Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTE

SMS WARNING Ketinggian Permukaan   Air

Pada penelitian Water Level Warning Melalui Short Message Service Berbasis Mikrokontroler ini memerlukan beberapa bahan dan alat. Bahan penelitian terdiri dari komponen-komponen yang akan dirakit, sedangkan alat penelitian terdiri dari perangkat-perangkat yang mendukung dalam pembuatan alat ini. Perangkat-perangkat ini terdiri dari perangkat lunak dan perangkat keras, perangkat lunak digunakan pada perancangan skema rangkaian dan board PCB serta pada pemrograman mikrokontroler AT89S52 sedangkan perangkat keras digunakan pada pengujian-pengujian alat pada setiap blok-blok rangkaian yang tersusun untuk membentuk suatu sistem pengaman.

Bahan Penelitian

Pada water level warning system melalui short message service berbasis mikrokontroler ini, bahan penelitian yang digunakan adalah :

1. Sensor air digunakan pada bagian input mikrokontroler, yaitu sebagai pendeteksi air dalam mengukur tinggi permukaan air.

2. Rangkaian max232 konverter adalah rangkaian pengubah level tegangan handphone ke standar TTL mikrokontroler, dan sebagai pembaca data yang dapat dilihat pada hyperterminal pada windows.

3. Mikrokontroler sebagai pembaca masukan 4 buah sensor laser dan dapat di antarmuka dengan handphone Siemens M35 melalui serial komunikasi dengan baudrate 19200 Bps (Bits per Second).

4. Papan PCB untuk meletakkan komponen-komponen yang akan digunakan.5. X-tal (kristal) 11.0592 MHz sebagai pembangkit clock yang digunakan sebagai baudrate

pada proses pengiriman data serial antara dua mikrokontroler.6. Trafo 1A digunakan sebagai catu tegangan untuk rangkaian keseluruhan.7. IC regulator 78L05 sebagai regulator tegangan yang menghasilkan tegangan keluaran ±5

Vdc, sebagai catu mikrokontroler dan IC lainnya.8. Resistor, kapasitor, dioda.

Langkah Penelitian

Pada dasarnya alat ini merupakan suatu rangkaian yang terdiri atas beberapa bagian, yaitu terdiri dari bagian sensor, dan bagian pemroses yaitu bagian pembaca output sensor laser bagian penerima, bagian pengirim sinyal pesan. Semua rangkaian itu akan membentuk suatu sistem komunikasi antara mikrokontroler dengan handphone siemens seri M35 dengan baudrate 19200 Bps. Untuk memudahkan penelitian yaitu dengan cara membagi rangkaian-rangkaian menjadi beberapa bagian seperti, rangkaian sensor, sistem minimum mikrokontroler, rangkaian CMOS ke TTL converter.

Sensor Air

Sensor adalah tranduser atau alat yang mengubah dari besaran satu kebesaran lain. Khususnya dalam perancangan alat ini digunakan untuk mendeteksi ketinggian level air pada bibir sungai

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEair. Dalam hal ini sensor digunakan untuk mengubah ketinggian level air menjadi besaran listrik. Pada perancangan alat digunakan dua buah sensor aktif high, artinya pada keadaan awal sensor akan mengeluarkan output low, apabila sensor menyentuh air (aktif) output akan berlogika higgh. Prinsip kerja sensor ini sederhana, sensor terbuat dari dua buah plat konduktor yang dipisahkan dengan jarak 5mm atau sesuai disesuaikan dengan daya hantar air. Sensor diberi pull down untuk pengkondisian awal berlogika low.

Gambar 2 Rangkaian sensor air

Resistansi air dapat digunakan sebagai pemberi tegangan ke basis transistor. Dengan kondisi seperti itu maka akan kita dapatkan sebuah sensor pendeteksi air. Resistansi air dideteksi menggunakan sepasang ujung probe berbahan logam dengan panjang sekitar 2 cm serta diletakan secara sejajar sejauh 1 cm. Dengan kondisi seperti ini resistansi air tanah adalah dalam orde kilo ohm.

