ALAT PENAKAR VOLUME AIR BERBASIS MIKROKONTROLER

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

TUGAS AKHIR

ALAT PENAKAR VOLUME AIR BERBASIS MIKROKONTROLER Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

disusun oleh : SUYANTO NIM : 125114055

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015


TUGAS AKHIR

ALAT PENAKAR VOLUME AIR BERBASIS MIKROKONTROLER Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

disusun oleh : SUYANTO NIM : 125114055

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 i


FINAL PROJECT

WATER VOLUME MEASURING DEVICE USING MICROCONTROLLER In Partial Fulfilment of the Requirements for the Degree of Sarjana Teknik In Electrical Engineering Study Program

SUYANTO NIM : 125114055

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTEMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY 2015 ii


HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR

ALAT PENAKAR VOLUME AIR BERBASIS MIKROKONTROLER

Pembimbing

I

Tanggal:

ill

2A oktvbw 2ots


HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR

ALAT PENAKAR VOLUME AIR BERBASIS MIKROKONTROLER Disusun oleh

:

SUYANTO NIM :125114055 Telah dipertahankan di depan panitia penguji pada tanggal 25 September 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji

:

Nama Lengkap

Prabowo, S.T.'M.T.

Ketua

: Petrus Setyo

Sekretaris

:

Ir. Tjendro, M.Kom.

Anggota

:

Djoko Untoro Suwarnon S.Si., M.T.

Yogyakarta,

E hPtohq 2blE

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

ngsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 16 Oktober 2015

Suyanto

v


HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

Motto :

Hidup adalah Anugrah

Skripsi ini kupersembahkan untuk … Yesus Kristus Pembimbingku yang setia Istri dan anakku tercinta Orang tua yang mendukungku Teman-teman yang aku banggakan vi


LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama

: Suyanto

NIM

: 125114055

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : Alat Penakar Volume Air Berbasis Mikrokontroler (Water Volume Measuring Device Using Microcontroller). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas dan mempublikasikannya di internet atau di media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya ataupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 16 Oktober 2015 Yang menyatakan

(Suyanto)

vii


INTISARI Pengukuran merupakan kegiatan yang sering dilakukan dan dibutuhkan dalam kehidupan sehari-hari. Bantuan alat ukur sangat dibutuhkan untuk mengetahui nilai dari proses pengukuran. Pada umumnya, untuk melakukannya masih menggunakan peralatan yang manual. Pada kondisi tertentu, sebagai contohnya di dunia industri, ada proses pengisian yang membutuhkan keseragaman isi dan efisiensi waktu sehingga dibutuhkan suatu alat yang dapat bekerja secara otomatis. Alat penakar volume air ini menggunakan sistem mikro sebagai pengendali utama. Ada 2 mode pilihan volume yaitu mode Khusus dan mode Lain. Rentang volume antara 100 ml sampai 2000 ml dengan kelipatan 100 ml. Pemilihan volume menggunakan keypad, mikrokontoler sebagai kendali akan mengaktifkan katub solenoid dan pompa sehingga air akan keluar. Aliran air akan terbaca oleh flow sensor. Sinyal pulsa dari sensor diolah oleh mikrokontroler untuk ditampilkan ke LCD berupa pencacah volume. Ketika volume sudah tercapai, mikrokontroler akan mematikan katub solenoid dan pompa sehingga air berhenti. Sistem penakar volume air yang dirancang telah bekerja dengan baik pada rentang volume 100 ml sampai 2000 ml dengan kelipatan 100 ml. Pembacaan flow sensor pada alat ini memiliki persentase error maksimum adalah 2%.

Kata Kunci : Pengukuran, otomatis, mikrokontroler, volume, persentase error.

viii


ABSTRACT Measurement is the activity most frequently performed and necessary in every day. Aid the measuring instrument is needed to determine the value of the measurement process. In general, to do so still using manual equipment. in certain circumstances, for example in the industrialized world, there is a process that requires filling the content uniformity and efficiency of time so we need a tool that can work automatically. This tool uses a micro system as the main controller. There are two modes for volume selection : “mode Khusus” (special mode) and “mode Lain” (other mode). Volume ranges between 100 ml to 2000 ml in increments of 100 ml. Selection of the volume using the keypad, microcontroller as control will activate the solenoid valve and pump so that the water will come out. The water flow will be read by the flow sensor. Pulse signal from the sensor is processed by a microcontroller for LCD display to be volume counter. When the volume has been reached, the microcontroller will shut off solenoid valve and the pump so the water stops. A measurement system of the water volume that has been designed to work well on a range of volume 100 ml to 2000 ml in increments of 100 ml. Water flow sensor readings on this instrument has a maximum error percentage is 2%.

Keywords : Measurement, automatic, microcontroller, volume, error percentage.

ix


KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karuniaNya, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan, gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Tuhan Yesus yang selalu memberikan banyak kebaikan dalam hidupku. 2. Petrus Setyo Prabowo, M.T., selaku Kaprodi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir. 3. Ir. Tjendro, M.Kom. selaku pembimbing yang telah bersedia memberikan pengarahan dan bimbingan selama penulis melaksanakan tugas akhir. 4. Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Teknik Elektro yang penuh semangat dan kesabaran. 5. Romo T. Agus Sriyono SJ, M.A, M.Hum. yang telah memberikan bantuan berupa dana selama penulis belajar di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 6. Istri tercinta Aprina Kristi yang selalu memberi dukungan, semangat dan doa. 7. Anak tercinta : Kakak El dan si Kecil yang memberi semangat. 8. Orang tua yang selalu memberi dukungan dan doa. 9. Teman seperjuangan yang memberikan banyak dukungan tiada hentinya. 10. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu atas bantuan dan dukungannya. Semoga Tuhan membalas kebaikan Anda. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun serta menyempurnakan tulisan. Semoga tugas ini dapat dimanfaatkan dan dikembangkan lebih lanjut oleh peneliti lain sehingga tulisan ini dapat lebih bermanfaat. Yogyakarta, 16 Oktober 2015 Penulis,

Suyanto x


DAFTAR ISI Halaman Sampul (Bahasa Indonesia) .........................................................................

i

Halaman Sampul (Bahasa Inggris) .............................................................................

ii

Halaman Persetujuan ..................................................................................................

iii

Halaman Pengesahan .................................................................................................

iv

Pernyataan Keaslian Karya ........................................................................................

v

Halaman Persembahan dan Motto Hidup ....................................................................

vi

Lembar Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ................................................................

vii

Intisari .......................................................................................................................

viii

Abstract .....................................................................................................................

ix

Kata Pengantar ..........................................................................................................

x

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ....................................................................................................

1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................................

2

1.3. Batasan Masalah .................................................................................................

2

1.4. Metodologi Penelitian .........................................................................................

3

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Pengertian Pengukuran dan Penakaran Volume ...................................................

4

2.2. Fluida ..................................................................................................................

5

2.2.1. Aliran Fluida dalam Pipa ..................................................................................

5

2.2.2. Tekanan Hidrostatis ..........................................................................................

6

2.3. Sensor Aliran Air (Water Flow Sensor) ...............................................................

6

2.3.1. Spesifikasi Water Flow Sensor G1/2 .................................................................

7

2.3.2. Karakteristik Sinyal Water Flow Sensor G1/2 ...................................................

7

2.3.3. Prinsip Kerja Sensor Hall Effect .......................................................................

8

2.4. Mikrokontroler AVR ATmega8535 .....................................................................

9

2.4.1. Fitur ATmega8535 ...........................................................................................

9

2.4.2. Konfigurasi Pin ATmega8535 ..........................................................................

10

2.4.3. Spesifikasi Masing-masing Port .......................................................................

11

xi


2.4.4. Reset ATmega8535 ..........................................................................................

14

2.4.5. Timer/Counter ATmega8535 ............................................................................

15

2.4.5.1. Prescaler .......................................................................................................

17

2.4.5.2. Timer0 ...........................................................................................................

17

2.4.5.3. Timer1 ...........................................................................................................

18

2.4.5.4. Counter0 .......................................................................................................

19

2.4.5.5. Counter1 .......................................................................................................

19

2.4.5.6. Setting Timer/Counter ...................................................................................

20

2.5. Katub Solenoid (Solenoid Valve) .........................................................................

23

2.5.1. Dasar Solenoid Valve ........................................................................................

23

2.5.2. Electric Solenoid Valve G1/2 (Normally Closed) ..............................................

24

2.6. Liquid Crystal Display (LCD) 2x16 ....................................................................

25

2.7. Keypad ................................................................................................................

27

2.8. Transistor sebagai Saklar .....................................................................................

28

BAB III RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Proses Kerja Sistem .............................................................................................

31

3.2. Perancangan Perangkat Keras ..............................................................................

32

3.2.1. Desain Alat Penakar Volume Air ......................................................................

32

3.2.2. Minimum Sistem ATmega8535 ........................................................................

32

3.2.3. Rangkaian Water Flow Sensor ..........................................................................

34

3.2.4. Rangkaian Driver Solenoid Valve .....................................................................

36

3.2.5. Rangkaian LCD 2x16 .......................................................................................

38

3.2.6. Rangkaian Keypad 4x4 .....................................................................................

38

3.2.7. Kalibrasi Volume .............................................................................................

39

3.3. Perancangan Perangkat Lunak .............................................................................

40

3.3.1. Mode Pilihan Volume .......................................................................................

40

3.3.2. Diagram Alir Utama .........................................................................................

41

3.3.3. Diagram Alir Mode ..........................................................................................

42

3.3.4. Diagram Alir Mode Khusus ..............................................................................

43

3.3.5. Diagram Alir Mode Lain ..................................................................................

43

xii


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Bentuk Fisik Alat dan Hardware Elektronik ........................................................

45

4.1.1. Bentuk Fisik Alat Penakar Volume Air .............................................................

45

4.1.2. Hardware Elektronik Alat Penakar Volume Air ...............................................

47

4.2. Cara penggunaan Alat .........................................................................................

47

4.2.1. Cara Penggunaan Mode Khusus .......................................................................

48

4.2.2. Cara Penggunaan Mode Lain ............................................................................

49

4.3. Percobaan Alat ....................................................................................................

50

4.3.1. Set Point Program Dipengaruhi Desain Alat .....................................................

51

4.3.2. Set Point Program dari Percobaan .....................................................................

53

4.4. Pengujian Keberhasilan .......................................................................................

54

4.4.1. Pengujian Volume Mode Khusus ......................................................................

55

4.4.2. Pengujian Volume Mode Lain ..........................................................................

56

4.5. Analisis Hasil Pengujian ......................................................................................

58

4.6. Pembahasan Software ..........................................................................................

61

4.7. Program Utama ...................................................................................................

62

4.7.1. Program Pemilihan Mode .................................................................................

63

4.7.2. Program Mode Khusus ....................................................................................

63

4.7.3. Program Mode Lain ...........................................................................................

64

4.7.4. Program Run ....................................................................................................

65

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .........................................................................................................

66

5.2. Saran ...................................................................................................................

66

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................

67

LAMPIRAN ..............................................................................................................

L1

xiii


DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Contoh Gelas Ukur ................................................................................

4

Gambar 2.2. Pipa dengan Penampang yang Bervariasi ...............................................

5

Gambar 2.3. Pipa dengan Penampang Menyempit ......................................................

5

Gambar 2.4. Bentuk Fisik dan Kabel Water Flow Sensor G1/2 ...................................

7

Gambar 2.5. Bagian Dalam dari Water Flow Sensor ...................................................

8

Gambar 2.6. Prinsip Kerja Hall Effect ........................................................................

8

Gambar 2.7. Bentuk Fisik Mikrokontroler ATmega8535 ............................................

9

Gambar 2.8. Konfigurasi Pin ATmega8535 ................................................................

10

Gambar 2.9. Rangkaian Reset ATmega8535 ..............................................................

14

Gambar 2.10. Kurva Pengisian dan Pengosongan Kapasitor .......................................

14

Gambar 2.11. Diagram Blok Counter0 .......................................................................

19

Gambar 2.12. Diagram Blok Counter1 .......................................................................

20

Gambar 2.13. Timer/Counter1 Control Register A (TCCR1A) ...................................

20

Gambar 2.14. Timer/Counter1 Control Register B (TCCR1B) ...................................

21

Gambar 2.15. Timer/Counter1 – TCNT1H dan TCNT1L ...........................................

21

Gambar 2.16. Output Compare Register 1 A – OCR1AH dan OCR1AL ....................

22

Gambar 2.17. Output Compare Register 1 B – OCR1BH dan OCR1BL .....................

22

Gambar 2.18. Input Capture Register 1 B – ICR1H dan ICR1L .................................

22

Gambar 2.19. Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK) ................................

22

Gambar 2.20. Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR) .....................................

23

Gambar 2.21. Bagian-bagian Solenoid Valve ..............................................................

24

Gambar 2.22. Electric Solenoid Valve G1/2 ...............................................................

25

Gambar 2.23. Bentuk Fisik dan Pin LCD 2x16 ...........................................................

26

Gambar 2.24. Kontruksi Keypad 4x4 ..........................................................................

28

Gambar 2.25. Perbedaan Transistor NPN dan PNP .....................................................

28

Gambar 2.26. Transistor sebagai Saklar .....................................................................

29

Gambar 3.1. Diagram Blok Perancangan ....................................................................

31

Gambar 3.2. Desain Alat Penakar Volume Air ...........................................................

32

Gambar 3.3. Minimum Sistem ATmega8535 .............................................................

33

Gambar 3.4. Rangkaian Sensor ke ATmega8535 ........................................................

35

xiv


Gambar 3.5. Rangkaian Driver Solenoid Valve ..........................................................

36

Gambar 3.6. Rangkaian ATmega8535 ke LCD 2x16 ..................................................

38

Gambar 3.7. Rangkaian ATmega8535 ke Keypad .......................................................

38

Gambar 3.8. Desain antara Solenoid Valve san Sensor ................................................

40

Gambar 3.9. Diagram Alir Program Utama ................................................................

41

Gambar 3.10. Diagram Alir Pilihan Mode ...................................................................

42

Gambar 3.11. Diagram Alir Program Mode Khusus ....................................................

43

Gambar 3.12. Diagram Alir Program Mode Lain .........................................................

44

Gambar 4.1. Implementasi Sistem (Tampak Depan) ....................................................

45

Gambar 4.2. Implementasi Sistem Bagian Dalam (Tampak Samping) .........................

46

Gambar 4.3. Implementasi Hardware Elektronik pada Sistem ....................................

47

Gambar 4.4. Tampilan Awal Sistem dan Tombol Keypad ..........................................

48

Gambar 4.5. Volume Sisa pada Alat ............................................................................

51

Gambar 4.6. Kalibrasi Volume Air dengan Timbangan Digital ...................................

54

Gambar 4.7. Grafik Persentase Error Terhadap Volume pada Mode Khusus ...............

55

Gambar 4.8. Grafik Persentase Error Terhadap Volume pada Mode Lain....................

57

Gambar 4.9. Grafik Pencocokan Kurva Input-Output volume......................................

60

Gambar 4.10. Listing Program Awal ...........................................................................

62

Gambar 4.11. Listing Program Pilih Mode ..................................................................

63

Gambar 4.12. Listing Program Mode Khusus Pilihan 4 ...............................................

63

Gambar 4.13. Listing Program Persamaan Set Point Mode Lain .................................

64

Gambar 4.14. Listing Program RUN ...........................................................................

65

xv


DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Compare Output Mode, non-PWM ............................................................

20

Tabel 2.2. Clock Select Bit Desciption ........................................................................

21

Tabel 3.1. Konfigurasi Kabel Output Water Flow Sensor G1/2 ..................................

35

Tabel 3.2. Hubungan Volume dengan Jumlah Pulsa ...................................................

35

Tabel 3.3. Tombol Keypad Perancangan ....................................................................

39

Tabel 3.4. Mode Pilihan Volume ................................................................................

41

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Debit Air pada Sistem .......................................................

50

Tabel 4.2. Set Point Perhitungan tiap Volume Pilihan ................................................

51

Tabel 4.3. Set Point Program Dipengaruhi Desain Alat ...............................................

52

Tabel 4.4. Set Point Program dari Percobaan ...............................................................

53

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Mode Khusus ....................................................................

55

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Mode Lain .........................................................................

56

Tabel 4.7. Data Pencocokan Kurva dengan Metode Kuadrat Terkecil..........................

59

xvi


DAFTAR LAMPIRAN L1. Gambar Rangkaian Wiring Diagram Alat ...........................................................

L1

L2. Gambar Panduan Penggunaan Alat ....................................................................

L2

L3. Tabel Pengaruh Debit dan Frekuensi Terhadap Waktu dan Set Point ..................

L3

L4. Tabel Hasil Percobaan Set Point Program Dipengaruhi Desain Alat ...................

L4

L5. Tabel Hasil Percobaan Set Point Program Berdasarkan Percobaan .....................

L5

L6. Listing Program Keseluruhan .............................................................................

L6

L7. Datasheet ATmega8535 .....................................................................................

L7

L8. Datasheet Water Flow Sensor G1/2 ...................................................................

L8

L9. Datasheet Electric Solenoid Valve G1/2 .............................................................

L9

L10. Datasheet 4x4 Matrix Membrane Keypad ..........................................................

