Studi komparasi sensor monitoring level ketinggian air

1 IDENTITAS DIRI :

NAMA : LAGHA YUDHA PRADANA TTL : MAGETAN, 23 MEI 1990

AGAMA : ISLAM

JENIS KELAMIN : LAKI-LAKI

ANAK KE : 1 (DARI 2 BERSAUDARA) STATUS : BELUM MENIKAH

ALAMAT : JL. KALPATARU 3 BLOK F 10 RT 02 RW 09 KEL. GEMPOL SARI KEC. BANDUNG KULON KOTA BANDUNG PROVINSI JAWA BARAT KODE POS 40215

KEWARGANEGARAAN : INDONESIA TELEPON : 022-6127250 PONSEL : 085624990503

EMAIL : Layudh19@gmail.com

PENDIDIKAN :

- TK LPPN BANDUNG TAHUN 1995-1996

- SD NEGERI ANDIR I KOTA BANDUNG TAHUN 1996-2002 - SMP NEGERI 25 BANDUNG TAHUN 2002-2005

- SMA NEGERI 18 BANDUNG TAHUN 2005-2008

2 BERODA PADA TAHUN 2009-2010

- PESERTA KERJA PRAKTEK DI PT. INTI PERSERO BANDUNG DI BAGIAN SPAREPART DAN LOGISTIK PADA BULAN JULI 2011-SEPTEMBER 2011

- ANGGOTA TIM TRAFFIC COUNTING LAPI-ITB DAN KIEC KRAKATAU STEEL DI BAGIAN TIM LAPANGAN DI KOTA CILEGON BANTEN BULAN FEBRUARI 2012

BANDUNG, AGUSTUS 2013 HORMAT SAYA,

TUGAS AKHIR

STUDI KOMPARASI SENSOR MONITORING

LEVEL KETINGGIAN AIR

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan menempuh pendidikan program sarjana di Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Lagha Yudha Pradana 13108019

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

vi

KATA PENGANTAR

Penulis memanjatkan puji dan syukur kehadirat Illahi Robbi yang telah melimpah gandakan karunia dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan

penelitian serta menyusun laporan tugas akhir ini, yang berjudul “Studi

Komparasi Sensor Monitoring Level Ketinggian Air”, disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan program Sarjana di Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat.

1. Ibu Pujiati dan Bapak Rohman serta Regitha Adit Pramesti, atas segala

dukungan dan doanya.

2. Bapak Muhammad Aria, M.T, sebagai Pembimbing Tugas Akhir

Sekaligus Ketua Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer UNIKOM Bandung.

3. Ibu Tri Rahajoeningroem, M.T, selaku Koordinator Tugas Akhir Program

Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer UNIKOM Bandung.

4. Yuga Aditya Pramana dan Mochammad Iqbal Nasrulallah teman

seperjuangan yang saling mensupport dalam pengerjaan tugas akhir ini.

5. Rida Angga Kusuma atas segala bantuan dan bimbingan dalam menjalani

vii

6. Dede Choerudin, Iyan Supiyani, dan Sitiuran Simanungkalit teman

seperjuangan di teknik elektro kendali 08.

7. Rekan-rekan mahasiswa dan mahasiswi Teknik Elektro UNIKOM yang

telah memberikan bantuan dan semangat selama penulisan laporan ini. Semoga amal baik yang telah diberikannya mendapat imbalan yang setimpal dari Allah SWT. Amin.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini perlu penyempurnaan. Karena itu, kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis berharap semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi peningkatan mutu pengajaran Teknik Elektro UNIKOM.

Bandung, Agustus 2013

viii

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

ABSTRAKSI ... iv

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xvi

DAFTAR SIMBOL ... xviii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Identifikasi Masalah ... 4

1.3 Rumusan Masalah ... 4

1.4 Tujuan ... 5

1.5 Batasan Masalah ... 5

1.6 Metoda Penelitian ... 6

1.7 Sistematika Penulisan ... 7

BAB II DASAR TEORI 2.1 Sensor Ketinggian Air ... 9

2.1.1 Ultrasonik ... 9

2.1.2 Inframerah ... 11

2.1.3 Kawat yang Dialiri Listrik... 13

2.2 Rangkaian Catu Daya ... 13

2.3 ATMega8 ... 15

ix

2.7 Embedded Ethernet ... 30

2.8 TCP / IP ... 31

2.9 Modul Jaringan NM 7010A-LF ... 32

2.10 Borland Delphi ... 33

BAB III PEMILIHAN KOMPONEN 3.1 Sensor Ketinggian Air ... 39

3.1.1 Ultrasonik ... 39

3.1.2 Inframerah ... 41

3.2 IC Regulator ... 42

3.3 Mikrokontroler ... 43

3.4 Modul Ethernet ... 45

BAB IV PERANCANGAN ALAT 4.1 Blok Diagram Sistem ... 46

4.2 Perancangan Pada Bagian Sensor Ketinggian Air ... 48

4.2.1 Kawat yang Dialiri Listrik ... 48

4.2.2 Inframerah ... 50

4.2.3 Ultrasonik ... 51

4.3 Perancangan Rangkaian Power Supply ... 52

4.4 Perancangan Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8 ... 53

4.5 Perancangan Rangkaian Downloader ... 54

4.6 Perancangan Rangkaian Display ... 55

4.7 Perancangan Box Display ... 56

x

4.9 Tampilan Internet ... 64

BAB V PENGUJIAN DAN ANALISA 5.1 Pengujian Sensor Ketinggian Air ... 66

5.1.1 Menggunakan Kawat yang Dialiri Listrik ... 66

5.1.2 Menggunakan Inframerah ... 69

5.1.3 Menggunakan Ultrasonik ... 71

5.2 Pengujian Tampilan LCD ... 72

5.3 Pengujian Interface ... 73

5.3.1 Koneksi ... 73

5.3.2 Penerimaan Database ... 74

5.3.3 Tampilan Grafik ... 74

5.4 Pengujian Keakuratan ... 76

5.5 Pengujian Inframerah ... 80

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan ... 84

6.2 Saran ... 85

DAFTAR PUSTAKA ... 86

86

1. S.M. Khaled Reza, Shah Ahsanuzzaman Md. Tariq, S.M Mohsin Reza. (2010),

Microcontroller Based Automated Water Level Sensing and Controlling : Design and Implementation Issue. San Fransisco : Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, Vol 1.

2. Permana, Fajar. (2009), Pembuatan Sistem Monitoring Ketinggian Air dengan

1 1.1 Latar Belakang

Kebutuhan air yang semakin meningkat seiring bertambahnya kebutuhan dari masing-masing individu berdampak kepada masalah ketersediaan air. Masalah ini berhubungan dengan penggunaan yang tidak efisien dan kurangnya pengelolaan air yang memadai.

Pemantauan yang tepat diperlukan untuk menjamin ketersediaan air. Pendekatan program tersebut memerlukan mikrokontroler berbasis sensor dan pengendalian otomatis baik dalam lingkungan kabel ataupun nirkabel. Sistem nirkabel bertujuan untuk memudahkan dalam pengawasan jarak jauh.

Metode pendeteksian level air secara otomatis digunakan untuk

membuat perangkat berjalan menjadi lebih mudah, menyalakan pompa air

ketika level air rendah dan berjalan sampai dengan permukaan air yang lebih

tinggi tercapai dalam tangki penampung. Namun hal ini tidak sepenuhnya didukung untuk sistem pengendalian yang memadai. Oleh karena itu,

dibutuhkan suatu alat yang dapat membaca dan mengetahui seberapa level

ketinggian air pada sumur dan tangki penampung sehingga bisa mengendalikan pompa air agar lebih optimal.

Penggunaan sensor yang sesuai kebutuhan mempengaruhi sistem kerja pompa air. Dengan menggunakan pelampung air dan inframerah kita dapat mengotomatisasi pompa air, tapi kemungkinan yang akan diolah sangat

sedikit karena terpaku pada batas atas dan batas bawah. Jika menggunakan prinsip kerja kawat yang dialiri listrik, kemungkinan untuk mengontrol pompa air menjadi lebih banyak sesuai dengan jumlah kawat yang di pakai

tetapi itu tidak praktis ketika terjadi perubahan dan penambahan level

ketinggian air. Oleh karena itu, meskipun sedikit mahal penggunaan sensor ultrasonik menjadi pilihan yang lebih tepat karena data yang dihasilkan berupa data analog sehingga memudahkan untuk mengontrol banyak kemungkinan kerja pompa air dan juga lebih memudahkan untuk mengolah data dalam bentuk grafik.

Tampilan kepada pengguna sangat dibutuhkan apabila pengguna

ingin mengetahui seberapa tinggi level air yang terdapat pada tangki

penampung serta sumur tanpa harus melihat ke dalam sumur atau naik ke atap untuk melihat isi tangki penampung air. Selain dapat dipantau jarak jauh malalui internet, terdapat tampilan LCD untuk memudahkan pengawasan ketika berada di rumah. Tampilan LCD ini juga yang akan

memberikan tanda jika air di dalam sumur telah mencapai level tertentu

sehingga kita bisa lebih menghemat air.

Dengan diciptakannya alat ini diharapkan dapat mempermudah

pengguna dalam pengawasan level ketinggian air di tangki penampung dan

di sumur, dapat membandingkan beberapa sensor yang akan digunakan sesuai dengan kebutuhan dan perekonomian pengguna, dapat mengontrol pompa air dengan berbagai kemungkinan sesuai dengan kondisi air saat itu, tersedianya pasokan air yang mencukupi sesuai dengan kondisi saat itu,

sudah mencapai level tertentu, dan juga dapat mengecek atau mengawasi data ketinggian air ketika sedang berpergian menggunakan internet.

