Abstract — Mass  measurement  is  usually  done  Operates with namely users using manual scales. Based on the results of  the  above,  then  designed  a  device  using  the  electronic scales  ATMega8535  microcontroller  as  the  controller  and load  cell  as  a  sensor.  At  the  moment  the  tools  detects  the presence  of  a  load,  the  sensor  read  and  transmit the  signal to  the microcontroller which then weight of an  object to be by the LCD and computer. Results of the testing tool capable of  measuring  the  load  with  a  maximum  load  of  20Kg  and 0,01Kg with 99.689% accuracy and load deviation for digital scales 3.16%.
Keywords: Digital scales, LCD, Loadcell, Microcontroller.
Abstrak — Dalam  hal  pengukuran  massa,  pengukuran massa  biasanya  dilakukan  secara  manual  yaitu  dengan menggunakan timbangan manual. Berdasarkan dari hasil penjelasan  diatas,  maka  dirancanglah  suatu  alat timbangan  elektronik  menggunakan  mikrokontroler ATMega8535  sebagai  pengendali  dan load  cell sebagai sensor.  Pada  saat  alat  mendeteksi  adanya  beban,  maka secara  otomatis  sensor  akan  membaca  dan  mengirimkan sinyal  ke  mikrokontroler  yang  kemudian  berat  suatu benda  akan  ditampilkan  oleh LCD dan  komputer . Dari hasil  pengujian  alat  mampu  mengukur  beban  dengan beban  maksimum  20Kg  dan  0,01Kg  dengan  ketelitian 99,689%  dan  beban  deviasi  untuk  timbangan  digital 3,16%.
Kata  kunci:  LCD,  Mikrokontroler,  Sensor,  Timbangan Digital.

## I. P ENDAHULUAN
Timbangan  adalah  sebuah  alat  bantu  yang digunakan untuk mengetahui berat suatu benda. Namun dalam  beberapa  hal  terdapat  banyak  kekurangan  pada timbangan  ini  antara  lain:  massa  timbangan  itu  sendiri lebih  berat  dibanding  timbangan  lain  (dalam  hal  ini timbangan digital), hasil pengukuran beban yang diukur kadang-kadang  meleset  dari  nilai  berat  sebenarnya, tidak  dapat  digunakan  untuk  mengukur  massa  beban yang  lebih  kecil  dan  akan  lebih  cepat  berkarat  /  rusak jika tidak dirawat dengan benar.
Berkaitan  dengan  hal  tersebut,  maka  diperlukan suatu  peralatan  timbangan  yang  berfungsi  untuk menyelesaikan  permasalahan  diatas  yaitu  “timbangan
digital”.  Dalam  hal  ini  timbangan  digital  memiliki banyak  keunggulan  antara  lain:  massa  timbangannya sendiri  lebih  ringan  dibandingkan  dengan  timbangan digital,  hasil  pengukuran  beban  yang  diukur  lebih akurat,  cocok  untuk  mengukur  benda  kecil  seperti bumbu  masak,  emas  dan  lain-lain,  dari  segi  desain timbangan digital lebih terkesan modern dan dalam hal perawatan yang diperlukan sangan mudah dilakuan.
Dalam pemanfaatannya juga timbangan digunakan diberbagai  bidang,  dari  bidang  perdagangan,  industri sampai dengan perusahaan jasa.

