tugas akhir rancang bangun alat pengukur …

i

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN DAN

PENUNJUK ARAH ANGIN BERBASIS ARDUINO UNO AT328 DENGAN

MONITORING ANDROID

Disusun dalam Memenuhi

Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S1)

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Semarang

HASAN BADAWI

C.411.13.0007

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEMARANG

SEMARANG

2018

Scanned by CamScanner

i

ABSTRAK

Nama : Hasan Badawi

NIM : C.411.13.0007

Judul : Rancang Bangun Alat Pengukur Kecepatan Angin dan

Penunjuk Arah Angin berbasis Arduino Uno AT328 dengan

Monitoring Android

Alat pengukur kecepatan angin dan penunjuk arah angin merupakan alat

yang digunakan untuk mengetahui cepatnya gerakan udara disuatu wilayah tertentu

dan mengetahui arah angin yang bergerak. Alat ini sering digunakan pada stasiun-

stasiun iklim yang memberikan data-data yang akurat dan sering digunakan pada

bandara-bandara Internasional.

Alat pengukur kecepatan angin dan penunjuk arah angin terdiri dari bagian

komponen utama yaitu berupa sensor Optocoupler dan pengolah data berupa

Mikrokontroler Arduino AT328.

Dalam penelitian dan pembahasan ini, dibuat perangkat keras yaitu untuk

mengukur kecepatan angin dan penunjuk arah angin. Alat yang digunakan untuk

mengukur kecepatan angin menggunakan sensor Optocoupler. Sensor ini dapat

mengukur kecepatan angin pada kecepatan 2,6 m/s sampai dengan kecepatan

maksimal 4,5 m/s. Sedangkan untuk penunjuk arah angin menggunakan sensor

Optocoupler yaitu suatu sensor digital yang keluarannya bit-bit digital sehingga

mampu menunjukan arah angin dari 0° hingga 360° dengan toleransi 10%.

Kata kunci: Anemometer, Sensor Optocoupler, Mikrokontroler Arduino AT328,

Bluetooth.

ii

ABSTRACT

Nama : Hasan Badawi

NIM : C.411.13.0007

Judul : Gauges Wind Speed and Wind Direction Based Arduino Uno

AT328 Monitoring Android.

Gauges wind speed and wind direction is a tool used to ditermine the

speed of air movement sector in certain area and know the direction the wind is

moving. This tool often used in climate stations that provide accurate data and are

often used airports International.

Gauges wind speed and wind direction consist of the main components in

the from of Optocoupler sensor, and data processor from Arduino Microcontroller

AT328.

In the research and discussion, the hardware is made to measure wind

speed and wind direction. The tools used to measure wind speed sensor using

Optocoupler. This sensor can measure wind speed at a speed of 2,6 m/s up to

maximum speed of 4,5 m/s. As for the weather vane using Optocoupler is a digital

sensor output digital bits so as to indicate the wind direction from 0° to 360° with

a tolerance 10%.

Keywords: Anemometer, Optocoupler, Arduino Microcontroller AT328, Bluetooth.

vi

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala

rahmat, karunia dan hidayah-Nya, penulis diberi kekuatan untuk menyelesaikan

Tugas Akhir ini. Sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir.

Penulisan Tugas Akhir ini dimaksudkan guna memenuhi salah satu syarat untuk

menyelesaikan Jenjang Pendidikan Sarjana (S-1) Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Semarang.

Dengan telah selesainya Laporan Tugas Akhir ini yang tidak terlepas dari

dukungan dan bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak

langsung. Oleh karena itu perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Andy Krisdasusila, SE. MM, selaku Rektor

Universitas Semarang.

2. Bapak Purwanto, ST, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Semarang.

3. Ibu Titik Nurhayati, ST, M.Eng, selaku Ketua Jurusan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Semarang.

4. Ibu Budiani destyningtias, ST, M.Eng, selaku Dosen Pembimbing I yang telah bersedia

meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan, saran dan bimbingan

materi serta berbagai kemudahan yang memungkinkan dalam

terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini.

5. Bapak Agus Margiantono, SSi, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah

bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan, saran dan

bimbingan materi serta berbagai kemudahan yang memungkinkan dalam

terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Orang tua dan keluarga yang telah memberikan bantuan dukungan material

dan moral.

7. Sahabat yang telah banyak membantu dan memberikan dukungan dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa penelitian ini tidak sesempurna sebagaimana yang

diharapkan, untuk itu saran dan kritik sangat diharapkan demi penyempurnaan

vii

skripsi ini. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat untuk para akademisi,

praktisi ataupun untuk penelitian-penelitian selanjutnya. Akhir kata penulis mohon

maaf atas kekurangan dan kesalahan yang ada pada penyusunan laporan ini.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua terutama bagi pihak yang

berkepentingan.

Semarang, 19 Februari 2018

Penulis

i

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii

Halaman Pernyataan Orisinalitas ......................................................................... iii

ABSTRAK ........................................................................................................... iv

ABSTRACT ......................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vi

DAFTAR ISI .......................................................................................................viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

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

1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................... 2

1.3 Tujuan dan Manfaat ....................................................................................... 2

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

1.5 Metode Penelitian ........................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 6

2.1 Anemometer ................................................................................................... 6

2.2.1 Struktur Pemrograman ........................................................................... 7

2.2.2 Syntax ..................................................................................................... 8

2.2.3 Variabel .................................................................................................. 10

2.2 Arduino Uno .................................................................................................... 11

2.3 Sensor Penunjuk Arah Angin dan Kecepatan Angin ..................................... 12

2.4 LCD ( Liquid Crystal Display ) ..................................................................... 13

2.5 Modul Bluetooth HC-05 ................................................................................. 14

BAB III LANGKAH - LANGKAH PENELITIAN ...................................... 16

ii

3.1 Jenis Penelitian ............................................................................................... 16

3.2 Materi Penelitian ............................................................................................ 16

3.2.1 Bahan ..................................................................................................... 16

3.2.2 Alat ......................................................................................................... 16

3.3 Perancangan Alat ........................................................................................... 16

3.4 Perencanaan Hardware .................................................................................. 18

3.4.1 Perencanaan ATmega328 ..................................................................... 18

3.4.2 Perencanaan Sensor Penunjuk Arah ...................................................... 19

3.4.3 Perencanaan Sensor Kecepatan ............................................................. 19

3.4.4 Perencanaan Rangkaian Catu Daya ...................................................... 21

3.4.5 Perencanaan Rangkaian LCD ................................................................ 21

3.5 Diagram Alir Sistem ...................................................................................... 22

3.6 Perancangan Software .................................................................................... 24

3.7 Perhitungan .................................................................................................... 26

3.7.1 Perhitungan Error Persen ...................................................................... 26

3.7.2 Perhitungan Toeransi Error .................................................................... 26

BAB IV PENGUJIAN ALAT ............................................................................. 27

4.1 Sensor Penunjuk Arah Angin ......................................................................... 28

4.1.1 Pengujian Alat Penunjuk Arah Angin ................................................... 28

4.1.2 Hasil Pengujian ...................................................................................... 28

4.2 Sensor Kecepatan Angin ................................................................................. 29

4.2.1 Pengujian Alat Sensor Kecepatan Angin .............................................. 30

4.2.2 Hasil Pengujian ..................................................................................... 31

4.3 Pengujian Rangkaian Catu Daya ..................................................................... 32

4.3.1 Hasil Pengujian ...................................................................................... 33

4.4 Pengujian LCD ( Liquid Crystal Display ) ..................................................... 34

4.4.1 Hasil Pengujian ...................................................................................... 35

iii

4.5 Pengujian Sistem Keseluruhan ........................................................................ 37

4.5.1 Hasil Pengujian ...................................................................................... 38

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 45

5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 45

5.2 Saran ................................................................................................................ 45

DAFTAR PUSTAKA

iv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran optocoupler .......................................................... 29

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Sensor kecepatan angin ...................................... 31

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Catu Daya ........................................................... 33

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Tegangan LCD .................................................... 35

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Tegangan Kontras LCD ...................................... 36

Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Arah Angin ......................................................... 38

Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Kecepatan Angin ................................................. 40

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Kecepatan Angin ................................................. 41

Tabel 4.9 Hasil perbandingan Kecepatan Angin............................................... 43

