PERANCANGAN DAN PEMBUATAN KAPASITANSI METER DIGITAL
SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh : IZZATUN UDHMA 201010130311126
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015 i
LEMBAR PENGESAHAN
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN KAPASITANSI METER DIGITAL Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : Izzatun Udhma 201010130311126 Tanggal Ujian : 18 Agustus 2015 Periode Wisuda : Oktober 2015 Disetujui Oleh:
(Pembimbing I)
1. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT NIDN : 718036502
(Pembimbing II)
2. Khusnul Hidayat, ST NIDN :
(Penguji I)
3. Machmud Effendy, ST., M.Eng NIDN : 715067402
(Penguji II)
4. Dr. Zulfatman, ST., M.Eng NIDN : 709117804
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT NIP : 10892030257
i
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Puji syukur kehadiran Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “PERENCANAAN DAN PEMBUATAN KAPASITANSI METER DIGITAL”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi
persyaratan
guna
memperoleh
gelar
sarjana
teknik
di
Universitas
Muhammadiyah Malang. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam kelancaran pembuatan skripsi ini, khususnya kepada : 1.
Allah SWT yang memberikan kemudahan dan kelancaran dalam segala hal.
2.
Kedua orang tua yang amat saya cintai yang telah memberikan dukungan moril dan meteriil serta menjadi konselor penulis, penasehat yang bijaksana, sumber inspirasi dan motivasi serta doa yang tiada hentinya.
3.
Bapak Dr. H. Muhadjir Effendy, M.AP selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberi kesempatan untuk melanjutkan pendidikan ke jenjang sarjana (S1) pendidikan di Universitas Muhammadiyah Malang.
4.
Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan sekaligus sebagai Pembimbing I yang telah memberikan dukungan dan motivasi selama perkuliahan hingga terselesaikannya skripsi ini.
5.
Bapak Machmud Effendy, ST, M.Eng selaku Sekretaris Jurusan.
6.
Bapak Khusnul Hidayat, ST selaku Pembimbing II yang memberikan semangat dan dukungan sehingga terselesaikannya skripsi ini.
7.
Bapak Ir. Diding Suhardi, MT selaku Kepala Laboratorium Teknik Elektro
8.
Seluruh dosen Elektro yang saya banggakan, yang memberikan ilmu melalui perkuliahan selama 8 semester, serta.
9.
Semua teman-teman seangkatan dan seperjuangan saya di teknik elektro ini yang telah memberikan motivasi dan dukungan juga. Karya tulis akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik dan saran dari pembaca sangat penulis harapkan. Akhirnya, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi diri penulis khususnya dan para pembaca pada umumnya. Amin. i
Malang, 26 September 2015 Penyusun,
(Izzatun Udhma)
i
DAFTAR ISI Sampul Depan....................................................................................................... i Lembar Persetujuan .............................................................................................. ii Lembar Pengesahan .............................................................................................. iii Surat Pernyataan .................................................................................................. iv Kata Pengantar ...................................................................................................... v Daftar Isi ............................................................................................................... vi Daftar Gambar ...................................................................................................... vii Daftar Tabel .......................................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1 1.2
Rumusan Masalah ................................................................................ 2
1.3
Tujuan .................................................................................................. 2
1.4
Batasan Masalah .................................................................................. 2
1.5
Sistem Penulisan .................................................................................. 2
BAB II DASAR TEORI 2.1. Kapasitor .............................................................................................. 4 2.1.1 Pengisian dan Pengosongan Kapasitor ...................................... 4 2.1.2 Jenis-jenis Kapasitor.................................................................. 5 2.2. IC Mikrokontroler ATMEGA16 .......................................................... 6 2.2.1 Fitur ATMEGA16 ..................................................................... 8 2.2.2 Konfigurasi Pin AVR ATMEGA16 .......................................... 9 2.3. Teori Dasar NE555............................................................................. 10 2.4. LCD (Liquid Cristal Display) ............................................................ 12 2.5. Teori Dasar Pemrograman C .............................................................. 13 2.5.1 Dasar Teori .............................................................................. 12 2.5.2 Kelebihan dan Kekurangan Bahasa C ..................................... 13 2.6. Code Vision AVR .............................................................................. 13 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1. Perancangan Sistem............................................................................. 15 3.2. Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Keras .................................... 16 3.2.1
Rangkaian Sistem Minimum ................................................... 16
3.2.2
Rangkaian I/O Mikrokontroller ............................................... 17 i
3.2.3
Rangkaian Adaptor .................................................................. 17
3.2.4
Rangkaian Oscillator Generator .............................................. 18
3.2.5
Rangkaian Push Button ........................................................... 18
