Perancangan Alatpendeteksikekeruhanair Di Akuariumberdasarkanwarnaberbahasa C Menggunakan Atmega 8 Chapter III V

BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1.Diagram Blok Sistem

Power
Suplly/
Adaptor

baterai
Display

Sensor
Photodioda

buzzer

ATmega
8
RF
Receiver

RF
Transmiter

ATmega
8

Regulator
7805

Gambar 3.1 Diagram blok system
Dapat dilihat pada Gambar 3.1. Sensor Photodioda diprogram ke ATmega
8

diberikan

Supplay / Adaptor sebagai sumber tegangan ,Maka muncul data

kekeruhan air di Display setelah itu data Radio Frekuensi Transmiter mengirim
data ke Radio Frekuensi Receiver sebagai penerima data lalu diprogramlah

Buzzer sebagai alarm,Regulator 7805 sebagai penstabil dan baterai sebagai
sumber tegangan.
3.1.1.Fungsi-fungsi diagram blok
1. Blok sensor Warna sebagai pendeteksi warna air
2. Blok Supply sebagai sumber tegangan.
3. Blok RF transmitter sebagai pengirim indikator

26
Universitas Sumatera Utara

4. Blok RF receiver sebagai penerima sinyal untuk menghidupka buzzer
5. Blok display sebagai tampilan.
6. Blok display sebagai tampilan teks pada LCD.
7. Blok Regulator 7805 sebagai Penstabil.

3.2.Rangkaian Mikrokontroler Atmega8
Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian
input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan
mikrokontroller jenis Atmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
a. Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock.

b. Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.
c. Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset.
d. Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :
1. PortC.0 digunakan sebagai Penerima data dari remote (receiver)
2. PortA.1, PortB.1 -PortB.4 digunakan sebagai data input basis
transistor pada driver relay.
Skema rangkaian sistem minimum mikrokontroller dapat dilihat pada Gambar 3.2
berikut :

27
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler Atmega8

3.4.Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal
Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena
mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632
sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi
tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 10 KΩ untuk mengatur kontras

karakter yang tampil. Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD
yang

dihubungkan

ke

mikrokontroler.

28
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.3. Rangkaian LCD
Dari Gambar 3.3, rangkaian ini terhubung ke PB.1 - PB.7, yang
merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter,
komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data
secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat
dikendalikan oleh Mikrokontroller Atmega8.

3.5.Rangkaian Photodioda

Gambar 3.4.Rangkaian Photodioda
Rangkaian sensor photodioda Gambar 3.4 merupakan salah satu rangkaian
sensor yang terdapat di dalam perangkat elektronik. Dan biasanya sering
digunakan untuk perangkat yang membutuhkan gerakan dan juga beberapa kinerja
untuk menggerakkan perangkat tersebut. Rangkaian sensor tersebut bisa berupa

29
Universitas Sumatera Utara

rangkaian sensor suhu, cahaya, gerak dan juga infra merah.

rangkaian sensor

sederhana infrared yang biasa digunakan untuk membuat rangkaian robot line
follower. Pastinya dalam membuat rangkaian sensor Infrared atau biasa disebut
rangkaian sensor proximity ini, dibutuhkan beberapa komponen seperti infrared
itu sendiri yang akan berfungsi sebagai sumber cahaya atau biasa disebut light
Source dan juga sebuah photodioda yang akan bertindak sebagai sensor cahaya
Photodetector.

Cara kerja sensor halangan ini adalah komponen Photodioda akan
digunakan sebagai sensor cahaya dimana komponen sensor infrared tersebut yang
akan bertindak sebagai sumber cahaya. Ketika komponen Infrared akan
ditembakkan pada photodiode,

maka cahaya akan langsung menuju ke sensor

photodioda yang menerima cahaya tersebut. komponen sensor Photodioda yang
menerima cahaya tersebut, akan memiliki nilai resistansi yang cukup rendah
sehingga menghasilkan tegangan yang besar

3.6.Rangkaian Radio Freakuensi 315Mhz

Gambar 3.5. Rangkaian Radio Frekuensi Transmiter

30
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.6. Rangkaian Radio Frekuensi Receiver

Seperti pada Gambar 3.5 dan 3.6 Paket 433Mhz RF link kit terdiri dari
pemancar (Tx) dan penerima (Rx), yang secara umum digunakan untuk remote
control. Jenis atau model pada gambar adalah WLS107B4B, dengan berat sekitar
5 g, dengan frekuensi sebesar 433Mhz, Modulasi ASK, keluaran data penerima :
tinggi - 1/2 Vcc, rendah - 0.7v, Tegangan masukkan transmisi : 3-12V (semakin
tegangan masukannya tinggi maka kekuatan transmisi juga lebih baik, Tegangan
masukkan penerima : 3.3-6V (semakin tegangan masukannya tinggi maka
kekuatan

penerimaan

juga

semakin

baik).

