Perancangan dan Pembuatan AlatPendeteksi Tingkat Kebisingan Bunyi Berbasis Mikrokontroler Dengan Feedback SuaraOperator

1

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI
TINGKAT KEBISINGAN BUNYI BERBASIS
MIKROKONTROLER DENGAN FEEDBACK SUARA
OPERATOR

SKRIPSI

ESNARIA TAMBUNAN
100801022

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara


Universitas Sumatera Utara

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT
KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN
FEEDBACK SUARA OPERATOR

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

ESNARIA TAMBUNAN
100801022

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014


i
Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul

: Perancangan dan Pembuatan AlatPendeteksi
Tingkat Kebisingan Bunyi Berbasis Mikrokontroler
Dengan Feedback SuaraOperator

Kategori
Nama
Nim
Program Studi
Departemen
Fakultas

: Skripsi
: Esnaria Tambunan

: 100801022
: Sarjana (S1) Fisika
: Fisika
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara

Diluluskankan di :
Medan, 12 Agustus 2014

Diketahui/ Disetujui oleh
Pembimbing II

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

Pembimbing I

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


Ketua Departemen Fisika FMIPA USU

Dr. Marhaposan Situmorang
NIP : 195510301980031003

ii
Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT
KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN
FEEDBACK SUARA OPERATOR

SKRIPSI

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

Medan, 12 Agustus 2014


ESNARIA TAMBUNAN
100801022

iii
Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan, karena kasih dan karunia-Nya
skripsi ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari
berbagai pihak, mulai dari persiapan hingga skripsi ini berhasil diselesaikan,
untuk itu dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak
Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng,Sc dan Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc
selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, arahan, dan panduan
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Ucapan
terimakasih juga penulis tujukan kepada Ketua Departemen Fisika FMIPA USU,
Dr. Marhaposan Situmorang, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU serta
seluruh staf dosen juga para pegawai. Kepada Ayah dan Ibunda tercinta yang

senantiasa percaya, bersabar dan juga mendukungku dengan penuh ketulusan serta
senantiasa mendoakan anak-anaknya agar kelak menjadi orang sukses. Kepada
seluruh keluargaku, Bang Edu, Bang Edison, Kak Eliana, Kak Erika, dan Bang
Erwin yang memberikan dukungan dan doa, sehingga penulis terus bersemangat
dalam menyelesaikan skripsi ini. Kepada Ito M. Situmorang yang terus memasok
energi dalam hidupku dengan menjadi mitra yang senantiasa menyadarkan saya
bahwa saya tidak sendiri dalam setiap langkah perjuangan. Terimakasih juga
kepada teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Physics Inside, senior dan adikadik serta seluruh Ikatan Mahasiswa Fisika USU.
Dengan segala keterbatasan penulis menyadari bahwa masih banyak
kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Untuk itu saran dan kritik yang
konstruktif dari semua pihak sangat penulis harapkan demi perbaikan dan
peningkatan skripsi ini.Akhir kata, penulis hanya bisa mendoakan semoga Tuhan
membalas kebaikan kita.
Medan, 12 Agustus 2014

Penulis

iv
Universitas Sumatera Utara


PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT
KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN
FEEDBACK SUARA OPERATOR

ABSTRAK

Telah berhasil dirancang dan dibuat sebuah sistem deteksi kebisingan yang
memiliki fungsi mendeteksi kebisingan bunyi, menampilkan informasi kebisingan
pada layar LCD dan PC, serta memberikan peringatan melalui bunyi yang
dihasilkan oleh buzzer dan suara operator yang direkam dengan menggunakan IC
WTV020 SD. Jenis sensor yang digunakan pada sistem ini adalah mikrofon
kondensor yang berfungsi untuk menangkap sinyal masukan berupa tekanan suara
dan mengubahnya ke dalam bentuk tegangan. Jangkauan tegangan yang dimiliki
sensor adalah 0-3,3V. Sinyal masukan analog akan masuk ke mikrokontroler
ATmega8535 dan diubah menjadi sinyal digital. Sistem ini membagi keadaan
kebisingan dalam tiga level, yakni level I (level aman atau < 60-70 dB), level II
(level sedang atau > 70-90 dB), dan level III (level tinggi atau > 90dB).

Kata kunci:Desibel, Mikrofon, ATmega8535, LCD, PC, Buzzer, WTV020 SD,
Speaker


v
Universitas Sumatera Utara

DESIGNING AND MAKING DEVICE OF NOISE DETECTOR BASED OF
MICROCONTROLLER ATMEGA8535 USING SOUND OPERATOR AS
FEEDBACK

ABSTRACT

Has been successfully designed and made a system of noise detection which has
function of detecting sound, showing information of

noise on LCD and PC

screen, and giving warning by sound which is produced from buzzer and operator
that is recorded using IC WTV020 SD . Sensor that used in this system is
microphone condenser that has function to capture the input signal of the sound
pressure and to convert it into a voltage. Range voltage from sensor is 0-3,3V.
The analog input signal will go into microcontroller ATmega8535 and will be

changed to digital signal. The system divide a noise situation in three level, that is
level I (safe level or < 60-70 dB), level II (middle level or >70-90 dB), and level
III (high level or >90dB).

