OTOMATISASI ALAT PROTEKSI BEBAN MUATAN BERLEBIH ...

1

OTOMATISASI ALAT PROTEKSI BEBAN MUATAN

BERLEBIH MENGGUNAKAN LOAD CELL BERBASIS

ATMEGA328

LAPORAN TUGAS AKHIR

EVANI DESRYANTI

152408048

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018


2

OTOMATISASI ALAT PROTEKSI BEBAN MUATAN

BERLEBIH MENGGUNAKAN LOAD CELL BERBASIS

ATMEGA 328

LAPORAN TUGAS AKHIR

DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT

MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA

EVANI DESRYANTI

152408048

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM


MEDAN

2018


i


ii

PERNYATAAN

OTOMATISASI ALAT PROTEKSI BEBAN MUATAN BERLEBIH

MENGGUNAKAN LOAD CELL BERBASIS ATMEGA 328

LAPORAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2018

Evani Desryanti

152408048


iii

OTOMATISASI ALAT PROTEKSI BEBAN MUATAN BERLEBIH

MENGGUNAKAN LOADCELL BERBASIS ATMEGA328

ABSTRAK

Di dalam dunia transportasi, jalan raya merupakan suatu fasilitas penting untuk

kendaraan berjalan, dimana jalan memiliki bobot maksimal sehingga untuk

mengurangi resiko kerusakan jalan dibuatkan jembatan timbang untuk mengetahui

kendaraan yang melebihi batas bobot jalan nya. Selama ini meskipun jembatan

timbang sudah ada namun masih banyak kendaraan yang melebihi batas bobot

jalan dan tidak masuk ke jembatan timbang. Atas dasar kondisi tersebut maka

dibuatlah suatu alat yaitu jembatan timbang menggunakan sensor berat load cell

hx711. Jembatan timbang ini dirancang agar proses pengukuran berat kendaraan

dilakukan dengan mudah, cepat, akurat dan mengurangi kecurangan dalam proses

timbang. Dan untuk mengurangi terjadinya kerusakan jalan yang diakibatkan oleh

bobot kendaraan yang berlebihan. Prototype jembatan timbang ini menggunakan

mikrokontroler sebagai pengendali dari sensor berat load cell hx711

menggunakan bahasa pemrograman C dan menggunakan buzzer sebagai

peringatan ketika bobot melebihi batas yang ditentukan secara otomatis berbunyi.

Untuk mengetahui bobot kendaraan jalan raya digunakanlah LCD sebagai

antarmuka dengan tampilan berupa kalimat dan nilai berat pada saat benda

terdeteksi.

Kata Kunci : Jembatan Timbang, Hx711, Load Cell, Mikrokontroller Atmega 328,

Timbangan, Liquid Crystal Display (LCD), dan Buzzer.


iv

AUTOMATION OF PROTECTIVE TOOLS LOAD MOTIONS TO USE LOAD

CELL BASED ATMEGA 328

ABSTRACT

In the world of highway, transportation is an important facility for the vehicle

running, where the road has maximum weight so that to reduce the risk of road

damage, made weighbridge to find vehicle that exceeds the limit of its uchan

weight. Although weigh bridges already exist but the are still many vehicles that

exceed the weight limit of the road and do not enter the weighbridge. On the basis

of theses conditions then made a tools that is weighbridges using weight censor

load cell hx711. This weighbridge is designed for the measurement of vehicle

weight is done easily, quickly, accurate and reduce fraud in the weigh process.

And to reduce damage on the road caused by the weight of vehicles that are

overweight. This prototype weighbridge uses a microcontroller as a controller of

load cell, hx711 weight censor uses C programming language, and use a buzzer

as a warning when the weight exceeds the specified limit automatically reads. To

determine the weight of the vehicle highway used lcd as interface with display of

sentence and weight value at the moment object detected.

Keyword : Wheigh Bridge, Hx711, Load Cell, Microcontroller Atmega 328,

Scales, Liquid Crystal Display (LCD), and Buzzer


v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah

memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan laporan tugas proyek ini tepat waktu yang sesuai dengan instruksi

dan peraturan yang berlaku di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada Nabi Muhammad SAW,

semoga mendapat safa’at diakhir kelak.

Dalam penyusunan dan penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat

bantuan, dukungan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini

penulis ingin mengucapkan rasa terimakasih dan penghargaan kepada:

1. Bapak Dr. Kerista Sibayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D3

Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Universitas Sumatera

Utara.

3. Bapak Prof. Dr. Nasruddin MN, M.Eng selaku Dosen Pembimbing

penulis, yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan

kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

4. Seluruh Staff Pengajar / Pegawai program studi D3 Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Terkhusus Kepada Ayahanda dan Mama tercinta yang senantiasa

memberikan dukungan doa, moril dan material serta bimbingan yang

sangat membantu penulis.

6. Kak Irna Puspita Sari dari Politeknik Negeri Lhokseumawe yang selalu

ada memberikan doa, motivasi untuk mendukung serta penulis bisa

menyelesaikan Tugas Proyek ini.

7. Adji Satrya Wijaya selaku rekan seperjuangan yang selalu memberikan

dukungan dan motivasi kepada penulis.


vi

8. Teman-teman D3 Fisika angkatan 2015 Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

9. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang penulis

tidak dapat tuliskan satu per satu.

Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada semua

pihak yang telah memberikan bantuan, semangat, dukungan dan perhatian kepada

penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Proyek ini. Semoga laporan tugas

proyek ini bermanfaat bagi penulis, pendidikan, masyarakat, organisasi atau

negara.