Tabel 4.10 Hasil Pengujian Bluetooth ............................................................... 44

v

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Bentuk Digram Arduino Uno .......................................................... 11

Gambar 2.2 Skema rangkaian Power Suply ........................................................ 12

Gambar 2.3 Sensor Optocoupler ......................................................................... 13

Gambar 2.4 LCD Segment ................................................................................. 14

Gambar 2.5 Modul Bluetooth HC-05 .................................................................. 15

Gambar 2.6 Konfigurasi Pin HC-05.................................................................... 15

Gambar 3.1 Diagram Blok Alat Rangkaian ....................................................... 17

Gambar 3.2 ATmega328 Pin mapping ............................................................... 18

Gambar 3.3 Perancangan Rangkaian ATmega328 ............................................ 19

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Kecepatan Angin .............................................. 20

Gambar 3.5 Rangkaian Catu Daya ..................................................................... 21

Gambar 3.6 Rangkaian LCD dengan Board Arduino Uno ................................ 22

Gambar 3.7 Diagram Alir Alat............................................................................ 23

Gambar 3.8 Software IDE Pada Arduino Uno.................................................... 25

Gambar 3.9 Pembuatan Progam Connect Buetooth ............................................. 25

Gambar 4.1 Mekanik Penunjuk Arah Angin ..................................................... 27

Gambar 4.2 Pengujian Sensor Saklar Reed ........................................................ 28

Gambar 4.3 Mekanik Baling-baling dan Piringan Sensor ................................. 30

Gambar 4.4 Pengujian Sensor Kecepatan Angin ............................................... 31

Gambar 4.5 Pengujian Rangkaian Catu Daya .................................................... 33

Gambar 4.6 Pengujian Rangkaian LCD ............................................................. 35

Gambar 4.7 Hasil Pengujian LCD ..................................................................... 37

Gambar 4.8 Pengujian Sistem Keseluruhan ....................................................... 43

Gambar 4.9 Pengujian bluethoot ........................................................................ 44

vi

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A. Gambar Rangkaian Keseluruhan

LAMPIRAN B. Listing Program

LAMPIRAN C. Datasheet Arduino dan Atmega328

LAMPIRAN D. Datasheet Liquid Crystal Display

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki kontur wilayah yang

bervariasi, adanya perbedaan ketinggian antara wilayah tersebut menyebabkan

tingkat kecepatan angin dari setiap daratan berbeda, berdasarkan wilayahnya arah

angin datang dari segala penjuru, hal ini mendorong untuk didirikannya stasiun-

stasiun untuk memantau iklim yang dapat memberikan data yang

dipertanggungjawabkan dengan menggunakan alat ukur iklim, diantaranya

pengukur kecepatan angin dan penunjuk arah angin.

Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin pada ketinggian

dibawah dua meter masih menggunakan sistem mekanik, hal ini dikarenakan

harganya lebih murah dibanding dengan sistem elektronik namun data yang

dihasilkan masih berupa data mentah dan harus ditelaah terlebih dahulu sebelum

menjadi data pengamatan, kesalahan-kesalahan yang terjadi pada proses

pengamatan dari data sistem mekanik bisa saja terjadi karena kesalahan teknik di

dilapangan . Berkaitan dengan hal tersebut maka penulis akan membuat peralatan

berupa alat pengukur kecepatan angin dan penunjuk arah angin berbasis Arduino

Uno AT328, peralatan ini akan menggunakan anemometer model kap dengan

menggunakan piringan, data yang diberikan dari piringan tersebut kemudian

diterjemahkan dalam kode digital dan hasil dari proses ini akan ditampilkan melalui

perangkat lunak pada sistem android dengan menggunakan bluetooth.

2

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat diambil suatu rumusan

permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana merancang Alat Pengukur Kecepatan Angin dan Penunjuk Arah

Angin berbasis Arduino Uno AT328.

2. Bagaimana menampilkan data hasil kecepatan pada Hanphone?

1.3 Tujuan dan Manfaat

Adapun tujuan dari pembuatan, yaitu :

1. Merancang dan mewujudkan alat pengukur kecepatan angin dengan Arduino

Uno sebagai komponen utama, serta mengembangkan jenis instrumen baru

berupa alat ukur dengan tipe digital.

2. Memberikan gambaran cara kerja alat pengukur kecepatan angin dan penunjuk

arah angin berbasis arduino uno.

1.4. Batasan Masalah

Agar perancangan pembahasan dalam tugas akhir ini tidak terlalu luas dan

jauh dari topik yang telah ditentukan maka penulis membatasi permasalahan

sebagai berikut:

1. Pemrograman menggunakan bahasa C pada progam Arduino Uno.

2. Pembahasan mengenai komponen yang meliputi: mikrokontroler

Arduino Uno, sensor optocoupler, , bluetooth, hanphone

3. Kecepatan angin terbaca sekitar kurang lebih 10 m/s.

3

1.5 Metodologi Penelitian

Untuk mencapai tujuan yang maksimal dari tugas akhir ini, maka

dibutuhkan suatu metode atau urutan untuk memperjelas seluruh permasalahan

yang akan dikemukakan dalam penelitian tugas akhir ini.

1. Metode Studi Pustaka

Metode studi pustaka adalah suatu metode yang dilakukan dengan

membandingkan buku-buku atau literatur-literatur yang berkaitan dengan

pokok pembahasan. Faktor penunjang yang penting dalam penyusunan

laporan tugas akhir ini adalah kebutuhan akan referensi dan literatur-

literatur, untuk memenuhi kebutuhan tersebut maka dibaca buku-buku

maupun sumber pustaka lain sebagai sumber informasiyang berkaitan

dengan pokok pembahasan.

2. Metode Perancangan Alat dan Progam

Metode perancangan ini adalah suatu metode yang dilakukan dengan

cara menggambar sketsa alat. Metode ini juga digunakan dalam menentukan

komponen-komponen, sensor, bahan untuk desain serta perencanaan sistem

yang digunakan dalam merancang alat pengukur kecepatan angin dan

penunjuk arah angin.

3. Metode Pembuatan Alat dan Progam

Metode ini dilakukan untuk membuat suatu sistem atau alatnya secara

nyata sesuai dengan perancangan yang sudah dibuat, baik dengan gambar,

sistem yang telah dipersiapkan.

4

4. Metode Pengujian Alat dan Progam

Metode ini dilakukan ketika semua alat selesai dirancang, pengujian

alat dilakukan perblok untuk mempermudah dalam memperbaiki jika terjadi

kesalahan baru, selanjutnya dilakukan pengujian secara keseluruhan.

5. Metode Analisa Alat dan Progam

Metode ini digunakan untuk menguji kehandalan alat dan

kestabilannya, dan menjadi koreksi bila alat tidak berjalan sesuai dengan

apa yang ada dalam perencanaan. Dari serangkain metode yang telah

dilakukan, barulah diambil kesimpulan dari alat dan sistem yang dibuat.

1.6 Sistematika Penulisan

Sitematika pembahasan laporan tugas akhir ini dibagi dalam lima bab. Isi

masing-masing bab diuraikan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang Latar Belakang, Perumusan Masalah, Tujuan dan

Manfaat, Batasan Masalah, Metode Penelitian, dan Sistematika Penulisan

Laporan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi tentang teori dasar yang mendukung pembuatan perangkat

yang menyusun alat tersebut meliputi, bahasa C pada Arduino, Arduino

Uno, catu daya, sensor kecepatan angin, sensor penunjuk arah angin,

Arduino Uno AT328, bluetooth, hanphone.

5

BAB III LANGKAH – LANGKAH PENELITIAN

Bab ini berisi tentang langkah-langkah pembuatan perangkat dan program

yang akan digunakan serta prinsip kerja dari sistem secara keseluruhan dan

perencanaan pembuatan software dan hardware.

BAB IV HASIL DAN ANALISIS

Bab ini membahas pengujian sistem, analisa kerja dari sistem serta

permasalahan-permasalahan yang timbul dalam pengujian dan alternatif

penyelesaiannya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan secara keseluruhan dari benda kerja serta

buku laporan.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 ANEMOMETER

Anemometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur arah angin dan

kecepatan angin. Satuan meteorologi dari kecepatan angin adalah Knots ( Skala

Beaufrot ). Sedangkan satuan meteorologi dari arah angin sebesar 0°-360° arah

mata angin. Anemometer harus ditempatkan di daerah terbuka. Pada saat tertiup

angin, baling-baling yang terdapat pada anemometer akan bergerak sesuai arah

angin. Di dalam anemometer terdapat alat pencatat yang akan menghitung

kecepatan angin. Hasil yang diperoleh alat akan dicatat, kemudian dicocokan

dengan skala Beaufrot.

