PENGGUNAAN REAL TIME CLOCK DS1307 SEBAGAI PEWAKTU PEMAKAIAN JUMLAH DEBIT AIR MELALUI TAMPILAN PC (PERSONAL COMPUTER)
LAPORAN AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
BERRNIDO KARALIS PERDANA 0612 3032 0917
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015
i
PENGGUNAAN REAL TIME CLOCK DS1307 SEBAGAI PEWAKTU PEMAKAIAN JUMLAH DEBIT AIR MELALUI TAMPILAN PC (PERSONAL COMPUTER)
LAPORAN AKHIR Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
OLEH BERRNIDO KARALIS PERDANA 0612 3032 0917
Palembang,
Agustus 2015
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Sabilal Rasyad, S.T, M.KOM NIP. 197409022 0501 1 003
Niksen Alfarizal, S.T, M.KOM NIP. 19750816 200112 1 001 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Elektronika
Ir.Ali Nurdin, M.T. NIP. 196212071991031001
Yudi Wijanarko, S.T, M.T NIP. 196705111992031 003 ii
Motto “ Selama peluang itu masih ada, maka masih ada kesempatan. Dengan istiqomah dan berusaha adalah jalan yang tepat untuk mencapai tujuan yang diinginkan “
“ Bukanlah suatu aib jika kamu gagal dalam suatu usaha, yang merupakan aib adalah jika kamu tidak bangkit dari kegagalan itu “ (Ali bin Abu Thalib)
“ Don’t afraid to move because the distance of 1000 miles start by a single step“
Kupersembahkan kepada :
Ayah, Ibu dan kedua Adikku
Dosen Pembimbingku, Pak Sabilal Rasyad dan Pak Niksen Alfarizal
Partner Tugas Akhirku M. Andri Zulkarnain
Sahabat – sahabatku Selamat Lestari, Trihadi Anggono, Andri Mulyadi, Een Sutra, dan M. Rohiyon
yang
telah
membantu
selama
pembuatan Tugas Akhirku
Teman – teman seperjuangan kelas EEA Angkatan 2012
Almamater kebanggaanku “Politeknik Negeri Sriwijaya”
iii
ABSTRAK PENGGUNAAN REAL TIME CLOCK DS1307 SEBAGAI PEWAKTU PEMAKAIAN JUMLAH DEBIT AIR MELALUI TAMPILAN PC (PERSONAL COMPUTER) (2015: xiii + 48 halaman + 28 Gambar + 5 Tabel + Lampiran) BERRNIDO KARALIS PERDANA 0612 3032 0217 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Perkembangan teknologi sangatlah pesat, hal ini ditandai dengan banyaknya berbagai penemuan, pengembangan dan aplikasi teknologi baru yang dapat digunakan di dalam dunia industri maupun rumah tangga. Dalam pengukuran, alat ukur pun tak luput dari penerapan teknologi digital. Alat ukur yang tadinya masih manual, sekarang sudah banyak yang menggunakan sistem digital, sehingga kita mendapatkan kemudahan untuk membaca nilai hasil pengukuran, dan itu pun lebih akurat daripada alat ukur yang manual, karena ditampilkan berupa angka. Alat Penghitung Pemakaian Air PDAM Digital menggunakan sensor water flow G1/2 untuk mendeteksi putaran air yang menghasilkan arus listrik dan mengeluarkan output berupa pulsa yang selanjutnya masuk ke mikrokontroler ATMega 16. Selain itu, juga menggunakan PC (Personal Computer) untuk menampilkan data digital serta mikrokontroler ATMega 16 yang memiliki kelebihan pada port ADC 8 channel 10-bit sehingga dapat langsung dihubungkan dengan sensor dan pada setiap portnya dapat langsung dihubungkan pada Bluetooth dan IC Real Time Clock DS1307. Alat ini juga menggunakan IC Real Time Clock yang berfungsi untuk mengindikasi waktu dan juga untuk menghasilkan pulsa clock yang sesuai dengan putaran air yang telah dideteksi oleh sensor. Dengan alat ini diharapkan agar masyarakat bisa mengetahui debit ,volume, harga pemakaian air yang telah digunakan berdasarkan waktu untuk pemakaian dirumah melalui computer atau PC (Personal Computer). Kata Kunci : Sensor water flow G1/2, IC Mikrokontroller ATMega 16, IC Real Time Clock DS1307
iv
ABSTRACT THE USE OF REAL TIME CLOCK DS1307 AS A TIMER OF USAGE TOTAL WATER DEBIT THROUGH DISPLAY OF THE PC (PERSONAL COMPUTER) (2015: xiii + 48 pages + 28 Image + 5 Tables + Attachment) BERRNIDO KARALIS PERDANA 0612 3032 0217 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya
Technology development is very rapid, it is marked by numerous inventions, development and application of new technologies that can be used in industry and households. In the measurement, the measuring instrument did not escape the application of digital technology. Measuring tool which was still manual, now many are using the digital system, so we have easy to read the value of the measurement results, and it is even more accurate than manual measurement tool, as shown in the form of numbers. Tool Usage Counters Digital Water taps using water flow sensor G1 / 2 to detect the rotation of water that produces electric current and emit a pulse output which then go into the microcontroller ATMega 16. In addition, it also uses a PC (Personal Computer) to display digital data and microcontroller ATMega 16 which has advantages in ADC port 8 channel 10-bit so that it can be directly connected to the sensor and on each port can be directly connected to the Bluetooth and IC DS1307 Real Time Clock. This tool also uses the Real Time Clock IC which serves to indicate the time and also to generate clock pulses according to the rotation of water that has been detected by the sensor. With this tool it is expected that the public can know the Debit, the volume, the price of water use that has been used by the time for use at home via computer or a PC (Personal Computer). Keywords: water flow sensor G1 / 2, Microcontroller IC ATMega 16, IC Real Time Clock DS1307, Personal Computer
