Rancang Bangun Alat Ukur Jarak Menggunakan Sensor Ultra Sonik HC-SR04 Berbasis Arduino Uno Dengan Tampilan LCD
RANCANG BANGUN ALAT UKUR JARAK MENGUNAKAN SENSOR
ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS AKHIR
BENYAMIN BENNY SITEPU
NIM. 142411045
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN ALAT UKUR JARAK MENGUNAKAN SENSOR
ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS AKHIR
DisusunSebagai Salah SatuSyarat
UntukMenyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
Yang bertandatangan di bawah ini, Dosen Pembimbing dan Ketua
Program Studi Diploma 3 Metrologi dan Instrumentasi, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, menyatakan bahwa Laporan
Project Akhir II dari :
NAMA : BENYAMIN BENNY SITEPU
NIM
: 142411045
Dengan Judul :
RANCANG
SENSOR
BANGUN
ALAT
ULTRASONIK
UKUR
BERBASIS
JARAK
MENGGUNAKAN
ARDUINO
UNO
DENGAN
TAMPILAN LCD
Telah selesai diperiksa dan dinyatakan selesai, serta dapat diajukan dalam siding
pertanggung jawaban laporan project akhir II, pada tanggal 27 juli 2017, di Ruang
Laboratorium Metrologi.
Ketua Program Studi
Dr. Diana AleminBarus, M.Sc
NIP. 196607291992032002
Dosen Pembimbing
Dr. Diana AleminBarus, M.Sc
NIP. 196607291992032002
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan dan sembahkan kehadirat Tuhan Yang Maha
Esa. Karena atas berkat dan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan laporan tugas
akhir ini. Laporan ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan
pendidikan Diploma 3 pada program studi Metrologi Dan Instrumentasi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Pada tugas
akhir 2 ini, penulis mengambil judul :
“RANCANG
BANGUN
SENSORULTRASONIK
ALAT
UKUR
BERBASIS
JARAK
ARDUINO
MENGGUNAKAN
UNO
DENGAN
TAMPILAN LCD”
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan laporan ini,
sehingga memerlukan bantuan berbagai pihak dalam penyusunan laporan ini.
Untuk itu, izinkanlah penulis menyampaikan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada :
1.
Tuhan Yang Maha Esa, atas berkah dan rahmat-Nya yang telah Ia
curahkan kepada penulis dalam menyelesaikan laporan ini.
2.
Drs. Kerista Sebayang, M.S, sebagai dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3.
Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku ketua Program Studi D3
Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara dan juga selaku Dosen Pembimbing di
Tugas akhir 2 ini.
4.
Drs. Takdir Tamba,M.Eng. Sc selaku Dosen Penguji dalam sidang Tugas
akhir 2 ini.
5.
Ayahanda Serasi Sitepu dan Ibund tercinta Sungkunen Pinem yang telah
memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materil yang sangat
membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir 2 ini.
6.
Abangda Francius Simanjuntak yang memberikan bantuan dan bimbingan
untuk membuat alat untuk menyelesaikan Tugas Akhir 2 ini.
7.
Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D3 Metrologi Dan
Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
8.
Silvia Aloyna yang telah membantu dan memberi dukungan untuk
menyelesaikan Tugas akhir 2 ini.
9.
Teman-teman Metrologi ’14, terkhusus untuk Metro A 2014 yang telah
memberikan dukungan. Terkhusus juga untuk Sam, William, Dimas,
Theo, Indra Pejel, Armin
10.
Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Laporan Tugas
Akhir 2 ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari, masih banyak kekurangan dalam laporan tugas akhir 2
ini. Untuk itu penulis membutuhkan kritik serta saran yang membangun untuk
menyempurnakan laporan ini. Semoga laporan ini berguna baik sebagai referensi
maupun bahan panduan. Amin
Medan, 27 Juli 2017
Hormat saya,
Benyamin Benny Sitepu
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pengukuran panjang menggunakan alat ukur panjang manual sering kali
menghasilkan hasi lukur yang kurang akurat. Hal ini disebabkan oleh faktor
kesalahan parallax pada manusia. Untuk itu dirancanglah sebuah alat ukur
panjang yang memanfaatkan gelombang ultrasonic dari sensor HC-SR04 yang
akan membantu mengurangi kesalahan nilai akhibat parallax error. Hasil pengukuran
ditampilkan dalam liquid crystal display 16 x 2 untuk memudahkan pembacaan.
Perancangan ini dikendalikan melalui kit Arduino Uno R3 berbasis ATMEGA
328 P yang diimplementasikan dalam sebuah plat plastik sebagai tempat
rangkaian.
Kata Kunci: HC-SR04, Arduino Uno, Ultrasonic Ruler, LCD
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
The manual distance measuring instrument, in fact, having a problem with
its data because of parallax error repeatedly. To decrease the error, the ultrasonic
distance range (ultrasonic ruler) was designed. Using the HC-SR04, this
instrument will help peoples measuring accurately. The data displayed on LCD
module (liquid crystal display) sized 16 x 2. This instrument controlled by
Arduino Uno R3 Kit based on ATMEGA 328 P, and implemented on the plastic
plat as it place and cover.
Keywords: HC-SR04, Arduino Uno, Ultrasonic Ruler, LCD
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ......................................................................................... i
ABSTRAK ........................................................................................................... iii
ABSTRACT ......................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii
DAFTAR TABEL............................................................................................... viii
BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2. RumusanMasalah ......................................................................... 2
1.3. Tujuan Penulisan .......................................................................... 2
1.4. Batasan Masalah ........................................................................... 3
1.5. Metode Penulisan .......................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ................................................................... 3
BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................... 5
2.1. Gelombang Ultrasonik Sebagai Alat Ukur Panjang...................... 8
2.2. Ultrasonic Ranging Module HC-SR04 ......................................... 9
2.2.1. Konfigurasi PIN HC-SR04 ................................................. 15
2.2.2. PrinsipKerja Sensor Ultrasonik HC-SR04 .......................... 16
2.3. Arduino Uno R3 Kit ...................................................................... 18
2.3.1 SpesifikasiArduino Uno R3 Kit ........................................... 21
2.4. LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................... 24
2.4.1. Pengalamatan pada Display LCD ....................................... 25
2.4.2. Prinsip Kerja Liquid Cystal Display ................................... 25
2.5. Potensiometer ................................................................................ 27
2.6. Software Arduino 1.6 .................................................................... 30
BAB III. PERANCANGAN SISTEM ............................................................... 37
3.1. Diagram Blok Sistem .................................................................... 37
3.2. Layout Rangkaian Ultrasonic Ruler .............................................. 38
3.3. Flowchart Sistem ........................................................................... 39
Universitas Sumatera Utara
BAB IV. ANALISIS DAN PENGUJIAN .......................................................... 41
4.1. Pengujian Sensor HC-SR04 .......................................................... 41
4.1.1. Pengukuran Jarak Objek Secara Langsung ......................... 41
4.1.2. Pengukuran Jarak Objek dengan Bantuan Mistar baja ....... 41
4.2. PengujianFungsi LCD ................................................................... 42
4.3. Analisis Data Hasil Pengukuran.................................................... 43
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 45
5.1. Kesimpulan ................................................................................... 45
5.2. Saran.............................................................................................. 46
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………….47
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
Nama Gambar
Halaman
2.1.
Profil Pengukuran
6
2.2.
Sensor Ultrasonik HC-SR04
11
2.3.
Sistem Pewaktu pada Sensor HC-SR04
11
2.4.
Cara Kerja Sensor Ultrasonik
14
2.5.
Arduino Uno
18
2.6.
Pengalamatan Pada LCD
25
2.7.
Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk
dan Simbolnya
27
2.8.
Tampilan Awal Software Arduino 1.6
31
3.1.
Diagram Blok Sistem Ultrasonic Ruler
37
3.2.
Rangkaian Ultrasonic Ruler
38
3.3.
