APLIKASI SENSOR TPA81 SEBAGAI PENDETEKSI API PADA ROBOT PEMADAM API BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

  

APLIKASI SENSOR TPA81 SEBAGAI PENDETEKSI API

PADA ROBOT PEMADAM API BERBASIS

MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

LAPORAN AKHIR

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III

pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika

  

Oleh :

Iwan Tridianto

061230320204

  

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

2015

  APLIKASI SENSOR TPA81 SEBAGAI PENDETEKSI API PADA ROBOT PEMADAM API BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 LAPORAN AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Oleh : Iwan Tridianto 061230320204 Menyetujui, Pembimbing I Sabilal Rasyad, S.T.,M.KOM NIP: 19740902 200501 1 003 Palembang, Agustus 2015 Pembimbing II Dewi Permata Sari, S.T.,M.KOM NIP:19761213 200003 2 001 Ketua Jurusan Ketua Program Studi Teknik Elektro Teknik Elektronika Ir. Ali Nurdin, M.T Yudi Wijanarko, S.T., M.T NIP : 19621207 199103 1 001 NIP: 196705111992031003

  MOTTO : Hari ini harus lebih baik dari hari kemarin dan hari esok

• adalah harapan.
• Laporan ini kupersembahkan untuk :

  The more you give, the more you will get.

• Sukiyem. Terima kasih untuk cinta, do’a, kepedulian, dan motivasi.

  Orang tua saya tercinta : Bapak Jemu Susanto dan Ibu

• Terima kasih untuk motivasi dan cinta.

  Kedua Kakak saya tercinta : Andrian dan Indriani.

• tulus.

  Keluarga saya. Terima kasih untuk motivasi dan cinta yang

• Permata Sari, S.T.,M.KOM terima kasih telah menyediakan perhatian, motivasi, dan waktunya dalam membimbing.

  Pembimbing saya, Sabilal Rasyad, S.T.,M.KOM dan Dewi

• khususnya kelas 6. EA. Terima kasih untuk kebersamaan baik dalam keadaan sedih maupun saat senang.

  Teman – teman Program Studi Teknik Elektronika

• dapat disebutkan satu persatu.

  Dan seluruh orang yang telah membantu saya yang tidak

  ABSTRAK APLIKASI SENSOR TPA81 SEBAGAI PENDETEKSI API PADA ROBOT PEMADAM API BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 (2015: xv + 52 halaman + 42 Gambar + 5 Tabel + Lampiran)

IWAN TRIDIANTO 0612 3032 0204 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya

  Perkembangan teknologi sekarang ini telah mengalami peningkatan sedemikian pesatnya hingga ke berbagai sisi kehidupan manusia. Perkembangan teknologi yang pesat ini ditandai dengan banyaknya peralatan yang telah diciptakan dan

dioperasikan baik secara manual maupun otomatis. Dalam perkembangannya

robot telah dikembangkan untuk dapat membantu manusia misalnya memadamkan api di bangunan yang strukturnya tidak stabil sehingga sewaktu- waktu dapat runtuh. Robot pemadam api dapat dijalankan secara manual, bahkan sekarang sudah banyak yang menggunakan pengoperasian secara otomatis, sehingga kita mendapatkan kemudahan dalam pengawasan apabila terjadinya kebakaran. Robot pemadam api secara otomatis menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengolah data dan sensor TPA81 sebagai pendeteksi api yang menghasilkan gelombang data. Selain itu juga menggunakan kipas motor DC untuk memadamkan api lilin. Mikrokontroler ATMega 8535 memiliki empat port yang dapat digunakan untuk banyak masukan atau keluaran, dan memiliki banyak fitur, diantaranya I2C, Timer dan fasilitas lainnya, sehingga dapat langsung dihubungkan dengan sensor SRF04, TPA81, modem wavecom dan driver motor DC. Kelebihan dari Mikrokontroller AVR ATMega 8535 ini adalah cara memprogramnya lebih mudah karena menggunakan bahasa basic dengan compiler bascom AVR. Dengan alat ini diharapkan agar dapat mempermuda mendeteksi adanya kebakaran pada suatu ruangan.