Dalam tugas akhir ini akan dijelaskan tentang penelitian monitoring ketinggian air pada tangki air dan sumur. Sistem monitoring yang telah dibuat di World Congress on Engineering and Computer Science 2010 (WCECS 2010) karya S.M. Khaled Reza, Shah Ahsanuzamman Md. Tariq, dan S.M. Mohsin Reza dengan judul “Microcontroller Based Automated Water Level Sensing and Controlling: Design and Implementation Issue”

menggunakan sensor kawat yang dialiri listrik (sistem konduktifitas) untuk

sensor level ketinggian air, menggunakan ADC eksternal untuk merubah

data analog ke digital sebelum data masuk ke mikrokontroler PIC16F84A, serta menggunakan LED sebagai indikator ketinggian air dan pemantauan jarak jauh melalui internet untuk tampilan kepada pengguna.

Tugas Akhir Fajar Permana Program Studi D III Instrumentasi dan Elektronika Universitas Diponegoro pada Tahun 2009 dengan judul

“Pembuatan Sistem Monitoring Ketinggian Air dengan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler ATmega 8535” menggunakan sensor ultrasonik

dengan jarak maksimal tiga meter sebagai sensor level ketinggian air,

menggunakan mikrokontroler ATmega 8535 sebagai pengolah data, tampilan ketinggian air untuk pengguna menggunakan LCD dan bahasa pemrograman mikrokontroler menggunakan bahasa C.

Oleh karena itu, Tugas Akhir yang saya rancang melakukan perbandingan beberapa jenis sensor ketinggian air, mikrokontroler ATmega8 sebagai pengolah data, menggunakan LCD dan pemantauan jarak

jauh melalui komunikasi internet untuk tampilan kepada pengguna, serta

menggunakan pemrograman bahasa basic dengan software BASCOM AVR.

1.2 Identifikasi Masalah

Untuk membantu masalah pengontrolan pompa air, maka diperlukan suatu pengontrolan yang mampu bekerja secara otomatis ataupun manual. Serta untuk membantu masalah pengontrolan pompa air otomatis, maka diperlukan suatu alat yang dapat menjadi sensor sehingga dapat mengendalikan kerja pompa air baik menggunakan kawat yang dialiri listrik, inframerah, ataupun menggunakan sensor ultrasonik.

1.3 Rumusan Masalah

Melihat latar belakang masalah maka permasalahan yang timbul adalah.

1. Bagaimana cara mengetahui kelebihan dan kekurangan masing-masing

sensor pada sistem monitoring air jika menggunakan sensor ultrasonik,

sensor kawat yang dialiri listrik, dan sensor inframerah baik dari segi

jangkauan jarak, pengaturan ulang jika ada perubahan batasan (level),

harga sensor, serta pemasangan sensor?

2. Bagaimana cara mengetahui perbedaan bentuk grafik yang ditampilkan di

website?

3. Bagaimana cara mempermudah pengguna untuk lebih menghemat air

dengan cara menampilkan peringatan pada LCD dan buzzer ketika air di

dalam sumur mencapai level rendah?

1.4 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah.

1. Mengetahui kelebihan dan kekurangan masing-masing sensor pada sistem

monitoring air jika menggunakan sensor ultrasonik, sensor kawat yang dialiri listrik, dan sensor inframerah baik dari segi jangkauan jarak,

pengaturan ulang jika ada perubahan batasan (level), harga sensor, serta

pemasangan sensor.

2. Mengetahui perbedaan bentuk grafik yang ditampilkan di website.

3. Mempermudah pengguna untuk lebih menghemat air dengan cara

menampilkan peringatan pada LCD dan buzzer ketika air di dalam sumur

mencapai level rendah.

4. Mengefektifkan pengontrolan pompa air.

1.5 Batasan Masalah

Permasalahan yang dibatasi saat ini yaitu.

1. Sumber air dari sumur galian dengan ketinggian maksimal enam meter,

bukan dari air PDAM ataupun sumur bor.

2. Sensor level ketinggian air pada tangki penampung dan sumur

menggunakan inframerah, kawat yang dialiri listrik dan sensor ultrasonik.

3. Mikrokontroler menggunakan ATMEGA8.

4. Display menggunakan LCD 16x2.

5. Komunikasi data internet menggunakan paket data UDP.

1.6 Metoda Penelitian

Langkah-langkah penelitiannya yaitu.

1. Studi Literatur

Mencari dan membandingkan beberapa referensi yang didapat dari buku dan internet untuk mendapatkan materi yang sesuai dengan masalah yang nantinya akan dipecahkan dan dikembangkan. Materi yang akan dibahas meliputi : pemrograman mikrokontroler ATmega8 menggunakan bahasa

basic, Bascom AVR, komunikasi internet, komunikasi serial, sensor-sensor untuk mendeteksi ketinggian air.

2. Perancangan Desain Alat.

Membuat desain rangkaian dan layout PCB untuk sensor ketinggian

permukaan air, mikrokontroler, downloader mikrokontroler dan tampilan

(display).

3. Pengadaan Komponen.

Merencanakan apa saja komponen yang dibutuhkan kemudian melakukan pencarian, pembelian dan pengadaan komponen. Komponen-komponen yang dibutuhkan meliputi : sensor ketinggian permukaan air, sistem minimum ATmega8, serta LCD sebagai penampil.

4. Pembuatan Rangkaian / Perangkaian Komponen.

Perangkaian komponen-komponen yang telah dipersiapkan sebelumnya untuk menjadikannya menjadi suatu rangkaian. Dan kemudian menggabungkan beberapa rangkaian sehingga menjadi sebuah alat yang direncanakan.

5. Penguji Cobaan Alat.

Menguji rangkaian sensor ketinggian air, rangkaian downloader,

rangkaian mikrokontroler, serta penampil pada LCD. Setelah itu dilakukan pengujian keseluruhan sistem untuk mendapatkan data yang diinginkan. Sehingga data yang ditampilkan pada LCD dan yang diterima komputer sesuai dengan ketinggian permukaan air.

6. Melakukan Analisa dan Pembuatan Laporan.

Menganalisa hasil dari penguji cobaan alat dan kemudian

mencantumkannya dalam laporan.

1.7 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut.

BAB I : PENDAHULUAN

Menguraikan tentang latar belakang, identifikasi masalah, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini.

BAB II : LANDASAN TEORI

Menguraikan tentang pembahasan teori-teori dasar yang menunjang pada sistem yang digunakan untuk tugas akhir, yaitu : Bascom AVR, komunikasi serial, komunikasi internet, sensor-sensor ketinggian permukaan air, ATmega8, LCD 16x2.

BAB III : DASAR PEMILIHAN KOMPONEN

Membahas tentang pemilihan komponen yang akan dipakai dalam perancangan tugas akhir berdasarkan analisa perbandingan untuk

menentukan komponen yang paling sesuai dan ditinjau dari spesifikasi, harga, dan lain-lain.

BAB IV : PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM

Membahas tentang perancangan perangkat keras maupun perangkat lunakuntuk membentuk sistem yang digunakan untuk monitoring ketinggian air pada sumur dan tangki penampung secara jarak dekat ataupun jarak jauh.

BAB V : PENGUJIAN SISTEM

Membahas tentang hasil pengujian dari perancangan sistem mulai dari segi fungsi maupun kinerja sistem yang digunakan.

BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang kesimpulan dari pengujian keseluruhan sistem yang digunakan untuk tugas akhir.

9

Pada Bab ini masalah yang akan dibahas adalah berbagai teori penunjang dari perancangan sensor monitoring level ketinggian air dan alat pengontrol untuk mesin yang bersumber dari air sumur. Teori Penunjang yang akan dibahas berikut ini meliputi sensor ketinggian air, rangkaian catu daya, mikrokontroler ATMega8,

LCD 16x2, relay, BASCOM AVR, embedded ethernet, TCP /IP, modul embedded

NM7010A, dan Borland Delphi 7.0.

2.1 Sensor Ketinggian Air

Sensor ketinggian air adalah sensor yang digunakan untuk mengukur ketinggian air yang akan diuji. Sensor ketinggian air meliputi ultrasonik, inframerah, dan kawat yang dialiri listrik.

2.1.1 Ultrasonik

Gelombang ultrasonik adalah gelombang yang memiliki frekuensi diatas 20 KHz dan diluar jangkauan pendengaran manusia. Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaaan waktu antara gelombang suara yang dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut merupakan representasi

jarak. Kecepatan rambat gelombang ultrasonik dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adalah suhu, tekanan, kelembaban, dan sinyal radio.

Gambar 2.1 SRF08

Hal yang harus diperhatikan ketika menggunakan sensor ultrasonik terhadap suatu objek yaitu sebagai berikut.

a. Bentuk dan Ukuran Objek

Objek dengan ukuran yang lebih besar akan memantulkan lebih banyak gelombang dibandingkan dengan objek yang berukuran kecil sehingga memberikan hasil yang lebih presisi.

Bentuk suatu objek mempengaruhi banyaknya pantulan yang dipantulkan objek. Objek dengan bentuk bulat akan memantulkan gelombang ke segala arah sehingga pantulan yang ditangkap menjadi lemah. Objek dengan bentuk datar akan memantulkan gelombang dengan lebih baik.

b. Jenis Material

Objek padat yang terbuat dari besi atau baja akan memberikan pantulan yang lebih baik dibandingkan dengan objek yang terbuat dari kayu atau gabus.

c. Pola Permukaan

Objek dengan permukaan datar, halus, dan tegak lurus terhadap sinyal ultrasonik yang dipancarkan akan memberikan pantulan yang lebih kuat dibandingkan dengan permukaan tidak rata.

2.1.2 Inframerah

Cahaya inframerah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan terlihat pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Radiasi inframerah memiliki panjang gelombang antara 700 nm sampai 1 mm dan berada pada spektrum berwarna merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah tidak akan terlihat oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih dapat dirasakan/dideteksi.

Pada dasarnya komponen yang menghasilkan panas juga

menghasilkan radiasi inframerah termasuk tubuh manusia maupun tubuh binatang. Cahaya inframerah, walaupun mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetap tidak dapat menembus bahan-bahan yang tidak dapat melewatkan cahaya yang nampak sehingga cahaya inframerah tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata.

