RANCANG BANGUN SISTEM PERINGATAN DINI BANJIR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA89S52 DENGAN SENSOR ULTRASONIK
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Sains
Program Studi Fisika Jurusan Fisika
Rusti Simbolon 110801060
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
: Rancang Bangun Sistem Peringatan Dini Banjir Jarak Jauh Berbasis Mikrokontroler AT89S52 Dengan Sensor Ultrasonik : Skripsi : Rusti Simbolon : 110801060 : Sarjana (S1) Fisika : Fisika : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, April 2016
Komisi Pembimbing : Pembimbing 2,
Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. NIP. 196006031986011002
Pembimbing 1,
Dr.Bisman Perangin-angin M.Eng.Sc NIP. 195609181985031002
Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
Dr.Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
RANCANG BANGUN SISTEM PERINGATAN DINI BANJIR JARAK JAUH BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 DENGAN SENSOR ULTRASONIK
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, April 2016
RUSTI SIMBOLON 110801060
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Penulis memanjatkan puji dan syukur atas berkat Allah di dalam nama Tuhan Yesus Kristus yang senantiasa melimpahkan Rahmat dan kasih KaruniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul “Rancang Bangun Pemanas Induksi Berdaya Rendah Dengan Menggunakan Solenoid Coil Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535” guna melengkapi persyaratan untuk
memperoleh gelar Sarjana Fisika pada Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.
Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik dalam bentuk materi, ide, dorongan semangat serta doa yang tulus. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Drs. Bisman P, M.Eng. Sc sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, tenaga, dan saran – saran untuk membimbing penulis menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis untuk menyempurnakan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Mester Sitepu, M.Eng. Sc, sebagai dosen wali yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis. 4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA USU. 5. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA USU. 6. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 7. Seluruh Bapak / Ibu staff pengajar Fisika USU serta para pegawai administrasi. 8. Ucapan terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada pahlawan sejati dalam hidup saya yakni Bapak saya tersayang James Simbolon & Mama saya tercinta Purnama br Sinaga, dan abang saya (Jhonryles Simbolon dan Ferdinan Simbolon) dan adik saya (Lambok Simbolon) yang telah memberikan dorongan baik moral maupun materi selama penulis kuliah sampai penyelesaian skripsi ini. 9. Teman – teman Organisasi saya IMPH (Ikatan Mahasiswa/I Pegagan Hilir) 10. Teman - teman stambuk 2011 yang sungguh luar biasa : Ancela Simbolon, Juliana, Jansius, David, Togar, Dosni, Parasian, Fitriyani, Ita Lase, Ivo, Edy, Darma, Iwan,
Universitas Sumatera Utara
Stefen, Jusprin, Fahmi, Ilham, Inten, Intan, Jepri, Ika Rani, Widya, Lilis, Tabitha, Nesni, Putri astary, Dyana Chingu, Nova, Desi, Trisno, William, Rusell, Eman, Hendra Damos, Hendra Gabe dan Heni. 11. Adik-adik stambuk 2014: Yola Pratiwi, Wilia Situmorang, Wiwid Wardhia, Dewi Sijabat, Rini Trisandradevi, Gabriel Situmeang, dkk. Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan ilmu yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran- saran dari pembaca untuk menyempurnakan skripsi ini. Kiranya Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Penulis,
(Rusti Simbolon) Nim : 110801060
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN SISTEM PERINGATAN DINI BANJIR JARAK JAUH BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 DENGAN SENSOR ULTRASONIK
ABSTRAK Kebutuhan akan informasi banjir secara real time pada daerah aliran sungai (DAS) rawan banjir ke pada seluruh warga (main layer information), memiliki tingkat urgensi yang sangat tinggi. Banjir yang kerap kali datang secara tiba – tiba menimbulkan kerugian yang sangat besar, sehingga warga tidak dapat bersiaga mennghadapi bencana banjir. Pemecahan masalah banjir yang telah dibagun sejauh ini belum mampu untuk mereduksi kerugian dikarenakan informasi tersebut masih lamban. Visialisasi dan pencatatan sekala manual membutuhkan waktu yang cukup lama untuk dapat menyimpulkan bahwa terjadi kenaikan rata muka air secara signifikan. Untuk pemecahan masalah tersebut, dirancanglah sebuah sistem pendeteksi yang mampu memonitor ketinggian rata-rata air secara real time, serta dapat memberikan peringatan kepada pengguna informasi tentang banjir. Diawali oleh sensor ultrasonik yang mampu mendetaksi pergerakan tinggi muka air pada DAS, data hasil pengukuran tersebut akan diolah menggunakan Mikrokontroller tipe AT89S52 sebagai pusat pengolahan data, dan selanjutnya data tersebut dikirim ke LCD untuk melihat ketinggian air tersebut. Setelah ketinggian mencapai jarak yang telah ditentukan maka alarm berbunyi dan GSM mengirim pesan kepada pengguna. Kata kunci: Handphone, LCD, sensor ultrasonik, mikrokontroler AT89S52, GSM.