  Kata Kunci : Sensor TPA81, IC Mikrokontroller ATMega 8535, Motor DC

  

ABSTRAK

APPLICATION OF TPA81 SENSOR AS FLAME DETECTOR ON

ATMEGA8535 MICROCONTROLLER BASED FIRE EXTINGUISHER

ROBOT

(2015: xv + 52 page + 42 images + 5 Tables + Attachment)

IWAN TRIDIANTO 0612 3032 0204 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Current technologies has advanced so far into different aspects of human life

  

This advancement is marked by the amount of new manual or automatic

equipment invented. Robots are improved to be able to help humans, for example,

to extinguish fire in an unstable buildings condition where there is a chance of

collapse. The fire extinguisher robot can be operated manually, even now there

are so many models that can be operated automatically so we can monitor it with

ease in case of fire break. This automatic fire extinguisher robot utilizes TPA81 as

flame detector which will give data output. It also equipped with DC motor fan to

extinguish the fire from the candle. ATMega 8535 microcontroller have 4 input-

output ports available, and vast amount of features including I2C, Timer and

many other features so it can be connected directly to the SRF04 sensor, TPA81

sensor, wavecom modem and DC motor driver. ATMega 8535 microcontroller

uses basic programming language with bascom AVR as its compiler. This robot

built with a goal to detect fire break in a room with ease.

  Keywords : Sensor TPA81, IC Mikrokontroller ATMega 8535, Motor DC

  

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas selesainya penulisan

laporan akhir yang berjudul “APLIKASI SENSOR TPA81 SEBAGAI ALAT

PENDETEKSI API PADA ROBOT PEMADAM API BERBASISKAN

MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

  ”. Laporanakhir ini disusun untuk

memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Diploma IIIJurusan

TeknikElektroProgram Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.

  Laporan ini membahas tentangaplikasi sensor TPA81 sebagai pendeteksi api

yang menggunakan komunikasi I2C pada mikrokontroler ATMega 8535. Laporan

disampaikan denganbahasa sederhan, laporan akhir ini diharapkan memudahkan

pembaca dalam memahami isi dari penjelasan yangkami tulis.

  Dengan selesainya laporan ini, penulis mengucapkanterima kasih atas bimbingan dan saran yang telah diberikan oleh :

  1. Bapak Sabilal Rasyad, S.T.,M.KOM selaku Pembimbing I 2.

  Ibu Dewi Permata Sari, S.T.,M.KOM selaku Pembimbing II Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian laporan akhir ini.

  1. Bapak RD. Kusumanto, S.T.,M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika.

  5. Seluruh staff dan dosen yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan akhir ini.

  6. Angga Febriansyah dan Fachtur Rahmat, selaku teman seperjuangan dalam menyelesaikan alat robot pemadam api.

  7. Kedua orang tua, selaku motivasi, pendukung dan pemberi semangat dalam menyelesaikan laporan akhir ini.

  8. Teman-teman satu angkatan, selaku pendukung dan berjuang bersama- sama dalam menyelesaikan laporan akhir.

  Dari itu semua harapan Penulis, semoga Allah SWT membalas segala niat

baik kepada semua pihak yang telah membantu. Penulis menyadari bahwa dalam

penulisan ini masih banyak terdapat kesalahan dan kekurangan, oleh karena itu

kritik dan saran bersifat membangun sangat penulis harapkan guna perbaikan

laporan ini. Akhir kata penulis berharap laporan ini dapat bermanfaat bagi

pembaca khusunya mahasiswa jurusan teknik elektro program studi teknik

elektronika.

  Palembang, Agustus 2015 Penulis

  

DAFTAR ISI

  Halaman

  

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i

LEMBARAN PENGEGASAHAN......................................................................... ii

MOTTO ................................................................................................................... iii

ABSTRAK ............................................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ............................................................................................. vi

DAFTAR ISI............................................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ................................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xv

  BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................

  1 1.2 Perumusan Masalah ...................................................................................

  2 1.3 Batasan Masalah ........................................................................................

  2 1.4 Tujuan dan Manfaat ...................................................................................

  2 1.4.1 Tujuan ........................................................................................................

  2 1.4.2 Manfaat ......................................................................................................

  3 1.5 Metodologi Penulisan ................................................................................

  3 1.5.1 Metode Studi Literatur ..............................................................................

  3 1.5.2 Metode Observasi ......................................................................................

  3 1.5.2 Metode Cyber ............................................................................................

  3 1.5.3 Metode Wawancara ...................................................................................

  3 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................