L10

xvii


BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang Pengukuran merupakan kegiatan yang sering dilakukan dan dibutuhkan dalam

kehidupan sehari-hari. Bantuan alat dalam hal ini alat ukur sangat dibutuhkan untuk mengetahui nilai dari proses pengukuran. Salah satu jenis proses pengukuran adalah mengukur volume benda padat, cair dan gas. Pada umumnya, untuk melakukannya masih menggunakan peralatan yang manual. Sebagai contohnya adalah pengukuran volume zat cair dengan menggunakan gelas ukur. Pengukuran dengan gelas ukur harus dilihat visual mata yang memungkinkan perbedaan hasil pengukuran antara orang yang satu dengan yang lain. Pada kondisi tertentu, sebagai contohnya di dunia industri, ada proses pengisian yang membutuhkan ketelitian pengukuran, keseragaman isi dan efisiensi waktu sehingga dibutuhkan suatu alat yang dapat bekerja secara otomatis. Perkembangan teknologi yang cukup pesat, ditemukan alat-alat yang bekerja secara otomatis dan digital, termasuk juga dalam proses pengukuran volume. Contoh yang jelas adalah mesin pengisian bahan bakar minyak (BBM) pada stasiun pengisian bahan bakar umum (SPBU). Mesin tersebut didesain dengan pilihan jumlah liter atau nominal harga, yang diinginkan. Harga 1 mesin pengisian tergolong mahal di atas ratusan juta rupiah. Mengadaptasi dari prinsip mesin tersebut, ingin dibuat alat penakar volume otomatis yang lebih ekonomis untuk kebutuhan yang kecil, contohnya pada pengisian air ke gelas atau galon, industri rumah tangga pengisian suatu produk ke wadahnya, dengan tujuan hasil pengisian yang sama dan pekerjaan lebih efisien. Perancangan alat ukur volume air sudah pernah ditulis oleh Detri Rhamdhani, mahasiswa Universitas Gunadarma dengan judul penulisan “Penakar Volume Air Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S51” tahun 2010 [1]. Mikrokontroler akan mengolah masukan data-data dan keluaran sistem sesuai dengan kebutuhan. Masukan sistem berupa sakelar untuk pengaktifannya dan keypad untuk pilihan nilai volume yang akan membuat keran otomatis menyala untuk melakukan pengisian pada gelas atau tabung. Sensor yang digunakan adalah sensor level yang disusun secara bertingkat. Sensor akan membaca ketinggian air selama pengisian berlangsung dan keran akan otomatis mati saat pengisian telah sesuai dengan volume yang diinginkan. 1

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2

Pada penelitian kali ini akan dibuat alat penakar volume air yang berbeda, yaitu pada jenis sensor dan tambahan tampilan LCD (liquid crystal display). Sensor yang digunakan adalah sensor aliran air (water flow sensor) yang mengukur aliran air untuk mengetahui volume yang mengalir. LCD berfungsi sebagai tampilan masukan dan keluaran dari alat. Masukan pilihan volume tetap menggunakan keypad, mikrokontroler dari keluarga ATmega, dan keran otomatis dengan solenoid valve. Penjelasan singkat untuk proses kerja alat adalah sebagai berikut : mikrokontroler sudah diberi program untuk mengendalikan kerja dari alat. Pilihan atau masukan data dari keypad akan diterima oleh mikrokontroler. Mikrokontroler akan memberikan keluaran ke LCD dan driver solenoid valve. Driver memberikan sinyal ON untuk mengaktifkan solenoid valve sehingga air dapat mengalir. Aliran air yang mengalir akan terdeteksi oleh sensor. Keluaran sensor berupa pulsa diolah mikrokontroler menjadi counter yang ditampilkan di LCD dan setelah mencapai volume pilihan akan mematikan solenoid valve sehingga air berhenti mengalir.

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan alat penakar otomatis yang

berdasarkan volume suatu benda dengan pengendalian berbasis mikrokontroler. Manfaat penelitian ini bagi usaha kecil dan rumah tangga dalam proses pengisian suatu produk agar lebih efisien dan efektif.

1.3.

Batasan Masalah Agar Tugas Akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu

kompleknya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah yang sesuai dengan judul tugas akhir ini. Adapun batasan masalah adalah : 1.

Menggunakan mikrokontroler keluarga AVR ATmega sebagai pengolah data.

2.

Media yang diukur adalah air sehingga sensor yang digunakan adalah sensor aliran air (water flow sensor).

3.

Volume maksimum yang diukur adalah 2 liter.

4.

Keypad 4x4 sebagai masukan pilihan volume.

5.

Solenoid valve sebagai keran otomatis.

6.

Tampilan menggunakan LCD (liquid crystal display) 2x16.


1.4.

Metodologi Penelitian Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan dalam

penyusunan tugas akhir ini adalah : 1.

Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku-buku dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dengan tugas akhir ini.

2.

Dokumenter, yaitu dengan mendapatkan sumber infomasi berdasarkan data atau arsip yang telah ada sehingga dapat membantu penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.

3.

Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir.

4.

Perancangan subsistem hardware. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan pertimbangan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan.

5.

Pembuatan subsistem hardware. Keypad dan water flow sensor sebagai masukan mikrokontroler untuk mengendalikan solenoid valve serta LCD sebagai penampil.

6.

Proses percobaan dan pengambilan data. Percobaan alat dan pengambilan data volume keluaran tiap pilihan yang ada. Data yang diambil adalah volume air yang keluar dan diukur dengan alat ukur yang standar atau alat pembanding.

7.

Analisis dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis data dilakukan dengan melihat kerja dari alat berupa kesesuaian antara masukan pilihan dan keluaran dari sistem. Kemudian perbandingan data antara keluaran sistem dengan hasil pengukuran nyata (alat ukur standar atau pembanding). Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan menghitung persentase error yang terjadi dan nilai selisih data.


BAB II DASAR TEORI 2.1.

Pengertian Pengukuran dan Penakaran Volume Pengukuran

(measurement)

adalah

serangkaian

kegiatan

yang

bertujuan

menentukan nilai suatu besaran dalam bentuk angka (kuantitatif). Jadi mengukur adalah suatu proses mengaitkan angka secara empiris dan obyektif pada sifat-sifat obyek atau kejadian nyata sehingga angka yang diperoleh tersebut dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai obyek atau kejadian yang diukur. Alat ukur adalah alat untuk mengetahui harga suatu besaran atau suatu variabel. Suatu alat ukur dikatakan baik bila memenuhi syarat yaitu valid dan reliable (dipercaya). Selain dua syarat di atas, ketelitian alat ukur juga harus diperhatikan. Semakin teliti alat ukur yang digunakan, maka semakin baik kualitas alat ukur tersebut. Contoh alat ukur untuk : panjang adalah mistar; berat adalah neraca; suhu adalah thermometer; waktu adalah stop watch. Instrumen adalah alat ukur yang komplek, yang minimal terdiri atas komponen : sensor dan tranducer, pengkondisi sinyal, dan unit keluaran analog atau monitor. Contoh instrumen yang banyak di industri maupun di laboratorium antara lain : alat ukur kadar air, alat ukur gaya, dan alat ukur getaran [2]. Penakaran adalah suatu kegiatan pembanding suatu besaran tertentu, agar diperoleh hasil yang tepat dan sesuai dengan data yang didapat. Penakaran volume air berarti proses pembandingan isi (volume) air terhadap penampung atau wadah yang digunakan [1]. Pada umumnya sistem penakaran volume air menggunakan gelas ukur yang sudah ada garis indikasi satuan volume (centimeter cubic; milliliter; liter). Gambar 2.1 memperlihatkan contoh gelas ukur.

Gambar 2.1 Contoh Gelas Ukur [3] 4


2.2.

Fluida

2.2.1. Aliran Fuida dalam Pipa Aliran fluida dalam pipa dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : kecepatan alir, gesekan terhadap pipa, viskositas dan kerapatan fluida. Fluida atau cairan yang mengalir dalam pipa dengan diameter penampang yang bervariasi, volume yang mengalir akan sama ditiap titik [4]. Maka kecepatan aliran akan meningkat pada penampang yang menyempit, dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Pipa dengan Penampang yang Bervariasi [4]

Debit (Q) dihitung dari volume cairan (V) dibagi dengan waktunya (t), ditunjukkan pada persamaan 2.1. (2.1)

= Volume cairan sendiri dihitung dari luas penampang (A) dikalikan panjangnya (s) : = .

(2.2)

.

(2.3)

Persamaan 2.1 dan 2.2 digabung menjadi: =

Sedangkan adalah kecepatan (v), setelah disubtitusi persamaan debit menjadi : = .

(2.4)

Gambar 2.3 Pipa dengan Penampang Menyempit [4] Lihat pada gambar 2.3, jumlah debit (Q) pada tiap penampang di dalam pipa selalu sama. Jika ada perbedaan penampang pipa A1 dan A2, maka akan berpengaruh pada kecepatan v1 dan v2 [4]. 1 = 2 ; 1 = 1 . 2 ; 2 = 2 . 2

(2.5)


Persamaan antar penampang yang berbeda : 1. 1 = 2 . 2

(2.6)

Berikut ini keterangan simbol huruf pada persamaan 2.1 sampai persamaan 2.6 : Q

: debit fluida (m3/jam; liter/menit)

V

: volume (m3 ; liter)

t

: waktu (detik; menit; jam)

A

: luas penampang (m2)

s

: panjang (m)

v

: kecepatan (m/s)

2.2.2. Tekanan Hidrostatis Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair terhadap suatu luas suatu bidang tekan pada kedalaman tertentu. Besarnya tekanan tergantung kepada ketinggian zat cair, massa jenis dan percepatan gravitasi. Perhitungan tekanan hidrostatis dapat dicari melalui persamaan 2.7 [5]. ℎ = . . ℎ

(2.7)

Berikut ini keterangan simbol huruf pada rumus 2.7 : Ph

: tekanan hidrostatis (N/m2)



: massa jenis (massa jenis air = 1000 kg/m3)

g

: gaya gravitasi bumi (9,8 m/s2)

h

: jarak ke permukaan zat cair (m)

2.3.

Sensor Aliran Air (Water Flow Sensor) Sensor aliran banyak digunakan untuk pemantauan dan pengendalian aplikasi,

untuk mengukur aliran berupa udara atau cairan. Aspek aliran itu sendiri yaitu kecepatan aliran (flow rate) dan total massa atau volume dari material yang mengalir dalam jangka waktu tertentu. Parameter yang diterima oleh sensor akan dikirim berupa data angka dapat juga diteruskan guna menghasilkan aliran listrik atau sinyal yang bisa digunakan sebagai input pada kontrol atau rangkaian elektrik lainnya. Water flow sensor G1/2 terdiri dari tubuh katup plastik, rotor air, dan sensor halleffect. Ketika air mengalir melalui pipa dalam sensor ini, maka akan mengenai rotor, dan membuatnya berputar. Kecepatan putar rotor akan berubah ketika kecepatan aliran air berubah pula. Keluaran (output) sensor berupa sinyal pulsa dari perputaran rotor [6]. Pulsa


menghasilkan frekuensi keluaran yang berbanding lurus dengan laju aliran volumetrik atau total laju aliran yang melewati sensor. Mengukur laju aliran dengan perputaran rotor memberikan akurasi yang tinggi, pengulangan yang baik dan struktur yang sederhana [7]. Sensor ini adalah hanya membutuhkan satu sinyal (SIG) selain jalur 5 volt DC dan ground. Gambar 2.4 memperlihatkan bentuk fisik dan kabel dari water flow sensor G1/2.

Gambar 2.4 Bentuk Fisik dan Kabel Water Flow Sensor G1/2

2.3.1. Spesifikasi Water Flow Sensor G1/2 Di bawah ini merupakan spesifikasi dari water flow sensor G1/2 [6] : 1.

Bekerja pada tegangan 5V DC sampai 24 V DC.

2.

Arus maksimum 15 mA (DC 5V).

3.

Berat sensor 43 gram.

4.

Diameter luar 20 mm.

5.

Rentang aliran 1 sampai 30 liter per menit.

6.

Suhu pengoperasian 0 C sampai 80 C.

7.

Operasi kelembaban 35% sampai 90% RH.

8.

Operasi tekanan bawah 1,75 MPa.

9.

Store temperature -25 C sampai +80 C.

2.3.2. Karakteristik Sinyal Water Flow Sensor G1/2 Di bawah ini merupakan karakteristik sinyal dari water flow sensor G1/2 [6] : 1.

Output pulse high level : Signal voltage > 4,5 V ( input DC 5 V).

2.

Output pulse low level : Signal voltage < 0,5V ( input DC 5V).

3.

Precision : 3% (1 sampai 10 liter per menit).

4.

Output signal duty cycle : 40% sampai 60%.


Untuk mendapatkan nilai pulse frequency dalam satuan Hertz dihitung dengan persamaan 2.8 berikut ini [6] :

= 7,5.

(2.8)

Dengan : Q adalah debit air dalam liter per menit.

2.3.3. Prinsip Kerja Sensor Hall Effect Sensor hall effect pada water flow sensor G1/2 adalah transduser yang mendeteksi putaran rotor dan menghasilkan sinyal pulsa. Pulsa tersebut berupa sinyal listrik sebagai masukan frekuensi ke mikrokontroler. Gambar 2.5 menunjukkan bagian dalam dari water flow sensor.

Gambar 2.5 Bagian Dalam dari Water Flow Sensor [7] Sensor hall effect memberikan output berupa tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut. Sensor hall effect ini dibangun dari sebuah lapisan semikonduktor yang tipis seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.6. Terdapat 2 terminal tegangan input dan 2 terminal tegangan output. Fluks magnetik tegak lurus terhadap lapisan semikonduktor menghasilkan tegangan akibat gaya Lorentz [7].

Gambar 2.6 Prinsip Kerja Hall Effect [7]


Tegangan yang dihasilkan dalam elemen Hall adalah berbanding lurus dengan arus yang dihasilkan (I) dan kerapatan fluks magnetik (B) seperti yang ditunjukkan dalam persamaan 2.9. =

∗

(2.9)

Dimana, VH adalah tegangan Hall, RH adalah koefisien hall effect, I adalah arus yang melalui sensor, T adalah tebal sensor (mm), B adalah kerapatan fluks magnetik (Tesla), sedangkan Ic adalah drive current.

2.4.

Mikrokontroler AVR ATmega8535 Mikrokontroler adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam

sebuah chip. Mikrokontroler biasanya terdiri atas CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), EEPROM/EPROM/PROM/ROM, I/O Serial dan parallel, Timer, dan interrupt controller. Mikrokontroler jenis AVR pertama kali dikembangkan pada tahun 1996 oleh 2 orang mahasiswa Norwegian Institute of Technology yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollen yang kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh Atmel. AVR dibagi menjadi beberapa varian yaitu AT90Sxx, ATMega, AT86RFxx, dan ATTiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing varian adalah kapasitas memori dan beberapa fitur tambahan saja [8],[9]. Penulis menggunakan salah satu produk ATMEL dari keluarga ATmega yaitu ATmega8535. Gambar 2.7 menunjukkan bentuk fisik mikrokontroler ATmega8535.

Gambar 2.7 Bentuk Fisik Mikrokontroler ATmega8535 [10]

2.4.1. Fitur ATmega8535 Fitur yang tersedia pada ATmega8535 adalah [8],[11] : 1.

Frekuensi clock maksimum 16 MHz.

2.

Jalur I/O 32 buah, yang terbagi dalam PortA, PortB, PortC dan PortD.

3.

Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 8 input.

4.

Timer/Counter sebanyak 3 buah.


5.

CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register.

6.

Watcdog Timer dengan osilator internal.

7.

SPRAM sebesar 512 byte.

8.

Memory Flash sebesar 8 Kbyte dengan kemampuan read while write.

9.

Interrupt internal maupun eksternal.

10. Port komunikasi SPI. 11. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 12. Analog comparator. 13. Komunikasi serial standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

2.4.2. Konfigurasi Pin ATmega8535 Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Konfigurasi pin ATmega8535 [11] Dari gambar 2.8 dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATmega8535 sebagai berikut [8] : 1.

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.

2.

GND merupakan Ground Pin.

3.

Port A (PA0...PA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan ADC.

4.

Port B (PB0...PB7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus yaitu Timer/Counter, Analog comparator dan SPI.

5.

Port C (PC0...PC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, analog comparator dan Timer Oscillator.

6.

Port D (PD0...PD1) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus yaitu analog comparator dan external interrupt serta komunikasi serial.


7.

RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

8.

XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin input clock eksternal.

9.

AVCC merupakan pin input untuk tegangan ADC.

10. AREFF merupakan pin input tegangan referensi ADC.

2.4.3. Spesifikasi Masing-masing Port [11] Spesifikasi masing-masing port dijelaskan sebagai berikut : 1.

PORTA Fungsi tambahan pada PORTA :

a.

PA.0

ADC0 (input ADC channel 0)

b.

PA.1


c.

PA.2


d.

PA.3


e.

PA.4


f.

PA.5


g.

PA.6


h.

PA.7


Fungsi khusus PORTA : Pada seri AVR ATmega8535 telah dilengkapi 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC dapat dikonfigurasi baik secara single ended input maupun differrential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang sangat fleksibel, sehingga mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.

2.

PORTB Fungsi tambahan pada PORTB :

a.

PB.0

T0 (Timer/Counter0 External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output)

b.

PB.1

T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)

c.