Medan, Juli 2018

Penulis


vii

DAFTAR ISI

Halaman

PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR i

PERNYATAAN ii

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

PENGHARGAAN v

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL x

DAFTAR GAMBAR xi

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Batasan Masalah 2

1.4. Tujuan Penelitian 3

1.5. Metode Penulisan 3

1.6. Sistematika Penulisan 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1. Arduino Nano 5

2.1.1. Konfigurasi Pin Arduino Nano 6

2.1.2. Spesifikasi Arduino Nano 8

2.1.3. Sumber Daya 9

2.1.4. Pemrograman 9

2.1.5. Power Supply 9

2.1.6. Input dan Output (I/O) 10


viii

2.1.7. Komunikasi 11

2.1.8. Memory 11

2.1.9. Reset (Software) 12

2.2. Load Cell 12

2.2.1. Prinsip Kerja Load Cell 13

2.2.2 Spesifikasi Sensor LoadCell 14

2.2.3. Analog Digital Converter ADS7822 14

2.3. Modul Penguat HX711 15

2.3.1. Fitur Modul Penguat HX711 16

2.3.2. Kelebihan Modul Penguat HX711 16

2.4. Liquid Crystal Display (LCD) 17

2.5. Buzzer 21

2.6. Sistem Otomatis 22

2.7 Muatan Berlebih (Over Loading) 22

2.8. KiCad E.D.A 23

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 25

3.1. Waktu dan Tempat 25

3.2. Alat dan Bahan 25

3.2.1. Alat yang Digunakan 25

3.2.2. Bahan yang Digunakan 25

3.3. Spesifikasi Sistem 26

3.3.1. Fungsi Diagram Blok 27

3.3.2. Rangkaian Power Supply 27

3.3.3. Rangkaian HX711 dan Load Cell 27

3.3.4. Rangkaian ATMega 328 29

3.3.5. Rangkaian Liquid Crystal Display 29

3.3.6. Rangkaian Buzzer 30

3.4. Rangkaian Keseluruhan 30

3.5. Perancangan Printed Circuit Board (PCB) 31

3.6. Software Pemrograman Dan Program Sensor 32

3.6.1. Software Arduino.cc 1.7.11 32


ix

3.6.2. Program Sensor Berat 33

3.7 Flowchart Sistem 37

BAB IV PENGUJIAN DAN HASIL 38

4.1. Pengujian Rangkaian Sumber Daya 38

4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Nano 38

4.3. Pengujian Rangkaian Load Cell dan IC HX711 39

4.4. Pengujian Rangkaian LCD 41

4.5. Pengujian Rangkaian Buzzer 42

4.6. Gambar Pengujian Alat 42

4.6.1 Pengujian Berat Normal 43

4.6.2 Pengujian Berat Melebihi 43

4.6.3 Pengujian Berat Melebihi 44

4.2 Analisa Sistem 45

4.2.1 Sensor Berat 45

4.2.1.1 Kalibrasi 45

4.2.1.2 Analisa Keseluruhan Rangkaian 47

BAB V PENUTUP 52

5.1. Kesimpulan 52

5.2. Saran 53

DAFTAR PUSTAKA 54

LAMPIRAN xii

1. Rangkaian Lengkap

2. Program Lengkap

3. Data Sheet Arduino Nano

4. Data Sheet Load Cell

5. Data Sheet LCD

6. Data Sheet Buzzer


x

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel Judul Halaman

2.1. Konfigurasi Pin Arduino Nano 7

2.2. Spesifikasi Sensor Load Cell 14

2.3. Operasi Dasar LCD 19

2.4. Konfigurasi Pin LCD 19

2.5. Konfigurasi LCD 19

2.6 Tabel Kesalahan Maksimum Batu Timbangan 45

2.7 Hasil Data Kalibrasi Batu Timbangan 47

2.8 Hasil Data Percobaan Berat Beban 48

2.9 Hasil Pengukuran Mobil 48

3.10 Hasil Pengukuran Load Cell dengan Timbangan Konvensional 49


xi

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar Judul Halaman

2.1 Bagian Depan Arduino Nano 5

2.2. Bagian Belakang Arduino Nano 6

2.3. Konfigurasi Pin Layout Arduino Nano 8

2.4. Load Cell 12

2.5. Konfigurasi Kabel Sensor Load Cell 13

2.6. Konfigurasi Pin ADS7822 15

2.7. Modul Penguat HX711 16

2.8. LCD 2 x 16 17

2.9. Konfigurasi Pin LCD 18

2.10. Buzzer 21

2.11. Schematic KidCat 24

2.12. Layout KidCat 24

3.1. Diagram Blok Sistem 27

3.2. Rangkaian Power Supply 27

3.3. Rangkaian HX711 dan Load Cell 28

3.4. Rangkaian ATMega 328 29

3.5. Rangkaian LCD 29

3.6. Rangkaian Buzzer 30

3.7. Rangkaian Keseluruhan 31

3.8. Tata Letak Jalur PCB 32

3.9. Software Arduino.cc 33

3.10. Flowchart Sistem 37

4.1. Informasi Signature Mikrokontroller Arduino Nano 39

4.2. Hasil pengujian LCD 42

4.3. Pengujian Tampilan Awal 42

4.4. Pengujian Beban Normal 43

4.5. Pengujian Beban Melebihi 43


xii

4.6. Pengujian Beban Melebihi 44

4.7. Batu Timbangan 45

4.8. Hasil Tampilan Kalibrasi 47

4.9. Hasil Pengukuran Konvensional (a) 20 g dan (b) 60 g 49

4.10. Hasil Pengukuran Konvensional (c) 72 g dan (d) 172 g 49


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Timbangan adalah sebuah alat bantu yang digunakan untuk mengetahui

berat suatu benda. Jenis timbangan yang digunakan bermacam-macam, mulai dari

timbangan manual, timbangan mekanik hingga timbangan digital. Timbangan

digital merupakan alat ukur untuk mengukur masa benda atau zat dengan tampilan

digital. Dalam pemanfaatannya timbangan digunakan di berbagai bidang, dari

bidang perdagangan, industri sampai dengan perusahaan jasa. Timbangan digital

mempunyai tingkat ketelitian yang lebih baik dan pengoperasian yang lebih

efisien dari pada timbangan analog. Pengguna hanya melihat angka yang tertera

pada layar LCD (Liquid Crystal Display).

Saat ini pemanfaatan kedua jenis timbangan ini hanya digunakan untuk

mengukur besaran massa saja. Timbangan digital dengan keluaran massa saja

tidak cukup untuk digunakan dalam menentukan gaya berat yang bekerja pada

sebuah benda dengan massa tertentu. Timbangan analog juga sangat sulit jika

dibuat untuk keluaran yang banyak selain satu jenis keluaran. Hampir semua

timbangan sudah menggunakan teknologi pengukuran secara digital dengan hasil

pengukuran yang lebih akurat. Dalam pembuatan timbangan digital, perusahaan

menggunakan sensor dan transduser untuk mengukur berat beban yang berbentuk

mekanik. Yaitu sensor berat (load cell) yang terdapat strain gauge di dalam

sensor beban tersebut.

Dalam tugas akhir sensor berat Load Cell diintegrasikan dengan HX711

sebagai jembatan timbang. Dengan integrasi ini beberapa kelebihan diperoleh

yaitu mendapatkan peringatan ketika beban berlebih, tidak perlu memanggil orang

untuk memprogram ulang kembali ke titik nol. Hanya saja tinggal menekan

tombol reset. Informasi beban berlebih dari adanya tekanan yang diberikan benda

merupakan informasi yang penting untuk mendukung kegiatan manusia dalam

memantau berat benda ketika berada di jembatan timbang, atau pada saat di jalan


2

tol, maupun di jalan raya. Karena setiap beban berlebih dapat menyebabkan

beberapa kerusakan.

Dengan menggunakan sensor berat Load Cell maka kita dapat mengetahui

nilai beban benda. Dalam tugas akhir ini dilakukan pengujian terhadap cara kerja

alat. Dimana arduino berfungsi sebagai pusat pengendalian alat dalam bekerja,

yang akan menampilkan hasil pengukuran berat dari benda dengan penguat

HX711 ke dalam LCD serta akan mengirimkan perintah ke Buzzer.

Berdasarkan latar belakang tersebut maka penulis membuat “ Otomatisasi Alat

Proteksi Beban Muatan Berlebih Menggunakan Load Cell Berbasis

ATmega 328 ”. Sebagai pembahasan dalam Tugas Akhir yang dibuat oleh

penulis.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan hal tersebut diatas maka timbul permasalahan yaitu

1. Bagaimana membuat seperangkat sistem proteksi beban muatan berlebih

yang dapat berfungsi memberikan informasi nilai berat serta memberikan

peringatan terhadap beban yang berlebihan.

2. Bagaimana respon alarm pada saat sistem proteksi beban muatan berlebih

dijalankan dan pada berat berapa alarm akan berbunyi.

3. Bagaimana proses mikrokontroller ATmega328 dalam mengatur seluruh

kegiatan di dalam sistem ini.

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan penulisan ini terdapat beberapa batasan masalah sebagai

berikut:

1. Pengujian dilakukan hanya untuk melihat apakah alat yang dirancang

sudah dapat bekerja dengan baik.

2. Sistem yang akan dibuat berbasis mikrokontroler ATmega 328 Arduino

yang mengatur seluruh kegiatan sistem.

3. Sensor yang digunakan adalah sensor Load Cell.

4. Sistem menampilkan informasi nilai berat dalam satuan gram (gr).

5. Tanda peringatan pada sistem proteksi beban berlebih ini berupa buzzer.


3

1.4 Tujuan Pembuatan

Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah :

1. Untuk mengaplikasikan sistem mikrokontroler Atmega 328 menjadi

sebuah Otomatisasi Alat Proteksi Beban Muatan Berlebih Berbasis

ATmega328.

2. Untuk membuat sistem otomatisasi alat proteksi beban berlebih berbasis

atmega 328 dengan menggunakan analog sound sensor dengan bunyi

buzzer.

3. Untuk mengetahui tampilan di lcd secara kuantitatif maupun kualitatif.

Dengan tampilan diawali bacaan Selamat Datang selanjutnya tampilan

dibawah berupa Berat : 0,0 gram.

1.5 Metode Penulisan

Adapun metode penulisan yang digunakan dalam menyusun dan menganalisa

proyek ini adalah:

1. Studi literatur yang berhubungan dengan perancanangan dan

pembuatan alat ini.

2. Perencanaan dan pembuatan alat.

Merencanakan peralatan yang telah dirancang baik software maupun

hardware.

3. Pengujian alat.

Peralatan yang telah dibuat kemudian diuji apakah telah sesuai yang

telah direncanakan.

4. Konsultasi.

Konsultasi rutin dengan dosen pembimbing dan berbagai pihak terkait

yang berkompeten.

5. Analisis Kebutuhan.

Dilaksanakan perancangan sistem otomatisasinya berdasarkan

kebutuhan untuk memperoleh bentuk simulasi jembatan timbang

.


4

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulisan membuat

sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja Otomatisasi Alat

Proteksi Beban Muatan Berlebih Menggunakan Load Cell Berbasis ATmega 328,

penulis membuat laporan ini dengan beberapa pembahasan yang dibagi beberapa

bab sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah,

batasan masalah, tujuan penulisan, metode penulisan, serta sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Dalam bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan

tugas akhir, serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam

memahami sistem kerja alat ini.

BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

Dalam bab ini berisikan tentang waktu dan tempat dilakukan perancangan, alat

dan bahan yang diperlukan dalam proses perancangan dan pembuatan alat,

diagram blok dari program yang akan diisi, skematik dari masing-masing

rangkaian.

BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN

Dalam bab ini akan dibahas hasil analisa rangkaian dan sistem kerja alat,

penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai

program yang diisikan ke mikrokontroller atmega 328 dan pengujian alat.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Dalam bab ini berisikan kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan mulai dari

perancangan sistem dan saran, apakah sistem ini dapat dibuat lebih efisien dan

dikembangkan pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.