  4

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sensor ........................................................................................................

  18 2.2.7.3 Definisi-definisi Kondisi Bus ....................................................................

  30 3.4 Perancangan Alat .......................................................................................

  28 3.3 Flow Chart .................................................................................................

  27 3.2 Diagram Blok Rangkaian ..........................................................................

  24 BAB III RANCANG BANGUN ALAT 3.1 Tujuan Perancangan ..................................................................................

  23 2.6 Basic Compiler AVR ................................................................................

  22 2.5 LCD ...........................................................................................................

  21 2.4 Driver Motor DC .......................................................................................

  21 2.3.1 Prinsip Kerja Motor DC ............................................................................

  20 2.3 Motor DC...................................................................................................

  19 2.2.10 Sistem Clock ..............................................................................................

  19 2.2.9 Status Register ...........................................................................................

  18 2.2.8 Peta Memory Atmega 8535 .......................................................................

  17 2.2.7.2 Aturan Komunikasi I2C ............................................................................

  5 2.1.1 Klasifikasi Sensor ......................................................................................

  17 2.2.7.1 Prinsip Komunikasi I2C ............................................................................

  16 2.2.7 Komunikasi Serial Antar IC (I2C/TWI) ...................................................

  16 2.2.6 Fungsi Masing-masing Pin .......................................................................

  15 2.2.5 Konfigurasi Pin ATMega 8535 .................................................................

  15 2.2.4 Spesifikasi ATMega 8535 ........................................................................

  14 2.2.3 Arsitektur Atmega 8535 ............................................................................

  13 2.2.2 Mikrokontroler AVR .................................................................................

  12 2.2.1 Bagian-bagian Mikrokontroler ..................................................................

  12 2.2 Mikrokontroller .........................................................................................

  12 2.1.1.3 Sensor Optic ..............................................................................................

  5 2.1.1.2 Sensor Mekanis .........................................................................................

  5 2.1.1.1 Sensor Thermal ..........................................................................................

  30

  3.4.1 Perancangan elektronik .............................................................................

  30 3.4.1.1 Rangkaian Power Supply ..........................................................................

  31 3.4.1.2 Rangkaian Sensor TPA81 ..........................................................................

  32 3.4.1.3 Rangkaian mikrokontroler ATMEGA 8535 ..............................................

  33 3.4.1.4 Rangkaian LCD .........................................................................................

  35 3.4.1.5 Rangkaian Driver Motor Relay .................................................................

  36 3.4.2 Proses Perancangan PCB ...........................................................................

  36 3.4.2.1 Pembuatan Layout PCB ............................................................................

  37 3.4.2.2 Proses Pengolahan PCB ............................................................................

  37 3.4.2.3 Perakitan Komponen .................................................................................

  38 3.4.3 Perancangan Mekanik ...............................................................................

  38 3.5 Prinsip Kerja Alat ......................................................................................

  40 3.6 Rangkaian Keseluruhan .............................................................................

  42 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Tujuan Pengukuran ....................................................................................

  43 4.2 Metode Pengukuran ...................................................................................

  43 4.3 Langkah-langkah Pengukuran ...................................................................

  43 4.3.1 Titik Pengukuran .......................................................................................

  44 4.4 Data Hasil Pengukuran ..............................................................................

  45 4.5 Perhitungan mencari waktu T periode dalam satu gelombang .................. _o

  46 4.5.1 Saat Sensor TPA81 Suhu Kurang Dari 35 C .............................................

  46

  o 4.5.1.1 Sensor TPA81 dengan suhu 32 C .............................................................. _o

  46 4.5.1.2 Sensor TPA81 dengan suhu 33 C .............................................................. _o 47 4.5.1.3 Sensor TPA81 dengan suhu 34 C .............................................................. _o

  48 4.5.2 Saat Sensor TPA81 Suhu lebih Dari 35 C .................................................

  48 4.6 Bentuk sinyal T periode pada sensor TPA81 ............................................

  49 4.7 Analisa Hasil Pengukuran .........................................................................

  50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................................................................

  52 5.2 Saran ..........................................................................................................

  52 DAFTAR PUSTAKA

  LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

  20 Gambar 2.13 Simbol Motor DC ............................................................................

  32 Gambar 3.7 Rangkaian Sistem MinimumATMega 8535....................................

  32 Gambar 3.6 Rangkaian Layout sensor TPA81 ....................................................

  31 Gambar 3.5 Rangkaian sensor TPA81 ................................................................

  31 Gambar 3.4 Rangkaian Layout Power Supply ....................................................

  30 Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply ................................................................