PB.2

AIN0 (Analog Comparator Positive Input) INT2 (External Interrupt 2 Input)


d.

PB.3

AIN1 (Analog Comparator Negative Input) OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

e.

PB.4

SS (SPI Slave Select Input)

f.

PB.5

MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)

g.

PB.6

MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)

h.

PB.7

SCK (SPI Bus Serial Clock)

Fungsi khusus PORT B : a.

MOSI, MISO, SCK berguna sebagai input downloader ISP.

b.

T0/T1 sebagai input external timer atau external counter.

c.

AIN0 dan AIN1 sebagai input komparator, AIN0 sebagai input positif (+) sedangkan AIN1 sebagai input (-).

3.

PORTC Fungsi tambahan pada PORTC :

a.

PC.0

SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)

b.

PC.1

SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)

c.

PC.2

TCK (JTAG Test Clock)

d.

PC.3

TMS (JTAG Test Mode Select)

e.

PC.4

TDO (JTAG Test Data Out)

f.

PC.5

TDI (JTAG Test Data In)

g.

PC.6

TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)

h.

PC.7

TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2)

Fungsi khusus PORTC : a.

SCL dan SDA merupakan pin yang dapat berfungsi sebagai mengatur interface serial 2 jalur.

b.

TCK merupakan pin yang dapat berfungsi sebagai operasi sinkronisasi dari JTAG ke TCK. Jika pin ini digunakan seperti fungsi periferal tersebut maka pin ini tidak dapat berfungsi sebagai I/O.

c.

TMS merupakan pin yang dapat berfungsi sebagai pengontrol navigasi mesin TAP. Jika pin ini digunakan seperti fungsi periferal tersebut maka pin ini tidak dapat berfungsi sebagai I/O.


d.

TD0 merupakan pin yang dapat berfungsi sebagai output data serial dari data register. Jika pin ini digunakan seperti fungsi periferal tersebut maka pin ini tidak dapat berfungsi sebagai I/O.

e.

TD1 merupakan pin yang dapat berfungsi sebagai input data serial ke register atau data register. Jika pin ini digunakan seperti fungsi periferal tersebut maka pin ini tidak dapat berfungsi sebagai I/O.

f.

TOSC1 dan TOSC2 jika disambungkan dengan kristal dan bit ASR serta bit ASSR diatur “1” (high) untuk mengaktifkan asyncronous clocking dari Timer/Counter2 maka pin ini dapat digunakan sebagai input penguat amplifier osilator. Dalam keadaan ini pin tidak dapat berfungsi sebagai I/O.

4.

PORTD Fungsi tambahan pada PORTD :

a.

PD.0 RXD (USART Input Pin)

b.

PD.1 TXD (USART Output Pin)

c.

PD.2 INT0 (External Interrupt 0 Input)

d.

PD.3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

e.

PD.4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)

f.

PD.5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)

g.

PD.6 ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

h.

PD.7 OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output)

Fungsi khusus PORTD : a.

RXD dan TXD merupakan pin yang digunakan untuk komunikasi serial.

b.

INT0 dan INT1 merupakan pin yang digunakan sebagai input interupsi eksternal 0 dan input interupsi eksternal 1.

c.

OC1A dan OC1B merupakan output untuk PWM mode fungsi timer dan OC1A juga berfungsi sebagai output eksternal dari pembanding timer/counter A serta OC1B juga berfungsi sebagai output eksternal dari pembanding timer/counter B.

d.

ICP1 merupakan pin yang berfungsi sebagai penampung input timer/counter 1.

e.

OC2 merupakan pin yang dapat berfungsi sebagai output untuk PWM mode fungsi timer dan OC2 juga berfungsi sebagai output eksternal dari pembanding timer/counter.


2.4.4. Reset ATmega8535 Pin reset pada AVR adalah aktif low. Maksudnya reset mikrokontroler akan terjadi jika pin reset diberi logika 0. Reset memiliki 2 fungsi, yaitu : 1.

Membuat semua pin dalam kondisi tri-state atau high impedance (kecuali pin XTAL), menginisialisasi register I/O, dan meng-set counter progam kembali ke nol.

2.

Memasuki mode program.

Gambar 2.9 Rangkaian Reset ATmega8535

Gambar 2.9 menunjukkan rangkaian reset pada ATmega8535 yang umum digunakan. Pada mikrokontroler sudah terdapat Reset Pull-up Resistor sebesar 30 kΩ sampai 60 kΩ [11]. Rangkaian reset memerlukan tambahan komponen berupa push-button reset dan kapasitor. Kapasitor digunakan untuk melindungi pin reset dari noise dan proteksi tambahan pada pin reset. Gambar 2.10 menunjukkan kurva pengisian dan pengosongan yang terjadi pada kapasitor.

a.

b.

Gambar 2.10 Kurva Pengisian dan Pengosongan Kapasitor [12] a. Kuva Pengisian Kapasitor b. Kurva Pengosongan Kapasitor


Ketika kapasitor melakukan pengisian atau pengosongan, sebuah waktu tertentu dibutuhkan kapasitor untuk proses pengisian penuh atau pengosongan penuh. Waktu tertentu itu disebut dengan RC Time Constant (). Persamaan 2.10 menunjukkan perhitungan RC Time Constant () [12]. = .

(2.10)

Persamaan 2.11 menunjukkan persamaan umum saat pengisian kapasitor. =

. ( 1 −

)

(2.11)

Sedangkan persamaan 2.12 menunjukkan persamaan umum saat pengosongan kapasitor. =

.

(2.12)

Proses pengosongan kapasitor dipergunakan dalam sistem reset pada mikrokontroler. Berikut ini keterangan simbol huruf pada persamaan 2.10 sampai persamaan 2.12 : 

: time constant (detik)

R

: nilai resistor (ohm)

C

: nilai kapasitor (Farad)

vC

: tegangan kapasitor (volt)

VF

: final voltage (volt)

Vi

: initial voltage (volt)

t

: waktu pengisian / pengosongan (detik)

2.4.5. Timer/Counter ATmega8535 ATmega8535 mempunyai timer/counter yang berfungsi sebagai berikut : 1.

Melaksanakan tugas tertentu secara berulang (mode normal).

2.

Menghitung panjang pulsa (input capture).

3.

Menghitung banyaknya event (sebagai counter).

4.

Mengendalikan kecepatan motor DC (PWM).

5.

Membuat penundaan waktu (delay).

6.

Sinyal generator gelombang kotak. Komponen utama timer/counter adalah sebuah register yang bertugas hanya

berhitung dari 0 sampai batas maksimumnya, register ini pada AVR disebut register TCNT. Misalnya sebuah register TCNT pada AVR adalah 8 bit, maka nilai maksimunya adalah 255. Register yang digunakan untuk mendukung operasi timer/counter pada AVR : 1.

Register TCNT = register pencacah dari 0 sampai nilai maksimum ditentukan.


2.

Register TCCR = untuk pengaturan mode operasi timer/counter.

3.

Register TIMSK = untuk memilih timer/counter mana yang aktif.

4.

Register TIFR = untuk mengetahui adanya interupsi akibat operasi timer/counter.

5.

Register OC (output compare) = untuk menyimpan nilai pembanding dengan nilai pada register TCNT. Pengaturan timer/counter pada register TCCRn, dengan n adalah nomor

timer/counter, misal : ingin menggunakan Timer0 maka yang diatur adalah TCCR0. Perbedaan yang mendasar antara timer dan counter adalah pada sumber clock-nya. Jika timer, sumber clock-nya berasal dari internal mikrokontroler dalam hal ini berasal dari kristal. Sedangkan untuk counter sumber clock-nya berasal dari luar mikrokontroler (eksternal) / Pin T, sebagai contoh dari sensor. Ketika difungsikan sebagai timer, maka register penampung tersebut berisikan jumlah waktu yang terlampaui tiap selang waktu tertentu. Besar selang waktu tersebut dapat di-setting sesuai dengan kebutuhan. Jika dipakai sebagai counter, maka register penampung tersebut digunakan untuk menyimpan data hasil perhitungan terakhir. Saat difungsikan sebagai counter, maka masuk melewati pin T0 dan T1. Pemilihan sumber clock ada pada bit CS pada register TCCR. ATmega8535 memiliki fasilitas 3 buah timer/counter yaitu timer/counter0 8 bit, timer/counter1 16 bit, dan timer/counter2 8 bit [8],[11]. Delapan bit dan 16 bit adalah jumlah data yang bisa ditampung pada register penampungnya. Ketiga timer/counter tersebut beserta fiturnya adalah : 1.

Timer/Counter0 Timer/Counter0 adalah 8 bit Timer/Counter dengan fitur sebagai berikut :

a.

Delapan bit Timer/Counter 1 kanal.

b.

Auto reload, yaitu timer akan dinolkan kembali saat match compare.

c.

Dapat menghasilkan pulsa PWM dengan glitch-free.

d.

Frequence generator.

e.

External event counter.

f.

Prescalar 10 bit untuk time.

g.

Membangkitkan interupsi saat timer overflow dan atau match compare.

2.


a.

16 bit Timer/Counter.


b.

Memiliki 2 compare unit.

c.

Memiliki 2 register pembangkit.

d.

Memiliki 1 input capture unit.

e.

Memiliki input capture noise canceler.

f.

Auto reload, dimana timer akan dinolkan kembali saat match compare.

g.

Dapat menghasilkan pulsa PWM dengan glitch-free dan periode yang bisa diubahubah.

h.


i.

External event counter.

j.

Memiliki 4 buah sumber interupsi, yaitu TOV1, OCF1A, OCF1B dan ICF1.

3.


a.

Delapan bit Timer/Counter 1 kanal.

b.

Auto reload, yaitu timer akan dinolkan kembali saat match compare.

c.

Dapat menghasilkan pulsa PWM dengan glitch-free.

d.


e.

Prescalar 10 bit untuk time.

f.

Membangkitkan interupsi saat timer overflow dan atau match compare (TOV2 DAN OCF2).

g.

Mengijinkan pencatatn waktu (clocking) dari External 32 kHz Watch Crystal Independent pada I/O Clock.

2.4.5.1.

Prescaler

Timer pada dasarnya hanya menghitung pulsa clock. Frekuensi pulsa clock yang dihitung tersebut bisa sama dengan frekuensi kristal yang dipasang atau dapat diperlambat menggunakan prescaler dengan faktor 8, 64, 256 atau 1024. Ketika prescaler digunakan, waktu timer dapat diperpanjang namun tingkat ketelitiannya menjadi turun [9].

2.4.5.2.

Timer0

Sebenarnya timer0 tidak dapat menghasilkan periode selama 1 detik karena keterbatasan jumlah bitnya (8 bit = 256). Namun dengan penggunaan rumus dapat dilakukan pemanipulasian agar timer0 dapat menghasilkan periode waktu selama 1 detik.


Dengan cara membuat timer selama 0,01 detik (10 ms) lalu dilakukan perulangan sebanyak 100 kali sehingga akan menghasilkan waktu 1 detik. Perhitungan dalam timer0 dapat menggunakan persamaan 2.13. . (256 −

=

0) .

(2.13)

Dengan Tosc adalah :

=

1

(2.14)

Keterangan : Ttimer0

: waktu yang diinginkan pada timer0

Tosc

: periode clock

256

: nilai maksimum timer0 8 bit

TCNT0

: register timer0 (dalam heksadesimal)

N

: nilai prescaler (dengan pilihan 1, 8, 64, 256 atau 1024)

fosc

: frekuensi clock kristal

Nilai TCNT0 merupakan nilai yang dihitung yang akan di-input pada program AVR untuk setting timer0.

2.4.5.3.

Timer1

Timer1 adalah timer 16 bit sehingga memiliki nilai maksimum 65536. Perhitungan dalam timer1 dapat menggunakan persamaan 2.15. =

. (65536 −

1) .

(2.15)

Perhitungan Tosc sama dengan persamaan 2.14. Keterangan : Ttimer1

: waktu yang diinginkan pada timer1

Tosc

: periode clock

65536

: nilai maksimum timer1 16 bit

TCNT1

: register timer1 (dalam heksadesimal)

N

: nilai prescaler (dengan pilihan 1, 8, 64, 256 atau 1024)

Sama seperti timer0, nilai TCNT1 pada timer1 merupakan nilai yang dihitung yang akan di-input pada program AVR untuk setting timer1.


2.4.5.4.

Counter0

Aplikasi counter pada sistem mikro lebih mudah dibandingkan dengan timer, karena tidak perlu menghitung nilai dari register TCNT. Register TCNT akan secara otomatis mencacah jika ada input yang masuk. Setting pada program AVR hanya dilakukan untuk pemilihan jenis counter yang ingin digunakan. Counter0 adalah counter paling dasar pada AVR. Counter0 adalah counter 8 bit sehingga hanya mampu mencacah sampai dengan nilai 256. Ia mendapat input dari pin T0 melewati sinyal ke Edge Detection, bila terpicu akan mengirimkan pulsa ke Control Logic. Control Logic menerima sinyal dan akan menambahkan pada register TCNT0. Ketika register TCNT0 melewati nilai atas (0xFF atau 255) maka akan kembali ke 0, pada saat yang sama Flag TOV0 di-set. Gambar 2.11 menunjukkan diagram blok counter0.

Gambar 2.11 Diagram Blok Counter0 [11]

2.4.5.5.

Counter1

Counter1 sedikit mewah dibanding counter0, tetapi secara prinsip hampir sama. Counter1 adalah counter 16 bit sehingga mampu mencacah sampai dengan nilai 65536. Input dari pin T1 melewati sinyal ke Edge Detection, yang bila dipicu akan mengirimkan pulsa ke Control Logic. Perbedaannya adalah register TCNT1 merupakan register 16 bit. Selain itu, unit Control Logic di counter1 memiliki kemampuan untuk kenaikan, penurunan atau reset pada register TCNT1. Ada 16 mode operasi yang mengatur Control Logic yang sebagian besar dari mereka hanya berguna untuk operasi PWM. Dua mode yang berlaku untuk menghitung input eksternal, yaitu : Mode Normal dan CTC (Clear Timer On Comparer). Pada Mode Normal, counter akan menghitung sampai mencapai nilai atas ( 0xFFFF atau 65535 ) pada register TCNT1 dan akan kembali ke 0, pada saat yang sama Flag TOV1 akan di-set. Dalam CTC (Clear Timer on Compare), mode counter akan menghitung sampai nilai yang ditentukan dalam register OCR1. Ketika


TCNT1 melewati nilai yang ditentukan oleh OCR1, maka akan kembali ke 0 dan pada saat yang sama Flag TOV1 akan di-set. Gambar 2.12 menunjukkan diagram blok counter1.

Gambar 2.12 Diagram Blok Counter1 [11]

2.4.5.6.

Setting Timer/Counter

Penjelasan Timer/Counter1 control Register A (TCCR1A) ditunjukkan pada gambar 2.13.

Gambar 2.13 Timer/Counter1 control Register A (TCCR1A) [11] Dengan : Bit 7:6 – COM1A1:0

: compare output mode for channel A

Bit 5:4 – COM1B1:0

: compare output mode for channel B

Bit 3 – FOC1A

: force output compare for channel A

Bit 2 – FOC1B

: force output compare for channel B

Bit 1:0 – WGM11:0

: waveform generation mode

Tabel 2.1 menunjukkan perbandingan mode output, non-PWM.

Tabel 2.1 Compare Output Mode, non-PWM [11]


Penjelasan Timer/Counter1 control Register B (TCCR1B) ditunjukkan pada gambar 2.14.

Gambar 2.14 Timer/Counter1 control Register B (TCCR1B) [11] Dengan : Bit 7 – ICNC1

: input capture noise canceler

Bit 6 – ICES1

: input capture edge select

Bit 5 – Reserved Bit Bit 4:3 – WGM13:2

: waveform generation mode

Bit 2:0 – CS12:0

: clock select

Tabel 2.2 menunjukkan 3 bit pemilih prescaler timer/counter1 dan hubungannya dengan clock eksternal pada pin T1.

Tabel 2.1 Clock Select Bit Description [11]

Penjelasan Timer/Counter1 – TCNT1H dan TCNT1L ditunjukkan pada gambar 2.15.

Gambar 2.15 Timer/Counter1 – TCNT1H dan TCNT1L [11]


Penjelasan Output Compare Register 1 A – OCR1AH dan OCR1AL ditunjukkan pada gambar 2.16.

Gambar 2.16 Output compare Register 1 A – OCR1AH dan OCR1AL [11]

Penjelasan Output Compare Register 1 B – OCR1BH dan OCR1BL ditunjukkan pada gambar 2.17.

Gambar 2.17 Output compare Register 1 B – OCR1BH dan OCR1BL [11] Penjelasan Input Capture Register 1 B – ICR1H dan ICR1L ditunjukkan pada gambar 2.18.

Gambar 2.18 Input Capture Register 1 B – ICR1H dan ICR1L [11] Penjelasan Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK) ditunjukkan pada gambar 2.19.

Gambar 2.19 Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK) [11] Dengan : Bit 5 – TICIE1

: Timer/Counter1, input capture interrupt enable

Bit 4 – OCIE1A

: Timer/Counter1, output compare A match interrupt enable


Bit 3 – OCIE1B

: Timer/Counter1, output compare B match interrupt enable

Bit 2 – TOIE1

: Timer/Counter1, overflow interrupt enable

Penjelasan Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR) ditunjukkan pada gambar 2.20.

