TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT UKUR DEBIT AIR …

1

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT UKUR DEBIT AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER ARDUINO UNO DENGAN

MENGGUNAKAN SENSOR YF-S201

Diajukan oleh:

WINDA GISSELLA GINTING

NIM: 142411005

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2017


2


MIKROKONTROLER ARDUINO UNO DENGAN

MENGGUNAKAN SENSOR YF-S201

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Akhir

WINDA GISSELLA GINTING

NIM: 142411005

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM


MEDAN

2017


3

PERSETUJUAN

Judul : RANCANG BANGUN ALAT UKUR DEBIT AIR

BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR YF-201

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : WINDA GISSELLA GINTING

NIM : 142411005

Program Studi : D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

Departemen : FISIKA

Fakultas : FISIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, 14 Juli 2017

Komisi Pembimbing :

Diketahui/Disetujui oleh

Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi

Ketua, Pembimbing,

(Dr. Diana Alemin Barus M,Sc) (Junedi Ginting, S. Si, M. Si)

NIP . 196607291992032002 NIP. 197306222003121001


4

PERNYATAAN


MIKROKONTROLER ARDUINO UNO DENGAN MENGGUNAKAN

SENSOR YF-S201

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa laporan ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing di sebutkan sumbernya.

Medan, 14 Juli 2017

(Winda Gissella Ginting )

NIM. 142411005


5

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala

karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan

Tugas Akhir ini dengan baik.

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima

kasih yang sebesar- besarnya kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberi berkat-Nya kepada penulis dan menjadi kekuatan bagi penulis untuk

menyelesaikan segala sesuatunya dengan baik, terima kasih Papa dan Mama atas

kasih sayang dan kepercayaan yang telah kalian berikan kepada penulis.

Terimakasih buat dukungannya, doa dan motivasi yang diberikan dari awal mulai

perkuliahan sampai penulisan tugas akhir ini, serta buat seluruh keluarga yang

telah membantu, mendukung dan memberikan kelonggaran serta support

terhadap pendidikan penulis hingga bisa berkembang seperti sekarang.

Serta orang- orang yang mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan

proyek Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih

banyak kepada :

1. Yth. Bapak Dekan Dr. Kerista Sebayang, Ms beserta jajarannya di

lingkungan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) USU

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam .

3. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M. Sc., selaku Ketua Program Studi D-3

Metrologi dan Instrumentasi dan selaku dosen penasehat akademik.

4. Bapak Junedi Ginting, S. Si, M. Si selaku dosen pembimbing yang telah

mengarahkan penulis menyelesaikan dalam melaksanakan tugas akhir


6

ini.Penulis mengucapkan terimakasih atas setiap waktu dan bimbingan yang

diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan projek akhir

ini dengan baik.

5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi Dan

Instrumentasi Departemen Fisika FMIPA USU

6. Kepada Roy dan keluarga yang sudah membantu dan memotivasi saya

sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

7. Kepada teman-teman yang sudah membantu dan memberikan support serta

kerjasamanya dalam tugas akhir ini

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini

masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan

saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas

akhir ini.

Semoga laporan tugas akhr ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis

dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Medan, 14 Juli 2017

Hormat Saya,

Penulis


7

ABSTRAK

Telah dirancang Alat Ukur Debit Air Berbasis Mikrokontroler Arduino UNO dengan

menggunakan Water Flow Sensor YF-S201. Tujuan dari perancangan alat ukur ini adalah

untuk mengimplementasikan suatu instrumen pendeteksi debit air dengan hasil ukur yang

akurat. Alat ini terdiri dari sensor debit air Water Flow Sensor YF-S201, Mikrokontroler

Arduino UNO, dan sebuah LCD sebagai fasilitas penampil data hasil pengukuran.

Sensor akan mendeteksi laju air yang mengalir, selanjutnya, Arduino UNO akan

mengkonversi nilai debit air. Kemudian Arduino UNO akan mengendalikan komunikasi

dengan sensor yang dimulai dari mengirimkan perintah untuk meminta hasil pengukuran

nilai debit air. Setelah itu, mengambil data tersebut kemudian mengolahnya dan

mengirimkannya ke LCD sebagai tampilan hasil pengukuran debit air.

