Sistem Perancangan Timbangan Buah Digital Dengan Keluaran Harga dan Massa Berbasis ATMEGA32
SISTEM PERANCANGAN TIMBANGAN BUAH DIGITAL
DENGAN KELUARAN HARGA DAN MASSA BERBASIS
ATMEGA 32
TUGAS AKHIR
ANNA MARIA NAIBAHO
132408008
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
i
Universitas Sumatera Utara
SISTEM PERANCANGAN TIMBANGAN BUAH DIGITAL
DENGAN KELUARAN HARGA DAN MASSA BERBASIS
ATMEGA 32
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
ANNA MARIA NAIBAHO
132408008
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
ii
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Sistem Perancangan Timbangan Buah Digital
Dengan Keluaran Harga dan Massa Berbasis
ATMEGA32
Kategori
: Tugas Akhir
Nama
: Anna Maria Naibaho
Nomor Induk Mahasiswa
: 132408008
Program Studi
: Diploma (D-3) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatra Utara
Diluluskan di
Medan, 15 Juni 2016
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua Program Studi
Pembimbing,
Dr. Susilawati, M.Si
Drs. Herli Ginting,MS
NIP. 197412072000122001
NIP : 19550519186011001
iii
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
SISTEM PERANCANGAN TIMBANGAN BUAH DIGITAL DENGAN
KELUARAN HARGA DAN MASSA BERBASIS ATMEGA32
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2016
ANNA MARIA NAIBAHO
132408008
iv
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perkembangan teknologi digital telah menjangkau semua piranti rumah tangga
maupun industri. Salah satu contoh adalah timbangan, yang merupakan salah satu
piranti untuk mengetahui berat suatu benda. Penggunaan timbangan mulai dari
timbangan jenis konvensional, digital sampai pada jenis timbangan dinamis.
Timbangan digital merupakan salah satu jenis timbangan yang memiliki nilai
keakurasian lebih tinggi dari pada jenis timbangan konvensional (mekanik).
Dalam pemanfaatannya timbangan digunakan diberbagai bidang salah satunya
dibidang perdagangan. seperti halnya pedagang buah dipasar yang kebanyakan
masih menggunakan timbangan manual.Dalam rancang bangun timbangan digital
diperlukan beberapa perangkat diantaranya ialah perangkat keras dan perangkat
lunak. Perancangan dan pembuatan sistem perangkat keras meliputi 5 unit
rangkaian elektronik, yaitu meliputi perancangan rangkaian sensor berat (Load
Cell), dengan berat maksimal 5kg rangkaian minimum sistem mikrokontroler
Atmega32, Sensor Hx711 dan rangkaian LCD, dan keypad. Sedangkan
perancangan untuk perangkat lunak meliputi pemrograman bahasa C (codevivsion
AVR) Berdasarkan dari penjelasan diatas, maka dirancanglah suatu alat
timbangan elektronik menggunakan sensor load cell yang akan mendeteksi berat
yang akan ditimbang lalu keluaran dari sensor akan diletakkan penguat HX711
yang akan merubah perubahan resistansi menjadi perubahan tegangan, dan
mikrokontroler akan mengubah sinyal analog menjadi digital, dan hasil konveksi
dari rangkaian ADC akan diproses mikrokontroler atmega 32 untuk ditampilkan
ke display LCD sebagai data berat dalam satuan kilogram.
Kata kunci : Sensor Load Cell, sensor Hx711, mikrokontroler Atmega 32
i
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa,
dengan limpahan berkat-NYA penyusunan Tugas akhir ini dapat diselesaikan
dalam waktu yang ditetapkan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah
banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada:
1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Drs.Herli Ginting,MS,
membimbing dan
selaku
pembimbing
yang
telah
mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
5. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara.
6. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa
dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
7. Senior kami Fathurrahman yang telah memberikan bantuan berupa ilmu
dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Abang saya Juli Ari Iskandar Ambarita yang telah membantu dan
memberikan dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini
10. Teman separtner proyek yang telah memotivasi, mendampingi dan
memberikan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini
ii
Universitas Sumatera Utara
11. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Tugas Akhir yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
Akhirnya sebagai bagian dari sebuah perjalanan panjang, penulis
menyadari keterbatasan ilmu pengetahuan dan pengalaman untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini secara sempurna. Seperti pepatah
mengatakan “Tak Ada Gading Yang Tak Retak” .Oleh karena itu, dengan
dan tangan dan hati terbuka penulis menerima kritikan dan saran yang
positif untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap
semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun
khalayak ramai yang membacanya. Amin
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK .......................................................................................................... i
PENGHARGAAN .............................................................................................. ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .............................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... vii
BAB 1. PENDAHULUAN ................................................................................
1.1. Latar Belakang masalah ................................................................
1.2. Rumusan Masalah .......................................................................
1.3. Tujuan Penulisan ..........................................................................
1.4. Batasan Masalah ...........................................................................
1.5. Sistematika Penulisan ...................................................................
1
1
2
2
2
3
BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................... 5
2.1. Mikrokontroller ............................................................................ 5
2.2. Mikrokontroler Atmega32 ................................................... 5
2.2.1. Arsitektur Mkrokontroler AVR ATmega32 ........................ 6
2.2.2. Konfigurasi Pin ATmega32 ................................................ 8
2.3. Load Cell
13
2.3.1 Prinsip Kerja Load Cell ....................................................... 13
2.4. IC HX711 ...................................................................................... 14
2.3.1. kelebihan IC HX711 ........................................................... 15
2.3.2. Fitur IC HX711 ................................................................... 15
2.5. LCD ( Liquid Crystal Display ) ................................................... 15
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN .......................................... 21
3.1. Diagram Blok System ..................................................................... 21
3.1.1. Fungsi Tiap Blok ................................................................ 22
3.2. Rangkaian Penstabil Tegangan (Regulator) .................................... 22
3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega32 ........................................... 23
3.4. Perancangan Rangkaian LCD ......................................................... 24
3.5. Rangkaian HX711 dan Load Cell ................................................... 25
3.6. Rangkaian keypad 4x4 .................................................................... 26
3.7. Flowchart sistem
28
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................ 29
4.1. Pengujian Timbangan...................................................................... 29
4.2. Pengujian Rangkaian Regulator ...................................................... 31
4.3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller Atmega32 .......................... 32
4.4. Intefacing LCD 2 x 16 .................................................................... 33
4.5. Pengujian rangkaian HX711 dan Load Cell.................................... 35
4.6. Pengujian Rangkaian keypad 4x4 .................................................... 35
iv
Universitas Sumatera Utara
BAB V. PENUTUP ............................................................................................. 38
5.1. Kesimpulan .................................................................................... 39
5.2. Saran ............................................................................................. .39
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5
Tabel 2.6
Tabel 2.7
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Fungsi Khusus Port A .………………………………..
Fungsi Khusus Port B .………………………………..
Fungsi Khusus Port C .………………………………..
Fungsi Khusus Port D .………………………………..
Operasi Dasar LCD ..………………………………….
Konfigurasi PIN LCD ..……………………………….
Konfigurasi LCD ..…………………………………….
Pengujian berat menggunakan Timbangan Biasa .....
Pengujian berat menggunakan Timbangan Digital ...
Pengukuran PIN IC mikrokontroler ATMega32 ......
Pengukuran PIN IC LCD .........................................
PIN yang terhubung pada HX711 ..............................
9
10
11
12
18
18
19
29
30
32
34
35
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Konfigurasi Pin ATMega32 …………………………..
Load Cell ……………………………………………….
IC HX711 ………………………………………………
LCD 2X16………………………………………………
Konfigurasi PIN LCD ………………………………...
Diagram Blok ………………………………………….
Rangkaian regulator 7805 …………………………....
Rangkaian system minimum mikrokontroller
Atemega32 …………………………………………….
Rangkaian LCD ………………………………………
Rangkaian hx711 dan Load Cell ……………………
Rangkaian Keypad 4X4 …………………………......
Flowchart Sistem……………………………………...
Tegangan output Ic Regulator 7805 ………………..
Skematik Keypad …………………………………….
