Viskosimeter Digital Menggunakan Water Flow Sensor G 1 2 Berbasis Mikrokontroller 8535

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

i

PERSETUJUAN

Judul

: Viskosimeter Digital Menggunakan Water Flow
Sensor G 1/2 Berbasis Mikrokontroller 8535

Kategori

: Skripsi

Nama

: Kalam T T Siregar


Nomor Induk Mahasiswa

: 090801050

Program Studi

: Sarjana (S1) Fisika

Departemen

: Fisika

Fakultas

: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan
Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Diluluskan di
Medan,


Pembimbing II

Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc.
NIP. 195609181985031002

Agustus 2013

Pembimbing I

Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc
NIP.196006031986011002

Diketahui
Departemen Fisika DMIPA USU
Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003

Universitas Sumatera Utara


ii

PERNYATAAN

VISKOSIMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR
G1/2 BERBASIS MIKROKONTROLLER 8535

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2013

KALAM T T SIREGAR
090801050

Universitas Sumatera Utara


iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah
memberikan kekuatan, petunjuk dan Anugrah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan

skripsi ini dengan judul

MENGGUNAKAN

WATER

FLOW

: “VISKOSIMETER DIGITAL
SENSOR

G1/2


BERBASIS

MIKROKONTROLLER 8535”.
Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Keluarga tercinta, khususnya kedua orangtua saya (Ayahanda Samuel Siregar
dan Ibunda Kesteria Br Lumban Gaol) atas kasih sayang, doa, motivasi dan
kerja kerasnya dalam mencukupi kebutuhan saya. Dan juga adek-adek saya
Adi S Siregar, Roulina Siregar, Mian R Siregar dan Sahat Martua Siregar atas
doa dan motivasinya, semangat buat adek dan semoga cepat menyusul. Amin
2. Bapak DR. Sutarman selaku Dekan FMIPA USU, Bapak Dr. Marhaposan
Situmorang selaku ketua jurusan Fisika USU dan Drs. Syahrul Humaidi M. Sc
selaku sekretaris jurusan, pegawai ( Kak Tini, Kak Yus dan Bg Jo) dan
seluruh civitas Akademik FMIPA USU.
3. Bapak Drs. Takdir Tamba dan Bapak Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng.Sc
yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan/ide demi sempurnanya
skripsi ini.
4. Bapak Tua Raja Simbolon, M.Si dosen sekaligus abang penulis sebagai
kreator dan ide-idenya yang sangat banyak membantu penulis hingga
menyelesaikan skripsi ini.

5. Bapak DR. Tulus ikhsan Nasution dan Ibu Dra. Sudiati M.Si selaku dosen
wali saya yang telah banyak memberikan motivasi selama perkuliahan.
6. Buat keluarga Oppung Kalam Siregar (+) dan Br Anturi, Oppung Melan Lbn
Gaol dan Br Samosir Tulang Melan dan Marto, mama/bapa tua uda/inang uda
dan juga namboru/amangboru atas doa dan dukungannya demikian juga

Universitas Sumatera Utara

iv

saudara-saudara sepupu kak Ewi, adek Lilis, Eva, Jelita spesial pariban Friska
E Lumban Gaol Mrs. Chubi - Chubi atas semangat dan motivasinya.
7. Teman spesial anak kos 37 kampung susuk bg Jhon, bg Edu, bg Dahlan, bg
Anne dll dan Gang Aman no 1 Padang Bulan bg Marco, Rafael, Riady,
Hendrik, Frengki, Petrus dan spesial Halasson Manullang, Amd yang
memberi semangat, perhatian dan doanya untuk menuntaskan penulisan
skripsi ini.
8. Teman-teman Alumni St Petrus 2009 (Allstars 2009), Pra (Hot Parasian, Saut,
Herman), Tiurlan(mami), Sartika(boru), Poltak, Marulitua, Christy, Sumuang,
Sondang, Cristo, Jepri, Jefrianto, Rani, Iswanto, Evin, Yndra, Irwan, Tamrin,

Beatrix, Oki, Hotmaria dll yang selalu aktif dan mendukung penulis serta
doanya.
9. Teman-Teman stambuk breaving 2009 (Sony, Enra, Poltak, Timbul,
Valentina, Esrawati, Suhartina, Sukria, Monora, Rieny, Stefani, Andrian,
Silvi, Helen, Ferdy, Nurzanah, Masria, Emy, Jenny, Agus, Agus Ningsih, Fitri
Yuniati, Sabam, Resdina, Zainalludin, Harty, Yosua, Wenny, Eldo, Septiana,
Arvila, Ade,

Istas, Natanel, Andico, Herdiana yang telah memberikan

semangat dan motivasinya selama mengiuti perkuliahan. Dan juga adek-adek
2010 (Antoni, Maiysarah dkk), 2011 (Togar, Ancela dkk) 2012 ( Iqbal, Marta
dkk).
10. Tak terlupakan teman-teman asisten di laboratorium elektronika lanjutan, K’
Irma, Valentina, Bernike, Okto, Gunawan dan Amin terima kasih atas doa dan
semangatnya.

