PERANCANGAN ALAT PENGONTROL PENYIRAMAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 PADA TANAMAN STROBERI
TUGAS AKHIR
LINDA ROMAITO HAS 052408014
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT PENGONTROL PENYIRAMAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 PADA TANAMAN STROBERI
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
LINDA ROMAITO HAS 052408014
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008 PERSETUJUAN
Universitas Sumatera Utara
Judul
: PERANCANGAN PENYIRAMAN
ALAT OTOMATIS
PENGONTROL BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S52 PADA TANAMAN STROBERI Kategori
: TUGAS AKHIR
Nama
: LINDA ROMAITO HAS
Nomor Induk Mahasiswa
: 052408014
Program Studi
: DIPLOMA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ALAM
(MIPA)
ILMU PENGETAHUAN
UNIVERSITAS
SUMATERA
UTARA
Diluluskan di Medan,
Juli 2008
Diketahui Departemen Fisika FMIPA USU
Pembimbing,
Ketua,
(Dr.Marhaposan Situmorang, M.Sc.)
(Dra. Diana Alemin Barus,M.Sc)
Universitas Sumatera Utara
NIP : 130810771
NIP : 132010479
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERANCANGAN ALAT PENGONTROL PENYIRAMAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 PADA TANAMAN STROBERI TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan namanya
Medan juli 2008
(LINDA ROMAITO HAS) NIM:052408014
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Dengan penuh rasa haru dalam setiap langkah usaha sampai terukir dengan kenangan manis dan pahit yang semuanya berasal dari-Nya dan oleh-nya serta kepada-nya, karena hidup ini senantiasa bersama-Nya oleh karena kasih dan anugerah-Nya Sehingga kita layak berterima kasih kepada-Nya.Dengan sepenuh hati kita bersujud sambil menghaturan doa dengan mengucapan syukur kepada tuhan yang maha kuasa. Dan merasa bersyukur penulis dapat memulai dan mengakhiri penulisan Tugas Akhir yang berjudul: “PERANCANGAN ALAT PENGONTROL PENYIRAMAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 PADA TANAMAN STROBERI” Tugas Akhir ini adalah merupakan syarat untuk melaksanakan ujian siadang dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Faultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, jurusan Fisika Instrumentasi Universitas sumatera Utara (USU). Dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Dengan itu penulis mengharapan kritikan-kritikan yang bersipat konstruktif demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Dengan selesainya Tugas Akhir ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada Ayahanda dan Ibunda yang telah membesarkan dan mendidik Ananda mulai buaian sampai selesainya tugas akhir ini serta memberian bantuan baik moril maupun material. kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya, kepada: 1. Bapak Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, selaku Dekan FMIPA USU. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang,M.Sc selaku Ketua Jurusan dan Ibu Dra. Justinon, M.Si selaku sekretaris jurusan program studi Fisika FMIPA USU.
3. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Si selaku Koordinator program studi D3 Fisika Instrumentasi FMIPA USU..
4. Ibu Dra. Diana Alemin Barus,M.Sc sebagai dosen pembimbing proyek yang telah banyak memberikan masukan dan dukungan dalam penyelesaian laporan proyek ini
Universitas Sumatera Utara
5. Khususnya kepada abang Akhyansyah Putra Siregar S.Si yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan laporan proyek ini.
6. Rekan-rekan stambuk 2005 yang telah banyak memberikan masukan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan laporan proyek ini.
7. Orang Tua saya yang selalu memberikan dukungan dan do’a dan tidak lupa buat teman-teman dalam suka dan duka kak Risma, Mila, Tutie, Laidy, Ayu, Afnie, dan Yanti yang telah memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Ahir ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan masukan berupa saran maupun kritikan yang membangun dari pembaca.
