skripsi
Judul: SISTEM TELEMETRI SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS Mikrokontroler ATMega8535
Diajukan Oleh:
HOTMAIDA SITOHANG 070821005
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009
Universitas Sumatera Utara
Lembar Persetujuan Judul:
SISTEM TELEMETRI SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS Mikrokontroler ATMega8535 Diajukan oleh: Nama
: Hotmaida Sitohang
NIM
: 070821005
Departemen : Fisika
Disetujui oleh: Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Drs. Luhut Sihombing, MS
Ahmad Hidayat, ST
NIP. 130 535 871
NIP. 131 918 183
Disahkan Oleh Ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Dr. Marhaposan Situmorang NIP 130 810 771
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
SISTEM TELEMETRI SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS Mikrokontroler ATMega8535
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 17 November 2009
HOTMAIDA SITOHANG 070821005
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dengan cinta kasih dan limpah karunia-Nya sehingga penyelesaian tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Drs. Luhut Sihombing, MS selaku dosen pembimbing I dan Bapak Ahmad Hidayat, ST selaku dosen pembimbing II yang telah banyak membimbing penulis dalam penyelesaian tugas akhir dan penulisan laporannya. Ucapan terima kasih juga kepada Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, Bapak Drs. Bisman P, M.Eng.Sc, serta Bapak Drs Kurnia Brahmana M.Si selaku dosen penguji yang memberikan dukungan dan motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih juga diajukan kepada Bapak Prof. Dr.Eddy Marlianto, M.Sc selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, dan seluruh staf pegawai di FMIPA USU. Ucapan terima kasih buat rekan-rekan (Kak Martha, Rakimen, Andika, Ardinal, Susiana, Fitri, Marina, Imelda, Lela, kak Riris, kak Udur, Ulis, Roliz, Amoy, Eva dan rekan yang lainnya) yang telah banyak memberikan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini. Ucapan terima kasih penulis yang sangat special buat Ibunda tersayang, Kakak Tio dan Abang Tio, adik Lina dan Icha, keponakan Tio Alpha Roni tercinta yang selalu memberikan doa, semangat, dukungan baik secara moril maupun materi. Penulis sadari banyak kekuranagn dalam penulisan dan penusunan tugas akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini.
Medan, Januari 2010 Penulis,
Hotmaida Sitohang
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kebutuhan akan data tentang kondisi lingkungan sekitar telah mendorong manusia untuk membuat alat yang bisa mengukur kondisi lingkungan. Dua diantara banyak data yang bisa diukur yang menjelaskan kondisi lingkungan adalah temperatur dan kelembaban.Pada tugas akhir ini dirancang dan diimplementasikan sebuah alat yang bisa mengukur temperatur dan kelembaban lingkungan. Sebagai sensor pengukur temperatur dan kelembaban digunakan SHT11. SHT11 memiliki beberapa keuntungan diantaranya hanya membutuhkan dua buah sinyal untuk bekerja, keluaran hasil pengukuran telah digital, ukurannya kecil dan stabil untuk waktu yang lama. Alat yang dibuat terdiri atas dua bagian yakni pengirim (TLP433 dan penerima (RLP433). Arah komunikasi antara bagian pengirim dan penerima bersifat satu arah saja. Secara periodik pengukuran data kondisi lingkungan dilakukan di bagian pengirim dan dikirimkan ke bagian penerima. Pada bagian penerima data diteruskan ke PC (Personal Computer) dimana setiap data dapat ditampilkan dan disimpan pada sebuah file. Mikrokontroler yang digunakan untuk mengontrol kerja bagian pengirim adalah ATMega8535. Mikrokontroler ini mampu bekerja sampai 16 MHz. Fasilitas lain mikrokontroler ini adalah ukuran flash programnya sampai 8 KiloByte dan SRAM sebesar 512 KiloByte. Fungsi utama ATMEGA32 di pengirim adalah mengontrol kerja SHT11, dan mengirimkan hasil pengukuran ke penerima.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
In this final assignment had been planned and implemented a device for measuring temperature and humidity. Sensor which used for measuring temperature and humidity is SHT11. This sensor has some benefits such as only need two signal to works, the output of measurement has been digital, small size, and stable for a long time. The device consist of two parts which is transmitter and receiver. The direction of communication between these parts is one way only. Periodically data measurement of environment condition is done at transmitter and sent it to receiver. The receiver use computer and the program saved every received results. The microcontroler which used to manage the works of transmitter and receiver is ATMEGA8535. This microcontroller is able to work up to 16 MHz. Another facility is the size of flash program is 8 Kilobyte and SRAM is 512 Kilobyte of size. The main function of ATMEGA8535 at transmitter is to control SHT11 and send the result of measurement to receiver.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI Halaman