5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Arduino Nano

Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat

open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata "platform" disini adalah

sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat

pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman

dan Integrated Development Environtment (IDE) yang canggih. IDE adalah

sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile

menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller.

Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan (development

board) mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung

penggunaan breadboard. Arduino diciptakan dengan basis mikrokontroler

ATmega 328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega168 (untuk Arduino

versi 2.x). Arduino Nano kurang memiliki fungsi yang sama dengan Arduino

Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan

colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan

port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan

Gravitech.

Gambar 2.1 Bagian Depan Arduino Nano

Gambar 2.2 Bagian Belakang Arduino Nano


6

2.1.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano

Konfigurasi pin arduino nano memiliki 30 Pin. Berikut konfigurasi pin

Arduino Nano.

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya

digital.

2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.

3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan

dengan fungsi analogReference().

4. RESET merupakan jalur LOW. Ini digunakan untuk mereset

(menghidupkan ulang mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk

menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama

Arduino.

5. Serial RX(0) merupakan pin yang berfungsi sebagai penerima TTL data

serial.

6. Serial TX (1) merupakan pin yang berfungsi sebagai pengirim TT data

serial.

7. External Interupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat

dikonfigurasi untuk memiliki sebuah interupsi pada nilai yang rendah,

meningkat atau meurun, atau perubahan nilai.

8. Output PWM 8-Bit merupakan pin yang berfungsi untuk analogWrite().

9. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.

LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yang diset bernilai HIGH,

maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED

padam. LED tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.

10. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yang

dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5Volt, juga

memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah

mereka menggunakan fungsi analogReference().

\


7

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano.

Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano

1 Digital Pin 1 (TX)

2 Digital Pin o (RX)

3 & 28 Reset

4 & 29 GND

5 Digital Pi 2

6 Digital Pin 3 (PWM)

7 Digital Pin 4



10 Digital Pin 7

11 Digital Pin 8


13 Digital Pin 10 (PWM-SS)

Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano

14 Digital Pin 11 (PWM-MOSI)

15 Digital Pin 12 (MISO)

16 Digital Pin 13 (SCK)

18 AREF

19 Analog Input 0

20 Analog Input 1

21 Analog Input 2


8

22 Analog Input 3

23 Analog Input 4

24 Analog Input 5

25 Analog Input 6

26 Analog Input 7

27 VCC

30 Vin

Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Layout Arduino Nano

2.1.2 Spesifikasi Arduino Nano

Berikut ini adalah Spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano :

1. Mikrokontroler Atmel ATmega168 atau ATmega328.

2. 5 Volt Tegangan Operasi.

3. 7-12 Volt Input Voltage (disarankan).

4. 6-20 Volt Input Voltage (limit).

5. Pin Digital I/O 14 (6 pin digunakan sebagai output PWM).

6. 8 pin Input Analog.

7. 40 mA Arus DC per pin I/O.


9

8. Flash Memory 16KB (ATmega168) atau 32KB (ATmega328) 2KB

digunakan oleh bootloader.

9. 1 Kbyte SRAM (ATmega168) atau 2 Kbyte (ATmega328).

10. 512 Byte EEPROM (ATmega168) atau 1 Kbyte (ATmega328).

11. 16 MHz Clock Speed.

12. Ukuran 1.85 cm x 4.3 cm.

2.1.3 Sumber Daya

Arduino Nano dapat diaktifkan melalui koneksi USB Mini-B, atau melalui

catu daya eksternal dengan tegangan belum teregulasi antara 6-20 Volt yang

dihubungkan melalui pin 30 atau pin VIN, atau melalui catu daya eksternal

dengan tegangan teregulasi 5 volt melalui pin 27 atau pin 5V. Sumber daya akan

secara otomatis dipilih dari sumber tegangan yang lebih tinggi. Chip FTDI

FT232L pada Arduino Nano akan aktif apabila memperoleh daya melalui USB,

ketika Arduino Nano diberikan daya dari luar (Non-USB) maka Chip FTDI tidak

aktif dan pin 3.3V pun tidak tersedia (tidak mengeluarkan tegangan), sedangkan

LED TX dan RX pun berkedip apabila pin digital 0 dan 1 berada pada posisi

HIGH.

2.1.4 Pemrograman

Pemrograman board Arduino Nano dilakukan dengan menggunakan

Arduino Software (IDE) yang bisa anda download gratis disini. Chip ATmega328

yang terdapat pada Arduino Nano telah diisi program awal yang sering disebut

bootloader. Bootloader tersebut yang bertugas untuk memudahkan anda

melakukan pemrograman lebih sederhana menggunakan Arduino Software tanpa

harus menggunakan tambahan hardware lain. Dengan menghubungkan Arduino

dengan kabel USB ke PC, Mac, atau Linux, kemudian jalankan software Arduino

Software (IDE), setelah itu kita sudah bisa mulai mem-program chip ATmega328.

2.1.5 Power Supply

Development Board Arduino Nano dapat diberi tenaga dengan power yang

diperoleh dari koneksi kabel Mini-B USB, atau via power supply eksternal.


https://www.arduino.cc/en/Main/Software

10

External power supply dapat dihubungkan langsung ke pin 30 atau

Vin(unregulated 6V - 20V), atau ke pin 27 (regulated 5V). Sumber tenaga akan

otomatis dipilih mana yang lebih tinggi tegangan.

2.1.6 Input dan Output (I/O)

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, Arduino Nano memiliki 14

buah digital pin yang dapat digunakan sebagai input atau output, dengan

menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Pin-pin

tersebut bekerja pada tegangan 5V, dan setiap pin dapat menyediakan atau

menerima arus 20mA, dan memiliki tahanan pull-up sekitar 20-50k ohm (secara

default dalam posisi discconnect). Nilai maksimum adalah 40mA, yang sebisa

mungkin dihindari untuk menghindari kerusakan chip mikrokontroler.

Beberapa pin memiliki fungsi khusus :

a) Serial, terdiri dari 2 pin : pin 0 (RX) dan pin 1 (TX) yang digunakan untuk

menerima (RX) dan mengirim (TX) data serial.

b) External Interrups, yaitu pin 2 dan pin 3. Kedua pin tersebut dapat

digunakan untuk mengaktifkan interrups. Gunakan fungsi attachInterrupt()

c) PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 menyediakan output PWM 8-bit dengan

menggunakan fungsi analogWrite()

d) SPI : Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), dan 13 (SCK) mendukung

komunikasi SPI dengan menggunakan SPI Library

e) LED : Pin 13. Pada pin 13 terhubung built-in led yang dikendalikan oleh

digital pin no 13.

Arduino Nano memiliki 8 buah input analog, yang diberi tanda dengan A0

hingga A7. Masing-masing pin analog tersebut memiliki resolusi 1024 bits (jadi

bisa memiliki 1024 nilai). Secara default, pin-pin tersebut diukur dari ground ke

5V, namun bisa juga menggunakan pin REF dengan menggunakan fungsi

analogReference().

Pin Analog A6 dan A7 tidak bisa dijadikan sebagai pin digital, hanya

sebagai analog. Beberapa pin lainnya pada board ini adalah :

a) I2C : Pin A4 (SDA) dan A5 (SCL). Pin ini mendukung komunikasi I2C

(TWI) dengan menggunakan Wire Library.


11

b) AREF. Sebagai referensi tegangan untuk input analog.

c) Reset. Hubungkan ke LOW untuk melakukan reset terhadap

mikrokontroller. Biasanya digunakan untuk dihubungkan dengan switch

yang dijadikan tombol reset.

2.1.7 Komunikasi

Arduino Nano memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan

computer dan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya. ATmega168 dan

ATmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5 Volt), yang tersedia

pada pin digital 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip FTDI FT232RL yang

terdapat pada papan Arduino Nano digunakan sebagai media komunikasi serial

melalui USB dan driver FTDI (tersedia pada software Arduino IDE) yang akan

menyediakan COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk berkomunikasi

dengan perangkat lunak pada komputer. Perangkat lunak Arduino termasuk

didalamnya serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana dikirim ke dan

dari papan Arduino. LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip

ketika data sedang dikirim atau diterima melalui chip FTDI dan koneksi USB

yang terhubung melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada

pin 0 dan 1).

Sebuah perpustakaan Software Serial memungkinkan komunikasi serial

pada beberapa pin digital Nano. ATmega168 dan ATmega328 juga mendukung

komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan

Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C. Untuk komunikasi

SPI, menggunakan datasheet ATmega168 atau ATmega328.

