PERANCANGAN SISTEM PEMANTAUAN DAN PENGUKURAN KETINGGIAN AIR SECARA JARAK JAUH DENGAN TAMPILAN PC SKRIPSI CYNDI ROINTAN PANGARIBUAN

PERANCANGAN SISTEM PEMANTAUAN DAN PENGUKURAN KETINGGIAN AIR SECARA JARAK JAUH DENGAN TAMPILAN PC

SKRIPSI

CYNDI ROINTAN PANGARIBUAN 120801023

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

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 2016


PERNYATAAN


SKRIPSI

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

Medan, Oktober 2016



PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas setiap kasih dan rahmat-Nya yang begitu besar, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, dengan judul : “Perancangan Sistem Pemantauan dan Pengukuran Ketinggian Air Sungai Secara Jarak Jauh Dengan Tampilan PC”. Terimakasih buat kedua orangtua Penulis Bapak A. Pangaribuan dan Ibu D. Tamba yang sangat Penulis cintai dan sayangi. Terimakasih banyak atas kasih sayang, pengorbanan, kesabaran, doa, dan motivasi yang diberikan kepada putri kalian ini. Semoga kalian selalu dalam lindungan Tuhan. Penulis juga mengucapkan banyak terimakasih kepada: 1. Bapak Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng.Sc dan Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan kepercayaan kepada penulis dalam melaksanakan penelitian hingga penyelesaian penulisan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika, dan Drs.Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU, Kak Tini, Bang Johaidin dan Kak Yuspa selaku staf Departemen Fisika, seluruh dosen, staf dan pegawai Departemen Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Kakak-kakakku tersayang Melti Pangaribuan, Reni Pangaribuan, dan Tuani Pangaribuan dan adikku terkasih Samuel Pangaribuan yang senantiasa mendoakan, membantu, dan memberi semangat kepada penulis. 4. Keluarga Bou Pili dan Adik Friska Pili Bunga, Paktua Togar, dan Paktua Mindo serta keluarga yang selalu mendukung, memotivasi, dan mendoakan penulis selama perkuliahan sampai penyelesaian skripsi ini.. 5. Keluarga Physics On Fire Ivo Zoel, Ivan Anggia, Mbak Sulis, Dewi, Riris, Elisabeth, Marta Masniary, Santa Simanjuntak, Melpa, Mutia, Zefanya Pardosi, Josapat, Wils, M.Ari, Eko, Roi Sugara, Andrianus, M.Fauzy, Eni Indriani, Rina Apulina, Carmelita, Jekson, Roby Yetsun, Cut (Bunda), Yani, Fitri Silaban,


Abdul Halim, Frisanto, Fransisco, Muhamaddin, Diego, Komting POF (M. Iqbal) dan teman-teman lainnya yang tidak bisa disebutkan satu-persatu yang telah memberikan partisipasi , semangat dan dukungan untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini. Semoga kita semua sukses. Amin. 6. Teman-taman asisten Lab.Elektonika Lanjutan Kak Ketty, Ivan Anggia, Mutia Lubis, Josapat Simangunsong, Sri Rahayu, Tahi Sinambela, Yupa Siregagar, dan Arnita Sigalingging. Terima Kasih untuk semua dukungan, semangat, cerita, dan semua yang sudah kita kerjakan bersama di Laboratorium ELAN, kalian tidak akan pernah terlupakan. 7. Abang terkasih, Rony Tambi yang selalu memberikan semangat, motivasi, dan doa kepada penulis 8. Abang-kakak senior dan adik-adik stambuk 2013, 2014, 2015,serta seluruh keluarga besar Ikatan Mahasiswa Fisika (IMF). Medan, Oktober 2016

Penulis



ABSTRAK

Telah dirancang suatu alat pemantauan dan pengukuran ketinggian air secara jarak jauh dengan memanfaatkan sensor ultrasonic yang berbasis PC (Personal Computer). Alat ini terdiri dari sensor ultrasonik yang mengukur ketinggian permukaan air, ATMega8 sebagai kontroler, modem RS485 sebagai sistem kendali jarak jauh, PC (Personal Computer) untuk menampilkan ketinggian air sungai secara otomatis dan realtime, dan buzzer sebagai indicator level awas pada ketinggian permukaan air. Prinsip kerja rangakaian alat ini secara umum adalah sistem minimum dihubungkan ke sumber tegangan PLN dengan menggunakan adaptor, setelah system diaktifkan maka sensor akan mengukur jarak antara air dan sensor yang dibaca oleh kontroler kemudian dikalibrasi ke ketinggian air. Setelah itu data dimodulasi oleh RS485 kemudian dikirim oleh kabel sepanjang 15m. Pada sisi server data diterima oleh demodulator RS485 dan diubah menjadi sinyal RS232. Sinyal data RS232 kemudian diterima oleh computer atau PC. Kata kunci: Sistem monitoring, ketinggian air, sensor ultrasonic, modem RS485


MONITORING SYSTEM DESIGN AND MEASUREMENT OF WATER LEVEL ON LONG DISTANCE WITH PC DISPLAY

ABSTRACT

Has been designed a monitoring system and measurement of water level using ultrasonic sensor based PC. This device consists of ultrasonic sensor is used to measure water level, ATMega8 as controller, modem RS485 as reins system of long distance, PC or computer is used to display water level automatically and realtime, and buzzer as indicator of danger water level. The general principle of this device is connected the minimum system to PLN voltage by using adaptor, after the system have been activated so sensor will be measure distance of water and sensor which read by controller, and then calibrated to water level. After that data is modulated by RS485 then sent by 15 meters wire . In server side data is received by demodulator RS484 and changed to RS232 signal. The RS232 data signal is received by computer or PC. Key words: monitoring system, water level, ultrasonic sensor, modem RS485


DAFTAR ISI

Halaman i ii iii v vi vii ix x xi

Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstrac Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Bab 1.