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat kesehatan dan kekuatan serta berkat rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul PENGGUNAAN REAL TIME CLOCK SEBAGAI PEWAKTU PEMAKAIAN JUMLAH DEBIT AIR MELALUI TAMPILAN PC (PERSONAL COMPUTER) ini dengan baik. Laporan Akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam pelaksanaan kerja praktek dan penyusunan laporan, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak hingga selesainya laporan ini, mulai dari pengumpulan data sampai penyusunan laporan. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada : Bapak Sabilal Rasyad, S.T.,M.Kom.,dan Bapak Niksen A l f a r i z a l , S . T . , M . K o m selaku Pembimbing I d a n P e m b i m b i n g I I yang telah memberikan pengarahan dan penjelasan yang sangat membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. Pada kesempatan ini juga penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan dan
dorongan
yang
telah
diberikan
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan laporan akhir ini kepada : 1.
Bapak RD Kusumanto, S.T.,M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
1.
Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
2.
Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
3.
Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika.
4.
Seluruh Dosen dan staf – staf pada Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.
vi
5.
Orang tua penulis dan teman - teman yang senantiasa memberikan doa serta dukungan hingga laporan kerja praktek ini selesai.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih terdapat kekurangan dan kekeliruan, baik mengenai isi maupun cara penulisan. Untuk itu penyusun sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis, pembaca, rekan-rekan mahasiswa, dan pihak yang membutuhkan sebagai penambah wawasan dan ilmu pengetahuan. Dan semoga segala bantuan serta bimbingan yang penyusun dapatkan selama ini mendapat rahmat dan ridho dari Allah SWT, Amin.
Palembang, Januari 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ..........................................................................
ii
MOTTO ......................................................................................................... iii ABSTRAK ..................................................................................................... iv KATA PENGANTAR................................................................................... vi DAFTAR ISI.................................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR..................................................................................... xi DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang........................................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................................
2
1.3 Tujuan dan Manfaat ................................................................................
2
1.2.1 Tujuan Penulisan....................................................................................
2
1.2.2 Manfaat Penulisan..................................................................................
3
1.4 Pembatasan Masalah...............................................................................
3
1.5 Metodologi Penulisan .............................................................................
3
1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................
4
BAB II. TINJAUAN UMUM 2.1
Pengertian Air........................................................................................
6
2.2
Pengertian Meteran Air..........................................................................
6
2.3
Sensor ....................................................................................................
6
2.4
Water Flow Sensor ................................................................................
8
2.5
Real Time Clock (RTC).........................................................................