Anemometer digunakan untuk mengetahui arah angin kita dapat

menggunakan bendera angin. Anak panah pada baling-baling bendera angin akan

menunjukan ke arah mana angin bertiup. Cara lainnya dengan membuat kantong

angin dan diletakan ditempat terbuka. Pergerakan udara atau angin umumnya

diukur dengan alat cup counter anemometer, yang didalamnya terdapat dua sensor.

Pergerakan udara atau angin umumnya diukur dengan alat cup counter

anemometer, yang didalanya terdapat sensor yaitu: sensor reed switch untuk

kecepatan angin dan arah mata angin. Untuk pengamatan angin permukaan

anemometer dipasang dengan ketinggian 10 meter dan berada ditempat terbuka

yang memiliki jarak dari penghalang sejauh 10 kali dari tinggi penghalang ( pohon,

gedung, atau sesuatu yang menjulang tinggi ). Tiang anemometer dipasang

menggunakan 3 buah kawat berada pada arah utara dari tiang anemometer dan antar

7

kawat membentuk sudut. Pemasangan penangkal petir pada tiang anemometer

merupakan faktor penting terutama untuk daerah rawan petir. Hal ini mengingat

tiang anemometer memiliki ketinggian 10 meter dengan ujung-ujung runcing yang

membuat rawan terhadap sambaran petir. pembuatan program dalam skala besar

(misalkan program mikrokontroler untuk control unit sebuah DVD player, dan

sebagainya), pemrograman akan mengalami kesulitan jika menggunakan bahasa

pemrograman tingkat rendah seperti bahasa assembly. Oleh karena itu

dikembangkan sebuah kompeler yang dapat menerjemahkan bahasa bahasa tingkat

tinggi (misalkan bahasa C, Pascal, dan sebagainya) kebahasa assembly sehingga

pemrogram dapat membuat program pada mikrokontroler dengan menggunakan

bahasa tingkat tinggi. Bahasa C cukup universal (tidak seperti bahasa assembly)

sehingga dalam penggunaan mikrokontroler, bahasa C yang digunakan tidak jauh

berbeda cara penulisan dan pemakaiannya sehingga pembaca tidak akan mengalami

kesulitan yang berarti. Sebuah pemrograman harus tahu bentuk dan karakter

perintah dalam bahasa pemrograman.

2.2.1 Struktur Pemrograman C

Stuktur penulisan bahasa C pada program Arduino mempunyai dua buah

fungsi yang harus ada, diantaranya :

1. Void setup ( ) { }

Setiap kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali

ketika program Arduino untuk pertama kalinya. Contoh :

void setup() {

// Set jumlah kolom dan baris LCD

lcd.begin(16, 2);

8

// Buat tulisan di LCD

lcd.print("hello, world!");

}

2. Void loop ( ) { }

Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai.

Setelah dijalankan satu fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus

– menerus sampai catu daya (power) dilepas. Contoh :

void loop() {

// Set cursor ke kolom 0 dan baris 1

// Catatan: Baris dan kolom diawali dengan 0

lcd.setCursor(0, 1);

// Cetak jumlah detik sejak reset terakhir

lcd.print(millis()/1000);

}

2.2.2 Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format

penulisan.

1. //( komentar satu baris )

Kadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa arti kode-kode

yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan apa pun yang

diketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh progam.

Contoh :

// ini komentar //

// penampilan LCD //

9

2. /* */(Komentar banyak baris)

Jika mempunyai banyak catatan, maka dapat dituliskan pada beberapa baris

sebagai komentar. Semua hal yang terletak diantara dua simbol tersebut akan

diabaikan oleh program.

Contoh :

/* ini komentar */

/* ini termasuk komentar */

/* komentar dua baris */

Sedangkan komentar satu baris dengan tanda ‘//’ Contoh :

// ini sebuah komentar //

3. {} ( kurung kurawal )

Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok progam mulai dan berakhir (

digunakan juga pada fungsi dan pengulangan ).

Contoh :

{

/ set jumlah kolom dan baris LCD

Lcd.begin (16, 2 );

/ buat tulisan di LCD

Lcd.print (“ selamat “)

}

4. ; ( Titik koma )

Setiap baris kode diakhiri dengan tanda titik koma ( jika ada titik koma yang

hilang maka progam tidak akan bisa berjalan).

10

Contoh :

Lcd.begin (16, 2 );

Lcd.print (“ selamat “);

2.2.3 Variabel

Sebuah progam secara garis besar dapat didefiniskan sebagai intruksi untuk

memindahkannya.

1. Int (integer)

Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak

mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.

2. Long (long)

Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte (32 bit)

dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan

2,147,,483,647.

3. Boolean (boolean)

Variable sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar)

atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari

RAM.

4. Float (float)

Digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai 4byte (32bit)

dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38.

5. Char (character)

Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII( misalnya ‘ A’ = 65).

Hanya memakai 1byte (8 bit) dari Ram. [2]

11

2.2 Arduino Uno

Gambar 2.1 Bentuk Diagram Arduino Uno [4]

Arduino Uno adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open

source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang untuk memudahkan

penggunaan elektronik dalam berbagai bidang.Hardware memiliki prosesor atmel

AVR dan sofware memiliki bahasa pemrograman sendiri. Secara sofware Open

source IDE yang digunakan untuk aplikasi mikrokontroller yang berbasis arduino

platform. Secara hardware single board mikrokontroller yang bersifat open source

hardware yang dikembangkan untuk arsitektur mikrokontroller AVR 8 bit dan

ARM 32 bit.

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source

yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroller

dengan jenis AVR. Mikrokontroller itu sendiri adalah chip atau IC (Integrated

Circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan

program pada mikrokontroller adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca

input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output seperti yang

diinginkan. Mikrokontroller bertugas sebagai otak yang mengendalikan input,

12

proses dan output sebuah rangkaian elektronik. Mikrokontroller banyak ditemukan

perangkat elektronik sekeliling kita, misalnya Handphone, MP 3 Player, DVD,

Televisi, AC, dll. Mikrokontroller juga dapat mengendalikan robot, baik robot

mainan maupun industri. Komponen utama Arduino adalah mikrokontroller maka

Arduino dapat diprogam menggunakan komputer sesuai kebutuhan.

Gambar 2.2 Sekema Rangkaian Power Supply [5]

2.3 Sensor Penunjuk Arah Angin dan kecepatan angin

Sensor yang digunakan untuk kecepatan dan arah angin berupa optocoupler.

Optocopler terdiri dari 2 bagian yaitu transmitter dan receiver, yaitu antara bagian

cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya terpisah. Biasanya optocoupler

digunakan sebagai saklar elektrik yang bekerja otomatis.

Prinsip kerja optocopler adalah jika antara photodiode dan LED terhalang

maka photodiode tersebut akan off sehingga output kolektor akan berlogika high,

dan sebaliknya jika antara photodiode dan LED tidak terhalang maka photodiode

tersebut akan on sehingga outputnya akan berlogika low. Pengoprasian optocoupler

dengan sebuah magnet yang ditempelkan pada baling-baling setiap kali putaran

baling-baling, optocoupler beroprasi sangat cepat sejalan dengan sapuan magnet

13

yang melintasinya. Sinyal listrik yang dihasilkan dari proses induksi magnet ini

dikirimkan ke kaki mikrokontroler arduino uno untuk mencacah jumlah pulsa yang

dihasilkan putaran baling-baling.

Gambar 2.3 Sensor Optocoupler [1]

Penerimaan cahaya infra merah akan membuat transistor cahaya

menginduksi dan menghasilkan keluaran berupa masukan logika rendah. Jadi

keluaran rangkaian transduser akan berlogika rendah ketika transistor konduksi.

Pada saat LED tidak konduksi ( Off ), LED tidak akan memancarkan cahaya infra

merah sehingga transistor juga akan mati. Hal ini akan memberi keluaran dari

transistor berlogika tinggi.[1]

2.4 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) adalah salah satu komponen elektronik yang

berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik.

