Sistem Kendali Keseimbangan Muatan Kapal Ferry Menggunakan Flood Status Detector Berbasis Mikrokontroller ATMega8535 Menggunakan Bahasa C Nama, NPM
: Dian Hermawan, 20108573
Pembimbing
: Dr. Ridha Iskandar, SSi., MMSi
E-Mail
:
[email protected]
ABSTRAK
Kata Kunci : keseimbangan, muatan kapal, mikrokontroller atmega8535, led, lcd, buzzer. Kapal Ferry merupakan salah satu jenis kapal yang digunakan sebagai alat transportasi untuk membawa penumpang dan barang di sungai maupun di laut. Saat ini, operasional kapal Ferry hampir ke seluruh kepulauan yang ada di Indonesia, akan tetapi, saat ini para awak kapal untuk mengontrol keseimbangan muatan kapal agar berlayar dalam keadaan stabil, masih dilakukan secara manual yaitu dengan melihat batas maksimal ketinggian air di kulit kapal dan memperhatikan banyak atau tidak muatan benda bergerak maupun benda tidak bergerak masuk ke dalam deck kapal. Berdasarkan masalah-masalah tersebut di atas, maka dibuatlah alat “sistem kendali keseimbangan muatan kapal ferry menggunakan flood status detector berbasis mikrokontroller atmega 8535 menggunakan bahasa C” alat ini ditempatkan di sisi kiri dan kanan kulit kapal yang dilengkapi dengan LED, LCD, dan buzzer. Dengan memperhatikan output pada led, lcd dan buzzer, maka petugas mengetahui sisi kapal mana yang tidak seimbang dan jalur kendaraan mana yang masih kosong, maka, prototipe alat yang penulis buat telah membantu masyarakat untuk mensimulasikan pengaturan pemuatan barang di kapal ferry. Hasil dari alat sistem kendali keseimbangan muatan kapal ferry menggunakan flood status detector berbasis mikrokontroller atmega 8535 menggunakan bahasa C berfungsi dengan baik, yaitu jika air berada pada batas 1 sampai 3 di sisi kiri maupun sisi kanan kulit kapal, maka output led dan lcd berfungsi sesuai dengan program yang telah ditentukan, namun jika air telah berada pada batas 4 atau batas maksimal, maka output lcd dan buzzer segera berfungsi sesuai dengan program yang telah ditentukan. Daftar Pustaka (2006-2012). BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kapal Ferry merupakan salah satu jenis kapal yang digunakan sebagai alat transportasi untuk membawa penumpang dan barang di sungai maupun di laut, kapal ferry mempunyai ukuran cukup besar untuk membawa muatan. Kapal ini merupakan jenis kapal penumpang atau passanger ship. Muatan kapal selalu ditetapkan oleh undang-undang berdasarkan Keputusan Menteri Perhubungan Nomor : KM. 33 TAHUN 2001 Tentang Penyelenggaraan dan Pengusahaan Angkutan Laut. Saat ini, operasional kapal Ferry hampir ke seluruh kepulauan yang ada di Indonesia, namun untuk menentukan muatan kapal Ferry harus memperhatikan Undang Undang yang berlaku berdasarkan kapasitas besar kecil kapal Ferry tersebut, jika tidak memperhatikan Undang Undang yang berlaku, maka berakibat dapat menyebabkan kapal tenggelam yang sehingga dapat
merugikan harta benda, kapal bahkan nyawa manusia. Sedemikian penting pengetahuan mengenai muatan yang berhubungan dengan stabilitas kapal untuk keselamatan pelayaran, maka setiap awak kapal yang bersangkutan bahkan calon awak kapal harus dibekali dengan seperangkat pengetahuan dan keterampilan dalam menjaga kondisi stabilitas kapal, sehingga keselamatan dan kenyamanan pelayaran dapat dicapai. Para awak kapal perlu mengontrol keseimbangan muatan agar kapal berlayar dalam keadaan stabil, hal tersebut masih dilakukan secara manual yaitu dengan melihat batas maksimal ketinggian air di kulit kapal dan memperhatikan banyak atau tidak muatan benda bergerak maupun benda tidak bergerak. Di antaranya kendaraan yang masuk ke dalam deck kapal belum diatur tata letak parkirnya, antara truck, mobil, bus, serta motor belum ada pengaturan jalur khusus sehingga dapat mengakibatkan posisi kapal tidak stabil. Berdasarkan uraian yang penulis jabarkan, maka penulis mengusulkan membuat alat yang disebut dengan sistem kendali keseimbangan muatan kapal ferry menggunakan flood status detector berbasis mikrokontroller atmega 8535 menggunakan bahasa C. Sensor air ini ditempatkan di sisi kiri dan kanan di kulit kapal kemudian output dari alat ini disesuaikan dengan program yang dibuat. Melalui program yang penulis buat diharapkan dapat mengantisipasi tenggelamnya kapal. Mikrokontroller ATMega 8535 yang dirancang khusus untuk dapat men-download program langsung dari komputer melalui parallel port printer, sehingga dapat mengendalikan semua mesin yang bersifat elektronik, seperti atap otomatis untuk atap stadion sepak bola, auto fan, palang parkir mall, rangkaian robotika, palang pintu kereta api, alat flood status detector dalam kapal ferry, flood status detector dalam kapal ferry masih dioperasikan secara manual. 