2.1.8 Memory

ATmega168 memiliki 16 KB flash memory untuk menyimpan kode (2 KB

digunakan untuk bootloader), sedangkan ATmega328 memiliki flash memory

sebesar 32 KB, (juga dengan 2 KB digunakan untuk bootloader). ATmega168

memiliki 1 KB memory pada SRAM dan 512 byte pada EEPROM (yang dapat

dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM). Sedangkan ATmega328

memiliki 2 KB memory pada SRAM dan 1 KB pada EEPROM.


12

2.1.9 Reset (Software)

Daripada menekan tombol reset sebelum upload, Arduino Nano didesain

dengan cara yang memungkinkan pengguna untuk me-reset melalui perangkat

lunak yang berjalan pada komputer yang terhubung. Salah satu jalur kontrol

hardware (DTR) mengalir dari FT232RL dan terhubung ke jalur reset dari

ATmega168 atau ATmega328 melalui kapasitor 100 nanofarad. Bila jalur ini di-

set rendah/low, jalur reset drop cukup lama untuk me-reset chip. Perangkat lunak

Arduino menggunakan kemampuan ini untuk memungkinkan Anda meng-upload

kode dengan hanya menekan tombol upload pada perangkat lunak Arduino. Ini

berarti bahwa bootloader memiliki rentang waktu yang lebih pendek, seperti

menurunkan DTR dapat terkoordinasi (berjalan beriringan) dengan dimulainya

upload.

Pengaturan ini juga memiliki implikasi lain. Ketika Arduino Nano

terhubung dengan komputer yang menggunakan sistem operasi Mac OS X atau

Linux, papan Arduino akan di-reset setiap kali dihubungkan dengan software

komputer (melalui USB). Dan setengah detik kemudian atau lebih, bootloader

berjalan pada papan Arduino Nano. Proses reset melalui program ini digunakan

untuk mengabaikan data yang cacat (yaitu apapun selain meng-upload kode baru),

ia akan memotong dan membuang beberapa byte pertama dari data yang dikirim

ke papan setelah sambungan terbuka. Jika sebuah sketsa dijalankan pada papan

untuk menerima satu kali konfigurasi atau menerima data lain ketika pertama kali

dijalankan, pastikan bahwa perangkat lunak diberikan waktu untuk berkomunikasi

dengan menunggu beberapa detik setelah terkoneksi dan sebelum mengirim data.

2.2 Load Cell

Load cell merupakan sensor timbangan yang bekerja secara mekanis,

dimana load cell menggunakan prinsip tekanan yang memanfaatkan strain gauge

sebagai pengindera (sensor). Strain Gauge adalah sebuah tranduser pasif yang

merubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan.


13

Gambar 2.4 Load Cell

Keterangan gambar 2.4 bentuk fisik loadcell:

a. Kabel merah adalah input tegangan sensor.

b. Kabel hitam adalah input ground sensor.

c. Kabel hijau adalah output positif sensor.

d. Kabel putih adalah output ground sensor.

Gambar 2.5. adalah konfigurasi kabel dari sensor load cell, yang terdiri

dari kabel berwarna merah, hitam, biru, dan putih. Kabel merah merupakan input

tegangan sensor, kabel hitam merupakan input ground pada sensor, kabel warna

biru / hijau merupakan output positif dari sensor dan kabel putih adalah output

ground dari sensor. Nilai tegangan output dari sensor ini sekitar 1,2 mV.

Gambar 2.5 Konfigurasi Kabel Sensor Load Cell

2.2.1 Prinsip Kerja Load Cell

Ketika bagian lain yang lebih elastic mendapat tekanan, maka pada sisi

lain akan mengalami perubahan regangan yang sesuai dengan yang dihasilkan

oleh strain gauge, hal ini terjadi karena ada gaya yang seakan melawan pada sisi

lainnya. Perubahan nilai resistansi yang diakibatkan oleh perubahan gaya diubah


14

menjadi nilai tegangan oleh rangkaian pengukuran yang ada. Dan berat dari objek

yang diukur dapat diketahui dengan mengukur besarnya nilai tegangan yang

timbul. Sel beban (load cell) terdiri dari satu buah strain gauge atau lebih, yang

ditempelkan pada batang atau cincin logam. Sel beban dikalibrasikan oleh

pabrikan yang bersangkutan. Piranti ini dirancang untuk mengukur gaya tekanan

mekanis, gaya pemampatan (kompresi), atau gaya puntir yang bekerja pada

sebuah objek. Ketika batang atau cincin logam piranti ini berada dibawah tekanan,

tegangan yang timbul pada terminal-terminalnya yang dapat dijadikan rujukan

untuk mengukur besarnya gaya.

2.2.2 Spesifikasi Load Cell

Tabel 2.2 Spesifikasi Load Cell.

1 Bahan Dasar Aluminium Alloy

2 Dimensi 8cm x 1,25 cm x 1,25 cm

3 Kapasitas Max 5000 gr (5 Kg)

4 Suhu Operasional -

5 Output m m

6 V supply Max DC 10V

7 Margin error ≤ %

2.2.3 Analog to Digital Converter (ADC)

Rangkaian konversi analog ke digital (ADC) berfungsi mengubah hasil

keluaran dari load cell yang masih berupa tegangan menjadi isyarat digital agar

mudah dibaca dan diproses oleh komputer.

ADS7822 merupakan pengubah data analog menjadi digital (ADC) 12-bit

dengan besar tegangan masukan antara 2.7 Volt hingga 5.25 Volt. ADC ini hanya

memerlukan tegangan yang sangat kecil walaupun bekerja pada frekuensi penuh

75 kHz. Memiliki kemampuan resolusi sebesar 12-bit, artinya kemampuan ini

dapat meng-konversi sinyal analog dari 0,99 volt – 5 volt menjadi data digital 12

bit. ADS7822 memiliki kapasitor internal untuk memproses data sampling dan

holding-nya dalam pengubahan ke digital. Proses digitalisasi pada sistem


15

ADS7822 merupakan rangkaian konversi ke digital 12bit (212

) = 4096 bits.

Konfigurasi pin dari ADS7822 dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Konfigurasi pin ADS7822

Fungsi dari setiap pin ADS7822 yaitu sebagai berikut:

1 VREF merupakan tegangan masukan referensi.

2 +In merupakan non-inverting input atau masukan tidak membalik.

3 –In merupakan inverting input atau masukan pembalik.

4 GND merupakan pin ground.

5 CS/SHDN, Chip Select when LOW, shutdown Mode when HIGH.

6 DOUT merupakan pin keluaran.

7 DCLOCK merupakan pin data clock yang telah disinkronisasi dengan

serial data transfer.

8 +Vcc untuk power supply.

2.3 Modul Penguat HX711

HX711 24-Bit Analog to Digital Converter (ADC) for Weigh Scales

hx7 adalah sebuah komponen dari perusahan dari “ AVIA SEMICONDUCTOR

”. HX7 presisi 4-bit analog to digital conventer (ADC) yang didesain untuk

sensor timbangan digital (weigh scales) dan industrial control aplikasi yang

terkoneksi dengan sensor jembatan (bridge sensor). Modul ini digunakan untuk

converter sinyal analog yang dikirimkan load cell menjadi sinyal digital dan

diteruskan ke Arduino.

HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja

mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan

mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada. Modul


16

melakukan komunikasi dengan computer/mikrokontroler melalui TTL232.

Struktur yang sederhana, mudah dalam penggunaan, hasil yang stabil dan reliable,

memiliki sensitivitas tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan cepat.

HX711 biasanya digunakan pada bidang aerospace, mekanik, elektrik,

kimia, konstruksi, farmasi dan lainnya, digunakan untuk mengukur gaya, gaya

tekanan,perpindahan, gaya tarikan, torsi, dan percepatan.

2.3.1 Fitur Modul Penguat HX711

Fitur IC HX711 adalah sebagai dibawah berikut :

a. Differential input voltage: ±40mV(Full-scale differential input voltage

±

40mV).

b. Data accuracy: 24 bit (24 bit A / D converter chip).

c. Refresh frequency: 80 Hz.

d. Operating Voltage : 5V DC.

e. Operating current : <10 mA.

f. Size:38mm*21mm*10mm.

Gambar 2.7. Modul Penguat HX711

2.3.2 Kelebihan Modul Penguat HX711

Struktur yang sederhana, mudah dalam penggunaan, hasil yang stabil dan

reliable, memiliki sensivitas tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan

cepat.


17

2.4 Liquid Crystal Display (LCD)

LCD ( Liquid Crystal Display ) merupakan salah satu perangkat penampil

yang sekarang ini mulai banyak digunakan. Penampil LCD mulai dirasakan

menggantikan fungsi dari CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh

tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam

dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan keuntungan

dibandingkan dengan teknologi CRT, karena pada dasarnya CRT adalah tabung

triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntugan LCD

dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan,

tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor

CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.

