Alat Pengukur Curah Hujan.

ABSTRAK

Data curah hujan banyak diperlukan di berbagai bidang kehidupan manusia, karena itu sangat diperlukan alat yang berguna untuk mengukur kuantitas curah hujan secara otomatis agar pengukuran curah hujan dapat dilakukan secara efektif dan efisien.

Pada Tugas Akhir ini, dirancang suatu alat untuk mengukur kuantitas curah hujan, dimana alat ini dapat mengkonversikan curah hujan menjadi sebuah data.

Dalam Tugas Akhir ini, digunakan perangkat keras dengan Central Processing Unit (CPU) mikoprosesor 89C51 dari keluarga MCS-51 yang akan diimplementasikan dengan program pengukur kuantitas curah hujan untuk melakukan pengukuran dan menyimpan datanya.

Curah hujan kumulatif yang dapat diukur berkisar antara 0 – 160 /mm pada volume kolektor sistem sebesar 70,7 cm3. Program akan menghitung pulsa curah hujan, menyimpan, dan kita dapat melihat kembali data curah hujan yang telah disimpan.

ABSTRACT

Rainfall data needed at many various human life area, in consequence very needed is appliance which good for measuring rainfall amount automatically to be measurement of rainfall can be done effectively and is efficient.

At this Final Duty, designed an appliance to measure rainfall amount, where this appliance can convert rainfall become a data.

In this Final Duty, used hardware with Central Processing Unit ( CPU ) Microprocessor 89C51 from MCS-51 implementation family to with rainfall amount program gauge to do its data save and measurement.

Cumulative rainfall able to be measured to range from 0 - 160 / mm at system collector volume equal to 70,7 cm3. Program will calculate rainfall pulse, save, and us can refer back rainfall data which have been kept.

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN SURAT PERNYATAAN

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Identifikasi Masalah ... 1

1.3. Tujuan... 1

1.4. Pembatasan Masalah ... 2

1.5. Sistematika Penulisan... 2

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Mikrokontroler MCS-51 ... 3

2.1.1. Blok Diagram Keluarga MCS-51... 5

2.1.2. CPU (Central Processing Unit) ... 5

2.1.3. Bagian Masukan/Keluaran (I/O, Input/Output)..……… . 6

2.1.4. Bagian Peripheral ... 6

2.1.5. Perangkat Lunak ... 6

2.1.6. Deskripsi Pin-Pin Mikrokontroler ATMEL 89C51 ... 7

2.1.7. Organisasi Memori ... 13

2.1.7.1. Memori Program ... 14

2.1.7.2. Memori Data ... 14

2.1.9. Interupsi ... 16

2.2. Bagian Memori ... 18

2.2.1. ROM (Read Only Memory) ... 18

2.2.2. RAM (Random Access Memory) ………. 18

2.3. Komuniksai Serial ... 19

2.4. Rangkaian MCS-51 ... 20

2.4.1. Spesifikasi Rangkaian MCS-51 ... 20

2.4.2. Mode Operasi Rangkaian MCS-51 ... 21

2.4.3. Peta Memori ... 23

2.4.4 Power Supply ... 24

2.4.5 Mode Monitor ... 25

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1. Cara Kerja Alat Pengukur Curah Hujan... 26

3.2. Port Input/Output... 27

3.3. Saklar Pada Sensor ... 28

3.4. Perangkat Lunak... 30

3.4.1 Flowchart Menghitung Curah Hujan... 31

3.4.2 Flowchart Menyimpan Data Curah Hujan ... 32

3.4.3 Flowchart Menampilkan Data Curah Hujan ... 33

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PENGAMATAN 4.1. Pengujian Ketelitian ... 34

4.3. Pengujian Penyimpanan Data... 36

BAB V KESIMPULAN 5.1Kesimpulan... 37

5.2Saran... 37 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A FOTO ALAT LAMPIRAN B LIST PROGRAM

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Blok Diagram Keluarga MCS-51... 4

Gambar II.2 Sambungan Oscilator ... 9

Gambar II.3 Konfigurasi Clock Drive eksternal... 9

Gambar II.4 Konfigurasi Pin ... 11

Gambar II.5 Blok Diagram ATMEL 89C51... 12

Gambar II.6 Organisasi Memori MCS-51 ... 13

Gambar II.7 Memori Program ... 14

Gambar II.8 Alamat Memori Data... 15

Gambar II.9 Alur Merancang Sistem Menggunakan Mode Operasi Rangkaian MCS-51 ... 22