Gambar 2.20 Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR) [11] Dengan : Bit 5 – ICF1

: Timer/Counter1, input capture flag

Bit 4 – OCF1A

: Timer/Counter1, output compare A match flag

Bit 3 – OCF1B

: Timer/Counter1, output compare B match flag

Bit 2 – TOV1

: Timer/Counter1, overflow flag

2.5. 2.5.1.

Katup Solenoid (Solenoid Valve) Dasar Solenoid Valve Solenoid valve adalah perangkat

elektromekanis

yang digunakan untuk

mengendalikan aliran cairan atau gas. Solenoid valve dikendalikan oleh arus listrik yang dijalankan melalui kumparan. Ketika kumparan diberi energi, maka terjadi medan magnet yang menyebabkan pendorong di dalam kumparan bergerak. Pendorong akan membuka atau menutup katup tergantung dari desain katup. Ketika arus listrik dihentikan dari kumparan, katup akan kembali ke kondisi semula [13]. Solenoid valve jenis direct-acting, pendorong langsung membuka dan menutup lubang di dalam katup. Pada katup yang dioperasikan pilot (juga disebut tipe servo), pendorong membuka dan menutup lubang pilot. Tekanan jalur masuk, yang melalui lubang pilot akan membuka dan menutup segel katup. Solenoid valve yang paling umum digunakan memiliki dua port : port masukan (inlet port) dan port keluaran (outlet port). Dalam perkembangannya sudah ada yang didesain dengan memiliki beberapa port. Solenoid valve digunakan sebagai pengendali otomatis untuk cairan dan gas. Solenoid valve yang modern menawarkan operasi yang cepat, keandalan yang tinggi, umur panjang


dan desain yang kompak [13]. Gambar 2.21 menunjukkan bentuk dasar dan bagian-bagian dari solenoid valve.

1. Valve body 2. Inlet port 3. Outlet port

4. Coil/Solenoid 5. Coil windings 6. Lead wires

7. Plunger 8. Spring 9. Orifice

Gambar 2.21 Bagian-bagian Solenoid Valve [13]

Cara kerja solenid valve seperti ditunjukkan pada gambar 2.21 adalah media (cairan atau gas) dikendalikan oleh katup dan masuk melalui port masukan (inlet port). Media harus mengalir melalui lubang orifice sebelum menuju ke port keluaran (outlet port). Orifice ditutup dan dibuka oleh pendorong (plunger). Katup seperti gambar di atas adalah jenis solenoid valve normal tertutup (normally-closed). Katup biasanya tertutup menggunakan pegas (spring) yang menekan ujung pendorong terhadap pembukaan lubang. Sealing di ujung pendorong membuat media memasuki lubang, sampai pendorong terangkat oleh medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh koil [13].

2.5.2. Electric Solenoid Valve G1/2 (Normally Closed) Solenoid valve yang akan digunakan adalah electric solenoid valve G1/2 normally closed. Katup ini dengan catu daya 12 volt DC yang memiliki 1 port masukan dan 1 port keluaran dengan ukuran 1/2 inchi. Sangat baik untuk cairan dengan viskositas rendah dan katup ini banyak digunakan diberbagai aplikasi, contohnya pada kran otomatis [14]. Gambar 2.22 menunjukkan bentuk fisik dari electric solenoid valve G1/2 normally closed.


Gambar 2.22 Electric Solenoid Valve G1/2 (Normally Closed ) [14] Ciri dan keistimewaan electric solenoid valve G1/2 (normally closed) [14] : 1.

Normally closed.

2.

Tahan lama.

3.

Stainless steel inlet filter.

4.

Suhu operasi yang beragam.

Spesifikasi electric solenoid valve G1/2 (normally closed) [14] : 1.

Tegangan kerja : 12 VDC.

2.

Arus maksimum: 450 mA.

3.

Mode operasi : normally closed.

4.

Inlet/Outlet ports: G1/2”.

5.

Material / bahan : nylon / stainless steel / Polyoxymethylene.

6.

Vale type : diaphragm valve (dioperasikan oleh servo).

7.

Filter screen : stainless steel inlet filter.

8.

Media yang sesuai : air, dengan viskositas rendah.

9.

Suhu kerja maksimum : 120°C.

10. Valve response time : cepat. 11. Range tekanan operasi : 0,02 – 0,8 MPa. 12. Umur pakai : lebih dari 200.000 langkah.

2.6.

Liquid Crystal Display (LCD) 2x16 Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai

tampilan suatu data, baik karakter , huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Crystal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang


bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD banyak sekali digunakan dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler. LCD berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler [8],[15]. LCD yang digunakan adalah LCD 2x16, artinya LCD terdiri dari 2 baris dan 16 karakter dengan 16 pin konektor. Gambar 2.23 menunjukkan bentuk fisik dan nama pin LCD 2x16.

Gambar 2.23 Bentuk Fisik dan Pin LCD 2x16 [9]

Konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD antara lain : 1.

VSS (Pin 1) : merupakan power supply (GND).

2.

VCC (Pin 2) : merupakan power supply (+5V).

3.

VEE (Pin 3) : merupakan input tegangan kontras LCD.

4.

RS Register Select (Pin 4) : merupakan register pilihan 0 = Register Perintah, 1 = Register Data.

5.

R/W (Pin 5) : merupakan read select, 1 = Read, 0 = Write.

6.

Enable Clock LCD (Pin 6) : merupakan masukan logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.

7.

D0 sampai D7 (Pin 7 sampai Pin 14) : merupakan data bus 1 sampai 7.

Dalam modul LCD terdapat mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD. Mikrokontroler tersebut dilengkapi dengan memori dan register [9]. Memori yang digunakan mikrokontroler internal LCD adalah : 1.

DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan.


2.

CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

3.

CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Register yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah : 1.

Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD dapat dibaca pada saat pembacaan data.

2.

Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

2.7.

Keypad Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan

interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Pada dasarnya keypad adalah sejumlah tombol yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk susunan tombol angka dan beberapa menu lainnya [15]. Salah satu jenis keypad yang sering digunakan adalah keypad matriks 4×4. Konstruksi keypad matriks 4×4 cukup sederhana, yaitu terdiri dari 4 baris dan 4 kolom dengan tombol berupa saklar push button yang diletakkan disetiap persilangan kolom dan barisnya. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matriks ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler [18]. Gambar 2.24 menunjukkan konstruksi keypad matriks 4×4.


Gambar 2.24 Konstruksi Keypad 4x4 [15] Rangkaian keypad diatas terdiri dari 16 saklar push button dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. Delapan garis yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom tersebut dihubungkan dengan port mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output dari keypad 4×4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagai input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programernya. Cara kerja keypad adalah sistem scanning yaitu mendeteksi terus menerus apakah ada penekanan tombol [9],[15].

2.8.

Transistor sebagai Saklar Transistor merupakan komponen elektronika yang terdiri dari tiga lapisan

semikonduktor. Transistor jenis NPN terdapat 2 lapis n dan 1 lapis p, sedangkan jenis PNP terdiri 2 lapis p dan 1 lapis n. Transistor mempunyai tiga kaki yang disebut dengan Emitor (E), Basis/Base (B) dan Kolektor/collector (C) [16],[17]. Gambar 2.25 menunjukkan perbedaan jenis NPN dan PNP.

Gambar 2.25 Perbedaan Transistor NPN dan PNP [16]


Penerapan

transistor

tidak

terbatas

hanya

untuk

amplifikasi

sinyal.

Melalui desain yang tepat dapat digunakan sebagai saklar untuk komputer dan kontrol aplikasi [17]. Gambar 2.26 menunjukkan rangkaian transistor sebagai saklar.

Gambar 2.26 Transistor sebagai Saklar [17]

Prinsip kerja transistor sebagai saklar adalah memanfaatkan kondisi jenuh dan cutoff suatu transistor, dimana kedua kondisi ini bisa diperoleh dengan pengaturan besarnya arus yang melalui basis transistor. Kondisi jenuh atau saturasi akan diperoleh jika basis transistor diberi arus cukup besar sehingga transistor mengalami jenuh dan berfungsi seperti saklar yang tertutup. Sedangkan kondisi cut-off diperoleh jika arus basis dilalui oleh arus yang sangat kecil atau mendekati 0 amphere, sehingga transistor bekerja seperti saklar yang terbuka. Sebenarnya jenis transistor memiliki spesifikasi yang berbeda-beda mengenai arus yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi jenuh atau cut-off. Tetapi biasanya tidak terlalu jauh berbeda kecuali terbuat dari bahan semikonduktor yang berbeda (silikon atau germanium). Nilai saturasi untuk arus kolektor dihitung dengan persamaan 2.16 adalah berikut ini :

=

(2.16)

Nilai IB daerah aktif sebelum hasil saturasi dapat didekati dengan persamaan 2.17 adalah berikut ini : ≅

=

(2.17)

=ℎ

(2.18)


Nilai saturasi IB harus memenuhi syarat sesuai persamaan 2.19 adalah berikut ini : >

(2.19)

Kemudian nilai hambatan masukan RB dapat dihitung dengan persamaan 2.20 adalah berikut ini : =

,

(2.20)

Nilai 0,7 volt pada persamaan 2.20 digunakan untuk bahan semikonduktor dari silikon, jika menggunakan germanium adalah 0,3 volt.


BAB III RANCANGAN PENELITIAN 3.1.

Proses Kerja Sistem Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu sistem mikro dengan

mikrokontroler ATmega8535, water flow sensor, solenoid valve, keypad dan LCD (liquid crystal display). Power supply 5 dan 12 volt DC disediakan untuk alat yang membutuhkan besar tegangan tersebut. Sistem mikro berfungsi sebagai pengendali utama input dan output dari sistem alat ini. Gambar 3.1 menunjukkan diagram blok perancangan dari alat ini. LCD

Sistem Mikro

Keypad

Flow Sensor

Solenoid Valve

PS +5 V PS +12 V

ke bagian yang membutuhkan

Gambar 3.1 Diagram Blok Perancangan Proses kerja alat adalah sebagai berikut : mikrokontroler sudah diberi program untuk mengendalikan kerja dari alat. Pilihan atau masukan data dari keypad akan diterima oleh mikrokontroler. Mikrokontroler akan memberikan keluaran ke LCD dan rangkaian driver solenoid valve. Driver memberikan sinyal ON untuk mengaktifkan solenoid valve sehingga air dapat mengalir. Aliran air yang mengalir akan terdeteksi oleh sensor. Keluaran sensor berupa sinyal pulsa diolah oleh mikrokontroler menjadi counter yang ditampilkan di LCD. Saat mencapai volume pilihan, mikrokontroler akan memberikan sinyal OFF ke driver. Solenoid valve akan kembali ke posisi normal sehingga air berhenti mengalir.

31


3.2.

Perancangan Perangkat Keras

3.2.1. Desain Alat Penakar Volume Air Desain alat direncanakan seperti dispenser air minum yang berukuran kurang lebih 30 cm x 40 cm dengan tinggi 80 cm (sudah termasuk penampung air). Gambar 3.2 menunjukkan desain alat beserta bagian-bagiannya.

1 35 cm

9

8 7

2 45 cm

3 4 5

40 cm

6

30 cm

a. Keterangan : 1. Penampung air 2. Box 3. Solenoid valve

b. 4. Water flow sensor 5. Saluran keluar air 6. Sistem Mikro

7. Keypad 8. LCD 9. Driver solenoid valve

Gambar 3.2 Desain Alat Penakar Volume Air a. Pandangan samping b. Pandangan depan Beberapa bagian atau komponen akan ditempatkan di dalam box yaitu : rangkaian sistem mikro, sensor, dan solenoid valve. Keypad dan LCD akan ditempatkan di luar box karena sebagai input pilihan dan output tampilan.

3.2.2. Minimum Sistem ATmega8535 Rangkaian elektronika AVR mikrokontroler akan berfungsi dengan baik jika dirangkai dengan sistem minimum pada chip AVR agar bekerja dengan optimal. Pada pin


12 dan pin 13 adalah pin kristal eksternal yang harus dirangkaikan dengan kristal sebagai sumber clock eksternal pada chip ATmega8535. Pada pin 9 adalah pin RESET yang harus dirangkaikan dengan rangkaian reset, yang berfungsi sebagai pe-reset program apabila terjadi error saat program berjalan. Komponen yang dibutuhkan untuk rangkaian sumber clock eksternal adalah [11]: a.

satu buah Kristal 10 MHz

b.

dua buah Kapasitor 22 pF

Nilai kapasitor diambil dari datasheet yang memiliki rentang dari 12 pF sampai 22 pF dengan Kristal 10 MHz. Komponen yang dibutuhkan untuk rangkaian reset adalah : a.

satu buah Kapasitor 22 pF

b.

satu buah Push Button sebagai tombol Reset Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian minimum sistem ATmega8535.

Gambar 3.3 Minimum Sistem ATmega8535 Rangkaian reset pada perancangan menggunakan Reset Pull-up Resistor yang sudah tersedia pada mikrokontroler dengan batasan sesuai datasheet sebesar 30 kΩ sampai 60 kΩ. Reset diperlukan untuk me-reset mikrokontroler secara otomatis setiap kali catu daya dinyalakan dan me-reset program counter sehingga perintah program dieksekusi dimulai pada alamat awal. Ketika catu daya diaktifkan, rangkaian reset menahan logika rendah pada pin reset dengan jangka waktu tertentu. Sesuai datasheet, jangka waktu


minimal (t) yang direkomendasikan adalah 1,5 s dan tegangan reset (vC) adalah 0,2 volt sampai 0,9 volt. Perhitungan RC time constant (t) mengacu pada persamaan 2.12 adalah : =

.

0,18 =

ln 0,18 = ln ln 0,18 = − 8,75x10

,

0,9 = 5 .

t

t ,

t

,

t

1,5

t =t

Nilai pull-up resistor minimal pada datasheet sebesar 30 kΩ, maka didapat nilai kapasitor maksimal yang mengacu pada persamaan 2.10. =

t

=

8,75x10 30x10

= 29,16 pF

Nilai pull-up resistor maksimal pada datasheet sebesar 60 kΩ, maka didapat nilai kapasitor minimal yang mengacu pada persamaan 2.10. =

t

=

8,75x10 60x10

= 14,58 pF

Dari perhitungan diperoleh nilai kapasitor minimal adalah 14,58 pF dan maksimal adalah 29,16 pF, maka dipilih nilai kapasitor (C3) standar adalah 22 pF.

3.2.3. Rangkaian Water Flow Sensor Water flow sensor yang rencananya digunakan adalah water flow sensor G1/2. Sensor bekerja dengan sistem hall effect. Sensor hall effect akan mengeluarkan output pulsa sesuai dengan besarnya aliran air. Pulsa-pulsa tersebut akan diolah oleh mikrokontroler berupa counter volume air yang melewati sensor. Rangkaian bekerja pada tegangan 5 volt sampai 24 volt DC. Arus maksimum pada tegangan 5 volt DC adalah sebesar 15 mA. Kabel output berjumlah 3 sudah didefinisikan fungsinya masing-masing oleh produsennya. Gambar 3.4 dan tabel 3.1 menunjukkan rangkaian sensor ke mikrokontroler ATmega8535.


Gambar 3.4 Rangkaian Sensor ke ATmega8535

Tabel 3.1 Konfigurasi Kabel Output Water Flow Sensor G1/2 No.

Kabel

Warna Kabel

Fungsi

Keterangan

1.

a

Merah

VCC

PS 5-24 VDC

2.

b

Kuning

Sinyal pulsa

Input ke mikrokontroler Pin

3.

c

Hitam

Ground

Mengacu pada datasheet sensor dapat dihitung jumlah pulsa pada perancangan jika debit air diketahui. Ketelitian sensor sebesar 3% saat debit air 1 liter per menit sampai 10 liter per menit. Apabila debit air 1 liter per menit maka dapat dihitung nilai frekuensi pulsanya dengan mengacu pada persamaan 2.8.

= 7,5.

= 7,5. 1 = 7,5 Hz

Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan saat debit air adalah 1 liter per menit maka pulsa dari sensor adalah 7,5 pulsa per detik. Tabel 3.2 adalah contoh hubungan nilai volume yang terukur sensor dengan jumlah pulsa sensor jika debit air adalah 1 liter per menit.

Tabel 3.2 Hubungan Volume dengan Jumlah Pulsa (jika Q = 1 liter/menit) No.

Volume

Waktu

Jumlah Pulsa

1.

100 ml

6 detik

7,5 x 6 = 45

2.

1000 ml

1 menit

7,5 x 60 = 450

3.

2000 ml

2 menit

7,5 x 120 = 900

Keterangan volume minimal pada perancangan volume maksimal pada perancangan

Debit air dan jumlah pulsa yang telah diketahui menjadi acuan dalam proses pembuatan program mikrokontrolernya.