Adanya alat ini diharapkan dapat lebih memudahkan pengguna dalam hal pembacaan

hasil ukur dibandingkan dengan menggunakan bejana ukur maupun master meter

mekanik dan juga meminimalisir adanya kesalahan pengukuran karena faktor human

error yang sering terjadi saat menggunakan alat ukur analog.

Kata Kunci : debit air, Water Flow Sensor YF-S201, Mikrokontroller Arduino UNO,

LCD


8

ABSTRACT

It has been designed Digital Discharge Water Meter Based Microcontroller

Arduino UNO used Water Flow Sensor YF-S201. Purpose of the design of this

measure is to implement a detection debit of water with an accurate measured

result. Device consist of a debit Water Flow Sensor YF-S201, Microcontroller

Arduino UNO and LCD as measurement data viewer facility.

Sensor will detect the speed of the water flowed, then, Arduino UNO will

convert the value of the debit of water. Arduino UNO will control the

communication with the sensor started from sending a command to request

measurement value of the water discharge. After that, take data and then

processes it.

The existence of these tools is expected to further facilitate the users in terms

of readability measure the result were compared used the measured vessel and the

master of mechanical meters and also to minimize the measurement error due to

human error that often occurs when used the analog measured instrument.

Keywords: water discharge, Water Flow Sensor YF-S201, Microcontroller

Arduino UNO, LCD


9

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN................................................................................... i

PERNYATAAN................................................................................... ii

PENGHARGAAN................................................................................ iii

ABSTRAK............................................................................................ v

ABSTRACT.......................................................................................... vi

DAFTAR ISI......................................................................................... vii

DAFTAR TABEL................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR............................................................................ x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah.................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah............................................................................ 2

1.3 Tujuan Penulisan............................................................................. 2

1.4 Batasan Masalah.............................................................................. 3

1.5 Sistematika Penulisan...................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Water Flow Sensor YF-S201........................................................... 5

2.1.1 Fitur Water Flow Sensor YF-S201........................................ 6

2.2 Mikrokontroler Arduino UNO......................................................... 7

2.2.1 Power..................................................................................... 7

2.2.2 Memori.................................................................................. 8

2.2.3 Input dan Output................................................................... 9

2.2.4 Arsitektur Mikrokontroler Arduino UNO…........................ 11

2.3 LCD 16 x 2..................................................................................... 17


10

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Perancangan Sistem.......................................................................... 12

3.1.1 Deskripsi Sistem..................................................................... 12

3.1.2 Cara Kerja Alat....................................................................... 13

3.2 Perancangan Rangkaian Minimum Sistem....................................... 14

3.2.1 Schematic Capture.................................................................. 14

3.3 Tempat Penelitian............................................................................. 15

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil.................................................................................................. 16

4.2 Pembahasan...................................................................................... 16

4.3 Analisa Program............................................................................... 16

4.4 Diagram Alir..................................................................................... 19

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan....................................................................................... 20

5.2 Saran................................................................................................. 20

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


11

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Debit Air................................................ 16


12

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Water Flow Sensor YF-S201............................................... 6

Gambar 2.2 Arduino UNO tampak depan ................................................... 9

Gambar 2.3 Arduino UNO tampak belakang .............................................. 9

Gambar 2.4 Pin Arduino UNO..................................................................... 10

Gambar 2.5 LCD 16 x 2............................................................................... 11

Gambar 3.1 Konsep Dasar Sistem............................................................... 12

Gambar 3.2 Block Diagram......................................................................... 13

Gambar 3.3 Rangkaian Komponen Alat Ukur Debit Air............................ 14

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Berbagai jenis teknologi telah banyak diciptakan oleh manusia untuk

mempermudah pekerjaan yang dilakukan. Alat ukur yang tadinya masih manual,

sekarang sudah banyak yang menggunakan sistem digital. Sehingga kita


13

mendapatkan kemudahan untuk membaca nilai hasil suatu pengukuran. Salah satu

teknologi yang berkembang adalah teknologi dibidang pengukuran suatu aliran

air. Dimana saat ini penggunaan alat ukur aliran air banyak ditemukan pada

kehidupan sehari-hari maupun pada kegiatan industri dan ekonomi.