Adapun bentuk fisik LCD 2 x 16 seperti pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 LCD 2 x 16

LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai

pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi

piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan

yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang

ditutupi oleh lapisan elektroda transparan. Dalam keadaan normal, cairan yang

digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan

berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar

dan pola elektroda yang terdapat pada sisi dalam lempeng kaca bagian depan.

Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa micro

ampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan

catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan

dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari. Di bawah sinar


18

cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED)

harus dipasang dibelakang layar tampilan.

LCD yang digunakan adalah jenis lCD yang menampilkan data dengan 2

baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :

1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk

membuat program tampilan.

2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya menggunakan 8 bit

data dan 3 bit control.

3. Ukuran modul yang proporsional.

4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.

Untuk lebih jelasnya berikut adalah Tabel konfigurasi LCD 2x16 yang

ditunjukkan pada gambar 2.9.

Gambar 2.9 Konfigurasi Pin LCD

Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses

proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan

instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap

karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter

(membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah

utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display

Character Blink, Cursor Sihft, dan Display Shift. Tabel 2.3 menunjukkan operasi

dasar LCD.

Tabel 2.3 Operasi Dasar LCD

RS RW Operasi

0 0 Input Instruksi ke LCD

0 1 Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke DB6)

1 0 Menulis Data

1 1 Membaca Data


19

Tabel 2.4 Konfigurasi Pin LCD

Pin No. Keterangan Konfigurasi Hubung

1 GND Ground

2 VCC Tegangan +5VDC

3 VEE Ground

4 RS Kendali RS

5 RW Ground

6 E Kendali E/Enable

7 D0 Bit 0

8 D1 Bit 1

9 D2 Bit 2

10 D3 Bit 3

11 D4 Bit 4

12 D5 Bit 5

13 D6 Bit 6

14 D7 Bit 7

15 A Anoda (+5VDC)

16 K Katoda (Ground)

Tabel 2.5 Konfigurasi LCD

Pin Bilangan Biner Keterangan

RS 0 Inisialisasi

1 Data

RW 0 Tulis LCD / W (write)

1 Baca LCD / R (read)

E 0 Pintu data terbuka

2 Pintu data tertutup

Lapisan film yang berisi kristal cair diletakkan di antara dua kempeng

kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat tegangan dicatukan

pada beberapa pasang elektroda, molekul-molekul kristal cair akan menyusun diri

agar cahaya yang mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil


20

pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka,

atau gambar sesuai yang di aktifkan.

LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular

untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika, lain

seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter

digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan

mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam

satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom

dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening.

Metode screening adalah mengaktifkan daerah pertolongan suatu kolom

dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua.

Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan

untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD,

mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PWLCD), hingga Thin-Film

Transistor Active Matrix (IFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah

ditingkatkan dari yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan

warna tersebut selain untuk loader ketika mem-program, bisa juga difungsikan

sebagai port komunikasi serial.

Arduino menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan

14 pin digital input/output. Untuk 6 pin analog sendiri bisa juga difungsikan

sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang

sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah

konfigurasi pin pada program.

Dalam board kita bisa lihat pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk

menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan

board 0-5 kita ubah menjadi pin 14-19. Dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi

juga sebagi pin output digital 14-16.Sifat open source arduino juga banyak

memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini,

karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya

tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua

komponen yang ada dipasaran. Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa

C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga


21

mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller. Deskripsi

Arduio UNO:

2.5 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja

buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan

yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus

sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau

keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan

dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan

diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan

menghasilkan suara.

Gambar 2.10 Buzzer

Buzzer elektronik ini dapat diciptakan dengan merangkaikan beberapa

komponen yang pada prinsipnya alat ini dapat menimbulkan pulsa dimana arus

listrik adalah sebagai indikator terciptanya pulsa tersebut. Pada pembuatan alat

ini, kami menggunakan IC NE555 sebagai sistem pembangkit pulsa yang tentunya

arus listrik adalah indikator utama daripada pembangkit sinyalnya. Namun IC

NE555 bukanlah satu-satu komponen yang digunakan. Disini kami menambahkan

beberapa komponen pelengkap yang sama bergunanya dalam pembuatan alat ini.

Komponen – komponen itu antara lain adalah 1 buah potensiometer 10k, 2 buah

kapasitor uF buah kapasitor uF buah I NE buah Speaker 8Ω

0,5watt, 1 buah baterai 9volt, dan 1 buah transistor NPN 9013.

2.6 Sistem Otomatis

Otomatis mengandung pengertian sebagai suatu yang bekerja dengan

sendirinya. Maksud dari pengertian di atas adalah sebuah perangkat/alat yang


22

bekerja secara sendiri sesuai dengan fungsinya, tanpa menunggu perintah dari

luar. Sedangkan sistem memiliki pengertian sebagai susunan beberapa

unsur/perangkat yang secara teratur saling berkaitan membentuk satu kesatuan

secara totalitas.

Jadi sistem otomatis dapat dinyatakan sebagai susunan beberapa perangkat

yang masing-masing memiliki fungsi yang berbeda namun saling berkaitan

membentuk satu kesatuan dengan secara terus menerus memeriksa kondisi

masukan yang mempengaruhi untuk kemudian melaksanakan pekerjaan sesuai

dengan fungsinya secara otomatis atau dengan sendirinya. Beberapa sistem kecil

dapat digabungkan menjadi sebuah sistem yang lebih besar dan kompleks.

2.7 Muatan Berlebih (OverLoading)

Beban berlebih (overloading) adalah jumlah berat muatan kendaraan

angkutan penumpang, mobil barang, kendaraan khusus, truk gandengan dan truk

trailer yang diangkut melebihi dari jumlah yang di ijinkan (JBI) atau muatan

sumbu terberat (MST) melebihi kemampuan kelas jalan yang ditetapkan.

Disamping adanya beban berlebih (overloading) pada kendaraan yang

mengangkut muatan melebihi ketentuan batas beban yang ditetapkan yang secara

signifikan akan meningkatkan daya rusak (VDF = vehicle damage faktor)

kendaraan yang selanjutnya akan memperpendek umur pelayanan jalan.

2.8 KiCad E.D.A

Kicad adalah software rangkaian elektronik gratis (open source) untuk

desain otomatisasi elektronik. software ini memfasilitasi skema desain untuk

sirkuit elektronik dan mengkonversinya sebagai desain PCB. Kicad pada awalnya

dikembangkan oleh Jean-Pierre Charras, dan fitur lingkungan yang terintegrasi

untuk meng-capture skema dan desain layout PCB. Terdapat tools yang sangat

lengkap dalam paket software ini yaitu untuk membuat tagihan bahan, karya seni,

file Gerber, dan pandangan 3D dari PCB dan komponen-komponennya.

Kicad diciptakan pada tahun 1992 oleh Jean-Pierre Charras saat bekerja di

IUT de Saint Martin d'Heres. Sejak itu kicad telah memperoleh sejumlah relawan

dan kontribusi. Khususnya pada tahun 2013 CERN BE-CO-HT bagian mulai


23

berkontribusi sumber daya terhadap kicad untuk membantu mendorong

pengembangan perangkat keras open source dengan membantu meningkatkan

kicad menjadi setara dengan alat EDA komersial.

Dapat dilihat pada panel control ada beberapa fitur yang bisa kita gunakan

(dari kiri ke kanan) :

a.) Eeschema (schematic Editor).

b.) CvPCB (component to modules).

c.) PCBnew( PCB Editor).

d.) GerbView (Gerber Viewer).

e.) Bitmap to component .........

f.) PCB Kalkulator.

Gambar 2.11 Schematic KidCat


24

Gambar 2.12 Layout KidCat


25

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1 Waktu dan Tempat

Perancangan ini telah dilakukan pada bulan Februari sampai April 2018 di

Sikonek, rumah tinggal Johor, dan Perpustakaan Universitas Sumatera Utara.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat yang Digunakan

1. Satu set komputer berfungsi untuk pengelolaan data dan pemrograman.

2. Bor listrik berfungsi untuk melubangi material.

3. Solder berfungsi untuk mencairkan timah dan menyambungkan

beberapa komponen elektronik.

4. Obeng berfungsi untuk memasang baut dan mur.

5. Mesin potong triplek berfungsi untuk memotong triplek.

6. Attractor berfungsi sebagai alat penyedot timah pada PCB.

7. Gunting Berfungsi sebagai alat untuk memotong karton.

3.2.2 Bahan yang Digunakan

1. Mur dan baut berfungsi sebagai peguat dalam pemasangan komponen

pada papan triplek.

2. Akrilik berfungsi sebagai pelindung komponen pada alat bagian bawah.

3. Spacer berfungsi sebagai penyanggah antara akrilik dengan triplek.

4. Papan triplek berfungsi sebagai tempat meletakkan alat dan juga

sebagai dasar penempatan alat.