1.2 Batasan Masalah Karena ruang lingkup yang luas dalam bidang elektronika dalam tugas akhir ini, maka dalam penulisan makalah ini penulis hanya membatasi sejauh pembuatan miniatur sistem kendali keseimbangan muatan dalam kapal ferry menggunakan flood status detector berbasis mikrokontroler ATMega 8535. Pemrograman menggunakan bahasa C dengan code vision AVR . Alat ini juga dilengkapi dengan buzzer, led, dan LCD. 1.3 Tujuan Penulisan Penulisan yang penulis buat bertujuan untuk membuat prototipe alat yang dapat digunakan untuk mensimulasikan pengaturan pemuatan barang di kapal ferry. 1.4 Metode Penelitian Penulisan ini menggunakan beberapa metode penelitian, antara lain: 1. Studi Pustaka, yaitu dengan mengambil referensi dari berbagai sumber baik melalui situs internet maupun buku-buku elektronika dan pemrograman. 2. Studi Lapangan, yaitu dengan mengamati, meneliti, mengumpulkan dan menganalisa secara langsung segala sesuatu yang berhubungan dengan penelitian. 3. Konsultasi, yaitu mencari sumber dengan cara bertanya kepada narasumber yang lebih berpengalaman di bidang elektronika dan pemrograman.
1.5 Sistematika Penulisan Sistematika dalam penulisan makalah ini terdiri dari 5 (lima) bab yang bertujuan agar mempermudah pembaca untuk memahami dan mengerti isi dari makalah ini, bagian – bagian tersebut tersusun secara garis besar, sebagai berikut : BAB I Pendahuluan Pada bab ini berisikan tentang materi yang akan dibahas dalam penulisan tugas akhir ini, serta penjelasan singkat mengenai alat yang buat dan pengaplikasiannya dalam kehidupan sehari-hari. BAB 2 Tinjauan Pustaka Berisikan tentang teori dasar yang berhubungan dengan analisa rangkaian, dan kerangka terbentuknya rangkaian. BAB 3 Analisa Rangkaian Bab ini akan menjelaskan dan menganalisa rangkaian secara detail, mengenai fungsifungsi cara kerja dan pengoperasian alat dari tiap blok rangkaian yang dipergunakan. BAB 4 Uji Coba Alat Dan Data Pengamatan Membahas tentang tata cara dan panduan dalam mengoperasikan alat yang akan dijelaskan secara detil serta memberikan hasil dari data pengamatan yang didapat. BAB 5 Penutup Berisi tentang kesimpulan dan saran-saran kepada penulis berdasarkan kepada apa yang telah diuraikan dalam bab-bab terdahulu.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 . Mikrokontroler Mikrokontroler adalah suatu komponen elektronik kecil yang mengendalikan
operasi
komponen elektronik lain dalam suatu sirkuit elektronik. 2.1.1. Mikrokontroler ATMega 8535 Mikrokontroler, sesuai dengan namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum adanya mikrokontroler, telah ada yang terlebih dahulu muncul yaitu mikroprosesor. 2.1.1.1. Blok diagram ATMega 8535 Dari gambar 2.1, dapat dilihat bahwa ATMega 8535 memiliki bagian sebagai berikut : 1.
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.
2.
ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3.
Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4.
CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5.
Watchdog Timer dengan osilator internal.
6.
SRAM sebesar 512 byte.
7.
Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8.
Unit interupsi internal dan eksternal.
9.
Port antarmuka SPI.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog. 12. Port USART untuk komunikasi serial.
2.1.2. Fitur ATMega 8535 Kapabiltas detail dari ATMega 8535 adalah sebagai berikut : 1.
Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16MHz..
2.
Kapabiltas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.
3.
ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4.
Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5.
Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
2.1.3. Konfigurasi Pin ATMega 8535 Konfigurasi pin ATMega 8535 bisa dilihat di Gambar 2.2. Dari
gambar tersebut dapat
dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega 8535 sebagai berikut : 1.
VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin input catu daya.
2.
GND merupakan pin ground.
3.
Port A (PA0-PA7) merupakan pin I/O dua arah dan input ADC.
4.
Port B (PB0-PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.
5.
Port C (PC0-PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Osilator.
6.
Port D (PD0-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan 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 tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin input tegangan referensi ADC.