Dipasaran tampilan LCD sudah tersedia dalam bentuk modul yaitu tampilan LCD

beserta rangkaian pendukungnya termasuk ROM dll. LCD mempunyai pin data,

14

kontrol catu daya, dan pengatur kontras tampilan. LCD juga merupakan perangkat

tamppilan yang paling umum dipasangkan di mikrokontroler, mengingat ukurannya

yang kecil dan kemampuannya menampilkan karakter atau grafik yang lebih

dibandingkan tampilan 7 segment.

Gambar 2.4 LCD segment[6]

LCD ini terbentuk dari beberapa 7 segment atau 16 segment, namun ada juga

yang menggabungkan keduanya. LCD ini sering dipakai untuk jam digital.

2.5 Modul Bluetooth HC-06

Bluetooth adalah protokol komunikasi wireless yang bekerja pada

frekuensi radio 2.4 GHz untuk pertukaran data pada perangkat bergerak seperti

PDA, laptop, HP, dan lain-lain1. Salah satu hasil contoh modul Bluetooth yang

paling banyak digunakan adalah tipe HC-05. modul Bluetooth HC-05 merupakan

salah satu modul Bluetooth yang dapat ditemukan dipasaran dengan harga yang

relatif murah. Modul Bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin

konektor memiliki fungsi yang berbeda - beda. Untuk gambar module bluetooth

dapat dilihat pada gambar 2.7 dibawah ini:

15

Gambar 2.5 Modul Bluetooth HC-06[7]

Modul Bluetooth HC-05 dengan supply tegangan sebesar 3,3 V ke pin 12

modul Bluetooth sebagai VCC. Pin 1 pada modul Bluetooth sebagai transmitter.

kemudian pin 2 pada Bluetooth sebagai receiver.

Berikut merupakan konfigurasi pin bluetoooth HC-05 ditunjukkan pada gambar 2.8

dibawah ini :

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin HC-05

Gambar 2.6 Konfigurasi Pin HC-06[8]

16

BAB III

LANGKAH - LANGKAH PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Metodologi penelitian pembuatan tugas akhir ini adalah eksperimen.

Eksperimen ini membuat rancang bangun alat pengukur kecepatan angin dan

penunjuk arah angin berbasis arduino uno AT328 menggunakan bluetooth.

3.2 Materi Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan membuat rancang bangun alat pengukur

kecepatan angin dan penunjuk arah angin berbasis arduino uno AT328

menggunakan bluetooth. Berikut ini adalah alat dan bahan yang dibutuhkan dalam

pembuatan alat pengukur kecepatan angin dan penunjuk arah angin.

3.2.1 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

- 1 buah board Arduino Uno

- 1 buah sensor kecepatan

- 1 buah sensor arah

- 1 buah box dan kabel

- 1 buah rangkaian catu daya

3.2.2 Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

- Multimeter

- Kabel USB downloader

- Obeng

- Tang potong

- Solder

3.3 Perancangan Alat

Berikut ini adalah perencanaan penelitian yang akan dilakukan dan

digambarkan dalam bentuk diagram blok perencanaan alat.

17

Gambar 3.1 Digram Blok Alat Rangkaian

Penjelasan dari diagram blok diatas:

1. Arduino Uno : Digunakan untuk pusat perintah atau main prosesor. Karena

seluruh perintah dilakukan Arduino Uno.

2. Sensor Kecepatan : Digunakan untuk mendeteksi kecepatan angin yang telah

diukur.

3. Sensor Arah : Digunakan untuk menunjukan arah angin dari mana datangnya

angin dan bukan kemana angin itu bergerak.

4. LCD : Digunakan untuk menampilkan data arah dan kecepatan pada LCD.

5. Bluetooth Interface : Digunakan untuk mengirim sinyal HP.

6. HP / HandPhone : Digunakan untuk menampilkan hasil kecepatan angin yang

telah diukur.

18

3.4 Perencanaan Hardware

3.4.1 Perencanaan ATmega 328

ATmega 328 adalah sebagai komponen utama dalam alat pengukur

kecepatan angin dan penunjuk arah angin. ATmega 328 ini sudah tertanam dalam

board Arduino Uno, berfungsi sebagai pengendali dan memberi perintah untuk

sistem operasi alat, salah satu masukannya adalah progam dari bahasa C.

ATmega 328 ini untuk mengendalikan semua rangkaian dalam alat

pendeteksian. Salah satunya adalah penampilan LCD, mengatur sensor

Optocoupler. Pengaturan sensor Optocoupler digunakan untuk mendeteksi

kecepatan angin yang telah diukur dan optocoupler juga digunakan untuk

menunjukan arah angin dari mana datangnya angin. Setelah pembacaan pada

sensor Optocoupler selesai, maka pembacaan akan ditampilkan melalui LCD

berupa data kecepatan angin dan penunjuk arah angin.

Gambar 3.2 ATmega 328 Pin mapping

19

Gambar 3.3 Perancangan Rangkaian ATmega 328

3.4.2 Perencanaan Sensor optocoupler sebagai penunjuk arah angin dan

pengukur kecepatan angin

Sensor yang digunakan untuk kecepatan dan penunjuk arah angin berupa

Pengoprasian optocoupler Prinsip kerja optocopler adalah jika antara photodiode

dan LED terhalang maka photodiode tersebut akan off sehingga output kolektor

akan berlogika high, dan sebaliknya jika antara photodiode dan LED tidak terhalang

maka photodiode tersebut akan on sehingga outputnya akan berlogika low.

Pengoprasian optocoupler dengan sebuah magnet yang ditempelkan pada baling-

baling setiap kali putaran baling-baling, optocoupler beroprasi sangat cepat sejalan

dengan sapuan magnet yang melintasinya. Sinyal listrik yang dihasilkan dari proses

induksi magnet ini dikirimkan ke kaki mikrokontroler arduino uno yang berfungsi

untuk mencacah jumlah pulsa yang dihasilkan setiap kali putaran baling-baling.

3.4.3 Perencanaan Sensor Kecepatan Angin

Dalam perencanaan alat pengukur kecepatan angin sensor Optocoupler

merupakan salah satu rangkaian yang memegang peranan penting. Sensor

PC5 28

PC4 27

PC3 26

PC2 25

PC1 24

PC0 23

GND 22

AREF 21

AVCC 20

PB5 19

PC61

PD02

PD13

PD24

PD46

VCC7

GND8

PB69

PB710

PD35

PD511

PD612

PD713

PB014

PB4 18

PB3 17

PB2 16

PB1 15

ATMEGA328

10K

10UF

RESET

16_MHZ

30PF

+5VDC

GND1

TXD2

RXD3

V34 DTR 13RTS 14R232 15VCC 16

CTS 9DSR 10RI 11DCD 12UD-5

UD+6

X17

X08

CH340

GND1 IN3 OUT 2

OUT 4

REG1117-5

GND1 IN3 OUT 2

OUT 4

REG1117-3.3

16_MHZ

30PF

10UF

+3v3

10UF

20

kecepatan ini akan membaca slot pada piringan sensor. Piringan sensor berfungsi

untuk menghasilkan pulsa-pulsa listrik yang akan di indra oleh Optocoupler

( Sensor Kecepatan ) dengan cara memberi lubang pada setiap pinggir piringan.

Piringan sensor ini prinsip kerjanya menghitung jumlah pulsa dalam jumlah waktu

tertentu. Untuk memudah menampilkan data hasil perhitungan sehingga tidak

diperlikan pengali maka dibuat metode pengambilan data persatuan waktu yang

khusus. Diambil contoh untuk kecepatan angin 3 km/jam, metodenya sebagai

berikut:

3 km/jam = 1 rps

Karena digunakan 30 slot maka dalam

1 rps = 30 slot = 3 km/jam

Sehingga setiap 1 pulsa akan sama dengan 0,1 km/jam Dan berikut ini gambar

rangkaian perencanaan sensor kecepatan angin seperti yang terlihat gambar 3.4

dibawah ini:

-+

2

3 4

8

1k 10k 10k

10k

LED

INFR

A R

ED Photo NPN

1

PB1

PB2

PB3

PB4

PB5

AVCC

AREF

GND

PC0

PC1

PC2

PC3

PC4

PC5

PB0

PD7

PD6

PD5

PB7

PB6

GND

VCC

PD4

PD3

PD2

PD1

PD0

PC6

ATMEGA 328

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Kecepatan Angin

21

3.4.4 Perencanaan Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya tersebut mendapatkan input 220V AC kemudian

masuk ke trafo step down untuk menurunkan tegangan menjadi 5V AC

selanjutnya masuk kedalam dioda bridge yang berfungsi merubah tegangan 5V

AC menjadi tegangan 5V DC. Saat tegangan menjadi DC selanjutnya masuk ke

kapasitor yang berfungsi sebagai filter tegangan 5V DC.