3.2.4. Rangkaian Driver Solenoid Valve Solenoid valve yang rencananya digunakan adalah electric solenoid valve G1/2 normally closed. Spesifikasi alat dari produsen adalah menggunakan power supply 12 volt DC dan arus maksimum 450 mA. Driver dari mikrokontroler menuju solenoid valve menggunakan transistor. Transistor bipolar adalah komponen yang bekerja berdasarkan ada-tidaknya arus pemicuan pada kaki basisnya. Pada aplikasi driver, transistor bekerja sebagai saklar yang pada saat tidak menerima arus pemicuan, maka transistor akan berada pada posisi cut-off dan tidak menghantarkan arus, Ic = 0. Dan saat kaki basis menerima arus pemicuan, maka transistor akan berubah ke keadaan saturasi dan menghantarkan arus. Gambar 3.5 menunjukkan rangkaian praktis driver solenoid valve. Ketika mikrokontroler memberikan logika 1, maka akan memicu transistor sehingga solenoid valve akan ON. Sebaliknya ketika mikrokontroler memberikan logka 0, maka transistor tidak terpicu dan solenoid valve kembali OFF.

Gambar 3.5 Rangkaian Driver Solenoid Valve Rangkaian driver menggunakan transistor Darlington tipe TIP31, 2 resistor dan 1 dioda 1N4001. Penguatan transistor TIP31 (bdc=hFE) ditentukan sebesar 150 yang diambil dari grafik DC Current Gain TIP31. Sedangkan untuk resistor RB dapat dihitung dengan acuan persamaan 2.16, 2.17 dan 2.20.

= ≅

≈ 450 mA

450 mA ≅ 3 mA 150


= =

− 0,7

=

− 0,7

5 − 0,7 V = 1433,33 Ω 3 mA

Dipilih nilai resistor RB adalah 1,5 kΩ, sesuai nilai standar resistor dipasaran. Perhitungan ulang untuk memastikan nilai resistor (RB) yang akan digunakan memenuhi syarat arus maksimal solenoid valve 450 mA dengan acuan persamaan 2.17 dan 2.20. = =

− 0,7 . b

=

5 − 0,7 V = 2,87 mA 1,5 kΩ

= 2,87 . 150 = 430,5 mA

= 430,5 mA < 450 mA

Pada datasheet solenoid valve terdapat tekanan operasi 0,02 MPa sampai 0,8 MPa yang artinya solenoid valve akan bekerja dengan baik saat tekanan air antara 0,02 MPa sampai 0,8 MPa. Apabila di bawah 0,02 MPa maka aliran akan mengecil dan jika di atas 0,8 MPa maka solenoid valve tidak akan kuat menutup maksimal (tekanan terlalu besar). Desain perancangan menggunakan galon air minum 19 liter dengan memanfaatkan gravitasi bumi dan perhitungan tekanan air dalam galon menggunakan persamaan 2.7 adalah sebagai berikut : = 1000 kg/m = 10 m/s ℎ = 35 cm = 0,35 m ℎ = . . ℎ ℎ = 1000 . 10 .0,35 = 3500 Pa = 0,0035 MPa Berarti tekanan air dalam galon adalah 0,0035 MPa yaitu di bawah tekanan operasi solenoid valve. Sedangkan pengujian terhadap kerja solenoid valve saat dialiri air dengan tekanan rendah masih bisa mengalir dengan lancar, yang artinya solenoid valve masih bisa beroperasi. Ditambah lagi dengan perancangan alat yang dipakai untuk mengukur volume dengan batasan antara 100 ml sampai 2000 ml.


3.2.5. Rangkaian LCD 2x16 Gambar 3.6 menunjukkan rangkaian mikrokontroler ATmega8535 ke LCD 2x16. Power supply menggunakan 5 VDC dan pin 4, 5, 6, 11, 12, 13 dan 14 dihubungkan ke Port C mikrokontroler. Baris pertama LCD akan menampilkan mode volume pilihan, sedangkan baris kedua menampilkan counter saat sensor membaca aliran air.

Gambar 3.6 Rangkaian ATmega8535 ke LCD 2x16

3.2.6. Rangkaian Keypad 4x4 Gambar 3.7 menunjukkan rangkaian ATmega8535 ke keypad. Baris A, B, C dan D sebagai input ke mikrokontroler pada Port D0 sampai D3. Kolom 1, 2, 3 dan 4 sebagai output dari mikrokontroler Port D4 sampai D7.

Gambar 3.7 Rangkaian ATmega8535 ke keypad


Tabel 3.3 merupakan tombol-tombol keypad yang dibutuhkan pada perancangan ini.

Tabel 3.3 Tombol Keypad Perancangan No.

Tombol

Tombol Pilihan

1.

Angka

0 sampai 9 Mode “Khusus” Mode “Lain”

2.

Khusus

RUN Cancel Clear

Keterangan untuk input angka untuk memilih mode khusus untuk memilih mode lain untuk menjalankan perintah / eksekusi membatalkan perintah / kembali ke awal Menghapus salah ketik

Mode “Khusus” dan mode “Lain” merupakan mode utama yang disediakan untuk pemilihan volume. Pilihan volume dapat dilihat pada tabel 3.3. Tombol “RUN” merupakan tombol “Running process” yaitu menjalankan perintah atau tombol eksekusi. Tombol “Cancel” disediakan untuk membatalkan perintah ketika terjadi kesalahan pemilihan. Tombol “Clear” untuk menghapus salah pengetikan keypad.

3.2.7. Kalibrasi Volume Kalibrasi dilakukan untuk memastikan nilai dari hasil pengukuran alat sesuai dengan standar ukur nasional maupun internasional [2]. Pengukuran volume terutama volume benda cair, yang paling umum digunakan untuk mengukur adalah gelas ukur seperti pada gambar 2.1. Gelas ukur sudah ada garis atau nilai besaran volume yang sudah distandarkan. Pada perancangan alat ini akan menggunakan gelas ukur kapasitas 2000 mililiter yang berfungsi sebagai penampung dan pengukur volume air keluaran dari alat secara visual. Gelas ukur ini memiliki ketelitian garis skala 20 mililiter. Proses kalibrasi menggunakan timbangan digital. Kalibrasi menggunakan timbangan ini terkait dengan proses pengujian alat yang harus dilakukan beberapa kali uji dengan rentang uji tertentu. Tujuannya adalah mendapatkan nilai nominal yang terbaca berbentuk angka. Proses ini harus memperhitungkan berat penampung air dan berat jenis air. Karena yang diukur adalah volume air maka berat jenis air adalah 1000 kg/m3, yang berarti air dengan volume 1 liter bila diukur beratnya adalah 1 kg. Berkaitan dengan desain alat dan program mikrokontroler, pada saat counter volume tercapai dan mikrokontroler mematikan solenoid valve, pasti ada volume air


dengan nilai tertentu yang masih keluar sebagai sisa. Hal ini disebabkan karena desain perancangan solenoid valve berada di atas flow sensor, supaya lebih jelas akan ditunjukkan pada gambar 3.8. Besarnya nilai volume sisa harus diperhitungkan atau diketahui agar pengukuran alat bisa tepat. Nilainya menjadi dasar pada saat pembuatan program mikrokontrolernya.

Gambar 3.8 Desain antara Solenoid Valve dan Sensor Volume sisa dapat dihitung dengan persamaan volume tabung jika diameter tabung 16 mm dan tinggi 80 mm. = .

.

= . 8 . 80 = 16084,95 mm = 16,09 ml Sehingga disimpulkan untuk mencapai volume yang tepat pada perancangan ini, besarnya volume adalah hasil penjumlahan antara volume yang terbaca sensor ditambah dengan volume sisa.

3.3.

Perancangan Perangkat Lunak

3.3.1. Mode Pilihan Volume Pilihan volume pada alat ini direncanakan menggunakan 2 mode utama. Mode pilihan dibuat seperti pilihan nominal uang mesin ATM (Automatic Teller Machine). Tabel 3.4 menunjukkan pembagian pilihan volume pada alat ini. Mode pertama adalah mode “Khusus” dengan pilihan nominal yang telah di-setting pada sistem. Mode yang kedua adalah mode “Lain” untuk pemilihan volume tertentu melalui pengetikan nominal volume pada keypad. Batasan untuk mode “Lain” adalah nominal terkecil sebesar 100 ml dan nominal terbesar 2000 ml dengan kelipatan 100 ml.


Tabel 3.4 Mode Pilihan Volume No.

1.

2.

Mode

Tombol Pilihan

Keterangan

1

Volume 200 ml

2

Volume 500 ml

3

Volume 1000 ml

4

Volume 2000 ml

Ketik nominal

Dari 100 ~ 2000 ml, kelipatan 100 ml

Khusus

Lain

3.3.2. Diagram Alir Utama Gambar 3.9 menunjukkan proses mikrokontroler secara keseluruhan. Start Inisialisasi Port Pilih Mode

Tampilkan LCD

Running process

Solenoid Valve ON

Sensor membaca

Tampilkan LCD

Volume tercapai?

Tidak

Ya Solenoid Valve OFF

Stop Gambar 3.9 Diagram Alir Program Utama


Setelah start, program melakukan inisialisaisi terhadap port-port mikrokontroler. Proses pertama adalah pemilihan mode yang di-input melalui keypad yang nantinya akan ditampilkan pada LCD baris pertama. Kemudian air akan mengalir dan counter akan ditampilkan LCD baris kedua. Ketika counter sudah tercapai sesuai dengan program mode volume pilihan maka solenoid valve akan OFF dan proses berhenti. Running process merupakan proses eksekusi program dari menampilkan ke LCD baris pertama sampai solenoid valve menutup (air berhenti mengalir).

3.3.3. Diagram Alir Mode Mode pada perancangan alat ini dibagi menjadi 2, yaitu mode “Khusus” dan mode “Lain”. Gambar 3.10 menunjukkan diagram alir pilihan mode perancangan alat ini.

Start Inisialisasi Port

Pilih Mode

Mode “Lain”

Mode “Khusus”

Stop Gambar 3.10 Diagram Alir Pilihan Mode

Pilih mode “Khusus” dengan menekan tombol “Khusus” pada keypad yang berarti sistem akan masuk dalam mode “Khusus”. LCD akan menampilkan tulisan “ Mode Khusus”. Pilih mode “Lain” dengan menekan tombol “Lain” pada keypad yang berarti sistem akan masuk dalam mode “Lain”. LCD akan menampilkan tulisan “ Mode Lain”. Tekan tombol “Cancel” untuk membatalkan atau kembali ke mode awal.


3.3.4. Diagram Alir Mode Khusus Disediakan 4 pilihan volume pada mode “Khusus” seperti pada tabel 3.4. Gambar 3.11 menunjukkan diagram alir dari proses alat ketika dipilih mode “Khusus”.

Start Inisialisasi Port Mode “Khusus”

Pilih “1”

Pilih “3”

Pilih “2”

Pilih “4”

Pilih “RUN”

Stop Gambar 3.11 Diagram Alir Program Mode “Khusus” Pilih “1” dengan menekan tombol angka 1 pada keypad kemudian ditekan tombol RUN, maka alat akan mengeluarkan air dengan volume 200 ml. sedangkan pilih “2” untuk volume 500 ml, pilih “3” untuk volume 1000 ml dan pilih “4” untuk volume 2000 ml. Ketika menekan tombol selain 1 sampai 4, maka pada LCD akan menampilkan tulisan “Pilihan Salah”.

3.3.5. Diagram Alir Mode Lain Mode “Lain” disediakan untuk pemilihan volume dengan cara mengetik pada keypad besar volume air yang akan dikeluarkan oleh alat. Besar volume tersebut dalam satuan milliliter. Batasan mode “Lain” seperti pada tabel 3.4. Gambar 3.12 menunjukkan diagram alir dari proses alat ketika dipilih mode “Lain”.


Start Inisialisasi Port Mode “Lain” Ketik Volume (ml)

100≤”ml”≤2000; kelipatan 100 ?

Tidak

LCD :“Pilihan Salah”

Ya Pilih “RUN”

Stop Gambar 3.12 Diagram Alir Program Mode “Lain”

Sebagai contoh : dengan mengetik angka 100 pada keypad kemudian ditekan tombol RUN, maka alat akan mengeluarkan air dengan volume 100 ml. Diagram alir menjelaskan program mikrokontroler saat mendapat masukan dari keypad. Pada mode “Lain” ada batasan nilai volume yang yang diprogram mikrokontroler, yaitu kelipatan 100 ml dengan minimum 100 ml dan maksimum 2000 ml. ketika input keypad sesuai dengan batasan maka mikrokontroler akan melanjutkan proses selanjutnya yaitu “running process”. Tetapi jika input keypad selain batasan yang diberikan, maka mikrokontroler akan menampilkan tulisan pada LCD yaitu “Pilihan Salah”.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini membahas hasil dari sistem yang telah dirancang sebelumnya melalui percobaan dan pengujian. Bertujuan agar diperoleh data-data untuk mengetahui alat yang dirancang telah bekerja dengan baik atau tidak. Data yang diambil adalah volume air yang keluar dan diukur dengan alat ukur yang standar atau alat pembanding. Kemudian diperoleh data perbandingan antara nilai masukan dan keluaran pada sistem. Persentase error dihitung dari selisih nilai antara masukan dan keluaran.

4.1.

Bentuk Fisik Alat dan Hardware Elektronik

4.1.1. Bentuk Fisik Alat Penakar Volume Air Bentuk fisik dari alat penakar volume air berbasis mikrokontroler memiliki bagian utama yang ditunjukkan pada gambar 4.1. dan gambar 4.2.

Galon 19 liter

Box dispenser LCD Keypad Pipa saluran air Gambar 4.1 Implementasi Sistem (Tampak Depan) Gambar 4.1 menunjukkan alat tampak depan yang terdiri atas box dispenser, penampung air dari galon 19 liter, LCD 16x2 untuk menampilkan karakter data, keypad membran matrik 4x4 sebagai masukan dan pipa saluran keluar air.

45


Untuk mendapatkan hasil yang baik dari sistem, maka hasil implementasi sistem telah mengalami perubahan dari perancangan awal yang sudah dibuat pada bab sebelumnya. Perancangan sebelumnya tidak menggunakan pompa pada sistem, tetapi pada implementasi menggunakan pompa aquarium. Hal ini terkait dengan kerja solenoid valve yang membutuhkan air bertekanan cukup untuk membuka valve. Percobaan tanpa menggunakan pompa sudah dilakukan dan hasilnya aliran air pada sistem tidak lancar. Air yang mengalir dari tampungan tidak kuat mendorong valve untuk buka maksimal dan akibatnya aliran air terlalu kecil atau bahkan tidak bisa mengalir. Alasan penambahan pompa karena kesulitan dalam mencari solenoid valve yang bekerjanya tidak membutuhkan tekanan. Sehingga diputuskan ditambahkan pompa aquarium agar air yang masuk ke solenoid valve memiliki tekanan yang cukup dan dapat mendorong katup untuk membuka. Air yang mengalir keluar solenoid valve dapat terbaca oleh sensor, dan sistem dapat bekerja dengan baik.

Supply 220V Penampung dari galon

Solenoid valve

Supply 5V DC dan 12 V DC

Flow sensor Pompa aquarium 220 AC

Gambar 4.2 Implementasi Sistem Bagian Dalam (Tampak Samping)

Gambar 4.2 menunjukkan alat bagian dalam dispenser yang terdiri atas power supply, penampung air dari galon, pompa aquarium, solenoid valve dan flow sensor. Air dari penampung akan dipompa melewati buka-tutup solenoid valve dan alirannya akan terbaca oleh flow sensor.


4.1.2. Hardware Elektronik Alat Penakar Volume Air Hardware elektronik dari alat penakar volume air berbasis mikrokontroler ditunjukkan pada gambar 4.3.

LCD

Sistem mikro Driver valve dan pompa Input keypad Gambar 4.3 Implementasi Hardware Elektronik pada Sistem Sistem mikro berfungsi sebagai pengendali utama dari sistem alat ini. Sistem mikro mengunakan 1 buah mikrokontroler ATmega8535. Mikrokontroler mendapat input dari keypad dan flow sensor, sedang output-nya mengendalikan driver solenoid valve dan tampilan pada LCD 16x2. Sesuai perancangan, keypad dihubungkan ke port D, LCD dihubungkan ke port C, output dari sensor masuk ke pin B.1, dan output pin A.1 menuju driver pompa dan valve.

4.2.

Cara Penggunaan Alat Untuk menggunakan alat ini user dapat mengikuti langkah-langkah yang

ditampilkan pada LCD. Pada panel depan juga ditempel panduan penggunaan alat untuk mempermudah penggunaan alat. Panduan penggunaan alat dapat dilihat pada lembar lampiran 2. Power supply alat ini menggunakan tegangan 220 volt dan tombol ON / OFF berada di sisi belakang alat. Awalnya user diminta untuk memilih mode melalui keypad. Ada 2 mode pada alat ini, yaitu mode “Khusus” dan mode “Lain”. Pilihan nominal mode “Khusus” telah di-setting pada sistem, yaitu : 200 ml, 500 ml, 1000 ml dan 2000 ml. Mode


yang kedua adalah mode “Lain” untuk pemilihan volume tertentu melalui pengetikan nominal volume pada keypad. Batasan untuk mode “Lain” adalah nominal terkecil sebesar 100 ml dan nominal terbesar 2000 ml dengan kelipatan 100 ml. Tampilan awal ketika alat dihidupkan ditunjukkan pada gambar 4.4.

Gambar 4.4 Tampilan Awal Sistem dan Tombol Keypad Ketika alat dihidupkan, maka pada LCD akan langsung muncul tulisan “Pilih MODE” sebagai mode awal dari sistem. User tinggal pilih mode yang diinginkan, yaitu mode “Khusus” atau mode “Lain” dengan menekan tombol pada keypad.