Medan, April 2008
Penulis
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Kajian ini bertujuan untuk merancang sebuah alat penyiram yang berbasis mikrokontroler. Dengan menggunakan perangkat lunak mikrokontroler AT89S52. Dimana mikrokontroler ini merupakan otak dari semua sistem yang ada pada rancangan ini. Alat pengontrolan penyiraman ini mempunyai prinsip kerja yaitu : sensor kebasahan tanah menggunakan empat buah probe tembaga yang ditanamkan atau ditancapkan ketanah dan diterusan kerangkaian penguat. Apabila tanah basah maka akan terjadi aliran arus antara probe tersbut dan kemudian sinyal listrik tersebut diperkuat oleh Op-Amp, dan setelah itu dikirim kemikrokontroler. karena menggunakan Op-Amp maka kadar kebasahan tanah bisa kita tentukan dengan memvariasikan penguatan. Alat ini diaplikasikan pada tanaman stroberi yang memiliki nilai ekonomis.dan dapat dikembangkan dalam penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan ............................................................................................................ ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ii Pernyataan ............................................................................................................. iii Penghargaan .......................................................................................................... iv Abstrak .................................................................................................................. vi Daftar Isi ............................................................................................................... vii Daftar Gambar ...................................................................................................... ix Daftar Tabel .......................................................................................................... x
BAB I
PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah ............................................................. ............................................................................................................ 1 1.2. Tujuan Penulisan ......................................................................... ............................................................................................................ 2 1.3. Batasan masalah .......................................................................... 1.4. Sistematika Penulisan ................................................................. 2
BAB II
2
LANDASAN TEORI 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3
Perangkat keras ...................................................................... 4 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52 ......................... 4 Konstruksi AT89S52 .............................................................. 6 Interfacing ke DC Motor......................................................... 12 Operational Amplifier ............................................................. 14 Penguat Inverting dan Non Inverting ...................................... 15 Diferensiator dan Integrator .................................................... 16 Komponen-Komponen Pendukung ......................................... 17 Resistor .................................................................................. 17 Kapasitor ................................................................................. 22 Transistor ................................................................................. 25
Universitas Sumatera Utara
2.3 Berkebun Stroberi secara Komersial ....................................... 28 2.4 Perangkat Lunak ...................................................................... 30 2.4.1. Bahasa Assembly MCS-52 ...................................................... 30 2.4.2. Software 8051 Editor, Assemler, Simulator ............................ 34 2.4.3. Software Downloader .............................................................. 35 BAB III
PERANCANGAN SISTEM 3.1. Diagram Blok Rangkaian ........................................................... 36 3.2. Flowchart Rangkaian .................................................................. 38 3.3. Rangkaian Siatem minimum mikrokontroler AT89S52 ............ 40 3.4. Rangkaian Pengkondisi Sinyal ................................................... 41 3.5. Rangkain Power supply .............................................................. 42
BAB IV
PENGUJIAN RANGKAIAN 4.1. Pengujian Rangkaian Sensor Kebasahan Tanah ......................... 43 4.2. Pengujian Rangkaian Relay ....................................................... 44 4.3. Pengujian Rangkaian Indiator LED ............................................ 45 4.4. Pengujian Rangkaian Keseluruhan ............................................. 46 4.5. Pemrograman .............................................................................. 46
BAB V
PENUTUP 5.1. Kesimpulan ............................................................................... 50 5.2. Saran ......................................................................................... 51
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 52 LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1. Blok Diagram Fungsional AT89S52............................................ 5 Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 .................................. 9 Gambar 2.3. Rangkain DC yang Memutar Satu Arah ..................................... 13 Gambar 2.4. Rangkain DC yang Memutar Dua Arah ....................................... 13 Gambar 2.5. Operasional Amplifier ................................................................14 Gambar 2.6. Penguat non inverting ................................................................15 Gambar 2.7. Diferensial Op-Amp ....................................................................16 Gambar 2.8. Resistor Karbon...........................................................................18 Gambar 2.9. Potensiometer ..............................................................................20 Gambar 2.10. Grafik Perubahan Nilai pada Potensiometer ..............................21 Gambar 2.11. Skema kapasitor .........................................................................22 Gambar 2.12. Electrolytic Capasitor (ELCO)....................................................23 Gambar 2.13 Ceremic Capasitor ........................................................................24 Gambar 2.14. Simbol Tipe Transistor.................................................................26 Gambar 2.15 Transiator sebagai Saalar ON. .....................................................27 Gambar 2.16. Transistor sebagai Saklar OFF ....................................................28 Gambar 2.17. Penyiraman Stroberi Menggunakan Mikrokontroler ...................29 Gambar 2.18. 8051 Editor, Assembler, Simulator ..............................................34 Gambar 2.19. ISP- Flash Programmer 3.0a ........................................................35 Gambar 3.1. Skematik diagram Blok ...............................................................37 Gambar 3.2. Skematik Flowchart ....................................................................38 Gambar 3.3. Rangkaian Skematik Sistem Minimum Mikrokontroler ..............40 Gambar 3.4. Rangkaian Skematik Pengondisi Sinyal ......................................41 Gambar 3.5. Rangkaian Skematik Power Supply. ............................................42 Gambar 4.1. Rangakian Sensor Dengan Mengggunakan Komparator ...........44 Gambar 4.2. Rangkaian relay Pengendali Pompa ..........................................45 Gambar 4.3. Gambar Rangaian Indikator LED ................................................46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Konfigurasi Port 3 Mikrokontroler AT89S52 .................................... 11 Tabel 2.2. Gelang Resistor ................................................................................... 19 Tabel 2.3. Nilai Kapasitor .................................................................................... 25
Universitas Sumatera Utara