  28 Gambar 3.2 Flow Chart Robot Pemadam Api ....................................................

  25 Gambar 3.1 Blok Diagram Robot Pendeteksi Titik Api .....................................

  23 Gambar 2.16 Interface BASCOM AVR ...............................................................

  22 Gambar 2.15 LCD 16x2 ........................................................................................

  21 Gambar 2.14 Driver Motor Relay .........................................................................

  19 Gambar 2.12 Sistem Clock ...................................................................................

  Halaman Gambar 2.1 Respon Sensor Thermopile .............................................................

  18 Gambar 2.11 Status Register Mikrokontroler ATMega 8535 ...............................

  16 Gambar 2.10 Timing Diagram Dari I2C ...............................................................

  15 Gambar 2.9 Konfigurasi Kaki Mikrokomputer ATMega8535 ...........................

  13 Gambar 2.8 DiagramBlok ATMega 8535 ...........................................................

  11 Gambar 2.7 Jalur Sinyal (bus) Mikrokontroler ...................................................

  10 Gambar 2.6 Sensor Termokopel .........................................................................

  9 Gambar 2.5 konstruksi RTD ...............................................................................

  8 Gambar 2.4 Konfigurasi termistor ......................................................................

  7 Gambar 2.3 Sensor Bimetal ................................................................................

  6 Gambar 2.2 Diagram Blok Sensor Thermopile ...................................................

  33

Gambar 3.8 Rangkaian Layout Sistem MinimumATMega 8535 .......................

  34 Gambar 3.9 Rangkaian LCD 16x2 ......................................................................

  35 Gambar 3.10 rangkaian Layout LCD 16x2 ...........................................................

  35 Gambar 3.11 Rangkaian Driver Motor Relay .......................................................

  36 Gambar 3.12 Rangkaian Layout Driver Motor Relay ...........................................

  36 Gambar 3.13 Desain Robot Tampak Depan Dengan Tinggi Skala 1:8 ................

  39 Gambar 3.14 Desain Robot Tampak Belakang Dengan Tinggi Skala 1:4 ............

  39 Gambar 3.15 Desain Robot Tampak Samping ......................................................

  40 Gambar 3.16 Desain Robot Tampak Depan Dengan Tinggi Skala 1:8 ................

  40 Gambar 3.17 Rangkaian Keseluruhan Robot Pemadam api .................................

  42 Gambar 4.1 Titik Pengukuran Sensor TPA81 .....................................................

  44 Gambar 4.2 Tampilan Osiloskop pada pengukuran SCL dengan perubahan data Sensor TPA81 ................................................................................. _o

  46 Gambar 4.3 Tampilan Osiloskop pada pengukuran SDA dengan suhu 32 C Sensor TPA81 ............................................................................................. _o

  47 Gambar 4.4 Tampilan Osiloskop pada pengukuran SDA dengan suhu 33 C Sensor TPA81 ............................................................................................. _o

  47 Gambar 4.5 Tampilan Osiloskop pada pengukuran SDA dengan suhu 34 C Sensor TPA81 .............................................................................................

  48 Gambar 4.6 Tampilan Osiloskop pada pengukuran SDA dan SCL dengan suhu lebih _o dari sama dengan 35 C Sensor TPA81 ............................................

  49 Gambar 4.7 Tampilan Osiloskop pada pengukuran SDA dan SCL pada sinyal START ............................................................................................ _o

  49 Gambar 4.8 Tampilan Osiloskop pada pengukuran SDA dan SCL pada suhu 33 C ,biner (00010001) ........................................................................... ₂

  50 Gambar 4.9 Tampilan Osiloskop pada pengukuran SDA dan SCL pada sinyal STOP ...............................................................................................

  50

  

DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel 2.1 Sensor Thermopile ..........................................................................

  7 Tabel 2.2 Fungsi Kaki-Kaki Pada LCD ..........................................................

  24 Tabel 2.3 Ikon-ikon Pada Program BASCOM ................................................

  25 Tabel 2.4 Tampilan Menu Pada Proram BASCOM ........................................

  26 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Perubahan Data Sensor TPA81 .............................

  45