Perancangan Pemantau Kapasitas Tong Air Menggunakan Sensor Ultrasonic dengan Sms Gateway Berbasis Atmega 8535 Secara Hardware
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS
GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
REYFALDI HERMAWAN
112408030
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS
GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
REYFALDI HERMAWAN
112408030
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Perancangan Pemantau Kapasitas Tong Air Menggunakan
Sensor Ultrasonic dengan Sms Gateway Berbasis Atmega
8535 Secara Hardware
: Tugas Akhir
: Reyfaldi Hermawan
: 112408030
: Diploma 3 ( D-3) Fisika
: Fisika
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, April 2015
Disetujui Oleh
Prodi D-3 Fisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. Susilawati, M.Si
NIP. 19741207200122001
Pembimbing,
Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc.
NIP.196006031986011002
PERNYATAAN
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Mei 2015
REYFALDI HERMAWAN
112408030
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah
melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan
serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini
sesuia waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa
tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa
petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.
Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai
gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga Fisika Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a,
perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan
keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis serta saudara kandung yang telah memberikan
bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar
kepada penulis.
2. Bapak Dr. Sutarman, M. Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Drs. Perdinan Sinuhaji, M.S, selaku Sekretaris Program Studi D-3
Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
5. Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang
telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen
Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara.
7. Seluruh teman terkhusus kekasih tercinta Devi Larasati yang sudah banyak
membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
8. Seluruh
pihak
yang
telah
banyak
membantu
penulis
didalam
menyelesaikan Tugas Akhir yang namanya tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat ny membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir
ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi
ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, Mei
2015
Penulis
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
ABSTRAK
Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengaplikasikan Codevision
AVR pada mikrokrontroler ATMega 8535 untuk mengkonversi data dari sensor
ultrasonic yang mendeteksi/menghitung ketinggian level air, dimana mikrokontroller
akan meneruskan data yang telah dikonversi pada LCD dan modem GSM Wavecom.
Kemudian modem wavecom akan mengirimkan data berupa pesan singkat kepada
penerima yang sudah ditentukan.
Kata kunci :
Codevision AVR, Mikrokontroler
Ultrasonic, Modem GSM Wavecom
ATMega8535,
Sensor
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
v
vi
viii
ix
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Bab 1 Pendahuluan
1.1. Latar Belakang ……………………………………………
1.2. Rumusan Masalah……………………………………………
1.3. Tujuan Penulisan ……………………………………………
1.4. Batasan Masalah ……………………………………………
1.5. Metodologi Penulisan ……………………………………
1.6. Sistematika Penulisan ……………………………………
Bab 2 Landasan Teori
2.1. Mikrokontroler ATMega 8535 ……………………………
2.1.1. Fitur ATMega8535 ……………………………
2.1.2. Konfigurasi Pin ATMega 8535 ……………………
2.1.3. Peta Memori ATMega 8535 ……………………
2.1.4. Status Register (SREG) ATMega8535 ……………
2.2. Modem GSM
……………………………………………
2.2.1. AT-Command ……………………………………
2.2.2. Short Message Service (SMS)……………………
2.2.3. Database
……………………………………
2.2.4. Microsoft Office Access …………………………
2.3.LCD
……………………………………………………
2.4.Sensor Ultrasonic …………………………………… 23
2.5.Komunikasi serial
……………………………………
2.5.1 Karakteristik Sinyal Port Serial
…………..
2.5.2 Koneksi ke RS232 Port
……………………
2.6.Bahasa Pemrograman Mikrokontroler ……………………
2.7.Software ATMega8535 Editor dan Simulator ……………
2.7.1. Software ATMega8535 Editor
……………
2.7.2. Software Downloader ……………………………
2.7.3. Software Desain PCB Eagle 4.13r …………...
1
2
2
3
3
4
5
6
7
11
13
14
16
17
18
18
19
26
27
28
31
32
32
32
33
Bab 3 Perancangan Sistem
3.1. Diagram Blok Sistem
…………………………………… 35
3.2. Rangkaian Sensor Ultrasonic ………………………………… 36
3.3. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 ………………… 37
3.4. Perancangan Perancangan Rangkaian LCD
…………… 39
3.5. Rangkaian Wavecom Fastrack……………………………… 40
3.6. Flowchart System …………………………………………… 41
Bab 4 Hasil dan Pengujian
4.1. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic ……… 43
4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ……… 44
4.3. Interfacing LCD 2x16 …………………………………… 45
4.4. Pengujian Koneksi Modul GSM Wavecom dengan
Mikrokontroller ATMEGA8535 via serial max232 …………… 51
Bab 5 Penutup
5.1. Kesimpulan………………………………………………… 73
5.2. Saran
…………………………………………………… 74
Daftar Pustaka
Lampiran
……………………………………………………
75
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.
