Sistem Perancangan Pengendalian Tekanan Digital Menggunakan Loadcell IC HX711 Berbasis Mikrokontroler Atmega32 Pada Cetakan Komposit

SISTEM PERANCANGAN PENGENDALIAN TEKANAN DIGITAL
MENGGUNAKAN LOADCELL IC HX711 BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA32 PADA CETAKAN KOMPOSIT POLIMER
TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli
Madya

ALBOIN LUBIS
122408024

PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

SISTEM PERANCANGAN PENGENDALIAN TEKANAN DIGITAL
MENGGUNAKAN LOADCELL IC HX711 BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA32 PADA CETAKAN KOMPOSIT POLIMER


TUGAS AKHIR

ALBOIN LUBIS
122408024

PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

PERSETUJUAN

Judul

: Sistem Perancangan Pengendalian Tekanan Digital
Menggunakan Loadcell IC HX711 Berbasis
Mikrokontroler Atmega32 Pada Cetakan Komposit

Kategori


: Tugas Akhir

Nama

: ALBOIN LUBIS

Nomor Induk Mahasiswa

: 122408024

Program Studi

: Diploma 3 (D-3) Fisika

Departemen

: Fisika

Fakultas


: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatra Utara

Diluluskan di
Medan, Juni 2015

Disetujui Oleh
Ketua Program Studi

Dr. Susilawati, M.Si
NIP. 197412072000122001

Pembimbing,

Dr.Perdinan Sinuhaji, M.S
NIP. 195903101987031002

PERNYATAAN


SISTEM PERANCANGAN PENGENDALIAN TEKANAN DIGITAL
MENGGUNAKAN LOADCELL IC HX711 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA32 PADA CETAKAN KOMPOSIT

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2015

ALBOIN LUBIS
122408024

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala
rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul “Sistem Perancangan Pengendalian Tekanan Digital Menggunakan
Loadcell IC HX711 Berbasis Mikrokontroler Atmega32 Pada Cetakan

Komposit”.Tugas

akhir

ini

disusun

sebagai

syarat

akademis

dalam

menyelelesaikan studi program Diploma (D-3) jurusan Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Penulis
menyadari bahwa selama proses hingga terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir
banyak mendapat kontribusi dari berbagai pihak. Dengan kerendahan hati, penulis

ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan,
dukungan secara saran yang telah diberikan. Oleh karena itu dalam kesempatan
ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. 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 Dr. Perdinan Sinuhaji MS selaku pembimbing yang telah
membimbing

dan

mengarahkan

kepada

penulis


dalam

menyelesaikan Tugas Akhir
5. Seluruh Staf Pengajar /Pegawai program studi fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara. Terutama bang johan terima kasih atas
semua saran dan bantuan ilmu dalam pencapaian pembuatan Tugas
Akhir.
6. Kedua orang tua tercintayang telahmendoakan , membantu dan
memberikan dukungan penuh baik secara materil maupun moril
kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

i

7. Buat senior Saya Faturahman yang telah membantu serta membimbing
saya dalam mengerjakan Tugas akhir ini.
8. Teman-teman semasa PKL yang telah memberikan kesan dan
kenangan manis selama mengisi hari-hari di tempat PKL.
9. Teman separtner proyek yang telah memotivasi, mendampingi dan
memberikan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, dan seluruh

FIN 12 yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Kalian luar biasa
10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih
atas semua bantuannya dalam menyelesaikanTugas Akhir.

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

ii

“SISTEM PERANCANGAN PENGENDALIAN TEKANAN DIGITAL
MENGGUNAKAN LOADCELL IC HX711 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA32 PADA CETAKAN KOMPOSIT”.
ABSTRAK

Material komposit yang ramah lingkungan dan bisa didaur ulang kembali,

merupakan tuntutan teknologi saat ini. Salah satu material komposit yang
diharapkan di dunia industri yaitu material komposit dengan material pengisi
(filler) baik yang berupa serat alami maupun serat buatan.. Saat ini bahan
komposit yang diperkuat dengan serat merupakan bahan teknik yang banyak
digunakan karena kekuatan dan sifat spesifik yang jauh diatas bahan teknik pada
umumnya, sehingga sifatnya dapat didesain mendekati kebutuhan.
Ketergantungan masyarakat akan penggunaan material komposit dalam kehidupan
sehari-hari semakin besar. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang
terjadi dengan cepat dewasa ini berhasil membuat suatu rancangan atau sistem alat
untuk memudahkan dalam pembuatan material komposit dengan suatu sistem
otomatisasi pada tekanan. Tujuan dari pembuatan Tugas akhir ini adalah untuk
memudahkan mencetak suatu material komposit dengan tekanan yang sudah
konstan. Alat pendeteksi tekanan ini berbasis mikrokontroler ATMega32 dengan
sensor tekanan Load Celldengan menggunakan IC HX711 sehingga dapat dapat
dibaca besarnya tekanan yang diberikan.
Kata Kunci : ATMega32, sensor Load Cell, IC HX71

iii

DAFTAR ISI


Halaman
PENGHARGAAN..............................................................................................
ABSTRAK ..........................................................................................................
DAFTAR ISI .......................................................................................................
DAFTAR TABEL ..............................................................................................
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................