Sistem Minimum Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan komponen utama yang mengendalikan seluruh sistem. Mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah mikrokontroler keluaran Atmel dengan seri AT89S52. Seri ini merupakan varian baru dari keluarga AT89C52 yang mengalami perubahan prosedur pengisian program. Pada seri ini memiliki fasilitas ISP (In System Programming) yang tidak dimiliki pada seri sebelumnya. Fasilitas ini memungkinkan pengubahan isi program walaupun sistem sedang berjalan.

Untuk bekerja dengan mikrokontroler ini diperlukan beberapa komponen tambahan yang sering disebut dengan sistem minimum. Syarat-syarat tersebut antara lain, sistem clock atau osilator, sistem reset dan sistem ISP.  Pada penelitian ini sistem minimum disajikan pada Gambar 3.

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTE

Gambar 3 Sistem minimum mikrokontroler

Komunikasi Mikrokontroler dan HP

Untuk berkomunikasi antara mikrokontroler dan HP diperlukan fasilitas komunikasi serial dengan model UART dengan kecepatan 19200 bps untuk jenis HP Siemens M35. Kecepatan ini akan bervariasi tergantung dari jenis HP yang digunakan. Level tegangan yang digunakan adalah RS232. Sementara itu mikrokontroler hanya menyediakan fasilitas komunikasi serial UART dengan pin TX, dan Rx dengan level tegangan RS232. Untuk itu diperlukan sebuah sistem adapter yang mampu mengubah level tegangan TTL ke level RS232.

Pada HP Siemens M35 terdapat konektor untuk berkomunikasi dengan piranti luar. Biasanya konektor ini mampu diakses dengan kabel data serial. Umumnya kabel data sudah dilengkapi dengan konverter RS232 untuk itu mikrokontroler memerlukan piranti tambahan yaitu modul

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEkonverter dari TTL ke RS232. Pada Gambar 4 disajikan skema rangkaian komunikasi serial

RS232.

Gambar 4 Komunikasi RS232

Untuk memenuhi standar komunikasi RS232 diperlukan IC konverter MAX232. IC ini diproduksi oleh maxim dallas semiconductor. Pada IC ini sudah dilengkapi dengan sistem adapter RS232 sehingga tinggal menghubungkan pin T1IN dengan pin TXD dari mikrokontroler pada P3.1, dan menghubungkan pin R1IN dengan pin RXD dari mikrokontroler pada P3.0.

Pada bagian HP sebelum masuk ke terminal harus dikonversi dulu ke level tegangan yang mampu diakses oleh handphone. Umumnya pengkonversian ini sudah otomatis dilakukan oleh kabel data dari handphone tersebut. Model koneksi kabel data untuk HP Siemens M35 di gambarkan pada Gambar 5.

Gambar 5 Model kabel data handphone Siemens M35

Pada Gambar 6 disajikan model koneksi kabel data yang kompatibel dengan PC. Pada Gambar 7 disajikan koneksi pada HP Siemens M35. Pada konektor ini terdapat 2 pin sebagai jalur komunikasi. Pada koneksi handphone Siemens M35, pin-pin yang ada harus dihubungkan sesuai

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEdengan fungsi terminal masing-masing. Adapun fungsi masing-masing terminal disajikan pada tabel 3.1

Gambar 6 Terminal port pada HP Siemens M35

Tabel 1 Fungsi terminal HP Siemens M35

No Nama Fungsi In/Out1 GND Ground In/Out2 SELF SERVICE Recognition / Battery Charger In/Out3 LOAD Charging Voltage In4 BATTERY Battery Out5 DATA OUT Data Send Out6 DATA IN Data Receive In7 Z_CLK Recognition / Control Accesoris In8 Z_DATA Recognition / Control Accesoris In9 MICG Ground for Microphone In10 MIC Microphone input In11 AUD Loudspeaker output Out12 AUDG Ground for Loudspeaker In/Out

Light Emiting Diode ( LED )

Merupakan suatu bahan semikonduktor yang dibuat sedemikian rupa untuk dapat memancarkan cahaya bila dialiri arus yang cukup. Dewasa ini LED banyak digunakan untuk menggantikan lampu-lampu pijar karena konsumsi dayanya yang rendah, umurnya yang relatif lama dan switching hidup matinya cepat. Alat water level warning system melalui short message service berbasis mikrokontroler ini menggunakan enam buah LED, yaitu masing-masing tiga buah dipasang pada rangkaian sistem kontrol dan tiga buah dipasang pada rangkaian sensor air. LED pada sistem kontrol dan rangkaian sensor air yaitu sama-sama berfungsi sebagai penanda tinggi permukaan air.

Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler AT89S52

Diagram Alir

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEAgar mempermudah dalam penulisan dan pembuatan program, maka langkah awalnya adalah membuat diagram alir (flow chart) dari alat yang akan dibuat. Diagram alir ini merupakan panduan dalam pembuatan program sehingga hasilnya dapat sesuai dengan yang diharapkan.

1. Inisialisasi komunikasi serial baudrate 19200 Bps

Inisialisasi diperlukan untuk menetapkan satuan kecepatan transfer data atau baudrate, dan jenis pengiriman data antara mikrokontroler dan handphone Siemens M35. Pada alat ini baudrate yang harus digunakan adalah 19200 bit per second (bps), karena komunikasi yang ditetapkan oleh Siemens untuk HP M35 adalah 19200 Bps. Berikut ini adalah listing programnya :

INITIAL:

MOV   SCON,#50H     ;INISIALISASI BAUD RATE 19200

MOV   TMOD,#20H

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEMov   87h,#80h

MOV   TH1,#0FdH

SETB  TR1

RET

1. Mikrokontroler sebagai pembaca keluaran sensor air

Perancangan program mikrokontroler sebagai sarana input dari sensor air yaitu mikrokontroler terus-menerus mengecek keadaan port yang terhubung dengan sensor air. Mikrokontroler mendeteksi logika apakah berlogika ’0’ pada pin yang terhubung pada penerima laser adalah P2.0 – P2.3. Setelah mengetahui port 2.0 / port 2.1 / port 2.2 / port 2.3 berlogika ’0’ maka mikrokontroler akan mengeluarkan data melalui pin TXD ke bagian konversi CMOS untuk mengirimkan pesan ke nomor tujuan yang telah ditentukan. Listing programnya sebagai berikut :

MULAI:

mov           flag_sms,#00h

MOV         P0,#0FFH

clr  lampu_1

ACALL    INITIAL                                 ;INISIALISASI BAUT RATE 19200

call tunda_long

setb            lampu_1

call tunda_long

clr  lampu_1

ACALL    HAPUS_INBOX

ACALL    MODE_STANBY                  ;KIRIM PERINTAH MODE STANBY

call tunda_long

setb            lampu_1

jmp            cek_sensor_1

cek_sensor_1:

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEJB  SENSOR_1,cek_sensor_2

CLR          LAMPU_1

mov           flag_sms,#01h

ACALL    TUNDA_LONG

ACALL    SEND_SMS

JMP           MULAI

cek_sensor_2:

JB  SENSOR_2,cek_sensor_3

CLR          LAMPU_2

mov           flag_sms,#02h

ACALL    TUNDA_LONG

ACALL    SEND_SMS

JMP           MULAI

cek_sensor_3:

JB  SENSOR_3,cek_sensor_1

CLR          LAMPU_3

mov           flag_sms,#03h

ACALL    TUNDA_LONG

ACALL    SEND_SMS

JMP           MULAI

;—————————

; RUTIN PENGIRIMAN SMS

;—————————

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTESEND_SMS:

MOV         DPTR,#SMSSEND                ;BACA SMS

ACALL    KIRIM_DATA                       ;KIRIM PERINTAH

TUNGGUS:

ACALL    TERIMA_DATA

CJNE        A,#’>’,TUNGGUS                  ;TUNGGU KARAKTER >

ACALL    TUNDA_LONG

MOV         DPTR,#SMS_CENTER         ;KIRIM NO SMS CENTER

MOV         R0,#6

BERULANG1A:

CLR          A

MOVC      A,@A+DPTR

ACALL    KIRIM_SERIAL

INC           DPTR

DJNZ        R0,BERULANG1A

JMP           KIRIM_1

kirim_1:

MOV         DPTR,#NOMOR_HP_1        ;KIRIM NOMOR TUJUAN

MOV         R0,#18

ulang_1:

