Perancangan Alat Membuka dan Menutup Gerbang Berbasis Mikrokontroler ATmega8 Menggunkan Ponsel Android Via Bluetooth

PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL
ANDROID VIA BLUETOOTH

SKRIPSI

Diajukan Oleh :
FRANKI L A SITINJAK
120801054

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL
ANDROID VIA BLUETOOTH


SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains

Diajukan Oleh :
FRANKI L A SITINJAK
120801054

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul


: Perancangan Alat Membuka dan Menutup
Gerbang Berbasis Mikrokontroler ATmega8
Menggunkan Ponsel Android Via Bluetooth

Kategori

: Skripsi

Nama

: Franki Louis A.Sitinjak

Nomor Induk Mahsiswa

: 120801054

Program Studi

: Sarjana (S1) Fisika


Departemen

: FISIKA

Fakultas

: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Disetujui di
Medan, Mei 2016

Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,

Pembimbing 1,

(Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc)


(Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng, Sc)

NIP. 196006031986011002

NIP. 195609181985031002

Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,

(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP. 195510301980031003

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL
ANDROID VIA BLUETOOTH


SKRIPSI

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

Medan, Mei 2016

FRANKI L.A SITINJAK
120801054

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan
ridhonya yang menyertai penulis mulai dari masuk di bangku perkuliahan hingga
penyelesaian skripsi ini penulis merasakan karunia dan berkat yang begitu besar
dari Tuhan Yang Maha Kuasa sampai penulis menyelesaiakan skripsi ini dengan
waktu yang telah ditentukan. Selama di bangku perkuliahan ini, penulis dapat

menerima banyak dukungan-dukungan moril, material, dan dorongan serta
bimbingan dari berbagai pihak. Dengan ini penulis dengan segenap hati
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kepada kedua orantua penulis, kepada bapak tersayang Saur Sitinjak
yang selalu mengajari dan mengarahkan penulis dalam pemilihan. Ini
penulis persembahkan untuk mendapat satu senyum kebahagiaan dari mu.
Kepada ibunda tercinta Mesli Sinaga yang selalu menyemangati dan
mendoakan penulis, ini semua penulis persembahkan untuk kebahagiaan
ibunda tercinta, yang telah berjuang supaya penulis bisa bersekolah sampai
menyelesaikan skripsi ini serta memberikan dorongan materil dan
perhatian dan doa kepada penulis.
2. Kepada Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng. Sc dan Bapak Drs.
Takdir Tamba, M.Eng. Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah
bersedia memberikan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan
saya dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Kepada Baoak Prof.Dr.Nasruddin MN, M.Eng,Sc dan Bapak Junedi
Ginting M.Si selaku dosen penguji atas saran dan masukannya dalam
penyelesaian skripsi ini.
4. Kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen
Fisika, dan Drs. Syahrul Humaidi, M,Sc selaku Sekretaris Departemen

Fisika FMIPA USU, Bang Johaidin, Kak Tini dan Kak Yuspa selakui
staff Departemen Fisika, seluruh dosen, staff dan pegawai Departemen
Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan membimbing dalam
menyelesaikan skripsi ini. Dan juga kepada semua staff kebersihan
FMIPA USU.

Universitas Sumatera Utara

5. Kepada kakak dan adik penulis, kakak tersayang Laura Grace
Sitinjak.SE yang selalu menyemangati saya dalam perkuliahan ini, dan
adik-adik saya tersayang Happy King Princes Sitinjak dan Able Suki
Rosevelt Sitinjak yang selalu membuat saya tersenyum dan semangat
untuk menyelesaikan perkuliahan ini dan bisa menyekolahkannya.
6. Kepada yang terkasih Tania Sinaga yang selalu menyemangati dan
menemani penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Kepada teman-teman Seperjuangan PHYSIC ON FIRE (Fisika 2012)
8. Kepada teman-teman Asisten Laboratorium Fisika Gelombang :
Andrianus Sembiring, Jekson Siahaan, Wils Osvaldo Bangun, Rina
Bukit, Lawmen Sipayung, Emi Rosinta, Febry
Kepada atas dukungan dan kerja samanya selama ini