Berangkat dari hal tersebut, penulis mencoba membuat alat ukur debit air

dengan menggunakan water flow sensor YF-S201 sebagai sensor yang dapat

mendeteksi debit air, dengan Mikrokontroler Arduino UNO sebagai pusat

kontrolnya, dan LCD sebagai display output dari sensor. Alat ini bekerja secara

otomatis dengan merespon aliran air yang dideteksi oleh water flow sensor YF-

S201. Mikrokontroler Arduino UNO kemudian memproses output sensor yang

berbentuk frekuensi signal analog (atau berbentuk pulsa) dan mengubah sinyal

tersebut ke digital atau sering disebut analog to digital. Setelah output sensor

diproses oleh mikrokontroler kemudian hasil pembacaan akan ditampilkan pada

LCD. Dengan demikian kita dapat menggunakan alat ini dengan mudah untuk

mengukur debit air .

Maka dari semua uraian di atas penulis tertarik untuk mengambil judul

“RANCANG BANGUN ALAT UKUR DEBIT AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER ARDUINO UNO DENGAN MENGGUNAKAN

SENSOR YF-S201” sekaligus untuk memenuhi Tugas Akhir sebagai salah satu

syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan

tersebut ke dalam bentuk tugas akhir dengan judul “RANCANG BANGUN


14

ALAT UKUR DEBIT AIR BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO

UNO DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR YF-S201”

Laporan proyek ini membahas tentang perancangan yang terdiri dari sensor

YF-S201, Mikrokontroler Arduino UNO sebagai pusat kendalinya beserta

software pemrogramannnya dan LCD 16x2 sebagai tampilannya.

1.3 Tujuan Penulisan

Penulisan laporan projek ini adalah untuk:

1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir pada

program Diploma Tiga (D-III) Metrologi Dan Instrumentasi Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera

Utara.

2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi

pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui.

3. Merancang suatu alat pengukuran debit air dengan menggunakan sensor YF-

S201 untuk kemudian ditampilkan pada LCD dengan menggunakan

Mikrokontroler Arduino UNO sebagai pusat kendalinya

4. Mengetahui cara kerja sensor YF-S201 berbasis Mikrokontroler Arduino UNO

5. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja alat

ukur debit air dengan menggunakan sensor YF-S201 berbasis Arduino UNO.

1.4 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, Rancang Bangun Alat Ukur Debit Air Berbasis

Mikrokontroler Arduino UNO dengan Menggunakan Sensor YF-S201, dengan

batasan-batasan sebagai berikut:

1. Alat ini dapat berfungsi pada Ketinggian Air maksimum 30 Liter/menit


15

2. Input yang dapat digunakan mulai dari 9 sampai dengan 12 Volt.

3. Hanya menggunakan masukan sensor YF-S201 dan keluaran yang ditampilkan

pada LCD dan dihubungkan dengan Mikrokontroler Arduino UNO.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat

sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat ukur Debit Air

Berbasis Mikrokontroler Arduino UNO dengan Menggunakan Sensor YF-S201,

maka penulis menulis tugas akhir ini dengan urutan sebagai berikut :

BAB I: PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan pembahasan,

metodologi pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan tugas

akhir ini.

BAB II: LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk

pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang

sensor YF-S201, Mikrokontroler Arduino UNO, dan LCD.

BAB III: PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat.

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN


16

Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan

kemungkinan pengembangan alat.


17

BAB II

LANDASAN TEORI

Dalam Bab ini penulis akan membahas tentang komponen- komponen yang

digunakan dalam seluruh unit alat ini. Agar pembahasan tidak melebar dan

menyimpang dari topik utama laporan ini, maka setiap komponen hanya dibahas

sesuai fungsinya pada masing- masing unit.

2.1 Water Flow Sensor YF-S201

Sensor aliran ini terbuat dari pelastik dimana didalamnya terdapat rotor dan

sensor hall effect. Saat mengalir melewati rotor, rotor akan berputar. Kecepatan

putaran ini akan sesuai dengan besarnya aliran air. Prinsip kerja sensor ini adalah

dengan memanfaatkan fenomena hall effect yang didasarkan pada efek medan

magnetik terhadap partikel bermuatan yang bergerak. Ketika ada arus listrik yang

mengalir pada divais hall effect yang ditempatkan dalam medan magnet yang

arahnya tegak lurus arus listrik, pergerakan pembawa muatan akan berbelok ke

salah satu sisi dan menghasilkan medan listrik. Medan listrik terus membesar

sehingga gaya Lorentz yang bekerja pada partikel menjadi nol. Perbedaan

potensial antara kedua sisi divais tersebut disebut potensial Hall. Potensial Hall ini

sebanding dengan medan magnet dan arus listrik yang melalui divais.