## A. Microcontroller ATMega8535
Mikronkontroler
ATMega8535 merupakan keseluruhan  sistem computer yang  dikemas  menjadi sebuah  chip  dimana  didalamnya  sudah  terdapat Mikroprosesor,  I/O,  Memori  bahkan  ADC,  bebeda dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai pemroses  data.  Mikrokontroler  AVR (Alf  and Vegard’ss  Risc  processor) memiliki  arsiktektur  8  bit, dimana semua instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock atau  dikenal  dengan  teknologi  RISC (Reduced Intruction Set Computing) .
Pada  dasarnya  yang  membedakan  masing-masing adalah  kapasitas  memori, peripheral dan  fungsinya. Dari  segi  arsitektur  dan  instruksi  yang  digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama
Microcontroller merupakan  sebuah  didalamnya dilengkapi  dengan  CPU  ( Central  Prosessing Unit ), RAM ( random Acces Memory ), ROM ( Memory ), input , dan output , timer / counter secara  fisik  digunakan  untuk aplikasi-aplikasi  kontrol  dan  bukan  aplikasi  serbaguna. Microcontroller pada  frekuensi  4  MHZ  -  40MHZ, perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan kontrol tertentu seperti pada sebuah penggerak motor.
Read  Only  memory (ROM)  yang  isinya  tidak berubah  meskipun  IC  kehilangan  catu  daya.  Sesuai dengan  keperluannya,  memori  penyimpanan  program dinamakan sebagai memori program.
Random Acces memory (RAM) isinya akan hilang ketika  IC  kehilangan  catu  daya  yang  dipakai  untuk menyimpan data pada saat program sedang bekerja.

## Rancang Bangun Timbangan Digital Dengan Kapasitas 20Kg Berbasis Microcontroller ATMega8535
Priskila M.N.Manege, Elia Kendek Allo, Bahrun. Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT, Manado-95115, Email: priskilanairi20@gmail.com, kendekallo@ymail.com, dr.bahrun@hotmail.com
Gambar 1. ATMega8535
RAM  yang  dipakai  untuk  menyimpan  data  ini  disebut sabagai memori data.
Microcontroller biasanya  dilengkapi  dengan UART  ( universal  asychoronous  Receiver  transmitter serial  komunikasi asinkron ,  USART  ( asychoronous/ asy  choronous  receiver  transmitter port yang digunakan  untuk  komunikasi  serial asinkron yang kecepatannya 16 kali lebih cepat. Rangkaian  minimum sistem ATMega8535 ditunjukkan pada gambar 1.

## B. LCD (Liquid Cristal Display)
LCD  merupakan  salah  satu  komponen  penting dalam  pembuatan  tugas  akhir  in  karena  LCD menampilkan  perintah-perintah  yang  harus  dijalankan oleh  pemakai.  LCD  mempunyai  kemampuan  untuk menampilkan angka, huruf abjad, kata-kata dan simbol- simbol.  Jenis  dan  ukuran  LCD  bermacam-macam, antara lain 1x16, 2x16, 2x20, 2x40, dan lain-lain. LCD mempunyai  dua  bagian  penting  yaitu backlight yang berguna  jika  digunakan  pada  malam  hari  dan contrast yang  berfungsi  untuk  mempertajam  tampilan.  LCD yang  kita  gunakan  berukuran  1x16  tampilan  karakter. LCD  yang  digunakan  mempunyai  resolusi  2  x  16 seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.

## C. Loadcell
Load cell adalah sensor gaya dan tekanan, apabila dikenai   gaya  atau   tekanan   maka   bentuknya   akan
Gambar 2. LCD
Gambar 3. Load Cell
berubah,  perubahan  bentuknya  ini  menyebabkan resistansimya  akan  berubah. Load  cell yang  digunakan dalam tugas akhir ini ditunjukkan pada gambar 3.
Pada  strain  gauge  ( load  cell )  atau  bisa  disebut dengan  deformasi  (strain  gauge).  The  strain  gauge mengukur  perubahan  yang  berpengaruh  pada  strain sebagai  sinyal  listrik,  karena  perubahan  efektif  terjadi pada beban hambatan kawat listrik.
Prinsip  kerja  timbangan  digital  dengan  loadcell  ini yaitu  terdapat  sebuah loadcell yang  akan  memberikan output  tegangan  dari  perubahan  resistansi  yang  terjadi akibat  adanya  perubahan  posisi  penyangga  beban, sehingga  perubahan  tersebut  harus  dimasukkan  ke ampilifier. Loadcell yang  digunakan  dalam  Tugas Akhir  ini  adalah Loadcell tipe Single  Point . Kelebihan dari Loadcell  Single  Point kapasitas  beban  yang ditimbang adalah 20, 50, 100, 150, 200, dan 250kg dan dapat menimbang beban yang kecil.