5. Arduino Nano berfungsi sebagai mikrokontroler.

6. Sensor Load Cell berfungsi untuk mendeteksi adanya tekanan.

7. IC HX711 berfungsi sebagai penguat hasil pembacaan dari tekanan

yang diberikan.

8. LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi untuk menampilkan status

kerja alat.


26

9. Buzzer berfungsi sebagai tanda peringatan (mengeluarkan bunyi)

apabila kadar gas buang melebihi ambang batas udara bersih.

10. Batu Timbangan berfungsi sebagai acuan dasar dalam proses kalibrasi

alat.

11. Adaptor berfungsi sebagai supply tegangan.

3.3 Spesifikasi Sistem

Dalam sepesifikasi sistem alat proteksi beban muatan berlebih ini akan

dibahas mengenai perancangan dan pembuatan perangkat keras serta perangkat

lunak pendukungnya. Rangkaian yang digunakan terdiri dari Power Supply,

Loadcell, HX711, ATMega 328, LCD, Buzzer.

Ketika rangkaian secara keseluruhan sudah diberikan power maka jika

terjadi sebuah tekanan atau beban maka load cell akan membaca perubahan nilai

yang sudah di convert ke g. Dengan tampilan output di LCD, alat ini juga

memiliki peringatan atau alarm sebagai perbandingan jika berat melebihi maka

Buzzer otomatis hidup yang dirancang sesuai diagram blok yang terdapat pada

gambar berikut.

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem


27

3.3.1 Fungsi Diagram Blok

1. Blok Power Supply; Sebagai penyedia tegangan tegangan ke sistem

dan sensor.

2. Blok Load Cell; adalah Inputan Massa dan di ubah menjadi sinyal

digital.

3. Blok Module HX711; Sebagai pengkondisi sinyal data dari load

cell ke 24 bit.

4. Blok Mikrokontroller; Mengkonversi data dari sensor Load Cell

ke LCD.

5. Blok LCD 2x16; Sebagai output tampilan.

6. Blok Buzzer; sebagai Output dari sensor Input.

3.3.2 Rangkaian Power Supply

Mikrokontroler, sensor dan komponen komponen elektonika, kebanyakan

menggunakan tegangan 5v untuk menstabilkan tegangan dapat menggunakan

ICLM7805, yang berfungsi sebagai penstabil tegangan, dan mempertahankan

output tetap 5 volt.

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply

3.3.3 Rangkaian HX711 dan Load Cell

Rangkaian sensor yang digunakan adalah sensor berat. Pada rangkaian ini

berisi dua modul : single point load cell 5 Kg berbahan Alluminium-alloy dan

modul ADC (Analog-to-Digital Converter) 24 Bit berpresisi sangat tinggi

menggunakan IC HX711 Weigh Scale Sensor yang memang dirancang khusus

untuk penggunaan pada sensor berat.


28

Karena perbedaan yang terukur sangat kecil dalam orde μV (mikro Volt,

seper sejuta Volt), dibutuhkan rangkaian pengubah sinyal analog menjadi digital

yang sangat presisi, untuk itulah pada kit ini disertai dengan modul HX711 yang

beresolusi 24 bit (16,7+juta undakan pada tangga ADC).

Gambar 3.3 Rangkaian HX711 dan Load Cell

Load cell merupakan sensor yang dirancang untuk mendeteksi tekanan

atau berat sebuah beban, sensor load cell umumnya digunakan sebagai komponen

utama pada sistem timbangan digital dan dapat diaplikasikan pada jembatan

timbangan yang berfungsi untuk menimbang berat dari truk pengangkut bahan

baku, pengukuran yang dilakukan oleh Load Cell menggunakan prinsip tekanan.

Prinsip kerjanya selama proses penimbangan, beban yang diberikan

mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan

perubahan bentuk secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regangan ini (positif

atau negatif) dikonversikan kedalam sinyal elektrik oleh strain gauge yang

terpasang pada spring element.

3.3.4 Rangkaian ATMega328

Mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega 328 adalah

mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce

Instruction Set Compiler) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat

daripada arsitektur CSIC (Completed Instruction Set Computer). Berikut adalah

gambar rangkaian ATMega 328 yang dibuat dengan menggunakan software

KiCad E.D.A.


29

Gambar 3.4 Rangkaian Arduino Nano

3.3.5 Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

Pada alat ini, display yang digunakan adalah Liquid Crystal Display

(LCD) merupakan suatu media penampilan data yang sangat efektif dan efisien

dalam penggunaannya. Untuk menampilkan sebuah karakter pada layar LCD

diperlukan beberapa rangkaian tambahan. Dan untuk blok ini tidak ada komponen

tambahan karena mikrokontroler dapat member data langsung ke LCD, pada LCD

sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi

tampilan karakter.

Gambar 3.5 Rangkaian LCD


30

Pemasangan trimpot sebesar KΩ untuk mengatur kontras karakter yang

tampil. Pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter,

komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data

secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat

dikendalikan oleh Arduino Uno.

3.3.6 Rangkaian Buzzer

Rangkaian keluaran yang digunakan salah satunya ialah buzzer. Dengan

spesifikasi 5 volt, oleh karena itu buzzer langsung dapat dihubungkan ke port

mikrokontroller tanpa perlu rangkaian tambahan lagi. Buzzer dihubungkan pada

pin 11 Arduino ke kaki 2 buzzer seperti Gambar 3.6 berikut.

Gambar 3.6 Rangkaian Buzzer

3.4 Rangkaian Keseluruhan

Rangkaian Keseluruhan ini dibuat secara sederhana dengan menggunakan

ATmega 328 sebagai mikrokontroller dan LoadCell sebagai sensor berat dimana

nilai berat yang akan dibaca oleh IC HX711 dengan tampilan keluaran pada LCD.

Dan jika berat melebihi batas yang sudah ditentukan maka secara otomatis buzzer

mengeluarkan suara (alarm).

Berikut adalah gambar Perencanaan Sistem Otomatisasi Alat Proteksi

Beban Muatan Menggunakan Load Cell Berbasis Atmega 328 yang dibuat dengan

menggunakan software KiCad E.D.A.


31

Gambar 3.7. Rangkaian Keseluruhan.

3.5 Perancangan Printed Circuit Board (PCB)

Printed Circuit Board (PCB) adalah sebuah papan rangkaian yang terbuat

dari bahan ebonite (Pertinax) atau fiber glass dimana salah satu sisi permukaanya

dilapisi dengan tembaga tipis. Berdasarkan susunan PCB terbagi menjadi tiga

jenis, yang pertama PCB Single Layer merupakan PCB polos yang hanya

memiliki 1 lapisa tembaga pada salah satu sisinya. PCB Double Layer merupakan

PCB polos yang memiliki 2 lapisan tembaga pada kedua sinyal dan PCB Matrik


32

Strip Board merupakan PCB yang memiliki 1 sisi tembaga dan memiliki lubang-

lubang dengan ukuran normal 0,8 – 1mm.

Perancangan PCB pada pembuatan sistem otomatisasi alat proteksi beban

ini menggunakan software KiCad E.D.A. Kicad adalah software rangkaian

elektronik gratis (opensource) untuk desain otomatisasi elektronik. Software ini

memfasilitasi skema desain untuk sirkuit elektronik dan mengkonversinya

sebagai desain PCB.

Dengan perancangan yang tepat akan didapatkan layout jalur PCB

tersusun rapi dan mudah digunakan. Lebar dan jarak antara jalur juga harus

diperhitungkan agar tidak terjadi kesalahan atau hubungan singkat akibat jalur

yang terlalu rapat dan sempit. Perancangan tata letak PCB dapat dilihat pada

gambar 3.8.

Gambar 3.8 Tata Letak Jalur PCB

3.6 Software Pemrograman dan Program Sensor

3.6.1 Software Arduino.cc 1.7.11

Bahasa C merupakan salah satu bahasa yang cukup popular dan handal

untuk pemrograman mikrokontroler. Dalam melakukan pemrograman

mikrokontroler diperlukan suatu software pemrograman, salah satunya yang

mendukung bahasa c adalah Arduino.cc. Software Arduino.cc hanya

digunakan untuk mikrokontroler keluarga arduino saja.


33

Gambar 3.9 Software Arduino.cc

3.6.2 Program Sensor Berat

Persiapan pertama sebelum memasukkan program adalah menghubungkan

mikrokontroler arduino dengan PC melalui USB port. Langkah berikutnya adalah

membuka sotware arduino.cc, langkah selanjutnya adalah penulisan program pada

software, berikut ini adalah program yang di tuliskan pada software.