Gambar II.10 Peta Memori Rangkaian MCS-51 ... 23

Gambar II.11 CB-232-01, RS 232 Serial Cable ... 25

Gambar II.12 Skema Rangkaian MCS-51 ... 25

Gambar III.1 Diagram Blok Alat Pengukur Curah Hujan ... 26

Gambar III.2 Alternatif Kegunaan Port 3 ... 27

Gambar III.3 Pemakaian Port Saklar pada Mikrokontroler ... 29

Gambar III.8 Pemasangan Switch... 29

Gambar III.9 Flowchart Alat Pengukur Curah Hujan ... 30

Gambar III.10 Flowchart Menghitung Curah Hujan... 31

Gambar III.11 Flowchart Menyimpan Data Curah Hujan ... 32

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Nama Pin-Pin Pada Port 3 ... 8

Tabel II.2 Alamat Layanan Rutin Interupsi ... 17

Tabel III.1 Alternatif Kegunaan Port 3 ... 28

Tabel IV.1 Data Pengamatan Pertama... 34

Tabel IV.2 Data Pengamatan Kedua ... 35

Seven Segment untuk tampilan Data Curah Hujan

LIST PROGRAM

$MOD51

$TITLE(BYTE SIGNED MULTIPLY) $PAGEWIDTH(132)

$DEBUG $OBJECT $NOPAGING

Port_A EQU 4000H Port_Control EQU 4003H Delay_1detik EQU 0165H Writeext_memory EQU 0157H

ORG 2000H

START: MOV DPTR,#Port_Control MOV A,#80H

MOVX @DPTR, A MOV R7,#00H MOV R6,#00H MOV R1,#00H

LOOP: MOV A,P1

CJNE A,#0FEh,test1 INC R1

MOV A,R1

MOV DPTR,#Port_A MOVx @DPTR,A

LCALL DELAY_1DETIK AJMP LOOP

test1: CJNE A,#0FBH,test2 INC R7

MOV DPTR,#3000H MOV A,R7

atas1: INC DPTR DEC R5 CJNE R5,#00H,ATAS1 MOV A,R1 LCALL Writeext_memory LCALL DELAY_1DETIK MOV R1,#00H AJMP LOOP

test2: CJNE A,#0EFH,LOOP INC R6

MOV DPTR,#3000H MOV A,R6

MOV R5,A

atas2: INC DPTR DEC R5 CJNE R5,#00H,ATAS2 MOVX A,@DPTR MOV DPTR,#PORT_A MOVX @DPTR,A LCALL DELAY_1DETIK AJMP LOOP END

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Data curah hujan sangat diperlukan untuk berbagi kepentingan, misalnya untuk bahan pertimbangan dalam merencanakan suatu bangunan sipil dan untuk keperluan pertanian. Selain itu peningkatan curah hujan belakangan ini menyebabkan kegagalan panen, banjir, dan meluapnya air khususnya di kota-kota besar. Ini disebabkan tidak tersedianya tempat penyerapan air di dalam kota, berhubung pembangunan yang terus meningkat.

Curah hujan diukur dalam satuan millimeter [mm], dimana harga tersebut menunjukan kedalam air hujan yang ditampung oleh suatu luas penampang terbuka. Pengukuran curah hujan yang meliputi suatu daerah tangkapan hujan (catchment area) dalam ukuran kilometer persegi [km2]. Maka dari itu sangat diperlukan pengukur curah hujan untuk mengetahui besarnya curah hujan.

Pada Tugas Akhir ini saya akan membuat alat pengukur curah hujan dengan menghitung kuantitas curah hujan (dalam mm) menggunakan hardware yang dilengkapi sensor. Sensor yang tersedia berupa pengumpul (kolektor) yang di dalamnya terdapat penampang berjungkit yang pada saat penuh (berisi 70,7 ml / 1 mm air hujan) akan tumpah dan akan menjalankan saklar yang dihubungkan ke Vcc.

1.2 Identifikasi Masalah

¾ Bagaimana mengidentifikasi curah hujan menjadi sebuah data dan merekam hasil pengukuran tersebut secara otomatis?

1.3 Tujuan

¾ Membuat alat pengukur curah hujan

1.4 Pembatasan Masalah

¾ Informasi curah hujan dapat diketahui secara berkala melalui seven segment sebagai tampilan.