## II.  M ETODOLOGI P ENELITIAN

## A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian  dan  perancangan  alat  ini  dilakukan selama beberapa bulan. Penelitian  dimulai pada   bulan
Gambar 4  Diagram Blok
Gambar 5.  Perancangan loadcell
Juni  2016.  Tempat  penelitian,  perancangan  serta pengujian  alat  dilakukan  di  rumah  tinggal  penulis  dan di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fakultas Teknik  jurusan  Teknik  Elektro  Universitas  Sam Ratulangi (UNSRAT) Manado.

## B. Blok Diagram
Loadcell adalah  sensor  berat  sedangkan  HX711 adalah modul dari loadcell yang memiliki prinsip kerja mengkonversi  perubahan  resistansi  kedalam  besaran tegangan. Loadcell akan disambungkan pada mikrokontroler ATMega8535 dan output untuk melihat berat  yang  akan  ditimbang  melalui  LCD  dan  PC. Diagram  blok  timbangan  digital  secara  keseluruhan dalam tugas akhir ini ditunjukkan pada gambar 4.

## C. Perancangan Loadcell
Adapun  prinsip  pengukuran  yang  dilakukan  oleh Loadcell menggunakan prinsip tekanan yang memanfaatkan Strain  Gauge sebagai  pengindera (sensor). Strain  Gauge adalah  sebuah transducer pasif yang  merubah  suatu  pergeseran  mekanis  menjadi perubahan  tahanan,  karena  adanya  tekanan  dari  beban yang  ditimbang,  akan  menyebabkan  tahanan  dari  foil kawat (timah atau perak  yang berukuran tipis) berubah terhadap panjang jika bahan pada mana gage disatukan mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanannya sebanding  dengan  perubahan  regangan.  Perubahan  ini kemudian  diukur  dengan  jembatan Wheatstone dan tegangan  keluaran  dijadikan  referensi  beban  yang diterima loadcell . Sensor  tekanan ini adalah mengubah tegangan  mekanis  menjadi  sinyal  listrik.  Ukuran ketegangan  didasarkan  pada  prinsip  bahwa  tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan  pada  kawat  seingga
Gambar 6.  Perancangan HX711
menyebabkan  kawat  bengkok  sehingga  menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah tahanannya. Perancangan loadcell pada  tugas  akhir  ini  dapat dituntunjukkan pada gambar 5.

## D. Perancangan HX711
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. Perancangan loadcell pada  tugas  akhir  ini  dapat dituntunjukkan pada gambar 6.

## E. Diagram Alir Sistem Keseluruhan
Suatu  Mikrokontroler  tidak  dapat  bekerja  sesuai yang diinginkan bila belum terisi perangkat lunak yang telah  dirancang  ke  dalamnya.  perancangan  perangkat lunak  yang  akan  diinputkan  pada  mikrokontroler ATMega8535 menggunakan bahasa program C melalui program Code  Vision AVR  sebagai  sarana  kompiler bahasa C.
Dalam  merancang  suatu  perangkat  lunak  yang rumit  didahului  dengan flowchart sistem. Flowchart dapat  digunakan  untuk  menggambarkan  perilaku  suatu algoritma  (dengan  menggunakan  gambar-gambar  atau tanda-tanda  yang  sesuai).  Peranan flowchart sangat penting terutama pada pemeriksaan program. Keuntungan  dari  sebuah flowchart ialah  menunjukkan urutan  langkah-langkah  dengan  menggunakan  simbol anak  panah.  Simbol-simbol  yang  lain  juga  digunakan untuk menujukkan operasi apa  yang dilaksanakan pada tiap-tiap langkah tersebut.
Program utama yang akan diproses sebagai berikut.
1) Program akan di eksekusi setelah mikrokontroler mendapatkan tegangan sumber 12 volt.
2) Inisialisasi pada sensor berat untuk mendeteksi adanya tidaknya beban
Berbasis Microcontroller ATMega8535
Gambar 7. Diagram alir Sistem
3) Setelah  sensor  membaca  sesuai  kalibrasi sensor  maka  hasil  yang  terukur  akan  di tampilkan di LCD
4) LCD  akan  menampilkan  data  sensor  secara real time dan mikrokontroler akan berkomunikasi  dengan  visual  besic  untuk menampilkan data tersebut terus menerus.
Untuk  melihat flowchart sistem  secara  keseluruhan dapat dilihat pada gambar 7.