Universitas Sumatera Utara
DESIGN A WARNING SYSTEM EARLY FLOODING REMOTELY BASED MICROCONTROLLER AT89S52 WITH THE ULTASONIC SENSING
ABSTRACT
The need for a real time flooding information on watersheds (DAS) flood prone to the whole community (main layer information), has a very high degree of urgency. Flooding that often come suddenly causing very large losses, so that citizens can not prepare for flooding. Trouble solve the problem of flooding who has been built so far have not been able to reduce the information loss due to still slowly. Visualizing and manual recording scale requires a long time to be able to conclude that an increase in The average water level significantly. For to solving this problem, designed detection system that is able to monitoring the an average altitude of the water in real time, and can give a warning to the user information about the flooding. Preceded by an ultrasonic sensing is able to detect the movement of water level in the watershed, the measurement result data will be processed using microcontroller type AT89S51 as the data processing center, and than data is sent to LCD to look at the height of the water. After the height of reached the distance that have been determined the alarm went off and GSM sending the message to the user.
Keywords: Handphone, LCD, An Ultrasonic sensing, Microcontroller AT89S52, GSM.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstrack Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar
i ii iii v vi vii ix x
BAB I Pendahuluan 1.1 Belakang 1.2 Penelitian 1.3 Penelitian 1.4 Masalah 1.5 Masalah 1.6 Sistematika Penulisan
Latar 1 Tujuan 2 Manfaat 2 Batasan 2 Rumusan 3 3
BAB II Landasan Teori 2.1 Banjir 2.1.1 Normalisasi Alur Sungai 2.1.2 Bantaran Sungai 2.1.3 Aliran Sungai 2.1.3.1 Profil Sungai 2.1.3.2 Aliran Saluran Terbuka 2.1.3.3 Dinamika Aliran Sungai 2.1.4 Banjir Musibah Tahunan 2.2 Bahasa Assembly 2.3 Sensor Ultrasonik 2.4 Mikrokontroler Atmega 89S52 2.4.1 Konfigurasi Pin Atmega 89S52 2.5 SMS (Short MessageService) 2.6 Buzzer 2.7 IC MAX 232 dan Komunikasi Serial RS-232
5 7 7 8 8 9 9 10 11 15 16 18 21 22 23 Universitas Sumatera Utara
BAB III Perancangan dan Sistem Kerja Rangkaian 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
Diagram Blok Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 89S52 Rangkaian Buzzer Rangkaian Driver MAX – 232 Rangkaian lengkap Flowchart
25 25 26 27 29 30
BAB IV Hasil dan Pembahasan 4.1 Pengujian Alat 4.2 Pengujian Tampilan Program Data 4.2.1 Tampilan Uji LCD 4.2.2 Tampilan Uji LED 4.2.3 Tampilan Uji Serial 4.2.3 Tampilan Uji SMS 4.3 Analisis Sistem 4.3 Pengujian Sensor 4.6 Pengujian Input Registrasi
31 31 31 31 31 32 32 33 34
BAB V Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran Daftar Pustaka Lampiran 1 Program pada Mikrokontroler ATmega 8535 Lampiran 2 Foto Alat
36 36 37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
Tabel 2.1
Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler ATmega 89S52
19
Tabel 4.1
Perbandingan pengukuran mistar dengan sensor
34
Tabel 4.2
Pedoman pengujian level air di Laboratorium
34