9. Kepada Andrianus Sembiring, Jekson Siahaan, Cyndi P, Eni Indriani
Sinaga, Ivan Anggia Sitohang, Eko Gunarso Tamba, Ari Fahril,
Muslim Ali, Zefanya Pardosi, Fransisco Purba yang selalu menemani
penulis dalam aktivitas perkuliahan dan kampus
10. Kepada Adik-adik Penulis Fisika Stambuk 2013 (Physics Glory),
Stambuk 2014 (Physics Immortal), Stambuk 2015 (Physics Unity) atas
semua dukungan dan doa dalam penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dikatakan dari sempuna, untuk itu
penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan
skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih dan semoga bermanfaat
bagi yang membutuhkan.

Hormat Penulis,

Penulis

Universitas Sumatera Utara

PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG
BERBASIS MIKORKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL

ANDROID VIA BLUETOOTH

ABSTRAK

Telah dirancang suatu alat pengendali dan pengamanan pintu gerbang dengan
menggunakan mikrokontroler ATmega8. Alat ini terdiri dari sensor Limit Switch
sebagai sensor batas gerak dari gerbang, sensor infra merah untuk mencegah
terjadinya tabrakan antara objek yang sedang melintas terhadap gerbang.
Bluetooth HC-05 sebagai penerima perintah dan meneruskan ke mikrokontroler
ATmega8, motor DC sebagai penggerak mekanik da driver L293D sebagai
pengatur arah putar motor.
Prinsip kerja rangkaian ini secara umum adalah sistem minimum
dihubungkan ke sumber tegangan PLN dengan menggunakan adabter, setelah
sistem aktif maka dilakukan penyambungan antara bluetooth android dengan
bluetooth adabter HC-05, setelah terhubung maka pengguna akan memberikan
perintah melalui android dan akan diterima oleh bluetooth HC-05 dan diteruskan
ke mikrokontroller ATmega8 untuk diverifikasi sesuai dengan program untuk
membuka dan menutup gerbang, dan akan dideteksi oleh limit switch ketika
gerbang sudah menyentuh batas untuk menutup dan membuka dan akan
memberikan perintah ke mikrokontroler untuk menghentikan motor. Infra merah

akan mendeteksi adanya objek yang belum lewat seutuhnya dan akan
menghentikan motor saat menutup.
Key word :

Mikrokontroler ATmega8, Sensor Limit Switch, Sensor Infra
Merah, Motor DC

Universitas Sumatera Utara

DESIGN TOOL OPENED AND CLOSED GATE BASED
MIKROKONTROLER ATmega8 USE ANDROID PHONE THROUGH
BLUETOOTH

ABSTRACT
Has designed a tool controlling and securing the gate using mikrokontroler
ATmega8. This tool consists of the sensor limit switch as the sensor limits,
infrared to prevent collision course between the object was traffic against the
gate. Bluetooth HC-05 as receiver command and continue to mikrokontroler
ATmega8, motor DC as a mechanic movers, and driver L293D as the regulator
the turn of the motor.

The principle of a series of it is generally minimum system connected to
the source of elektric PLN using adater. After the system active then connected
between bluetooth android with bluetooth adabter HC-05, after connected then
user will give a command through android and will accepted by bluetooth HC-05
and passed to ATmega8 and verification in accoredance with the program for
opened and closed gate. And will be detected by sensor limit switch when the gate
was touched the line to closed and opened and will give command to
mikrokontroler to stop motor, and infrared to detect the object that has not been
through and will stop a motor as closed.
Key word : Mikrokontroler ATmega8, Sensor Limit Switch, Sensor Infrared,
Motor DC

