PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN FEEDBACK SUARA OPERATOR SKRIPSI

1

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN FEEDBACK SUARA OPERATOR

SKRIPSI

ESNARIA TAMBUNAN 100801022

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

Universitas Sumatera Utara



SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains


DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

i Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul

: Perancangan dan Pembuatan AlatPendeteksi Tingkat Kebisingan Bunyi Berbasis Mikrokontroler Dengan Feedback SuaraOperator

Kategori Nama Nim Program Studi Departemen Fakultas

: Skripsi : Esnaria Tambunan : 100801022 : Sarjana (S1) Fisika : Fisika : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Diluluskankan di : Medan, 12 Agustus 2014

Diketahui/ Disetujui oleh Pembimbing II

Drs. Takdir Tamba, M.Eng,Sc NIP : 196006031986011002

Pembimbing I

Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng,Sc NIP : 195609181985031002

Ketua Departemen Fisika FMIPA USU

Dr. Marhaposan Situmorang NIP : 195510301980031003

ii Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN


SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 12 Agustus 2014


iii Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan, karena kasih dan karunia-Nya skripsi ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan. Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, mulai dari persiapan hingga skripsi ini berhasil diselesaikan, untuk itu dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng,Sc dan Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, arahan, dan panduan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Ucapan terimakasih juga penulis tujukan kepada Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, Dr. Marhaposan Situmorang, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU serta seluruh staf dosen juga para pegawai. Kepada Ayah dan Ibunda tercinta yang senantiasa percaya, bersabar dan juga mendukungku dengan penuh ketulusan serta senantiasa mendoakan anak-anaknya agar kelak menjadi orang sukses. Kepada seluruh keluargaku, Bang Edu, Bang Edison, Kak Eliana, Kak Erika, dan Bang Erwin yang memberikan dukungan dan doa, sehingga penulis terus bersemangat dalam menyelesaikan skripsi ini. Kepada Ito M. Situmorang yang terus memasok energi dalam hidupku dengan menjadi mitra yang senantiasa menyadarkan saya bahwa saya tidak sendiri dalam setiap langkah perjuangan. Terimakasih juga kepada teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Physics Inside, senior dan adikadik serta seluruh Ikatan Mahasiswa Fisika USU. Dengan segala keterbatasan penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Untuk itu saran dan kritik yang konstruktif dari semua pihak sangat penulis harapkan demi perbaikan dan peningkatan skripsi ini.Akhir kata, penulis hanya bisa mendoakan semoga Tuhan membalas kebaikan kita. Medan, 12 Agustus 2014

Penulis

iv Universitas Sumatera Utara


ABSTRAK

Telah berhasil dirancang dan dibuat sebuah sistem deteksi kebisingan yang memiliki fungsi mendeteksi kebisingan bunyi, menampilkan informasi kebisingan pada layar LCD dan PC, serta memberikan peringatan melalui bunyi yang dihasilkan oleh buzzer dan suara operator yang direkam dengan menggunakan IC WTV020 SD. Jenis sensor yang digunakan pada sistem ini adalah mikrofon kondensor yang berfungsi untuk menangkap sinyal masukan berupa tekanan suara dan mengubahnya ke dalam bentuk tegangan. Jangkauan tegangan yang dimiliki sensor adalah 0-3,3V. Sinyal masukan analog akan masuk ke mikrokontroler ATmega8535 dan diubah menjadi sinyal digital. Sistem ini membagi keadaan kebisingan dalam tiga level, yakni level I (level aman atau < 60-70 dB), level II (level sedang atau > 70-90 dB), dan level III (level tinggi atau > 90dB).

Kata kunci:Desibel, Mikrofon, ATmega8535, LCD, PC, Buzzer, WTV020 SD, Speaker

v Universitas Sumatera Utara

DESIGNING AND MAKING DEVICE OF NOISE DETECTOR BASED OF MICROCONTROLLER ATMEGA8535 USING SOUND OPERATOR AS FEEDBACK

ABSTRACT

Has been successfully designed and made a system of noise detection which has function of detecting sound, showing information of

noise on LCD and PC

screen, and giving warning by sound which is produced from buzzer and operator that is recorded using IC WTV020 SD . Sensor that used in this system is microphone condenser that has function to capture the input signal of the sound pressure and to convert it into a voltage. Range voltage from sensor is 0-3,3V. The analog input signal will go into microcontroller ATmega8535 and will be changed to digital signal. The system divide a noise situation in three level, that is level I (safe level or < 60-70 dB), level II (middle level or >70-90 dB), and level III (high level or >90dB).