#include <LiquidCrystal.h>// memasukkan library lcd

const int rs = 4, en = 3, d4 = 5, d5 = 6, d6 = 7, d7 = 8;

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); // inisialisasi pin lcd

#include "HX711.h"// memasukkan file.h dari library HX711

HX711 scale(9, 10);// menggabungkan inisialisasi SHT ke pin dt,sck Pada

HX711

float calibration_factor = 4540;//4630;//2230; // this calibration factor is

adjusted according to my load cell

float units;


34

float ounces;

float beratmaksimal=59;

int buzzer=11;

void setup() //program utama yang dijalankan

pinMode(buzzer,OUTPUT); //Inisialisasi Pin Buzzer sebagai output

lcd.begin(16, 2);

Serial.begin(9600);

lcd.print(" Selamat Datang ");

Serial.println("HX711 calibration sketch");

Serial.println("Remove all weight from scale");

Serial.println("After readings begin, place known weight on scale");

Serial.println("Press + or a to increase calibration factor");

Serial.println("Press - or z to decrease calibration factor");

scale.set_scale();

scale.tare(); //Reset the scale to 0

long zero_factor = scale.read_average(); //Get a baseline reading

Serial.print("Zero factor: "); //This can be used to remove the need to tare

the scale. Useful in permanent scale projects.

Serial.println(zero_factor);

//Menghidupkan dan mematikan buzzer

digitalWrite(buzzer,1);

delay(500);


delay(100);


35

void loop()

scale.set_scale(calibration_factor); //Adjust to this calibration factor

Serial.print("Reading: ");

units = scale.get_units(), 10;

units=units*10;

if (units < 0)

units = 0.00;

//Rumus merubah nilai sensor ke satuan grams

ounces = units * 0.35274; //0.035274

Serial.print(units);

Serial.print(" grams");

Serial.print(" calibration_factor: ");

Serial.print(calibration_factor);

Serial.println();

// Menampilkan berat ke LCD

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("Berat: ");

lcd.setCursor(7,1);

lcd.print(units,1);

lcd.print(" gram");

if(Serial.available())//Mengatur beban awal ke nol

char temp = Serial.read();

if(temp == '+' || temp == 'a')


36

calibration_factor += 10;//100

else if(temp == '-' || temp == 'z')

calibration_factor -= 10;

if(units>=beratmaksimal)//Kalau berat melebihi batas maksimal

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" Berat melebihi ");


delay(500);


delay(100);

else if(units>0)//Kalau ada benda di atas timbangan

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" Berat normal ");

else//Kalau tidak ada benda di atas timbangan

lcd.setCursor(0,0);



37

3.7 Flowchart Sistem

Ya

Tidak

Gambar 3.10. Flowchat Sistem

Mulai

Inisialisasi Program

Masukkan Beban

Mikrokontroller

Mengambil Data dari

Sensor

Apakah

Beban

Melebihi

Kapasitas ?

Menampilkan Nilai

Berat di LCD

Alarm OFF

Selesai

Alarm ON


38

BAB IV

PENGUJIAN RANGKAIAN

4.1 Pengujian Rangkaian Sumber Daya

Untuk supply daya pada alat ini digunakan adpator charge HP. Memiliki

tegangan masukkan sebesar 100-240 volt dengan arus 0.2 Amper dan tegangan

keluaran yang diberikan sebesar 5 Volt dan arus 1 Amper. Charger dihubungkan

ke stopkontak yang terhubung dengan PLN kemudian dihubungkan di bagian atas

di daerah papan PCB. Setelah Rangkaian Aktif (arus mengalir pada rangkaian

alat) maka charger berhasil memberi masukkan tegangan kedalam alat ini. Dan

dalam pengujian lat ini, charger yang digunakan dapat mengalirkan arus kedalam

otomatisasi alat proteksi beban berlebih.

4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Nano

Pengujian sistem arduino nano ini untuk memastikan bahwa sistem

arduino yang digunakan pada penelitian ini tidak rusak.

Pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming)

mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan

rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program Arduino.cc.

Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler

oleh program downloader yaitu Arduino Nano.

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler Arduino Nano

Apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu


39

singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler Arduino Uno R3 bekerja dengan

baik dengan mode ArduinoISP-nya.

4.3 Pengujian Rangkaian LoadCell dan IC HX711

Pengujian sensor berat dilakukan dengan cara melihat respon sensor

apabila sensor diberi tekanan berupa beban antara sensor dengan objek dan

apabila tidak diberi beban. Dan juga untuk menentukan berat beban normal dan

berat beban melebihi dari sensor.

Pengujian ini bertujuan, baik atau tidaknya sensor untuk di gunakan.

Berikut adalah data sensor ketika diberi beban dan tidak diberi beban dan beban

berlebih diatas sensor tersebut.

Program LoadCell dan IC HX711

#include "HX711.h"

HX711 scale(9, 10);// dt,sck Pada HX711



float units;

float ounces;

float beratmaksimal=59;

int buzzer=11;

void setup()

pinMode(buzzer,OUTPUT);

lcd.begin(16, 2);

Serial.begin(9600);


Serial.println("HX711 calibration sketch");


40

Serial.println("Remove all weight from scale");

Serial.println("After readings begin, place known weight on

scale");

Serial.println("Press + or a to increase calibration factor");

Serial.println("Press - or z to decrease calibration factor");

scale.set_scale();

scale.tare(); //Reset the scale to 0

long zero_factor = scale.read_average(); //Get a baseline reading

Serial.print("Zero factor: "); //This can be used to remove the need to tare

the scale. Useful in permanent scale projects.

Serial.println(zero_factor);



delay(500);


delay(100);

void loop()




units=units*10;

if (units < 0)

units = 0.00;



41

ounces = units * 0.35274;//0.035274





Serial.println();

4.4 Pengujian Rangkaian LCD

Pengujian ini dilakukan dengan cara melihat status lcd apakah hidup atau

tidak saat sensor berat atau sensor hx711 membaca beban ketika beban diletakkan

di atas loadcell. Dari hasil pengujian di dapatkan hasil yaitu disaat sensor berat

mendeteksi beban maka lcd akan aktif. Untuk cara kerja lcd, ketika beban lebih

dari 59 gram maka lcd akan menampilkan keluaran "berat melebihi", dan ketika

sensor membaca beban kurang dari 59 gram maka lcd akan menapilkan tampilan

"berat normal". Berdasarkan keterangan di atas adapun program yang diisikan ke

mikrokontroller untuk lcd adalah sebagai berikut:

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(13, 12, 7, 6, 5, 4);

void setup()

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Berat: ");

lcd.setCursor(7, 1);

lcd.print("units,1");

lcd.print(" gram");

lcd.setCursor(0,0);



42

Gambar 4.2 Hasil Pengujian LCD

4.5 Pengujian Rangkaian Buzzer

Pengujian ini dilakukan dengan cara melihat status Buzzer apakah aktif

atau tidak saat sensor berat atau sensor hx711 mendeteksi beban benda. Dari hasil

pengujian di dapatkan hasil yaitu disaat sensor hx711 mendeteksi berat benda

yang melebihi kapasitas maka Buzzer akan aktif.



delay(500);


delay(100);

4.6 Gambar Pengujian Alat

Gambar 4.3 Pengujian Tampilan Awal


43

4.6.1 Pengujian Berat Normal

Beban diletakkan di atas jembatan timbang dimana dibawah nya

terletak load cell dan kemudian akan dibaca oleh mikrokontroller

dengan output tampilan pada LCD.

Gambar 4.4 Pengujian Beban Normal

4.6.2 Pengujian Berat Melebihi


terletak load cell dan kemudian akan dibaca oleh mikrokontroller.

Gambar 4.5 Pengujian Beban MelebihI


44

4.6.3 Pengujian Berat Melebihi


terletak load cell dan kemudian akan dibaca oleh mikrokontroller.

Gambar 4.6 Pengujian Beban Melebihi


45

4.2 Analisa Sistem

4.2.1 Sensor Berat

4.2.1.1 Kalibrasi

a. Pengertian Kalibrasi

Kalibrasi merupakan proses verifikasi bahwa suatu akurasi alat

sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi bisa dilakukan dengan membandingkan

suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional dan

bahan bahan acuan tersertifikasi.

b. Fungsi Kalibrasi :

Menjaga kendala mutu dengan memastikan kinerja dan akurasi

berbagai instrument yang digunakan melalui penentuan penyimpangan nilai

standar dengan nilai yang ditunjukkan alatukur, atau dengan kata lain untuk dapat

memastikan akurasi dari alat ukur tersebut sehingga instrument yang digunakan

dapat menghasilkan pengukuran yang akurat. Berikut adalah gambar anak

timbangan kelas m2 yang digunakan sebagai acuan kalibrasi sensor.