2.1.4. Konsep Komunikasi Serial 2.1.5. Mode Komunikasi Serial Port masukan/keluaran serial mempunyai empat pilihan mode komunikasi, yaitu : 2.1.5.1. Mode 0 (Shift Register)
Mode 0 data dikirim dan diterima melalui RXD, sedangkan clock melalui TRD. 2.1.5.2. Mode 1 (UART 8 bit baud rate dapat diatur) Mode 1 pengiriman data sebanyak 10 bit yang terdiri atas 1 bit start (logika 0), 8 bit data (dimulai dari LSB), dan 1 bit stop (logika 1). 2.1.5.3. Mode 2 (UART 9 bit baud rate tetap) Mode 2 pengiriman dan penerimaan data sebanyak 11 bit yang terdiri atas 1 bit start (logika 0), 8 bit data (dimulai dari LSB), 1 bit data ke 9 (ditempatkan di TB8 disaat kirim dan di RB8 disaat terima), 1 bit stop (logika 1). Kecepatan transmisi dapat diatur dalam kecepatan Fosc/64 atau Fosc/32. 2.1.5.4. Mode 3 (UART 9 bit baud rate dapat diatur) Mode 3 sama dengan mode 2 kecual dalam kecepatan transmisi. Dalam mode 3 kecepatan transmisi dapat diatur menggunakan timer 1 dan atau timer 2. 2.1.6. Karakteristik Sinyal RS-232 1.
Dalam standard RS-232, tegangan antara +3 sampai +15 Volt dalam input Line Receiver dianggap sebagai level tegangan „0‟, dan tegangan antara –3sampai –15 Volt dianggap sebagai level tegangan „1‟.
2.
Agar output Line Driver bisa dihubungkan dengan baik, tegangan output Line Driver berkisar antara +5 sampai +15 Volt untuk menyatakan level tegangan „0‟, dan berkisar antara –5 sampai –15 Volt untuk menyatakan level tegangan „1‟. Beda tegangan sebesar 2 Volt ini disebut sebagai noise margin dari RS-232.
2.1.7. Pemrograman Dalam AVR ATMega 8535 Untuk melakukan pemrograman dalam mikrokontroler AVR, Atmel telah menyediakan software khusus yang dapat diunduh dari website resmi Atmel. Software tersebut adalah AVR Studio. Software ini menggunakan bahasa assembly sebagai bahasa perantaranya. Selain AVR Studio, ada beberapa software pihak ketiga yang dapat digunakan untuk membuat program dalam AVR. Software dari pihak ketiga ini menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi seperti bahasa C, Java, atau Basic. Untuk melakukan pemindahan dari komputer ke dalam chip, dapat digunakan beberapa cara seperti menggunakan kabel JTAG atau menggunakan STK buatan ATMEL.
2.2. Arti Kapal Ferry Kapal Ferry merupakan kapal yang berfungsi sebagai alat penyeberangan antarpulau secara tetap. 2.2.1. Jenis Jenis Kapal Ferry 2.2.1.1. Kapal RoRo Ferry Kapal Ro-Ro atau Roll on / Roll off adalah salah satu jenis kapal ferry yang berfungsi sebagai alat transportasi penyebrangan antar pulau.
Gambar 2.1 Kapal RoRo Ferry 2.2.1.2. Kapal Fast Ferry Kapal-kapal jenis ini banyak dipakai oleh maskapai-maskapai kapal penumpang yang menghubungkan pulau-pulau kecil. 2.2.1.3. Catamaran Catamaran berasal dari bahasa India Tamil “Kattumaram” yang bermaksud multi lambung yang berarti kapal yang mempunyai dua lambung. 2.2.1.4. Trimaran Merupakan perubahan dari catamaran dimana kapal ini mempunyai tiga lambung. Namun biasanya kapal-kapal hanya digunakan untuk tujuan olahraga. 2.3 Arti Deck Geladak dalam bahasa Inggrisnya deck adalah lantai kapal. 2.4. Arti Sensor Sensor adalah elemen yang mengubah sinyal fisik menjadi sinyal elektronik yang dibutuhkan komputer. (Kamus Besar Bahasa Indonesia, 1995, : 916) . 2.4.1. Arti Sensor dan Tranduser Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh satuan rangkaian elektronik. Sensor juga dapat disebut sebagai piranti yang mentransform (mengubah) suatu nilai fisik ke nilai fisik lain. Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan dapat langsung dibaca di keluarannya. 2.4.1.1 Arti Sensor Air Sensor Air adalah sensor yang hanya memanfaatkan transistor sebagai saklar otomatis dalam proses kerjanya. 2.5. Arti LCD LCD (Liquid Crysral Display) dapat berfungsi untuk menampilakan suatu nilai hasil sensor, menampilakan teks, atau menampilakan menu dalam aplikasi mikrokontroler. 2.6. Buzzer Buzzer adalah komponen yang dapat mengeluarkan suara. 2.7. Arti Led Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu
semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. 2.8. Bahasa C Akar bahasa C adalah bahasa BCPL yang dikembangkan oleh Martin Richards ditahun 1967. Bahasa C adalah bahasa standart, artinya suatu program yang ditulis dengan versi bahasa C tertentu akan dapat dikompilasi dengan versi bahasa C yang lain dengan sedikit modifikasi. 2.8.1. Proses Kompilasi dan Linking Program C Agar suatu program dalam bahasa pemrograman dapat dimengerti oleh komputer, program haruslah diterjemahkan dahulu ke dalam kode mesin. Adapun penerjemah yang digunakan bias berupa interpreter atau kompiler. 2.8.2. Struktur Penulisan Program C Struktur dari program C dapat dilihat sebagai kumpulan dari sebuah atau lebih fungsi – fungsi. main() {
Fungsi
statemen – statemen;
Utama
} Fungsi_Fungsi_Lain() {
Fungsi-fungsi lain
statemen – statemen
yang ditulis oleh
}
pemrograman komputer