Medan, Agustus 2013

Penulis


Universitas Sumatera Utara

v

ABSTRAK

Telah dirancang sebuah alat dengan memanfaatkan teknologi untuk
pengukuran besaran fisika yang digunakan untuk mengukur nilai viskositas fluida
(viskosimeter). Alat dirancang sebagai viskosimeter digital dengan menggunakan
aplikasi water flow sensor G1/2 berbasis mikrokontroler AVR ATMega8535 yang
dimanfaatkan untuk mengukur nilai viskositas fluida secara praktis. Inti dari alat ini
adalah sensor yang digunakan yakni water flow sensor G1/2 yang merupakan jenis
sensor aliran, dimana ketika dialiri oleh fluida akan dapat ditentukan rotasi per sekon
(rps). Kondisi rps data diolah sehingga dapat ditentukan besar nilai viskositas. Sensor
ini bekerja pada kekentalan tertentu yang mana semakin kental fluida yang dialirkan
akan semakin kecil nilai rps yang dihasilkan. Kemampuan pengukuran alat ini berada
pada range 8 – 22 rps atau pada range kekentalan yakni 0,8340 – 42,3878 cP.
Pengolah data sensor digunakan sebuah chip mikrokontroler AVR ATMega 8535
yang merupakan keluarga AVR ( Alf and Vegards Risc Processor) menggunakan

teknologi RISC (Risc Instruction Set Computer). Bahasa yang digunakan adalah
bahasa C sedangkan program pengolahan data menggunakan sistem interpolasi
Lagrange.

Kata kunci : water flow sensor G1/2, mikrokontroler AVR ATMega8535

Universitas Sumatera Utara

vi

ABSTRACT

Have designed a tool to harness technology for the measurement of physical
quantities that are used to measure the value of the fluid viscosity (viscometer). Tool
is designed as a digital viskosimeter applications using water flow sensor G1 / 2 AVR
microcontroller based ATMega8535 are used to measure the viscosity of the fluid in a
practical value. The core of this tool is used the sensor water flow sensor G1 / 2
which is a type of flow sensor, which when energized by the fluid can be determined
rotations per second (rps). Rps condition of data is processed so that it can be
determined the value of the viscosity. The sensor works on a certain consistency

which the more viscous fluid will flow the smaller the value generated rps.
Measurement capability of this tool is in the range of 8-22 rps or on the viscosity
range from 0.8340 to 42.3878 cP. Data of sensor processing used an AVR
microcontroller ATMega 8535 chip which is a family of AVR (Alf and Vegards Risc
Processor) technology uses RISC (RISC Instruction Set Computer). The language
used is a C language program while the data processing system using Lagrange
interpolation.

Keywords: water flow sensor G1 / 2, AVR microcontroller ATMega8535

Universitas Sumatera Utara

vii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di desa Karing, Sidikalang Kabupaten Dairi, Sumatera
Utara pada tanggal 7 Agustus 1990 sebagai anak pertama dari lima bersaudara dari
ayah Samuel Siregar dan ibu Kesteria Br. Lumban Gaol. Pada tahun 2003 penulis
lulus dari SD Negeri 034779 Sidiangkat dan pada tahun 2006 lulus dari SMP Negeri