Flowchart Sistem Ultrasonic Ruler
39
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
Nama Tabel
Halaman
2.1
Konfigurasi PIN HC-SR04
15
2.2
Spesifikasi Arduino Uno R3
21
4.1
Data Hasil Pengukuran Jarak Objek Secara Langsung
41
4.2
Data Pengukuran Objek dengan Bantuan Mistar Baja
42
Universitas Sumatera Utara
ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS AKHIR
BENYAMIN BENNY SITEPU
NIM. 142411045
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN ALAT UKUR JARAK MENGUNAKAN SENSOR
ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS AKHIR
DisusunSebagai Salah SatuSyarat
UntukMenyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
Yang bertandatangan di bawah ini, Dosen Pembimbing dan Ketua
Program Studi Diploma 3 Metrologi dan Instrumentasi, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, menyatakan bahwa Laporan
Project Akhir II dari :
NAMA : BENYAMIN BENNY SITEPU
NIM
: 142411045
Dengan Judul :
RANCANG
SENSOR
BANGUN
ALAT
ULTRASONIK
UKUR
BERBASIS
JARAK
MENGGUNAKAN
ARDUINO
UNO
DENGAN
TAMPILAN LCD
Telah selesai diperiksa dan dinyatakan selesai, serta dapat diajukan dalam siding
pertanggung jawaban laporan project akhir II, pada tanggal 27 juli 2017, di Ruang
Laboratorium Metrologi.
Ketua Program Studi
Dr. Diana AleminBarus, M.Sc
NIP. 196607291992032002
Dosen Pembimbing
Dr. Diana AleminBarus, M.Sc
NIP. 196607291992032002
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan dan sembahkan kehadirat Tuhan Yang Maha
Esa. Karena atas berkat dan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan laporan tugas
akhir ini. Laporan ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan
pendidikan Diploma 3 pada program studi Metrologi Dan Instrumentasi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Pada tugas
akhir 2 ini, penulis mengambil judul :
“RANCANG
BANGUN
SENSORULTRASONIK
ALAT
UKUR
BERBASIS
JARAK
ARDUINO
MENGGUNAKAN
UNO
DENGAN
TAMPILAN LCD”
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan laporan ini,
sehingga memerlukan bantuan berbagai pihak dalam penyusunan laporan ini.
Untuk itu, izinkanlah penulis menyampaikan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada :
1.
Tuhan Yang Maha Esa, atas berkah dan rahmat-Nya yang telah Ia
curahkan kepada penulis dalam menyelesaikan laporan ini.
2.
Drs. Kerista Sebayang, M.S, sebagai dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3.
Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku ketua Program Studi D3
Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara dan juga selaku Dosen Pembimbing di
Tugas akhir 2 ini.
4.
Drs. Takdir Tamba,M.Eng. Sc selaku Dosen Penguji dalam sidang Tugas
akhir 2 ini.
5.
Ayahanda Serasi Sitepu dan Ibund tercinta Sungkunen Pinem yang telah
memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materil yang sangat
membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir 2 ini.
6.
Abangda Francius Simanjuntak yang memberikan bantuan dan bimbingan
untuk membuat alat untuk menyelesaikan Tugas Akhir 2 ini.
7.
Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D3 Metrologi Dan
Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
8.
Silvia Aloyna yang telah membantu dan memberi dukungan untuk
menyelesaikan Tugas akhir 2 ini.
9.
Teman-teman Metrologi ’14, terkhusus untuk Metro A 2014 yang telah
memberikan dukungan. Terkhusus juga untuk Sam, William, Dimas,
Theo, Indra Pejel, Armin
10.
Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Laporan Tugas
Akhir 2 ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari, masih banyak kekurangan dalam laporan tugas akhir 2
ini. Untuk itu penulis membutuhkan kritik serta saran yang membangun untuk
menyempurnakan laporan ini. Semoga laporan ini berguna baik sebagai referensi
maupun bahan panduan. Amin
Medan, 27 Juli 2017
Hormat saya,
Benyamin Benny Sitepu
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pengukuran panjang menggunakan alat ukur panjang manual sering kali
menghasilkan hasi lukur yang kurang akurat. Hal ini disebabkan oleh faktor
kesalahan parallax pada manusia. Untuk itu dirancanglah sebuah alat ukur
panjang yang memanfaatkan gelombang ultrasonic dari sensor HC-SR04 yang
akan membantu mengurangi kesalahan nilai akhibat parallax error. Hasil pengukuran
ditampilkan dalam liquid crystal display 16 x 2 untuk memudahkan pembacaan.