Gambar 3.5 Rangkaian Catu Daya 5V DC

3.4.5 Perencanaan Rangkaian LCD

Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai

penampil. Tampilan pada LCD akan menampilkan real time dan waktu yang

diatur. Gambar 3.6 untuk menghubungkan LCD dengan board Arduino Uno

sebagai berikut:

22

Gambar 3.6 Rangkaian LCD dengan Board Arduino Uno

Keterangan penyambungan LCD dengan Board Arduino :

- Pin RS (kaki 4) di sambungkan dengan pin Arduino digital pin 12

- Pin E (kaki 6) di sambungkan dengan pin Arduino digital pin 11

- Pin D4 (kaki 11) di sambungkan dengan pin Arduino digital pin 5




- Sambungkan potensio 10 KOhm ke +5v dan GND , dan Pin LCD

3 ke potensio

- Pin 5 (R/W) ke Ground

3.5 Diagram Alir Sistem

Sebelum membuat suatu progam terlebih dahulu membuat flowchart

(bagan alir sistem) sehingga progam yang dibuat dapat terencana dengan

baik. Berikut adalah flowchart Alat Pengukur Kecepatan Angin dan

Penunjuk Arah Angin berbasis Arduino Uno AT328.

23

Gambar 3.7 Digram Alir Alat

Penjelasan Diagram Alir (Flowchart)

» Mulai : Dimulai dari pmberian tegangan pada alat.

» Setelah alat menyala semua maka sensor kecepatan dan sensor penunjuk

arah mulai bekerja.

» Kemudian sinyal sensor kecepatan dan sensor penunjuk arah diproses oleh

Arduino Uno.

24

» Apabila sensor kecepatan mendeteksi ada gerakan angin maka sensor akan

mengirim sinyal ke Arduino Uno. Dan sensor penunjuk arah akan

mendeteksi bila optocoupler terkena magnet maka sensor akan mengirim

sinyal ke Arduino Uno.

» Apabila sensor tidak mendeteksi gerakan angin maka sensor akan

menunggu dan akan kembali ke progam awal.

» Setelah Arduino Uno membaca sinyal sensor kecepatan dan sensor arah.

Arduino Uno menyimpan data counter sensor kecepatan dan sensor arah

kemudian ditampilkan di LCD.

» Setelah Arduino Uno menyimpan data counter sensor kecepatan dan

sensor arah, maka bluetooth akan bekerja menerima data counter sensor

kecepatan dan sensor arah.

» Jika bluetooth sudah menerima data counter kecepatan dan arah bluetoot

akan memancarkan sinyal ke HP atau Handphone.

» Kemudian hasilnya akan ditampilkan pada HP atau Handphone sebagai

hasil pengukuran kecepatan angin dan penunjuk arah angin.

3.6 Perancangan Software

Dalam perancangan software pada Arduino Uno memerlukan suatu

sistem progam untuk menempatkan dan mengirim progam pada HP ke

mikrokontroler yang terdapat Arduino Uno. Kemudian akan tersimpan pada

mikrokontroler. Progam ini menggunakan bahasa assembly yang mudah

dimengerti oleh mikrokontroler.

25

Gambar 3.8 Software IDE Pada Arduino Uno

Gambar 3.9 Pembuatan Progam Connect bluetooth

Gambar 3.9 adalah program yang telah dibuat untuk membaca data dari alat

pengukur kecepatan dan penunjuk arah angin ke perangkat handphone dengan

bluetooth

26

3.7. Perhitungan

Hasil Pengukuran Dari alat akan dijadikan suatu Perbandingan dengan hasil

perhitungan menggunakan rumus di bawah ini :

3.7.1. Perhitungan Error Persen

𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑆𝑒𝑚𝑒𝑠𝑡𝑖𝑛𝑦𝑎 − 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑇𝑒𝑟𝑢𝑘𝑢𝑟

𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑆𝑒𝑚𝑒𝑠𝑡𝑖𝑛𝑦𝑎 𝑋 100%

Error Persen dihitung untuk mencari seberapa besar kemungkinan kesalahan

yang terjadi pada hasil pengukuran alat.

3.7.2. Perhitungan Toleransi Error


𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑇𝑒𝑟𝑢𝑘𝑢𝑟 𝑋 100%

Toleransi dihitung untuk mendapatkan batasan batasan kesalahan yang masih

diperbolehkan atau dibenarkan.

27

BAB IV

PENGUJIAN ALAT

Bab ini membahas tentang hasil dan pembahasan sistem yang telah

dirancang dan dibuat. Hal ini dibuat bertujuan untuk mengetahui sistem yang dibuat

sudahkah memenuhi kriteria. Pengujian dilakukan pada masing-masing blog yang

bertujuan untuk memenuhi kerja dari masing-masing blog rangkaian tersebut dapat

melakukan fungsinya dengan baik. Perangkat yang diuji melipuuti rangkaian sensor

penunjuk arah angin, sensor kecepatan angin, catu daya, dan LCD.

4.1 Sensor Penunjuk Arah Angin

Sensor penunjuk arah angin ini terdiri dari, sirip penunjuk arah angin, sensor

optocoupler, mikrokontroler Arduino Uno AT328, dan LCD untuk menampilkan

hasil data tersebut. Arah angin dinyatakan dengan arah dari mana datangnya angin,

misalnya: angin barat yang artinya angin datang dari barat, angin tenggara yang

artinya angin datang dari tenggara dan sebagaianya. Mekanik penunjuk arah angin

ini berupa sirip untuk menunjukan arah angin seperti yang terlihat pada gambar

dibawah ini:

Gambar 4.1 Mekanik Penunjuk Arah Angin

B

C

A

28

Mekanik penunjuk arah angin ini mempunyai poros vertikal A. Ekor angin

C mempunyai daya tangkap angin lebih besar dari ujung mekanik B. Dengan

demikian, maka dari manapun angin datang bertiup ujung mekanik B senantiasa

mengambil kedudukan menuju ke arah dari mana datangnya angin.

4.1.1 Pengujian Alat Penunjuk Arah Angin

Langkah pertama, menyiapkan alat yang dibutuhkan yaitu multimeter dan

power supply. Selanjutnya pada kaki saklar reed + 5V dihubungkan pada

multimeter kutub positif sedangkan kutub negatif dihubungkan ke sumber negatif

dengan multimeter batas ukur 10V.

Gambar 4.2 Pengujian Sensor Saklar Reed

4.1.2 Hasil Pengujian

Dari hasil pengujian optocoupler maka didapatkan data pengukuran seperti

tabel 4.1 dibawah ini:

magnetic switch

+ -

29

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran optocoupler

Kondisi Sensor optocoupler V In V Out

Dekat Magnet 5 V 0 V

Jauh Magnet 5 V 4,8 V

Dari data hasil pengukuran seperti yang terlihat pada tabel 4.1

menunjukan bahwa saklar reed bekerja dengan baik pada saat diberi tegangan pada

kondisi dekat magnet V in 5V dan hasil ukurnya V out 0V, sedangkan jauh dengan

magnet Vin 5V dan hasil ukurnya V out 4,8 V.

4.2 Sensor Kecepatan Angin

Sensor kecepatan angin terdiri dari baling-baling mangkok yang dikopel

dengan piringan sensor yaitu: sensor Optocoupler, mikrokontroler Arduino Uno

AT328, dan LCD untuk menghasilkan data tersebut.

Sensor kecepatan angin ini berupa baling-baling mangkok yang dibuat

sedemikian rupa sehingga setiap kecepatan angin sebesar 0,1 km/jam diwakili oleh

1 pulsa detak setiap detik. Mekanik sensor kecepatan angin berbentuk berupa

baling-baling mangkok seperti yang terlihat gambar dibawah ini:

30

Gambar 4.3 Mekanik Baling-baling dan Piringan Sensor

4.2.1 Pengujian Alat Sensor Kecepatan Angin

Pengujian sensor kecepatan angin yang digunakan sebagai alat ukur laju

angin menggunakan sumber angin yang berupa kipas angin yang kecepatannya bisa

diatur. Kipas angin diletakan dengan jarak kurang lebih 45cm dari alat.