i
iii
iv
v
vi

BAB 1. PENDAHULUAN ................................................................................
1.1. Latar Belakang masalah ................................................................
1.2. Tujuan Penulisan ...........................................................................
1.3. Rumusan Masalah ........................................................................
1.4. Batasan Masalah ...........................................................................
1.5. Sistematika Penulisan ...................................................................


1
1
3
3
3
4

BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................... 5
2.1. Material Komposit ........................................................................ 5
2.1.1. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites-PMC).. 6
2.2. Mikrokontroller ATmega32 ............................................................ 9
2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATmega32………………… … 9
2.2.2 Konfigurasi Pin ATMega32 ................................................. 11
2.3 Load Cell ....................................................................................... 15
2.3.1. Prinsip Kerja ...................................................................... 16
2.3.2.strain gauge ......................................................................... 17
2.3.3 karakteristik strain gauge ..................................................... 19
2.3.4 bahan bahan yang bias dijadikan strain gauge ..................... 20
2.3.5 jembatan wheatstone ............................................................ 21
2.3.6 konsep jembatan wheatsone ................................................. 21
2.3.7 aplikasi jembatan wheatstone............................................... 23
2.3.8 kelebihan jembatan wheatstone............................................ 23
2.4 ic hx711 ............................................................................................ 24
2.4.1 kelebihan ic hx711 ............................................................... 24
2.4.2 fitur ic hx711 ........................................................................ 25
2.5 lcd(liquid crystal display) ................................................................. 25
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ........................................... 26
3.1. Diagram Blok system perancangan pengendalian tekanan ............. 31
3.1.1. Fungsi Tiap Blok ................................................................ 32
3.2. Rangkaian Penstabil Tegangan (Regulator) .................................... 32
3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega32 ........................................... 33
3.4. Perancangan Rangkaian LCD( Liquid Crystal Display ) ................ 34
3.5. Rangkaian Hx711 dan Load Cell .................................................... 35
3.6.Flowchart Sistem perancabgan pengendalian tekanan……………..38

iv

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 39
4.1. Pengujian Rangkaian Regulator ...................................................... 39
4.3. Intefacing LCD 2 x 16 .................................................................... 40
4.4. Pengujian Rangkaian hx711 dan loadcell ....................................... 42
4.5 pengujian tekanan digital ................................................................. 45
4.5.1 ketentuan/ aturan dasar load cell ............................................. 47
4.5.2 data kalibrasi .......................................................................... 48
4.54 output
............................................................................... 48
4.5.5 load cell troubleshooting......................................................... 53
BAB V. PENUTUP … ......................................................................................... 56
5.1. Kesimpulan .................................................................................... 56
5.2. Saran ............................................................................................. 57
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

v

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 Fungsi khusus Port A
Tabel Fungsi khusus Port B
Tabel Fungsi Port Khusus C
Tabel Fungsi Port Khusus D
Operasi Dasar Lcd
Konfigurasi Pin Lcd
Konfigurasi Lcd
Data Pengujian Load Cell

vi

12
13
14
15
27
28
29
44

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.5
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3

Konfigurasi Pin-Pin ATMega32
Load Cell
konstruksi dasar strain gauge
IC HX711
LCD
Konfigurasi Pin LCD
Diagram Blok System Pengendalian Tekanan Digital
Rangkaian Regulator
Rangkaian System Minimum Mikrokontroller
Atemega32
Gambar 3.4 Rangkaian LCD
Gambar 3.6 Rangkaian HX711 Dan Load Cell
Gambar 3.9 Flowchart System Pengendalian Tekanan Digital
Gambar 4.1. Gambar Tegangan Output Ic Regulator 7805
Gambar 4.2. Informasi Signature Mikrokontroler
Gambar 4.3. Pengujian Lcd
Gambar 4.4 Terminal Baterai Strain Gauge
46
Gambar 4.6 Rangkaian Strain Gauge

vii

11
16
18
24
26
27
31
32
33
34
35
38
39
40
42
45