Penjelasan Pin pada Port B
Penjelasan Pin pada Port D
Tabel Set AT-Command
Operasi Dasar LCD
Konfigurasi Pin LCD
Konfigurasi LCD
Koneksi Null Mode
Data Jarak deteksi Berbagai Halangan
Halaman
9
10
17
21
21
22
29
43
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 2.12
Gambar 2.13
Gambar 2.14
Gambar 2.15
Gambar 2.16
Gambar 2.17
Gambar 2.18
Gambar 3.1
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 4.1
Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP
Peta Memori Program
Peta Memori Data
EEPROM Data Memory
Status Register ATMega 8535
Modem Gsm Fastrack M1306b
LCD
Konfigurasi Pin LCD
Sensor Ultrasonic
Blok Sensor Ultrasonic dengan Tampilan
Seven Segment
Ilustrasi cara kerja sensor
Skematik hubungan pin
Level Tegangan RS232 pada Pengiriman Huruf “A”
Tanpa Bit Paritas
IC MAX232
Penggunaan ic max 232 dalam rangkaian sebagai
Komunikasi Serial
Tampilan Code Vision AVR
Tampilan Ponyprog2000
Tampilan software Eagle 4.13r
Diagram Blok System
Rangkaian Receiver ultrasonic
Jarak antara Tx – Rx
Keluaran Pulsa Ultrasonic
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler
ATMEGA 8535
Rangkaian LCD
Rangkaian Modul GSM dengan Mikrokontroller
Flowchart System (Diagram Alir)
Informasi Signature Mikrokontroler
Halaman
8
11
12
12
13
16
19
20
24
25
26
26
28
29
31
32
33
33
35
36
36
37
38
39
40
41
45
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS
GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
REYFALDI HERMAWAN
112408030
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS
GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
REYFALDI HERMAWAN
112408030
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Perancangan Pemantau Kapasitas Tong Air Menggunakan
Sensor Ultrasonic dengan Sms Gateway Berbasis Atmega
8535 Secara Hardware
: Tugas Akhir
: Reyfaldi Hermawan
: 112408030
: Diploma 3 ( D-3) Fisika
: Fisika
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, April 2015
Disetujui Oleh
Prodi D-3 Fisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. Susilawati, M.Si
NIP. 19741207200122001
Pembimbing,
Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc.
NIP.196006031986011002
PERNYATAAN
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Mei 2015
REYFALDI HERMAWAN
112408030
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah
melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan
serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini
sesuia waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa
tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa
petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.
Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai
gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga Fisika Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a,
perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan
keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis serta saudara kandung yang telah memberikan
bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar
kepada penulis.
2. Bapak Dr. Sutarman, M. Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Drs. Perdinan Sinuhaji, M.S, selaku Sekretaris Program Studi D-3
Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
5. Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang
telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen
Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara.
7. Seluruh teman terkhusus kekasih tercinta Devi Larasati yang sudah banyak
membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
8. Seluruh
pihak
yang
telah
banyak
membantu
penulis
didalam
menyelesaikan Tugas Akhir yang namanya tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat ny membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir
ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi
ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, Mei
2015
Penulis
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
ABSTRAK
Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengaplikasikan Codevision
AVR pada mikrokrontroler ATMega 8535 untuk mengkonversi data dari sensor
ultrasonic yang mendeteksi/menghitung ketinggian level air, dimana mikrokontroller
akan meneruskan data yang telah dikonversi pada LCD dan modem GSM Wavecom.
Kemudian modem wavecom akan mengirimkan data berupa pesan singkat kepada
penerima yang sudah ditentukan.