9
2.6
Mikrokontroller........................................................................................ 9
2.7
Mikrokontroller ATMega 16 ................................................................. 11
viii
2.7.1 Arsitektur ATMega 16 ........................................................................... 11 2.7.2 Konfigurasi pena (Pin) ATMega 16....................................................... 12 2.7.3 Deskripsi Mikrontroller ATMega 16 ..................................................... 13 2.7.4 Analog to Digital Converter .................................................................. 14 2.8
Bluetooth................................................................................................ 14
BAB III. RANCANG BANGUN ALAT 3.1
Umum .................................................................................................... 19
3.2
Tujuan Perancangan............................................................................... 19
3.3
Blok Diagram......................................................................................... 20
3.4
Tahap-tahap Perancangan...................................................................... 21
3.4.1 Perancangan Elektronik ....................................................................... 21 3.4.1.1 Rangkaian Power Supply ..................................................................... 21 3.4.1.2 Rangkaian RTC DS1307...................................................................... 22 3.4.1.3 Rangkaian Mikrokontroller ATMega 16 ............................................ 23 3.4.1.4 Rangkaian Bluetooth........................................................................... 24 3.4.1.5 Layout Rangkaian ............................................................................... 25 3.4.1.6 Tata Letak Komponen......................................................................... 26 3.4.2 Perancangan Mekanik ........................................................................... 26 3.5
Prinsip Kerja........................................................................................... 28
3.6
Flow Chart............................................................................................. 29
3.7
Rangkaian Keseluruhan ......................................................................... 30
BAB IV. PEMBAHASAN 4.1
Tujuan Pengukuran................................................................................ 31
4.2
Langkah Pengukuran ............................................................................. 31
4.3
Titik Pengukuran ................................................................................... 32
4.4
Data Hasil Pengukuran .......................................................................... 33
4.4.1 Pengukuran Tegangan ........................................................................... 33 4.4.2 Pengukuran Osiloskop pin SDA dan SCl .............................................. 35 4.4.2.1 SDA..................................................................................................... 35 ix
4.4.2.2 SCL ..................................................................................................... 35 4.4.2.3 Transfer Bit SDA dan SCL ................................................................. 35 4.5 Pengujian................................................................................................... 36 4.6 Perhitungan ............................................................................................... 40 4.7 Analisa ...................................................................................................... 42
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 44 5.2 Saran....................................................................................................... 44 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Water Flow Sensor .....................................................................
8
Gambar 2.2 Gambar pin-pin ATMega 16 ....................................................... 12 Gambar 2.3 Diagram Bluetooth ...................................................................... 16 Gambar 2.4 Aplikasi Bluetooth dalam Mikrokontroller.................................. 18 Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan........................................................ 20 Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya................................................................. 22 Gambar 3.3 Skema Rangkaian RTC DS1307 ................................................ 22 Gambar 3.4 Skema Rangkaian mikrokontroler ATMega 16 ......................... 24 Gambar 3.5 Skema Rangkaian Bluetooth HC-06 .......................................... 24 Gambar 3.6 Layout Rangkaian Sistem Minimum.......................................... 25 Gambar 3.7 Tata letak Komponen Rangkaian Sistem Minimum .................. 26 Gambar 3.8 Mekanik Tampak Depan ........................................................... 27 Gambar 3.9 Mekanik Tampak Samping ....................................................... 27 Gambar 3.10 Flowchart Alat.......................................................................... 29 Gambar 3.11 Skema Rangkaian Keseluruhan................................................ 30 Gambar 4.1 Rangkaian Power Supply ........................................................... 32 Gambar 4.2 Rangkaian RTC DS1307 ............................................................. 33 Gambar 4.3 Sinyal pada SDA.......................................................................... 35 Gambar 4.4 Sinyal pada SCL........................................................................... 35 Gambar 4.5 Sinyal Transfer Bit pada SDA dan SCL ........................................ 35 Gambar 4.6 Tampilan Awal PC...................................................................... 37 Gambar 4.7 Tampilan Volume 1 Liter........................................................... 37 Gambar 4.8 Tampilan Volume 2 Liter ........................................................... 38 Gambar 4.9 Tampilan Volume 3 Liter ........................................................... 38 Gambar 4.10 Tampilan Volume 4 Liter ......................................................... 39 Gambar 4.11 Tampilan Volume 5 Liter ......................................................... 39 Gambar 4.12 Tampilan Volume 6 Liter ......................................................... 40
xi
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1 Tegangan pada power supply.......................................................... 33 Tabel 4.2 Tegangan pada RTC DS1307 ......................................................... 34 Tabel 4.3 Data Percobaan Berdasarkan Pengujian ......................................... 36 Tabel 4.4 Data Perbandingan.......................................................................... 43
xii
DAFTAR LAMPIRAN
a. Foto Mekanik b. Data Sheet RTC DS1307 c. Data Sheet Water Flow Sensor d. Data Sheet Bluetooth HC-06 e. Data Tarif Air PDAM f. Listing program g. Standar of Operation (SOP) Alat h. Lembar konsultasi i. Lembar rekomendasi j. Lembar Revisi
xiii
xiv