Pada pembuatan komponen yang dikhususkan untuk penerima

inframerah, lubang untuk menerima cahaya (window) sudah dibuat khusus

sehingga dapat mengurangi interferensi dari cahaya non-inframerah. Oleh sebab itu sensor inframerah yang baik biasanya memiliki jendela (pelapis yang terbuat dari silikon) berwarna biru tua keungu-unguan. Sensor ini biasanya digunakan untuk aplikasi inframerah yang digunakan diluar rumah (outdoor).

Komponen yang dapat menjadi penerima inframerah merupakan komponen yang peka cahaya dapat berupa dioda (photodioda) atau

transistor (phototransistor). Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal inframerah sebanyak mungkin sehingga pulsa-pulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik.

Gambar 2.2 Cara Kerja Pantulan Sensor Inframerah

Sensor jarak biasanya merupakan tugas dari sensor sonar, yang mengirim keluaran pulsa suara dan menghitung seberapa lama waktu yang

dibutuhkan untuk echo kembali. Inframerah juga dapat difungsikan sebagai

sensor jarak dengan memanfaatkan dari pengaturan frekuensi.

Frekuensi yang paling sensitif akan mendeteksi benda atau objek terjauh, sedangkan frekuensi kurang sensitif akan mendeteksi benda yang lebih dekat. Pada umumnya inframerah menggunakan frekunensi 38,5 KHz. Inframerah detektor akan menjadi kurang sensitif jika selain 38,5 KHz. Jika inframerah bekerja pada frekuensi 40 KHz, inframerah hanya 50% sensitif dibanding dengan frekuensi 38,5 KHz. Jika inframerah bekerja pada 42 KHz, maka detektor hanya 20% sensitif.

2.1.3 Kawat Yang Dialiri Listrik

Air mampu bersifat konduktor yaitu mampu menghantarkan panas dan juga mampu menghantarkan arus listrik. Air yang ada di bumi mampu menghantarkan arus listrik. Air dapat terurai menjadi ion hidrogen dan ion hidroksida dalam jumlah yang sedikit. Penguraian molekul air menjadi ion-ionnya meskipun dalam jumlah yang sangat kecil tapi masih mampu menghantarkan arus listrik.

Kawat yang diberi arus listrik dan kemudian dimasukan ke air dapat terhubung dengan kawat lainnya jika kedua kawat sama-sama terendam oleh air.Terhubung dan tidaknya arus listrik pada kawat dapat dijadikan sebagai sensor sehingga mampu mengolah rangkaian selanjutnya.

Gambar 2.3 Kawat yang dialiri listrik dan terendam oleh air

Besar kecilnya arus listrik yang melewati kawat sangat bergantung dari panjang pendeknya kawat, besar kecilnya luas penampang kawat, dan tahanan jenis dari masing-masing kawat.

2.2 Rangkaian Catu Daya

Catu daya memiliki peranan penting dalam sebuah rangkaian elektronika karena sebagai sumber tegangan kerja untuk menjalankan rangkaian. Catu daya yang baik selalu dilengkapi dengan regulator

tegangan.Rangkaian catu daya digunakan sebagai sumber tegangan yang distabilkan untuk tegangan-tegangan dari rangkaian lainnya.

Tujuan pemasangan regulator tegangan pada rangkaian catu daya adalah untuk menstabilkan tegangan keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada catu daya. Fungsi lain dari regulator tegangan adalah untuk perlindungan dari terjadinya hubung singkat pada beban.

LM78xx LM79xx

1 2

3 1

2 3 IN

Gnd Out

IN Out Gnd

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin LM78xx dan LM79xx

Salah satu regulator tegangan tetap yang umum dipakai adalah tipe LM78xx digunakan untuk tegangan positif sedangkan untuk tegangan negative digunakan tipe LM79xx. Regulator tegangan tipe LM 78xx adalah salah satu regulator tegangan tetap dengan tiga terminal, yaitu Vin, GND dan Vout. Regulator tegangan tetap LM 78xx dibedakan dalam tiga versi yaitu LM 78xxC, LM 78lxx dan LM 78Mxx. Arsitektur dari IC regulator tegangan tersebut sama, yang membedakan adalah kemampuan mengalirkan arus pada regulator tegangan tersebut.

Gambar 2.5 Skematik Rangkaian Catu Daya 5 Volt

Penggunaan resistor (R1) agar arus dan tegangan yang masuk LED1 tidak terlalu besar. C1 dan C5 digunakan sebagai kopling untuk bagian input dan output IC regulator, C2 dan C4 difungsikan sebagai filter.

Catu daya 7805 mampu mengeluarkan arus 1 A. IC 7805 jika tidak menggunakan pendingin (heatsink) dapat memboroskan daya sebanyak 2watt.

2.3 ATMega8

AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu

menggunakan oscillator eksternal karena di dalamnya sudah terdapat

internal oscillator.

Selain itu kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu

tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan

Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC,

EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512 byte.

Gambar 2.6 IC Mikrokontroler Atmega8

AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur

AVR RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash.

Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V

sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 –

Gambar 2.7 Konfigurasi pin Atmega8

ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8.

 VCC

Merupakan supply tegangan digital.

 GND

Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.

 Port B (PB7...PB0)

Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah PortBadalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin

dapat digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah

8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input,

pin-pin yang terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka

dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan

input ke rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan Fuse bit

yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7

dapat digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier)

bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih

sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator internal,

PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan

Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1)

digunakan untuk saluran inputtimer.

 Port C (PC5…PC0)

Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam

masing-masingpin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah

mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port

C memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink)

ataupun mengeluarkan arus (source).

 RESET/PC6

Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin

I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang

terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak

diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika

level tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa minimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset

 Port D (PD7…PD0)

Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up

resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja

pada port ini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini

hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.

 AVcc

Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini

harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan

untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja disarankan untuk menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui

low passfilter.

 AREF

Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.

Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai

hasil dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk altering arus program sebagai kegunaan untuk

meningkatkan performa pengoperasian. Register ini di-update setelah

operasi ALU (Arithmetic LogicUnit) hal tersebut seperti yang tertulis dalam

datasheet khususnya pada bagian Instruction Set Reference. Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat membuang penggunaan kebutuhan instrukasi perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan

singkat. Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui

software.

2.4 LCD 16X2

LCD (Liquid Crystal Display atau Tampilan Kristal Cair)adalah suatu

jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD bisa memunculkan gambar atau tulisan dikarenakan terdapat

banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair

sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi.

Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring.

Dalam menampilkan karakter untuk membantu menginformasikan

proses dan control yang terjadi dalam suatu program robot kita sering

menggunakan LCD juga. LCD 16x2 menyatakan 16 kolom dan 2 baris. LCD 16x2 membutuhkan driver agar bisa dikoneksikan dengan system

pengatur tingkat kecerahan backlight maupun data, serta untuk mempermudah pemasangan di mikrokontroler.

Gambar 2.8 LCD 16x2 Tabel 2.1 Fungsi Pin LCD

No Simbol Level Fungsi

1 Vss - 0 V

2 Vcc - 5 V

3 Vee - Penggerak LCD

4 RS H/L H=in data, L=in Ins

5 R/W H/L H=Baca, L=Tulis

6 E - Enable Signal

7 DB0 H/L

Data

8 DB1 H/L

9 DB2 H/L

10 DB3 H/L

11 DB4 H/L

12 DB5 H/L

13 DB6 H/L

14 DB7 H/L

15 V+BL - Pos Backlight

16 V-BL - Neg Backlight

Konfigurasi pin dari LCD ditunjukkan pada Gambar dibawah ini:

Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut: • Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan. • Setiap huruf terdiri dari 5x7 dot-matrix cursor.

• Terdapat 192 macam karakter.

• Terdapat 80 x 8 bit display RAM (maksimal 80 karakter).

• Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit.

• Dibangun dengan osilator lokal.

• Satu sumber tegangan 5 volt.

• Otomatis reset saat tegangan dihidupkan. • Bekerja pada suhu 0oC sampai 55oC.

Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri

dari 4-bit atau 8-bit. Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4

sampai dengan DB7. Interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana

hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara bit atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode 4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8-bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN

setiap nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD

bahwa mikrokontroller mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus.

Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu

beberapa saat (tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high

“1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisilow “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti

bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”,

data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar.

Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke

“1”. Jalur kontrol R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi

high“1”, maka program akan melakukan query (pembacaan) data dari LCD. Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu diset ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4,

DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel baik 4-bit atau 8-bit

merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi

interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.

Mode 8-bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7 pin (3 pin untuk kontrol, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroller dan LCD. Jika bit ini di set (RS = 1), maka byte pada

posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS=0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.

2.5 Relay

Relay adalah alat yang dapat bekerja secara otomatis untuk mengontrol jaringan listrik pada sebuah sistem akibat adanya perubahan rangkain lain pada sistem tersebut.

Di dalam sebuah relay yang perlu di perhatikan adalah rangkain elektrik yang di gunakan di dalam pengontrolan coil relay tidak berhubungan dengan rangkain elektrik yang terhubung dengan kontak. Kontak bekerja berdasarkan gerak magnet yang di timbulkan oleh coil, sehingga keadua rangkaian ini terpisah antara satu dengan yang lainya. Rangkaian yang di gunakan untuk mengerjakan coil pada umumnya di sebut rangkain control dan rangkain yang melalui kontak disebut rangkain beban.

Spesifiaksi coil pada relay :

1. Arus inrush

Adalah besarnya arus yang di perlukan untuk meng–energized kontak

pertama kali . Besar arus ini pada umumnya 5 kali lebih besar dari

arus sel–in. Arus sel–in, adalah besar arus minimal yang di perlukan untuk

2. Tegangan pick–up

Adalah besarnya nilai teganagan yang di perlukan untuk menarik

kontak saat coil di–energezet. Hal ini patut di perhatikan karena

fluktuatifnya nilai tegangan system.