3.3. Perencanaan Perangkat Lunak............................................................. 21 BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT 4.1. Pendahuluan ....................................................................................... 22 4.2. Pengujian Mendownload Program Pada Mikrokontroler.................... 22 4.3. Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMEGA16 ................ 24 4.4. Pengujian Tampilan Display ............................................................... 26 4.5. Pengujian Oscillator Generator ........................................................... 28 4.6. Pengujian Alat Keseluruhan ................................................................ 29 4.7. Perhitungan Nilai Frekwensi ............................................................... 35
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan .......................................................................................... 40 5.2. Saran .................................................................................................... 40
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 41 LAMPIRAN
i
DAFTAR GAMBAR 2.1. Rangkaian Kapasitor Dan Resistor Arus Searah....................................... 4 2.2. Kurva pengisian dan pengosongan dari kapasitor serta penentuan konstanta waktu......................................................................................... 5 2.3. Jenis-jenis Kapasitor ................................................................................. 5 2.4. Jenis-jenis Kapasitor nilai tetap ................................................................ 7 2.5. Konfigurasi Pin ATMega 16 ..................................................................... 9 2.6. Blok Diagram Internal Pembangkit Pulsa IC 555 ................................... 10 2.7. Rangkaian Skematik dari LCD ke mikrokontroler ................................. 12 3.1
Blok Diagram Perancangan Alat ............................................................. 15
3.2
Sistem Minimum Microcontroller........................................................... 16
3.3
Rangkaian Power Supply Microcontroller .............................................. 18
3.4
Rangkaian Oscillator Generator .............................................................. 18
3.5
Rangkaian Push Button ........................................................................... 20
4.1
Diagram Blok Rangkaian Pengujian Mikrokontroller ............................ 22
4.2
Langkah-Langkah Mendownload Program Dari Code Vision AVR ke Sistem Minimum Mikrokontroller .......................................................... 23
4.3
Diagram Blok Rangkaian Pengujian Mikrokontroller ............................ 24
4.4
Led bergeser dari bawah ke atas ............................................................. 26
4.5
Diagram blok dari rangkaian pengujian rangkaian LCD ........................ 26
4.6
Hasil tampilan LCD ................................................................................ 27
4.7
Diagram blok pengujian oscillator generator .......................................... 28
4.8
Output oscillator generator...................................................................... 28
4.9
Diagram blok pengujian sistem............................................................... 29
4.10 Pengujian alat keseluruhan...................................................................... 29 4.11 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ..................... 30 4.12 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ............................. 30 4.13 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ..................... 31 4.14 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ............................. 31 4.15 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ..................... 31 4.16 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ............................. 32 4.17 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ..................... 32 4.18 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ............................. 32 4.19 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ..................... 33 i
4.20 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ............................. 33 4.21 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ..................... 33 4.22 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ............................. 34 4.23 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ..................... 34 4.24 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ............................. 34 4.25 Hasil output pengukuran menggunakan kapasitansi meter ..................... 35 4.26 Hasil output pengukuran menggunakan oscilloscope ............................. 35
i
DAFTAR TABEL 3.1. Konfigurasi I/O tiap bit pada port mikrokontroller ................................. 17 4.1
Hasil nilai frekuensi osiloskop, kapasitansi meter dan nilai frekuensi perhitungan ................................................................................................................. 37
4.2
Hasil perhitungan kapasitor .................................................................... 38
i
DAFTAR LAMPIRAN ATMEGA16
i
DAFTAR PUSTAKA
1.
Sutrisno, “Dasar Elektronika” Jilid 1 Penerbit ITB tahun 2008.
2.
Agfianto Eko Putra, “Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/53” Edisi 2 tahun 2007.
3.
http://www.mediafire.com/view/?g8qrxpdk867a8z7
4.
(alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf_atmega16)
5.
www.academia.edu/9923046/Dasar_teori_pengenalan_Bahasa_C_
6.
teknikelektronika.com/simbol-fungsi-kapasitor-beserta-jenis-jenis-kapasitor/
7.
Atmel, 1997, “Flash Mikrokontroller: Architectural Overview”, Atmel Inc, (http://www.atmel.com), USA.
8.
MacKenzie, L. Scott, 1995, “The 8051 Mikrokontroller, 2nd edition”, Prentice Hall, Inc., USA.
9.
http://www.geocities.com/agfianto
10.
Sutanto, Budhy, 2001, “Sistem interupsi MCS51”, http://alds.stts.edu/DIGITAL/INTERRUPT.htm.
11.
https://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi
i