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar Gambar 2.1
Saluran Terbuka dan Tertutup
9
Gambar 2.2
Sensor Ultrasonik
15
Gambar 2.3
Mikrokontroler Atmega 89S52
17
Gambar 2.4
Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega 89S52
18
Gambar 2.5
Rangkaian reset ATmega 89S52
20
Gambar 2.6
Blok diagram Mikrokontroler Atmega 89S52
21
Gambar 2.7
Modem GSM
22
Gambar 2.8
Buzzer
22
Gambar 2.9
Skema Rangkaian Buzzer
23
Gambar 2.10 Bentuk Fisik IC MAX 232
24
Gambar 3.1
Diagram Blok Penelitian
25
Gambar 3.2
Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 89S52
26
Gambar 3.3
Rangkaian Buzzer
27
Gambar 3.4
Rangkaian Max – 232
28
Gambar 3.5
Rangkaian lengkap
29
Gambar 3.6
Flowchart
30
Gambar 4.1
Pengujian alat pendeteksi banjir
31
Gambar 4.2
Uji Komunikasi Serial
32
Gambar 4.3
Pesan yang diterima pada status bahaya
32
Gambar 4.4
Pengujian Sensor
33
Gambar 4.6
Format sms untuk registrasi
35
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN SISTEM PERINGATAN DINI BANJIR JARAK JAUH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA89S5 DENGAN SENSOR ULTRASONIK
1.1 Latar Belakang Banjir merupakan fenomena alam berupa terbenamnya daratan oleh air akibat luapan atau genangan air yang melebihi batas normal ketinggian air di suatu tempat. Hal ini dapat disebabkan oleh curah hujan yang berlebihan, salju yang mencair, atau ketidakmampuan sungai/saluran air dalam menampung dan menyalurkan air yang diterimanya. Banjir juga dapat terjadi dalam bentuk luapan air laut yang kemudian menggenangi daratan.
Fenomena alam
yang terakhir disebut ini dikenal sebagai
banjir rob, dan biasanya terjadi di kawasan pesisir pantai. Dampak banjir umumnya merugikan masyarakat karena dapat menimbulkan kerusakan lingkungan hidup, antara lain: rusaknya tempat pemukiman penduduk, rusaknya sarana dan prasarana pendukuk (termasuk transportasi darat), rusaknya areal pertanian, sulitnya mendapatkan air bersih, dan timbulnya beragam penyakit (karena lingkungan yang kotor selama dan setelah banjir). Banjir sebenarnya dapat dikatakan sebagai fenomena alam ”biasa” karena hampir semua negera pernah dan bahkan rutin mengalaminya, termasuk Indonesia. Namun, dalam skala tertentu banjir juga sudah dikatagorikan sebagai bencana besar karena menimbulkan korban jiwa yang tidak sedikit. Salah satu jenis banjir yang rutin terjadi adalah banjir yang disebabkan luapan air sungai. Banjir jenis ini umumnya berdampak terhadap penduduk yang berada di sekitar bantaran sungai. Bila luapan air sungai ini terjadi pada siang hari, maka Universitas Sumatera Utara
dampaknya terutama korban jiwa mungkin dapat diminimalisir karena penduduk
Universitas Sumatera Utara
dapat mengetahui dan menyadari kehadiran bencana tersebut. Masalahnya menjadi lain ketika banjir terjadi pada malam hari, ketika penduduk sedang tertidur lelap. Hal tersebut di atas menarik perhatian penulis untuk melakukan suatu penelitian yang diharapkan dapat membantu penduduk menyadari bahaya banjir yang akan
segera
Rencana penelitian ini diberi judul: “Rancang Bangun Sistem Peringatan
Dini
Jarak Jauh Berbasis Mikrokontroler
tiba. Banjir
AT89S52 dengan Sensor Ultrasonik”.
