TUGAS AKHIR
PENGUKUR LEVEL TANKI AIR DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO
Diajukan guna melengkapi sebagai syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh : Nama
: Mahpudin
NIM
: 41407110059
Program Studi
: Teknik Elektro
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2012
KATA PENGANTAR
Dengan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Srata Satu (S1) Teknik Elektro pada Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana. Dengan selesainya skripsi ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak yang telah meluangkan waktunya, maka perkenankan penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Yudhi Gunardi, MT, Koordinator
Tugas Akhir / Ketua
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. 2. Bapak Dr. Ir. Andi Adriansyah, M.Eng, Dosen pembimbing Tugas Akhir. 3. Seluruh Dosen dan staf pengajar di Jurusan Teknik Elektro FakultasTeknik Universitas Mercu Buana Jakarta yang telah memberikan ilmunya pada penulis selama masa perkuliahan. 4. Direksi dan seluruh staf PDAM Tirta Benteng Kota Tangerang yang telah memberikan izin, kesempatan dan kemudahan kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan di Universitas Mercu Buana. 5. Istri dan anak tercinta serta seluruh keluarga besar Alm. Sutisna dan Alm. H. Herman Supena yang telah memberikan waktu, dorongan
v
moril dan do’a restu hingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Universitas Mercu Buana. 6. Rekan-rekan mahasiswa PKK Teknik Elektro angkatan 11 Universitas Mercu Buana. Semoga bantuan dan do’a yang diberikan kepada penulis akan mendapatkan pahala dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini banyak terdapat kekurangan dan penulis terbuka menerima kritik dan saran sehingga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri maupun bagi pembaca.
Jakarta, Juni 2012
( Mahpudin)
vi
DAFTAR ISI
Halaman Judul.................................................................................................................... i Lembar Pernyataan............................................................................................................ ii Lembar Pengesahan ......................................................................................................... iii Abstrak ............................................................................................................................. iv Kata Pengantar .................................................................................................................. v Daftar Isi ......................................................................................................................... vii Daftar Tabel ...................................................................................................................... x Daftar Ganbar ................................................................................................................... xi Daftar Grafik .................................................................................................................. xiii BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1 1.2 Runusan Masalah .................................................................................. 2 1.3 Batasan Masalah ................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................. 2 1.5 Metodologi Penelitian ........................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................... 4
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Pengukuran Tinggi Air ............................................................. 6 2.1.1 Pengukuran Tinggi Air ............................................................... 6
vii
2.1.2 Kegunaan Pengukuran Tinggi Air .............................................. 6 2.1.3 TeknologiPengukuran Tinggi Air ............................................... 7 2.2 Arduino Board ATmega 328 ................................................................ 8 2.2.1 Arduino Duemilanove .............................................................. 10 2.2.2 Pemograman ............................................................................. 10 2.2.3 Perangkat Lunak ( Software Reset ) ......................................... 11 2.3 Bahasa C ............................................................................................. 12 2.4 Sensor Ultrasonik ................................................................................ 13 2.5 LCD ( Liquid Crystal Display ) .......................................................... 18 2.6 Rangkaian Relay ................................................................................. 19 2.6.1 Prinsip Kerja Relay ................................................................... 20 2.6.2 Relay Sebagai Pengendali.......................................................... 21 2.7 Motor AC ............................................................................................ 22 2.7.1 Motor Kapasitor ........................................................................ 25 2.7.2 Motor Shaded Pole ................................................................... 38 2.7.3 Motor Universal ........................................................................ 30 BAB III
PERANCANGAN SISTEM 3.1 Gambaran Umum ................................................................................ 32 3.1.1 Diagram Blok............................................................................ 33 3.2 Perancangan Perangkat Keras ............................................................. 34 3.2.1 Board DF Robot Duemilanove ................................................. 35 3.2.2 Sensor Ultrasonik...................................................................... 37
viii
3.2.3 Prinsip Kerja Pemancar Ultrasonik (Transmitter) .................... 40 3.2.4 Prinsip Kerja Penerima Ultrasonik (Receiver) ......................... 41 3.2.5 Rangkaian Power Supplay (PSA) ............................................. 42 3.2.6 Rangkaian Relay Pengendali Pompa Air .................................. 43 BAB IV
PENGUJIAN ALAT 4.1 Pengujian Sensor Ultrasonik ............................................................... 46 4.1.1 Hasil Pengujian ......................................................................... 49 4.1.2 Pemograman pengujian Sensor Ultrasonik ............................... 49 4.2 Pengujian ON/OFF Pompa ................................................................. 50 4.2.1 Pemograman Pengujian Pompa ................................................ 52 4.3 Pengujian LCD ................................................................................... 52 4.3.1 Pemograman Pengujian LCD ................................................... 53 4.4 Pengujian Keseluruhan ....................................................................... 53 4.4.1 Pemograman Pengujian Keseluruhan ....................................... 54 4.4.2 Hasil Pengujian Keseluruhan .................................................... 54 4.4.3 Pengujian Level Air .................................................................. 55
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 58 5.2 Saran ................................................................................................... 59
Daftar Pustaka ................................................................................................................. 60 Lampiran
ix
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1
Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik
52
Tabel 4.2
Hasil Pengujian ON/OFF Pompa
53
Tabel 4.3
Hasil pengujian Keseluruhan
57
Tabel 4.4
Penaikan Level Air Pada LCD setiap 10 detik
58
Tabel 4.5
Penurunan Level Air Pada LCD setiap 10 detik
59
x
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Arduino Duemilanove
9
Gambar 2.2
Prinsip Kerja SensorUltrasonik
13
Gambar 2.3
Rangkaian Pemancar Gelombang Ultrasonik
15
Gambar 2.4
Rangkaian Penerima Gelombang Ultrasonik
17
Gambar 2.5
LCD HD44780
18
Gambar 2.6
Relay Yang Tersedia di Pasaran
20
Gambar 2.7
Skema Relay Elektromekanik
21
Gambar 2.8
Prinsip Medan magnet Satu Fasa
23
Gambar 2.9
Grafik Gelombang Arus Medan
24
Gambar 2.10 Medan Magnet pada Stator Motor Satu Fasa
24
Gambar 2.11 Rotor Sangkar
25
Gambar 2.12 Motor Kapasitor
26
Gambar 2.13 Pengawatan Motor Kapasitor
27
Gambar 2,14 Pengawatan dengan Dua Kapasitor
28
Gambar 2.15 Karakteristik TorsiMotor Kapasitor
28
Gambar 2.16 Motor Shaded Pole
29
Gambar 2.17 Penampang Motor Shaded Pole
30
Gambar 2,18 Komutator Pada Motor Universal
31
Gambar 2.19 Stator dan Rotor Motor Universal
31
xi
Gambar 3.1
Diagram Blok
33
Gambar 3.2
Skematik Arduino Duemilanove
35
Gambar 3.3
Rangkaian Arduino Duemilanove
36
Gambar 3.4
Prinsip Kerja Ultrasonik
38
Gambar 3.5
Prinsip Pemantulan Sensor Ultrasonik
39
Gambar 3.6
Prinsip Kerja Pemancar Ultrasonik
40
Gambar 3.7
Rangkaian Power Supplay
42
Gambar 3.8
Rangkaian Relay Pengendali Pompa Air
43
Gambar 4.1
Pengujian Sensor Ultrasonik
47
Gambar 4.3
Pengujian Pompa
51
Gambar 4.5
Pengujian LCD
52
Gambar 4.6
Pengujian Keseluruhan
53
xii
DAFTAR GRAFIK Halaman Grafik 4.1
Penaikan Level Air pada LCD setiap 10 detik
56
Grafik 4.2
Penaikan Level Air pada LCD setiap 10 detik
57
xiii
