PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG ...
Transcript of PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG ...
PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL
ANDROID VIA BLUETOOTH
SKRIPSI
Diajukan Oleh :
120801054 FRANKI L A SITINJAK
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL
ANDROID VIA BLUETOOTH
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
Diajukan Oleh :
FRANKI L A SITINJAK 120801054
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul : Perancangan Alat Membuka dan Menutup
Gerbang Berbasis Mikrokontroler ATmega8
Menggunkan Ponsel Android Via Bluetooth
Kategori : Skripsi
Nama : Franki Louis A.Sitinjak
Nomor Induk Mahsiswa : 120801054
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : FISIKA
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Mei 2016
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
(Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc) (Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng, Sc)
NIP. 196006031986011002 NIP. 195609181985031002
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP. 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL
ANDROID VIA BLUETOOTH
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2016
FRANKI L.A SITINJAK
120801054
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan
ridhonya yang menyertai penulis mulai dari masuk di bangku perkuliahan hingga
penyelesaian skripsi ini penulis merasakan karunia dan berkat yang begitu besar
dari Tuhan Yang Maha Kuasa sampai penulis menyelesaiakan skripsi ini dengan
waktu yang telah ditentukan. Selama di bangku perkuliahan ini, penulis dapat
menerima banyak dukungan-dukungan moril, material, dan dorongan serta
bimbingan dari berbagai pihak. Dengan ini penulis dengan segenap hati
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kepada kedua orantua penulis, kepada bapak tersayang Saur Sitinjak
yang selalu mengajari dan mengarahkan penulis dalam pemilihan. Ini
penulis persembahkan untuk mendapat satu senyum kebahagiaan dari mu.
Kepada ibunda tercinta Mesli Sinaga yang selalu menyemangati dan
mendoakan penulis, ini semua penulis persembahkan untuk kebahagiaan
ibunda tercinta, yang telah berjuang supaya penulis bisa bersekolah sampai
menyelesaikan skripsi ini serta memberikan dorongan materil dan
perhatian dan doa kepada penulis.
2. Kepada Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng. Sc dan Bapak Drs.
Takdir Tamba, M.Eng. Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah
bersedia memberikan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan
saya dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Kepada Baoak Prof.Dr.Nasruddin MN, M.Eng,Sc dan Bapak Junedi
Ginting M.Si selaku dosen penguji atas saran dan masukannya dalam
penyelesaian skripsi ini.
4. Kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen
Fisika, dan Drs. Syahrul Humaidi, M,Sc selaku Sekretaris Departemen
Fisika FMIPA USU, Bang Johaidin, Kak Tini dan Kak Yuspa selakui
staff Departemen Fisika, seluruh dosen, staff dan pegawai Departemen
Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan membimbing dalam
menyelesaikan skripsi ini. Dan juga kepada semua staff kebersihan
FMIPA USU.
Universitas Sumatera Utara
5. Kepada kakak dan adik penulis, kakak tersayang Laura Grace
Sitinjak.SE yang selalu menyemangati saya dalam perkuliahan ini, dan
adik-adik saya tersayang Happy King Princes Sitinjak dan Able Suki
Rosevelt Sitinjak yang selalu membuat saya tersenyum dan semangat
untuk menyelesaikan perkuliahan ini dan bisa menyekolahkannya.
6. Kepada yang terkasih Tania Sinaga yang selalu menyemangati dan
menemani penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Kepada teman-teman Seperjuangan PHYSIC ON FIRE (Fisika 2012)
8. Kepada teman-teman Asisten Laboratorium Fisika Gelombang :
Andrianus Sembiring, Jekson Siahaan, Wils Osvaldo Bangun, Rina
Bukit, Lawmen Sipayung, Emi Rosinta, Febry
Kepada atas dukungan dan kerja samanya selama ini
9. Kepada Andrianus Sembiring, Jekson Siahaan, Cyndi P, Eni Indriani
Sinaga, Ivan Anggia Sitohang, Eko Gunarso Tamba, Ari Fahril,
Muslim Ali, Zefanya Pardosi, Fransisco Purba yang selalu menemani
penulis dalam aktivitas perkuliahan dan kampus
10. Kepada Adik-adik Penulis Fisika Stambuk 2013 (Physics Glory),
Stambuk 2014 (Physics Immortal), Stambuk 2015 (Physics Unity) atas
semua dukungan dan doa dalam penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dikatakan dari sempuna, untuk itu
penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan
skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih dan semoga bermanfaat
bagi yang membutuhkan.
Hormat Penulis,
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT MEMBUKA DAN MENUTUP GERBANG BERBASIS MIKORKONTROLER ATmega8 MENGGUNAKAN PONSEL
ANDROID VIA BLUETOOTH
ABSTRAK Telah dirancang suatu alat pengendali dan pengamanan pintu gerbang dengan menggunakan mikrokontroler ATmega8. Alat ini terdiri dari sensor Limit Switch sebagai sensor batas gerak dari gerbang, sensor infra merah untuk mencegah terjadinya tabrakan antara objek yang sedang melintas terhadap gerbang. Bluetooth HC-05 sebagai penerima perintah dan meneruskan ke mikrokontroler ATmega8, motor DC sebagai penggerak mekanik da driver L293D sebagai pengatur arah putar motor.
Prinsip kerja rangkaian ini secara umum adalah sistem minimum dihubungkan ke sumber tegangan PLN dengan menggunakan adabter, setelah sistem aktif maka dilakukan penyambungan antara bluetooth android dengan bluetooth adabter HC-05, setelah terhubung maka pengguna akan memberikan perintah melalui android dan akan diterima oleh bluetooth HC-05 dan diteruskan ke mikrokontroller ATmega8 untuk diverifikasi sesuai dengan program untuk membuka dan menutup gerbang, dan akan dideteksi oleh limit switch ketika gerbang sudah menyentuh batas untuk menutup dan membuka dan akan memberikan perintah ke mikrokontroler untuk menghentikan motor. Infra merah akan mendeteksi adanya objek yang belum lewat seutuhnya dan akan menghentikan motor saat menutup. Key word : Mikrokontroler ATmega8, Sensor Limit Switch, Sensor Infra
Merah, Motor DC
Universitas Sumatera Utara
DESIGN TOOL OPENED AND CLOSED GATE BASED MIKROKONTROLER ATmega8 USE ANDROID PHONE THROUGH
BLUETOOTH
ABSTRACT Has designed a tool controlling and securing the gate using mikrokontroler ATmega8. This tool consists of the sensor limit switch as the sensor limits, infrared to prevent collision course between the object was traffic against the gate. Bluetooth HC-05 as receiver command and continue to mikrokontroler ATmega8, motor DC as a mechanic movers, and driver L293D as the regulator the turn of the motor. The principle of a series of it is generally minimum system connected to the source of elektric PLN using adater. After the system active then connected between bluetooth android with bluetooth adabter HC-05, after connected then user will give a command through android and will accepted by bluetooth HC-05 and passed to ATmega8 and verification in accoredance with the program for opened and closed gate. And will be detected by sensor limit switch when the gate was touched the line to closed and opened and will give command to mikrokontroler to stop motor, and infrared to detect the object that has not been through and will stop a motor as closed. Key word : Mikrokontroler ATmega8, Sensor Limit Switch, Sensor Infrared,
Motor DC
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan i
Pernyataan ii
Penghargaan iii
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel x
Daftar Gambar xi
Daftar Lampiran xii
BAB 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitiian 4
1.6 Sistematika Penulisan 4
BAB 2. Landasan Teori
2.1 Sensor 6
2.1.1 Infra Merah 6
2.1.1.1 Modul Infra Merah (IRM) 7
2.1.2 Sensor Posisi (limit switch) 8
2.2 Motor Arus Searah 9
2.2.1 Motor DC 10
2.2.1.1 Prinsip Motor DC 11
2.2.1.1 Kontruksi Motor Arus Searah 11
2.2.2 Prinsip Kerja Motor DC 14
Universitas Sumatera Utara
2.2.3 Komponen Utama Motor DC 18
2.2.3.1 Kutub Medan 18
2.2.3.2 Dinamo 19
2.2.3.3 Komuttor 19
2.3 Buzzer 19
2.4 Bluetooth HC-05 20
2.5 Mikrokontroler ATmega8 22
2.5.1 Konfigurasi Pin ATmega8 23
2.5.2 Memori AVR ATmega 27
2.5.2.1 Memori Flash 28
2.5.2.2 Memori Data 28
2.5.2.3 EEPROM 28
2.5.3 Fitur ATmega8 29
2.6 Transistor bd139 29
BAB 3. Metodologi Percobaan
3.1 Diagram Blok 31
3.2 Perancangan Pengendali Sistem 32
3.3 Rangkaian Lengkap 42
3.4 Diagram Alir 43
3.5 Program 44
BAB 4 Pengujian Alat dan Program
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega8 47
4.2 Pengujian Komunikasi Serial Melalui Bluetooth Adapter 48
4.3 Pengujian Motor 49
4.4 Pengujian Sensor Limit Switch 50
4.5 Pengujian Sensor Infra Merah 50
4.6 Pengujian Sistem Keseluruhan 50
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 54
5.2 Saran 54
DAFTAR PUSTAKA 55
LAMPIRAN 57
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel Judul Halaman
3.1 Tabel Kebenaran Driver IC L293D 38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar Judul Halaman
2.1 Bentuk fisik limit switch 8
2.2 Konstruksi dan simbol limit switch 9
2.3 Bentuk fisik motor DC 10
2.4 a Kumparan gelung 13
2.4 b Kumparan gelombang 13
2.5 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan magnet 15
2.6 Prinsip perputaran motor DC 16
2.7 Komponen utama motor DC 18
2.8 Simbol dan bentuk fisik buzzer 19
2.9 Bentuk fisik bluetooth HC-05 20
2.10 Konfigurasi pin ATmega8 23
2.11 Bentuk fisik ATmega8 25
2.12 Status register ATmega 26
2.13 Peta memori ATmega8 27
2.14 Transistor bd139 29
3.1 Diagram blok sistem 31
3.2 Konstruksi limi switch 33
3.3 Rangkaian skematik infra merah 34
3.4 Adapter bluetooth HC-05 34
3.5 Adapter bluetooth HC-05 35
3.6 Adapter bluetooth HC-05 36
3.7 Rankaian skematik Mikrokontoler ATmega8 37
3.8 Driver L293D 38
3.9 Skematik rangkaian jembatan H 39
Universitas Sumatera Utara
3.10 Driver BD139 40
3.11 Motor DC 40
3.12 Skematik buzzer 41
3.13 Rangkaian catu daya 41
3.14 Rangkaian keseluruhan 42
3.15 Flowchart rangkaian 43
4.1 Rangkaian pengujian mikrokontroler ATmega8 47
4.2 Rangkaian pengujian bluetooth dengan mikrokontroler 48
Universitas Sumatera Utara