Gambar 4.7 Batu Timbangan

Tabel 2.6 Kesalahan Maksimum Batu Timbangan

Massa

Nominal

±ᵟm dalam mg

Kelas M1 Kelas M2

50 gr 3,0 10

100 gr 5 15

200 gr 10 30

5 Kg 250 750


46

c. Proses Kalibrasi Sensor

Proses kalibrasi sensor digunakan anak timbangan atau batu

timbangan sebagai tutuk acuan dasar. Dan acuan dalam menghitung berat dalam

bentuk gram.

#include "HX711.h"

HX711 scale(9, 10);// dt,sck Pada HX711



void loop()




units=units*10;

if (units < 0)

units = 0.00;


ounces = units * 0.35274;//0.035274





Serial.println();


47

Gambar 4.8 Hasil Tampilan Kalibrasi

Berikut adalah hasil data pengukuran kalibrasi sensor menggunakan batu

timbangan 50 gram, 100 gram, dan 200 gram.

Tabel 2.7 Hasil Data Kalibrasi Batu Timbangan

Batu

Timbangan

Interval Pengukuran Rata-Rata

1 2 3 4

50 gr 50,3 50,1 50,0 50,0 50,1

100 gr 99,9 100,0 100,0 100,0 99,975

200 gr 203,0 204,0 202,0 202,0 202,75

4.2.1.2 Analisa Keseluruhan Rangkaian

Dengan sistem jembatan timbang maka pengambilan data

percobaan dilakukan dua kali, yang pertama menghitung berat mobil

beban dan yang yang kedua dengan menghitung berat mobil pertama dan

mobil kedua yang akan dijadikan beban pada mobil pertama untuk

perbandingan data sebagai berikut :


48

1. Data percobaan penghitungan berat mobil yang akan dijadikan beban :

Tabel 2.8 Hasil Data Percobaan Berat Beban

PERCOBAAN 1

(Mobil Police)

PERCOBAAN 2

(Mobil Hitam)

PERCOBAAN 3

(Mobil Merah)

Indikator

Berat

Jumlah

Berat (gr)

Indikator

Berat

Jumlah

Berat (gr)

Indikator

Berat

Jumlah

Berat (gr)

Berat

normal 20,9

gram

Berat

melebihi,

Buzzer

Hidup

59,9

gram

Berat

melebihi,

Buzzer

Hidup

175,2

gram

2. Data Percobaan Mobil dengan beberapa sample:

Tabel 2.9 Hasil Pengukuran Mobil

D

D

Dengan menggunakan Metode Eksperimen, Telah di dapat perbandingan

analisa pengukuran antara pengukuran alat dengan pengukuran secara

konvensional, berikut data percobaan dan perhitungan % Error dalam alat yang

dibuat untuk mencapai keberhasilan pengukuran secara konvensional.

Benda yang

diuji

Hasil Pengukuran (g) Rata-Rata (g)

1 2 3 4 5

Mobil

Police

20,7 21,0 20,7 20,7 20,9 20,8

Mobil Besi 59,9 60,1 59,9 60,0 59,7 59,92

Mobil

Pemadam

78,2 72,6 72,8 72,9 72,8 73,86

Mobil

Merah

171,4 175,3 175,1 175,2 175,1 174,42


49

3. Data Percobaan Pengukuran Menggunakan Timbangan Konvensional.

Tabel 3.10 Hasil Pengukuran Load Cell dengan Timbangan Konvensional

Warna/Bentuk Mobil Hasil Pengukuran

Load Cell (g)

Hasil Pengukuran

Konvensional (g)

Mobil Police 20,8 g 20 g

Mobil Pemadam 73,86 g 72 g

Mobil Besi (Hitam) 59,92 g 60 g

Mobil Merah 174,42 g 172 g

Berikut, adalah gambar hasil tampilan pengukuran timbangan konvensional.

(A) (B)

Gambar 4.9 Hasil Pengukuran Konvensional (a) 20 g dan (b) 60 g

(C) (D)

Gambar 4.10 Hasil Pengukuran Konvensional (c) 72 g dan (d) 172 g


50

Berikut perhitungan % Error antara hasil pengukuran alat dengan hasil

pengukuran timbangan konvensional untuk menentukan apakah alat yang dibuat

berhasil atau tidak.

a) Error untuk beban Mobil Police

( ) –

( )

( )

b) Error untuk beban Mobil Pemadam

( ) –

( )

( )

c) Error untuk beban Mobil Besi (Hitam)

( ) –

( )

( )

d) Error untuk beban Mobil Merah

( ) –

( )

( )

Jadi, Total Rata-rata error dari semua data yang sudah diukur adalah.

( )


51

Berdasarkan hasil rata-rata error yang di dapat, maka dapat diketahui

bahwa error dari jembatan timbang yang dibuat sudah diminimalkan dan

pengkalibrasian dari load cell tersebut sudah hamper tepat. Pengujian alat secara

keseluruhan ini dilakukan dengan membandingkan data saat beban di timbang

menggunakan timbangan digital dengan alat yang sudah dibuat.


52

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang

kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian alat, serta pengambilan data maka

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.

1. Telah berhasil dibuat seperangkat sistem alat otomatis sederhana

proteksi beban berlebih dengan sistem jembatan yang sudah dikalibrasi

menggunakan batu timbangan agar hasil pengukuran akurat sesuai

dengan hasil pengukuran konvensional pada umumnya. Dengan minimal

ralat % error sekitar 2,0275%.

2. Dari pengukuran yang dilakukan, ketika loadcell mendapatkan tekanan

dari benda di atasnya kemudian mikrokontroller mengolah dan

mengeluarkan hasil lalu dengan modul penguat HX711 membaca berat

dari benda tersebut serta menganalisa bahwa berat beban melebihi dan

secara otomatis alarm berbunyi. Alarm berhasil berbunyi pada saat berat

59 g sesuai dengan kapasitas yang sudah ditentukan dan dibuat ke dalam

program.

3. Pada timbangan elektronik ini menggunakan loadcell sebagai pendeteksi

berat mobil-mobilan. Setelah mobil-mobilan melewati jembatan timbang

yang kemudian ditimbang maka akan keluar kode dari timbangan ini dan

akan disimpan pada EEPROM (Electrically Erasable Programmable

Read-Only Memory) Mikrokontroler ATmega 328. Pada saat mobil-

mobilan diletakkan di atas jembatan timbang, maka nilai beratnya akan

secara otomatis tampil pada Liquid Crystal Display (LCD).


53

5.2 Saran

Dari hasil tugas akhir ini penulis menyadari bahwa alat ini masih sangat

membutuhkan banyak pengembangan baik dari segi penggunaan dan sistem

kerja, maka penulis mempunyai beberapa saran demi kemajuan dan

pengembangan alat ini, sebagai berikut :

1. Sebaiknya fungsi alat ini diharapkan bisa diperluas lagi supaya tidak

hanya bisa membuat sistem simulasi jembatan timbang untuk

mengukur berat beban pada saat mobil-mobilan melewati jembatan

dalam berat 5 kg saja, tetapi bisa mengukur beban lebih dari 5 kg.

2. Sebaiknya sistem ini tidak hanya bisa memberikan informasi beban

berlebih dalam tampilan layar LCD dan PC serta memberikan

peringatan berupa bunyi buzzer saja tapi untuk peneliti berikutnya

dapat memvariasikan cara pemberian informasi tersebut seperti

dengan keluaran suara operator dan lainnya.

3. Sebaiknya lebih teliti lagi dalam proses kalibrasi sensor.


54

DAFTAR PUSTAKA

Bishop, Owen. 2004. Dasar-Dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga

Budiharto,Widodo dan Sigit Firmansyah. 2010. Elektronika digital dan

mikroprosesor. Yogyakarta: ANDI

Istiyanto, Jazi eko. 2008. Pengantar elektronika dan Instrumentasi.

Yogyakarta: ANDI

PaulMalvino,Albert,(1994),Elektronika Komputer Digital,Terjemahan Penerbit

Erlangga, Jakarta.

http://produk-inovatif.com/blog/2017/10/09/timbangan-5kg-hx711/

Diakses pada Tanggal : 30/03/2018, Pukul : 20:10

http://ecadio.com/mengenal-dan-belajar-arduino-nano


https://www.google.com/amp/s/djukarna4arduino.wordpress.com/2015/01/19/


http://www.leselektronika.com/2012/06/liguid-crystal-display-lcd-16-x-2.html


http://r-dy-techno.blogspot.co.id/2013/06/pengertian-dan-prinsip-kerjabuzzer.html


https://www.loadcellteori.wordpress.com



http://produk-inovatif.com/blog/2017/10/09/timbangan-5kg-hx711/

https://www.google.com/amp/s/djukarna4arduino.wordpress.com/2015/01/19/

OTOMATISASI ALAT PROTEKSI BEBAN MUATAN BERLEBIH ...

Documents