¾ Menggunakan mikrokontroler MCS-51.

¾ Menggunakan memori eksternal 8 Kb Paralel EEPROM.

1.5 Sistematika Penulisan

Laporan Tugas Akhir ini memiliki sistematika sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas mengenai latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan tugas akhir, pembatasan masalah, dan sistematika pembahasan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Pada bab ini dibahas mengenai teori-teori dasar yang menunjang pembuatan Tugas Akhir ini.

BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Dalam bab ini dibahas mengenai perancangan dan pembuatan alat alat, cara kerja alat pengukuran curah hujan, Port Input/Output, Saklar pada sensor dan Perangkat Lunak.

BAB IV : PENGUJIAN ALAT DAN PENGAMATAN

Dalam bab ini dibahas mengenai pengujian alat dan pengamatan. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dan saran-saran untuk pengembangan lebih jauh bagi peralatan yang sudah dibuat.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai kesimpulan yang diperoleh dari laporan tugas akhir ini serta saran-saran yang diperlukan untuk pengembangan selanjutnya.

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Perangkat lunak untuk menghitung pulsa curah hujan yang dikirim oleh

saklar, penyimpanan data, dan penampilan data curah hujan tersebut berhasil direalisasikan.

2. Data curah hujan yang ditampilkan di seven segment dapat ketahui secara berkala.

3. Hasil uji coba Alat Pengukur Curah Hujan dengan sampel air yang ditumpahkan berjalan dengan baik dengan keakuratan 95.85476 % yang menggunakan alumunium ketebalan 0,5 mm pada penampang berjungkit dan keakuratan 90,43773% menggunakan alumunium ketebalan 1 mm pada penampang berjungkit. Ketebalan penampang berjungkit menambah berat pergerakan penampang sehingga mengurangi keakuratan alat.

4. Hasil uji coba Alat Pengukur Curah Hujan dengan merekam data curah hujan pada memori dapat ditampilkan kembali.

5.2 Saran

Saran-saran yang dapat digunakan untuk pengembangan selanjutnya dari Alat Pengukur Curah Hujan ini adalah:

1. Program perangkat lunak ini dapat dikembangkan dengan menambah fasilitas lain seperti fasilitas merekam hasil pengukuran secara otomatis, timer, alarm dan menggunakan LCD sebagai tampilan.

2. Penggunakan proximity sensor pada Alat Pengukur Curah Hujan ini akan menambah keakuratan alat ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hall, Dougals., MICROPROCESSOR AND INTERFACING

Programming and Hardware, McGRAW-HILL INTERNATIONAL, U.S.A., 1992.

2. www.atmel.com

3. IRASINDO, Buku Petunjuk Alat Ukur Curah Hujan LK-5050-RG, Industri

Rekayasa Sistem Instrumentasi Indonesia, Tanggerang, 2000.

4. Nalwan, Paulus Andi., Teknik Antarmuka dan Pemrograman

Mikrokontroller AT89C51, PT. Elex Media Komputindo, Keluarga Gramedia, Jakarta, September 2003.

5. ATMEL, Data Book AT89C51 8-bit Microcontroller with 4 Kbytes Flash,

ATMEL, 1997.

6. Ayala, J. Kenneth, The 8051 Microcontroller Architecture, Programming, &

atas1: INC DPTR DEC R5

CJNE R5,#00H,ATAS1 MOV A,R1

LCALL Writeext_memory LCALL DELAY_1DETIK MOV R1,#00H

AJMP LOOP

test2: CJNE A,#0EFH,LOOP INC R6

MOV DPTR,#3000H MOV A,R6

MOV R5,A atas2: INC DPTR DEC R5

CJNE R5,#00H,ATAS2 MOVX A,@DPTR MOV DPTR,#PORT_A MOVX @DPTR,A

LCALL DELAY_1DETIK AJMP LOOP

END

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Data curah hujan sangat diperlukan untuk berbagi kepentingan, misalnya untuk bahan pertimbangan dalam merencanakan suatu bangunan sipil dan untuk keperluan pertanian. Selain itu peningkatan curah hujan belakangan ini menyebabkan kegagalan panen, banjir, dan meluapnya air khususnya di kota-kota besar. Ini disebabkan tidak tersedianya tempat penyerapan air di dalam kota, berhubung pembangunan yang terus meningkat.