3. Tegangan drop–out

Adalah besar tegangan yang harus di jaga oleh coil agar kontak tidak

terlepas oleh coil. Besar tegangan ini adalah 5–10% di bawah tegangan pada

coil. Jika hal ini terjadi , maka hal yang sering dijumpai adalah relay akan bergetar dan menimbulkan suara yang kasar.

Hubungan kontak pada relay pada umumnya terdiri dari NC (normally

open) dan NO (normally close).Relay akan bekerja ketika kumparan magnit

relay mendapat sumber tegangan, kondisi ini mengakibatkan

kontak normally open dari relay bekerja, kondisi terbalik terjadi pada

normally close yang akan terbuka apabila coil pada relay mendapat sumber

tegangan yang akan mengerakkan kontak relay pada kondisi normally close.

Kondisi penyambungan pada input–input relay sangat mempengaruhi

kondisi kerja pada sistem di saat terjadi gangguan dan pada saat sistem bekerja dalam kondisi normal. Untuk itu dalam pemasangan input maupun output dari relay perlu di perhatikan secara khusus, karena akan mempengaruhi kinerja maupun fungsi dari relay itu sendiri.

Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan tegangan-rendah yang dililitkan pada sebuah inti. Terdapat sebuah armatur besi yang akan tertarik menuju inti apabila arus mengalir melewati kumparan. Armatur ini terpasang pada sebuah tuas

berpegas. Ketika armatur tertarik menuju ini, kontak jalur bersama akan berubah posisinya dari kontak normal-tertutup ke kontak normal-terbuka.

Gambar 2.10 Bentuk Fisik Relay

Sebuah relay yang tipikal dari jenis ini dapat diaktifkan dalam waktu sekitar 10 ms.Sebagian besar relay modern ditempatkan di dalam sebuah kemasan yang sepenuhnya tertutup rapat.

Kebanyakan di antaranya memiliki kontak-kontak jenis SPDT, namun terdapat juga beberapa versi DPDT. Relay-relay yang berukuran lebih besar dapat menyambungkan arus hingga 10 A pada tegangan 250 V AC. Tegangan maksimum untuk pensaklaran DC selalu jauh lebih rendah, seringkali bahkan hanya setengah, dari tegangan maksimum untuk AC. Terdapat juga relay-relay miniatur yang cocok untuk ditancapkan pada papan-papan rangkaian.

2.6 Bascom-AVR

Gambar 2.11 Interface BASCOM AVR

Pada setiap icon yang ada pada interface diatas memiliki fungsi

masing-masing. Adapun fungsi dari tiap-tiap icon fapat dilihat pada tabel di

bawah ini.

Tabel 2.2 Fungsi Icon pada Interface BASCOM AVR

Icon Nama Fungsi Shortcut

File New Membuat file baru Ctrl+N

Open File Untuk membuka file Ctrl+O

File Save Untuk menyimpan file Ctrl+S

Save as Menyimpan file dengan nama lain. -

Print Untuk mencetak dokumen Ctrl+P

Print preview Untuk melihat tampilan sebelum

dicetak.

-

Syntax check Untuk memeriksa kesalahan

bahasa.

Ctrl+F7

Show result Untuk menampilkan hasil kompile Ctrl+W

Simulate Untuk mencimulasikan program

yang dibuat.

F2

2.6.1.Karakter dalam BASCOM

Dalam program BASCOM, karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet (A-Z dan a-z), karakter numeric (0-9) dan karakter spesial seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.3 Karakter-karakter spesial pada BASCOM

Karakter Nama

Blank atau spasi

‘ Apostrophe

* Asteriks atau simbol perkalian

+ Simbol Pertambahan (Plus Sign)

, Comma

- Simbol Pengurangan (Minus Sign)

. Period (decimal point)

/ Slash (division symbol) will be handled as \

: Colon

“ Double Quotation mark

; Semicolon

< Less than

= Equal sign (assignment symbol or relation operator)

> Greater than

2.6.2.Tipe Data

Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan daya tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori mikrokontroler. Berikut ini adalah tipe data pada BASCOM berikut keterangannya.

Tabel 2.4 Tipe Data BASCOM

Tipe Data Ukuran (byte) Range

Bit 1/8 0-1

Byte 1 0 sampai 255

Interger 2 -32,768 sampai 32,767

Word 2 0 sampai 65535

Long 4 -2147483648 sampai 2147483647

Single 4 -

String Hingga 254 byte -

2.6.3.Variabel

Variabel dalam sebuah program berfungsi sebagai tempat penyimpanan data atau penampung data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan, menampung data hasil pembacaan register dan lain lain. Variabel merupakan pointer yang menunjuk pada alamat memori fisik di mikrokontroler.

Dalam BASCOM ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variabel.

1. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter

2. Karakter bisa berupa angka atau huruf

Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunakan oleh BASCOM sebagai perintah, pernyataan, internal register dan nama operator (AND, OR, DIM, dan lainnya).

2.7 Sistem Tertanam Ethernet (Embedded Ethernet)

Embedded System yang pertama kali dikenal tahun 1961 yaitu Apollo Guidance Komputer, yang dibuat oleh Charles Stark Draper di sebuah laboratorium Instrumen MIT. Adalah suatu sistem atau program yang sengaja dirancang untuk melakukan tugas yang sangat spesifik dan berulang

– ulang, dan tidak dibutuhkan kekuatan prosesor yang sangat tinggi. Dan hal

ini akan sangat menghemat biaya produksi.

Karakteristik dari embedded system adalah :

 Biasanya merupakan bagian dari piranti yang besar. Dalam hal ini,

embedded system di pergunakan untuk meningkatkan kapabilitas piranti itu sendiri. Yang dirancang khusus untuk aplikasi yang sangat spesifik.

 Komponen-komponen untuk embedded system dipilih secara optimal,

yaitu yang memungkinkan implementasi sistem tersebut tetapi dengan biaya yang serendah-rendahnya.

 Embedded system merupakan real-time sistem, yaitu sistem yang prosesnya terbatasi oleh waktu. Dan sistem tersebut harus tetap stabil walaupun ada gangguan atau serangan.

Ethernet ini di perkenalkan tahun 1970an oleh Xerox, Setelah dibangunnya jaringan internasional yang mampu menghubungkan antar

network) oleh Hutchison Global Communications (Hong Kong) dan KT Corporation (Korea Selatan), maka Ethernet memiliki jangkauan yang sangat luas. Selain itu membutuhkan biaya pembuatan dan pemeliharaan yang relatif murah dan memberikan layanan data yang lumayan baik di kelasnya.

Dari penjelasan mengenai Embedded System dan Ethernet diatas maka

dapat diambil kesimpulan bahwa system embedded Ethernet adalah suatu

sistem atau program yang sengaja dirancang untuk melakukan tugas yang

sangat spesifik dan berulang – ulang dan merupakan bagian dari piranti

yang sangat besar, dapat bekerja secara real time, membutuhkan biaya

pembuatan dan pemeliharaan yang relative murah, memberikan layanan data

yang lumayan baik di kelasnya dan memiliki jangkauan yang sangat luas dengan kecepatan daya akses datanya 10 Mbps sampai 1 Gbps.

2.8 TCP / IP (Transmision Control Protokol / Internet Protokol)

TCP/IP (Transmission Control Protokol/Internet Protokol) adalah standar komunikasi data yang digunakan oleh komunitas internet dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan Internet.

Arsitektur TCP/IP tidaklah berbasis model referensi tujuh lapis OSI,

tetapi menggunakan model referensi DARPA. TCP/IP yang

merngimplemenasikan arsitektur berlapis yang terdiri atas empat lapis. Empat lapis ini, dapat dipetakan (meski tidak secara langsung) terhadap model referensi OSI.

Gambar 2.12 Perbedaan Lapisan OSI dan TCP / IP

2.9 Modul Jaringan NM7010A-LF

Modul jaringan adalah suatu perangkat keras yang digunakan untuk

menghubungkan mikrokontroler ke protokol TCP/IP, sehingga

mikrokontroler dapat diakses melalui jaringan.

Modul jaringan NM7010A-LF yang digunakan terdiri dari W3100A (TCP/IP hardwired chip), ethernet PHY, dan MAG jack. NM7010A-LF

akan digunakan sebagai jembatan antara DT-AVR Low Cost Micro Sistem

dengan jaringan komputer dalam aplikasi web server sederhana.

Programnya dikembangkan menggunakan compiler BASCOM-AVR. Pada

compiler BASCOM-AVR ini telah terdapat perintah-perintah yang mendukung antarmuka dengan modul NM7010A-LF.

Gambar 2.13 Modul NM7010A-LF

Modul jaringan NM7010A-LF memiliki fitur-fitur sebagai berikut.

 Mendukung 10/100 base Tx, half/full duplex, dan auto-negotiation.

 Sesuai standar IEEE 802.3/802.3u.

 Catu daya 3,3V dengan I/O 5V tolerance.

 Tersedia sinyal network status untuk indikator LED.

 Protokol internet (TCP, IP Ver.4, UDP, ICMP, ARP) dan ethernet (DLC,

MAC).

 Mendukung 4 buah koneksi independen (socket) secara simultan.

 Antarmuka I²C dan bus Intel/Motorola dengan akses direct/indirect.

 Mendukung mode clocked, non-clocked, external clocked.

 Mendukung socket API untuk memudahkan pemrograman aplikasi.

2.10 Borland Delphi 7.0

Bahasa yang digunakan adalah Borland Delphi 7.0 yang merupakan salah satu program visual yang dikembangkan oleh Borland dan menggunakan bahasa pascal. Borland Delphi mempunyai banyak fasilitas dan bahasa pemrograman yang relatif mudah untuk dipelajari dan digunakan. Delphi adalah salah satu aplikasi pemrograman yang menarik.