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan

i

Pernyataan

ii

Penghargaan

iii

Abstrak

v

Abstract

vi

Daftar Isi

vii

Daftar Tabel

x

Daftar Gambar

xi

Daftar Lampiran

xii

BAB 1. Pendahuluan
1.1

Latar Belakang

1

1.2

Rumusan Masalah

3

1.3

Batasan Masalah

3

1.4

Tujuan Penelitian

3

1.5

Manfaat Penelitiian

4

1.6

Sistematika Penulisan

4

BAB 2. Landasan Teori
2.1

Sensor

6

2.1.1 Infra Merah

6

2.1.1.1 Modul Infra Merah (IRM)

2.2

7

2.1.2 Sensor Posisi (limit switch)

8

Motor Arus Searah

9

2.2.1 Motor DC

10

2.2.1.1 Prinsip Motor DC

11

2.2.1.1 Kontruksi Motor Arus Searah

11

2.2.2 Prinsip Kerja Motor DC

14

Universitas Sumatera Utara

2.2.3 Komponen Utama Motor DC

18

2.2.3.1 Kutub Medan

18

2.2.3.2 Dinamo

19

2.2.3.3 Komuttor

19

2.3

Buzzer

19

2.4

Bluetooth HC-05

20

2.5

Mikrokontroler ATmega8

22

2.5.1 Konfigurasi Pin ATmega8

23

2.5.2 Memori AVR ATmega

27

2.5.2.1 Memori Flash

28

2.5.2.2 Memori Data

28

2.5.2.3 EEPROM

28

2.6

2.5.3 Fitur ATmega8

29

Transistor bd139

29

BAB 3. Metodologi Percobaan
3.1

Diagram Blok

31

3.2

Perancangan Pengendali Sistem

32

3.3

Rangkaian Lengkap

42

3.4

Diagram Alir

43

3.5

Program

44

BAB 4 Pengujian Alat dan Program
4.1

Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega8

47

4.2

Pengujian Komunikasi Serial Melalui Bluetooth Adapter

48

4.3

Pengujian Motor

49

4.4

Pengujian Sensor Limit Switch

50

4.5

Pengujian Sensor Infra Merah

50

4.6

Pengujian Sistem Keseluruhan

50

Universitas Sumatera Utara

BAB 5 Kesimpulan dan Saran
5.1

Kesimpulan

54

5.2

Saran

54

DAFTAR PUSTAKA

55

LAMPIRAN

57

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Nomor
Tabel
3.1

Judul
Tabel Kebenaran Driver IC L293D

Halaman
38

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Gambar

Judul

Halaman

2.1

Bentuk fisik limit switch

8

2.2

Konstruksi dan simbol limit switch

9

2.3

Bentuk fisik motor DC

10

2.4 a

Kumparan gelung

13

2.4 b

Kumparan gelombang

13

2.5

Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan
magnet

15

2.6

Prinsip perputaran motor DC

16

2.7

Komponen utama motor DC

18

2.8

Simbol dan bentuk fisik buzzer

19

2.9

Bentuk fisik bluetooth HC-05

20

2.10

Konfigurasi pin ATmega8

23

2.11

Bentuk fisik ATmega8

25

2.12

Status register ATmega

26

2.13

Peta memori ATmega8

27

2.14

Transistor bd139

29

3.1

Diagram blok sistem

31

3.2

Konstruksi limi switch

33

3.3

Rangkaian skematik infra merah

34

3.4

Adapter bluetooth HC-05

34

3.5

Adapter bluetooth HC-05

35

3.6

Adapter bluetooth HC-05

36

3.7

Rankaian skematik Mikrokontoler ATmega8

37

3.8

Driver L293D

38

3.9

Skematik rangkaian jembatan H

39

Universitas Sumatera Utara

3.10

Driver BD139

40

3.11

Motor DC

40

3.12

Skematik buzzer

41

3.13

Rangkaian catu daya

41

3.14

Rangkaian keseluruhan

42

3.15

Flowchart rangkaian

43

4.1

Rangkaian pengujian mikrokontroler ATmega8

47

4.2

Rangkaian pengujian bluetooth dengan mikrokontroler

48

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
Lampiran

Judul

halaman

1

Pemasangan dan pengujian alat

56

2

Program pada alat

57

3

Rangkaian alat

58

Universitas Sumatera Utara