Curah hujan diukur dalam satuan millimeter [mm], dimana harga tersebut menunjukan kedalam air hujan yang ditampung oleh suatu luas penampang terbuka. Pengukuran curah hujan yang meliputi suatu daerah tangkapan hujan (catchment

area) dalam ukuran kilometer persegi [km2]. Maka dari itu sangat diperlukan pengukur curah hujan untuk mengetahui besarnya curah hujan.

Pada Tugas Akhir ini saya akan membuat alat pengukur curah hujan dengan menghitung kuantitas curah hujan (dalam mm) menggunakan hardware yang dilengkapi sensor. Sensor yang tersedia berupa pengumpul (kolektor) yang di dalamnya terdapat penampang berjungkit yang pada saat penuh (berisi 70,7 ml / 1 mm air hujan) akan tumpah dan akan menjalankan saklar yang dihubungkan ke Vcc.

1.2 Identifikasi Masalah

¾ Bagaimana mengidentifikasi curah hujan menjadi sebuah data dan merekam hasil pengukuran tersebut secara otomatis?

1.3 Tujuan

¾ Membuat alat pengukur curah hujan

1.4 Pembatasan Masalah

¾ Informasi curah hujan dapat diketahui secara berkala melalui seven segment sebagai tampilan.

¾ Menggunakan mikrokontroler MCS-51.

¾ Menggunakan memori eksternal 8 Kb Paralel EEPROM.

1.5 Sistematika Penulisan

Laporan Tugas Akhir ini memiliki sistematika sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas mengenai latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan tugas akhir, pembatasan masalah, dan sistematika pembahasan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Pada bab ini dibahas mengenai teori-teori dasar yang menunjang pembuatan Tugas Akhir ini.

BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Dalam bab ini dibahas mengenai perancangan dan pembuatan alat alat, cara kerja alat pengukuran curah hujan, Port Input/Output, Saklar pada sensor dan Perangkat Lunak.

BAB IV : PENGUJIAN ALAT DAN PENGAMATAN

Dalam bab ini dibahas mengenai pengujian alat dan pengamatan. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dan saran-saran untuk pengembangan lebih jauh bagi peralatan yang sudah dibuat.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai kesimpulan yang diperoleh dari laporan tugas akhir ini serta saran-saran yang diperlukan untuk pengembangan selanjutnya.

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Perangkat lunak untuk menghitung pulsa curah hujan yang dikirim oleh

saklar, penyimpanan data, dan penampilan data curah hujan tersebut berhasil direalisasikan.

2. Data curah hujan yang ditampilkan di seven segment dapat ketahui secara berkala.

3. Hasil uji coba Alat Pengukur Curah Hujan dengan sampel air yang ditumpahkan berjalan dengan baik dengan keakuratan 95.85476 % yang menggunakan alumunium ketebalan 0,5 mm pada penampang berjungkit dan keakuratan 90,43773% menggunakan alumunium ketebalan 1 mm pada penampang berjungkit. Ketebalan penampang berjungkit menambah berat pergerakan penampang sehingga mengurangi keakuratan alat.

4. Hasil uji coba Alat Pengukur Curah Hujan dengan merekam data curah hujan pada memori dapat ditampilkan kembali.

5.2 Saran

Saran-saran yang dapat digunakan untuk pengembangan selanjutnya dari Alat Pengukur Curah Hujan ini adalah:

1. Program perangkat lunak ini dapat dikembangkan dengan menambah fasilitas lain seperti fasilitas merekam hasil pengukuran secara otomatis, timer, alarm dan menggunakan LCD sebagai tampilan.

2. Penggunakan proximity sensor pada Alat Pengukur Curah Hujan ini akan menambah keakuratan alat ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hall, Dougals., MICROPROCESSOR AND INTERFACING Programming and Hardware, McGRAW-HILL INTERNATIONAL, U.S.A., 1992.

2. www.atmel.com

3. IRASINDO, Buku Petunjuk Alat Ukur Curah Hujan LK-5050-RG, Industri Rekayasa Sistem Instrumentasi Indonesia, Tanggerang, 2000.

4. Nalwan, Paulus Andi., Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroller AT89C51, PT. Elex Media Komputindo, Keluarga Gramedia, Jakarta, September 2003.

5. ATMEL, Data Book AT89C51 8-bit Microcontroller with 4 Kbytes Flash, ATMEL, 1997.

6. Ayala, J. Kenneth, The 8051 Microcontroller Architecture, Programming, & Application, West Publising Company, U.S.A., 1991