Delphi bukan hanya digunakan untuk perancangan aplikasi dekstop tetapi

juga web development.

Komponen-komponen penting yang ada dalam Delphi 7.0 dapat dikelompokkan sebagai berikut.

1. Menu Bar

Pada bagian menu bar terdapat sebelas menu utama sebagai default dari

Delphi 7.0.

Gambar 2.14 Menu Bar

2. Toolbar

Toolbar fungsinya sama seperti fungsi dari menu, hanya saja pada toolbar

pilihan-pilihan berbentuk icon.

Gambar 2.15 Toolbar

3. Component Palette

Tempat dimana kontrol-kontrol dan komponen diletakkan yang berfungsi

membantu user dalam membangun suatu aplikasi.

Gambar 2.16 Component Palette

4. Object TreeView

Tempat untuk melihat daftar dari objek-objek apa saja yang terdapat pada program aplikasi.

Gambar 2.17 Object TreeView 5. Object Inspector

Terdapat property dan event dari setiap objek yang ada pada form sebagai

alat untuk mengontrol.

Gambar 2.18 Object Inspector

6. Project Options

Tempat untuk melihat kumpulan form, unit dan beberapa hal yang merupakan komponen penting yang terkait dalam pembangunan program.

Gambar 2.19 Project Options 7. Form

Tempat untuk mendesain suatu tampilan dari program yang akan dibuat

atau tampilan interface yang akan dihasilkan oleh program pada saat

dijalankan.

Gambar 2.20 Form

8. View Unit

Tempat untuk melihat kumpulan unit yang dibuat dalam satu program, satu program dapat mempunyai lebih dari satu unit yang akan dijalankan.

Dalam Borland Delphi, setiap kali membuat satu form maka otomatis pula

Gambar 2.21 View Unit 9. Code Editor

Merupakan sebuah objek yang digunakan untuk menuliskan kode program, berisi algoritma-algoritma, rumus-rumus yang akan dijalankan

pada Delphi dan akan membentuk suatu aplikasi.

Gambar 2.22 Code Editor

10.Properties

Digunakan untuk menentukan pengaturan suatu objek. Suatu objek

biasanya mempunyai beberapa properties pada jendela object inspector

Gambar 2.23 Properties 11.Events

Peristiwa atau kejadian yang diterima oleh suatu objek, misalnya klik,

drag, tunjuk dan lain-lain. Events yang diterima objek akan memicu

borland delphi untuk menjalankan kode program yang ada di dalamnya.

39

Dalam perancangan sensor monitoring level ketinggian air dan alat pengontrol untuk mesin yang bersumber dari air sumur terdapat beberapa pemilihan komponen yang dibandingkan untuk mendapatkan komponen sesuai dengan spesifikasi yang diperlukan. Komponen tersebut diantaranya pemilihan komponen Sensor Ketinggian Air, IC Regulator, dan Mikrokontroler.

3.1 Sensor Ketinggian Air

Sensor ketinggian air adalah sensor yang digunakan untuk mengukur ketinggian air yang akan diuji. Pemilihan sensor ketinggian air meliputi ultrasonik dan inframerah.

3.1.1 Ultrasonik

a. Pada Sumur

Perbandingan Sensor Ultrasonik untuk di Sumur sebagai berikut: Tabel 3.1 Perbandingan Sensor Ultrasonik pada Sumur

Range (cm) Price (Rp) Catu Daya (VDC) Arus (mA) Bentuk Fisik Devantech SRF08

3-600 590 ribu 5 15

Devantech SRF10

6-600 590 ribu 5 15

Hagisonic HG-B40C

Penggunaan sensor ultrasonik yang terdapat di sumur dalam Tugas Akhir ini berfungsi untuk mengetahui seberapa ketinggian air yang terdapat di sumur. Berdasarkan data perbandingan pada Tabel 3.1 di atas, sensor ultrasonik yang digunakan yaitu jenis Devantech SRF 08, meskipun sedikit lebih mahal dibandingkan dengan pesaingnya tetapi mempunyai range jarak yang lebih jauh yaitu tiga centimeter sampai dengan enam meter karena sumur yang di ukur mempunyai batasan jarak maksimal enam meter.

b. Pada Tangki Penampung

Penggunaan sensor ultrasonik yang terdapat di Tangki Penampung dalam Tugas Akhir ini berfungsi untuk mengetahui seberapa ketinggian air yang terdapat di dalam tangki penampung. Perbandingan Sensor Ultrasonik untuk di Tangki Penampung sebagai berikut:

Tabel 3.2 Perbandingan Sensor Ultrasonik pada Tangki Penampung Range (cm) Price (Rp) Catu Daya (VDC) Arus (mA) Bentuk Fisik DT Sense USIRR

2-300 225 ribu 5 17

Devantech SRF04

3-300 380 ribu 5 15

PING ))) 3-300 350 ribu 5 35

Berdasarkan data perbandingan pada Tabel 3.2 di atas, sensor ultrasonik yang digunakan yaitu jenis DT Sense USIRR karena mempunyai range yang cukup jauh yaitu dua centimeter sampai dengan tiga meter karena tangki penampung yang diukur mempunyai tinggi tidak lebih dari

satu setengah meter dan mempunyai harga yang lebih murah dibanding sensor ultrasonik lainnya.

3.1.2 Inframerah

a. Transmitter

Perbandingan Sensor Inframerah untuk bagian transmitter sebagai

berikut:

Tabel 3.3 Perbandingan Sensor Inframerah bagian transmitter

(pemancar).

Price (Rp) Bentuk Fisik

IR LED 1000

IRL TRANSMITTER 7500

SFH 10500

Berdasarkan data perbandingan pada Tabel 3.3 di atas, sensor

Inframerah yang digunakan pada bagian transmitter menggunakan IR LED

karena mempunyai jarak pancar yang cukup jauh tergantung pada penguat, lebih mudah didapatkan di pasaran, dan harganya sangat terjangkau.

b. Receiver

Perbandingan Sensor Inframerah untuk bagian receiver sebagai

berikut:

Tabel 3.4 Perbandingan Sensor Inframerah bagian receiver (penerima)

Price (Rp) Bentuk Fisik

PHOTOTRANSISTOR 3000

PHOTODIODA 2000

Berdasarkan data perbandingan pada Tabel 3.4 di atas, sensor

Inframerah yang digunakan pada bagian receiver menggunakan

phototransistor karena lebih tahan terhadap gangguan dari sinar lainnya dan harganya lebih terjangkau.

3.2 IC Regulator (Catu Daya)

Penggunaan catu daya dalam Tugas Akhir ini sangat penting karena berfungsi untuk menstabilkan tegangan yang nantinya akan masuk ke rangkaian mikrokontroler dan sensor-sensor ketinggian air. Perbandingan IC regulator sebagai berikut:

Tabel 3.5 Perbandingan IC regulator TEGANGAN 5 VOLT

LM2940 5V LM7805

Harga (Rp) 7.500 1.500

Teg Output (V) 5 5

Arus Maks (A) 1,5 1

Konfigurasi Pin IC Regulator baik seri LM2940 maupun seri LM78xx memiliki kesamaan baik posisi input, output, maupun ground. Dalam Tugas Akhir ini menggunakan IC regulator LM7805. Konfigurasi pin IC regulator sebagai berikut :

3.3 Mikrokontroler

Penggunaan mikrokontroler dalam Tugas Akhir ini sangat penting karena digunakan untuk pemrosesan data dari sensor ketinggian air dan

menampilkan pemberitahuan (display) tentang ketinggian air di LCD dan

internet.

Perbandingan Mikrokontroler AT89S51, AT89S52, ATMEGA8, ATMEGA 8535 sebagai berikut:

Tabel 3.6 Perbandingan IC Mikrokontroler

Spesifikasi AT89S51 AT89S52 ATMEGA8 ATMEGA8535

Internal RAM (byte) 128 256 1K 512

Operating Range (V) 4,0 – 5,5 4,0 – 5,5 4,5 – 5,5 4,5 – 5,5

Write/Erase Cycles 1000 10.000 10.000 10.000

Jumlah Pin 40 40 28 40

Pin I/O 32 32 23 32

Pin ADC 0 0 6 8

Price (Rp) 12.000 12.000 25.000 39.000

Berdasarkan data perbandingan pada Tabel 3.6 di atas, tugas akhir ini menggunakan Mikrokontroller Atmega8 karena memiliki enam pin ADC

sehingga harga lebih murah dibanding harus menggunakan ADC eksternal,

bentuk IC yang lebih kecil karena hanya meiliki 28 pin, dan alat yang dibuat membutuhkan 20 pin I/O mikrokontroler.

Konfigurasi pin-pin IC mikrokontroler sebagai berikut :

3.4 Modul Ethernet

Perbandingan modul ethernet sebagai berikut: Tabel 3.7 Perbandingan Modul Ethernet

Nama Antarmuka Support Catu

Daya

Harga

(Price) Bentuk Fisik

WIZ820io SPI Half / full

duplex

3,3

VDC 285.000

NM7010A I2C

Half / full duplex dan

auto negotiation

3,3

VDC 270.000

Berdasarkan data perbandingan pada Tabel 3.7 di atas, tugas akhir ini menggunakan Module Ethernet jenis NM7010A-LF karena lebih murah, menggunakan komunikasi antarmuka I2C, dan dapat dipasangkan dengan TCP / IP Starter Kit. TCP/IP Starter Kit berfungsi sebagai jembatan antara mikrokontroler dengan jaringan internet atau ethernet tanpa memerlukan bantuan komputer.

BAB IV

PERANCANGAN ALAT

Pada bab ini membahas tentang perancangan alat yang dibuat. Perancangan alat terbagi menjadi beberapa bagian seperti : perancangan blok diagram, perancangan sensor ketinggian air, perancangan rangkaian power supply, perancangan rangkaian sistem minimum mikrokontroler, perancangan rangkaian

downloader, perancangan box display, flowchart alat, perancangan tampilan internet.

4.1 Blok Diagram Sistem

Blok diagram pada bagian sensor monitoring dan alat pengontrol

mesin/pompa air seperti pada Gambar 4.1 terdiri dari switch, relay, sensor

ketinggian air, mikrokontroler, dan display LCD 16x2. Pompa air dikontrol

oleh switch yang mempunyai tiga kondisi yaitu ON, OFF, dan AUTO.

Ketika keadaan ON pompa air akan langsung menyala dan menarik air dari sumur hingga ke tangki air secara terus menerus tanpa ada batasan sampai

switch dipindahkan ke keadaan OFF atau AUTO. Ketika keadaan OFF pompa air akan mati, sedangkan jika keadaan AUTO pompa air akan bekerja berdasarkan dari perintah mikrokontroler yang mengolah data dari sensor ketinggian air. Ketinggian air diukur oleh sensor ketinggian air dan kemudian di olah oleh mikrokontroler sehingga dapat ditampilkan pada LCD 16x2.

Gambar 4.1 Blok Diagram Sensor Monitoring dan Alat Pengontrol

Gambar 4.2 adalah gambar blok diagram alat menggunakan modul

ethernet. Gambar 4.2 menjelaskan bahwa data dari bagian sensor monitoring

dan alat pengontrol diproses oleh modul ethernet NM7010. Data dari modul

ethernet kemudian dipublikasikan sehingga dapat dipantau jarak jauh

menggunakan PC atau handphone melalui internet.

Gambar 4.2 Blok Diagram Alat Menggunakan Modul Ethernet

Gambar 4.3 adalah gambar blok diagram alat menggunakan MAX

232. Gambar 4.3 menjelaskan bahwa data dari bagian sensor monitoring dan

alat pengontrol diproses oleh IC Max 232 dan masuk ke komputer server.

Komputer yang bertindak sebagai server ini bertugas untuk menyimpan data

sebelumnya dan mempublikasikan data sehingga dapat dipantau jarak jauh

Gambar 4.3 Blok Diagram Alat Menggunakan MAX 232

Pada Gambar 4.2 dan 4.3 merupakan blok diagram alat secara

keseluruhan. Pada Gambar 4.2 komunikasi antara hardware dan internet

menggunakan modul ethernet, sedangkan pada Gambar 4.3 komunikasi

antara hardware dan internet menggunakan IC MAX 232 dan melalui

komputer/PC yang berfungsi sebagai komputer server.

4.2 Perancangan Pada Bagian Sensor Ketinggian Air

Perancangan pada bagian sensor ketinggian air terdiri dari tiga macam sensor. Ketiga macam sensor itu yaitu sensor konduktifitas kawat, sensor inframerah, dan sensor ultrasonik.

4.2.1 Kawat Yang Dialiri Listrik

Sensor konduktifitas kawat akan bekerja ketika air merendam dan menghubungkan listrik dari kawat yang satu ke kawat yang lainnya yang terendam. Sedangkan kawat yang tidak terendam tidak akan terhubung.

Gambar 4.4 Perancangan Sensor Ketinggian Air pada Sumur (kanan) dan Tangki Air (kiri) Menggunakan Kawat yang di aliri listrik.

Sensor kawat yang digunakan bertujuan untuk mendeteksi ketinggian air yang terdapat di sumur dan di tangki air. Pada Gambar 4.4 terdapat sembilan kawat yang digunakan untuk dapat mendeteksi delapan level ketinggian air baik pada tangki air ataupun pada sumur.

Gambar 4.5 Skematik Data Sensor Ketinggian Air yang Masuk ke PORTC

Gambar 4.5 merupakan rangkaian skematik antara pin mana saja yang digunakan untuk menghubungkan kawat dan mikrokontroler. Pada rangkaian ini menggunakan PORT A, tiga pin untuk sumur dan empat pin lainnya untuk tangki air.

4.2.2 Inframerah

Sensor inframerah akan bekerja ketika air membawa benda (sterofoam) mendekat sehingga memantulkan sinar inframerah. Semakin jauh benda maka pantulan akan semakin lemah dan semakin dekat benda maka pantulan akan semakin kuat.

Gambar 4.6 Perancangan Sensor Ketinggian Air pada Sumur (kanan) dan Tangki Air (kiri) Menggunakan Inframerah.

Sensor inframerah yang digunakan baik di sumur ataupun di tangki penampung berjumlah dua buah agar memudahkan dalam proses perbandingan. Dan akan menggunakan pelampung sebagai pemantul seperti pada Gambar 4.6. Pengendalian jarak menggunakan sensor inframerah berdasarkan dari perbedaan besar frekuensi yang diterima oleh bagian receiver. Semakin jauh pantulan dari objek maka frekuensi yang diterima akan semakin kecil.

Gambar 4.7 Skematik Rangkaian Inframerah

Pada gambar 4.7 menggunakan LED inframerah sebagai pemancar dan phototransistor sebagai penerima. Data dari phototransistor yang nantinya akan masuk ke pin-pin mikrokontroler seperti pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8 Skematik Data Sensor Ketinggian Air Menggunakan Inframerah yang Masuk ke PORT C

4.2.3 Ultrasonik

Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan perbandingan dari berapa waktu yang ditangkap setelah gelombang itu dipancarkan. Semakin jauh benda maka waktu pantulan akan semakin lama sedangkan jika semakin dekat benda maka pantulan akan semakin cepat.

Gambar 4.9 Perancangan Sensor Ketinggian Air pada Sumur (kanan) dan Tangki Air (kiri) Menggunakan Sensor Ultrasonik

Gambar 4.9 merupakan gambar peletakan sensor ultrasonik pada bibir sumur dan tangki air. Sensor ultrasonik akan menghitung jarak ketinggian sensor dengan permukaan air yang nantinya akan masuk ke pin-pin mikrokontroler dan kemudian diproses oleh mikrokontroler seperti pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10 Skematik Sensor Ultrasonik pada PORTC ATmega8

4.3 Perancangan Rangkaian Power Supply

Rangkaian power supply merupakan rangkaian pengatur tegangan

yang dibutuhkan oleh rangkaian lain sehingga nantinya dapat digunakan oleh rangkaian-rangkaian lainnya.

Ultrasonik Tangki Air Ultrasonik Sumur

Gambar 4.11 Skematik Rangkaian Power Supply

Rangkaian power supply yang digunakan pada Gambar 4.11 menggunakan dua IC regulator, menggunakan IC LM7805 untuk keluaran 5 VDC dan IC LM7809 untuk keluaran 9 VDC. Kapasitor polar (220uF dan 47uF) berfungsi sebagai kopling, sedangkan kapasitor keramik (104) berfungsi untuk meloloskan frekeunsi tinggi ke ground. Tegangan 5 VDC nantinya akan digunakan untuk sumber rangkaian mikrokontroler dan LCD, sedangkan tegangan 9 VDC digunakan untuk beberapa sensor dan relay.

4.4 Perancangan Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Atmega8

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler merupakan rangkaian yang bertugas untuk mengatur dan memproses input dan output data sesuai dengan yang diperlukan.

Gambar 4.12 Skematik Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8

Rangkaian sistem minimum pada Gambar 4.12 di atas berfungsi sebagai pengolah data dari sensor yang kemudian di tampilkan ke LCD dan

dikirim ke Max 232 kemudian ke komputer server sehingga dapat di akses

internet. PORTC nantinya akan digunakan untuk masukan data dari sensor ketinggian air, PORTB digunakan untuk keluaran ke LCD, sedangkan

PORTD digunakan untuk pengontrol masukan dari push button ataupun

switch.

4.5 Perancangan Rangkaian Downloader

Rangkaian downloader digunakan untuk mengisi file program dari

komputer yang berbentuk heksa (.hex) ke dalam IC mikrokontroler.

Program dari komputer sebelumnya dicompile atau dibuild terlebih dahulu

Gambar 4.13 Skematik Rangkaian Downloader

Rangkaian downloader pada Gambar 4.13 digunakan untuk

mendownload file dalam bentuk format .hex dari komputer ke dalam

mikrokontroler. Downloader yang digunakan berjenis USPASP.

4.6 Perancangan Rangkaian Display

Rangkaian display merupakan gabungan beberapa rangkaian sehingga

dapat menampilkan display yang bisa memudahkan pengguna mendapatkan

informasi. Rangkaian display dapat berisi sistem minimum mikrokontroler,

LCD, tombol power, tombol reset, tombol backlight, dan switch menu untuk

Gambar 4.14 Skematik Rangkaian Display pada PORTD ATmega8

Gambar 4.14 merupakan skematik rangkaian keseluruhan yang

terdapat di dalam bagian box display. Skematik rangkaian display berisi

sistem minimum mikrokontroler ATMega8, LCD 16x2, driver relay, tombol

power, tombol reset, tombol backlight, dan switch menu untuk pompa /

mesin air.

4.7 Perancangan Box Display

Box display berupa bagian yang berfungsi untuk memudahkan pengguna mendapatkan / melihat informasi dari ketinggian air. Tampilan untuk pengguna ini diletakan di dalam rumah.

Terdapat LCD untuk memberikan informasi seberapa ketinggian air di sumur dan di tangki air, tombol power untuk menyala dan mematikan

seluruh sistem, tombol backlight untuk menyalakan backlight LCD, dan

Gambar 4.15 Desain Box Display Tampak Depan

Desain box display sisi kanan terdapat empat pin data portA, empat

pin data portB, dan beberapa soket untuk supply tegangan DC seperti pada

Gambar 4.16 di bawah ini.

Gambar 4.16 Desain Box Display Samping Kanan

Desain box display sisi kiri terdapat empat pin data portA, empat pin

data portB, soket untuk supply tegangan DC, soket USB untuk pin

downloader, dan soket tegangan input DC seperti pada Gambar 4.17 di bawah ini.

