Simulasi Sistem Otomasi Pompa untuk Pengukuran Volume Minyak pada Tanki Diesel dengan Menggunakan Sensor Ultrasonik Ping))) Parallax Berbasis Mikrokontroller At89S51

SIMULASI SISTEM OTOMASI POMPA UNTUK PENGUKURAN

  

VOLUME MINYAK PADA TANKI DIESEL DENGAN

MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK PING)))

PARALLAX BERBASIS MIKROKONTROLLER

AT89S51

SKRIPSI

MUHAMMAD FAJAR

  

111421031

PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

  

2015 ii

  

SIMULASI SISTEM OTOMASI POMPA UNTUK PENGUKURAN VOLUME

MINYAK PADA TANKI DIESEL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR

ULTRASONIK PING))) PARALLAX BERBASIS

MIKROKONTROLLER AT89S51

  

SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Ilmu Komputer MUHAMMAD FAJAR

  111421031

  

PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

  

PERSETUJUAN

  Judul : SIMULASI SISTEM OTOMASI POMPA UNTUK PENGUKURAN

  VOLUME MINYAK PADA TANKI DIESEL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK PING))) PARALLAX BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51

  Kategori : SKRIPSI Nama : MUHAMMAD FAJAR Nomor Induk Mahasiswa : 111421031 Program Studi : ILMU KOMPUTER Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFOMASI

  UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Drs. Dahlan Sitompul M. Eng Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 19670725 200501 1 002 NIP. 19620317 199103 1 001 Diketahui/Disetujui Oleh S1- Ilmu Komputer Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 19620317 199103 1 001

  

PERNYATAAN

  SIMULASI SISTEM OTOMASI POMPA UNTUK PENGUKURAN VOLUME MINYAK PADA TANKI DIESEL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK PING))) PARALLAX BERBASIS

  MIKROKONTROLLER AT89S51 SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

  Medan, Muhammad Fajar 111421031

  

PENGHARGAAN

  Puji dan syukur penukis ucapkan kekhadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya serta karunia sehingga skripsi ini berhasil penulis selesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan. Dimana skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi Ekstensi S1 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara. Shalawat beriring salam penulis hadiahkan ke Nabi besar Muhammad SAW.

  Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku pembimbing I dan Bapak Drs. Dahlan Sitompul, M.Eng selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, kritik dan saran yang membangun untuk menyempurkan kajian penelitian ini serta panduan ringkas, dan padat telah diberikan kepada penulis untuk menyelesakan skripsi ini. Selanjutnya kepada para dosen penguji Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku pembanding I dan Bapak Handrizal S,Si, M.Comp, Sc selaku pembanding II atas kritikan dan saran yang sangat berguna untuk skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis tujukan kepada jajaran dosen dan staf karyawan ILKOM.

  Penulis juga ucapakan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Ayahanda (Drs.H.M Nurdin) dan Ibunda (Hj. Lili Yuliana), serta kakak dan adik-adik yang selalu memberikan doa, motivasi dan dukungannya baik materi maupun spiritual serta semangat yang diberikan selama kuliah dan menyelesaikan skripsi ini.

  Penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih kepada saudara Adji Oge Triardi, abanganda Bryan Hafsah serta teman-teman Ekstensi 2011 yang telah memberikan dukungan dan semangat.

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, karena kesempurnaan hanya milik Allah SWT. Oleh karena itu penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Sehingga bermanfaat bagi kita semuanya. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih sebanyak- banyaknya.

  Medan, Januari 2015 Muhammad Fajar

  NIM. 111421031

  

ABSTRAK

  Pengukuran volume minyak pada tanki diesel biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan cara melihat ketinggian minyak secara langsung ke tanki penampung yang tertulis pada dinding tanki atau dengan media tongkat sebagai meteran yang dimasukkan kedalam tanki untuk melihat ketinggian permukaan minyak dan untuk laporan masih dicatat secara manual dengan menggunakan buku laporan harian. Namun metode ini tidak efisien karena hal tersebut sering menimbulkan permasalahan bagi petugas operasional pabrik bahan bakar dilapangan untuk mengawasi pengukuran secara langsung dengan jumlah tanki yang lebih banyak akibatnya sering terjadi hal yang merugikan seperti meluapnya minyak dari tanki penampung akibat kurangnya ketelitian pengukuran. Pada penelitian ini penulis membuat suatu alat yang dapat mengukur volume minyak pada tanki diesel melalui kontrol pompa otomatis dengan menggunakan sensor ping sebagai alat ukur dan mikrokontroler sebagai pusat pengendali, kemudian hasilnya akan ditampilakan pada komputer serta data hasil pengukuran disimpan dalam database. Pada penelitian ini alat sudah mampu mengukur volume minyak pada tanki disel dengan persen kesalahan 0.44 %.