Ketika mengukur aliran bahan yang mempunyai tekanan, aliran volumetrik

tidak terlalu berarti, kecuali kepadatan adalah konstan. Ketika kecepatan dan

cairan mampat diukur, faktor gelombang udara akan menyebabkan kesalahan,

karena itu udara dan gas harus dipindahkan sebelum mencapai fluida meter, tidak

semua fluida yang berpindah dinamakan fluida bergerak. Yang dimaksud fluida


18

bergerak adalah jika fluida tersebut bergerak lurus terhadap sekitar. Aliran fluida

dikatakan aliran garis lurus apabila aliran fluida yang mengalir mengikuti suatu

garis (lurus melengkung) yang jelas ujung pangkalnya.

Gambar 2.1 Water Flow Sensor YF-S201

2.1.1 Fitur Water Flow Sensor YF-S201

Adapun fitur yang dimiliki oleh Water Flow Sensor YF-S201 adalah:

a. Debit air yang dapat diukur : 1 – 30 L/menit

b. Maksimum tekanan air : 2 Mpa

c. Tekanan Hidrostatik : ≤ 1,75 Mpa

d. Catu Daya : 4,5 – 18 Volt

e. Arus : 15 mA pada Vcc 5V

f. Kapasitas beban : < 10 mA pada Vcc 5V

g. Maksimum Suhu Air : 80oC

h. Rentang Kelembaban : 35% - 90% RH

i. Siklus : 50% ± 10%

j. Periode Signal : 0,04µS (output meningkat), 0,18µS (waktu

jatuh)

k. Diameter penampang : 0,5 inch (1,25cm)

l. Amplitudo : Low ≤ 0,5V, High ≥ 4,6 Volt


https://www.google.co.id/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjWgqi8ysPSAhXFpo8KHSFHDRwQjRwIBw&url=https://electrosome.com/shop/water-liquid-flow-sensor-yf-s201/&psig=AFQjCNFa-8EYUfw6but6GIDyUXCXVNlZag&ust=1488948201688920

19

m. Kekuatan Elektrik : 1250 V/menit

n. Hambatan insulasi : ≥ 100MΩ

o. Matrial : PVC

p. Tipe sensor : hall effect

q. Akurasi : ± 10%

r. Berat Sensor : 43g

2.2 Mikrokontroler Arduino UNO

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATMEGA 328

(datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut

dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator

kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk

mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan

Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik

dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

Uno berbeda dari semua papan, sebelumnya dalam hal itu tidak menggunakan

FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2

hingga versi R2) diprogram sebagai konverter USB-to-serial.Revisi 2 dari dewan

Uno memiliki resistor menarik garis 8U2 HWB ke tanah, sehingga lebih mudah

untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.

2.2.1 Power

Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan satu

daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB)

dapat di ambil baik berasal dari AC ke adaptor DC atau baterai. Adaptor ini

dapat dihubungkan dengan menancapkan plug jack pusat-positif ukuran


http://www.atmel.com/.../atmel-8271-8-bit-avr-microcontroller-atmega4..

20

2.1mm konektor POWER. Ujung kepala dari baterai dapat dimasukkan

kedalam Gnd dan Vin pin header dari konektor POWER. Kisaran kebutuhan

daya yang disarankan untuk board Uno adalah 7 sampai dengan 12 volt, jika

diberi daya kurang dari 7 volt kemungkinan pin 5v Uno dapat beroperasi

tetapi tidak stabil, kemudian jika diberi daya lebih dari 12V, regulator

tegangan bisa panas dan dapat merusak board Uno. Pin listrik sebagai berikut:

a. VIN

Tegangan masukan kepada board Arduino UNO ketika itu menggunakan

sumber daya eksternal (sebagai pengganti volt koneksi USB atau sumber

daya lainnya)

b. 5V Catu Daya

Catu daya digunakan untuk daya mikrokontroler komponen lainnya

c. 3v3

Sebuah pasokan 3,3 volt dihasilkan oleh regulator on board

d. GND

Ground Pin

2.2.2 Memori

ATmega328 memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk

bootloader), 2 KB dari SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan

ditulis dengan EEPROM liberary).

