PENGUKURAN KECEPATAN KENDARAAN BERMOTOR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega8535 MELALUI KOMUNIKASI GSM
SKRIPSI
DEDDY H.V SAGALA NIM. 070801031
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
PENGUKURAN KECEPATAN KENDARAAN BERMOTOR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega8535 MELALUI KOMUNIKASI GSM
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
DEDDY H.V SAGALA NIM. 070801031
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori Nama NIM Program Studi Departemen Fakultas
: PENGUKURAN KECEPATAN KENDARAAN BERMOTOR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega8535 MELALUI KOMUNIKASI GSM : SKRIPSI : DEDDY H.V SAGALA : 070801031 : SARJANA (S1) FISIKA : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di : Medan, 03 April 2012
Diketahui/disetujui oleh Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
Pembimbing
Dr. Marhaposan Situmorang NIP : 195510301980031003
Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng,Sc NIP : 195609181985031002
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
Pengukuran Kecepatan Kendaraan Bermotor Berbasis Mikrokontroller ATMega8535 Melalui komunikasi GSM SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 11April 2012
DEDDY H.V SAGALA 070801031
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Segala Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat, kasih karunia dan penyertaanNya selama penulis melaksanakan studi hingga terselesaikannya skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Selama kuliah sampai penyelesain tugas akhir ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan sepenuh hati, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Bisman Perangin–angin M.Eng,Sc selaku Dosen Pembimbing pada penyelesaian skripsi ini yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan
dan
memberikan
kepercayaan
kepada
penulis
dalam
menyempurnakan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika, dan Ibu Drs. Justinon MS selaku Sekretaris Departemen Fisika, FMIPA USU, Kak Tini dan Kak Yuspa selaku staf Departemen Fisika yang telah membantu penulis dalam urusan administrasi. 3. Orang Tua Ku Yang tercinta , kepada Ayah Ku R.Sagala dan Ibu ku E.Simbolon yang telah mendidik dan membesarkan saya sampai saya bisa melakukan penulisan skripsi ini serta memberikan inspirasi , dorongan spritual, dana, perhatian dan doa yang tak henti-hentinya kepada penulis. 4. Adikku Lisna Sagala, Roni Sagala yang telah memberikan dukungan Doa dan memberikan semangat kepada penulis. 5. Kepala Laboratorium Elektronika Lanjutan, Bapak Dr. Biman P, M.Eng,Sc yang telah memberikan kepercayaan penuh kepada saya untuk menjadi asisten Laboratorium dan teman-teman Asisten Laboratorium Elektronika Lanjutan tahun 2010 - 2012 (Chandra Napitupulu, Masro Damaiyanti Ambarita, Leothamrin Gultom, Ita Roselina Pasaribu, Irma Girsang) yang saling mendukung didalam laboratorium, dan yang membantu penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 6. Kepada teman-teman stambuk 2007
( Maryanto Purba , Janri Manalu,
Ferdinan Malau , Manonggor Situmorang, Frisca Hutagalung, Desria Saragih,
Universitas Sumatera Utara
Ita Roselina Pasaribu, Natalia Hasibuan ) yang telah memberikan partisipasi , semangat dan dukungan untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini. 7. Adik-adik ku dari Stambuk 2008 dan 2009 terutama buat Hiras Sitanggang dan Triandes sinaga yang telah rela meluangkan waktu nya bagi penulis untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan isi dan analisa yang disajikan. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi Pembaca.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah alat pengukur kecepatan kendaraan bermotor dengan menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535, yang dilengkapi dengan dua sensor infra merah sebagai alat pendeteksi kecepatan kendaraan bermotor, jarak antara sensor 1 dan sensor 2 adalah 50 cm.Data jarak sensor 1 dengan sensor 2 ini disetting ke mikrokontoler dengan menggunakan keypad yang telah terhubung ke mikrokontoller. Apabila kendaran bermotor yang melintas di jalan raya melewati sensor 1 dan sensor 2, maka sensor akan mengirim input data ke mikrokontroller sebagai data untuk melakukan perhitungan waktu. Data jarak dan waktu yang diperoleh diolah dengan menggunakan program perhitungan kecepatan pada mikrokontroler, sehingga data kecepatan dibandingkan data kecepatan maksimum yang disetting pada mikrokontroler dengan menggunakan keypad.Setelah itu data jarak, waktu dan kecepatan ditampilkan pada LCD yang telah dihubungkan ke mikrokontroler. Apabila kecepatan melebihi batas kecepatan maksimum maka data kecepatan akan dikirim oleh modul GSM yang telah terhubung dengan mikrokontroler dalam bentuk SMS. SMS data kecepatan maksimum tersebut akan diterima oleh modem GSM yang terhubung pada Personal Computer ( PC ) dan Data SMS akan ditampilkan dalam bentuk data base pada PC tersebut.Alat ini telah diuji coba dan diperoleh hasil yang cukup baik.