4.2.1. Cara Penggunaan Mode Khusus Di bawah ini merupakan urutan cara penggunaan Mode Khusus : 1.

Tekan tombol “Khusus”, maka pada LCD muncul tulisan “Mode Khusus” pada baris pertama dan tulisan “1 - 4” pada baris kedua.

2.

Tekan tombol “1” untuk pilih volume 200 ml, tombol “2” untuk pilih volume 500 ml, tombol “3” untuk pilih volume 1000 ml dan tombol “4” untuk pilih volume 2000 ml. Jika tekan tombol selain “1”, “2”, “3” dan “4” maka akan muncul tulisan “Pilihan Salah” pada LCD yang berarti pilihan tidak ada pada sistem.

3.

Setelah tekan tombol “1”, “2”, “3” atau “4” maka pada LCD muncul tulisan “Anda Pilih : ” pada baris pertama dan baris kedua muncul tulisan nilai volume yang dipilih.

4.

Tekan tombol “Cancel” untuk membatalkan pilihan dan akan kembali ke mode awal.

5.

Siapkan penampung air.


6.

Tekan tombol “RUN” untuk menjalankan pilihan volume, maka air akan keluar.

7.

Setelah tombol “RUN” ditekan, user tidak bisa melakukan pembatalan, kecuali dimatikan power supply-nya.

8.

Saat proses run, pada LCD muncul tulisan “Silakan Tunggu !!” pada baris pertama dan baris kedua adalah tampilan pencacah (counter) yang menghitung pulsa dari sensor.

9.

Setelah counter mencapai batas volume dalam program, maka pada LCD muncul tulisan “Selesai” pada baris kedua dan akan kembali ke mode awal sistem.

10. Proses penggunaan mode Khusus selesai.

4.2.2. Cara Penggunaan Mode Lain Di bawah ini merupakan urutan cara penggunaan Mode Lain : 1.

Tekan tombol “Lain”, maka pada LCD muncul tulisan “Mode Lain” pada baris pertama dan tulisan “100ml – 2000ml” pada baris kedua.

2.

Setelah beberapa saat pada LCD muncul tulisan “Input Vol. : ” pada baris pertama. Berarti user diminta mengetik nilai volume yang diinginkan.

3.

Ketik nilai volume sesuai dengan batasan Mode Lain pada sistem. Jika mengetik diluar batasan Mode Lain maka setelah ditekan tombol “RUN” akan muncul tulisan “Pilihan Salah” pada LCD yang berarti pilihan tidak ada pada sistem.

4.

Tekan tombol “Clear” untuk menghapus salah ketik.

5.

Tekan tombol “Cancel” untuk membatalkan pilihan dan akan kembali ke mode awal.

6.

Siapkan penampung air.

7.

Tekan tombol “RUN” untuk menjalankan pilihan volume, maka air akan keluar dari pipa.

8.

Setelah tombol “RUN” ditekan, user tidak bisa melakukan pembatalan, kecuali dimatikan power supply-nya.

11. Saat proses run, pada LCD muncul tulisan “Silakan Tunggu !!” pada baris pertama

dan baris kedua adalah tampilan pencacah (counter) yang menghitung pulsa dari sensor. 9.

Setelah counter mencapai batas volume dalam program, maka pada LCD muncul tulisan “Selesai” pada baris kedua dan akan kembali ke mode awal sistem.

10. Proses penggunaan mode Lain selesai.


4.3.

Percobaan Alat Percobaan alat bertujuan untuk mencari nilai set point yang tepat dari tiap-tiap

pilihan volume pada sistem. Set point adalah nilai acuan yang digunakan di dalam program sebagai pengendali sistem untuk mencapai volume air tertentu. Set point ini berupa nilai pencacah (counter) dari sinyal pulsa yang dihasilkan oleh sensor ketika dialiri air. Yang dilakukan pertama adalah pengujian alat untuk mengetahui besarnya debit air pada sistem. Nilai debit air digunakan untuk menghitung frekuensi pulsa dari sensor. Frekuensi pulsa tersebut digunakan untuk perhitungan set point volume pada program. Pengujian debit air dilakukan dengan parameter isi galon penuh dan setengah. Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Debit Air pada Sistem Debit Air (liter/menit) Pengujian

Galon Penuh

Galon Setengah

Selisih

ke-1

2,44

2,37

0,07

ke-2

2,32

2,29

0,034

ke-3

2,32

2,24

0,08

Rata-rata

2,36

2,3

Parameter isi galon digunakan untuk mendapatkan data pengaruh isi galon terhadap debit air pada sistem. Dari hasil pengujian debit air yang ditunjukkan tabel 4.1, rata-rata debit air saat isi galon penuh adalah 2,36 liter/menit dan saat isi galon setengah adalah 2,3 liter/menit. Selanjutnya adalah perhitungan nilai frekuensi pulsa berdasarkan persaman 2.8. Jika isi galon penuh debit airnya 2,36 liter/menit maka frekuensi pulsanya adalah :

= 7,5.

= 7,5. 2,36 = 17,7 Hz

Jika isi galon setengah debit airnya 2,3 liter/menit maka frekuensi pulsanya adalah :

= 7,5.

= 7,5. 2,3 = 17,24 Hz

Dengan diketahuinya nilai debit air dan frekuensi pulsa maka dihitung nilai set point perhitungan tiap-tiap pilihan volume. Tabel pengaruh perbedaan debit air dan frekuensi pulsa terhadap waktu dan nilai set point dapat dilihat pada lembar lampiran 3. Dari tabel lampiran tersebut disimpulkan bahwa perbedaan debit air hanya berpengaruh terhadap lamanya waktu untuk mencapai nilai volume. Sedangkan nilai set point tiap


volume selalu sama. Tabel 4.2 menunjukkan hasil set point perhitungan pada tiap-tiap volume pilihan yang diambil dari lampiran 3.

Tabel 4.2 Set Point Perhitungan tiap Volume Pilihan Volume Set Point

100 45

200 90

300 135

400 180

Volume Set Point

1100 1200 1300 1400 495 540 585 630

500 225

600 270

700 315

800 360

900 405

1000 450

1500 1600 1700 1800 1900 2000 675 720 765 810 855 900

Dari tabel 4.2 disimpulkan bahwa untuk volume kelipatan 100 ml, set point perhitungannya adalah kelipatan 45. Persamaannya adalah sebagai berikut :

= 0,45

Nilai set point perhitungan ini akan menjadi dasar untuk menentukan nilai set point pada program. Set point program adalah nilai set point yang dipakai di dalam program. Set point program berbeda dengan set point perhitungan. Perbedaan set point tersebut didasari oleh desain alat dan hasil percobaan set point.

4.3.1. Set Point Program Dipengaruhi Desain Alat Set point program ini terkait dengan desain alat yaitu adanya volume sisa pada saluran air seperti dibahas dalam bab perancangan alat. Gambar 4.5 menunjukkan volume sisa saluran air pada alat. Solenoid valve

Volume sisa valve ke sensor

80 mm

16 mm

9,8 mm

Flow sensor

Volume sisa di pipa 120 mm

Gambar 4.5 Volume Sisa pada Alat

Pipa keluar


Pada gambar 4.5 ada 2 bagian volume sisa yang diperhitungkan, yaitu volume sisa valve ke sensor dan volume sisa di pipa. Volume sisa valve ke sensor adalah volume sisa yang masih terbaca oleh sensor setelah valve menutup. Hal ini karena posisi sensor yang berada di bawah valve. Dengan ukuran pipa diameter 16 mm dan panjang jarak valve ke sensor 80 mm, maka dapat dihitung volume sisanya adalah sebagai berikut : = .

. = . 8 . 80 = 16084,95 mm = 16,09 ml

Pipa keluar air dibuat melengkung naik pada ujung dengan tujuan untuk mempercepat proses berhentinya air. Jika dibuat seperti kran air biasa maka pada saat akhir aliran air akan menetes beberapa waktu karena pipa keluar air yang cukup panjang. Sehingga untuk memotong proses menetesnya air dan mempercepat berhentinya air, desain pipa keluar air dibuat seperti ditunjukkan gambar 4.5. Volume sisa di pipa adalah volume sisa akibat desain pipa keluar air yang melengkung. Ukuran pipa diameter 9,8 mm dan panjang 120 mm, maka dapat dihitung volume sisanya adalah sebagai berikut :

= .

. = . 4,9 . 120 = 9051,56 mm = 9,05 ml

Selisih dari volume sisa valve ke sensor dan volume sisa di pipa merupakan volume sisa untuk perhitungan nilai set point program. Selisih volume sisanya adalah 7,04 ml. Mengacu pada perancangan tentang hubungan volume dengan jumlah pulsa pada tabel 3.2, maka dapat dihitung jumlah pulsa untuk mencapai volume 7,04 ml adalah 3,17 dibulatkan menjadi 3 pulsa. Nilai set point program adalah nilai set point perhitungan pada tabel 4.2 dikurangi 3 tiap pilihan volume. Nilai set point program yang dipengaruhi oleh desain alat ditunjukkan pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Set Point Program Dipengaruhi Desain Alat Volume Set Point

100 42

200 87

300 132

400 177

500 222

600 267

Volume Set Point

1100 1200 1300 492 537 582

1400 627

1500 1600 672 717

700 312

800 357

900 402

1000 447

1700 1800 1900 2000 762 807 852 897

Dari tabel 4.3, pada volume 100 ml maka set point programnya adalah 43. Nilai tersebut diperoleh dari set point perhitungan dikurangi jumlah pulsa volume sisa karena desain alat,


yaitu 45 dikurangi 3, begitu seterusnya untuk volume yang lain. Set point tersebut dimasukkan ke dalam program. Persamaan untuk nilai set point program pada tabel 4.3 adalah sebagai berikut : = (0,45 .

)−3

Hasil percobaan set point program yang dipengaruhi desain alat secara lengkap dapat dilihat pada lembar lampiran 4. Percobaan dilakukan pada volume kelipatan 100 dari volume 100 ml sampai 2000 ml. Dari hasil percobaan disimpulkan bahwa semua hasil volume keluaran lebih besar dari nilai volume masukan. Persentase error terkecil adalah 4,42% dan terbesar adalah 9,33%.

4.3.2. Set Point Program dari Percobaan Set point program dari percobaan adalah set point program yang dicari dengan cara percobaan beberapa persamaan pada program kemudian diujikan pada alat untuk mencari persamaan set point program yang terbaik. Persamaan set point program yang terbaik jika perbandingan masukan dan keluaran volume dari alat memiliki selisih atau nilai persentase error terkecil. Cara percobaannya dengan ubah nilai set point pada program kemudian ambil data. Dari beberapa percobaan diperoleh data-data dan diambil nilai set point yang terbaik. Data set point program yang diambil dari beberapa percobaan secara lengkap dapat dilihat pada lembar lampiran 5 yaitu hasil percobaan set point program berdasarkan percobaan. Tabel 4.4 menunjukkan nilai set point program yang terbaik dari percobaan.

Tabel 4.4 Set Point Program dari Percobaan Volume

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Set Point

39

82

124

167

209

252

294

337

379

422

Volume

1100 1200 1300

1400

1500 1600

1700 1800 1900 2000

Set Point

464

692

643

719

507

549

677

762

804

847

Persamaan untuk nilai set point program pada tabel 4.4 adalah sebagai berikut :

= (0,425 .

)−3

Persamaan Set point tersebut merupakan persamaan terbaik dari beberapa percobaan yang telah dilakukan. Percobaan dilakukan pada volume 100 ml, 500 ml, 1000


ml, 1500 ml dan 2000 ml. Hasil percobaan dengan persamaan set point di atas adalah volume masukan dan keluaran memiliki selisih terbesar yaitu 4 ml pada percobaan volume 1500 ml. Sedangkan persentase error terkecil adalah 0,1% dan terbesar adalah 1%.

4.4.

Pengujian Keberhasilan Pengujian dilakukan untuk mengambil data volume keluaran dari alat yang

kemudian diukur dengan alat ukur standar. Proses kalibrasi menggunakan timbangan digital. Air yang keluar dari alat ditampung menggunakan gelas ukur kapasitas 2000 mililiter. Gelas ukur ini memiliki ketelitian garis skala 20 mililiter. Untuk mengamati kestabilan dan ketelitian pengukuran, maka akan dikalibrasi dengan timbangan digital. Timbangan digital yang digunakan memiliki kapasitas berat maksimum sebesar 5 kg dan ketelitian 1 gram. Gambar 4.6 menunjukkan proses kalibrasi volume air yang diukur dengan timbangan digital.

Gambar 4.6 Kalibrasi Volume Air dengan Timbangan Digital Mengacu pada perancangan kalibrasi volume, berat gelas ukur dan berat jenis air harus diperhitungkan. Berat gelas ukur kosong saat ditimbang adalah 212 gram seperti ditunjukkan pada gambar 4.6. Nilai 212 tersebut dijadikan nilai awal pada proses kalibrasi. Saat gelas ukur terisi air dan ditimbang, maka nilai yang terbaca oleh timbangan dikurangi 212 adalah berat dari air di dalam gelas ukur. Karena berat jenis air adalah 1 kg/dm3, maka berat air di dalam gelas ukur sama dengan volume air di dalam gelas ukur dalam milliliter. Pengambilan data didasarkan pada mode pilihan, yaitu mode Khusus dan mode Lain.


Perbandingan keluaran terhadap masukan volume tersebut dijadikan data persentase error dari hasil pengujian. Bila mengacu dari karakteristik sensor, kepresisian sensor adalah 3% pada rentang debit 1 sampai 10 liter per menit. Dengan debit air pada alat antara 2 sampai 3 liter per menit, maka alat dinyatakan berhasil bila persentase error di bawah 3%.

4.4.1. Pengujian Volume Mode Khusus Pengujian volume mode Khusus dilakukan sebanyak 3 kali pengambilan data. Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.5 dan grafiknya ditunjukkan pada gambar 4.7.

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Mode Khusus Pengujian I

Pengujian II

Output

Vol. (ml)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

200

200

0

0

202

2

1

201

1

0,5

500

502

2

0,4

503

3

0,6

498

-2

0,4

1000

998

-2

0,2

1002

2

0,2

996

-4

0,4

2000

1996

-4

0,2

1999

-1

0,05

1995

-5

0,25

Error (%)

Input

1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,5

Selisih Error

200

Output

Pengujian III

Selisih Error

500

Output

1000

Selisih Error

2000

Volume (mililiter) Percobaan 1

Percobaan 2

Percobaan 3

Gambar 4.7 Grafik Persentase Error Terhadap Volume pada Mode Khusus Berdasarkan hasil pengujian tabel 4.5, pengujian sebanyak 3 kali pada volume 200 ml, 500 ml, 1000 ml dan 2000 ml. Hasil pengujian menunjukkan ada 6 data volume


keluaran yang kurang dari volume masukan, 5 data volume keluaran yang melebihi volume masukan dan 1 data volume keluaran sama dengan volume masukan. Selisih volume terbesar adalah minus 5 ml pada pengujian ke-3 dengan volume masukan 2000 ml. Persentase error terbesar adalah 1% pada pengujian ke-2 dengan volume masukan 200 ml. Perhitungan persentase error pada tabel 4.5 persamaannya sebagai berikut : ℎ

(%) =

−

100 %

2 100 % 200 (%) = 1 %

(%) =

Berdasarkan grafik pada gambar 4.7 menunjukkan persentase error terbesar pada masukan volume kecil dan mengalami penurunan error di volume yang besar yaitu volume 1000 ml sampai 2000 ml. Hal tersebut disebabkan karena perhitungan persentase error menggunakan volume masukan sebagai pembagi. Mengacu dari karakteristik kepresisian sensor, maka pengujian volume mode Khusus dinyatakan berhasil dengan persentase error terbesar adalah 1%.

4.4.2. Pengujian Volume Mode Lain Pengujian volume mode Lain sama seperti mode Khusus yaitu dilakukan 3 kali pengambilan data. Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.6 dan grafiknya ditunjukkan pada gambar 4.8.