2.8.3. Dasar – Dasar Pemrograman C 2.8.3.1. Tipe Data Dasar Data merupakan suatu nilai yang biasa dinyatakan dalam bentuk konstanta atau variabel. Konstanta menyatakan nilai yang tetap, sedangkan variabel menyatakan nilai yang dapat diubah – ubah selama eksekusi berlangsung. 2.8.3.2. Operator Operator atau tanda operasi adalah suatu tanda atau simbol yang digunakan untuk suatu operasi tertentu. 2.8.3.3. Fungsi Komunikasi Serial Untuk keperluan komunikasi serial, C menyediakan sejumlah fungsi. Beberapa diantaranya adalah berupa putchar() dan getchar(). 1. Fungsi putchar() Fungsi putchar() selain digunakan untuk menampilkan sebuah karakter di layar, digunakan juga dalam komunikasi serial sebagai perintah untuk mengirimkan data. Contoh :
data_transmit = PINC; putchar (data_transmit); 2. Fungsi getchar() Fungsi getchar() selain digunakan untuk menerima masukan berupa sebuah karakter dari keyboard, juga digunakan dalam komunikasi serial sebagai perintah untuk menerima data. Contoh : data_receive = getchar(); PORTA = data_receive; 2.8.3.4. Pernyataan Switch Pernyataan switch digunakan untuk melakukan pengambilan keputusan terhadap banyak kemungkinan. Bentuk pernyataan switch adalah sebagai berikut : Switch (ekspresi) { Case nilai_1 : pernyataan_1;break; Case nilai_2 : pernyataan_2;break; Case nilai_3 : pernyataan_3;break;
};
BAB 3 ANALISA RANGKAIAN 3.1 Analisa Rangkaian Secara Blok Diagram
Gambar 3.1 Blok diagram rangkaian A. Blok Aktivator Sumber tegangan berfungsi untuk mengaktifkan komponen dalam alat, dimana sumber tegangan yang keluar dari trafo dimasukkan ke regulator berfungsi sebagai pengubah tegangan sumber sebesar +12 Volt menjadi +5 Volt yang akan digunakan untuk komponen-komponen dengan kebutuhan tegangan sebesar +5 Volt.
1.Blok Aktivator +12 Volt Sumber tegangan +12 Volt menggambarkan tegangan yang digunakan adalah +12 Volt. Tegangan +12 Volt akan digunakan untuk
mengaktifkan komponen-komponen yang
membutuhkan tegangan sebesar +12 Volt. 2.Blok Aktivator +5 Volt Tegangan
+5
Volt
digunakan
untuk
mengaktifkan
komponen-komponen
yang
membutuhkan tegangan sebesar +5 Volt. Tegangan +5 Volt diperoleh dari hasil konversi tegangan sumber menggunakan IC 7805 sebagai regulator. B. Blok Input Blok input ini mendapat catu daya dari blok aktivator untuk mengaktifkan semua komponen dalam rangkaian ini yang dapat mempengaruhi output sehingga output dapat berjalan sesuai dengan program yang telah ditentukan. Dalam rangkaian ini input berupa sensor air, medianya diperoleh dari sensor air, yang
memberikan kondisi yang kemudian dikirim ke
mikrokontroller untuk diproses. Input disini memiliki 20 (dua puluh) kondisi, yang dimana setiap kondisi memiliki tingkat ketinggian dalam pengukuran level air yang berbeda. Input disini bekerja bila terkena air. C. Blok Proses Hasil kerja dari blok input akan diproses oleh mikrokontroller ATMega 8535, kondisi yang diberikan sensor air masuk ke port input ATmega 8535, kemudian kondisi diproses dan dikirim melalui port output dari mikrokontroller dilengkapi dengan LED, LCD, dan Buzzer, kemudian dihubungkan dengan rangkaian Flood Status Detector. Untuk mengetahui keadaan Ka 1, Ka 2, Ka 3, Ka 4 (sisi kanan) Ki 1, Ki 2, Ki 3, Ki 4 (sisi kiri) penulis memanfaatkan air sebagai perantara arus yang menghubungkan antara ground dengan Port C. Rangkaian LED yang terdiri dari enam buah LED mendapatkan +Vcc di kaki anoda, kaki katoda, buzzer, dan LCD terhubung dengan pin IC. Arus dapat mengalir jika PortC.0, PortC.1, PortC.2, PortC.3, PortC.4, PortC.5, PortC.6, dan PortC.7 sudah mendapatkan ground dengan memanfaatkan air sebagai pengantar arus dalam lempeng kawat yang dibuat terputus. Rangkaian ini menggunakan IC yang sudah diprogram dengan kondisi aktif LOW, sehingga rangkaian ini menjadi rangkaian tertutup jika input LOW (-). Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ka 1 (PortC.0 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.0) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Aman, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 2 (PortC.0,PortC.1 terhubung dengan ground) maka LED kuning sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.1) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Siaga. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ki 1 (PortC.4 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Aman, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ki 2 (PortC.4,PortC.5 terhubung dengan
ground) maka LED kuning sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.5) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Siaga. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ka 1 dan Ki 1 (PortC.0 dan PortC.4 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kanan dan kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.0 dan PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan dan Kiri Aman, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 2 dan Ki 2 (PortC.0.PortC.1 dan PortC.4.PortC.5 terhubung dengan ground) maka LED kuning sisi kanan dan kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.1 dan PD.5) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan dan Kiri Siaga, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 3 dan Ki 3 (PortC.0.PortC.1,PortC.2 dan PortC.4,PortC.5,PortC.6 terhubung dengan ground) maka LED merah sisi kanan dan Kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.2 dan PD.6) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan dan Kiri Waspada, dan saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 4 dan Ki 4 (PortC.0, PortC.1, PortC.2, PortC.3 dan PortC.4, PortC.5, PortC.6, PortC.7 terhubung dengan ground) maka buzzer akan bunyi dan tampilan di LCD Kapal Akan Tenggelam, untuk menandakan air di sisi kiri sudah berada sampai batas maksimal. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ka 2 dan Ki 1 (PortC.0,PortC.1 dan PortC.4 terhubung dengan ground) maka LED kuning kanan dan LED hijau sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.1 dan PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Siaga dan Kiri Aman, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 3 dan Ki 1 (PortC.0,PortC.1,PortC.2 dan PortC.4 terhubung dengan ground) maka LED merah sisi kanan dan LED hijau sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.2 dan PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Waspada dan Kiri
Aman,
saat
ketinggian
air
berada
dalam
kondisi
Ka
4
dan
Ki
1
(PortC.0,PortC.1,PortC.2,PortC.3 dan PortC.4 terhubung dengan ground) maka buzzer pada sisi kanan akan berbunyi dan LED hijau sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Akan Tenggelam. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ka 1 dan Ki 2 (PortC.0 dan PortC.4,PortC.5 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kanan dan LED kuning sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.0 dan PD.5) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Aman dan Kiri Siaga, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 3 dan Ki 2 (PortC.0,PortC.1,PortC.2 dan PortC.4,PortC.5 terhubung dengan ground) maka LED merah sisi kanan dan LED kuning sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.2 dan PD.5) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Waspada dan Kiri Siaga, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 4 dan Ki 2 (PortC.0,PortC.1,PortC.2,PortC.3 dan PortC.4, PortC.5 terhubung dengan ground) maka buzzer pada sisi kanan akan berbunyi dan LED kuning sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Akan Tenggelam. Jika
ketinggian
air
berada
dalam
kondisi
Ka
1
dan
Ki
3
(PortC.0
dan
PortC.4,PortC.5,PortC.6 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kanan dan LED merah sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.0 dan PD.6) dan tampilan di LCD adalah Sisi
Kanan Aman dan Kiri Waspada, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 2 dan Ki 3(PortC.0,PortC.1 dan PortC.4,PortC.5,PortC.6 terhubung dengan ground) maka LED kuning sisi kanan dan LED merah sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.1 dan PD.6) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Siaga dan Kiri Waspada, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 4 dan Ki 3 (PortC.0,PortC.1,PortC.2,PortC.3 dan PortC.4, PortC.5, PortC.6 terhubung dengan ground) maka buzzer pada sisi kanan akan berbunyi dan LED merah sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.6) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Akan Tenggelam. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ki 4 dan Ka 1 (PortC.4,PortC.5,PortC.6,PortC.7 dan PortC.0 terhubung dengan ground) maka buzzer di sisi kiri akan berbunyi dan LED hijau sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.0) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Akan Tenggelam,
saat
ketinggian
air
berada
dalam
kondisi
Ki
4
dan
Ka
2
(PortC.4,PortC.5,PortC.6,PortC.7 dan PortC.0,PortC.1 terhubung dengan ground) maka buzzer di sisi kiri akan berbunyi dan LED kuning sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.1) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Akan Tenggelam , saat ketinggian air berada dalam kondisi Ki 4 dan Ka 3 (PortC.4,PortC.5,PortC.6,PortC.7 dan PortC.0,PortC.1,PortC.2 terhubung dengan ground) maka buzzer di sisi kiri akan berbunyi dan LED merah sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.2) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Akan Tenggelam, untuk menandakan air sudah berada sampai batas maksimal. Namun jika keadaan Ka 1, Ka 2, Ka 3, Ka 4 (sisi kanan) Ki 1, Ki 2, Ki 3, Ki 4 (sisi kiri) belum terkena atau tidak terkena air,maka tampilan di LCD „kondisi kapal aman‟. D. Blok Output Setelah diolah dari blok proses, maka didapat output 6 (enam) Led yaiutu menuju 3 (tiga) buah LED untuk setiap sisi kapal yang masing-masing memiliki ketentuan dengan kondisi tersendiri. Selain led, dalam rangkaian ini juga memiliki output berupa 1 (satu) buah LCD dimana setiap kondisi dari sensor air yang telah diproses oleh mikrokontroller memiliki tampilan tersendiri, pin pin LCD dalam rangkaian ini masuk kedalam port dalam mikrokontroller, susunan pinnya adalah untuk pin P2.4 mikrokontroller terhubung dengan port lcd DB4, pin P2.5 terhubung dengan port DB5, pin P2.6 terhubung dengan port DB6, pin P2.7 terhubung dengan port Db7, pin P2.2 terhubung dengan port E, pin P2.1 terhubung dengan port R/W, pin P2.0 terhubung dengan port Rs. Tampilan di LCD akan berubah disetiap kondisi bersamaan dengan LED dan buzzer. Namun buzzer dalam rangkaian ini berfungsi saat level volume air sudah sangat maksimal, hal ini ditunjukkan dari bunyi buzzer tersebut. Kaki katoda dibuzzer terhubung dengan pin PD.3 dan PD.7 di mikrokontroller.