Gambar 4.18 Desain Box Display Tampak Bawah

Pada Gambar 4.18 terdapat dua soket. Pertama, soket untuk tegangan AC yang nantinya akan mengaktifkan pompa air. Kedua, soket LAN jika

menggunakan modul ethernet NM7010 atau soket female DB9 jika

menggunakan Max 232.

4.8 Flowchart

Ketika sistem aktif, hardware akan mendeteksi apakah saklar berada dalam posisi ON, OFF, atau AUTO. Jika berada dalam posisi ON, tegangan AC dari mesin air akan terhubung dan mesin air akan aktif secara manual. Jika berada dalam posisi OFF, tegangan AC dari mesin air akan terputus dan mesin air akan mati. Sedangkan, jika saklar berada dalam keadaan AUTO maka mesin air akan aktif sesuai dengan kondisi air dalam tangki penampung ataupun di dalam toren.

Dalam kondisi auto, sensor ketinggian air akan mendeteksi level ketinggian air, menampilkan level ketinggian air di LCD, mengirim data level ketinggian ke database, dan kemudian menampilkannya di website.

Diagram alur (flowchart) dalam perancangan tugas akhir ini, seperti

4.8.1 Flowchart Mengukur Level Ketinggian Air

Setelah melakukan inisialisasi yang berisi konfigurasi pin-pin yang digunakan oleh mikrokontroler dan mengatur variabel dari tipe data. Nilai data dari hasil pengukuran jarak kemudian akan dimasukan dan dikelompokan ke beberapa level ketinggian. Jika level ketinggiannya di bawah level dua, maka alat akan memberikan peringatan bahwa kondisi air berada dalam kondisi kurang dan pengguna harus berhemat. Diagram alur (flowchart) bagian mengukur level ketinggian air, seperti Gambar 4.20 di bawah ini.

Proses ukur jarak menggunakan sensor ultrasonik berdasarkan dari besaran nilai yang terdeteksi oleh sensor ultrasonik. Besaran nilai dalam satuan milimeter (mm). Level ketinggian dibagi berdasarkan tingkatan jarak

yang terdeteksi. Diagram alur (flowchart) proses mengukur level ketinggian

air jika menggunakan sensor ultrasonik, seperti pada Gambar 4.21 di bawah ini.

Gambar 4.21 Flowchart Ukur Level Ketinggian Menggunakan Sensor

Ultrasonik

Proses ukur jarak menggunakan sensor kawat yang dialiri listrik berdasarkan dari kawat mana saja yang terhubung dengan kawat ground.

Diagram alur (flowchart) proses mengukur level ketinggian air jika

menggunakan sensor kawat yang dialiri listrik, seperti pada Gambar 4.22 di bawah ini.

Gambar 4.22 Flowchart Ukur Level Ketinggian Menggunakan Sensor Kawat

Proses ukur jarak menggunakan sensor inframerah berdasarkan dari

besaran frekuensi yang diterima oleh bagian receiver. Diagram alur

(flowchart) proses mengukur level ketinggian air jika menggunakan sensor inframerah, seperti pada Gambar 4.23 di bawah ini.

Gambar 4.23 Flowchart Ukur Level Ketinggian Menggunakan Sensor

4.8.2 FlowchartWebsite

Untuk dapat tampil pada website, komunikasi antara hardware dan

komputer harus diatur telebih dahulu untuk mencocokan jalur komunikasinya. Dalam sistem ini menggunakan komunikasi serial.

Pengaturan dalam komunikasi serial yaitu setting PORT COMM dan

Baudrate. Setelah terhubung nilai data dari hardware akan diambil dan disimpan didatabase komputer. Data dari database akan ditampilkan dalam

bentuk grafik diwebsite.

Diagram alur (flowchart) bagian website seperti pada Gambar 4.24 di

bawah ini.

64

4.9 Tampilan Internet

Data analog dari level ketinggian air sensor ultrasonik setelah diproses oleh mikrokontroler, kemudian dikirim untuk ditampilkan di internet dalam bentuk grafik. Tampilan di internet dalam bentuk grafik ini yang berfungsi untuk memudahkan pengguna mengetahui seberapa ketinggian air di rumah dan memudahkan pemantauan jarak jauh.

Gambar 4.25 Tampilan Grafik pada Aplikasi Delphi

Pada Gambar 4.25 merupakan gambar tampilan untuk grafik ketinggian air di toren dan di sumur. Delphi bertugas sebagai server yang menyimpan data grafik yang dikirim mikrokontroler.

TOREN PENUH TOREN “TGH

Gambar 4.26 Tampilan Pengaturan Konfigurasi Komunikasi Serial pada Aplikasi Delphi

Pada Gambar 4.26 di atas merupakan gambar tampilan untuk pengaturan konfigurasi komunikasi serial yang berisi pengaturan COMM,

baudrate, dan database. Sedangkan pada Gambar 4.27 di bawah, merupakan gambar tampilan pada website / internet.

66

Pada bab ini membahas tentang pengujian dan analisa dari sistem yang dibuat. Pengujian sendiri terbagi menjadi beberapa bagian seperti : pengujian sensor ketinggian air, pengujian tampilan LCD, pengujian komunikasi ethernet.

5.1 Pengujian Sensor Ketinggian Air

Pada pengujian ini sensor-sensor yang akan diuji dari tingkat ketinggian dan keakuratan data yang didapat. Sehingga dapat diketahui sensor mana yang lebih sesuai dan digunakan oleh pengguna.

5.1.1 Menggunakan Kawat yang Dialiri Listrik

Sensor konduktifitas kawat akan bekerja ketika air merendam dan menghubungkan listrik dari kawat yang satu ke kawat yang lainnya yang terendam. Sedangkan kawat yang tidak terendam tidak akan terhubung.

Gambar 5.1 Konfigurasi Kawat pada Tangki Penampung

Terdapat sembilan kawat pada tangki air / tangki penampung seperti pada Gambar 5.1. Satu kawat terpanjang adalah ground, sedangkan

kedelapan kawat lainnya masing-masing menunjukan level ketinggian dari satu sampai dengan delapan.

Berdasarkan hasil pengujian level ketinggian akan menandakan kosong jika hanya kawat ground yang terendam air, akan mendeteksi ketinggian level1 jika kawat nomor satu dan kawat ground yang terendam air, akan mendeteksi ketinggian level2 jika kawat ground hingga kawat nomor dua yang terendam air, akan mendeteksi ketinggian level3 jika kawat ground hingga kawat nomor tiga yang terendam air, begitu juga seterusnya sampai dengan level8 jika kawat ground hingga kawat nomor delapan yang terendam air seperti pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Tabel Hasil Pengujian pada Tangki Penampung / Toren Menggunakan Kawat

Level Ketinggian

Keterangan Ketinggian

Toren (mm)

Kosong Tidak ada kawat yang terhubung

dengan ground

0

Level1 Kawat 1 terhubung dengan ground 150

Level2 Kawat 2 terhubung dengan ground 300

Level3 Kawat 3 terhubung dengan ground 450

Level4 Kawat 4 terhubung dengan ground 600

Level5 Kawat 5 terhubung dengan ground 750

Level6 Kawat 6 terhubung dengan ground 900

Level7 Kawat 7 terhubung dengan ground 1050

Gambar 5.2 Konfigurasi Kawat pada Sumur

Terdapat sembilan kawat pada tangki air / tangki penampung seperti pada Gambar 5.2. Satu kawat terpanjang adalah ground, sedangkan kedelapan kawat lainnya masing-masing akan menunjukan level ketinggian dari satu sampai dengan delapan.

Berdasarkan hasil pengujian level ketinggian akan menandakan kosong jika hanya kawat ground yang terendam air, akan mendeteksi ketinggian level1 jika kawat nomor satu dan kawat ground yang terendam air, akan mendeteksi ketinggian level2 jika kawat ground hingga kawat nomor dua yang terendam air, akan mendeteksi ketinggian level3 jika kawat ground hingga kawat nomor tiga yang terendam air, begitu juga seterusnya sampai dengan level8 jika kawat ground hingga kawat nomor delapan yang terendam air seperti pada Tabel 5.2.

Tabel 5.2 Tabel Hasil Pengujian pada Sumur Menggunakan Kawat

Gambar 5.3 Tampilan LCD Jika Menggunakan Sensor Kawat

Gambar 5.3 merupakan tampilan pada LCD 16x2 jika menggunakan sensor kawat. Pada LCD akan memberikan informasi level ketinggian yang dicapai oleh kawat sebagai sensor ketinggian.

5.1.2 Menggunakan Inframerah

Sensor inframerah akan bekerja ketika air membawa benda (sterofoam) mendekat sehingga memantulkan sinar inframerah. Semakin jauh benda maka pantulan akan semakin lemah dan semakin dekat benda maka pantulan akan semakin kuat.

Sensor inframerah yang digunakan di tangki penampung berjumlah dua buah agar memudahkan dalam proses perbandingan. Dan akan menggunakan pelampung sebagai pemantul seperti pada Gambar 5.4.

Level Ketinggian

Keterangan Ketinggian

Sumur (mm)

Kosong Tidak ada kawat yang terhubung

dengan ground

0

Level1 Kawat 1 terhubung dengan ground 750

Level2 Kawat 2 terhubung dengan ground 1500

Level3 Kawat 3 terhubung dengan ground 2250

Level4 Kawat 4 terhubung dengan ground 3000

Level5 Kawat 5 terhubung dengan ground 3750

Level6 Kawat 6 terhubung dengan ground 4500

Level7 Kawat 7 terhubung dengan ground 5250

Gambar 5.4 Penempatan Inframerah pada Tangki Penampung

Sensor inframerah yang digunakan di sumur berjumlah dua buah agar memudahkan dalam proses perbandingan. Dan akan menggunakan pelampung sebagai pemantul seperti pada Gambar 5.5.

Gambar 5.5 Konfigurasi Inframerah pada Sumur

5.1.3 Menggunakan Ultrasonik

Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan perbandingan dari berapa waktu yang ditangkap setelah gelombang itu dipancarkan. Semakin jauh benda maka waktu pantulan akan semakin lama sedangkan jika semakin dekat benda maka pantulan akan semakin cepat.

Gambar 5.7 Penempatan Sensor Ultrasonik pada Tangki Penampung Dan Sumur

Tabel 5.5 Tabel Hasil Pengujian Menggunakan Ultrasonik Jarak yang di ukur

(mm)

Jarak terukur oleh ultrasonik (cm)

50 50

100 90

300 280

500 460

1000 920

1500 1400

2000 1850

2500 2270

3000 2620

Dari hasil pengujian menggunakan sensor ultrasonik, dapat diketahui bahwa pengukuran yang dilakukan sensor hampir mendekati jarak sesungguhnya.

Gambar 5.8 Tampilan LCD Jika Menggunakan Sensor Ultrasonik

5.2 Pengujian Tampilan LCD

Box display berupa bagian yang berfungsi untuk memudahkan pengguna mendapatkan / melihat informasi dari ketinggian air. Tampilan untuk pengguna ini diletakan di dalam rumah.

Gambar 5.9 Hasil Pengujian Tampilan LCD

Gambar 5.10 Tampilan LCD Jika Backlight Tidak Aktif

Gambar 5.10 merupakan tampilan ketika tombol backlight pada box

display tidak ditekan, maka backlight LCD pun tidak aktif atau tidak

menyala. Gambar 5.11 merupakan tampilan ketika tombol backlight pada

box display ditekan, maka backlight LCD pun aktif atau menyala.

5.3 Pengujian Interface

Interface merupakan tampilan untuk pengguna monitoring melalui internet. Interface berfungsi memudahkan pengguna internet memantau jarak jauh ketinggian air.

5.3.1 Koneksi

Pengujian koneksi berfungsi untuk menghubungkan komputer dengan

hardware. Dengan langkah pengaturan PORT COMM, baudrate, dan

database seperti yang tampak pada Gambar 5.12.

Gambar 5.12 Tampilan Pengaturan

Pemberitahuan koneksi antara hardware dan komputer seperti

ditunjukkan pada Gambar 5.13 di bawah ini.

Gambar 5.13 Pemberitahuan Bahwa Koneksi antara Hardware dan Komputer

5.3.2 Penerimaan Database

Database berfungsi sebagai penyimpan data, sehingga data dapat

diolah menjadi sebuah grafik. Aplikasi database menggunakan database

mysql.

Gambar 5.14 Data yang Diterima dari Hardware

5.3.3 Tampilan Grafik

Tampilan grafik bertujuan untuk memudahkan pengguna membaca level ketinggian air.

Gambar 5.15 di atas merupakan tampilan grafik dari ketinggian air

jika menggunakan sensor kawat pada aplikasi software Delphi. Sedangkan,

Gambar 5.16 di bawah merupakan tampilan grafik di website.

Gambar 5.16 Tampilan Grafik Ketinggian Air pada Web Menggunakan Kawat

Untuk data dari sensor ultrasonik yang dibuat grafik akan sedikit bergelombang dibading menggunakan sensor kawat dikarenakan data analog dari sensor ultrasonik tidak seterusnya konstan seperti menggunakan sensor kawat yang dialiri listrik. Grafik menggunakan sensor ultrasonik seperti yang terlihat pada Gambar 5.17.

Gambar 5.17 Tampilan Grafik Ketinggian Air pada Delphi Menggunakan Ultrasonik

5.5 Pengujian Jarak Menggunakan Inframerah

Pengujian jarak menggunakan inframerah bertujuan untuk mengukur jarak dan membandingkan mana yang lebih baik dalam mengukur ketinggian air dibandingkan dengan sensor kawat yang dialiri serta sensor ultrasonik. Sensor inframerah menggunakan perbedaan frekuensi dalam mengukur jarak.

Frekuensi yang dipancarkan oleh mikrokontroler di bagian pemancar akan ditangkap kembali oleh bagian penerima. Semakin dekat objek pantulan, maka semakin besar pula frekuensi yang ditangkap. Berikut adalah pembagian zona objek berdasarkan dari frequensi yang terdeteksi. Seperti pada Gambar 5.19 di bawah ini.

Gambar 5.19 Pembagian Zona Berdasarkan Frequensi

Objek yang terbaca pada zona yang lebih depan akan mendeteksi zona dibelakangnya. Jika objek berada pada zona 3 yaitu pada frekuensi 38250 Hz, maka frekuensi 37500 Hz pada zona 4 juga akan mendeteksi objek karena zona 4 terhalang oleh zona 3.

Oleh karena itu, frekuensi yang aktif jika benda pada zona 3 yaitu 38250 Hz dan 37500 Hz. Prinsip inframerah yaitu aktif jika ada penghalang atau ada objek yang dapat memantulkan kembali sinarnya.

81

Berdasarkan dari hasil pengujian dan pengukuran yang telah dilakukan, maka dapat dilihat pada Tabel 5.10 di bawah ini.

Tabel 5.10 Tabel Hasil Pengujian Sensor Inframerah Untuk Mengukur Jarak

Frekuensi Zone Level

Seharusnya

Jarak Yang Tertangkap (mm)

41500 0 5 10

40500 1 4 -

39500 2 3 -

38250 3 2 -

37500 4 1 30

Tidak Terdeteksi 5 kosong -

Data hasil pengujian di atas merupakan data yang diambil dari beberapa kali perulangan. Zona 0 merupakan zona dengan jarak terdekat dengan sensor. Tampilan hasil pengujian untuk zona 0 seperti pada Gambar 5.20 berikut.

Gambar di atas menunjukan bahwa ke lima frekuensi aktif, itu menunjukan bahwa benda berada pada zona 0. Dari hasil pengujian zona 0 aktif ketika benda berada pada jarak di bawah 1 cm (10 mm). Zona 0 ini digunakan untuk menunjukan ketinggian level 5.

Gambar 5.21 Gambar 5.20 Pembuktian Hasil Pengujian Zona 4

Gambar 5.21 di atas menunjukan frekuensi 37500 Hz aktif, itu menunjukan bahwa benda berada pada zona 4. Dari hasil pengujian zona 4 aktif ketika benda berada pada jarak tepat 3 cm (30 mm). Zona 4 ini digunakan untuk menunjukan ketinggian level 1.

Gambar 5.22 Pembuktian Hasil Pengujian Zona 5

83

Gambar 5.22 menunjukan bahwa tidak ada frekuensi yang aktif atau terbaca dari ke lima frekuensi yang ditetapkan sebelumnya, itu menunjukan bahwa benda berada pada zona 5. Zona 5 untuk menunjukan ketinggian level kosong.

Dari hasil pengujian di atas, inframerah hanya dapat membaca jarak tidak lebih dari 3 cm (30 mm). Jarak 0-10 mm akan mengaktifkan zona 0. Jarak 10-30 mm tidak mendeteksi frekeunsi manapun. Tepat pada jarak 30 mm inframerah mendeteksi benda sehinggap mengaktifkan zona 4.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa pengukuran jarak menggunakan inframerah memiliki banyak kekurangan. Sensor inframerah yang sangat mengandalkan pada pantulan, peletakan bagian pemancar dan penerima harus benar-benar tepat sehingga pantulannya tertangkap dengan benar. Sensor inframerah jika digunakan untuk mengukur jarak memiliki jangkauan pengukuran jarak yang lebih sedikit dibanding menggunakan sensor kawat ataupun sensor ultrasonik. Harga sensornya pun lebih mahal jika dibandingkan dengan sensor kawat.

84 6.1 Kesimpulan

Setelah melakukan penelitian dan pengujian pada sistem / alat yang dibuat untuk tugas akhir ini, maka dapat diambil beberapa kesimpulan dari hasil pengujian yang dilakukan.

1. Berdasarkan tabel pemilihan komponen di BAB III dan hasil percobaan tabel 5.6, tabel 5.7, tabel 5.8 dan tabel 5.10 tentang pengujian jarak jangkauan sensor. Sensor ultrasonik dapat mengukur tiap titik point jarak namun harganya mahal dibanding menggunakan sensor kawat dan sensor inframerah, sensor kawat yang dialiri listrik mempunyai kelebihan harganya paling murah diantara sensor inframerah dan sensor ultrasonik namun kekurangannya lebih sulit dalam pengaturan ulang batasan level ketinggian air, sedangkan jika menggunakan inframerah mempunyai banyak kekurangan yaitu jarak jangkauan lebih sedikit dibanding menggunakan sensor ultrasonik dan sensor kawat, pemasangan sensor antara bagian pemancar dan penerima harus benar-benar tepat, serta harga lebih mahal dibanding sensor kawat.

2. Berdasarkan data dari tabel 5.8 yang kemudian ditampilkan pada grafik di website, data dari sensor ultrasonik lebih fluktuatif dibandingkan dengan sensor kawat yang dialiri listrik.

3. Berdasarkan hasil pengujian tabel 5.9 pada bagian cek kondisi hemat yaitu keadaan ketika sumur berada pada level2 dan level1, tanda

85

peringatan berupa kedipan backlight pada LCD dan bunyi buzzer sesuai dengan yang diinginkan.

4. Berdasarkan hasil percobaan pengontrolan pompa air pada tabel 5.9. Pengontrolan pompa air menjadi lebih efektif dan efisien dibandingkan dengan pengontrolan pompa air secara ON-OFF manual oleh pengguna.

6.2 Saran

Dalam pembuatan sistem ini tentu masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, ada beberapa saran yang dapat dijadikan bahan pertimbangan apabila ada yang berminat mengembangkan tugas akhir ini.

1. Penggunaan filter pada penerima inframerah untuk mengatasi gangguan dari pancaran inframerah lainnya.

2. Menggunakan mikrokontroler dengan eksekusi yang tinggi dengan bahasa tingkat tinggi agar mendapatkan data pengukuran dan perhitungan yang lebih akurat.