31
Universitas Sumatera Utara

3.7.Flowchart Sistem Transmiter

Start

inisialisasi

Baca kekeruhan

Konversi data

Kirim data ke
receiver dan
tampil LCD

Selesai

Gambar 3.8.Flowchart Sistem Transmiter

32
Universitas Sumatera Utara

3.8.Flowchart Sistem Receiver

Start

inisialisasi

Terima data

Kekeruhan > 50 %

ya

Hidup buzzzer

Selesai

Gambar 3.9.Flowchart Sistem Receiver

33

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
PENGUJIAN DAN HASIL

4.1.Pengujian Rangkaian Regulator 7805
Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui
tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan
keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan
pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan
begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak.
Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +5 Volt, tetapi
+5.03Vol. Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari
tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni.Selain itu, tegangan jalajala listrik yang digunakan tidak stabil.

4.2.Pengujian Rangkaian Mikrokontroler
Pemrograman menggunakan
mikrokontroler

harus dapat

mode

ISP

(In

System

Programming)

diprogram langsung pada papan rangkaian dan

rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader.
Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler
oleh

program

downloader

yaitu

Atmega8.

34
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler
Atmega8 menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip
Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan
rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.

4.4.

Pengujian rangkain LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang

berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa
keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang
berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk
alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN,
RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu
LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke
LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada
dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/
35
Universitas Sumatera Utara

Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan
dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan
melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin
RW selalu diberi logika low ( 0 )
Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam
untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke
mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai
berikut:
#include
LiquidCrystal lcd(8, 7, 6, 4, 3, 2);
Void setup()
{lcd.begin(16, 2);}
Void loop()
{ Lcd.setCursor(0,0);
Lcd.putsf(“tes lcd”);
}

Program di atas akan menampilkan kata “Tes LCD” di baris pertama pada
display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian
diaktifkan.

4.5. Pengujian Rangkaian sensor photodioda

36
Universitas Sumatera Utara

Pengujian rangkaian sensor potodioda dan infrared dengan cara
menggukur tegangan yang dikirimkan ke mikrokontroler pada saat pancaran led
infrared dihalangi dengan tidak dihalangi.
Pengujian ini bertujuan, baik atau tidaknya sensor untuk di gunakan,
berikut adalah data sensor ketika di halangi dan tidak di halangi. Kemudian pada
alat saya ini, pengaplikasian sensor photodiode ini sebagai pendeteksi warna pada
aquarium.
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int sensorValue = analogRead(A0);
Serial.println(sensorValue);
delay(1);
}
Program diatas adalah program untuk mengetahui apakah sensor berjalan
dengan baik. Keadaan sensor dapat dilihat dari data yang dikirim dari
mirokontroler ke computer melalui serial monitor.

4.6.

Pengujian radio frekuensi
Pengujian radio frekuensi 315 Mhz ini

bertujuan untuk mengetahui

keadaan alat tersebut. Alat tersebut digunakan untuk mengirim data secara
nirkabel atau tanpa kabel. Pengujian alat ini yaitu dengan cara memberikan
program

dibawah

ini

untuk

transmitter.

37
Universitas Sumatera Utara

#include
const int led_pin = 11;
const int transmit_pin = 12;
const int receive_pin = 2;
const int transmit_en_pin = 3;
void setup()
{

vw_set_tx_pin(transmit_pin);
vw_set_rx_pin(receive_pin);
vw_set_ptt_pin(transmit_en_pin);
vw_set_ptt_inverted(true); // Required for DR3100
vw_setup(2000);

// Bits per sec

pinMode(led_pin, OUTPUT);
}
byte count = 1;
void loop()
{
char msg[7] = {'h','e','l','l','o',' ','#'};
msg[6] = count;
digitalWrite(led_pin, HIGH
vw_send((uint8_t *)msg, 7);
vw_wait_tx();

//

Wait

until

the

whole

message

is

gone
digitalWrite(led_pin, LOW);
delay(1000);
count = count + 1;

38
Universitas Sumatera Utara

}
Program diatas mengirimkan carekter hello ketansmiter. Data tersebut
dikirim dengan jenis data char. Kemudian untuk receiver yaitu dengan
memasukan program sebagai berikut.
#include
const int led_pin = 13;
const int transmit_pin = 12;
const int receive_pin = 11;
const int transmit_en_pin = 3;
void setup()
{
delay(1000);
Serial.begin(9600);