## III. H ASIL

## A. Pengujian sensor Loadcell
Sensor load  cell bekerja  jika  bagian  lain  yang  lebih elastik   mendapat  tekanan,  maka  pada sisi  lain  akan
Gambar 8. Rangkaian Penguat HX711
TABEL I. HASIL PENGUJIAN DATA SENSOR
mengalami  perubahan  regangan  yang  sesuai  dengan yang dihasilkan oleh strain gauge , hal ini terjadi karena ada gaya yang seakan melawan pada sisi lainnya.

## B. Pengujian sensor Loadcell
Sensor load  cell bekerja  jika  bagian  lain  yang  lebih elastik  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  menjadi  nilai  tegangan  oleh rangkaian  pengukuran  yang  ada.  Dan  berat  dari  objek yang diukur dapat diketahui dengan mengukur besarnya nilai tegangan yang timbul.
Gambar  8  menunjukkan  rangkaian  penguat op-amp yang  dipakai  untuk  menguatkan  tegangan  output  dari load cell .
Dari  Pengujian  alat  timbangan  digital  dan  timbangan standar pada tugas akhir ini ditunjukkan pada tabel I.
V in [V] V out [V] Timbangan Standar [g] Timbangan Yang dibuat [g] 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 0.15 0.55 0.62 0.43 0.80 1.62 2.81 2.75 2.93 3.28 3.95 1130 2980 3035 4445 5230 7390 9090 12090 13020 14945 17015 1125 2230 3090 4520 5320 7520 9250 12265 13060 14620 17580

## TABEL II. HASIL PERHITUNGAN PEMBANDINGAN
PENGUKURAN Timbangan digital [g] Timbangan standar [g] Penyimpangan (∆ = )
[g]
1.130 1.120 1.120 1.120 1.120 1.120 1.120 1.120 1.120 1.120 11.210 1.130 1.120 1.120 1.120 1.125 1.130 1.130 1.125 1.120 1.125 1.124,5 0 0 0 0 5 10 10 5 0 5 0,35
Dari  data  hasil  pengujian  alat  pada  tabel  I  maka  akan dilakukan  perbandingan  alat timbangan  digital dan alat timbangan standar beserta penyimpangannya Dari  10  kali  hasil  penyimpangan  pada  tabel  II  maka akan  dilakukan  perhitungan  rata-rata  dari  timbangan digital dan timbangan standar
beserta penyimpangannya . Rata-rata hasil pengukuran timbangan digital ( ) Dik: w 1 = 1.130 g w 6 = 1.120 g w 2 = 1.120 g w 7 = 1.120 g w 3 = 1.120 g
w 8 = 1.120 g w 4 = 1.120 g
w 9 = 1.120 g w 5 = 1.120 g
w 10 = 1.120 g
n = 10 Dit: ? Penye:
Rata-rata hasil pengukuran timbangan standar ( ) Dik: w 1 = 1.130 g w 6 = 1.130 g w 2 = 1.120 g w 7 = 1.130 g
w 3 = 1.120 g
w 8 = 1.125 g w 4 = 1.120 g w 9 = 1.120 g w 5 = 1.125 g w 10 = 1.125 g n = 10 Dit: ? Penye:
Rata-rata penyimpangan hasil pengukuran ( )
Dik: ∆ 1 = 0 g ∆ 6 = 10 g ∆ 2 = 0 g ∆ 7 = 10 g ∆ 3 = 0 g ∆ 8 = 5 g ∆ 4 = 0 g ∆ 9 = 0 g ∆ 5 = 5 g ∆
10 = 5 g n = 10 Dit: ?
Penye:
Dari  hasil  perhitungan  diatas  didapat  bahwa;  rata-rata hasil  pengukuran  dengan  timbangan  digital  adalah sebesar  1121gram  sedangkan  untuk  timbangan  standar adalah  sebesar  1124,5gram.  Sedangkan  untuk  rata-rata penyimpangan  dari  timbangan  digital  dan  timbangan standar adalah sebesar 3,5gram.
Dengan  demikian  maka  besarnya  presentase  kesalahan pada alat timbangan digital adalah sebagai berikut;
Sehingga  presentase  ketelitian  pada  alat  timbangan digital adalah ;
Secara  statistik  deviasi  standar  dari  hasil  pengukuran dengan pengukuran  timbangan digital adalah;
Sementara untuk timbangan standar deviasi pengukurannya adalah
Standar deviasi timbangan digital ( S w TD )
Berbasis Microcontroller ATMega8535
Dik: 1121 n = 10 Dit: ? Penye:
Standar deviasi timbangan standar ( S w TS )
Dik:
1124,5 n = 10 Dit: ?
Penye:

