Sistem Pengukuran Kedan Air Menggunakan Sensor HCSR 04 Berbasis Arduino
PROJEK AKHIR II
SISTEM PENGUKURAN KEDALAMAN AIR
MENGGUNAKAN SENSOR HCSR 04 BERBASIS
ARDUINO
OLEH :
JUNITA SIHOMBING
NIM : 132411017
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PROJEK AKHIR II
SISTEM PENGUKURAN KEDALAMAN AIR
MENGGUNAKAN SENSOR HCSR04 BERBASIS
ARDUINO
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
OLEH :
JUNITA SIHOMBING
NIM : 132411017
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Sistem Pengukuran Kedalaman Air Menggunakan Sensor
HCSR 04 Berbasis Arduino
Kategori
: Tugas Akhir
Nama
: Junita Sihombing
Nomor Induk Siswa
: 132411017
Program studi
: D-3 Metrologi dan Instrumentasi
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara
Medan,Juni 2016
Disetujui Oleh
Mengetahui
Pembimbing I
Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc Junedi Ginting S.Si,M.Si
NIP. 19660729 199203 2 002
Junedi Ginting S.Si,M.Si
Universitas Sumatera Utara
HALAMAN PENGESAHAN
SISTEM PENGUKURAN KEDALAMAN AIR
MENGGUNAKAN SENSOR HCSR 04 BERBASIS
ARDUINO
JUNITA SIHOMBING
132411017
Medan, 27 Juli 2015
Menyetujui
Ketua Program Studi
Dosen Pembimbing
D3 Metrologi DanInstrumentasi
Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc
NIP. 19660729 199203 2 002
Junedi Ginting S.Si,M.Si
NIP. 19730622003121001
Universitas Sumatera Utara
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan di bawah ini :
Nama
: Junita Sihombing
Tempat/Tanggal Lahir
: Pangkirapan 18 juni 1995
Dept./Program Studi
: Fisika/D3 Metrologi dan Instrumentasi
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Perguruan Tinggi
: Universitas Sumatera Utara
Judul Karya Tulis Ilmiah
: Sistem
Pengukuran
Menggunakan
Sensor
Kedalaman
HCSR
04
Air
Berbasis
Arduino
Dengan ini menyatakan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan pada
kegiatan projek akhir II ini adalah benar karya sendiri dan/atau bukan merupakan
plagiasi.
Apabila dikemudian hari ditemukan bahwa karya tulis ilmiah yang saya
sampaikan bukan karya saya sendiri/plagiasi, saya bersedia menerima sanksi
akademik atau yang lainnya.
Medan, Juni 2016
Yang menyatakan
Junita Sihombing
NIM. 132411017
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya
kepada kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Projek Akhir II
ini dengan baik.
Laporan
Projek
Akhir
II
inimerupakansalahsatusyarat
harusdipenuhiuntukmenyelesaikanpendidikan
Metrologi
D-III
pada
Program
dan
yang
Studi
Instrumentasi
FakultasMatematikadanIlmuPengetahuaAlamUniversitas Sumatera Utara.
Selamapelaksanaan
penyusunan
Laporan
Projek
hinggaselesainyalaporaninipenulisbanyakmendapatbantuan,
Akhir
dorongan,
motivasibaiksecaralangsungmaupuntidaklangsung.Makapadakesempatanini,
penulismengucapkanterimakasihkepada :
1.
Bapak
Dr.
Krista
Sebayang
M.si,selakuDekanFakultasMatematikadanIlmuPengetahuanAlamUniversitas
Sumatera Utara.
2.
Bapak Dr. Marhaposan Situmorang,selaku Ketua Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara
3.
Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.Sc ,selaku Ketua Program Studi D-III
Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU
4.
Bapak Junedi Ginting S.Si,M.Si,selaku Pembimbing I yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis dalampenyelesaianlaporanini.
5.
Orang Tua yang telah memberi dukungan moril , keuangan dan juga doa
kepada penulis.
6.
Saudara
kandung
Selaku
saudara
kaka
yanti
sihombing,Joel
Sihombing,Nanci Melda Sihombing,Juniati Sihombing ,Riccad Sihombing
dan Andi Sihombing yang telah memberi doa dan dukungan.
hari.Akhir
kata,semogalaporan
Projek
Akhir
II
inidapatmemberi
manfaatdanmenambahwawasanmaupunpengetahuankita.
Universitas Sumatera Utara
Medan, juni 2016
ABSTRAK
Alatpengukur kedalaman air menggunakan sensor HCSR 04 berbasis
arduino uno dengantampilan LCD telahdirancangdanrealisasikanmenggunakan
sensor ultrasonicsebagaimasukandandisplai LCD sebagaikeluaran.
Alat ini telah diuji coba dan diperoleh kedalaman dengan ralat 5,5% . Alat
ini
dapatdigunakanuntukmengetahuijaraksuatubendadenganmeng-
gunakanprinsippemantulangelombangultrasonik.Alatinijugadapatmengukurketing
giandarisuatubenda,untukpemrosesan data digunakanmikrokontolerArduino Uno.
Kata-Kunci :Arduino, Displai LCD, Jarak, Ultrasonik.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Water depth measuring device using sensor-based HCSR 04 arduino uno
with LCD display has been designed and realized using ultrasonic sensors as input
and LCD display as output.
This tool has been tested and gained depth with errata 5.5%. This tool can
be used to determine the distance of an object by clicking ultrasonik.Alat use
wave reflection principle is to measure the altitude of an object, for processing the
data used mikrokontoler Arduino Uno.
Keyword: Arduino, LCD Display,Space,Ultrasonic.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN ................................................................................................. i
PERNYATAAN ................................................................................................ii
PENGHARGAAN ............................................................................................ iv
ABSTRAK ....................................................................................................... v
DAFTAR ISI .................................................................................................... vi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 RumusanMasalah ......................................................................................... 2
1.3 BatasanMasalah ........................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 2
1.5 ManfaatPenelitian ........................................................................................ 3
1.6 Metodologi Penelitian .................................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Ultrasonik HCSR 04 .................................................................................... 4
2.2 Sensor Ultrasonik ......................................................................................... 7
2.3 Sensor Jarak Ultrasonik .............................................................................. 15
2.4 Diagram Sinyal Ultrasonik ......................................................................... 17
2.5 Arduino Uno .............................................................................................. 19
2.6 Input & Output ........................................................................................... 22
2.7 Spesifikasi Arduino Uno ............................................................................ 23
2.8 Sofware Arduino Uno ................................................................................ 24
2.9 Menghitung Jarak....................................................................................... 28
2.10 Liquid Crystal Display (LCD) .................................................................. 30
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem ............................................................ 34
3.2 Flowchart ................................................................................................... 35
3.3 Pengujian Rangkaian Arduino Uno Ke HCSR 04 ....................................... 36
3.4 Rangkaian Seluruhnya................................................................................ 37
Universitas Sumatera Utara
BAB IV DATA PENGUJIAN DAN ANALISA PENGUJIAN
4.1 Pengujian Sensor Ultrasonik HCSR 04 ...................................................... 38
4.2 Pengujian LCD .......................................................................................... 38
4.3 Pemograman .............................................................................................. 39
4.4 Data Percobaan .......................................................................................... 42
4.5 Analisa Data .............................................................................................. 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 41
5.2 Saran.......................................................................................................... 44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin dan tampilan sensor HCSR 04 ............................... 4
Gambar 2.2 Prinsip Dasar Sensor Ultrasonik ...................................................... 8
Gambar 2.3 Prinsip Kerja HCSR 04 ................................................................... 9
Gambar 2.4 Timing Diagram Pengoperasian Sensor Ultrasonik HCSR 04........ 11
Gambar 2.5 Rangkaian Dasar dan Transmitter Ultrasonik ................................ 13
Gambar 2.6 Rangkaian Dasar Receiver Sensor Ultrasonik ............................... 14
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonik HCSR 04 ......................................................... 14
Gambar 2.8 Sistem Pewaktu Pada Sensor HCSR 04 ......................................... 15
Gambar 2.9 Diagram Sensor Ultrasonik ........................................................... 18
Gambar 2.10 Board Arduino Uno ................................................................... 19
Gambar 2.11 Tampilan ID Arduino Dengan sebuah Sketch.............................. 25
Gambar 2.12 Bentuk Fisik LCD 2x16 Karakter ................................................ 30
Gambar 3.1 Blok Diagram .............................................................................. 34
Gambar 3.2 Flowchart...................................................................................... 35
Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Arduino Uno ................................................ 36
Gambar 3.4 Rangkaian Seluruhnya .................................................................. 37
Gambar 4.2 Contoh Gambar Tampilan LCD .................................................... 39
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Data Sheet Ultrasonik HC-SR04 ...................................................... 6
Tabel 2.2
Deskripsi Arduino Uno .................................................................. 21
Tabel 4.3
Data Percobaan ............................................................................ 42
Universitas Sumatera Utara
SISTEM PENGUKURAN KEDALAMAN AIR
MENGGUNAKAN SENSOR HCSR 04 BERBASIS
ARDUINO
OLEH :
JUNITA SIHOMBING
NIM : 132411017
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PROJEK AKHIR II
SISTEM PENGUKURAN KEDALAMAN AIR
MENGGUNAKAN SENSOR HCSR04 BERBASIS
ARDUINO
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
OLEH :
JUNITA SIHOMBING
NIM : 132411017
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Sistem Pengukuran Kedalaman Air Menggunakan Sensor
HCSR 04 Berbasis Arduino
Kategori
: Tugas Akhir
Nama
: Junita Sihombing
Nomor Induk Siswa
: 132411017
Program studi
: D-3 Metrologi dan Instrumentasi
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara
Medan,Juni 2016
Disetujui Oleh
Mengetahui
Pembimbing I
Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc Junedi Ginting S.Si,M.Si
NIP. 19660729 199203 2 002
Junedi Ginting S.Si,M.Si
Universitas Sumatera Utara
HALAMAN PENGESAHAN
SISTEM PENGUKURAN KEDALAMAN AIR
MENGGUNAKAN SENSOR HCSR 04 BERBASIS
ARDUINO
JUNITA SIHOMBING
132411017
Medan, 27 Juli 2015
Menyetujui
Ketua Program Studi
Dosen Pembimbing
D3 Metrologi DanInstrumentasi
Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc
NIP. 19660729 199203 2 002
Junedi Ginting S.Si,M.Si
NIP. 19730622003121001
Universitas Sumatera Utara
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan di bawah ini :
Nama
: Junita Sihombing
Tempat/Tanggal Lahir
: Pangkirapan 18 juni 1995
Dept./Program Studi
: Fisika/D3 Metrologi dan Instrumentasi
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Perguruan Tinggi
: Universitas Sumatera Utara
Judul Karya Tulis Ilmiah
: Sistem
Pengukuran
Menggunakan
Sensor
Kedalaman
HCSR
04
Air
Berbasis
Arduino
Dengan ini menyatakan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan pada
kegiatan projek akhir II ini adalah benar karya sendiri dan/atau bukan merupakan
plagiasi.
Apabila dikemudian hari ditemukan bahwa karya tulis ilmiah yang saya
sampaikan bukan karya saya sendiri/plagiasi, saya bersedia menerima sanksi
akademik atau yang lainnya.
Medan, Juni 2016
Yang menyatakan
Junita Sihombing
NIM. 132411017
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya
kepada kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Projek Akhir II
ini dengan baik.
Laporan
Projek
Akhir
II
inimerupakansalahsatusyarat
harusdipenuhiuntukmenyelesaikanpendidikan
Metrologi
D-III
pada
Program
dan
yang
Studi
Instrumentasi
FakultasMatematikadanIlmuPengetahuaAlamUniversitas Sumatera Utara.
Selamapelaksanaan
penyusunan
Laporan
Projek
hinggaselesainyalaporaninipenulisbanyakmendapatbantuan,
Akhir
dorongan,
motivasibaiksecaralangsungmaupuntidaklangsung.Makapadakesempatanini,
penulismengucapkanterimakasihkepada :
1.
Bapak
Dr.
Krista
Sebayang
M.si,selakuDekanFakultasMatematikadanIlmuPengetahuanAlamUniversitas
Sumatera Utara.
2.
Bapak Dr. Marhaposan Situmorang,selaku Ketua Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara
3.
Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.Sc ,selaku Ketua Program Studi D-III
Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU
4.
Bapak Junedi Ginting S.Si,M.Si,selaku Pembimbing I yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis dalampenyelesaianlaporanini.
5.
Orang Tua yang telah memberi dukungan moril , keuangan dan juga doa
kepada penulis.
6.
Saudara
kandung
Selaku
saudara
kaka
yanti
sihombing,Joel
Sihombing,Nanci Melda Sihombing,Juniati Sihombing ,Riccad Sihombing
dan Andi Sihombing yang telah memberi doa dan dukungan.
hari.Akhir
kata,semogalaporan
Projek
Akhir
II
inidapatmemberi
manfaatdanmenambahwawasanmaupunpengetahuankita.
Universitas Sumatera Utara
Medan, juni 2016
ABSTRAK
Alatpengukur kedalaman air menggunakan sensor HCSR 04 berbasis
arduino uno dengantampilan LCD telahdirancangdanrealisasikanmenggunakan
sensor ultrasonicsebagaimasukandandisplai LCD sebagaikeluaran.
