## PERANCANGAN ALAT UKUR KETINGGIAN AIR MENGGUNAKAN SENSOR HC-SR04 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535
Oleh Marvin Frans Sakti Hutabarat 1)
Ruth Meivera Siburian 2)
Institut Sains dan Teknologi TD. Pardede 1,2)
E-mail marvin.hutabarat@gmail.com 1)
manut@yahoo.com 2 )

## ABSTRACT
In this Life water is very important, water is the source of life which is always needed in this life. The role of  water is  very useful  in life, both in  the world  of  offices  and household  life. water  availability  is  done  manually,  by  visiting,  looking  at  the  surface,  looking  at  direct measurements at direct shelters. In this way it is easier and easier to do as well as low cost, but if the water distance is far and it is difficult to do it with a surface water reservoir there will be difficulties. To overcome this, automatic water metering equipment is needed from the microcontroller.  With  this  thesis,  a  water  level  measurement  tool  was  successfully  created using the HC-SR04 sensor which will read the water level from its surface. The water level is greater than 30 centimeters from the sensor made which is shown on the LCD, the two relays will  be connected so  that the connection to  the pump will  light  up. If the water level  is  less than 10 centimeters from the check, then the relay will terminate the connection to the water pump
Keywords: Atmega 8535 Microcontroller, Liquid Cristal Display, Senso, HC Sr04 Sensor

## ABSTRAK
Dalam Kehidupan ini air sangat penting, air sumber kehidupan yang selalu dibutuhkan dalam kehidupan ini. Peran air sangat berguna dalam kehidupan, baik dalam dunia perkantoran dan kehidupan  berumah  tangga  .  ketersediaan  air  dilakukan  secara  manual,  dengan  cara mendatangi,  melihat  permukaan,  melihat  pengukuran  langsung  pada  tempat  penampungan langsung.  Dengan  cara  tersebut  lebih  gampang  dan  mudah  dilakukan  begitu  juga  dengan biaya  murah,  akan  tetapi  apabila  jarak  air  jauh  dan  sulit  dilakukan  dengan  penampung permukaan  air  akan  terjadi  kesulitan.  Untuk  mengatasi  hal  tersebut  diperlukan  peralatan pengukuram air secara otomatis dari mikrokontroller. Dengan skripsi ini berhasil dibuat alat pengukuran  ketinggian  air  dengan  menggunakan  sensor  HC-SR04  yang  akan  membaca ketinggian  air  dari  tempat  permukaannya.  Dataran  air  lebih  besar  dari  30  centimeter  dari sensor  yang  terbuat  yamg  diperlihatkan  di  LCD,  kedua  relay  akan  tersambung  alhasil sambungan  ke  pompa  hendak  menyala.  Bila  ketinggian  air  kurang  lebih  dari  10  centimeter dari pemeriksaan itu, hingga relay akan mengakhiri sambungan ke pompa air Kata Kunci : Mikrokontroller Atmega 8535, Liquid Cristal Display, Senso, Sensor HC- Sr04

## 1. PENDAHULUAN
Dalam  kehidupan  ini  air  sangat penting, air sumber kehidupan yang selalu dibutuhkan  dalam  kehidupan  ini.  .  Peran
air  sangat  berguna  dalam  kehidupan,  baik dalam  dunia  perkantoran  dan  kehidupan berumah tangga . ketersediaan air dilakukan  secara  manual,  dengan  cara
mendatangi,  melihat  permukaan,  melihat pengukuran langsung pada tempat penampungan  langsung.  Dengan  cara tersebut  lebih  gampang  dan  mudah dilakukan begitu juga dengan biaya murah, akan tetapi  apabila jarak air jauh dan sulit dilakukan  dengan  penampung  permukaan air akan terjadi kesulitan. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan peralatan pengukuram  air  secara  otomatis  dari mikrokontroller.
Hasil  dari  output  digital  dari  ADC hendak dimasukkan ke port miktokontroller  ATMega8535  diolah  buat diperlihatkan  berbentuk  hasil  ketingguan air  pada  display  LCD.  Perlengkapan  ini dilengkapi  dengan  pompa  air  yang  hidup serta matinya seluruh diatur oleh mikrokontoller  ialah  pompa  air  yang hudup dan matinya diatur dengan terdapatnya mikrokontroller, pompa hendak  mati  bila  wadah  penampung hamper  penuh  serta  hidup  balik  dikala wadah  penampungan  hamper  kosongm ataupun  bias  dicoba  dengan  cara  buku petunjuk.
Perlengkapan  yang  bias  menolong mengenali  ketinggian  air  ataupun  zat  cair yang  lain  lebih  mengenali  dan  cepat berbentuk  tampilan  pada  LCD.  Pompa  air juga  bias  bertugas  buat  memompa  air  ke dalam  kolam  penampungan  cocok  situasi ketersediaan  airnya.  Dari  pengaturan perlengkapan ini bias kita menata
penmanfaatan air alhasil bias lebih berdaya guna serta ada disaat kita butuhkan,
Berdasarkan  uraian  diatas  penulis bermaksud  membuat  alat  ukur  yang berjudul “ PERANCANGAN
ALAT UKUR