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Penghargaan
iv
Abstrak
v
Abstract
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
ix
Daftar Gambar
x
BAB 1 PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan Penelitian 1.3 Batasan Masalah 1.4 Manfaat Penelitian 1.5 Sistematika Penulisan
2 2 2 2 2
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Dasar Teori 2.2 Mikrokontroler Atmega8535 2.2.1 Arsitektur ATMega8535 2.2.2 Fitur ATMega8535 2.2.3 Konfigurasi PIN ATMega8535 2.3 SHT11 Module 2.3.1 Konversi Keluaran Sensor 2.3.2 Prinsip Kerja Sensor 2.4 Komunikasi Serial 2.4.1 Karakteristik Sinyal Port Serial 2.4.2 Port Komunikasi Serial 2.4.3 Flow Control 2.4.3 Koneksi Ke RS232 Port 2.5 Modul LCD 2.5.1 Konfigurasi Pin LCD 2.5.2 Posisi Kursor 2.6 Modul TLP dan RLP a. Modul Pemancar RF b. Modul Penerima RF
4 4 5 6 6 8 8 10 12 13 14 18 20 22 23 27 28 29 29
2.7 Perangkat Lunak
30
Universitas Sumatera Utara
2.7.1 Instruksi ATMega8535 2.7.1.1 Karakter dalam Bascom 2.7.1.2 Tipe Data 2.7.1.3 Variabel 2.7.1.4 Alias 2.7.1.5 Konstanta 2.7.1.6 Array 2.7.1.7 Operasi dalam Bascom 2.8 Pengaksesan Port Serial pada VB 2.8.1 Pengaksesan melalui Register USART
30 30 31 31 32 32 33 34 35 35
BAB 3 RANCANGAN SISTEM 3.1 Perancangan Perangkat Keras 3.1.1 Diagram Blok Rangkaian 3.1.2 Rangkaian Sistem Mikrokontroler ATMega8535 3.1.3 Sistem Komunikasi 3.1.4 Sistem Sensor 3.1.5 Rangkaian komunikasi Serial 3.1.6 Rangkaian Powr Supply 3.1.7 Rangkaian LCD 3.2 Perancangan Perangkat Lunak 4.2.1 Diagram Alir Program
37 37 38 39 41 42 43 44 45 45
BAB 4 PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN SISTEM 4.1 Pengujian Sistem Mikrokontroler ATMega8535 47 4.2 Pengujian Power Supply 48 4.3 Pengujian Rangkaian LCD 49 4.4 Pengujian Perangkat Lunak 50 4.4.1 Pengujian kehandalan Sistem keseluruhan 50 4.4.2 Perbandingan Data antara Sistem dengan Termometer Analog52 4.4.3 Akurasi data antara Baudrate dengan suhu LCD dan PC 52 4.4.4 Akurasi data antara Baudrate dengan kelembaban LCD 52 4.4.5 Akurasi data antara Jarak dengan suhu LCD dan PC 52 4.4.6 Akurasi data antara Jarak dengan Kelembaban LCD dan PC 53 4.4.8 Metode Pengujian 53
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA
54 54 55
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Halaman
Tabel 2.1 Konstanta konversi pengukuran RH
9
Tabel 2.2 Konstanta Konversi Pengukuran temperature
10
Tabel 2.3 Konfigurasi pin SHT11
11
Tabel 2.4 Fungsi Susunan Konektor DB9
15
Table 2.5 Konfigurasi Pin dan nama Sinyal konektor DB9
15
Tabel 2.6 Nama-nama register
17
Tabel 2.7 Angka Pembagi
17
Tabel 2.8 Susunan kaki Modul TLP dan RLP
29
Tabel 2.9 Karakter Spesial
30
Tabel 2.10 Tipe data BASCOM
31
Tabel 2.11 Operator Relasi
34
Tabel 2.12 Alamat dan lokasi bit pada register USART
35
Tabel 4.1 Data Pengujian selama 1 hari
51
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Halaman
Gambar 2.1 Blok Diagram Fungsional ATMega853
5
Gambar 2.2 Pin ATMega8535
7
Gambar 2.3 SHT11 Module
8
Gambar 2.4 Grafik Hubungan Kelembaban terhadap Keluaran Digital
9
Gambar 2.5 Diagram Blok SHT11
10
Gambar 2.6 Skema Pengambilan Data SHT11
11
Gambar 2.7 Grafik Akurasi RH dan Temperatur pada berbagai tipe
12
Gambar 2.8 Level Tegangan RS232
14
Gambar 2.9 Port DB9 jantan
14
Gambar 2.10 Port DB9 betina
14
Gambar 2. 11 Susunan Pin Konektor DB9
14
Gambar 2.12 Tampilan HyperTerminal
19
Gambar 2.13 Pemilihan Port Serial
19
Gambar 2.14 Pengaturan Port Serial
20
Gambar 2.15 Diagram Pengkabelan Konfigurasi Null Modem
21
Gambar 2.16 Pengkabelan pada Konfigurasi Loopback Plud
21
Gambar 2.17 IC MAX232
22
Gambar 2.18 Modul LCD karakter 2x16
23
Gambar 2.19 Peta Memori LCD
27
Gambar 2.20 Bentuk Fisik Modul RF Tampak Depan
29
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
37
Gambar 3.2 Rangkaian Skematik ATMega8535
39
Gambar 3.3 Rangkaian skematik pemancar
40
Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Penerima
41
Gambar 3.5 Skema Pengambilan Data SHT11
42
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6 Rangkaian Skematik Konverter
42
Gambar 3.7 Rangkaian Skematik PSA
43
Gambar 3.8 Rangkaian Skematik LCD
44
Gambar 3.9 Flowchart Stasiun Pemancar
45
Gambar 3.10 Flowchart Stasiun Penerima
46
Gambar 4.1 Rangkaian Power supply
48
Gambar 4.2. Keluaran Trafo 12 Volt
48
Gambar 4.3. Keluaran Dioda 12 Volt
48
Gambar 4.4. Keluaran 5 Volt
49
Gambar 4.5 Tampilan hasil dari LCD (Liquid Crystal Display)
49
Gambar 4.6 Tampilan saat sistem melakukan pengukuran
50
Gambar 4.7 Grafik Suhu dan Kelembaban terhadap Waktu
51
Universitas Sumatera Utara