// Debugging only

Serial.println("setup");
vw_set_tx_pin(transmit_pin);
vw_set_rx_pin(receive_pin);
vw_set_ptt_pin(transmit_en_pin);
vw_set_ptt_inverted(true); // Required for DR3100
vw_setup(2000);

// Bits per sec

vw_rx_start();
pinMode(led_pin, OUTPUT);
}

void loop()
{
39
Universitas Sumatera Utara

uint8_t buf[VW_MAX_MESSAGE_LEN];
uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN;

if (vw_get_message(buf, &buflen))
{
int i;

digitalWrite(led_pin, HIGH);
Serial.print("Got: ");
for (i = 0; i < buflen; i++)
{
Serial.print(buf[i], HEX);
Serial.print(' ');
}
Serial.println();
digitalWrite(led_pin, LOW);
}
}
Dari program diatas data yang diterima dari transmiter berupa char. Dan
pada program ini di konversi kedalam nilangan hexa. Program lengkap sebagai
berikut :
PROGRAM LENGKAP

//Program transmiter
#include

40
Universitas Sumatera Utara

#include
#include
LiquidCrystal lcd(8, 6, 5,9, 10, 4);
int data=0;
float keruh;
char kirim;

void setup() {
lcd.begin(16, 2);
vw_set_tx_pin(12);
vw_set_ptt_inverted(true); // Required for DR3100
vw_setup(200);

// Bits per sec

}

void loop() { lcd.clear();
data=analogRead(0);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("kekeruhan air");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("air = ");
data=(data-320)/5;
if (data100){data=100;}
if (data>13000){data=0;}
lcd.print(data);

41
Universitas Sumatera Utara

lcd.print(" %");

if (data>75){kirim=0;}
else {kirim=1;}

vw_send((uint8_t *)kirim, 1);
vw_wait_tx();
delay(100);
}

//program receiver
#include

const int led_pin = 13;
const int buzzer_pin = 3;
#define receive_pin A5

void setup()
{
//

delay(1000);
Serial.begin(9600);

// Debugging only

Serial.println("setup");

// Initialise the IO and ISR
vw_set_rx_pin(A5);
vw_set_ptt_inverted(true); // Required for DR3100

42
Universitas Sumatera Utara

vw_setup(200);

// Bits per sec

vw_rx_start();
running

// Start the receiver PLL

pinMode(led_pin, OUTPUT);
pinMode(buzzer_pin, OUTPUT);
}
void loop()
{
uint8_t buf[VW_MAX_MESSAGE_LEN];
uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN;
if (vw_get_message(buf, &buflen)) // Non-blocking
{
int i;
for (i = 0; i < buflen; i++)
{
Serial.print(buf[i], DEC);
}
Serial.println();
}
if
(buf[0]==176){digitalWrite(led_pin,HIGH);digitalWrite(b
uzzer_pin,HIGH);}
else
{digitalWrite(led_pin,LOW);digitalWrite(buzzer_pin,LOW)
;}
}

43
Universitas Sumatera Utara

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.Kesimpulan
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian
dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
1. Prinsip Kerja pada Sensor Photodioda adalah sebagai cahaya dimana
komponen sensor Infrared tersebut yang akan bertindak sebagai sumber
cahaya.
2. Program bahasa C yang digunakan pada rancangan prototipe ini
membuktikan jika bahasa C bukan bahasa tingkat menengah ke bawah tapi
juga tingkat tinggi. lebih terstuktur dan efisien sehingga program tersebut
mudah dipahami atau dibaca alur programnya.
3. Dalam Sistem Transmiter (Pengirim) data diprogram kemudian menerima
data dari Card. Jika terdeteksi air keruh maka tampil di LCD “Kekeruhan
Air” dan mengirim sinyal ke Buzzer.
4. Dalam Sistem Receiver (Penerima) data diprogram kemudian menunggu
sinyal ketika menerima sinyal adanya kekeruhan air dari Transmiter
(Penerima) maka Buzzer hidup.

44
Universitas Sumatera Utara

5.2.SARAN
Penulis menyadari bahwa alat ini masih sangat membutuhkan banyak
pengembangan baik dari segi program dan bentuk, maka penulis mempunyai
beberapa saran demi kemajuan dan pengembangan alat ini yakni :
1 Untuk kedepannya penerapan alat ini tidak hanya pada kekeruhan air tapi
pada lebih pada kandungan air, dengan program yang bisa mengatur agar
pertukaran air secara berkala.
2 Untuk kedepannya diharapkan alat ini dapat dikembangkan lagi dengan
menambahkan keluaran tidak hanya melalui buzzer saja tapi juga di
lengkapi alat pemberitahuan melalui SMS atau Androit.

45
Universitas Sumatera Utara