3.2. Analisa Rangkaian Secara Detail
Gambar 3.2 Rangkaian Flood Status Detector
Dari gambar 3.2 diatas dapat disimpulkan sebagai berikut : Rangkaian Flood Status Detector ini, dibutuhkan catu daya sebesar 12 volt sebagai sumber tegangan untuk mengaktifkannya, dan untuk mengetahui keadaan Ka 1, Ka 2, Ka 3, Ka 4 (sisi kanan) Ki 1, Ki 2, Ki 3, Ki 4 (sisi kiri) penulis memanfaatkan air sebagai perantara arus yang menghubungkan antara ground dengan Port C. Rangkaian LED yang terdiri dari enam buah LED mendapatkan +Vcc di kaki anoda, kaki katoda, buzzer, dan LCD terhubung dengan pin IC. Arus dapat mengalir jika PortC.0, PortC.1, PortC.2, PortC.3, PortC.4, PortC.5, PortC.6, dan PortC.7 sudah mendapatkan ground dengan memanfaatkan air sebagai pengantar arus dalam lempeng kawat yang dibuat terputus. Rangkaian ini menggunakan IC yang sudah diprogram dengan kondisi aktif LOW, sehingga rangkaian ini menjadi rangkaian tertutup jika input LOW (-). Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ka 1 (PortC.0 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.0) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Aman, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 2 (PortC.0,PortC.1 terhubung dengan ground) maka LED kuning sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.1) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Siaga. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ki 1 (PortC.4 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Aman, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ki 2 (PortC.4,PortC.5 terhubung dengan ground) maka LED kuning sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.5) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Siaga.
Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ka 1 dan Ki 1 (PortC.0 dan PortC.4 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kanan dan kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.0 dan PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan dan Kiri Aman, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 2 dan Ki 2 (PortC.0.PortC.1 dan PortC.4.PortC.5 terhubung dengan ground) maka LED kuning sisi kanan dan kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.1 dan PD.5) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan dan Kiri Siaga, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 3 dan Ki 3 (PortC.0.PortC.1,PortC.2 dan PortC.4,PortC.5,PortC.6 terhubung dengan ground) maka LED merah sisi kanan dan Kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.2 dan PD.6) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan dan Kiri Waspada, dan saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 4 dan Ki 4 (PortC.0, PortC.1, PortC.2, PortC.3 dan PortC.4, PortC.5, PortC.6, PortC.7 terhubung dengan ground) maka buzzer akan bunyi dan tampilan di LCD Kapal Akan Tenggelam, untuk menandakan air di sisi kiri sudah berada sampai batas maksimal. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ka 2 dan Ki 1 (PortC.0,PortC.1 dan PortC.4 terhubung dengan ground) maka LED kuning kanan dan LED hijau sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.1 dan PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Siaga dan Kiri Aman, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 3 dan Ki 1 (PortC.0,PortC.1,PortC.2 dan PortC.4 terhubung dengan ground) maka LED merah sisi kanan dan LED hijau sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.2 dan PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Waspada dan Kiri
Aman,
saat
ketinggian
air
berada
dalam
kondisi
Ka
4
dan
Ki
1