  

Kata Kunci: Pengukuran volume minyak pada tanki, Sensor Ultrasonic PING))),

Mikrokontroler AT89S51.

  

ABSTRACT

SIMULATION OF AUTOMATION SYSTEM FOR MEASUREMENT OF

  

VOLUME OIL PUMP IN DIESEL TANK BY USING THE SENSOR

ULTRASONIC PING))) PARALLAX BASED

MICROCONTROLLER AT89S51

  

The measurement the volume of oil in the diesel tank is usually done manually, by looking at

an altitude of oil directly to the storage tanks are inscribed on the walls of the tank or the

media as a meter stick that is inserted into the tank to see the height of the oil surface and to

report still recorded manually by using daily report book

  . But this method is not efficient because it often causes problems for plant operations personnel to monitor fuel field measurements directly with the number of tanks which consequently more frequent adverse things like overflow of oil from storage tanks due to lack of measurement accuracy. In this study, the authors make a device that can measure the volume of oil in the diesel tank with automatic pump control using ping as a measurement sensor and a microcontroller as the central controller, then the results will be displayed on the computer as well as the measurement result data stored within the database. In this research, the tools are able to measure the volume of oil in the diesel tank with 0,51% error.

  , Keyword: Measurement of the volume of oil in the tank Sensor Ultrasonic PING))), Mikrokontroller AT89S51.

DAFTAR ISI

  2.3.1.2 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonic PING)))

  6

  2.2 Gelombang Ultrasonik

  7

  2.3 Perangkat Keras (Hardware)

  7

  2.3.1 Sensor

  8

  2.3.1.1 Sensor Ultrasonic PING))) Parallax

  9

  10

  6

  2.3.2 Mikrokontroler

  13

  2.3.2.1 Arsitektur dan Susunan Pin Mikrokontroler AT89S51

  14

  2.3.2.1.1 Spesifikasi Mikrokontroler AT89S51

  16

  2.3.2.2 Struktur Pengoperasian Port

  17

  2.3.2.2.1 Port Input/Output

  17

  2.1 Pengukuran

  Persetujuan ii

  Pernyataan iii

  1.1 Latar Belakang

  Penghargaan iv

  Abstrak v

  Abstrac vi

  Daftar Isi ix

  Daftar Tabel xii

  Daftar Gambar xiii

  Daftar Lampiran xv

  BAB 1 PENDAHULUAN

  1

  1

  1.7 Sistematika Penulisan

  1.2 Rumusan Masalah

  2

  1.3 Batasan Masalah

  2

  1.4 Tujuan Penelitian

  3

  1.5 Manfaat Penelitian

  3

  1.6 Metodologi Penelitian

  4

  4 BAB 2 LANDASAN TEORI

  2.3.2.2.2 Timer/Counter

  17

  2.3.3 Komunikasi Serial RS232

  19

  2.3.3.1 Prinsip Kerja RS232

  20

  2.3.4 IC-Max232

  21

  2.3.5 Relay

  22

  2.3.5.1 Prinsip Kerja Relay dan Simbol

  23

  2.3.6 Motor Pendorong (Pompa)

  23

  2.4 Perangkat Lunak (Software) Sistem

  24

  2.4.1 Bahasa Assembly

  24

  2.4.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

  28

  2.4.3 Software Downloader

  29

  2.4.4 Visual Basic 6.0

  30

  2.4.4.1 Konsep Dasar Pemrograman Dalam Visual Basic 6.0

  31

  2.5 Bagan Alir Sistem (System Flowchart)

  31

  2.5.1 Data Flow Diagram (DFD)

  32

  2.5.1.1 Diagram Konteks

  33

  2.5.1.2 Diagram Nol

  33 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM

  34

  3.1 Analisis Permasalahan

  34

  3.2 Pemecahan Masalah

  34

  3.3 Perangkat Keras (Hardware)

  34

  3.3.1 Diagram Blok

  34

  3.3.2 Perancangan Power Supply

  36

  3.3.3 Minimum Sistem AT89S51

  37

  3.3.4 Perancangan Sensor

  39

  3.3.5 Perancangan Koneksi Serial RS232

  40

  3.3.6 Perancangan Relay

  41

  3.4 Perancangan Software

  42

  3.4.1 Perancangan Permodelan Sistem dengan Use Case Diagram

  43

  3.4.2 Perancangan Data Flow Diagram (DFD)

  46

  3.4.2.1 Data Flow Diagram Level 0

  47

  3.4.2.2 Data Flow Diagram Level 1

  47

  3.4.3 Perancangan Antar Muka (Interface)

  48

  3.4.3.1 Rancangan Menu Utama

  48

  3.4.3.2 Rancangan Form Koneksi Port

  49

  3.4.3.3 Rancangan Form Hasil Pengukuran Acquisition Data

  50

  3.4.3.4 Rancangan Form Tentang (About)

  51 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM

  51

  4.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware)

