PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL ANDROID VIA BLUETOOTH
SKRIPSI
Diajukan Oleh : FRANKI L A SITINJAK 120801054
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL ANDROID VIA BLUETOOTH
SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
Diajukan Oleh : FRANKI L A SITINJAK 120801054
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Perancangan Alat Membuka dan Menutup Gerbang Berbasis Mikrokontroler ATmega8 Menggunkan Ponsel Android Via Bluetooth
Kategori
: Skripsi
Nama
: Franki Louis A.Sitinjak
Nomor Induk Mahsiswa
: 120801054
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Mei 2016
Komisi Pembimbing : Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
(Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc)
(Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng, Sc)
NIP. 196006031986011002
NIP. 195609181985031002
Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
(Dr. Marhaposan Situmorang) NIP. 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL ANDROID VIA BLUETOOTH
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2016
FRANKI L.A SITINJAK 120801054
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan ridhonya yang menyertai penulis mulai dari masuk di bangku perkuliahan hingga penyelesaian skripsi ini penulis merasakan karunia dan berkat yang begitu besar dari Tuhan Yang Maha Kuasa sampai penulis menyelesaiakan skripsi ini dengan waktu yang telah ditentukan. Selama di bangku perkuliahan ini, penulis dapat menerima banyak dukungan-dukungan moril, material, dan dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Dengan ini penulis dengan segenap hati mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Kepada kedua orantua penulis, kepada bapak tersayang Saur Sitinjak yang selalu mengajari dan mengarahkan penulis dalam pemilihan. Ini penulis persembahkan untuk mendapat satu senyum kebahagiaan dari mu. Kepada ibunda tercinta Mesli Sinaga yang selalu menyemangati dan mendoakan penulis, ini semua penulis persembahkan untuk kebahagiaan ibunda tercinta, yang telah berjuang supaya penulis bisa bersekolah sampai menyelesaikan skripsi ini serta memberikan dorongan materil dan perhatian dan doa kepada penulis. 2. Kepada Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng. Sc dan Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng. Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah bersedia memberikan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan saya dalam penyelesaian skripsi ini. 3. Kepada Baoak Prof.Dr.Nasruddin MN, M.Eng,Sc dan Bapak Junedi Ginting M.Si selaku dosen penguji atas saran dan masukannya dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika, dan Drs. Syahrul Humaidi, M,Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU, Bang Johaidin, Kak Tini dan Kak Yuspa selakui staff Departemen Fisika, seluruh dosen, staff dan pegawai Departemen Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini. Dan juga kepada semua staff kebersihan FMIPA USU.
Universitas Sumatera Utara
5. Kepada kakak dan adik penulis, kakak tersayang Laura Grace Sitinjak.SE yang selalu menyemangati saya dalam perkuliahan ini, dan adik-adik saya tersayang Happy King Princes Sitinjak dan Able Suki Rosevelt Sitinjak yang selalu membuat saya tersenyum dan semangat untuk menyelesaikan perkuliahan ini dan bisa menyekolahkannya. 6. Kepada yang terkasih Tania Sinaga yang selalu menyemangati dan menemani penulis dalam penyelesaian skripsi ini. 7. Kepada teman-teman Seperjuangan PHYSIC ON FIRE (Fisika 2012) 8. Kepada teman-teman
Asisten Laboratorium Fisika Gelombang :
Andrianus Sembiring, Jekson Siahaan, Wils Osvaldo Bangun, Rina Bukit, Lawmen Sipayung, Emi Rosinta, Febry Kepada atas dukungan dan kerja samanya selama ini 9. Kepada Andrianus Sembiring, Jekson Siahaan, Cyndi P, Eni Indriani Sinaga, Ivan Anggia Sitohang, Eko Gunarso Tamba, Ari Fahril, Muslim Ali, Zefanya Pardosi, Fransisco Purba yang selalu menemani penulis dalam aktivitas perkuliahan dan kampus 10. Kepada Adik-adik Penulis Fisika Stambuk 2013 (Physics Glory), Stambuk 2014 (Physics Immortal), Stambuk 2015 (Physics Unity) atas semua dukungan dan doa dalam penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dikatakan dari sempuna, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih dan semoga bermanfaat bagi yang membutuhkan.
