APLIKASI SENSOR PELAMPUNG PADA SISTEM PENGONTROLAN PINTU AIR OTOMATIS PADA BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51
TUGAS AKHIR
DEARNI PURBA 072408051
PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
Universitas Sumatera Utara
APLIKASI SENSOR PELAMPUNG PADA SISTEM PENGONTROLAN PINTU AIR OTOMATIS PADA BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
DEARNI PURBA 072408051
PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
JUDUL
KATEGORI NAMA PROGRAM STUDI DEPARTEMEN FAKULTAS
: APLIKASI SENSOR PELAMPUNG PADA SISTEM PENGONTROLAN PINTU AIR OTOMATIS PADA BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 : TUGAS AKHIR : DEARNI PURBA : DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
Diluluskan di : Medan, Juni 2010
Diketahui : Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Program Studi D – III FIN
Pembimbing
Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc Nip. 196505171993031009
Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc Nip. 196006031986011002
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
APLIKASI SENSOR PELAMPUNG PADA SISTEM PENGONTROLAN PINTU AIR OTOMATIS PADA BENDUNGAN BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Juni 2010
Dearni Purba 072408051
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan Syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan limpahan karunia-Nya Tugas Akhir ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Drs. Takdir Tamba M.Eng.Sc selaku pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan tugas akhir ini. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Dr. Marhaposan Situmorang, M.Sc dan Drs. Justinon, M.Si, Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, semua Dosen pada Departemen Fisika FMIPA USU, pegawai di FMIPA USU dan rekan – rekan seperjuangan khususnya Program Studi D-III Fisika Instrumentasi stambuk 2007. Akhirnya tidak terlupakan kepada Ayahanda A. Purba dan Ibunda saya M. Saragi atas do’a, kasih sayang serta bantuan yang berupa materi maupun non materi yang telah diberikan kepada penulis selama ini, adik – adik saya semua yang selama ini memberikan semangat dan doa selama proses pengerjaan, partner Tugas Praktek Proyek saya Fatimah Sri Handayani serta rekan – rekan Walang 07 ( Ime, Hila, Linik, Mia, Elda, Lina dan Hesti) yang saling memberikan motivasi selama proses pengerjaan Tugas Akhir, sehingga Tugas akhir kita dapat selesai. Penulis menyadari dalam laporan ini terdapat kekurangan baik secara materi maupun penyajiannya. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis ucapkan banyak terima kasih kepada pihak yang telah memberikan bantuan. Semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Dunia industri terus berkembang dengan sistem yang semakin sederhana dan otomatis, sistem inilah yang banyak sekali digunakan. Perkembangan yang semakin pesat ini, menuntut kita untuk lebih menghemat biaya, waktu dan tenaga. Untuk itu akan sangat bermanfaat bagi dunia industri, apabila dalam suatu kegiatan akademik ditunjukkan dan diberikan simulasi dari modul. Dalam sistem membuka dan menutup pintu air pada bendungan. Agar dapat membuka maupun menutup pintu air pada bendungan secara otomatis, maka digunakan alat yang dapat meringankan pekerjaan serta memudahkan dalam pengawasan terhadap air yang berada pada bendungan tersebut. Alat ini menggunakan mikrokontroler AT89S51 yang bekerja berdasarkan ketinggian level cairan yang dideteksi oleh sensor air. Lebarnya pembukaan pintu air akan disesuaikan dengan tingginya level air yang telah dicapai sehingga pintu ini akan semakin lebar terbuka apabila level ketinggian air semakin tinggi.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI Halaman ii iii iv v vi viii ix
Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Daftar isi Daftar Tabel Daftar Gambar
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Tujuan Penulisan 1.4 Batasan Masalah 1.5 Sitematika Penulisan
1 1 2 3 4 4
BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Perangkat Keras 2.1.1 Prinsip Kerja Pembuka/Penutup Pintu 2.1.2 Mikrokontroller AT89S51 2.1.2.1 Konstruksi AT89S51 2.1.2.2 Pin – Pin Pada Mikrokontroller AT89S51 2.1.3 Driver Motor Stepper 2.1.4 Motor Stepper 2.1.5 Sensor Pelampung 2.1.5.1 Pengertian Sensor pelampung 2.1.5.2 Konstruksi Sensor Pelampung 2.1.5.3 Prinsip Kerja Sensor Pelampung 2.1.5.4 Aplikasi Sensor Pelampung 2.2 Perangkat Lunak 2.2.1 Bahasa Assembly MCS – 51 2.2.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator 2.2.3 Software Downloader
6 6 11 13 15 19 7 8 8 9 10 26 26 30 31
BAB 3 RANCANG BANGUN DAN PROGRAM 3.1 Diagram Blok Rangkaian 3.2 Perancangan Power Supply (PSA) 3.3 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 3.4 Sensor Pelampung 3.5 Perancangan Rangkaian Driver Motor Stepper 3.6 Diagram Alir Program
32 32 34 36 37 38 40
BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA) 4.2 Pengujian Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT89S51
42 42 43
Universitas Sumatera Utara
4.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper 4.4 Pengujian Rangkaian Saklar Batas 4.5 Pengujian Sensor Pelampung
45 50 50
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran
52 52 53
Daftar Pustaka Lampiran
54
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Fungsi Masing-masing Pin pada Port 3 Mikrokontroler Tabel 2.2 Formasi tegangan/logika pada Stepper Motor Tabel 2.3 Formasi double active bit untuk mode putaran full step Tabel 4.1 Data Motor Stepper Untuk membuka dan Menutup
13 20 21 49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3
Halaman Diagram Blok Sistem pembuka/penutup pintu 6 IC Mikrokontroler AT89S51 15 (a) bentuk pulsa keluaran dari driver motor stepper (b) penerapan pulsa driver pada motor stepper dan arah putaran yang bersesuaian 19 bentuk gelombang keluaran rangkaian pembangkit pulsa 20 Sensor pelampung 25 Software 8051 Editor, Assenbler, Simulator 30 ISP – Flash Programmer 31 Diagram Blok Sistem pembuka/penutup pintu 32 Rangkaian Power Supplay (PSA) 34 Rangkaian mikrokontroller AT89S51 36 Sensor Air Sederhana 38 Rangkaian Driver Motor Stepper 39 Diagram Alir Program 41 Rangkaian Power Supplay (PSA) 42 Rangkaian minimum AT89S51 43 Rangkaian Motor Stepper 46
Universitas Sumatera Utara