Kata kunci :
Codevision AVR, Mikrokontroler
Ultrasonic, Modem GSM Wavecom
ATMega8535,
Sensor
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
v
vi
viii
ix
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Bab 1 Pendahuluan
1.1. Latar Belakang ……………………………………………
1.2. Rumusan Masalah……………………………………………
1.3. Tujuan Penulisan ……………………………………………
1.4. Batasan Masalah ……………………………………………
1.5. Metodologi Penulisan ……………………………………
1.6. Sistematika Penulisan ……………………………………
Bab 2 Landasan Teori
2.1. Mikrokontroler ATMega 8535 ……………………………
2.1.1. Fitur ATMega8535 ……………………………
2.1.2. Konfigurasi Pin ATMega 8535 ……………………
2.1.3. Peta Memori ATMega 8535 ……………………
2.1.4. Status Register (SREG) ATMega8535 ……………
2.2. Modem GSM
……………………………………………
2.2.1. AT-Command ……………………………………
2.2.2. Short Message Service (SMS)……………………
2.2.3. Database
……………………………………
2.2.4. Microsoft Office Access …………………………
2.3.LCD
……………………………………………………
2.4.Sensor Ultrasonic …………………………………… 23
2.5.Komunikasi serial
……………………………………
2.5.1 Karakteristik Sinyal Port Serial
…………..
2.5.2 Koneksi ke RS232 Port
……………………
2.6.Bahasa Pemrograman Mikrokontroler ……………………
2.7.Software ATMega8535 Editor dan Simulator ……………
2.7.1. Software ATMega8535 Editor
……………
2.7.2. Software Downloader ……………………………
2.7.3. Software Desain PCB Eagle 4.13r …………...
1
2
2
3
3
4
5
6
7
11
13
14
16
17
18
18
19
26
27
28
31
32
32
32
33
Bab 3 Perancangan Sistem
3.1. Diagram Blok Sistem
…………………………………… 35
3.2. Rangkaian Sensor Ultrasonic ………………………………… 36
3.3. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 ………………… 37
3.4. Perancangan Perancangan Rangkaian LCD
…………… 39
3.5. Rangkaian Wavecom Fastrack……………………………… 40
3.6. Flowchart System …………………………………………… 41
Bab 4 Hasil dan Pengujian
4.1. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic ……… 43
4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ……… 44
4.3. Interfacing LCD 2x16 …………………………………… 45
4.4. Pengujian Koneksi Modul GSM Wavecom dengan
Mikrokontroller ATMEGA8535 via serial max232 …………… 51
Bab 5 Penutup
5.1. Kesimpulan………………………………………………… 73
5.2. Saran
…………………………………………………… 74
Daftar Pustaka
Lampiran
……………………………………………………
75
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.
Penjelasan Pin pada Port B
Penjelasan Pin pada Port D
Tabel Set AT-Command
Operasi Dasar LCD
Konfigurasi Pin LCD
Konfigurasi LCD
Koneksi Null Mode
Data Jarak deteksi Berbagai Halangan
Halaman
9
10
17
21
21
22
29
43
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 2.12
Gambar 2.13
Gambar 2.14
Gambar 2.15
Gambar 2.16
Gambar 2.17
Gambar 2.18
Gambar 3.1
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 4.1
Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP
Peta Memori Program
Peta Memori Data
EEPROM Data Memory
Status Register ATMega 8535
Modem Gsm Fastrack M1306b
LCD
Konfigurasi Pin LCD
Sensor Ultrasonic
Blok Sensor Ultrasonic dengan Tampilan
Seven Segment
Ilustrasi cara kerja sensor
Skematik hubungan pin
Level Tegangan RS232 pada Pengiriman Huruf “A”
Tanpa Bit Paritas
IC MAX232
Penggunaan ic max 232 dalam rangkaian sebagai
Komunikasi Serial
Tampilan Code Vision AVR
Tampilan Ponyprog2000
Tampilan software Eagle 4.13r
Diagram Blok System
Rangkaian Receiver ultrasonic
Jarak antara Tx – Rx
Keluaran Pulsa Ultrasonic
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler
ATMEGA 8535
Rangkaian LCD
Rangkaian Modul GSM dengan Mikrokontroller
Flowchart System (Diagram Alir)
Informasi Signature Mikrokontroler
Halaman
8
11
12
12
13
16
19
20
24
25
26
26
28
29
31
32
33
33
35
36
36
37
38
39
40
41
45