Alat ini telah diuji coba dan diperoleh kedalaman dengan ralat 5,5% . Alat
ini
dapatdigunakanuntukmengetahuijaraksuatubendadenganmeng-
gunakanprinsippemantulangelombangultrasonik.Alatinijugadapatmengukurketing
giandarisuatubenda,untukpemrosesan data digunakanmikrokontolerArduino Uno.
Kata-Kunci :Arduino, Displai LCD, Jarak, Ultrasonik.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Water depth measuring device using sensor-based HCSR 04 arduino uno
with LCD display has been designed and realized using ultrasonic sensors as input
and LCD display as output.
This tool has been tested and gained depth with errata 5.5%. This tool can
be used to determine the distance of an object by clicking ultrasonik.Alat use
wave reflection principle is to measure the altitude of an object, for processing the
data used mikrokontoler Arduino Uno.
Keyword: Arduino, LCD Display,Space,Ultrasonic.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN ................................................................................................. i
PERNYATAAN ................................................................................................ii
PENGHARGAAN ............................................................................................ iv
ABSTRAK ....................................................................................................... v
DAFTAR ISI .................................................................................................... vi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 RumusanMasalah ......................................................................................... 2
1.3 BatasanMasalah ........................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 2
1.5 ManfaatPenelitian ........................................................................................ 3
1.6 Metodologi Penelitian .................................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Ultrasonik HCSR 04 .................................................................................... 4
2.2 Sensor Ultrasonik ......................................................................................... 7
2.3 Sensor Jarak Ultrasonik .............................................................................. 15
2.4 Diagram Sinyal Ultrasonik ......................................................................... 17
2.5 Arduino Uno .............................................................................................. 19
2.6 Input & Output ........................................................................................... 22
2.7 Spesifikasi Arduino Uno ............................................................................ 23
2.8 Sofware Arduino Uno ................................................................................ 24
2.9 Menghitung Jarak....................................................................................... 28
2.10 Liquid Crystal Display (LCD) .................................................................. 30
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem ............................................................ 34
3.2 Flowchart ................................................................................................... 35
3.3 Pengujian Rangkaian Arduino Uno Ke HCSR 04 ....................................... 36
3.4 Rangkaian Seluruhnya................................................................................ 37
Universitas Sumatera Utara
BAB IV DATA PENGUJIAN DAN ANALISA PENGUJIAN
4.1 Pengujian Sensor Ultrasonik HCSR 04 ...................................................... 38
4.2 Pengujian LCD .......................................................................................... 38
4.3 Pemograman .............................................................................................. 39
4.4 Data Percobaan .......................................................................................... 42
4.5 Analisa Data .............................................................................................. 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 41
5.2 Saran.......................................................................................................... 44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin dan tampilan sensor HCSR 04 ............................... 4
Gambar 2.2 Prinsip Dasar Sensor Ultrasonik ...................................................... 8
Gambar 2.3 Prinsip Kerja HCSR 04 ................................................................... 9
Gambar 2.4 Timing Diagram Pengoperasian Sensor Ultrasonik HCSR 04........ 11
Gambar 2.5 Rangkaian Dasar dan Transmitter Ultrasonik ................................ 13
Gambar 2.6 Rangkaian Dasar Receiver Sensor Ultrasonik ............................... 14
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonik HCSR 04 ......................................................... 14
Gambar 2.8 Sistem Pewaktu Pada Sensor HCSR 04 ......................................... 15
Gambar 2.9 Diagram Sensor Ultrasonik ........................................................... 18
Gambar 2.10 Board Arduino Uno ................................................................... 19
Gambar 2.11 Tampilan ID Arduino Dengan sebuah Sketch.............................. 25
Gambar 2.12 Bentuk Fisik LCD 2x16 Karakter ................................................ 30
Gambar 3.1 Blok Diagram .............................................................................. 34
Gambar 3.2 Flowchart...................................................................................... 35
Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Arduino Uno ................................................ 36
Gambar 3.4 Rangkaian Seluruhnya .................................................................. 37
Gambar 4.2 Contoh Gambar Tampilan LCD .................................................... 39
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Data Sheet Ultrasonik HC-SR04 ...................................................... 6
Tabel 2.2
Deskripsi Arduino Uno .................................................................. 21
Tabel 4.3
Data Percobaan ............................................................................ 42
Universitas Sumatera Utara