Keywords: Decibel, Microphone, ATmega8535,LCD, PC, Buzzer, WTV020 SD, Speaker

vi Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman ii iii iv v vi vii ix x xi

Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran 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 2 3 3

Bab II Tinjauan Pustaka 2.1 Bunyi 2.1.1 Persepsi Gelombang Bunyi 2.1.2 Skala Desibel 2.1.3 Efek Doppler 2.1.3.1 Pendengar yang Bergerak 2.1.3.2 Sumber yang bergerak dan Pendengar yang bergerak 2.1.4 Kebisingan Bunyi 2.1.5 Alat Pengukur Kebisingan Bunyi 2.2 Analog Sound Sensor 2.3 Mikrokontroler AVR ATmega8535 2.3.1 Arsitektur ATmega8535 2.3.2 Konfigurasi Pin 2.3.3 Peta Memori 2.3.4 Stack Pointer 2.3.5 Komunikasi Serial dengan Uart 2.3.6 Timer ATmega8535 2.3.7 Interupsi 2.3.8 Fitur 2.3.8.1 Analog to Digital Converter (ADC) 2.3.8.2 Pulse Width Modulation (PWM) 2.4 LCD (Liquid Crystal Display) 2.5 PC (Personal Computer) 2.6 Buzzer

5 7 8 10 10 11 12 14 15 16 17 19 21 22 22 22 22 23 23 25 25 26 26

vii Universitas Sumatera Utara

2.7 Speaker 2.8 IC WTV020 SD 2.9 Komunikasi Serial RS232

27 27 30

Bab III Perancangan Sistem 3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) 3.1.1 Konfigurasi Sistem 3.1.2 Rangkaian Power Supply 3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 3.1.4 Display LCD 2x16 Karakter 3.1.5 Perancangan Rangkaian WTV020 SD 3.1.6 Perancangan Analog Sound Sensor 3.1.7 Rangkaian Buzzer 3.1.8 Rangkaian Mikrokontroler ke Max232 3.2 Perancangan Perangkat Lunak (software) 3.2.1 Perancangan Program 3.2.2 Flowchart Program

34 34 35 36 37 38 40 42 42 43 43 48

Bab IV Pengujian dan Analisa 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega 8535 4.3 Interfacing LCD 2x16 4.4 Interfacing PC (Personal Computer) 4.5 Pengujian Modul Suara WTV020SD 4.6 Pengujian Buzzer 4.7 Pengujian Sensor Suara

48 48 50 52 52 53 54

Bab V Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran

56 57

Daftar Pustaka

58

Lampiran

viii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 2.7 Tabel 2.8 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 4.1

Tingkat Intensitas Bunyi dari Berbagai Sumber Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Jenis-jenis dari Akibat Kebisingan Deskripsi Pin ATmega8535 Vektor Interupsi ATmega8535 Keterangan PIN WTV020 SD Deskripsi Pin IC MAX232 Fungsi Pin DB9 Fungsi Pin LCD Karakter 2x16 Komponen pada Rangkaian Analog Sound sensor Perbandingan Pembacaan Level Suara

9 12 14 19 23 29 31 32 37 40 55

ix Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Halaman 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 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 3.11 Gambar 3.12 Gambar 3.13 Gambar 3.14 Gambar 3.15 Gambar 3.16 Gambar 3.17 Gambar 4.1 Gambar 4.2

Sound Level Meter Aplikasi Sound Meter pada Android Bentuk Fisik Mikrofon Kondensor Arsitekstur ATmega8535 Konfigurasi Pin ATMega8535 Peta Memori Program Peta Memori Data Koneksi dengan Filter LC pada Supply ADC Register ADMUX Simbol Buzzer Bentuk IC WTV020SD Konfigurasi Pin IC WTV020SD Konfigurasi Pin IC MAX232 Diagram Blok Sistem Rangkaian Power Supply Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 LCD Karakter 2x16 Peta Memori LCD Character 2x16 Rangkaian WTV020 SD Rangkaian Analog Sound Sensor Rangkaian Buzzer Rangkaian Mikrokontroler ke Max232 Pemilihan Tipe File Code VisionAVR Dialog Konfirmasi tentang Penggunaan Code Wizard AVR Pemilihan tipe Mikrokontroler dan Kristal Setting PortA dan PortB Setting Penempatan IC WTV020 SD pada PortC Setting Penempatan LCD pada PortD Generate, Save, dan Exit Flowchart Program Rangkaian Mikrokontroler ke Power Supply Buzzer Aktif High

14 15 16 18 20 21 21 24 24 26 28 29 31 34 35 36 37 38 39 40 42 43 44 44 44 45 45 46 46 48 49 53

x Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D

GambarRangkaianKeseluruhan Program KeseluruhanPada Mikrokontroler ATmega8535 Program Pada Visual Basic Tabel Hasil Pengambilan Data Implementasi Sistem Deteksi

xi Universitas Sumatera Utara


PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI TINGKAT KEBISINGAN BUNYI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN FEEDBACK SUARA OPERATOR SKRIPSI

Recommend Documents