2.2.3 Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital di Uno dapat digunakan sebagai input

atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode (), digitalWrite (), dan

digitalRead (), beroperasi dengan daya 5 volt. Setiap pin dapat memberikan


21

atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor

(secara default terputus) dari 20-50 kOhms. Uno memiliki 6 masukan analog,

berlabel A0 sampai dengan A5, yang masing-masing menyediakan 10 bit

dengan resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda).

2.2.4 Arsitektur Mikrokontroler Arduino Uno

Gambar 2.2 Arduino UNO tampak depan

Gambar 2.3 Arduino UNO tampak belakang

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler

8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation .

Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda


22

tergantung dari spesifikasinya. Dibawah ini akan ditampilkan pin-pin dari

Mikrokontroler Arduino UNO.

Gambar 2.4 Pin Arduino UNO

Penjelasan pin tersebut adalah sebagai berikut:

a. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan

mengirimkan (TX) TTL data serial.

b. Eksternal menyela: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu

interrupt pada nilai yang rendah, dengan batasan tepi naik atau turun,

atau perubahan nilai.

c. PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan

fungsi analogWrite ().

d. SPI: 10 (SS), 11 (Mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung

komunikasi SPI menggunakan SPI library.

e. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin

bernilai nilai HIGH, LED on, ketika pin bernilai LOW, LED off.


23

2.3 LCD 16x2

Berikut ini adalah tampilan LCD berukuran 16 x 2

Gambar 2.5 LCD 16x2

Prinsip kerja dari LCD 16 x 2 ini adalah ketika elektroda diaktifkan dengan

medan listrik, molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri

dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya

vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan

lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul

yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap

dan membentuk karakter data yang diinginkan. Fitur dari LCD 16 x 2 ini adalah:

a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris

b. Mempunyai 192 karakter

c. Terdapat karakter generator tersimpan

d. Dapat dialamati dengan mode 4 bit dan 8 bit

e. Dilengkapi dengan backlight


24

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Perancangan Sistem

Dalam bab ini akan dibahas mengenai perancangan dan pembuatan perangkat

keras serta perangkat lunak pendukungnya. Seperti pengambilan data debit air

yang diperoleh dari sensor YF-S201 dan kemudian diolah oleh Mikrokontroler

Arduino UNO sebagai pusat kendalinya dan hasil dari pengukuran debit air ini

akan ditampilkan pada layar LCD 16 x 2.

3.1.1 Deskripsi Sistem

Sistem ini dibangun untuk menganalisis debit air yang ada sehingga

output menghasilkan sebuah nilai melalui sensor YF-S201, yang nilai tersebut

akan diolah dalam Arduino UNO.

Gambar 3.1 Konsep Dasar Sistem

Penjelasannya sebagai berikut:

1. Input data berupa hasil deteksi aliran air yang masuk ke sensor YF-S201

2. Proses pengolahan data pengukuran debit air dari YF-S201 diolah

kedalam program Arduino UNO

3. Kemudian hasil pengolahan dari Mikrokontroler Arduino UNO

ditampilkan ke LCD 16 x 2 yang berfungsi sebagai output

INPUT PROSES OUTPUT


25

Gambar 3.2 Blok Diagram

Keterangan:

Berdasarkan blok diagram pada Gambar 3.2 di atas, terdapat beberapa

komponen, adapun fungsi dari masing-masing komponen adalah sebagai

berikut:

1. Sensor YF-S201 berfungsi sebagai pembaca jumlah debit air yang

masuk pada sensor

2. Arduino UNO berfungsi sebagai pusat pengendali pada rangkaian, dan

mengolah hasil bacaan dari sensor

3. LCD berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk

menampilkan status pengukuran debit air

3.1.2 Cara Kerja Alat

Adapun cara kerja dari alat ukur debit air ini akan dijelaskan sebagai

berikut, ketika aliran air dialirkan melalui sensor YF-S201, maka aliran air

tersebut akan masuk ke sensor dan mengalir melewati sebuah rotor yang

terdapat didalam sensor, dimana rotor ini akan berputar sesuai kecepatan

aliran air yang masuk. Kemudian secara otomatis sensor akan menginput

hasil pembacaan dari debit air yang masuk mela kemudian akan diproses oleh

Mikrokontroler Arduino UNO dan akan diolah hasil debit airnya. Kemudian

hasil pembacaan debit air yang telah diolah oleh Mikrokontroler Arduino

UNO akan ditampilkan pada layar LCD 16x2.