31

Gambar 4.4 Pengujian Sensor Kecepatan Angin


Hasil dari pengujian sensor kecepatan maka didapatkan data pengukuran

seperti tabel 4.2 dibawah ini:

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Sensor Kecepatan Angin

Pengukuran Hasil Ukur

(VDC)

Nilai Semestinya

(VDC)

Selisih

(VDC)

Kondisi Sensor

(VDC)

1 0 VDC 0 VDC 0 VDC Tidak Terhalang

2 4,8 VDC 5,0 VDC 0,2 VDC Terhalang

1K

10K +5Vcc

10K

LED

INFR

A R

ED Photo NPN8

3

2

4

1

LM393N

10K

Ke Pin D3 Arduino

DC Voltmeter20 Vac

TP1

-+

TP2

32

Dari data hasil pengukuran seperti terlihat pada tabel 4.2

menunjukan bahwa sensor Optocoupler tersebut dapat bekerja dengan baik

terbukti pada hasil pengukuran ke-1 0VDC kondisi sensor tidak terhalang

hasil ukur 0VDC, dan pengukuran ke-2 5VDC hasil ukur 4,8VDC karena

kondisi sensor terhalang.

4.3 Pengujian Rangkaian Catu Daya

Pengujian rangkaian catu daya bertujuan untuk mengetahui besarnya

tegangan keluaran dari rangkaian penyearah yang digunakan untuk memacu

seluruh rangkaian keluaran. Keluaran tegangan + 5 VDC digunakan untuk

memacu sistem yang berhubungan dengan rangkaian Arduino Uno.

Pengujian dilakukan dengan menyambungkan catu daya ke PLN,

maka catu daya akan mendapatkan sumber 220 V dari PLN dan akan masuk

kebagian primer trafo, hal ini mengakibatkan kemagnitan pada trafo,

sehingga pada kumparan sekunder mengeluarkan tegangan AC yang lebih

kecil, tegangan tersebut selanjutnya disearahkan menggunakan rangkaian

penyearah gelombang penuh yang menghasilkan + 5 VDC.

33

Gambar 4.5 Pengujian Rangkaian Catu Daya


Hasil dari pengujian rangkaian catu daya maka didapatkan data

pengukuran seperti tabel 4.3 dibawah ini:

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Catu Daya

Titik Ukur Hasil Ukur Niali Semestinya Selisih

TP 1 219 VAC 220 VAC 1 VAC

TP 2 11,9 VAC 12 VAC 0,1 VAC

TP 3 11,95 VAC 12 VDC 0,05 VAC

TP 4 4,8 VDC 5 VDC 0,2 VDC

Trafo 2A

2200uF/16V

Vin1

GN

D2

+5V 3MC7809T

1000uF/16VC? AC 220

Sw Power

+5Vdc

Ground

TIP3055

DIODA 2A

+12VDC

AC Voltmeter1000 Vac

AC Voltmeter20 Vac

DC Voltmeter20 Vdc

TP1 TP2

TP3

TP4

+ -

-+

-+

34

Dari data hasil pengukuran pada tabel 4.3 menunjukan bahwa

rangkaian catu daya dapat bekerja dengan baik terbukti hasil pengukuran

dari :

1. Titik ukur TP1 hasil ukur 219V dari nilai semestinya 220V

karena voltase PLN tidak bisa naik turun.

2. Titik ukur TP2 hasil ukur 11,9VAC dari nilai semestinya 12VAC

selisih 0,1VAC karena keluarnya hasil trafo tidak murni.

3. Titik ukur TP3 hasil semestinya 12VDC dari dioda kapasitas

2200µf/16V untuk hasil ukur 11,95VAC jadi beda selisih

0,05VAC.

4. Titik ukur TP4 hasil semestinya 5VDC dari IC MC 7809T untuk

hasil ukur harus lewat penguat TIP 3055 hasilnya 4,8VDC jadi

beda selisih 0,2VDC.

4.4 Pengujian LCD

Pengujian pada rangkaian LCD ( Liquid Crystal Display ) dilakukan

dengan tujuan mendapatkan parameter berupa tampilan karakter pada LCD

sesuai dengan keinginan.

Pengujian dilakukan dengan memprogam karakter atau tulisan yang

ingin ditampilkan pada LCD dan kemudian dicocokan dengan tampilan

yang ada pada layar LCD tersebut.

35

Gambar 4.6 Pengujian Rangkaian LCD


Hasil rangkaian LCD ( Liquid Crystal Display ) maka didapatkan data

pengukuran seperti tabel 4.4 dibawah ini:

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Tegangan LCD

Vdd Vcc Error Persen

4,85V + 5V 3%

Berdasarkan tabel 4.4 dapat dilakukan perhitungan Error Persen nya

sebagai berikut:


𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑆𝑒𝑚𝑒𝑠𝑡𝑖𝑛𝑦𝑎 𝑋 100%

=5 − 4,85

5 𝑋 100% = 3%

1K

LC

D C

on

tra

st

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1N4001

+5

+5

+ -TP1

TP3

TP2

36

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Tegangan Kontras LCD

Vee Keterangan

< 2V Tidak ada tampilan huruf

2,7V-3,3V Tampilan huruf terlihat jelas

> 3,7V Tampilan huruf over / tidak terlihat

Dari data hasil pengukuran seperti yang terlihat pada tabel 4.4 dan 4.5

menunjukan bahwa LCD tersebut dapat bekerja pada tegangan Vdd terukur 4,85V.

LCD dapat menampilkan huruf jelas pada tegangan 2,7V-3,3V.

37

Gambar 4.7 Hasil Pengujian LCD

4.5 Pengujian Sistem Keseluruhan

Pengujian sistem keseluruhan adalah untuk mengetahui apakah

seluruh modul dapat bekerja bila dirangkai menjadi satu dan untuk

mengetahui apakah sistem yang dibuat sudah sesuai dengan apa yang di

inginkan. Sehingga dapat diketahui apakah sistem yang dibuat sudah benar-

benar sesuai dengan perencanaan.

38


Hasil pengujian sistem keseluruhan maka didapatkan data pengukuran

seperti tabel 4.6 dan 4.7 dibawah ini :

Tabel 4.6 Pengukuran Arah Angin

No Arah Angin Sudut Arah Semestinya

Arah pada alat yang dibuat

Toleransi

1 Timur 0 7 -7 %

2 Tenggara 45 40 12,5%

3 Selatan 90 98 8,16%

4 Barat Daya 135 130 3,84%

5 Barat 180 170 5,88%

6 Barat Laut 225 215 4,65%

7 Utara 270 285 -5,26%

8 Timur Laut 315 300 5%

9 Jumlah Rata-rata 27,77 : 8 = 3,47%

Berdasarkan tabel 4.6 dapat dilakukan perhitungan toleransi nya sebagai berikut:


𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑇𝑒𝑟𝑢𝑘𝑢𝑟 𝑋 100%

39

● 𝑇𝑖𝑚𝑢𝑟: 0 − 7

7 𝑋 100% = −7%

● 𝑇𝑒𝑛𝑔𝑔𝑎𝑟𝑎: 45 − 40

40 𝑋 100% = 12,5%

● 𝑆𝑒𝑙𝑎𝑡𝑎𝑛: 90 − 98

98 𝑋 100% = 8,16%

● 𝐵𝑎𝑟𝑎𝑡 𝐷𝑎𝑦𝑎: 135 − 130

130 𝑋 100% = 3,84%

● 𝐵𝑎𝑟𝑎𝑡: 180 − 170

170 𝑋 100% = 5,88%

● 𝐵𝑎𝑟𝑎𝑡 𝐿𝑎𝑢𝑡: 225 − 215

215 𝑋 100% = 4,65%

● 𝑈𝑡𝑎𝑟𝑎: 270 − 285

285 𝑋 100% = −5,26%

● 𝑇𝑖𝑚𝑢𝑟 𝐿𝑎𝑢𝑡: 315 − 300

300 𝑋 100% = 5%

Dari data hasil pengukuran yang terlihat pada tabel 4.6 menunjukan

bahwa pengukuran arah angin bekerja dengan baik meskipun terdapat

perbedaan antara sudut arah semestinya dengan sudut arah yang dibuat,

namun perbedaan ini tidak terlalu jauh dengan rata-rata toleransi 3,47%.

