 jika ingin memfungsikan pinpin port B yang bersesuaian sebagai input, atau di isi 1 jika sebagai output. Pinpin port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternative khusus.
c.

Port C
Tabel 2.3 PIN port C Atmega3585

Pin

FUNGSI KHUSUS

PC7

TOSC2 (Timer Oscillator Pin2)

PC6

TOSC1 (Timer Oscillator Pin1)

PC5

Input/Output

PC4

Input/Output

PC3

Input/Output

PC2

Input/Output

PC1

SDA (Two-wire Serial Buas Data input/output line)

PC1

SCL (Two-wire Serial Buas Clock Line)

Tabel 2.3 Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat
menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C
dapat member arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara
langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu
sebelum Port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin
port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu,
dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternative sebagai oscillator
untuk timer/counter.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

15

d.

Port D
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan

internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat
memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung.
Data Direction Register port D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum
Port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D
yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin
port D juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternative khusus seperti yang dapat
dilihat dalam table berikut.
e.

VCC dan RESET
Merupakan Pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya, sedangkan

RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low
selama
g.

minimal

2

machine

cycle

maka

sistem

akan

di-reset.

XTAL1 dan XTAL2
XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke

internal clock operating circuit, sedangkan XTAL2 adalah output dari inverting
oscillatoramplifier.
i.

AVcc
Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter. Kaki ini harus

secara
j.

eksternal

terhubung

keVcc

melalui

lowpass

filter.

AREF dan GND
AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk

operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan Avcc diberikan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

16

kekaki ini sedangkan GND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini
ke GND, kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah.
2.2.4 Organisasi Memori
ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori
program yang terpisah. Sebagai tambahan, ATmega8535memiliki fitur suatu
EEPROM Memori untuk penyimpanan data.
a.

Memori Data
Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register umum, 64 buah

register I/O,dan 512 byte SRAM Internal. Register keperluan umum menempati
space data pada alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register
khusus untuk menangani I/O dan control terhadap mikrokontroler menempati 64
alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebut merupakan
register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai
peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register, timer/counter, fungsi–fungsi
I/O, dan sebagainya. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512
byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori data
ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.3 peta memori data AVR ATmega8535

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

17

b.

Memori Program

ATmega8535 berisi 8K bytes On-Chip di dalam system Memori flash
Reprogrammable untuk penyimpanan program. Karena semua AVR instruksi
adalah 16 atau 32 bits lebar, Flash adalah berbentuk 4K x16.Untuk keamanan
perangkat lunak, Flash Ruang program memori adalah dibagi menjadi dua bagian,
bagian boot program dan bagian aplikasi program dengan alamat mulai dari $000
sampai $FFF. Flash Memori mempunyai suatu daya tahan sedikitnya
10,000write/erase Cycles. ATmega8535 Program Counter (PC) adalah 12 bit
lebar, alamat ini 4K lokasi program memori.
(Sumber : Heryanto dan Adi : 2008)

Gambar 2.4 peta memori program AVR ATmega8535
2.2.5 Register
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap
operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan
bagian dari inti CPU mikrokontroler.

Gambar 2.5 Status Register ATMega8535

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

18

Bit7 -->I (Global Interrupt Enable),
Bit harus di Set untuk mengenable semua jenis interups.
Bit7 -- I (Global Interrupt Enable),
Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan.
Bit ini akan clear ketika ada interrupt yang dipicu dari hardware, setelah program
interrupt dieksekusi, maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi SEI.
Bit 6 – T : Bit Copy Storage
Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan
dalam operasi bit.
Bit 5 – H : Half Carry Flag
Bit 4 – S : Sign Bit
Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement
Overflow Flag V.
Bit 3 – V : Two’s Complement Overflow Flag
Digunakan dalam operasi aritmatika
Bit 2 – N : Negative Flag
Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set.
Bit 1 – Z : Zero Flag
Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan nol, maka bit ini akan set.
(Sumber : Heryanto dan Adi, 2008)

2.3

MOTOR DC
Motor DC adalah suatu motor penggerak yang dikendalikan dengan arus

searah ( DC ). Bagian motor DC yang paling penting adalah rotor dan stator,

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

19

yang termasuk stator adalah badan motor, sikat-sikat dan inti kutub magnet.
Bagian rotor adalah bagian yang berputar dari motor DC, yang termasuk rotor
ialah lilitan jangkar, jangkar, komutator, tali, isolator, poros, bantalan dan kipas.
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan
medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc
disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor
(bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada
medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada
setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja
dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang
mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus
yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet.
Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar
bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.

Gambar 2.6 Motor D.C
Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh
komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

20

lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dynamo adalah sebutan
untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.
2.3.1 Prinsip Dasar Cara Kerja
Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar
konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.

Gambar 2.7 Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor .
Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis
fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan
jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan
arah garis fluks. Gambar 2.8 menunjukkan medan magnet yang terbentuk di
sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U.