1 Sidikalang kemudian tahun 2009 lulus dari SMA Swasta Santu Petrus Sidikalang.
Pada tahun yang sama yaitu 2009 lulus seleksi masuk USU melalui jalur SNMPTN
dan memilih program studi Fisika S1 dengan konsentrasi bidang Instrumentasi
Elektronika, Departemen Fisika, Fakultas MIPA.
Selama mengikuti perkuliahan penulis pernah menjadi asisten di laboratorium
Elektronika Lanjutan. Penulis juga pernah mengikuti pelatihan di Balai Besar Latihan
Kerja Industri (BBLKI) Medan pada tahun 2013 dengan jurusan Instalasi Tenaga
Listrik. Penulis juga aktif dalam kegiatan organisasi Ikatan Mahasiswa Fisika
dibidang devisi pendidikan dan pernah menjadi ketua Olimpiade Fisika dan Seminar
Tingkat SMA/MA/SMK se Sumatera Utara pada tahun 2013. Panitia seminar dan
pameran produk penelitian Fisika dan panitia temu ramah mahasiswa bersama alumni
Fisika pada tahun 2013. Pada tahun 2012 penulis menjadi panitia kunjungan industri
Ikatan Mahasiswa Fisika ke PT INALUM dan pada tahun 2013 menjadi Steering
Commite kunjungan industri Ikatan Mahasiswa Fisika ke PLTA Sigura-gura. Sejak
tahun 2010 hingga sekarang penulis masih menjabat sebagai ketua ikatan Alumni
SMA St. Petrus Sidikalang (ALSTARS) 2009.

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR ISI

Persetujuan
Pernyataan
Kata Pengantar
Abstrak
Abstrack
Riwayat Hidup
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
BAB I

BAB II

BAB III

Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
viii
x
xi

Pendahuluan
1.1.1 Latar Belakang
1.1.2 Rumusan Masalah
1.1.3 Batasan Masalah
1.1.4 Tujuan
1.1.5 Sistematika Penulisan

1
1
2
2
3

Landasan Teori
2.1 Fluida
2.1.1 Aliran Fluida
2.2 Viskositas
2.2.1 Alat Ukur Viskositas
2.3 Pengenalan Mikrokontroller AVR ATMega 8535
2.3.1 Arsitektur Mikrokontroller AVR ATMega 8535
2.3.2 konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535
2.3.3 Deskripsi Pin-Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535
2.3.4 Peta memori ATMega 8535
2.3.5 Status Register
2.3.6 Bahasa Pemrograman ATMega 8535
2.4 Water Flow Sensor
2.4.1 Spesifikasi Sensor Flow
2.5 Interpolasi Langrange

4
5
6
9
13
13
16
17
20
21
22
23
25
26

Perancangan Sistem
3.1 Diagram Blok
3.2 Rangkaian Mikrokontroller AVR ATMega 8535
3.3 Rangkaian Catu Daya
3.4 Rangkain Flow Sensor
3.5 Rangkaian LCD
3.6 Rangkaian Keseluruhan

30
32
33
34
35
36

Universitas Sumatera Utara

ix

BAB IV

Pengujian Alat dan Hasil Pengukuran
4.1 Pengujian Sampel
4.2 Pengujian Putaran (rps) dan program viskositas alat
4.2.1 Data Pengujian
4.2.2 Analisa Data
4.3 Pengujian alat
4.3.1 Data Pengujian
4.3.2 Analisa Data

BAB V

Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

Daftar Pustaka

38
39
39
42
43
43
44

44
44
45

Lampiran I
Program Keseluruhan

47

Data Sheet Sensor Flow

52

Hasil Pengukuran Sampel

53

Lampiran II
Lampiran III

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR TABEL

No
2.1 fungsi Pin-Pin Port B
2.2 fungsi Pin-Pin Port D
2.3 Keterangan komponen sensor
4.1 Hasil pengukuran viskositas air
4.2 Hasil pengukuran viskositas solar
4.3 Hasil pengukuran viskositas minyak rem “top1”
4.4 Hasil pengukuran viskositas minyak goring “sania”
4.5 Hasil pengukuran rps air
4.6 Hasil Pengukuran rps solar
4.7 Hasil Pengukuran rps minyak rem “top1”
4.8 Hasil pengukuran rps minyak goreng “sania”
4.9 Hasil pengukuran rps sampel keseluruhan
4.10 Pengujian Viskositas Sampel

Halaman
18
19
24
38
38
39
39
40
40
41
41
42
43

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR GAMBAR
No
2.1 (a) Tabung Thermobus
2.1 (b) Viskosimeter Fenske No 100
2.2 (a) Tabung Thermobus
2.2 (b) Viskosimeter Ostwald
2.3 Arsitektur ATMega 8535
2.4 Konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535
2.5 Memori ATMega 8535
2.6 Status Register
2.7 Water Flow Sensor G1/2
2.8 Mechanic Dimensi Water Flow Sensor G1/2
3.1 Diagram Blok Rangkaian
3.2 Flow Chart
3.3 Rangkaian Miniumum Mikrokontroller ATMega 8535
3.4 Skematik Rangkaian Catu Daya

Halaman
10
10
11
11
15
17
21
21
24
24
24
30
32
34

Universitas Sumatera Utara