  51

  4.1.1 Pengujian Mikrokontroler AT89S51

  51

  4.1.2 Pengujian Sensor Ultrasonik

  54

  4.1.2.1 Analisis Ketelitian Alat

  58

  4.1.3 Pengujian Power Supply

  60

  4.2 Pengujian Perangkat Lunak

  60

  4.2.1 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware)

  61

  4.2.2 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Lunak (Software)

  61

  4.2.3 Tampilan Interface Sistem

  61

  4.2.3.1 Tampilam Menu Utama

  62

  4.2.3.2 Tampilan Form Koneksi Port Serial

  62

  4.2.3.3 Tampilan Hasil Pengukuran Acquisition Data

  63

  4.2.3.4 Tampilan About

  64

  4.3 Hasil Implementasi dan Pengujian

  64

  4.3.1 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem dan Alat

  64 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  65

  5.1 Kesimpulan

  65

  5.2 Saran

  65 DAFTAR PUSTAKA

  66

  

DAFTAR TABEL

Hal.

Tabel 2.1 Fungsi Pin DB9 dan Pin DB25

  19 Tabel 2.2 Simbol

  32 Tabel 2.3 Simbol-simbol DFD

• –simbol Flowchart Program

  33 Tabel 3.1 Data Eksekusi Program Dalam Satu Siklus

  38 Tabel 3.2 Dokumentasi Naratif Use Case Sistem Akuisisi Data Pengukuran Volume Minyak

  45 Tabel 4.1 Hasil Data bit Aktual Dari Jarak Sensor 300cm

  56 Tabel 4.2 Hasil Analisa ketelitian alat

• – 274cm

  59 Tabel 4.3 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Keras untuk Implementasi

  61

  

DAFTAR GAMBAR

Hal.

  36 Gambar 3.3 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler AT89S51

  50 Gambar 3.16 Ranganan Tentang (About)

  49 Gambar 3.15 Rancangan Form Acquisition Data

  48 Gambar 3.14 Rancangan Form Koneksi Port

  47 Gambar 3.13 Rancangan Tampilan Utama

  47 Gambar 3.12 DFD Level 1 Proses Tampilan Data Volume Minyak Dan Database

Gambar 3.11 DFD Level 0 Proses Sistem Pengukuran Voolume Minyak

  44 Gambar 3.10 Activity diagram sistem akuisisi data pengukuran volume minyak 46

  42 Gambar 3.9 Use Case Diagram Aplikasi

  41 Gambar 3.8 Diagram Alir Sistem

  41 Gambar 3.7 Skema Relay

  40 Gambar 3.6 Susunan PIN DB9

  39 Gambar 3.5 Driver Sensor Ultrasonic PING)))

  37 Gambar 3.4 Sensor Ultrasonic PING)))

  35 Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Power Supply

Gambar 2.1 Pembagian Rentang Frekuensi Gelombang Akustik

  30 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

  29 Gambar 2.13 Interface Antar Muka Visual Basic 6.0

  28 Gambar 2.12 Tampilan Software Downloader

  24 Gambar 2.11 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

  23 Gambar 2.10 Motor Pendorong (Pompa)

  22 Gambar 2.9 Skema Relay Elektromagnetik

  21 Gambar 2.8 Skema Diagram Dan Bentuk Fisik IC-Max232

  14 Gambar 2.7 Susunan Pin DB9

  13 Gambar 2.6 Arsitektur dan Susunan Pin Mikrokontroler AT89S51

  12 Gambar 2.5 Jarak Ukur Sensor Ultrasonic PING)))

  11 Gambar 2.4 Diagram Waktu Sensor Ultrasonic PING)))

  9 Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonic

  7 Gambar 2.2 Sensor Ultrasonic PING)))

  51

Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

  52 Gambar 4.2 Rangkaian Pengujian Sensor Ultrasonik

  54 Gambar 4.3 Grafik Data Teori vs Jarak

  57 Gambar 4.4 Grafik Data Aktual Praktek vs Teori

  58 Gambar 4.5 Tampilan Menu Utama

  62 Gambar 4.6 Tampilan Form Menu Koneksi Port

  63 Gambar 4.7 Tampilan Form Menu Acquisition Data

  63 Gambar 4.8 Tampilan Menu About

  64 Gambar 4.9 Tampilan Hasil Pengujian Alat

  65