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Mode Lain Pengujian I

Pengujian II

Selisih Error

Output

Pengujian III

Input

Output

Selisih Error

Output

Selisih Error

Vol. (ml)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

100

100

0

0

99

-1

1

102

2

2

200

202

2

1

203

3

1,5

203

3

1,5

300

302

2

0,67

299

-1

0,33

303

3

1

400

401

1

0,25

403

3

0,75

402

2

0,5

500

500

0

0

500

0

0

502

2

0,4

600

603

3

0,5

603

3

0,5

600

0

0


Tabel 4.6 (Lanjutan) Hasil Pengujian Mode Lain Pengujian I

Pengujian II

Selisih Error

Output

Pengujian III

Input

Output

Selisih Error

Output

Selisih Error

Vol. (ml)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

Vol. (ml)

(ml)

(%)

700

700

0

0

700

0

0

701

1

0,14

800

803

3

0,375

799

-1

0,13

799

-1

0,13

900

898

-2

0,22

897

-3

0,33

901

1

0,11

1000

1000

0

0

1004

4

0,4

997

-3

0,3

1100

1100

0

0

1100

0

0

1099

-1

0,09

1200

1202

2

0,17

1201

1

0,08

1202

2

0,17

1300

1299

-1

0,08

1296

-4

0,31

1301

1

0,08

1400

1400

0

0

1397

-3

0,21

1398

-2

0,14

1500

1499

-1

0,07

1500

0

0

1497

-3

0,2

1600

1597

-3

0,19

1599

-1

0,06

1597

-3

0,19

1700

1697

-3

0,18

1698

-2

0,12

1696

-4

0,29

1800

1796

-4

0,22

1795

-5

0,28

1797

-3

0,17

1900

1897

-3

0,16

1900

0

0

1895

-5

0,26

2000

1999

-1

0,05

1998

-2

0,1

1996

-4

0,2

2,5 2 1,5

0,5

-1 -1,5

Volume (mililiter) Percobaan 1

Percobaan 2

Percobaan 3

Gambar 4.8 Grafik Persentase Error Terhadap Volume pada Mode Lain

2000

1900

1800

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

-0,5

200

0 100

Error (%)

1


Berdasarkan hasil pengujian tabel 4.6, pengujian sebanyak 3 kali pada volume 100 ml sampai 2000 ml dengan kelipatan 100 ml. Hasil pengujian menunjukkan ada 28 data volume keluaran yang kurang dari volume masukan, 20 data volume keluaran yang melebihi volume masukan dan 12 data volume keluaran sama dengan volume masukan. Selisih volume terbesar adalah minus 5 ml pada pengujian ke-2 dengan volume masukan 1800 ml dan pengujian ke-3 dengan volume masukan 1900 ml. Persentase error terbesar adalah 2% pada pengujian ke-3 dengan volume masukan 100 ml. Perhitungan persentase error pada tabel 4.6 persamaannya sebagai berikut : (%) =

ℎ

−

100 %

2 100 % 100 (%) = 2 %

(%) =

Berdasarkan grafik pada gambar 4.8 menunjukkan karakteristik grafik yang sama seperti pada mode Khusus. Yaitu menunjukkan persentase error terbesar pada volume kecil dan mengalami penurunan error di volume yang besar. Pada volume 100 ml sampai 600 ml sebagian besar keluaran lebih besar dari masukan volume, sedangkan pada volume di atas 700 ml keluaran kurang dari masukan volume. Mengacu dari karakteristik kepresisian sensor, maka pengujian volume mode Lain dinyatakan berhasil dengan persentase error terbesar adalah 2%.

4.5.

Analisis Hasil Pengujian Keberhasilan alat dilihat dari kesesuaian hasil keluaran dengan masukan dari alat

dalam melakukan pengukuran volume air tiap mode pilihan. Pada hasil pengujian diperoleh data masukan-keluaran volume, selisih volume dan persentase error tiap pilihan volume. Pengujian menunjukkan persentase error terbesar pada volume kecil dan mengalami penurunan error di volume yang besar, dengan persentase error terbesar adalah 2%. Analisis hasil pengujian dilakukan dengan pencocokan kurva metode kuadrat terkecil. Metode kuadrat terkecil ini digunakan untuk menentukan garis lurus terbaik dari sejumlah pasangan data yang secara teoritis memiliki hubungan linier, menentukan fungsi linier dari fungsi kuadratis, dan menentukan koefisien korelasi dari beberapa pasangan data. Data yang digunakan adalah hasil pengujian volume mode Lain pengujian ke-3,


karena memiliki hasil selisih volume yang lebih besar dibanding pengujian yang lain. Pencocokan kurva dengan metode kuadrat terkecil ditunjukkan pada tabel 4.7 dan grafik gambar 4.9.

Tabel 4.7 Data Pencocokan Kurva dengan Metode Kuadrat Terkecil No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Jumlah Rata-rata

xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 210 10,50

xi2 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 121 144 169 196 225 256 289 324 361 400 2870

a1

0,996098

a0

0,034474

Sy/x

0,014001

r2 r

0,999995 0,999997

yi 1,02 2,03 3,03 4,02 5,02 6 7,01 7,99 9,01 9,97 10,99 12,02 13,01 13,98 14,97 15,97 16,95 17,97 18,95 19,96 209,87 10,49

xi yi 1,02 4,06 9,09 16,08 25,1 36 49,07 63,92 81,09 99,7 120,89 144,24 169,13 195,72 224,55 255,52 288,15 323,46 360,05 399,2 2866,04

St = (yi - y)2 89,747202 71,630832 55,703832 41,906202 29,959202 20,191542 12,134772 6,267512 2,200772 0,274052 0,246512 2,330202 6,332772 12,155682 20,039052 29,992052 41,686392 55,898052 71,512392 89,614622 659,823655

Sr = (yi - a0 - a1 xi)2 0,000112 0,000011 0,000052 0,000001 0,000025 0,000122 0,000008 0,000176 0,000113 0,000648 0,000002 0,001047 0,000689 0,000000 0,000035 0,000004 0,000329 0,000033 0,000107 0,000013 0,003529


21 20

19,96

19

18,95

18

17,97

17

16,95

Output Volume (kelipatan 100 ml)

16

15,97

15

14,97

14

13,98

13

13,01

12

12,02

11

10,99

10

9,97

9

9,01

8

7,99

7

7,01

6

6

5

5,02

4

4,02

3

3,03

2

2,03

1

1,02

0 0

1

2

3

4

5

6

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Input Volume (kelipatan 100 ml)

Output Alat

Linear (Output Alat)

Gambar 4.9 Grafik Pencocokan Kurva Input-Output Volume Berdasarkan tabel 4.7 dan grafik pada gambar 4.9, terdapat 20 data xi dan yi. Nilai xi adalah volume masukan dengan kelipatan 100 ml dan yi volume keluaran dengan kelipatan 100 ml juga. Menggunakan metode kuadrat terkecil diperoleh data-data sebagai berikut : Koefisien a0 dan a1 yang merupakan koefisien-koefisien yang mewakili perpotongan dan kemiringan garis lurus adalah : 1=

S

S 0=

−S S − (S )

= 0,996098

− 1 = 0,034474


Dari nilai a0 dan a1 diperoleh persamaan garis linier dengan metode kuadrat terkecil sebagai berikut : = 0,996098 + 0,034474

Jumlah total kuadrat sisa St adalah : = S (

− ) = 659,823655

(

− 0 − 1 ) = 0,003529

Jumlah kuadrat sisa Sr adalah : =

Galat (error) simpangan baku Sy/x adalah : / =

−2

= 0,014001

Koefisien determinasi r2 adalah : =

−

= 0,999995

Koefisien korelasi r adalah : =

0,999994 = 0,999997

Pada pencocokan kurva metode kuadrat terkecil, kecocokan kurva yang sempurna ditunjukkan dengan nilai Sr = 0 dan r2 = 1. Dari hasil data diperoleh nilai Sr yang mendekati 0 yaitu 0,003529 dan nilai r2 yang mendekati 1 yaitu 0.999995. Maka kesimpulan analisis hasil pengujian dengan metode kuadrat terkecil menghasilkan kecocokan kurva yang mendekati sempurna dengan galat (error) simpangan baku 0,014001 atau 1,4%.

4.6.

Pembahasan Software Pada tugas akhir ini, software yang digunakan bernama “CodeVisionAVR” versi

2.05.3. Software CodeVision AVR adalah software compiler bahasa C. Software ini akan merubah bahasa C ke bahasa Asemmbler kemudian ke Hex. File yang berbentuk “.hex” ini


yang nantinya akan disimpan ke dalam chip mikrokontroler. Chip mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega 8535. Program yang dibuat pada CodeVision AVR dapat disimulasikan pada rangkaian simulasi Proteus ISIS sebelum dijalankan pada hardware. Simulasi Proteus ISIS yang digunakan adalah ISIS Profesional Release 7.0 SP0 (Build 12325). Pada software ini sudah dilengkapi dengan library komponen elektronik sehingga user tinggal panggil dan merangkai sesuai dengan kebutuhan perancangan. Setelah rangkaian siap, user harus mendownload program berbentuk hex yang sudah dibuat pada CodeVision agar dapat disimulasikan. Melalui simulasi Proteus ISIS dapat melihat apakah program yang dibuat sudah benar atau ada yang masih salah. Setelah simulasi sudah benar, maka program dapat disimpan ke dalam mikrokontroler menggunakan downloader. Downloader yang digunakan bernama “K-125 USB AVR Programer”. Downloader ini merupakan paket downloader program AVR yang sudah ada kabel penghubung antara PC dan rangkaian sistem mikrokontroler yang dibuat. Tetapi terlebih dahulu pada PC harus diinstal driver downloader tersebut yang namanya “PL2303 Prolific DriverInstaller v1417”.

4.7.

Program Utama Program utama dari alat ini adalah menjalankan penakaran volume berdasarkan

mode pilihan yang disediakan. Listing program awal saat alat dihidupkan ditunjukkan pada gambar 4.10.

Gambar 4.10 Listing Program Awal Setelah alat dihidupkan, maka sistem pada mode awal yaitu muncul tulisan “Pilih MODE” pada LCD baris pertama. Pada kondisi ini, sistem telah siap untuk pemilihan mode volume yang diinginkan.


4.7.1. Program Pemilihan Mode Listing program pemilihan mode Khusus atau Lain ditunjukkan pada gambar 4.11.

Gambar 4.11 Listing Program Pilih Mode Saat tombol “Khusus” ditekan, maka Port D pin 3 dan pin 6 akan aktif (logika 1), berarti mengaktifkan mode Khusus. Pada LCD baris pertama muncul tulisan “Mode Khusus” dan baris kedua “1 – 4”. Selanjutnya masuk mode Khusus dengan nama x=1 pada program. Saat tombol “Lain” ditekan, maka Port D pin 3 dan pin 5 akan aktif (logika 1), yang berarti mengaktifkan mode Lain. Pada LCD baris pertama muncul tulisan “Mode Lain” dan baris kedua “100ml – 2000ml”, setelah beberapa saat ganti tulisan “Input. Vol.:” pada baris pertama. Selanjutnya masuk program mode Lain dengan nama x=2 pada program.

4.7.2. Program Mode Khusus Mode Khusus ada 4 program pilihan volume, yaitu 200 ml, 500 ml, 1000 ml dan 2000 ml dibedakan menurut nilai setpoint. Pada listing program kali ini adalah contoh listing program untuk memilih volume 2000 ml yang ditunjukkan pada gambar 4.12.

Gambar 4.12 Listing Program Mode Khusus Pilihan 4


Gambar 4.12 (Lanjutan) Listing Program Mode Khusus Pilihan 4 Dari listing program, saat tombol angka “4” ditekan, maka Port D pin 0 dan pin 7 akan aktif (logika 1), yang berarti mengaktifkan mode Khusus piihan 4. Pada LCD baris pertama muncul tulisan “Anda Pilih :” dan baris kedua “2000ml”. Setpoint=847 adalah set point counter untuk volume 2000 ml. PIND==24 adalah tombol Cancel, kembali ke mode awal. PIND==136 adalah tombol RUN, jika ingin melanjutkan pilihan. Yang berarti PORTA=2 adalah pin 1 Port A yang dihubungkan ke driver valve. dan x=3 yaitu program Run.

4.7.3. Program Mode Lain Mode Lain ada 20 program pilihan volume, yaitu 100 ml sampai 2000 ml dengan kelipatan 100 ml. Program mode Lain menggunakan persamaan setpoint seperti pada percobaan yang telah dilakukan. Pada listing program kali ini adalah contoh listing program persamaan set point mode Lain yang ditunjukkan pada gambar 4.13.

Gambar 4.13 Listing Program Persamaan Set Point Mode Lain Dari listing program, jika input keypad atau pemiilihan volume sesuai dengan batasan mode Lain maka akan lanjut ke program Run. Nilai set point yang tergantung dari nilai pemilihan volume akan dihitung sesuai persamaan set point pada program. Jika pemilihan volume tidak sesuai batasan mode Lain maka pada LCD muncul tulisan “Pilihan Salah” dan akan kembali ke mode awal.


4.7.4. Program Run Gambar 4.14 menunjukkan listing program eksekusi Run setelah pemilihan mode volume.

Gambar 4.14 Listing Program Run Setelah tombol “RUN” ditekan, maka akan mengaktifkan driver pompa dan solenoid valve pada Port A sehingga air akan keluar. Pada LCD baris pertama muncul tulisan “Silakan Tunggu !! :” dan baris kedua muncul nilai counter dari register TCNT1 yang merupakan sinyal pulsa dari sensor. TCCR1B=0x07 adalah pembacaan sumber external clock T1 rising edge. Setelah counter sama nilainya set point, maka driver pada Port A akan mati (logika 0) dan LCD baris kedua muncul tulisan “Selesai”. Kemudian register TCNT1, set point, TCCR1B akan kembali ke 0 (reset) dan akan kembali ke mode awal.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

Kesimpulan Dari hasil perancangan dan pengujian pada alat penakar volume air berbasis

mikrokontroler dapat diambil kesimpulan : 1.

Sistem penakar volume air yang dirancang telah bekerja dengan baik pada rentang volume 100 ml sampai 2000 ml dengan kelipatan 100 ml.

2.

Karakteristik kepresisian water flow sensor adalah 3% pada debit 1 sampai 10 liter/menit. Sedang pembacaan water flow sensor pada alat ini memiliki persentase error maksimum adalah 2% dari 3 kali pengujian tiap mode.

3.

Analisis hasil pengujian dengan metode kuadrat terkecil menghasilkan kecocokan kurva yang mendekati sempurna dengan jumlah kuadrat sisa 0,003529 dan koefisien determinasi 0,999994 serta galat (error) simpangan baku 1,4%.

4.

Perubahan perancangan, dengan penambahan pompa aquarium karena jenis solenoid valve yang digunakan membutuhkan tekanan yang cukup untuk membuka katub dan mengalirkan air.

5.2.

Saran Setelah melakukan pengujian maka diperoleh beberapa hal yang bisa menjadi saran

untuk perkembangan penelitian lebih lanjut : 1.

Penakaran volume air dengan kelipatan kurang dari 100 ml tiap mode pilihan volume. Misal dengan kelipatan 10 ml, 20 ml atau lebih kecil lagi.

2.

Rentang volume dapat dikembangkan untuk menakar volume kurang dari 100 ml atau penakaran lebih dari 2000 ml.

3.

Solenoid valve yang dapat bekerja dengan tekanan rendah, sehingga tidak perlu penambahan pompa.

66


DAFTAR PUSTAKA [1] Rhamdhani, D., 2010, Measuring Microcontroller Based Automatic Water AT89S51, Faculty of Computer Science and Information Technology, Gunadarma University. [2]

Sulistiadji, K., dan Pitoyo, J., 2009, Alat Ukur dan Instrumen Ukur, BBP Mektan, Serpong.

[3]

Try,

W.,

Spesifikasi

2011,

Alat-alat

Lab,

http://belajarbersamabioc2011-

12.blogspot.com/2011/10/spesifikasi-alat-alat-lab.html, diakses 6 Februari 2014. [4]

Asyiddin, N., 2007, Fluid Flow Measurement, http://piyushpanchal2007.mynetworksolutions.com/images/3._FLOW.pdf, diakses 4 Februari 2014.

[5]

Bar-Meir, G., 2013, Basics of Fluid Mechanics, Version 0.3.4.0, Chicago, Hal. 6992.

[6]

----, 2010, Data Sheet Water Flow Sensor, Seeed Studio.

[7]

Sood, R., Kaur, M., and Lenka, H., 2013, Design and Development of Automatic Water Flow Meter, IJCSEA, Vol. 3, No. 3.

[8]

Heryanto, M., A., dan Adi, W., 2008, Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATmega8535, ANDI Yogyakarta, Yogyakarta.

[9]

Soebhakti, H., 2007, Basic AVR Microcontroller Tutorial, Politeknik Batam, Batam.

[10] Dunia

Elektronika,

2013,

Minimum

Sistem

Mikrokontroler

TAmega8535,

http://www.duniaelektronika.net/mikrokontroler-atmega8535-sistem-minimum/, diakses 9 Februari 2014. [11] ----, 2006, Data Sheet Microcontroller ATmega8535(L), Atmel. [12] Floyd, T., 2007, Principles of Electric Circuits Conventional Current Version 8th Edition, New Jersey, Hal. 486-496. [13] Solenoid-Valve-Info.com, 2013, Solenoid Valve Basics, http://www.solenoid-valveinfo.com/, diakses pada 8 Februari 2014. [14] Seeed,

2014,

G1/2

Electric

Solenoid

Valve

Normally

Closed,

http://www.seeedstudio.com/, diakses 8 Februari 2014. [15] Purnama, A., 2012, Elektronika Dasar, http://elektronika-dasar.web.id/, diakses 9 Februari 2014.


[16] Cathey, J.J., 2002, Schaum’s outlines Electronic devices and Circuits 2nd edition, USA, Hal. 70-71. [17] Boylestad, R., and Nashelsky, L., Electronic Devices and Circuit Theory 7th Edition, Ohio, Hal. 180-185 [18] ----, 2011, 4x4 Matrix Membrane Keypad (#27899), Parallax Inc.