CLR          A

MOVC      A,@A+DPTR

CALL       KIRIM_SERIAL

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEINC           DPTR

DJNZ        R0,ulang_1

Acall          tunda_long

MOV         DPTR,#REF_SMS                 ;KIRIM NO REFFERENSI SMSM

MOV         R0,#6                          ;’000000′

BERULANG3A:

CLR          A

MOVC      A,@A+DPTR

ACALL    KIRIM_SERIAL

INC           DPTR

DJNZ        R0,BERULANG3A

ACALL    TUNDA_LONG

MOV         A,flag_sms

flag_1:

CJNE        A,#01,flag_2

ACALL    ISI_SMS_1

JMP           DONE

flag_2:

CJNE        A,#02,flag_3

ACALL    ISI_SMS_2

JMP           DONE

flag_3:

CJNE        A,#03,flag_1

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEACALL    ISI_SMS_3

JMP           DONE

;——————————–

DONE:

MOV         A,#1AH                                  ;DONE

ACALL    KIRIM_SERIAL

TUNGGUU:

ACALL    TERIMA_DATA

CJNE        A,#’K',TUNGGUU

ACALL    TUNDA_LONG

RET

Pengujian Sensor Air

Tahap berikutnya adalah pengujian sensor air, yaitu melakukan pengujian terhadap tegangan sensor yang dilakukan pengukuran pada saat sensor tidak terkena air dan sensor terkena air. Pengujian atau pengukuran ini dilakukan dengan cara menghubungkan multimeter analog pada bagian tegangan melalui empat titik / tahap . Pada saat sensor tidak terkena air pengukuran dilakukan dengan proses empat titik / tahap yaitu titik 1, titik 2, titik 3 dan titik 4 yang masing-masing untuk mengukur arus tiap komponen yang ada pada rangkaian sensor air. Begitu juga pada saat sensor terkena air proses pengukurannya pun sama yaitu melalui empat titik / tahap.

Berikut ini Tabel 2 pengujian sensor air yang tidak terkena air dan yang terkena air.

Tabel 2 Pengujian sensor yang tidak terkena air

No Pengukuran

Titik 1

(Volt)

Pengukuran

Titik 2

(Volt)

Pengukuran

Titik 3

(Volt)

Pengukuran

Titik 4

(Volt)1 0,15 4,9 4,2 52 0,15 4,9 4,2 53 0,15 4,9 4,2 54 0,15 4,9 4,2 5

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTE5 0,15 4,9 4,2 56 0,15 4,9 4,2 57 0,15 4,9 4,2 58 0,15 4,9 4,2 59 0,15 4,9 4,2 510 0,15 4,9 4,2 5

0,15 4,9 4,2 5

Tabel 3 Pengujian sensor yang  terkena air

No Pengukuran

Titik 1

(Volt)

Pengukuran

Titik 2

(Volt)

Pengukuran

Titik 3

(Volt)

Pengukuran

Titik 4

(Volt)1 0,76 0,2 0,75 52 0,76 0,2 0,75 53 0,76 0,2 0,75 54 0,76 0,2 0,75 55 0,76 0,2 0,75 56 0,76 0,2 0,75 57 0,76 0,2 0,75 58 0,76 0,2 0,75 59 0,76 0,2 0,75 510 0,76 0,2 0,75 5

0,76 0,2 0,75 5

http://shatomedia.wordpress.com/

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTESistem pengontrol level air pada tangki secara otomatis.

foto disamping kiri adalah foto rangkaian jadi dan sudah dipasang dirumah,lampu kanan atas menyala menunjukkan pompa air sedang bekerja, lampu kiri bawah menyala berarti air sudah melewati batas minimum, sementara lampu kiri atas belum menyala berarti air belum mencapai tinggi air maksimum yang ditentukan. Sementara lampu kanan bawah adalah lampu kelap kelip sebagai indikator rangkaian secara keseluruhan bekerja dengan baik.

 

Rangkaian elektroniknya atau skema adalah sebagai berikut:

 

pada gambar diatas sensor air dihubungkan dengan basis transitor, sensir level minimum dihubungkan dengan basis transistor 1 dan sensor air level maksimum dihubungkan dengan basis transistor 2.

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEPada saat sensor kena air maka transistor akan bekerja mengalirkan arus melalui kolekor sehingga timbul tegangan pada resistor kolektor, selanjutnya op-amp dengan sistem penguatan non inverting akan memperkuat tegangan yang muncul pada resistor kolektor. Tegangan dengan hasil penguatan ini sudah cukup kuat untuk mentrigger transistor terakhir untuk memberikan logika nol atau logika high pada kolektor, untuk selajutnya diproses oleh ATMega8 sebagai keberadaan air.

 

Selanjutnya sinyal high atau low dari sensor sudah sampai di mikrokontroller ATMega8, salah satu pin port dari ATMega8 kita hubungkan ke relay untuk mematikan dan menghidupkan pompa air.

Juga beberapa pin port dihubungkan dengan katoda LED untuk digunakan sebagai indikator kerja dari sistem.

Transitor yang dipilih pada rangkaian ini adalah jenis TIP 122, tetapi pilhan tersebut tidak mutlak, transistor NPN apa saja juga bisa misalnya TIP 31, TIP 42, dll. Demikian juga transistor yang dipilihkan sebagai transistor penguat sensor A733 maupun penguat sinyal C945, bisa saja

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTEditukar dengan transistor nomor yang lain, yang penting pada bagian sensor adalah transistor jenis pnp, dan bagian penguat akhir adalah jenis npn. Sama halnya dengan op-amp yang digunakan, dalam rangkaian ini digunakan op-amp jenis LM358, tetapi op-amp jenis lain pun bisa, hanya saja rangkaian akan menjadi sedikit lebih ribet gitu, karena sinyal yang diperkuat adalah sinyal dc maka op-amp 741 pun bisa saja.

 

programnya dalam CodeVision juga sangat sederhana, cobalah perhatikan program berikut ini:

// program level air

#include <mega8.h>#include <delay.h>

#define relay PORTC.5#define sensor1 PIND.0#define sensor2 PIND.1

// Declare your global variables here

void main(void){// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization// Port B initialization// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=TPORTB=0x00;DDRB=0x00;

// Port C initialization// Func6=In Func5=Out Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In// State6=T State5=0 State4=T State3=T State2=T State1=T State0=TPORTC=0x00;DDRC=0x20;

// Port D initialization// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=TPORTD=0x00;DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization// Clock source: System Clock

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTE// Clock value: Timer 0 StoppedTCCR0=0x00;TCNT0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization// Clock source: System Clock// Clock value: Timer 1 Stopped// Mode: Normal top=FFFFh// OC1A output: Discon.// OC1B output: Discon.// Noise Canceler: Off// Input Capture on Falling Edge// Timer 1 Overflow Interrupt: Off// Input Capture Interrupt: Off// Compare A Match Interrupt: Off// Compare B Match Interrupt: OffTCCR1A=0x00;TCCR1B=0x00;TCNT1H=0x00;TCNT1L=0x00;ICR1H=0x00;ICR1L=0x00;OCR1AH=0x00;OCR1AL=0x00;OCR1BH=0x00;OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization// Clock source: System Clock// Clock value: Timer 2 Stopped// Mode: Normal top=FFh// OC2 output: DisconnectedASSR=0x00;TCCR2=0x00;TCNT2=0x00;OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization// INT0: Off// INT1: OffMCUCR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initializationTIMSK=0x00;

// Analog Comparator initialization

Nama : alwi nur faizalNIM : 5301410056Prodi : PTE// Analog Comparator: Off// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: OffACSR=0x80;SFIOR=0x00;

while (1)      {      // Place your code here          relay = 1;          while(sensor2); // tunggu sampai sensor atas kena air          relay = 0;        // sensor atas sudah kena air          while( ! sensor1);    // tunggu sampai sensor bawah lepas dari air          // kembali ke atas hidupkan relay sampai air mencapai sensor atas      };} 

Jika anda merasa penjelasan diatas ada kurang jelas, anda dapat menghubungi kami langsung, anda boleh datang ke lab. atau hubungi via email maupn sms atau telepon saja langsung.