## KETINGGIAN
AIR MENGGUNAKAN  SENSOR  HC-SR04

## BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMega8535".
2. TINJAUAN PUSTAKA

## a. Sensor HC-SR04
HSCR  merupakan  seri  merupakan seri  dari  sensor  jarak  dengan  gelombang ultrasonic,  dimana  didalam  pemeriksaan ada  2  bagian  ialah  receiver  serta transmitter yang memiliki fungsi penghasil gelombang serta akseptor hasil gelombang. Pemeriksaan  Ultrasonik  mempunyai  range 2cm–400cm, kisaran akurasinya mempunyai 3mm, perlengkapan sendor ini umumnya  digunakan  buat  mengukur  jarak ketinggian  dampingi  air  serta  media kemudian  di  program  buat  menciptakan volumenya.
Gambar 2.1. Sensor HC-SR04
Disamping  ialah  wujud  fisik  dari  sensor ultrasonic,  HCSR04  yang  memiliki  4  pin. Satu pin VCC sebagi pin masukan tekanan serta  dijajari  oleh  pin  GND  selaku Grounding, sebaliknya pin lebihnya merupakan  trigger  dan  echo  pin  yang hendak pengaruhi gelombang ultrasonic, 4 pin itu sebagai berikut:
1. 5V supply
2. Trigget Pulse Output
3. Echo Pulse Input
4. 0V ground
Buat  mengaitkan  sensor  HC-  SR04  cukup mengaitkan  pim  VCC  serta  GND  ke+5  V serta  GND  arduino  dan  pin  Trigger  serta echo  tersambung  dengan  pin  dihital arduino,