Pendahuluan 1.1. Latar Belakang 1.2. Rumusan Masalah 1.3. Batasan Masalah 1.4. Tujuan Penelitia 1.5. Manfaat Penelitian 1.6. Sistematika Penulisan

1 1 2 2 3 3

Bab 2.

Tinjauan Pustaka 2.1 Mikrokontroler 2.2.1 Debit Sungai 2.1.1 Memori AVR ATMega8 2.1.2 Pin Pada Mikrokontroler ATMega8 2.1.3 Komunikasi Serial pada ATMega8 2.1.4 Arsitektur Mikrokontroler ATMega8 2.1.5 Kelebihan Mikrokontroler AVR ATMega8 2.2 Sensor Ultrasonik 2.2.1 Sensor Ultrasonik HC-SR04 2.3 RS232 to RS485 Converter 2.3.1 Komunikasi Serial RS232 2.3.2 Komunikasi Serial RS485 2.3.3 Kecepatan Transfer Data RS485 2.3.4 Topologi Jaringan RS485 2.3.5 Rangkaian Half Duplex pada RS485 2.3.6 Penjelasan Kaki IC Max 485 2.3.7 Pemrograman RS485 2.3.8 Kelebihan dan Kekurangan Komunikasi RS485 2.4 Buzzer Bab 3. Perancangan Sistem

5 5 6 7 11 11 12 14 15 18 18 19 20 21 21 22 22 24 25


3.1 3.2

Bab 4

Bab 5

Diagram Blok Penelitian Rancangan Sistem Kendali 3.2.1 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 3.2.2 Rangkaian Sensor HC-SR04 3.2.3 Rangkaian Modem RS485 3.2.4 Rangkaian Power Supply 3.2.5 Rangkaian Buzzer 3.3 Komputer atau PC 3.4 Diagram Alir Sistem Pengujian Alat dan Program 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8 4.2 Pengujian Sensor 4.3 Pengujian Modul Interface RS485 4.4 Pengujian Tampilan Grafik dan Alarm pada PC 4.5 Pengujian Alat Keseluruhan Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran

Daftar Pustaka Lampiran

26 26 27 28 28 30 30 31 32 33 34 36 37 40 42 42

43 44


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3

Fungsi Alternatif Port B Fungsi Alternatif Port C Fungsi Alternatif Port D Spesifikasi sensor HC-SR04 Spesifikasi pin pada sensor HC-SR04 Kelebihan dan kekurangan komunikasi dengan RS485 Tabel kalibrasi sensor ultrasonic Pembacaan sensor ultrasonic dengan perbandingan mistar dan keadaan alarm dengan jarak pemancar dan penerima 15 meter Pembacaan sensor ultrasonic berdasarkan jarak pemancar dan Penerima

8 9 9 15 16 24 34 41 42


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 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 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4

Peta Memori ATMega8 Konfigurasi pin ATMega8 Blok diagram ATMega8 Flash ATMega8 Sensor Ultrasonik Prinsip Pemantulan Ultrasonik Konfigurasi pin dan tampilan sensor ultrasonic HC-SR04 Prinsip kerja HC-SR04 Timing diagram pengoperasian sensor ultrasonic HC-SR04 Grafik kecepatan transfer data vs panjang kabel Topologi jaringan RS485 Rangkaian RS485 dengan IC max485 RS485 Network Simbol dab bentuk fisik buzzer Diagram Blok Penelitian Rangkaian mikrokontroler ATMega8 Rangkaian sensor ultrasonic HC-SR04 Rangkaian modem RS485 dan susuan pin IC SN75176 Diagram Sinyal RS485 Rangkaian power supply Rangkaian Buzzer Rangkaian modul RS485 ke PC Server Diagram Alir Sistem Pengujian sensor terhadap ketinggian air Pengujian modul interface RS485 Tampilan level air dan data dalam Ms. Excel Pengujian keseluruhan sistem

Halaman 6 10 11 13 14 15 17 17 18 20 21 21 23 24 26 27 28 29 30 30 31 31 32 36 37 40 42


DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran 1. 2. 3. 4. 5.

Judul

Halaman

Listing Program dari seluruh sistem Listing Program Visual Basic untuk menampilkan grafik level air dan alarm pada PC Gambar Alat Gambar Alat Secara Keselurukan Rangkaian Lengkap Sistem

44 47 48 51 52


PERANCANGAN SISTEM PEMANTAUAN DAN PENGUKURAN KETINGGIAN AIR SECARA JARAK JAUH DENGAN TAMPILAN PC SKRIPSI CYNDI ROINTAN PANGARIBUAN

Recommend Documents