Hormat Penulis,
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG BERBASIS MIKORKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL ANDROID VIA BLUETOOTH
ABSTRAK
Telah dirancang suatu alat pengendali dan pengamanan pintu gerbang dengan menggunakan mikrokontroler ATmega8. Alat ini terdiri dari sensor Limit Switch sebagai sensor batas gerak dari gerbang, sensor infra merah untuk mencegah terjadinya tabrakan antara objek yang sedang melintas terhadap gerbang. Bluetooth HC-05 sebagai penerima perintah dan meneruskan ke mikrokontroler ATmega8, motor DC sebagai penggerak mekanik da driver L293D sebagai pengatur arah putar motor. Prinsip kerja rangkaian ini secara umum adalah sistem minimum dihubungkan ke sumber tegangan PLN dengan menggunakan adabter, setelah sistem aktif maka dilakukan penyambungan antara bluetooth android dengan bluetooth adabter HC-05, setelah terhubung maka pengguna akan memberikan perintah melalui android dan akan diterima oleh bluetooth HC-05 dan diteruskan ke mikrokontroller ATmega8 untuk diverifikasi sesuai dengan program untuk membuka dan menutup gerbang, dan akan dideteksi oleh limit switch ketika gerbang sudah menyentuh batas untuk menutup dan membuka dan akan memberikan perintah ke mikrokontroler untuk menghentikan motor. Infra merah akan mendeteksi adanya objek yang belum lewat seutuhnya dan akan menghentikan motor saat menutup. Key word :
Mikrokontroler ATmega8, Sensor Limit Switch, Sensor Infra Merah, Motor DC
Universitas Sumatera Utara
DESIGN TOOL OPENED AND CLOSED GATE BASED MIKROKONTROLER ATmega8 USE ANDROID PHONE THROUGH BLUETOOTH
ABSTRACT Has designed a tool controlling and securing the gate using mikrokontroler ATmega8. This tool consists of the sensor limit switch as the sensor limits, infrared to prevent collision course between the object was traffic against the gate. Bluetooth HC-05 as receiver command and continue to mikrokontroler ATmega8, motor DC as a mechanic movers, and driver L293D as the regulator the turn of the motor. The principle of a series of it is generally minimum system connected to the source of elektric PLN using adater. After the system active then connected between bluetooth android with bluetooth adabter HC-05, after connected then user will give a command through android and will accepted by bluetooth HC-05 and passed to ATmega8 and verification in accoredance with the program for opened and closed gate. And will be detected by sensor limit switch when the gate was touched the line to closed and opened and will give command to mikrokontroler to stop motor, and infrared to detect the object that has not been through and will stop a motor as closed. Key word : Mikrokontroler ATmega8, Sensor Limit Switch, Sensor Infrared, Motor DC
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
v
Abstract
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
x
Daftar Gambar
xi
Daftar Lampiran
xii
BAB 1. Pendahuluan 1.1
Latar Belakang
1
1.2
Rumusan Masalah
3
1.3
Batasan Masalah
3
1.4
Tujuan Penelitian
3
1.5
Manfaat Penelitiian
4
1.6
Sistematika Penulisan
4
BAB 2. Landasan Teori 2.1
Sensor
6
2.1.1 Infra Merah
6
2.1.1.1 Modul Infra Merah (IRM)
2.2
7
2.1.2 Sensor Posisi (limit switch)
8
Motor Arus Searah
9
2.2.1 Motor DC
10
2.2.1.1 Prinsip Motor DC
11
2.2.1.1 Kontruksi Motor Arus Searah
11
2.2.2 Prinsip Kerja Motor DC
14
Universitas Sumatera Utara
2.2.3 Komponen Utama Motor DC
18
2.2.3.1 Kutub Medan
18
2.2.3.2 Dinamo
19
2.2.3.3 Komuttor
19
2.3
Buzzer
19
2.4
Bluetooth HC-05
20
2.5
Mikrokontroler ATmega8
22
2.5.1 Konfigurasi Pin ATmega8
23
2.5.2 Memori AVR ATmega
27
2.5.2.1 Memori Flash
28
2.5.2.2 Memori Data
28
2.5.2.3 EEPROM
28
2.6
2.5.3 Fitur ATmega8
29
Transistor bd139
29
BAB 3. Metodologi Percobaan 3.1
Diagram Blok
31
3.2
Perancangan Pengendali Sistem
32
3.3
Rangkaian Lengkap
42
3.4
Diagram Alir
43
3.5
Program
44
BAB 4 Pengujian Alat dan Program 4.1
Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega8
47
4.2
Pengujian Komunikasi Serial Melalui Bluetooth Adapter
48
4.3
Pengujian Motor
49
4.4
Pengujian Sensor Limit Switch
50
4.5
Pengujian Sensor Infra Merah
50
4.6
Pengujian Sistem Keseluruhan
50
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 Kesimpulan dan Saran 5.1
Kesimpulan
54
5.2
Saran
54
DAFTAR PUSTAKA
55
LAMPIRAN
57
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel 3.1
Judul Tabel Kebenaran Driver IC L293D
Halaman 38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
Judul
Halaman
2.1
Bentuk fisik limit switch
8
2.2
Konstruksi dan simbol limit switch
9
2.3
Bentuk fisik motor DC
10
2.4 a
Kumparan gelung
13
2.4 b
Kumparan gelombang
13
2.5
Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan magnet
15
2.6
Prinsip perputaran motor DC
16
2.7
Komponen utama motor DC
18
2.8
Simbol dan bentuk fisik buzzer
19
2.9
Bentuk fisik bluetooth HC-05
20
2.10
Konfigurasi pin ATmega8
23
2.11
Bentuk fisik ATmega8
25
2.12
Status register ATmega
26
2.13
Peta memori ATmega8
27
2.14
Transistor bd139
29
3.1
Diagram blok sistem
31
3.2
Konstruksi limi switch
33
3.3
Rangkaian skematik infra merah
34
3.4
Adapter bluetooth HC-05
34
3.5
Adapter bluetooth HC-05
35
3.6
Adapter bluetooth HC-05
36
3.7
Rankaian skematik Mikrokontoler ATmega8
37
3.8
Driver L293D
38
3.9
Skematik rangkaian jembatan H
39
Universitas Sumatera Utara
3.10
Driver BD139
40
3.11
Motor DC
40
3.12
Skematik buzzer
41
3.13
Rangkaian catu daya
41
3.14
Rangkaian keseluruhan
42
3.15
Flowchart rangkaian
43
4.1
Rangkaian pengujian mikrokontroler ATmega8
47
4.2
Rangkaian pengujian bluetooth dengan mikrokontroler
48
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul
halaman
1
Pemasangan dan pengujian alat
56
2
Program pada alat
57
3
Rangkaian alat
58
Universitas Sumatera Utara