## 2.2   Gelombang Ultrasonik
Pemakaian  gelombang  ultrasonic sudah  dipakai  dari  masa  ke-  19  dimana dini  kali  digunakan  buat  mengenali  kapal selam.  Sumber  ultrasonik  diterima  oleh Kristal  kuarsa  dini  kali  dibikin  oleh  Paul Langevin  dengan  mengaplikasikan  prinsip gelombang  ultrasonic  yang  dipancarkan oleh  Kristal  itu  sesudah  itu  hasil pantulannya dideteksi. Akibat bertumbuhnya  alam  industry,  dahulu  kala, medis  serta  pandangan  yang  lain  sampai pemakaian  gelombang  ultrasonic  pula hadapi  kemajuan  kilat.  Aplikasi  yang kerap  kita  dengar  ialah  buat  pengukuran jarak,  ultrasonografi(  USG),  pakar  ukur
jarak  kamera,  membuka  pintu  garasi  serta lain- lain.
Gelombang ultrasonik yakni gelombang dengan besar gelombang diatas gelombang  gelombang  suara  ialah  lebih dari 20 KHz. Semacam sudah dibilang bila kir ultrasonik terdiri dari susunan penyebar ultrasonik  yang  diucap  transmitter  serta susunan  akseptor  ultrasonik  yang  diucap receiver.  Karakteristik  ultrasonik  yang dibangkitkan  hendak  dipancarkan  dari transmitter  ultrasonik.  Kala  karakteristik Mengenai  barang  penghalang,  hingga karakteristik ini dipantulkan serta diterima oleh  receiver  ultrasonik.  Karakteristik yang  diterima  oleh  susunan  receiver dikirimkan  ke  susunan  mikrokontroler buat berikutnya diolah buat memilah jarak pada  barang  di  depannya(  pemikiran pantul).  Prinsip  kegiatan  dari  kir  HC- SR04  bisa  ditunjukkan  dalam  lukisan dibawah ini:
Gambar 2.2. Prinsip Kerja Sensor HC- SR04
a. Pemancar Ultrasonik ( Transmitter ) Pemancar  Ultrasonik  ini  berbentuk susunan yang mengucurkan tanda sinusoidal  berfrekuensi  di  atas  20  KHz memakai  suatu  transducer  transmitter ultrasonic.
Gambar 2.3. Rangkaian Pemancar
Gelombang Ultrasonik
Prinsip kegiatan dari susunan pemancar gelombang ultrasonik itu merupakan selaku selanjutnya:
1. Sinyal 40 kHz dibangkitkan melalui mikrokontroler.
2. Tanda  itu  dilewatkan  pada  suatu resistor sebesar 3KOhm buat pengaman  kala  tanda  itu  berbelok maju susunan dioda serta transistor.
3. Setelah itu tanda itu dimasukkan ke susunan penguat arus yang merupakan  campuran  dari  2  buah dioda serta 2 buah transistor.
4. Kala  tanda  dari  masukan  berlogika besar(+5V)  hingga  arus  hendak melampaui  dioda  D1(  D1  on), setelah itu arus itu hendak berbelok transistor  T1,  alhasil  arus  yang hendak mengalir pada kolektotr T1 hendak besar cocok dari penguatan dari transistor.
5. Kala  tanda  dari  masukan  berlogika besar(  0V)  hingga  arus  hendak melampaui  dioda  D2(  D2  on), setelah itu arus itu hendak berbelok transistor  T2,  alhasil  arus  yang hendak mengalir pada kolektotr T2 hendak besar cocok dari penguatan dari transistor.
6. Resistor R4 serta R6 berperan buat memilah  tengangan  jadi  2,  5  V.
Alhasil  penyiar  ultrasonik  hendak menyambut  tekanan  bolak–  balik dengan  Vpeak-  peak  merupakan 5V(+2, 5 V s. d- 2, 5 V).
b. Penerima Ultrasonik ( Receiver )
Akseptor Ultrasonik ini hendak menyambut  karakteristik  ultrasonik  yang dipancarkan oleh penyiar ultrasonik dengan  kepribadian  gelombang  yang sebentuk.  Karakteristik  yang  diterima  itu hendak lewat tata cara filterisasi gelombang  dengan  mengenakan  susunan band  pass  filter(  penapis  pelewat  pita), dengan angka gelombang yang dilewatkan sudah didetetapkan. Sesudah itu
karakteristik keluarannya hendak dikuatkan  serta  dilewatkan  ke  susunan komparator(  pembeda)  dengan  titik  berat rujukan  didetetapkan  berawal  pada  titik berat  keluaran  penguat  pada  dikala  jarak antara  kir  perkakas  pemindahan  kecil dengan sekat atau bilik pembatas menggapai  jarak  minimal  buat  berbelok arah. Bisa dikira keluaran komparator pada atmosfer  ini  yakni  high(  ide  segar‘  1’) sebaliknya  jarak  yang  lebih  jauh  yakni low( ide segar’ 0’). Logika- ide segar biner ini sesudah itu diteruskan ke susunan otak( mikrokontroler).
Gambar 2.4. Rangkaian Penerima