Perancangan ini dikendalikan melalui kit Arduino Uno R3 berbasis ATMEGA
328 P yang diimplementasikan dalam sebuah plat plastik sebagai tempat
rangkaian.
Kata Kunci: HC-SR04, Arduino Uno, Ultrasonic Ruler, LCD
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
The manual distance measuring instrument, in fact, having a problem with
its data because of parallax error repeatedly. To decrease the error, the ultrasonic
distance range (ultrasonic ruler) was designed. Using the HC-SR04, this
instrument will help peoples measuring accurately. The data displayed on LCD
module (liquid crystal display) sized 16 x 2. This instrument controlled by
Arduino Uno R3 Kit based on ATMEGA 328 P, and implemented on the plastic
plat as it place and cover.
Keywords: HC-SR04, Arduino Uno, Ultrasonic Ruler, LCD
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ......................................................................................... i
ABSTRAK ........................................................................................................... iii
ABSTRACT ......................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii
DAFTAR TABEL............................................................................................... viii
BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2. RumusanMasalah ......................................................................... 2
1.3. Tujuan Penulisan .......................................................................... 2
1.4. Batasan Masalah ........................................................................... 3
1.5. Metode Penulisan .......................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ................................................................... 3
BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................... 5
2.1. Gelombang Ultrasonik Sebagai Alat Ukur Panjang...................... 8
2.2. Ultrasonic Ranging Module HC-SR04 ......................................... 9
2.2.1. Konfigurasi PIN HC-SR04 ................................................. 15
2.2.2. PrinsipKerja Sensor Ultrasonik HC-SR04 .......................... 16
2.3. Arduino Uno R3 Kit ...................................................................... 18
2.3.1 SpesifikasiArduino Uno R3 Kit ........................................... 21
2.4. LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................... 24
2.4.1. Pengalamatan pada Display LCD ....................................... 25
2.4.2. Prinsip Kerja Liquid Cystal Display ................................... 25
2.5. Potensiometer ................................................................................ 27
2.6. Software Arduino 1.6 .................................................................... 30
BAB III. PERANCANGAN SISTEM ............................................................... 37
3.1. Diagram Blok Sistem .................................................................... 37
3.2. Layout Rangkaian Ultrasonic Ruler .............................................. 38
3.3. Flowchart Sistem ........................................................................... 39
Universitas Sumatera Utara
BAB IV. ANALISIS DAN PENGUJIAN .......................................................... 41
4.1. Pengujian Sensor HC-SR04 .......................................................... 41
4.1.1. Pengukuran Jarak Objek Secara Langsung ......................... 41
4.1.2. Pengukuran Jarak Objek dengan Bantuan Mistar baja ....... 41
4.2. PengujianFungsi LCD ................................................................... 42
4.3. Analisis Data Hasil Pengukuran.................................................... 43
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 45
5.1. Kesimpulan ................................................................................... 45
5.2. Saran.............................................................................................. 46
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………….47
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
Nama Gambar
Halaman
2.1.
Profil Pengukuran
6
2.2.
Sensor Ultrasonik HC-SR04
11
2.3.
Sistem Pewaktu pada Sensor HC-SR04
11
2.4.
Cara Kerja Sensor Ultrasonik
14
2.5.
Arduino Uno
18
2.6.
Pengalamatan Pada LCD
25
2.7.
Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk
dan Simbolnya
27
2.8.
Tampilan Awal Software Arduino 1.6
31
3.1.
Diagram Blok Sistem Ultrasonic Ruler
37
3.2.
Rangkaian Ultrasonic Ruler
38
3.3.
Flowchart Sistem Ultrasonic Ruler
39
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
Nama Tabel
Halaman
2.1
Konfigurasi PIN HC-SR04
15
2.2
Spesifikasi Arduino Uno R3
21
4.1
Data Hasil Pengukuran Jarak Objek Secara Langsung
41
4.2
Data Pengukuran Objek dengan Bantuan Mistar Baja
42
Universitas Sumatera Utara