(PortC.0,PortC.1,PortC.2,PortC.3 dan PortC.4 terhubung dengan ground) maka buzzer pada sisi kanan akan berbunyi dan LED hijau sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Akan Tenggelam. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ka 1 dan Ki 2 (PortC.0 dan PortC.4,PortC.5 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kanan dan LED kuning sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.0 dan PD.5) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Aman dan Kiri Siaga, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 3 dan Ki 2 (PortC.0,PortC.1,PortC.2 dan PortC.4,PortC.5 terhubung dengan ground) maka LED merah sisi kanan dan LED kuning sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.2 dan PD.5) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Waspada dan Kiri Siaga, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 4 dan Ki 2 (PortC.0,PortC.1,PortC.2,PortC.3 dan PortC.4, PortC.5 terhubung dengan ground) maka buzzer pada sisi kanan akan berbunyi dan LED kuning sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.4) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Akan Tenggelam. Jika
ketinggian
air
berada
dalam
kondisi
Ka
1
dan
Ki
3
(PortC.0
dan
PortC.4,PortC.5,PortC.6 terhubung dengan ground) maka LED hijau sisi kanan dan LED merah sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.0 dan PD.6) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Aman dan Kiri Waspada, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 2 dan Ki 3(PortC.0,PortC.1 dan PortC.4,PortC.5,PortC.6 terhubung dengan ground) maka LED kuning sisi
kanan dan LED merah sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.1 dan PD.6) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Siaga dan Kiri Waspada, saat ketinggian air berada dalam kondisi Ka 4 dan Ki 3 (PortC.0,PortC.1,PortC.2,PortC.3 dan PortC.4, PortC.5, PortC.6 terhubung dengan ground) maka buzzer pada sisi kanan akan berbunyi dan LED merah sisi kiri menyala (LED terhubung dengan pin PD.6) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kanan Akan Tenggelam. Jika ketinggian air berada dalam kondisi Ki 4 dan Ka 1 (PortC.4,PortC.5,PortC.6,PortC.7 dan PortC.0 terhubung dengan ground) maka buzzer di sisi kiri akan berbunyi dan LED hijau sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.0) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Akan Tenggelam,
saat
ketinggian
air
berada
dalam
kondisi
Ki
4
dan
Ka
2
(PortC.4,PortC.5,PortC.6,PortC.7 dan PortC.0,PortC.1 terhubung dengan ground) maka buzzer di sisi kiri akan berbunyi dan LED kuning sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.1) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Akan Tenggelam , saat ketinggian air berada dalam kondisi Ki 4 dan Ka 3 (PortC.4,PortC.5,PortC.6,PortC.7 dan PortC.0,PortC.1,PortC.2 terhubung dengan ground) maka buzzer di sisi kiri akan berbunyi dan LED merah sisi kanan menyala (LED terhubung dengan pin PD.2) dan tampilan di LCD adalah Sisi Kiri Akan Tenggelam, untuk menandakan air sudah berada sampai batas maksimal. Namun jika keadaan Ka 1, Ka 2, Ka 3, Ka 4 (sisi kanan) Ki 1, Ki 2, Ki 3, Ki 4 (sisi kiri) belum terkena atau tidak terkena air,maka tampilan di LCD „kondisi kapal aman‟.
BAB 4 UJI COBA ALAT DAN DATA PENGAMATAN 4.1 Pengujian Secara Terpisah 1. Pengujian Terhadap Beban 2. Pengujian Terhadap Keseimbangan
4.1.1 Pengujian Terhadap Beban Pengujian terhadap beban ini dilakukan agar penulis dapat mengetahui seberapa berat beban yang dapat di tampung oleh kapal agar kapal dapat berlayar dalam keadaan seimbang. 4.1.2 Pengujian Terhadap Keseimbangan Pengujian terhadap keseimbangan ini dilakukan agar penulis mengetahui kemiringan maksimal yang dapat diterima kapal agar kapal dapat berlayar dalam keadaan seimbang. 4.2 Pengujian Secara Keseluruhan Pengujian secara keseluruhan ini dilakukan untuk mencoba kinerja alat sistem kendali keseimbangan muatan kapal ferry menggunakan flood status detector berbasis mikrokontroller atmega 8535 menggunakan bahasa C mulai dari awal hingga akhir, sehingga dapat diketahui apakah alat yang dibuat beroperasi dengan benar dan mampu menyelesaikan tugasnya secara akurat. Berikut ini adalah tabel hasil pengujian alat secara keseluruhan terhadap beban dan keseimbangan, yaitu:
Tabel 4.1 Tabel Pengujian Terhadap Beban dan Keseimbangan
KEADAAN K K K K K K K K a a a a i i i i 1 2 3 4 1 2 3 4
BEBAN ( gram )
Derajat Keseimbangan
R
R
L
100
L
H K
LED Kiri M H
K
LCD
BUZZER
M
R
Kondisi Kapal Aman Sisi Kanan Aman
5
200
LED Kanan
10
Sisi Kanan Siaga
100
5
Sisi Kiri Aman
200
10