40

Tabel 4.7 Pengukuran Kecepatan Angin

No Jarak

Sumber

Angin ( cm )

Hasil Kecepatan

pada Handphone

(m/s)

Hasil Kecepatan menurut perhitungan

Prosentase

kesalahan Jumlah Putaran

Kecepatan Putaran

1 30 4,5 3 4,7 4,2 %

2 40 4,5 3 4,7 4.2 %

3 50 3,9 2,5 4 2,5 %

4 60 3,9 2,5 4 2,5 %

5 70 3,2 2 3 6,7 %

6 90 2,6 1,5 2,4 8.3 %

7 Jumlah Rata-Rata 28,4 : 6 = 4,73%

Berdasarkan hasil pengujian diatas, maka sistem keseluruhan pada Alat

Pengukur Kecepatan Angin dan Penunjuk Arah Angin berbasis Arduino Uno

AT328 telah bekerja dengan baik pada kecepatan 2,6 m/s sampai dengan kecepatan

maksimal 4,5 m/s. Kecepatan angin dihitung berdasarkan lamanya waktu angin

mengalir dalam menempuh jarak tertentu. Alat pengukur kecepatan angin biasanya

menggunakan keliling lingkaran baling-baling untuk mengetahui jarak yang

ditempuh dengan rumus : Keliling Lingkaran * Jumlah Putaran Baling-baling.

Keliling Lingkaran = 2x3,14xr

r = 25 cm = 0,25 m

41

Tabel 4.8 Perhitungan Kecepatan Angin

No Jarak Sumber Angin Perhitungan

1 30 cm 2x3,14x0,25x3 = 4,7 m/s

2 40 cm 2x3,14x0,25x3 = 4,7 m/s

3 50 cm 2x3,14x0,25x2,5 = 4 m/s

4 60 cm 2x3,14x0,25x2,5= 4 m/s

5 70 cm 2x3,14x0,25x2= 3 m/s

6 90 cm 2x3,14x0,25x1,5 = 2,4 m/s

Sedangkan menentukan keselahan error persenya dengan rumus sebagai

berikut ini :

(( Nilai Semestinya – Nilai Terukur)/Nilai Semestinya x 100%

● Pengukuran 1


= ((4,7-4,5)/4,7x100%

= 4,2%

● Pengukuran 2


= ((4,7-4,5)/4,7x100%

= 4,2%

42

● Pengukuran 3


= ((4-3,9)/4x100%

= 2,5%

● Pengukuran 4


= ((4-3,9)/4x100%

= 2,5%

● Pengukuran 5

(( Nilai Terukur – Nilai Semestinya)/Nilai Semestinya x 100%

= ((3,2-3)/3x100%

= 6,7%

● Pengukuran 6

(( Nilai Terukur – Nilai Semestinya)/Nilai Semestinya x 100%

= ((2,6-2,4)/2,4x100%

= 8,3%

43

Dari hasil pengujian alat memiliki prosentase kesalahan relatif sebesar 4,73%,

pada prosentase kesalahan relatif dapat terjadi karena terdapat faktor-faktor yang

mempengaruhi diantaranya adalah kesalahan mengatur posisi pada alat dari

hembusan angin di depan kipas, sehingga mempengaruhi pembacaan sensor kurang

stabil.

Tabel. 4.9 Hasil perbandingan kecepatan angin

No Jarak sumber

angin (cm)

Anemometer

(m/s)

Alat pengukur

kecepatan angin

(m/s)

Perhitungan alat

tugas akhir (m/s)

1 30 4,9 4,5 4,7

2 40 4,7 4,5 4,7

3 50 4,1 3,9 4

4 60 3,8 3,9 4

5 70 3,1 3,2 3

6 90 2,5 2,6 2,4

Gambar 4.8 Pengujian Sistem Keseluruhan

44

Gambar 4.9 Pengujian bluethoot

Tabel. 4. Hasil pengujian bluetooth

No Jarak Status Durasi penerimadata

1 2 meter Terkoneksi 1 Detik






7 8 meter Terputus -

Buka aplikasi s2 terminal for bluethoot kemudian nyalakan alat dan tekan tombol

sinkron dalam aplikasi yang akan mensinkronisasi aplikasi dengan alat. Tunggu

beberapa saat hingga hasil pengukuran terbaca oleh aplikasi.

45

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah merancang, membuat, dan menguji tugas akhir ini, maka

didapatkan beberapa kesimpulan antara lain :

1. Pengukuran kecepatan angin dilakukan pada angin yang bergerak

mendatar dengan kecepatan minimal 2,6 m/s sampai dengan kecepatan

maksimal 4,5 m/s.

2. Dari hasil perhitungan untuk kecepatan angin diperoleh error 4,73%, dan

untuk penunjuk arah angin 3,47%.

5.2 SARAN

Penelitian mengenai Alat Pengukur Kecepatan Angin dan Penunjuk

Arah Angin berbasis Arduino Uno AT328 memerlukan saran-saran untuk

pengembangan sistem lebih lanjut. Adapun saran tersebut diantaranya

sebagai berikut :

1. Diharapkan fungsi alat bisa diperluas lagi, agar tidak hanya bisa

mengukur kecepatan angin dan arah angin saja. Tapi bisa diperluas

dengan menambahkan fungsi lain seperti pengukur suhu, pengukur

tekanan, bahkan mengukur kelembaban udara.

2. Dalam pembuatan kap angin harus lebih ringan lagi agar terkena angin

secara mudah.

DAFTAR PUSTAKA

1. Arsyad, Sofyan. 1983. Ilmu Iklim dan Pengairan. Jakarta: CV.Yasaguna.

2. Barney, George C. 1935. Intelegent Instrumentation. Control System Centre.

UMIST. Manchester.

3. Bejo, Agus, 2005, “C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam

Mikrokontroller AT Mega 328”, Edisi Pertama, Penerbit GavaMedia, Yogyakarta.

4. Budiharto, Widodo, 2005, “Panduan Lengkap Belajar Mikrokontroller

Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroller”, Penerbit : PT.Elex Media

Komputindo, Jakarta.

5. Heryanto, M.Ary dan Wisnu Adi, 2008, “Pemrograman Untuk Mikrokontroller

AT Mega 328”, ANDI, Yogyakarta.

6. Malvino, Albert Paul, 2003, “Prinsip Prinsip Elektronika”, Jilid 1 dan 2, Edisi

Pertama, Penerbit: Salemba Teknika, Jakarta.

7. Syahrul, 2012, “Mikrokontroller AVR AT Mega 328”, Informatika, Bandung.

8. http://www.mikro.com/en/books/keu/05.html Diakses tanggal 19 Desember 2017

9. http://www.tofi.or.id/download/PIRANTI%20SEMIKONDUKTOR_4.ppt. Diakses

tanggal 19 Desember 2017

10. http://www.autonics.com, 2005. Rotary Encoder Datasheet, Diakses tanggal 20 June

2013

L A M P I R A N A Gambar Keseluran Rangkaian | 74

BUZZER

1K

LC

D C

on

tra

st

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Trafo 2A

4700

uF/1

6V

Vin1

GN

D2

+5V 3

MC7809

2200

uF/1

6V

C?AC 220

Sw PowerTIP3055

DIODA 2A

+9VDC

Reed SW

Antenna

esp8266/

Modul

WIFI

1K

10K +5Vcc

10K

LE

D IN

FRA

RE

D Photo NPN

8

3

2

4

1

LM393N

10K

PC528 PC427 PC326 PC225 PC124 PC023 GND22 AREF21 AVCC20 PB519

PC6 1PD0 2PD1 3PD2 4

PD4 6VCC 7GND 8PB6 9PB7 10

PD3 5

PD5 11PD6 12PD7 13PB0 14

PB418 PB317 PB216 PB115

ATMEGA328

10K

10UF

RESET

+5VDC

GND1

TXD2

RXD3

V34 DTR 13RTS 14R232 15VCC 16

CTS 9DSR 10RI 11DCD 12UD-5

UD+6

X17

X08

CH340

GND1 IN3 OUT 2

OUT 4

REG1117-5

GND1 IN3 OUT 2

OUT 4

REG1117-3.3

16_MHZ30PF

10UF+3v3

10UF

30PF30PF

L A M P I R A N B Listing Program Alat | 75

*/

#include "ESP8266.h"

#include <FreqMeasure.h>

#include <SoftwareSerial.h>

// include the library code:

#include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface

pins

LiquidCrystal lcd(13,12,11,10,9,5);

#define SSID "abidesktop"

#define PASSWORD ""

#define HOST_NAME "192.168.1.15"

#define HOST_PORT 23

double sum=0;

int count=0;

SoftwareSerial mySerial(4, 2); /* RX:D3, TX:D2 */

ESP8266 wifi(mySerial);

void setup(void)

{

pinMode(A0,INPUT_PULLUP);






pinMode(6,INPUT_PULLUP);



Serial.begin(9600);

Serial.print("setup begin\r\n");

lcd.begin(16, 2);

FreqMeasure.begin();

//Upperline

// "0123456789012345

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" ALAT PENGUKUR ");

lcd.setCursor(0,1);

// "023456789012345)"

lcd.print("KECEPATAN& ARAH");

delay(3000);

//Upperline

// "0123456789012345

lcd.setCursor(0,0);

( l a n j u t a n ) Listing Program Alat | 76

lcd.print("KECEPATN: m/s");

lcd.setCursor(0,1);

// "023456789012345)"

lcd.print("ARAH: ");

//lcd.setCursor(6,1);

// lcd.print("TIMUR ");

Serial.print("FW Version:");

Serial.println(wifi.getVersion().c_str());

if (wifi.setOprToStationSoftAP()) {

Serial.print("to station + softap ok\r\n");

} else {

Serial.print("to station + softap err\r\n");

}

if (wifi.joinAP(SSID, PASSWORD)) {

Serial.print("Join AP success\r\n");

Serial.print("IP:");

Serial.println( wifi.getLocalIP().c_str());

} else {

Serial.print("Join AP failure\r\n");

}

if (wifi.disableMUX()) {

Serial.print("single ok\r\n");

} else {

Serial.print("single err\r\n");

}

Serial.print("setup end\r\n");

}

void bacaarah(void) {

if ((digitalRead(A0)==HIGH) && (digitalRead(A1)==HIGH)

&& (digitalRead(A2)==HIGH) && (digitalRead(A3)==HIGH) &&

(digitalRead(A4)==HIGH) && (digitalRead(A5)==HIGH) &&

(digitalRead(6)==HIGH) && (digitalRead(7)==HIGH)) {

lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("-----------");

exit;

}

if (digitalRead(A0)==LOW) {

lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("TIMUR ");

Serial.println("TIMUR");

exit;

}



lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("TENGGARA ");

Serial.println("TENGGARA");

exit;

}


lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("SELATAN ");

Serial.println("SELATAN");

exit;

}


lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("BARAT DAYA ");

exit;

}


lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("BARAT ");

exit;

}


lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("BARAT LAUT ");

exit;

}

if (digitalRead(6)==LOW) {

lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("UTARA ");

exit;

}

if (digitalRead(7)==LOW) {

lcd.setCursor(5,1);

lcd.print("TIMUR LAUT ");

}

}

void sendtowifi()

{

uint8_t buffer[128] = {0};

if (wifi.createTCP(HOST_NAME, HOST_PORT)) {

Serial.print("create tcp ok\r\n");

} else {

Serial.print("create tcp err\r\n");

}

char *hello = "Hello, this is client!";


wifi.send((const uint8_t*)hello, strlen(hello));

uint32_t len = wifi.recv(buffer, sizeof(buffer), 10000);

if (len > 0) {

Serial.print("Received:[");

for(uint32_t i = 0; i < len; i++) {

Serial.print((char)buffer[i]);

}

Serial.print("]\r\n");

}

if (wifi.releaseTCP()) {

Serial.print("release tcp ok\r\n");

} else {

Serial.print("release tcp err\r\n");

}

delay(5000);

}

void bckecangin() {

if (FreqMeasure.available()) {

// average several reading together

sum = sum + FreqMeasure.read();

count = count + 1;

if (count > 30) {

float frequency = FreqMeasure.countToFrequency(sum /

count);

lcd.setCursor(9,0);

lcd.print(" ");

lcd.setCursor(9,0);

lcd.print(frequency);

lcd.setCursor(13,0);

lcd.print("m/s");

sum = 0;

count = 0;

}

}

}

void loop(void)

{

//bckecangin();

sendtowifi();

delay(250);

}

L A M P I R A N C Datasheet Arduino dan Atmega328 | 79

The Arduino Uno is a microcontroller board based on the ATmega328 (datasheet). It has 14 digital input/output pins (of which 6 can be used as PWM outputs), 6 analog inputs, a 16 MHz crystal oscillator, a USB connection, a power jack, an ICSP header, and a reset button. It contains everything needed to support the microcontroller; simply connect it to a computer with a USB cable or power it with a AC-to-DC adapter or battery to get started. The Uno differs from all preceding boards in that it does not use the FTDI USB-to-serial driver chip. Instead, it features the Atmega8U2 programmed as a USB-to-serial converter. "Uno" means one in Italian and is named to mark the upcoming release of Arduino 1.0. The Uno and version 1.0 will be the reference versions of Arduno, moving forward. The Uno is the latest in a series of USB Arduino boards, and the reference model for the Arduino platform; for a comparison with previous versions, see the index of Arduino boards.

( l a n j u t a n ) Datasheet Arduino dan Atmega328 | 80

EAGLE files: arduino-duemilanove-uno-design.zip Schematic: arduino-uno-schematic.pdf

Microcontroller ATmega328 Operating Voltage 5V Input Voltage (recommended) 7-12V Input Voltage (limits) 6-20V Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output) Analog Input Pins 6 DC Current per I/O Pin 40 mA DC Current for 3.3V Pin 50 mA Flash Memory 32 KB of which 0.5 KB used by bootloader SRAM 2 KB EEPROM 1 KB Clock Speed 16 MHz

( l a n j u t a n ) Datasheet Arduino dan Atmega328 | 81

L A M P I R A N D Datasheet Liquid Crystal Display | 82

FEATURES • 5 x 8 dots with cursor • Built-in controller (KS 0066 or Equivalent) • + 5V power supply (Also available for + 3V) • 1/16 duty cycle • B/L to be driven by pin 1, pin 2 or pin 15, pin 16 or A.K (LED) • N.V. optional for + 3V power supply

( l a n j u t a n ) Datasheet Liquid Crystal Display | 83

Document Number: 37216 For Technical Questions, Contact: [email protected] Revision 01-Oct-02

Dimenstions In Millimeters

( l a n j u t a n ) Datasheet Liquid Crystal Display | 84

Document Number: 37216 For Technical Questions, Contact: [email protected] Revision 01-Oct-02

Notice

Specifications of the products displayed herein are subject to change without notice.

Vishay Intertechnology, Inc., or anyone on its behalf, assumes no responsibility or liability for any errors or inaccuracies.

Information contained herein is intended to provide a product description only. No license, express or implied, by estoppel or otherwise, to any intellectual property rights is granted by this document. Except as provided in Vishay's terms and conditions of sale for such products, Vishay assumes no liability whatsoever, and disclaims any express or implied warranty, relating to sale and/or use of Vishay products including liability or warranties relating to fitness for a particular purpose, merchantability,or infringement of any patent, copyright, or other intellectual property right.

The products shown herein are not designed for use in medical, life-saving, or life-

sustaining applications.Customers using or selling these productsfor use in such applications do soat their own risk and agree to fully indemnify Vishay for any damages resulting from such improper use or sale.

Biodata Penulis

Nama : Hasan Badawi

Nim : C.411.13.0007

Tempat, Tanggal Lahir : Jepara, 11 Maret 1993

Alamat : Jl. Wungu Putih Sidigede Rt 16/03 Welahan Jepara

Riwayat Pendidikan : SDN 01 Sidigede Lulus Tahun 2007

SMPN 03 Welahan Lulus Tahun 2010

SMK Walisongo Pecangaan Lulus Tahun 2013

tugas akhir rancang bangun alat pengukur …

Documents