LAMPIRAN 1 RANGKAIAN WIRING DIAGRAM ALAT

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L1

Gambar Rangkaian Wiring Diagram Alat


LAMPIRAN 2 PANDUAN PENGGUNAAN ALAT


Gambar Panduan Penggunaan Alat


LAMPIRAN 3 TABEL PENGARUH DEBIT DAN FREKUENSI TERHADAP WAKTU DAN SET POINT

(

) = 7,5

(

)=

1000

60

Tabel Pengaruh Debit dan Frekuensi Terhadap Waktu dan Set Point

=



LAMPIRAN 4 HASIL PERCOBAAN SET POINT PROGRAM DIPENGARUHI DESAIN ALAT


Tabel Hasil Percobaan Set Point Program Dipengaruhi Desain Alat Input Vol. (ml) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Set Point Perhitungan

Set Point Desain SP=(0,45*vol)-3

45 90 135 180 225 270 315 360 405 450 495 540 585 630 675 720 765 810 855 900

42 87 132 177 222 267 312 357 402 447 492 537 582 627 672 717 762 807 852 897

(

)

=

Output Timbangan (gr) 321 430 540 646 753 860 969 1076 1186 1294 1400 1501 1613 1721 1831 1934 2040 2146 2255 2367

Berat Gelas Ukur (gr) 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212 212

−

Output Vol. (ml) 109 218 328 434 541 648 757 864 974 1082 1188 1289 1401 1509 1619 1722 1828 1934 2043 2155

Selisih Vol. (ml) 9 18 28 34 41 48 57 64 74 82 88 89 101 109 119 122 128 134 143 155

Error (%) 9,00 9,00 9,33 8,50 8,20 8,00 8,14 8,00 8,22 8,20 8,00 7,42 7,77 7,79 7,93 7,63 7,53 7,44 7,53 7,75


LAMPIRAN 5 HASIL PERCOBAAN SET POINT PROGRAM BERDASARKAN PERCOBAAN


Tabel Hasil Percobaan Set Point Program Berdasarkan Percobaan Persamaan Set Point ke-1 : SP=(0,4 x Vol) - 3 Input Vol. (ml)


Set Point Percobaan SP=(0,4*vol)-3

Output Timbangan (gr)

Berat Gelas Ukur (gr)

Output Vol. (ml)

Selisih Vol. (ml)

Error (%)

100 500 1000 1500 2000

45 225 450 675 900

37 197 397 597 797

310 702 1187 1674 2150

212 212 212 212 212

98 490 975 1462 1938

-2 -10 -25 -38 -62

-2,00 -2,00 -2,50 -2,53 -3,10

Persamaan Set Point ke-2 : SP=(0,43 x Vol) - 3 Input Set Point Output Set Point Vol. Percobaan Timbangan Perhitungan (ml) SP=(0,43*vol)-3 (gr) 100 45 40 316 500 225 212 726 1000 450 427 1228 1500 675 642 1739 2000 900 857 2245

Berat Gelas Ukur (gr) 212 212 212 212 212

Output Vol. (ml) 104 514 1016 1527 2033

Selisih Vol. (ml) 4 14 16 27 33

Persamaan Set Point ke-3 : SP=(0,42 x Vol) - 3 Input Set Point Output Set Point Vol. Percobaan Timbangan Perhitungan (ml) SP=(0,42*vol)-3 (gr) 100 45 39 311 500 225 207 712 1000 450 417 1211 1500 675 627 1708 2000 900 837 2200

Berat Gelas Ukur (gr) 212 212 212 212 212

Output Vol. (ml) 99 500 999 1496 1988

Selisih Vol. (ml) -1 0 -1 -4 -12

SP=(0,425*vol)-3

Output Timbangan (gr)

Berat Gelas Ukur (gr)

Output Vol. (ml)

Selisih Vol. (ml)

Error (%)

39,5 209,5 422 634,5 847

311 715 1209 1708 2210

212 212 212 212 212

99 503 997 1496 1998

-1 3 -3 -4 -2

-1,00 0,60 -0,30 -0,27 -0,10

Error (%) 4,00 2,80 1,60 1,80 1,65

Error (%) -1,00 0,00 -0,10 -0,27 -0,60

Persamaan Set Point ke-4 : SP=(0,425 x Vol) - 3 Input Vol. (ml)


100 500 1000 1500 2000

45 225 450 675 900

Set Point Percobaan

(

) =

−


LAMPIRAN 6 LISTING PROGRAM KESELURUHAN

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L6-1

Listing Program Keseluruhan /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V2.05.3 Standard Automatic Program Generator © Copyright 1998-2011 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Alat Penakar Volume Version : Date : 22/06/2015 Author : se7en Company : USD Comments: -

//Nama Program

Chip type : ATmega8535 //Jenis chip Program type : Application AVR Core Clock frequency: 10,000000 MHz Memory model : Small External RAM size :0 Data Stack size : 128 *****************************************************/ #include <mega8535.h> //Inisialisasi mikrokontroler yang dipakai, ATmega8535 #include <delay.h> //Fungsi tunda (delay) eksekusi program #include <stdio.h> //Fungsi input & output standar #include <stdlib.h> //Fungsi library standar, operasi pembanding atau konversi #include //memakai library alphanumerik lcd int x=0; //tipe data integer (bilangan bulat) dengan nama variabel x int setpoint=0; //tipe data integer (bilangan bulat) dengan nama variabel setpoint int klipatan100; //tipe data integer (bilangan bulat) dengan nama variable klipatan100 unsigned int nilai; //tipe data unsigned integer (bil. bulat positif), nama var. nilai char temp[4],array[4],i=0; //tipe data karakter char buf[30]; //deklarasi variabel buf untuk menyimpan/ditampilkan ke lcd void simpan_nilai() { if(i==1){nilai=array[i];} else if(i>=2&&i<=4) { nilai=(nilai*10)+array[i]; } else { i=0; nilai=0; array[0]=0; array[1]=0; array[2]=0; array[3]=0; temp[0]=0;

//program simpan data "nilai" menu lain //logika if-else untuk tekan tombol keypad maksimal 4 digit


temp[1]=0; temp[2]=0; temp[3]=0; } } void tampil2() { if(nilai>0) { ftoa(nilai,0,temp); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(temp); } }

//program tampil2, tampilkan data "nilai" menu Lain pada LCD

//mengubah tipe data float ke array,tampilkan ke lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //Menampilkan data nilai pada LCD

void main(void) { // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x02; // Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00; // Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=0 State2=0 State1=0 State0=0 PORTD=0x00; DDRD=0x0F; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00;


// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: T1 pin Rising Edge // Mode: Normal top=0xFFFF // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // USART initialization // USART disabled UCSRB=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00;


// ADC initialization // ADC disabled ADCSRA=0x00; // SPI initialization // SPI disabled SPCR=0x00; // TWI initialization // TWI disabled TWCR=0x00; // Alphanumeric LCD initialization // Connections are specified in the // Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTC Bit 0 // RD - PORTC Bit 1 // EN - PORTC Bit 2 // D4 - PORTC Bit 4 // D5 - PORTC Bit 5 // D6 - PORTC Bit 6 // D7 - PORTC Bit 7 // Characters/line: 16 lcd_init(16); up: //kembali mode awal lcd_clear(); //hapus tampilan pada lcd lcd_gotoxy(0,0); //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd lcd_putsf("Pilih MODE"); //menampilkan string "Pilih MODE" pada lcd x=0; i=0; nilai=0; temp[0]=0; temp[1]=0; temp[2]=0; temp[3]=0; while(x==0) { PORTD=8; delay_ms(1); if(PIND==72) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Mode Khusus"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1-4"); x=1; } if(PIND==40) { lcd_clear();

//program pilih mode Khusus atau mode Lain //dec.8 maka Port D Pin 3 aktif, keypad kolom 1 aktif //waktu tunda selama 1 millisecond //dec.72 keypad tombol "Khusus" aktif, pilih mode Khusus //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Mode Khusus" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "1-4" pada lcd //menuju ke mode Khusus //dec.40 maka keypad tombol "Lain" aktif, pilih mode Lain //hapus tampilan pada lcd


lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Mode Lain"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("100ml - 2000ml"); delay_ms(1000); lcd_clear(); x=2;

//menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Mode Lain" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "100ml-2000ml" pada lcd //waktu tunda selama 1000 millisecond = 1 detik //hapus tampilan pada lcd //menuju ke mode Lain

} } while (x==1) { PORTD=1; delay_ms(10); if(PIND==33) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Anda Pilih :"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("2000ml"); setpoint=847; } if(PIND==65) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Anda Pilih :"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("200ml"); setpoint=82; } if(PIND==17) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Pilihan Salah"); delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Mode Khusus"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1-4"); x=1; } PORTD=2; delay_ms(10); if(PIND==66) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

//program mode Khusus //dec.1 maka Port D Pin 0 aktif, keypad kolom 4 aktif //waktu tunda selama 10 millisecond //dec.33 : keypad tombol "4" aktif, pilihan 4 volume 2000ml //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Anda Pilih :" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "2000ml" pada lcd //set point 2000ml mode khusus, counter sampai 847 //dec.65 : keypad tombol "1" aktif, pilihan 1 volume 200ml //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Anda Pilih :" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "200ml" pada lcd //set point 200ml mode khusus, counter sampai 82 /dec.17 maka keypad tombol "7" aktif, jika tekan 7 //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "Pilihan Salah" pada lcd //waktu tunda selama 1000 millisecond = 1 detik //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Mode Khusus" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "1-4" pada lcd //kembali ke tampilan mode Khusus

//dec.2 maka Port D Pin 1 aktif, keypad kolom 3 aktif //waktu tunda selama 10 millisecond //dec.66 : keypad tombol "2" aktif, pilihan 2 volume 500ml //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd


lcd_putsf("Anda Pilih :"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("500ml"); setpoint=209; } if(PIND==130) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Pilihan Salah"); delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Mode Khusus"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1-4"); x=1; } if(PIND==34) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Pilihan Salah"); delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Mode Khusus"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1-4"); x=1; } if(PIND==18) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Pilihan Salah"); delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Mode Khusus"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1-4"); x=1; } PORTD=4; delay_ms(10); if(PIND==68) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Anda Pilih :");

//menampilkan string "Anda Pilih :" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "500ml" pada lcd //set point 500ml mode khusus, counter sampai 209 //dec.130 maka keypad tombol "0" aktif, jika tekan 0 //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "Pilihan Salah" pada lcd //waktu tunda selama 1000 millisecond = 1 detik //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Mode Khusus" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "1-4" pada lcd //kembali ke tampilan mode Khusus //dec.34 maka keypad tombol "5" aktif, jika tekan 5 //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "Pilihan Salah" pada lcd //waktu tunda selama 1000 millisecond = 1 detik //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Mode Khusus" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "1-4" pada lcd //kembali ke tampilan mode Khusus //dec.18 maka keypad tombol "8" aktif, jika tekan 8 //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "Pilihan Salah" pada lcd //waktu tunda selama 1000 millisecond = 1 detik //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Mode Khusus" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "1-4" pada lcd //kembali ke tampilan mode Khusus

//dec.4 maka Port D Pin 3 aktif, keypad kolom 2 aktif //waktu tunda selama 10 millisecond //dec.68 : keypad tombol "3" aktif, pilihan 3 volume 1000ml //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Anda Pilih :" pada lcd


lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1000ml"); setpoint=422; } if(PIND==36) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Pilihan Salah"); delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Mode Khusus"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1-4"); x=1; } if(PIND==20) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Pilihan Salah"); delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Mode Khusus"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1-4"); x=1; } PORTD=8; delay_ms(10); if(PIND==24){goto up;} if(PIND==136){PORTA=2;x=3;}

//menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "1000ml" pada lcd //set point 1000ml mode khusus, counter sampai 422 //dec.36 maka keypad tombol "6" aktif, jika tekan 6 //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "Pilihan Salah" pada lcd //waktu tunda selama 1000 millisecond = 1 detik //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Mode Khusus" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "1-4" pada lcd //kembali ke tampilan mode Khusus //dec.20 maka keypad tombol "9" aktif, jika tekan 9 //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "Pilihan Salah" pada lcd //waktu tunda selama 1000 millisecond = 1 detik //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Mode Khusus" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "1-4" pada lcd //kembali ke tampilan mode Khusus

//dec.8 maka Port D Pin 3 aktif, keypad kolom 1 aktif //waktu tunda selama 10 millisecond //dec.24 : tombol "Cancel" aktif, kembali ke mode awal //dec.136 maka keypad tombol "RUN" aktif, Port A Pin 1 aktif, eksekusi Run

} while(x==2) { klipatan100=nilai%100; lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Input Vol.:"); PORTD=1; delay_ms(10);

//program mode LAIN

//menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Input Vol.:" pada lcd //dec.1 maka Port D Pin 0 aktif, keypad kolom 4 aktif //waktu tunda selama 10 millisecond

//keypad tombol "7" if(PIND==17&&nilai<=2000){while(PIND==17){}i++;array[i]=7;simpan_nilai();delay_ms(50);} //keypad tombol "4" if(PIND==33&&nilai<=2000){while(PIND==33){}i++;array[i]=4;simpan_nilai();delay_ms(50);}


//keypad tombol "1" if(PIND==65&&nilai<=2000){while(PIND==65){}i++;array[i]=1;simpan_nilai();delay_ms(50);} //keypad tombol "Clear" if(PIND==129){while(PIND==129){}lcd_clear();i=0;nilai=0;delay_ms(50);} PORTD=2; delay_ms(10);

//dec.2 maka Port D Pin 1 aktif, keypad kolom 3 aktif //waktu tunda selama 10 millisecond

//keypad tombol "8" if(PIND==18&&nilai<=2000){while(PIND==18){}i++;array[i]=8;simpan_nilai();delay_ms(50);} //keypad tombol "5" if(PIND==34&&nilai<=2000){while(PIND==34){}i++;array[i]=5;simpan_nilai();delay_ms(50);} //keypad tombol "2" if(PIND==66&&nilai<=2000){while(PIND==66){}i++;array[i]=2;simpan_nilai();delay_ms(50);} //keypad tombol "0" if(PIND==130&&nilai<=2000){while(PIND==130){}i++;array[i]=0;simpan_nilai();delay_ms(50);} PORTD=4; delay_ms(10);

//dec.1 maka Port D Pin 2 aktif, keypad kolom 2 aktif //waktu tunda selama 10 millisecond

//keypad tombol "9" if(PIND==20&&nilai<=2000){while(PIND==20){}i++;array[i]=9;simpan_nilai();delay_ms(50);} //keypad tombol "6" if(PIND==36&&nilai<=2000){while(PIND==36){}i++;array[i]=6;simpan_nilai();delay_ms(50);} //keypad tombol "3" if(PIND==68&&nilai<=2000){while(PIND==68){}i++;array[i]=3;simpan_nilai();delay_ms(50);} PORTD=8; delay_ms(10); if(PIND==24){x=0;goto up;}

//dec.8 maka Port D Pin 3 aktif, keypad kolom 1 aktif //waktu tunda selama 10 millisecond //dec.24 : tombol "Cancel" aktif, kembali ke mode awal

if(PIND==136) { if(klipatan100==0&&nilai<=2000) { PORTA=2; setpoint=(nilai*0.425)-3; x=3; } else { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("INPUT"); lcd_gotoxy(0,1);

//dec.136 maka keypad tombol "RUN" aktif //jika nilai klipatan100=0 dan nilai sama atau dibawah 2000 //dec.2 maka Port A Pin 1 aktif, valve open //formula set point mode lain //ke program RUN

//hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "INPUT" pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd


lcd_putsf("Pilihan Salah"); i=0; nilai=0; temp[0]=0; temp[1]=0; temp[2]=0; temp[3]=0; delay_ms(1000); lcd_clear(); } } tampil2();

//menampilkan string "Pilihan Salah" pada lcd

//waktu tunda selama 1000 millisecond = 1 dtk //hapus tampilan pada lcd

//ke program tampil2

} while(x==3) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Silakan Tunggu!!"); sprintf(buf,"%i",TCNT1); lcd_puts(buf); delay_ms(20); TCCR1B=0x07; if(TCNT1>=setpoint) { PORTA=0;

} } }

//program RUN (buka valve - counter up - stop) //hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 0 pada lcd //menampilkan string "Silakan Tunggu!!" pada lcd //tampilkan bilangan integer ke register TCNT1 (counter) //tampil counter //waktu tunda selama 20 millisecond //counter aktif, sumber ekternal clock T1 rising edge //jika bilangan di register sama dengan nilai setpoint //dec.0 maka Port A logika 0, valve close

lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Selesai"); delay_ms(2000); lcd_clear();

//hapus tampilan pada lcd //menempatkan kursor di kolom 0 baris 1 pada lcd //menampilkan string "Selesai" pada lcd //waktu tunda selama 2000 millisecond = 2 detik //hapus tampilan pada lcd

TCNT1=0; setpoint=0; TCCR1B=0; x=0; goto up;

//reset register TCNT1 //nilai setpoint menjadi 0 //mematikan mode counter //kembali ke program awal


LAMPIRAN 7 DATASHEET ATMEGA8535


Datasheet ATmega8535



LAMPIRAN 8 DATASHEET WATER FLOW SENSOR G1/2


Datasheet Water Flow Sensor G1/2



LAMPIRAN 9 DATASHEET ELECTRIC SOLENOID VALVE G1/2


Datasheet Electric Solenoid Valve G1/2


LAMPIRAN 10 DATASHEET 4X4 MATRIX MEMBRANE KEYPAD


Datasheet 4x4 Matrix Membrane Keypad


ALAT PENAKAR VOLUME AIR BERBASIS MIKROKONTROLER

Recommend Documents