1.2 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang bangun suatu sistem peringatan dini banjir dengan memanfaatkan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi ketinggian air, dan mikrokontroler AT89S52 sebagai pemproses data.
1.3 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat: 1. Membantu dalam memperingatkan penduduk ketika banjir akan segera melanda daerah di sekitar bantaran sungai. 2. Memberikan kontribusi bagi pengembangan
sistem peringatan
elektronik berbasis
sensor ultrasonik.
1.4 Batasan Masalah Untuk membuat sebuah sistem peringatan dini terhadap banjir yang akan melanda suatu kawasan tentulah tidak mudah karena banyak faktor yang perlu dan harus
dipertimbangkan,
termasuk teknis pemasangan alat tersebut di lapangan.
Universitas Sumatera Utara
Mengingat keterbatasan waktu dan biaya, penelitian ini difokuskan/dibatasi pada hal- hal berikut: 1. Alat
yang
permuakaan
akan air
dibuat merupakan alat dan
mengeluarkan
yang dapat mendeteksi ketinggian
bunyi peringatan ketika permukaan air
tersebut mencapai ketinggian tertentu. 2. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi ketinggian air ini adalah sensor ultrasonik merek PING. 3. Tinjauan dan bahasan tentang mikrokontoler AT89S52 dibatasi pada prinsip penggunaannya, bukan pada rincian komponen yang ada di dalamnya maupun cara pembuatan rangkaian terpadu (integrated circuit, IC) tersebut. 4. Bahasa pemprograman yang digunakan adalah bahasa C, terutama instruksiinstruksi yang
terkait
dengan
proses
transfer
data masukan dan keluaran
mikrokontroler. 5. Piranti
keluaran
sistem peringatan dini yang digunakan pada penelitian ini
adalah alarm dan lampu.
1.5 Rumusan Masalah 1. Bagaimana merancang alat untuk merancang bangun suatu sistem peringatan dini banjir dengan
memanfaatkan
sensor
ultrasonik
sebagai
pendeteksi
ketinggian
air,
dan
mikrokontroler AT89S52 sebagai pemproses data 2. Bagaimana cara mengirimkan hasil dari sistem peringatan dini banjir jarak jauh berbasis mikrokontroler AT89S52 dengan menggunakan sensor ultrasonik.
1.6 Sistematika Penulisan Untuk memberi gambaran dalam mempermudah serta memahami tentang sistematika kinerja dari alat RANCANG BANGUN BERBASIS
SISTEM PERINGATAN
MIKROKONTROLER AT89S52
DENGAN
BANJIR
JARAK
JAUH
MENGGUNAKAN SENSOR
ULTRASONIK, maka penulis menulis proposal ini dengan sistematika penulisan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
BAB 1 PENDAHULUAN Bab ini berisikan pendahuluan yaitu membahas mengenai Latar Belakang, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian, Batasan Masalah, Rumusan Masalah, serta Sistematika Penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI Pada bab ini akan dibahas teori-teori yang mendukung pembahasan tentang sungai, mikrokontroler Atmega 89S52, sensor ultrasonik,
BAB III PERANCANGAN ALAT Dalam bab ini akan dijelaskan tentang perancangan alat yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dan kerja dari setiap rangkaian.
BAB IV HASIL DAN ANALISIS Bab ini beisikan tentang pengujian alat dan juga analisa tugas akhir yang telah dibuat.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang berisi kesimpulan dan saran yang berkaitan dengan seluruh proses perancangan dan pembuatan tugas akhir ini. DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara
