54

BAB III

PEMBAHASAN

1.1. Tinjauan Umum Alat

Secara umum alat ini terdiri dari tiga unit sensor, dua motor. Sebagai

pengolah data menggunakan Mikrokontroler AVR Atmega16, dimana sensor

berlogika 1 (nyala) kedua motor DC bergerak bersamaan kedalam dan keluar dengan

menggunakan penundaan sesaat sampai mencapai kondisi tertentu, jika sensor

pertama terkena air maka display LCD memunculkan pesan siaga1, jika sensor kedua

terkena air maka display memunculkan pesan siaga2 dan pintu air terbuka dan

membunyikan alarm, dan jika sensor ketiga terkena air maka display memunculkan

pesan siaga3 dan alarm tetap berbunyi.

1.2. Blok Rangkaian

Pada pembuatan alat pendeteksi banjir ini dasarnya perancangan sistem yang

dibuat penulis adalah pengiriman data melalui antar muka mikrokontroler Atmega16.

Pada saat mikrokontroler mendapatkan input maka akan menampilkan karakter di

layar LCD dan mengirimkan data input menuju PC sesuai apa data yang di terimanya.

Data yang di kirimkan mikrokontroler ke PC menggunakan komunikasi serial

yang sudah tersedia. Kemudian PC akan melakukan verifikasi terhadap data yang di

input, data ini akan diolah menggunakan program bahasa C.

55

Gambar III.1. Blok Rangkaian

Untuk menjelaskan blok rangkaian sistem tersebut maka penulis akan

menjelaskan sebagai berikut:

1. Sensor

Komponen sensor disini merupakan komponen input atau masukan yang akan

diolah atau diproses oleh mikrokontroler AVR ATMega16 yang terdiri dari 3

buah sensor elektroda

Mikrokon

Troler

ATMega16

Sensor

Ketinggian

Air

Motor DC

LCD 16 x 2

Buzzer

Driver

Motor

Motor

DC

Power Suply

(Catu Daya)

INPUT

PROSES

OUTPUT

OUTPUT

56

2. Mikrokontroler AVR ATMega16

Merupakan komponen yang paling penting yang dimana berfungsi sebagai

pengolah data dan penerima input dari sensor yang akan memberikan output

pada driver motor untuk dapat diteruskan ke motor DC.

3. Driver Motor

Untuk mengendalikan pergerakan motor, digunakan sebuah rangkaian driver

penggerak motor DC. Driver ini akan memutar motor DC searah atau berlawanan

jarum jam bila diberi pulsa 1 atau 0. Dengan demikian pergerakan motor dapat

dikendalikan melalui program. Pin – pin driver ini dihubungkan ke P0.0, P0.1,

P0.2 dan P0.3 dari mikrokontroler ATMega16.

4. Motor DC

Merupakan komponen output atau keluaran dengan bantuan gear – gear yang

menerima perintah dari mikrokontroler ATMega16, sehingga dapar menggerakan

pintu air berdasarkan instruksi dari mikrokontroler ATMega16.

5. LCD 16x2

Komponen berfungsi untuk menampilakan suatu nilai hasil sensor,

menampilakan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler

ATMega16.

6. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah

getaran listrik menjadi getaran suara.

57

3.3. Gambar Rangkaian

1. Gambar Catu Daya

Gambar catu daya terdiri dari transformator step-down dan dioda yang berfungsi

sebagai penyearah gelombang dari tegangan AC ke DC. Pada gambar catu daya

juga terdapat IC regulator yang dipakai menstabilkan dan menurunkan nilai

tegangan agar selalu konstan. Pada gambar ini menggunakan IC regulator 7805

yang berfungsi mengubah besaran tegangan dari catu daya menjadi 5 Volt DC.

Gambar blok catu daya sebagai berikut:

Gambar III.2. Rangkaian Catu Daya.

2. Gambar Mikrokontroler

Rangkaian Sistem Minimum ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh

sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler

ATMega16. Pada IC mikrokontroler ATMega16 semua program akan diisikan,

sehingga rangkaian akan dapat berjalan sesuai program yang telah kita buat atau

yang kita kehendaki.

58

Dalam IC mikrokontroler memakai bahasa pemograman C yang berfungsi

untuk memberikan perintah dalam bentuk bahasa pemrograman dari komputer

sebagai pengendali mikrokontroler.

Untuk dapat mendeteksi kebanjiran tersebut, maka alat ini harus dapat

mengendalikan motor. Alat ini menggunakan 2 buah motor dan 3 unit

sensor.Motor DC akan berputar searah atau berlawanan arah jarum jam jika salah

satu kutubnya diberi arus positif dan kutub yang lainnya diberi tegangan negatif

atau ground. Dan motor DC akan diputar kearah sebaliknya jika polaritasnya

dibalik.

Dengan sifat demikian maka dibutuhkan suatu rangkaian yang dapat

membalikkan polaritas yang diberikan ke dalam motor DC tersebut, sehingga

putaran motor DC dapat dikendalikan oleh sebuah rangkaian tersebut. Dan jika

rangkaian tersebut dihubungkan dengan rangkaian mikrokontoler, maka

pergerakan motor akan sangat mudah diatur dengan sebuah program. Untuk

dapat mengendalikan putaran motor DC dibutuhkan sebuah rangkaian yang

dirangkai dengan IC Regular 7805 sehingga dengan memberikan sinyal high atau

low pada rangkain maka putaran motor akan sangat mudah diatur.

59

Gambar III.3. Rangkaian Mikrokontroler AVR Atmega16

3. Gambar Rangkaian IC l293D dan Motor DC

Rangkaian IC L293D adalah rangkaian output dari mikrokontroler untuk

menggerakan motor DC dimana IC L293D akan mendapatkan perintah dari

mikrokontroler sehingga sehingga motor DC akan bergerak dan berhenti.

Gambar III.3. Rangkaian L293D dan Motor DC

60

4. Gambar transistor BD139 dan Buzzer

Rangkaian transistor berfungsi untuk memutuskan dan menyambungkan suatu

tegangan yang diperintahkan oleh mikrokontroler sehingga buzzer akan

berfungsi mengeluarkan suara.

Gambar III.3. Rangkaian Transistor BD139 dan Buzzer

5. Gambar rangkaian keseluruhan

Gambar III.4. Rangkaian Keseluruhan

61

3.4. Cara Kerja Alat

Cara keja alat ini sebelum dinyalakan pertama sambungkan arus dengan ke travo,

untuk merubah arus tersebut menjadi tegangan DC (Direct Current) maka

dibutuhkan dioda sebagai penyearah tegangan dari tegangan arus AC(Alternating

Current) menjadi tegangan DC (Direct Current), tegangan yang di butuhkan oleh

rangkaian mikrokontroler 5 Volt DC, maka dibutuhkan sebuah IC Regulator

7805 untuk menurunkan tegangan menjadi 5 Volt untuk mensuplay arus ke

rangkaian mikrokontroler.

Rangkaian ini dikatakan baik apabila ketika sensor air dan sensor cahaya bekerja

memberi input dalam rangkaian mikrokontroler dan output dari mikrokontroler

diteruskan ke rangkaian driver motor untuk menjalankan motor DC.

Rangkaian ini bekerja menggunakan sensor air. Alat ini dipasang di pintu

bendungan air. Pada saat air telah melewati batas minimum sensor yang pertama

maka di layar Lcd berisi pesan SIAGA1, diharapkan semua masyarakat

membereskan semua barang yang ada di dalam tempat tinggalnya. Setelah sensor

melewati batas yang kedua maka di layar Lcd berisi pesan SIAGA2 lalu pintu air

tertutup dan buzzer memberikan sinyal alarm, dengan bunyi sinyal alarm ini

diharapkan semua masyarakat bersiap-siap meninggalkan tempat tinggalnya.

Setelah itu sensor melewati batas maksimal yang ketiga maka layar Lcd berisi

pesan SIAGA3, pintu air tetap tertutup dan buzzer memberikan sinyal alarm

berbunyi terus, di harapkan semua lapisan masyarakat di pastikan sudah tidak

ada lagi di dalam tempat tinggalnya masing-masing. Karena dengan pesan

bahaya tersebut akan terjadi banjir yang meluap.

62

3.5. Perancangan Program

Sistem perangkat keras atau hardware yang dirancang menggunakan IC

mikrokontroler sebagai pengendali utama untuk alat pendeteksi banjir, agar dapat

bergerak atau bekerja dibutuhkan sebuah perangkat lunak untuk mengatur

keseluruhan sistem. Perangkat lunak ini berfungsi sebagai pengatur dan

pengendali yang bertugas menentukan langkah – langkah yang harus dilakukan

mikrokontroler pada keseluruhan sistem, sehingga nantinya dapat ditentukan arah

kendali proses dari sistem yang telah dibuat. Perangkat lunak yang dirancang

pada mikrokontroler ini menggunakan bahasa pemrograman C.

63

3.5.1. Flowchart Program

Diagram alur atau biasa disebut dengan flowchart merupakan penggambaran

secara grafik dari langkah-langkah dan urutan-urutan prosedur dari suatu

program. Diagram alur menggunakan dua buah program utama, yaitu

pemrograman pada mikrokontroler ATMega16 dan pemrograman pada PC.

Berikut ini diagram alur flowchart pada alat pendeteksi banjir yang dibuat :

Start

Input Sensor

1,2&3

Sensor 1

Aktif

Sensor 1&2

Aktif

Sensor 1,2&3

Aktif

LCD

Siaga1

Motor

OFF

Buzzer

OFF

LCD

Siaga2

Motor

OFF

Buzzer

ON

LCD

Siaga3

Motor

ON

Buzzer

ON

End

Ya

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Tidak

Gambar III.5. Diagram Alur Flowchart Program

64

3.5.2. Konstruksi Listing Program Code Vision AVR (Coding)

/*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V2.03.4 Standard

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2008 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date : 21/07/2016

Author :

Company :

Comments:

Chip type : ATmega16

Program type : Application

65

Clock frequency : 11,059200 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 256

*****************************************************/

#include <mega16.h>

// Alphanumeric LCD Module functions

#asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC

#endasm

#include <lcd.h>

#include <stdio.h>

#include <delay.h>

// Declare your global variables here

66

unsigned int count1=0;

unsigned char jrk1;

unsigned char jrk_dpn1;

unsigned char kata1[16];

unsigned char baca_sr04_1(){

count1=0;

//pemberian pemicu berupa pulsa positif minimal 10us

PORTA.1=1;

delay_us(15);

PORTA.1=0;

//menunggu hingga ECHO sama dengan 1

while(PINA.0==0){};

//mencacah untuk mengukur waktu lamanya pulsa 1 dari ECHO

while(PINA.0==1)

{count1++;};

//mengkonversi hasil cacahan menjadi jarak dalam cm

67

jrk1=count1*10/232;

return jrk1;

}

void main(void)

{

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=Out Func2=In Func1=Out

Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=0 State2=P State1=0 State0=P

PORTA=0x05;

DDRA=0x0A;

// Port B initialization

68

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=In Func2=In Func1=In

Func0=In

// State7=1 State6=1 State5=1 State4=1 State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTB=0xF0;

DDRB=0xF0;

// Port C 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=T

PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=Out Func2=Out Func1=Out

Func0=Out

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTD=0x00;

69

DDRD=0x0F;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 1 Stopped

// Mode: Normal top=FFFFh

// OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon.

70

// 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: Off

TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x00;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

ICR1H=0x00;

ICR1L=0x00;

OCR1AH=0x00;

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;

71

// Timer/Counter 2 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 2 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// INT2: Off

MCUCR=0x00;

MCUCSR=0x00;

72

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x00;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// LCD module initialization

lcd_init(16);

lcd_init(16);

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("INITIALIZE.....");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("..Tech 3 BSI TK.");

73

delay_ms(10000);

PORTB.7=0;

while (1)

{

lcd_clear();

// Place your code here

jrk_dpn1=baca_sr04_1();

sprintf(kata1,"PINTUAIR2=%3dcm",jrk_dpn1);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts(kata1);

if(jrk_dpn1>14)

{

lcd_gotoxy(4,1);

lcd_putsf("SIAGA 3");

74

}

if((jrk_dpn1>=10)&&( jrk_dpn1<=14))

{

lcd_gotoxy(4,1);

lcd_putsf("SIAGA 2");

}

if(jrk_dpn1<10)

{

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts(kata1);

lcd_gotoxy(4,1);

lcd_putsf("SIAGA 1");

PORTB.7=1;

PORTD.0=1;

PORTD.1=0;

delay_ms(1000);

75

PORTD.0=0;

PORTD.1=0;

delay_ms(5000);

PORTD.0=0;

PORTD.1=1;

delay_ms(1000);

PORTD.0=0;

PORTD.1=0;

PORTB.7=1;

};

delay_ms(500);

};

}

76

3.6. Hasil Percobaan

Dari hasil percobaan yang dilakukan dengan multitester dengan tegangan DC,

tegangan yang masuk dari kedalam rangkaian mikrokontroler melalui rangkaian travo

5V. Hasil percobaan tegangan yang masuk sesuai dengan percobaan sebagai berikut:

Tabel III.1. Tabel Pengukur Tegangan.

Percobaan Catu Daya Mikrokontroler Driver Motor

Masuk Keluar Masuk Keluar Masuk Keluar

1 220 5V DC 5V DC 4.8V DC 4.8V DC 0V

2 220 5V DC 5V DC 4.8V DC 4.8V DC 5V DC

Hasil percobaan pertama dan kedua menunjukan tegangan yang keluar dari

driver motor 0 Volt sehingga tidak dapat menggerakkan motor DC, setelah diteliti

lebih lanjut dari rangkaian motor driver ternyata IC driver motor tersebut rusak

karena motor mengambil arus yang besar sehingga menyebabkan IC motor tersebut

rusak setelah kami ganti dengan IC driver motor dan motor DC maka alat kami

mendapatkan supply arus yang seimbang.

Pengujian selanjutnya adalah tegangan yang masuk kedalam rangkaian sensor air

adalah sebagai berikut:

Tabel III.2. Tabel Uji Coba Sensor Air.

Sensor ke- Jarak (cm) Sinyal Sensor Layar LCD Kondisi Buzzer

1 19 cm Nyala Siaga 1 Mati

2 12 cm Nyala Siaga 2 Nyala

3 10 cm Nyala Siaga 3 Nyala

Berdasarkan hasil uji coba dan di dapatkan hasil seperti tabel diatas dapat ditarik

kesimpulan, percobaan pertama yang berjarak 10 cm sinyal sensor menyala, di layar

77

Lcd siaga1 dan kondisi buzzer mati. Pada percobaaan kedua yang berjarak 12 cm

sinyal sensor menyala, layar Lcd siaga2 dan kondisi buzzer nyala dan Pada percobaan

ketiga yang berjarak 19 cm sinyal sensor menyala, layar Lcd siaga3 dan kondisi

buzzer nyala dan hasilnya rangkaian sensor tersebut bekerja dengan baik.

Setelah semua tegangan memenuhi syarat kemudian mulai menjalankan program

dan alat berdasarkan tabel berikut:

Tabel III. 3. Tabel Uji Coba Alat.

No Pengujian

Masukan

S1 S2 S3 Kondisi

Buzzer

Layar

LCD

1 Pengujian

1

0 0 0 Mati Normal Tertutup

1 0 0 Mati Siaga1 Tertutup

1 1 0 Nyala Siaga2 Tertutup

1 1 1 Nyala Siaga3 Terbuka

2 Pengujian

2

0 0 0 Mati Normal Tertutup

1 0 0 Mati Siaga1 Tertutup

1 1 0 Nyala Siaga2 Tertutup

1 1 1 Nyala Siaga3 Terbuka

Berdasarkan pernyataan tabel diatas bisa ditarik kesimpulan alat yang dibuat dan

diprogram bekerja dengan baik, dengan ketentuan ketiga sensor tersebut saling

berhubungan untuk menggerakkan motor agar dapat menggerakkan pintu air secara

otomatis untuk tetap bekerja dengan baik dan masyarakat tidak terkena dari bencana

banjir.

Keluaran

Pintu Air

78

3.7. Daftar Harga Komponen

Tabel III.4.Tabel Harga Komponen

No Komponen Satuan Jumlah Harga/Rp

1 LCD 40.000 2 80.000

2 Atmega16 45.000 2 90.000

3 Sensor UltraSonic 40.000 2 80.000

4 Trafo 30.000 1 30.000

5 IC L293D 7500 1 7500

6 IC Transistor BD139 5000 1 5000

7 Elco 2200uF 5000 1 5000

8 Buzzer 5000 2 10.000

9 Akrilik 2mm & 3 mm 250.000 1 meter 250.000

10 Elco 10uF 1000 2 2000

11 Kabel Warna +Soket 60.000 1 set 60.000

12 IC 7809 2500 3 7500

13 IC 7805 2500 3 7500

14 Dioda 500 5 2500

15 Rumah Atmega16 2500 2 5000

16 Xtal 11.0596 3000 2 6000

17 Push Button 500 2 1000

18 Baut+mur 750 15 11250

19 Resistor 1k+10k 500 10 5000

20 LED 500 5 2500

21 Tulang Ikan 3000 4 12.000

Jumlah

Rp. 679.750,-