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Dari  hasil  rancangan,  pembuatan  dan  pengujian dari alat ukur timbangan digital berbasis microcontroller
ATMega8535 dengan kapasitas maksimum 20Kg, dapat disimpulkan :
1) Rata-rata  hasil  pengukuran  dari  timbangan digital adalah sebesar 1.121gram dan besarnya deviasi pada timbangan digital 3.16gram
2) Sedangkan  rata-rata  hasil  pengukuran  dari timbangan standar adalah sebesar 1.124,5gram dan  besarnya  deviasi  pada  timbangan  standar adalah sebesar 4,37gram
3) Beban yang digunakan adalah batu tela dengan dilakukan  10  kali  pengukuran,  sehingga didapatkan %kesalahan dari  pengukuran sebesar  0,311%  maka  didapatkan  %ketelitian dari  alat  timbangan  digital  dan  timbangan standar adalah sebesar 99,689%

## B. Saran
1) Jika  ingin  menambah  kapasitas loadcell , sebaiknya mengganti loadcell dengan kapasitas yang lebih besar.

## KUTIPAN
[1.] Bruce  Carter, Hand  book  of  Operational  amplifier applications. Texas. 2001.
[2.] F.  Suryatmo,  “  Teknik  Pengukuran  listrik  &  Elektronika”, Bumi Aksara, Jakarta 2008
[3.] L.  Wardhana,  “Mikrokontroler  AVR  seri  ATM  8535 simulasi hardware dan aplikasi ”, ANDI, Jakarta, 2006.
Priskila  Mega  Nairi  Manege lahir Mei  1993  pada  tahun  2011  memulai pendidikan di Fakultas Teknik Universitas  Sam  Ratulangi  Manado di  Jurusan  Teknik  Elektro,  dengan mengambil konsentrasi Minat Teknik Instrumentasi dan Elektronika pada tahun 2013. Dalam menempuh  pendidikan  penulis  juga pernah  melaksanakan  Kerja  Praktek yang  bertempat  di  PT.  Dwi  Karya  Maesaan  Manado  dari tanggal  26  Februari  2015  dan  selesai  melaksanakan pendidikan  di Fakultas  Teknik  Elektro  Universitas  Sam Ratulangi  Manado  April  2017,  minat  penilitiannya  adalah tentang  Rancang  Bangun  Timbangan  Digital  dengan Kapasitas 20Kg Berbasis Microcontroller ATMega8535.