Gambar 2.8. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

21

Catatan :
Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir
pada konduktor tersebut.
Pada motor listrik konduktor berbentuk U disebut angker dinamo.

Gambar 2.9. Medan magnet mengelilingi konduktor dan diantara kutub.
(Sumber : staff.ui.ac.id/internal/.../DCMotorPaperandQA.pdf )
Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara kutub uatara
dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan medan
magnet kutub. Lihat gambar 2.10

Gambar 2.10 Reaksi garis fluks.
Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan
(looped conductor). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui
ujung B. Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan pada
kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

22

berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B
yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan
menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha
untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya
tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum :
a. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
b. Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran /
loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan
mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
c. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar
kumparan.
d. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan
tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh
susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan
menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah
tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun
sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet
disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai
tempat berlangsungnya proses perubahan energi, daerah tersebut dapat dilihat
pada gambar 2.11 di bawah ini :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

23

Gambar 2.11 Prinsip kerja motor dc
Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna, maka
tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan
reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh
medan maka menimbulkan perputaran pada motor.
Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud
dengan beban motor. Beban dalam hal ini mengacu kepada keluaran tenaga putar /
torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat
dikategorikan ke dalam tiga kelompok :
a. Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran
energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torquenya
tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah
corveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
b. Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang
bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel
torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai
kuadrat kecepatan). Peralatan Energi Listrik : Motor Listrik.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

24

c. Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque
yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk
beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
2.3.2 Prinsip Arah Putaran Motor
Untuk menentukan arah putaran motor digunakan kaedah Flamming
tangan kiri. Kutub-kutub magnet akan menghasilkan medan magnet dengan arah
dari kutub utara ke kutub selatan. Jika medan magnet memotong sebuah kawat
penghantar yang dialiri arus searah dengan empat jari, maka akan timbul gerak
searah ibu jari. Gaya ini disebut gaya Lorentz, yang besarnya sama dengan F.
Prinsip motor : aliran arus di dalam penghantar yang berada di dalam pengaruh
medan magnet akan menghasilkan gerakan. Besarnya gaya pada penghantar akan
bertambah besar jika arus yang melalui penghantar bertambah besar. Rangkaian
driver motor DC dapat berupa rangkaian transistor, relay, atau IC ( Integrated
Circuit ). Rangkaian driver yang umum digunakan adalah dengan IC L293D. IC
L293D berisi 4 channel driver dengan kemampuan mengalirkan arus sebesar
600mA per channel. Tegangan kerja IC L293D dari 6 volt sampai dengan 36 volt
dan arus impuls tak berulang maksimum sebesar 1,2 ampere. Konfigurasi pin IC
L293D ditunjukkan pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Konfigurasi pin IC L293D

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

25

2.4

TIMER
Timer/Counter merupakan fitur di setiap mikrokontroler yang sangat

banyak peranannya dalam perancangan sebuah sistem. Dengan sebuah timer kita
bisa menunda suatu eksekusi dari suatu perintah, sehingga sistem mikrokontroler
yang berjalan cepat (mungkin dalam orde nano atau mikro detik), dapat sinkron
dengan operator (manusia). Dengan timer pula kita dapat menghitung lebar
pulsa/frekuensi dari suatu sinyal, menghitung kecepatan jatuh suatu benda,atau
kecepatan suatu kendaraan, dengan timer/counter kita dapat menghitung jumlah
mobil yang lewat dalam jalan tol misalnya, dan ada lebih banyak lagi fungsi
timer/counter dalam sebuah mikrokontroler.
(Sumber : Polong,2008)

2.5

RELAY
Transistor tidak dapat berfungsi sebagai sebagai switch (saklar) tegangan

DC atau tegangan tinggi .Selain itu, umumnya tidak digunakan sebagai switching
untuk arus besar (>5 A). Dalam hal ini, penggunakan relay sangatlah tepat. Relay
berfungsi sebagai saklar yang bekerja berdasarkan input yang dimilikinya.
Keuntungan relay :
a) Dapat switch AC dan DC, transistor hanya switch DC
b) Relay dapat switch tegangan tinggi, transistor tidak dapat
c) Relay pilihan yang tepat untuk switching arus yang besar
d) Relay dapat switch banyak kontak dalam 1 waktu
Kekurangan relay :
a) Relay ukurannya jauh lebih besar daripada transistor

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

26

b) Relay tidak dapat switch dengan cepat
c) Relay butuh daya lebih besar disbanding transistor
d) Relay membutuhkan arus input yang besar
( Sumber : Wardana Lingga,widodo : 2006 )

2.6

Sensor Ultrasonic
Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik longitudinal

dengan frekuensi di atas 20 kHz. Gelombang ini dapat merambat dalam medium
padat, cair dan gas, hal disebabkan kar