## Gelombang Ultrasonik
1. Prinsip  kegiatan  dari  susunan  penyiar gelombang  ultrasonik  itu  merupakan selaku  selanjutnya:  Awal–  tama  tanda yang  diperoleh  hendak  dikuatkan terlebih  dulu  oleh  susunan  transistor penguat Q2.
2. Setelah itu tanda itu hendak di penapis memakai  high  pass  penapis  pada gelombang 40kHz oleh susunan transistor Q1.
3. Setelah  tanda  itu  dikuatkan  serta  di penapis,  setelah  itu  tanda  itu  hendak disearahkan  oleh  susunan  dioda  D1 serta D2.
4. Kemudian  tanda  itu  lewat  susunan penapis  low  pass  penapis  pada gelombang&lt;  40kHz  lewat  susunan penapis C4 serta R4.
5. Setelah  itu  tanda  hendak  lewat komparator Op- Amp pada U3.
6. Jadi  kala  terdapat  tanda  ultrasonik yang  masuk  ke  susunan,  hingga  pada komparator hendak menghasilkan akal sehat  kecil(  0V)  yang  setelah  itu hendak  diproses  oleh  mikrokontroler buat membagi jaraknya.
2.3 Karakteristik Fisik Gelombang Ultrasonik
Jarak  antara  dua  nilai  pucuk gelombang  yang  berentetan(  gelombang transversal)  ataupun  jarak  dari  2  bagian pemampatan  gelombang  yang  berentetan( gelombang  longitudinal)  dibilang  jauh gelombang(λ). Lama yang diperlukan buat menempuh satu gelombang penuh ataupun lama yang ditempuh selama gelombang itu diujarkan bentang durasi( T).
Besarnya  panjang  gelombang  ini amat  berarti  buat  memastikan  batasan pernyataan  pembayangan  sistem.  2  wujud bentuk yang bersebelahan jauh gelombangnya
tidak
dapat diidentifikasikan dengan cara terpisah pada pembayangan ultrasonic.
Kecekatan suara dalam biasa tergantung pada kerapatan(ρ) serta kompressibilitas biasa( B). Material dengan  anasir  berat  mengarah  beranjak lebih  lambat  dibanding  anasir  enteng dikala  terbentuknya  pergantian  titik  berat dalam biasa. Material yang amat kompressibel semacam gas hendak melanjutkan  gelombang  suara  lebih  lelet alhasil  akumulasi  keseriusan  ataupun kompressibilitas cendrung hendak merendahkan kecekatan suara.

## 2.4 Cara Kerja Mikrokontroler
Dengan cara biasa metode kegiatan Mikrokontroller  hendak  di  jelaskan  di dasar  ini,  bersumber  pada  angka  yang terletak  pada  register  Program  Counter Mikrokontroller  mengutip  informasi  pada ROM  dengan  addres  begitu  juga  angka yang  tercetak  pada  Program  counter. Berikutnya  Program  Counter  ditambah nilainya  dengan  1  dengan  cara  otomatis. Informasi  yang  didapat  itu  merupakan antrean instruksi program otak Mikrokontroller  yang  lebih  dahulu  sudah terbuat oleh pengguna.
Instruksi  itu  diolah  serta  dijalani, cara pengerjaan terkait pada tipe instruksi: dapat  membaca,  mengganti  nilai-  nilai pada  register,  RAM,  isi  port,  ataupun melaksanakan  artikulasi  serta  dilanjutkan dengan pengubahan informasi.
Program  Counter  sudah  berganti nilainya(  bagus  sebab  akumulasi  otomatis begitu  juga  pada  tahap  1  di  atas  ataupun sebab pengubahan pada tahap 2). Berikutnya  yang  dicoba  Mikrokontroller merupakan mengulang balik daur ini pada tahap  1  begitu  berikutnya  sampai  power dimatikan.
Dari penafsiran diatas bisa disimpulkan  kalau  pada  dasarnya  buat kegiatan Mikrokontoller merupakan amatlah  tergantung  pada  antrean  instruksi yang dijalani ialah program yang ditulis di ROM.

## 2.4 Konfigurasi ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki  jumlah  jarum  semat  sebesar  40 buah, dimana 32 jarum semat dipakai buat kebutuhan  port  I  atau  O  yang  bisa  jadi jarum  semat  input  atau  output  cocok bentuk.  Pada  32  jarum  semat  itu  dibagi atas  4  bagian(  port),  yang  masing- masingnya  terdiri  atas8  jarum  semat.  Pin- pin  yang  lain  dipakai  buat  kebutuhan susunan  osilator,  pasokan  tekanan,  reset, dan tekanan rujukan buat ADC.

## Gambar 2.6 Konfigurasi Pin ATMega8535

## 3. METODE PENELITIAN
a. Rangkaian minimum

## Mikrokontroller ATMega8535
Pada penyusunan alat ini dipakai mikrokontroller ATMega8535 yang berperan membaca input dari pemeriksaan Hubungan  jarak  jauh  serta  sola  cell,  serta menunjukkan pada display LCD. Rangkain ini  berperan  selaku  pusat  kontrol  dari semua  sistem  yang  terdapat.  Susunan mikrokontroller  ATmega8535  ditunjukkan pada lukisan 3. 1.
Gambar 3.1
Rangkaian

## Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler ini mempunyai 32 port I/ O, ialah port A, port B, port C serta port  D.  Pin  33  hingga  40  merupakan  Port A  yang  ialah  port  ADC,  dimana  port  ini bisa  menyambut  informasi  analog.  Pin  1 hingga 8 merupakan port B. Pin 22 hingga 29 merupakan port C. Serta Pin 14 hingga 21 merupakan port D. Pin 10 dihubungkan ke  pangkal  tekanan  5  volt.  Serta  jarum semat 11 dihubungkan ke ground. Susunan mikrokontroler  ini  memakai  bagian  kristal selaku pangkal clocknya. Angka kristal ini hendak pengaruhi kecekatan mikrokontroler dalam melaksanakan sesuatu perintah khusus. Pada jarum semat 9  dihubungkan  dengan  suatu  kapasitor serta  suatu  resistor  yang  dihubungkan  ke ground. Kedua bagian ini berperan supaya program  pada  mikrokontroler  dijalani sebagian  dikala  sehabis  power  aktip. Lamanya  durasi  antara  aktipnya  power pada  IC  mikrokontroler  serta  aktipnya program  merupakan  sebesar  multiplikasi antara  kapasitor  serta  resistor  itu.  Pada penyusunan  ini  PORTC  dihubungkan dengan LCD, PORTA dihubungkan dengan  Hubungan  jarak  jauh  serta  solar Cell  serta  PORTD.  6  dihubungkan  ke motor  servo.  Pada  konsep  ini  input mikrokontroller  berawal  dari  susunan Hubungan  jarak  jauh    dan  solar  Cell, dimana  rangkaian  LDR  dihubungkan  ke
PORTA.1,  PORTA.2  dan  PORT  A.3.
sedangkan rangkaian Solar Cell dihubungkan  ke  PORTA.0.  iniput  ini berupa  tegangan  analog  antara  0  Volt sampai  4,7  Volt.  Output  rangkaian mikrokontroller  dihubungkan  ke  LCD yaitu pada PORTC. Output ini berupa data digital  yaitu  data  parallel  bernilai  0/1, dimana nilai 0 merupakan tegangan 0 Volt dan  nilai  1  merupakan  tegangan  5  volt. Dan output lainnya dihubungkan ke motor servo  yaitu  pada  PORTD.0.  output  ini berupa  sinyal  pulse  with  modulation (PWM) sinyal digital 0/1. Sinyal ini dalam bentuk PWM untuk mengendalikan servo.

## 4.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Pengujian Sensor HC-SR04
Pada  pengetesan  ini  dicoba  artikulasi angka sensor jarak HC-  SR04. Pengetesan ini dicoba dengan membaca informasi dari sensor  serta  nilai  hendak  diperlihatkan pada LCD.
a.  Pengujian
Rangkaian