8
13
15
16
17
21
22
23
24
25
26
28
31
35
vii
Universitas Sumatera Utara
DENGAN KELUARAN HARGA DAN MASSA BERBASIS
ATMEGA 32
TUGAS AKHIR
ANNA MARIA NAIBAHO
132408008
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
i
Universitas Sumatera Utara
SISTEM PERANCANGAN TIMBANGAN BUAH DIGITAL
DENGAN KELUARAN HARGA DAN MASSA BERBASIS
ATMEGA 32
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
ANNA MARIA NAIBAHO
132408008
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
ii
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Sistem Perancangan Timbangan Buah Digital
Dengan Keluaran Harga dan Massa Berbasis
ATMEGA32
Kategori
: Tugas Akhir
Nama
: Anna Maria Naibaho
Nomor Induk Mahasiswa
: 132408008
Program Studi
: Diploma (D-3) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatra Utara
Diluluskan di
Medan, 15 Juni 2016
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua Program Studi
Pembimbing,
Dr. Susilawati, M.Si
Drs. Herli Ginting,MS
NIP. 197412072000122001
NIP : 19550519186011001
iii
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
SISTEM PERANCANGAN TIMBANGAN BUAH DIGITAL DENGAN
KELUARAN HARGA DAN MASSA BERBASIS ATMEGA32
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2016
ANNA MARIA NAIBAHO
132408008
iv
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perkembangan teknologi digital telah menjangkau semua piranti rumah tangga
maupun industri. Salah satu contoh adalah timbangan, yang merupakan salah satu
piranti untuk mengetahui berat suatu benda. Penggunaan timbangan mulai dari
timbangan jenis konvensional, digital sampai pada jenis timbangan dinamis.
Timbangan digital merupakan salah satu jenis timbangan yang memiliki nilai
keakurasian lebih tinggi dari pada jenis timbangan konvensional (mekanik).
Dalam pemanfaatannya timbangan digunakan diberbagai bidang salah satunya
dibidang perdagangan. seperti halnya pedagang buah dipasar yang kebanyakan
masih menggunakan timbangan manual.Dalam rancang bangun timbangan digital
diperlukan beberapa perangkat diantaranya ialah perangkat keras dan perangkat
lunak. Perancangan dan pembuatan sistem perangkat keras meliputi 5 unit
rangkaian elektronik, yaitu meliputi perancangan rangkaian sensor berat (Load
Cell), dengan berat maksimal 5kg rangkaian minimum sistem mikrokontroler
Atmega32, Sensor Hx711 dan rangkaian LCD, dan keypad. Sedangkan
perancangan untuk perangkat lunak meliputi pemrograman bahasa C (codevivsion
AVR) Berdasarkan dari penjelasan diatas, maka dirancanglah suatu alat
timbangan elektronik menggunakan sensor load cell yang akan mendeteksi berat
yang akan ditimbang lalu keluaran dari sensor akan diletakkan penguat HX711
yang akan merubah perubahan resistansi menjadi perubahan tegangan, dan
mikrokontroler akan mengubah sinyal analog menjadi digital, dan hasil konveksi
dari rangkaian ADC akan diproses mikrokontroler atmega 32 untuk ditampilkan
ke display LCD sebagai data berat dalam satuan kilogram.
Kata kunci : Sensor Load Cell, sensor Hx711, mikrokontroler Atmega 32
i
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa,
dengan limpahan berkat-NYA penyusunan Tugas akhir ini dapat diselesaikan
dalam waktu yang ditetapkan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah
banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada:
1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Drs.Herli Ginting,MS,
membimbing dan
selaku
pembimbing
yang
telah
mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
5. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara.
6. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa
dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
7. Senior kami Fathurrahman yang telah memberikan bantuan berupa ilmu
dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Abang saya Juli Ari Iskandar Ambarita yang telah membantu dan
memberikan dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini
10. Teman separtner proyek yang telah memotivasi, mendampingi dan
memberikan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini
ii
Universitas Sumatera Utara
11. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Tugas Akhir yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
Akhirnya sebagai bagian dari sebuah perjalanan panjang, penulis
menyadari keterbatasan ilmu pengetahuan dan pengalaman untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini secara sempurna. Seperti pepatah
mengatakan “Tak Ada Gading Yang Tak Retak” .Oleh karena itu, dengan
dan tangan dan hati terbuka penulis menerima kritikan dan saran yang
positif untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap
semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun
khalayak ramai yang membacanya. Amin
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK .......................................................................................................... i
PENGHARGAAN .............................................................................................. ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .............................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... vii
BAB 1. PENDAHULUAN ................................................................................
1.1. Latar Belakang masalah ................................................................
1.2. Rumusan Masalah .......................................................................
1.3. Tujuan Penulisan ..........................................................................
1.4. Batasan Masalah ...........................................................................
1.5. Sistematika Penulisan ...................................................................
1
1
2
2
2
3
BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................... 5
2.1. Mikrokontroller ............................................................................ 5
2.2. Mikrokontroler Atmega32 ................................................... 5
2.2.1. Arsitektur Mkrokontroler AVR ATmega32 ........................ 6
2.2.2. Konfigurasi Pin ATmega32 ................................................ 8
2.3. Load Cell
13
2.3.1 Prinsip Kerja Load Cell ....................................................... 13
2.4. IC HX711 ...................................................................................... 14
2.3.1. kelebihan IC HX711 ........................................................... 15
2.3.2. Fitur IC HX711 ................................................................... 15
2.5. LCD ( Liquid Crystal Display ) ................................................... 15
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN .......................................... 21
3.1. Diagram Blok System ..................................................................... 21
3.1.1. Fungsi Tiap Blok ................................................................ 22
3.2. Rangkaian Penstabil Tegangan (Regulator) .................................... 22
3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega32 ........................................... 23
3.4. Perancangan Rangkaian LCD ......................................................... 24
3.5. Rangkaian HX711 dan Load Cell ................................................... 25
3.6. Rangkaian keypad 4x4 .................................................................... 26
3.7. Flowchart sistem
28
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................ 29
4.1. Pengujian Timbangan...................................................................... 29
4.2. Pengujian Rangkaian Regulator ...................................................... 31
4.3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller Atmega32 .......................... 32
4.4. Intefacing LCD 2 x 16 .................................................................... 33
4.5. Pengujian rangkaian HX711 dan Load Cell.................................... 35
4.6. Pengujian Rangkaian keypad 4x4 .................................................... 35
iv
Universitas Sumatera Utara
BAB V. PENUTUP ............................................................................................. 38
5.1. Kesimpulan .................................................................................... 39
5.2. Saran ............................................................................................. .39
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5
Tabel 2.6
Tabel 2.7
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Fungsi Khusus Port A .………………………………..
Fungsi Khusus Port B .………………………………..
Fungsi Khusus Port C .………………………………..
Fungsi Khusus Port D .………………………………..
Operasi Dasar LCD ..………………………………….
Konfigurasi PIN LCD ..……………………………….
Konfigurasi LCD ..…………………………………….
Pengujian berat menggunakan Timbangan Biasa .....
Pengujian berat menggunakan Timbangan Digital ...
Pengukuran PIN IC mikrokontroler ATMega32 ......
Pengukuran PIN IC LCD .........................................
PIN yang terhubung pada HX711 ..............................
9
10
11
12
18
18
19
29
30
32
34
35
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Konfigurasi Pin ATMega32 …………………………..
Load Cell ……………………………………………….
IC HX711 ………………………………………………
LCD 2X16………………………………………………
Konfigurasi PIN LCD ………………………………...
Diagram Blok ………………………………………….
Rangkaian regulator 7805 …………………………....
Rangkaian system minimum mikrokontroller
Atemega32 …………………………………………….
Rangkaian LCD ………………………………………
Rangkaian hx711 dan Load Cell ……………………
Rangkaian Keypad 4X4 …………………………......
Flowchart Sistem……………………………………...
Tegangan output Ic Regulator 7805 ………………..
Skematik Keypad …………………………………….
8
13
15
16
17
21
22
23
24
25
26
28
31
35
vii
Universitas Sumatera Utara