Sensor

YF-S201

Mikrokontroler

Arduino UNO LCD16x2


26

3.2 Perancangan Rangkaian Minimum Sistem

3.2.1 Schematic Capture

Schematic Capture, Menunjukkan Wiring atau Pengkabelan antara perangkat

atau komponen. Gambar Dibawah ini menunjukkan gambar rangkaian antara

Sensor YF-S201, Mikrokontroler Arduino UNO dan LED 16x2 pada alat

ukur debit air.

Gambar 3.3 Rangkaian Komponen Alat Ukur Debit Air

Berikut ini akan dijelaskan wiring atau pengkabelan antara perangkat atau

komponen:

a. Vss (Red) disambungkan ke 5V Arduino UNO dan Vcc LED

b. GND (Black) disambungkan ke GND Arduino UNO dan GND LED

c. Signal (Yellow) disambungkan ke pin 2 Arduino UNO


27

3.3 Tempat Penelitian

TEKNIK ELEKTRO, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS SUMATERA

UTARA, MEDAN


28

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Debit Air

NO Waktu (jam) Debit Air (L/menit)

1 20.21 2 L/menit

2 20.31 1 L/menit

3 20.41 1 L/menit

4 20.51 2 L/menit

4.2 Pembahasan

Percobaan pengukuran Debit Air ini dilakukan setiap 10 menit sekali, dimulai

pada pukul 20.21 WIB. Pengukuran debit air ini dilakukan dengan menuangkan

air dari botol air mineral ke sensor YF-S201, kemudian rotor pada sensor akan

berputar, kecepatan perputaran rotor ini akan sesuai dengan kecepatan aliran air

yang kita tuang, dimana pada percobaan ini debit air yang dihasilkan tidak

konstan dikarenakan faktor manusia, maupun ketelitian dalam menuangkan air.

Penulis juga sudah mencoba alat ukur ini pada air keran, dimana debit air yang

dihasilkan jauh lebih konstan dibandingkan penuangan secara manual/ oleh

manusia.

4.3 Analisa Program


29

Adapun program yang digunakan pada alat ini adalah program Arduino UNO

untuk mengeset tampilan pada layar LCD 16x2. Berikut tampilan program untuk

mengatur tampilan pada layar LCD 16x2.


30


31


32

4.4 Diagram Alir

BACA DATA SENSOR

YF-S201

TUNGGU

RESPON

SENSOR

TAMPILKAN DATA

KE LCD

START

KONVERSI SINYAL

ANALOG KE

DIGITAL

SELESAI


33

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil pengukuran, dapat diambil beberapa

kesimpulan dari hasil percobaan diatas:

1. Sensor YF-S201 cukup baik dalam pengukuran debit air, sehingga hasil debit

air yang diukur menampilkan pengukuran yang hampir akurat

2. Penggunaan Mikrokontroler Arduino UNO pada alat pengukur Debit Air ini

memiliki kelebihan karena sudah memiliki sarana komunikasi USB

3. Penggunaan LCD 16x2 dalam alat pengukur Debit Air ini mempermudah

dalam membaca pengukuran Debit Air yang diharapkan, sehingga tidak terjadi

kesalahan pembacaan

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini

adalah:

1. Dengan beberapa pengembangan aplikasi dan penyempurnaan sistem dari

alat ini akan mendapatkan hasil yang lebih baik lagi, Dengan menambahkan

komponen-komponen lain agar kualitas pembacaan alat semakin akurat lagi

dan kemungkinan pengembangan alat bisa saja dilakukan sehingga fungsi

dari

alat ini bisa lebih berkembang.


34

DAFTAR PUSTAKA

http://ilearning.me/sample-page-162/arduino/pengertian-arduino-uno/

Diakses pada : Selasa, 5 Juni 2017

Pukul : 11.12 WIB

http://www.geraicerdas.com/sensor/water-flow-sensor-g1-2-detail


Pukul : 11.42 WIB

http://www.engineersgarage.com/sites/default/files/LCD%2016x2.pdf


Pukul : 20.00 WIB

Datasheetarduinouno.pdf

Datasheetlcd16x2.pdf

Datasheetwaterflowsensoryfs-201.pdf


TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT UKUR DEBIT AIR …

Documents

Transcript of TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT UKUR DEBIT AIR …