Universitas Sumatera Utara
MEASUREMENT SPEED OF VEHICLE BASED MICROCONTROLLER ATMega8535 COMMUNICATION VIA GSM
ABSTRACT
Have been designed a measurement speed of vehicle device by using microcontroller ATMega8535, wich is equipped with two infrared sensors as a means of detecting vehicle speed, the distance between sensor 1 and 2 is 50 cm. Distance data the sensor 1 with sensor 2 was set to microcontroller by using the keypad that is connected to microcontroller. If a vehicle passing on the higway through sensor 1 and sensor 2, sensor will send input data to the microcontroller for calculating the time.Distance and time data obtained processed by using the program on the microcontoller speed calculation.So that speed data compared to the maximum data which be set to a microcontroller by using the keypad. After that the distance data, time and speed displayed on the LCD which has been connected to the microcontroller . If the speed exceed the maximum speed limit , the speed data will be sent by the GSM module is connected to the microcontroller in the from of SMS. Maximum speed of SMS data will be received by the GSM modem which is connected to Personal Computer and SMS data will be displayed in the form of data base on the PC. This device has been tested and obtained good results.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran
Halaman ii iii iv vi vii viii x xi xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Batasan Masalah 1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat Penelitian 1.6 Sistematika Penulisan
1 2 2 3 3 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrokontoler ATMega8535 2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega8535 2.1.2 Fitur ATMega8535 2.1.3 Konfigurasi Pin ATMega8535 2.1.4 Peta Memory ATMega8535 2.1.5 Status Register( SREG) 2.1.6 Register Serba guna ( General Purpose Register ) 2.1.7 USART ( Universal Synchronous And Asynchronous Serial Receiver And Transmitter) 2.2 Modul GSM 2.2.1 Pengertian Modul GSM 2.2.2 Modul GSM SIM 300C EVB Dan Modem GSM 2.2.3 Jaringan GSM 2.2.4 Arsitektur Jaringan GSM 2.2.5 Layanan SMS ( Short Message Services ) Pada Sistem GSM 2.2.6 Mengirim dan Menerima SMS 2.2.7 AT Comman 2.3 Komunikasi Serial RS 232 2.4 LCD (Liquid Crystal Display) 2.5 Keypad 2.6 Photodioda 2.7 Transistor 2.8 Perangkat Lunak 2.8.1 Microsoft Visual Basic
5 5 7 8 12 13 15 16 17 17 17 19 20 22 26 27 28 30 33 35 36 38 38
Universitas Sumatera Utara
2.8.2 Pemograman Bahasa C 2.8.3 Code Vision AVR
38 39
BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Perancangan Alat 3.1.1 Diagram Blok Rangkaian 3.1.2 Rangkaian Power Supply (PSA) 3.1.3 Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 3.1.4 Rangkaian Sensor 3.1.5 Rangkian Keypad 3.1.6 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) 3.1.7 Rangkaian Driver MAX232 3.1.8 Modul GSM SIM300EVB Dan Modem GSM 3.2 Perancangan Program BAB IV PENGUJIAN SISTEM 4.1 Pengujian Minimum Sistem 4.1.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AVR ATMega8535 4.1.2 Pengujian LCD 4.1.3 Pengujian Keypad 4.1.4 Pengujian Sensor 4.1.5 Pengujian Module GSM 4.2 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan 4.2.1 Analisa Perhitungan Kecepatan Secara Teori 4.2.2 Data Pengujian Alat Secara Keseluruhan 4.2.3 Tampilan Database Kecepatan Melebihi Kecepatan Maksimum BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
41 41 42 43 45 48 49 51 52 53
55 55 56 57 60 60 61 61 63 66
67 67 68
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi Pin-pin pada Liquid Crystal Display Tabel 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AVR ATMega 8535 Tabel 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Tabel 4.3Pengujian Alat Dengan Stopwatch Tabel 4.4 Pengujian Alat Secara Keseluruhan Tabel 4.5 Tabel Persentase ( % ) Kesalahan Kecepatan Pada Alat
Halaman 32 56 60 63 64 65
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 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 2.12 Gambar 2.13 Gambar 2.14 Gambar 2.15 Gambar 2.16 Gambar 2.17 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10 Gambar 4.1
Arsitektur ATMega8535 Konfigurasi Pin ATMega8535 Organisasi Memori ATMega8535 Status Register Register Serba Guna Modul GSM SIM300C Arsitektur jaringan GSM Struktur Time slot dan Frame Pada GSM Alur Pengiriman SMS MAX 232 Untuk Komunikasi Serial LCD 2 x 16 LCD ( Liquid Cristal Display) LCD M1632 Keypad dengan matrix 4x4 Photodioda Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor Tampilan Code Vision Diagram Blok Rangkaian Sistem Rangkaian Skematik Power Supply Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 Rangkaian Pemancar laser Rangkaian Penerima Laser Rangkaian Keypad Rangkaian Skematik Dari LCD Ke Mikrokontoler Rangkaian Max232 Modul GSM SIM300 Top Dan Bottom View Diagram Alir Program Tampilan Tampilan Database Kecepatan melebihi batas Kecepatan Maksimum
Halaman 7 9 12 14 16 18 22 24 25 30 31 31 33 34 36 37 40 41 42 44 45 46 49 50 51 52 53 66
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A
Rangkaian Lengkap
LAMPIRAN B
Program Di Mikrokontroller ATMega8535
LAMPIRAN C
Program Visual Basic
LAMPIRAN D
Data Sheet Mikrokontroler AVR ATMega8535
Universitas Sumatera Utara