## Mikrokontroller ATMega8535
Buat mencoba susunan mikrokontroler
ATMega8535 bisa dicoba dengan mengaitkan  susunan  dengan  power  suply selaku sumber tekanan. Kaki 40 dihubungkan  dengan  pangkal  tekanan  5 volt,  sebaliknya  kaki  20  dihubungkan dengan  ground.  Tekanan  pada  kaki  40 diukur dengan memakai voltmeter.
Bersumber  pada  hasil  pengetesan  pada kaki 40, didapat tekanan sebesar 4, 9 volt.
Sehabis  dicoba,  berikutnya  hendak terbuat program simpel pada mikrokontroler  ATMega8535.  Program hendak  mengganti  logika  yang  terdapat pada  P3.  7  sepanjang  selang  durasi mengundurkan. Bila akal sehat pada P3. 7 high  hingga  hendak  diganti  jadi  low, begitu pula bila akal  sehat  pada P3. 7 low hingga hendak diganti ke high, sedemikian itu berikutnya.
Bila logika low mengaktifkan transistor  hingga  LED  hendak  menyala dengan begitu logika high akan menonaktifkan  transistor  maka  LED  akan mati.  Program  ini  hendak  membuat  LED mengedip selalu. Bila LED sudah mengedip  selalu  cocok  dengan  program yang di idamkan, hingga susunan mikrokontroler  sudah  berperan  dengan bagus.
Pengujian  Rangkaian Power  Supplly

## (PSA)
Pengujian pada bagian susunan alokasi energi ini dicoba dengan mengukur tekanan  keluaran  dari  susunan  dengan memakai  perlengkapan  volt  m  digital. Bersumber  pada  hasil  pengetesan  didapat tekanan  keluaran  awal  sebesar+5,  0  volt, tekanan keluaran kedua merupakan sebesar+12, 3 volt. Power Supply mengganti  tekanan  listrik  AC  jadi  DC.
Pengujian  dicoba  dengan  membagikan tekanan 5 volt.

## a. Pengujian LCD
Pada pengujian ini dicoba eksperimen buat mengaktifkan LCD system.
Pengaktifan  LCD  dicoba  dengan  metode menunjukkan  sebagian  karakter  pada LCD.
Gambar 4.1 LCD
b. Pengujian Rangkaian Relay
ika  diinputkan  logika  high(  dari mikro)  hingga  relay  hendak  aktif  serta menghasilkan  tekanan  12  Volt.  Dikala diinputkan  logika  low  dari  mikro,  hingga relay  tidak  aktif  serta  tidak  menghasilkan tekanan.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian dari Ketinggian
Maksimal ke Minimal
Pengujian Jarak Sebenarnya (dalam cm) 22,5 17 12 15 1 25 19 13 8
2 24 18 13 8 3 23 18 13 8 4 23 18 13 7 5 23 18 13 7
Pengujian sistem dengan cara totalitas dicoba  dengan  mencampurkan  seluruh peralatan  ke  dalam  suatu  system  yang berintegrasi.  Tujuannya  buat  mengenali apakah susunan yang didesain sudah cocok dengan  susunan  yang  diharapkan,  setelah itu lewat susunan power supply diserahkan arus berbentuk tekanan sebesar 5 volt.

## 5. SIMPULAN
Berdasarkan perancangan, pembuatan, dan  pengujian  alat  dapat  disimpulkan bahwa:
1. Sistem  yang  dibuat,  secara  umum dapat bekerja sesuai dengan rancangan yang dibuat terhadap ketinggian air.
2. Sensor  HC-SR04  telah  terbukti  dapat digunakan  sebagai  sensor  jarak  untuk mengukur jarak permukaan air.
3. Semakin tinggi nilai jarak yang dibaca oleh sensor HC-SR04 maka ketinggian  air  yang  diperoleh  akan semakin kecil. Sehingga dapat disimpulkan  bahwa  jarak  berbanding terbalik dengan volume.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Freden,  Jacob.  2003. Handbook  Of Modren Sensor, Physics, Designs, and
Applications .  Springer.  San  Diego
USA
Isn  R,  Sinclair.  1998. Sensor  and
Tranduser  A  Guide  for  Technicians.
Great Britian. Newres Andrianto,Heri. 2013. Pemrograman
Mikrokontroler  AVR  ATMega8535.
Bandung. Informatika Bandung. Http://datasheet.HCSR04.version.1.pdf
Http://blog.buaya
instrumentasi.com/akses-sensor- ultrasonik-hc-sr04/