Sisi Kiri Siaga
100
100
Sisi Kanan Aman Sisi Kanan Siaga Sisi Kanan Waspada Kapal Tenggelam Sisi Kanan Kiri Aman
200
200
300
300
400
400
200
100
5
300
100
10
Sisi Kanan Waspada dan Kiri Aman
400
100
15
Sisi Kanan Tenggelam
100
200
300
200
5
Sisi Kanan Waspada dan Kiri Siaga
400
200
10
100
300
10
Sisi Kanan Akan Tenggelam Sisi Kanan Aman dan Kiri Waspada
200
300
5
5
dan Kiri dan Kiri dan Kiri Akan Siaga dan
Akan
Sisi Kanan Aman dan Kiri Siaga
Sisi Kanan Siaga dan Kiri Siaga
L
400
300
5
100
400
15
200
400
10
300
400
5
Sisi Kanan Tenggelam Sisi Kiri Tenggelam Sisi Kiri Tenggelam Sisi Kiri Tenggelam
Akan Akan Akan Akan
Dari tabel 4.1 menunjukan bahwa kapal dapat menampung beban maksimal sampai 800 gram saja, sedangkan berat kapal keseluruhan 1400 gram, jadi presentase untuk beban yang diberikan terhadap muatan adalah 800/1400 *100 = 58 % dari berat kapal dan kemiringan kapal maksimal sebesar 15 derajat, jadi jika lebih dari derajat kemiringan kapal yang ditentukan, maka kapal tidak dapat menerima masukan berupa beban. Keterangan : Ka : Kanan Ki : Kiri H : Hijau K : Kuning M : Merah R : Right / Kanan L : Left / Kiri
: terkena air : led hijau aktif : led kuning aktif : led merah aktif : buzzer aktif
BAB 5 PENUTUP 5.1 Kesimpulan Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan sistem, pengujian dan analisanya, maka dapat diambil beberapa kesimpulan tentang sistem kerja dari alat sistem kendali keseimbangan muatan kapal ferry menggunakan flood status detector berbasis mikrokontroller atmega 8535 menggunakan bahasa C yang dibuat oleh Penulis, antara lain: 1. Kapal dapat menampung beban maksimal sampai 800 gram saja, sedangkan berat kapal keseluruhan 1400 gram, jadi presentase untuk beban yang diberikan terhadap muatan adalah 800/1400 *100 = 58 % dari berat kapal. 2. Kemiringan kapal maksimal sebesar 15 derajat, jadi jika lebih dari derajat kemiringan kapal yang ditentukan, maka kapal tidak dapat menerima masukan berupa beban. 3. Alat ini selain ditempatkan di kapal ferry, dapat juga ditempatkan di semua jenis kapal, seperti kapal tongkang. 5.2 Saran Alat ini masih memerlukan beberapa penyempurnaan, untuk itu ada beberapa hal yang harus diperhatikan. 1. 2. 3.
Dari segi penampilan, agar tidak terkesan monoton, maka buatlah maket yang atraktif. Untuk pintu rampa kapal, dapat dipasangkan secara otomatis yang dihubungkan dengan mikrokontroller yang sama sesuai dengan prosedur yang ada. Untuk para awak kapal, diharapkan bisa mengoperasikan komputer jika ingin menampilkan output di LCD sesuai yang diinginkan.
Untuk kedepannya alat ini dapat dikembangkan, dari segi penampilan maupun hasil keluaran yang ditampilkan dan diharapkan alat ini dapat berguna dan dapat dipakai dalam kehidupan sehari-hari.
DAFTAR PUSTAKA [1] Abdul Wahhab dan Arief Rosyadi, Landasan Teori, Modul Panduan Elektronika II, Laboratorium Menengah Universitas Gunadarma, Jakarta, 2010. [2] Anonim, Modul Praktikum Mikroprosesor S1, Laboratorium Menengah Elektronika dan Komputer, Universitas Gunadarma, 2009. [3] Budiharto, Sigit, Elektronika Digital + Mikroprosesor, Yogjakarta, 2008. [4] Chandra, Franky & Deni Arifianto, Jago Elektronika, PT Kawan Pustaka, Jakarta, 2008. [5] URL: http://3.bp.blogspot.com/_4LxlcCFie4Y/S7SXXyHxeGI/AAAAAAAAAQY/NFNx3gk08c4/ s1600/ferryroro.jpg, 4 Maret 2012 [6] URL: http://amalia07.files.wordpress.com, 13 Maret 2012 [7] URL: http://bocah-cakil.blogspot.com/2011/06/rangkaian-sensor-air.html, 7 Maret 2012 [8] URL: http://htmlimg4.scribdassets.com/9fpdc81gxs1ghhmc/images/4-e6d98b7e28.jpg, 10 Maret 2012 [9] URL: http://id.wikibooks.org/wiki/Pelayaran_Sungai_dan_Danau/Dasar-dasar_Kapal, 17 Maret 2012 [10] URL: http://img.nauticexpo.com/images_ne/photo-m2/car-deck-for-ro-ro-ships-withoutintegrated-lifting-system-195893.jpg, 21 Maret 2012 [11] URL: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/2502S.pdf, 01 September 2012 [12] URL: http://www.scribd.com/doc/85004999/Jenis-Kapal, 19 Maret 2012 [13] Widodo Budiharto, Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas, Elex Media Komputindo, Jakarta, 2006.