Keywords: Decibel, Microphone, ATmega8535,LCD, PC, Buzzer, WTV020 SD,
Speaker

vi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman
ii
iii
iv
v
vi
vii
ix

x
xi

Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Bab I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan


1
2
2
2
3
3

Bab II Tinjauan Pustaka
2.1 Bunyi
2.1.1 Persepsi Gelombang Bunyi
2.1.2 Skala Desibel
2.1.3 Efek Doppler
2.1.3.1 Pendengar yang Bergerak
2.1.3.2 Sumber yang bergerak dan Pendengar yang bergerak
2.1.4 Kebisingan Bunyi
2.1.5 Alat Pengukur Kebisingan Bunyi
2.2 Analog Sound Sensor
2.3 Mikrokontroler AVR ATmega8535
2.3.1 Arsitektur ATmega8535
2.3.2 Konfigurasi Pin
2.3.3 Peta Memori
2.3.4 Stack Pointer
2.3.5 Komunikasi Serial dengan Uart
2.3.6 Timer ATmega8535
2.3.7 Interupsi
2.3.8 Fitur
2.3.8.1 Analog to Digital Converter (ADC)
2.3.8.2 Pulse Width Modulation (PWM)
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
2.5 PC (Personal Computer)
2.6 Buzzer

5
7
8
10
10
11
12
14
15
16
17
19
21
22
22
22
22
23
23
25
25
26
26

vii
Universitas Sumatera Utara

2.7 Speaker
2.8 IC WTV020 SD
2.9 Komunikasi Serial RS232

27
27
30

Bab III Perancangan Sistem
3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
3.1.1 Konfigurasi Sistem
3.1.2 Rangkaian Power Supply
3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535
3.1.4 Display LCD 2x16 Karakter
3.1.5 Perancangan Rangkaian WTV020 SD
3.1.6 Perancangan Analog Sound Sensor
3.1.7 Rangkaian Buzzer
3.1.8 Rangkaian Mikrokontroler ke Max232
3.2 Perancangan Perangkat Lunak (software)
3.2.1 Perancangan Program
3.2.2 Flowchart Program

34
34
35
36
37
38
40
42
42
43
43
48

Bab IV Pengujian dan Analisa
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega 8535
4.3 Interfacing LCD 2x16
4.4 Interfacing PC (Personal Computer)
4.5 Pengujian Modul Suara WTV020SD
4.6 Pengujian Buzzer
4.7 Pengujian Sensor Suara

48
48
50
52
52
53
54

Bab V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

56
57

Daftar Pustaka

58

Lampiran

viii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5
Tabel 2.6
Tabel 2.7
Tabel 2.8
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Tabel 4.1

Tingkat Intensitas Bunyi dari Berbagai Sumber
Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup
Jenis-jenis dari Akibat Kebisingan
Deskripsi Pin ATmega8535
Vektor Interupsi ATmega8535
Keterangan PIN WTV020 SD
Deskripsi Pin IC MAX232
Fungsi Pin DB9
Fungsi Pin LCD Karakter 2x16
Komponen pada Rangkaian Analog Sound sensor
Perbandingan Pembacaan Level Suara

9
12
14
19
23
29
31
32
37
40
55

ix
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 2.12
Gambar 2.13
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 3.12
Gambar 3.13
Gambar 3.14
Gambar 3.15
Gambar 3.16
Gambar 3.17
Gambar 4.1
Gambar 4.2

Sound Level Meter
Aplikasi Sound Meter pada Android
Bentuk Fisik Mikrofon Kondensor
Arsitekstur ATmega8535
Konfigurasi Pin ATMega8535
Peta Memori Program
Peta Memori Data
Koneksi dengan Filter LC pada Supply ADC
Register ADMUX
Simbol Buzzer
Bentuk IC WTV020SD
Konfigurasi Pin IC WTV020SD
Konfigurasi Pin IC MAX232
Diagram Blok Sistem
Rangkaian Power Supply
Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535
LCD Karakter 2x16
Peta Memori LCD Character 2x16
Rangkaian WTV020 SD
Rangkaian Analog Sound Sensor
Rangkaian Buzzer
Rangkaian Mikrokontroler ke Max232
Pemilihan Tipe File Code VisionAVR
Dialog Konfirmasi tentang Penggunaan Code Wizard AVR
Pemilihan tipe Mikrokontroler dan Kristal
Setting PortA dan PortB
Setting Penempatan IC WTV020 SD pada PortC
Setting Penempatan LCD pada PortD
Generate, Save, dan Exit
Flowchart Program
Rangkaian Mikrokontroler ke Power Supply
Buzzer Aktif High

14
15
16
18
20
21
21
24
24
26
28
29
31
34
35
36
37
38
39
40
42
43
44
44
44
45
45
46
46
48
49
53

x
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A
Lampiran B
Lampiran C
Lampiran D

GambarRangkaianKeseluruhan
Program KeseluruhanPada Mikrokontroler ATmega8535
Program Pada Visual Basic
Tabel Hasil Pengambilan Data Implementasi Sistem
Deteksi

xi
Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara