Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno

(1)

Mahida, U. N., 1984, Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri, Rajawali, Jakarta.

Sujadi, Teori dan Aplikasi Mikrokontroler. Graha Ilmu. 2000

http://Fahmizaleeits.wordpress.com/tag/cara-kerja-lcd-secara-umum/ diakses tanggal 12 mei 2016 pukul 20:00

http://eprints.undip.ac.id/25371/1/ML2F003546.pdf diakses tanggal 20 mei 2016 pukul 18:00

http://atmelmikrokontroler.wordpress.com/2009/06/24/prinsipkerjarangkaian -sensor/ dakses tanggal 09 mei 2016 pukul 20:00

Luecke, Gerald. 2005.analog and Digital circuits for electronic control system U.S, Elsevier.

Fraden, Jacob.2004.Handbook of Modern sensors: physics, and designs Nem York, Springer-Verlag, Inc.

Monk, Simonk.2010.30 Arduino Projects for the Evil Genius. McGraw-Hill U.S, Companies, Inc.

Wilson, Jon S.2005.Sensor Technology Handbook U.S. Elsevier Inc.

(2)

BAB 3

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Spesifikasi Perancangan

Spesifikasi dalam perancangan alat pengukuran suhu air berbasis Arduino Uno sebagai berikut:

1. Tampilan data pada android dari alat yang dirancang dalam satuan oC. 2. Akurasi pengukuran alat yang dirancang sebesar 0.5 oC.

3. Rentang pengukuran suhu pada alat yang dirancang antara -55 oC sampai 125 oC.

4. Dapat melakukan pengukuran jarak jauh dengan maksimal pengukuran 30 meter pada ruangan terbuka dan 10 meter apabila diberi penghalang antara transmitter dan receiver bluetooth. Pengukuran dengan menggunakan penghalang dilakukan dengan cara meletakkan transmitter di luar ruangan dan receiver di dalam ruangan.

5. Data pengukuran yang dihasilkan akan ditampilkan pada layar handphone Android dan disimpan pada file dengan ekstensi file TXT.

(3)

Dengan spesifikasi diatas maka komponen-komponen yang digunakan dalam merancang sistem antara lain :

1. Sensor yang digunakan adalah DS1820, sensor tersebut mudah dikalibrasi ke dalam Celsius

2. Menggunakan Arduino Uno sebagai konverter data tegangan yang keluar dari sensor suhu DS1820 menjadi data suhu.

3. Menggunakan pemrograman app inventor sebagai pembuatan aplikasi android dan penyimpan data yang dihasilkan .

3.2 Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian merupakan gambaran sistem secara garis besar yang merepresentasikan sistem keseluruhan mulai dari perancangan sistem, pembuatan sistem, pengujian sistem dan analisis data.

1. Perancangan sistem berfungsi untuk mengetahui blok-blok diagram dan komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan alat sesuai dengan spesifikasi alat yang akan dibuat.

2. Pembuatan sistem

Setelah spesifikasi dan rancangan telah ditetapkan, maka pada tahap ini dilakukan pembuatan sistem. Pembuatan sistem berupa pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak.

(4)

3. Pengujian sistem dan analisis data

Pengujian sistem meliputi pengujian fungsional. Pengujian fungsional berupa pengukuran suhu pada alat yang dirancang, dan pengujian untuk mengetahui jarak maksimum antara transmitter dan receiver.

3.3 Diagram Blok Rangkaian

Diagram blok pada sistem yang dirancang dapat dilihat pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

Fungsi pada masing-masing blok rangkaian adalah sebagai berikut : 1. Blok Rangkaian Pada Pemancar

a. Sensor Suhu DS1820.

Mengubah besaran-besaran temperature yang diterima ke dalam bentuk digital dengan nilai ketelitian 0.5 oC. Sehingga mempermudah pembacaan oleh mikrokontroller.

5V Mikrokontroller ARDUINO

Sensor Suhu DS

Objek

Bluetooth HC-05

(5)

b. Arduino Uno.

Membaca data tegangan dari keluaran sensor suhu dan mengubah data tersebut ke dalam bentuk data suhu, kemudian data dikirim ke perangkat android..

c. Modul Bluetooth HC - 05

Mengirimkan data suhu yang diterima dari Arduino ke modul Bluetooth handphone android.

2. Blok Rangkaian Penerima a. Handphone Android.

Menerima data dari mikrokontroler melalui modul bluetooth, kemudian menampilkan data pada layar handphone android dan menyimpan data tersebut dalam bentuk file ekstensi (.text).

3.4 Rangkaian Sensor Suhu DS18B20

Sensor ini memiliki 3 pin yang terdiri dari vcc, ground dan keluaran.

Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Suhu

Keluaran rangkaian ini akan dihubungkan pada pin digital pada Arduino Uno, sedangkan vcc dan ground sensor suhu ini akan dihubungkan pada vcc dan ground pada Arduino Uno.

(6)

3.5 Arduino Uno

Arduino Uno merupakan board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 yang berfungsi untuk mengubah data tegangan dari keluaran sensor suhu DS 1820 ke dalam bentuk data suhu dan dikirim ke Bluetooth handphone android. Karena data dari keluaran sensor suhu DS1820 adalah tegangan yang merupakan data digital maka dihubungkan dengan pin digital pada Arduino Uno. Pin-pin digital pada Arduino Uno ada 12 yaitu pin 2 sampai dengan pin 13. Pin 3 arduino Uno dihubungkan dengan pin keluaran sensor suhu DS1820. Untuk pengiriman data yang telah diolah modul Bluetooth dihubungkan ke pin 0 ( RX ) dan pin 1 ( TX ) Mhz . Konfigurasi pin-pin pada Arduino Uno dengan sensor suhu dan modul bluetooth ditunjukan pada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Ardunio Uno dengan Sensor Suhu DS18B20 dan modul Bluetooth HC – 05

Catu daya untuk menyuplai tegangan pada Arduino bisa menggunakan baterai 9 volt maupun adaptor yang dihubungkan pada power jack.

(7)

3.6 Rancangan Program Aplikasi Penampil Suhu

Pada pembuatan aplikasi ini dibutuhkan beberapa komponen pada toolbox, yaitu :

a. Label, berfungsi menampilkan teks, dimana pengguna program tidak bisa mengubah teks tersebut.

b. ListPicker, berfungsi untuk menampilkan list yang akan dipilih oleh pengguna.

c. File berfungsi untuk membuat file text pada program yang berjalan.

d. Timer, berfungsi untuk membuat kontrol waktu dan interval yang dibutuhkan.

e. Block, berfungsi untuk mengatur rangkaian kode program melalui rangkaian block program.

Rancangan aplikasi penampil suhu ditunjukan pada gambar 3.4 dibawah ini:

Gambar 3.4 Rancangan aplikasi penampil suhu

Suhu Air Hasil Bluetooth Aries D Sembiring

(8)

3.7 Diagram Alir

Diagram alir merupakan proses kerja yang terjadi pada program keseluruhan, baik program pada arduino, mikrokontroler, dan pada android. Rancangan perangkat lunak pada pemrograman arduino uno dan mikrokontroler ATMega328 menggunakan bahasa C arduino menggunakan sofware IDE dari arduino. Walaupun ditulis menggunakan bahasa C arduino namun pada dasarnya program tersebut akan dicompile oleh IDE menjadi assembly yang dapat dimengerti oleh mikrokontroler.

Pada awal alat diaktifkan, arduino akan membaca data dari sensor suhu pada pin 3 arduino, kemudian data tegangan pada keluaran sensor suhu di konversikan ke dalam bentuk suhu dan dimasukan pada variable suhu, data pada variable suhu diubah ke dalam karakter ASCII desimal kemudian dikirim.

Mikrokontroler akan mengaktifkan receiver modul Bluetooth HC - 05, kemudian baca isi dan panjang pesan pada receiver kemudian kirim data ke Handphone Android. Pada handphone android, data akan diterima melaui Bluetooth handphone android kemudian membaca data dari mikrontroler kemudian menampilkan data tersebut pada handphone android.

(9)

Diagram alir perancangan program dapat dilihat pada gambar 3.5

Gambar 3.5 Flowchart Alat Pemantauan Perubahan Suhu

START

Sensor Suhu DS1820

Data Suhu Pada Arduino

Tampilkan pada Android

Simpan Hasil Pengukuran Pada Database

START

N

Y

Pembacaan dengan Arduino Uno

(10)

BAB 4

IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM

4.1 Pengujian Koneksi Alat Pemantau Suhu dengan Komputer

Pengujian alat ini dilakukan dengan menghubungkan bagian receiver alat dengan komputer melalui port serialnya.

Gambar 4.1 Tampilan Koneksi Alat dengan Komputer Pada HyperTerminal

Untuk mengetahui koneksi alat dengan komputer digunakan hyperterminal dengan koneksi pada com 3 dan baud rate 9600. Gambar 4.1 menunjukan koneksi alat dengan komputer berfungsi dengan baik.

(11)

4.2 Pengujian Program Aplikasi Tampilan Suhu pada Android

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui program aplikasi dapat berjalan dengan baik pada handphone android. Setelah program aplikasi dibuka, maka mengklik tombol bergambar Bluetooth untuk mencari Bluetooth yang ada , kemudian pilih salah satu Bluetooth yang hidup sesuai dengan yang ada pada alat kemudian klik nama Bluetooth tersebut maka akan melakukan koneksi.

Gambar 4.2 Tampilan Aplikasi Suhu Air

Sehingga handphone android dapat menerima data dari modul Bluetooth pada alat pemantauan suhu Tampilan aplikasi suhu dapat dilihat pada gambar 4.2.

(12)

4.3 Pengujian Penyimpanan Data Pada Aplikasi Suhu

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui data yang didapat pada pengukuran dapat disimpan dengan baik. Data yang didapat disimpan berupa file text (.txt). Kemudian data tersebut akan otomatis tersimpan di memori penyimpan internal yang ada di handphone android.

Pada tampilan aplikasi suhu pada gambar 4.2, data yang telah disimpan dapat dilihat langsung ke dalam memori penyimpanan internal telepon.

Gambar 4.3 Tampilan Data yang di Simpan pada Android

File tersebut bernama suhu.txt. kemudian klik file tersebut maka hasil pengukuran yang telah dilakukan dapat dilihat.

(13)

4.4 Pengujian Pengukuran Jarak antara Transmitter dan Receiver pada Alat

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui jarak maksimum antara transmitter dan receiver pada alat dalam melakukan pengiriman data. Pengujian dilakukan dengan menggunakan penghalang antara transmitter dan receiver, dan tanpa menggunakan penghalang antara transmitter dan receiver.

Berikut ini merupakan tabel dari hasil pengujian pengukuran jarak antara transmitter dan receiver.

Tabel 4.1 Data Pengujian Pengukuran Jarak Antara Transmitter dan Receiver Jarak (Meter) Suhu pada Pengujian

Pengukuran Antara Transmitter dan Receiver (oC)

1 26

3 27

6 27

9 27

12 28

15 28

18 28

21 28

24 27

(14)

Jarak(Meter)

Suhu pada Pengujian Pengukuran Antara Transmitter dan Receiver (oC)

30 27

35 Data Tidak Terkirim

4.5 Pengujian PowerSupply

Powersupply yang digunakan berupa Powerbank yang berguna sebagai alat untuk menyimpan arus listrik serta memberikan tegangan arus yang berguna untuk menghidupkan alat secara keseluruhan. Powerbank ini di uji dengan cara menyambungkan alat melalui kabel untuk mengalirkan arus listrik pada Arduino tersebut. Kemudian melihat apakah alat tersebut menyala dengan baik. Setelah melakukan pengujian powerbank telah bekerja dengan baik. Alat yang telah diuji menyala secara keseluruhan.

4.6 Pengujian Program

Rangkaian alat pemantauan perubahan suhu air danau toba yang telah dibuat maka haruslah dilakukan pemrograman pada Arduino tersebut sehingga alat dapat bekerja sesuai dengan instruksi – instruksi yang telah dimasukkan. Untuk memasukkan kode pemrograman tersebut pastikan instalan device arduino dengan komputer telah tersambung.

(15)

Buka halaman editor untuk Arduino kemudian mengetikkan kode program seperti dibawah ini :

#include<Onewire.h>

#include<DallasTemperature.h> #include <Wire.h>

#include <Time.h>

#include <DS1307RTC.h>

#define PIN_SENSOR 3 // sensor DS1820 pada Pin 3 OneWire oneWire(PIN_SENSOR); // mengambil nilai pada DS1820

DallasTemperature suhu(&oneWire); // Membaca nilai suhu pada DS1820

void setup() {

Serial.begin(9600); suhu.begin();

while (!Serial);

delay(1000); // tunda waktu selama 1 detik }

void loop() {

// mengirim pesan untuk mendapatkan temperature suhu.requestTemperatures();

(16)

Serial.print(" SUHU : ");

// Menampilkan Suhu Dalam derajat celcius Serial.print(suhu.getTempCByIndex(0)); Serial.print(" ");

// menampilkan waktu pada rtc jam();

delay(1000); }

void printkurangdarinol(int nomor) { if (nomor >= 0 && nomor < 10) { Serial.write('0');

}

Serial.print(nomor); }

void jam(){

tmElements_t tm;

if(RTC.read(tm)) {

printkurangdarinol(tm.Day); // menampilkan tanggal Serial.print("-");

printkurangdarinol(tm.Month); // menampilkan bulan Serial.print("-");

// menampilkan tahun

(17)

Serial.print(" ");

printkurangdarinol(tm.Hour); // menampilkan jam Serial.print(":");

printkurangdarinol(tm.Minute);// menampilkan menit Serial.print(":");

// menampilkan detik

printkurangdarinolk(tm.Second); Serial.println(" ");

} else {

if (RTC.chipPresent()) { // mengecek rtc Serial.print("DS1307 Terhenti!");

} else {

Serial.print(" DS1307 Error!"); }

delay(9000); // tunda waktu 9 detik }

delay(1000); tunda waktu 1 detik }

4.6 Pengujian Alat Pengukuran Suhu Secara Keseluruhan

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah alat sudah terhubung dengan baik serta melihat hasil langsung melalui aplikasi yang ada di android. Pengujian

(18)

dilakukan dengan mencelupkan sensor DS1820 kedalam air kemudian menyambungkan powerbank ke Arduino.

Gambar 4.4 Alat Pemantauan Suhu Air Danau toba yang Telah Diuji

Setelah itu membuka aplikasi yang telah dibuat yang kemudian menyambungkan Bluetooth HC – 05 ke Bluetooth handphone android. Apabila kedua Bluetooth telah tersambung maka hasil pengukuran dari sensor DS1820 akan tampil pada aplikasi android. Pada pengujian ini juga telah berjalan dengan baik. Hasil yang telah ditampilkan tampak secara keseluruhan. Output dari Arduino dapat mengirim data langsung ke aplikasi android serta dapat langsung menyimpan hasil pengukuran kedalam memori handphone android.

Tabel 4.2 Tabel Pengukuran Alat Pemantauan Suhu Air Danau Toba Ajibata

No Tanggal Suhu

1 28/04/2016 17:01 29.2 2 28/04/2016 17:01 29.1

(19)

No Tanggal Suhu 3 28/04/2016 17:01 29.1 4 28/04/2016 17:01 29 5 28/04/2016 17:01 29 6 28/04/2016 17:02 29 7 28/04/2016 17:02 29 8 28/04/2016 17:02 29 9 28/04/2016 17:02 29 10 28/04/2016 17:02 29 11 28/04/2016 17:02 29 12 28/04/2016 17:03 29 13 28/04/2016 17:03 29 14 28/04/2016 17:03 29 15 28/04/2016 17:03 29 16 28/04/2016 17:03 29 17 28/04/2016 17:03 29 18 28/04/2016 17:04 29 19 28/04/2016 17:04 29 20 28/04/2016 17:04 29 21 28/04/2016 17:04 29

(20)

Tabel 4.3 Tabel Pengukuran Alat Pemantauan Suhu Air Danau Toba Simanindo

No Tangal Suhu

22 28/04/2016 10:20 29 23 28/04/2016 10:20 29 24 29/04/2016 10:20 27.5 25 29/04/2016 10:20 27.6 26 29/04/2016 10:20 27.8 27 29/04/2016 10:20 27.9 28 29/04/2016 10:21 28 29 29/04/2016 10:21 28.1 30 29/04/2016 10:21 28.2 31 29/04/2016 10:21 28.3 32 29/04/2016 10:21 28.3 33 29/04/2016 10:21 28.4 34 29/04/2016 10:21 28.4 35 29/04/2016 10:21 28.3 36 29/04/2016 10:21 28.3 37 29/04/2016 10:21 28.4 38 29/04/2016 10:21 28.4 39 29/04/2016 10:21 28.3 40 29/04/2016 10:21 28.3

(21)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan dan pengujian perangkat keras dan perangkat lunak dari Sistem Pemantauan Suhu berbasis Arduino Uno, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Berdasarkan data yang diperoleh pada saat melakukan pengujian, alat pengukuran suhu dapat beroperasi dengan baik.

2. Berdasarkan hasil pengujian pengukuran, jarak maksimal pengiriman data antara transmitter dan receiver adalah 30 meter.

5.2 Saran

Adapun saran yang diperlukan dalam penyempurnaan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah :

1. Untuk perkembangan alat selanjutnya dapat terhubung langsung dengan web server sehingga data yang diterima dapat dipantau secara real time tanpa harus mengambil data langsung kelapangan.

2. Untuk pengamatan aktifitas perubahan suhu pada danau toba atau pada daerah-daerah yang sulit dijangkau, diharapakan menggunakan RF yang

(22)

dapat melakukan komunikasi data yang jauh, seperti KYL-1020U, Xbee pro yang dapat melakukan komunikasi data sejauh 45 Km, dan lain-lain.

(23)

LANDASAN TEORI

Di bab ini, akan dijelaskan komponen - komponen yang digunakan untuk merancang pembuatan suatu alat pemantau suhu air danau toba dengan menggunakan sensor waterproof DS18B20 dengan menggunkan Mikrokontroller ATMega serta cara kerjanya.

2.1 Sensor suhu DS18B20

Kebanyakan sensor suhu memiliki tingkat rentang terukur yang sempit serta akurasi yang rendah namun memiliki biaya yang tinggi. Sensor suhu DS18B20 dengan kemampuan tahan air (waterproof) cocok digunakan untuk mengukur suhu pada tempat yang sulit, atau basah. Karena output data sensor ini merupakan data digital, maka kita tidak perlu khawatir terhadap degradasi data ketika menggunakan untuk jarak yang jauh. DS18B20 menyediakan 9 bit hingga 12 bit yang dapat dikonfigurasi data.

(24)

Karena setiap sensor DS18B20 memiliki silicon serial number yang unik, maka beberapa sensor DS18B20 dapat dipasang dalam 1 bus. Hal ini memungkinkan pembacaan suhu dari berbagai tempat.

Gambar 2.1 Sensor Suhu DS18B20

Meskipun secara datasheet sensor ini dapat membaca bagus hingga 125°C, namun dengan penutup kabel dari PVC disarankan untuk penggunaan tidak melebihi 100°C. Spesifikasi dari sensor suhu DS18B20 sebagai berikut :

1. Tegangan yang dibutuhkan sensor dari 3.0V sampai 5.5V power / data 2. Akurasinya ±0.5°C sampai -10°C, dan -10°C sampai +85°C

3. Batas temperatur sensor dari -55 sampai 125°C atau -67°F sampai +257°F 4. Menggunakan 1 kabel Antarmuka (Interface) dan hanya 1 digital pin untuk

komunikasi

5. Data pengenalan Identitas yang disimpan 64 bit 6. Memiliki batas peringatan jika suhu tinggi 7. Waktu tunggu data masuk 750ms

8. kabel antarmuka (Interface) a. Kabel merah : VCC b. Kabel hitam : GND c. Kabel putih : DATA

(25)

9. Bahan Stainless steel silinder 6 mm diametenya panjang 35mm 10. Diameter kabel : 4mm

11. Panjang kabel : 90cm

2.2 Mikrokontroler Arduino UNO

Arduino berawal dari Dilvre, Italia pada tahun 2005 dengan Pendirinya adalah Massimo Banzi dan David Cuartiellez. Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwernya memiliki prosesor atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Secara software Arduino adalah open source IDE yang digunakan untuk mendevelop aplikasi mikrokontroller yang berbasis arduino platform.

Secara hardware Arduino adalah Single board mikrokontroller yang bersifat open source hardware yang dikembangkan untuk arsitektur mikrokontroller AVR 8 bit dan ARM 32 bit. Dari kedua pengertian diatas, dapat disimpulkan bahwa Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroller dengan jenis AVR. Mikrokontroller itu sendiri adalah chip atau IC (integrated Circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroller adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses

(26)

input tersebut dan kemudian menghasilkan output seperti yang diinginkan. Jadi pada mikrokontroller bertugas sebagai otak yang mengendalikan input, proses ,dan output sebuah rangkaian elektonik.

Gambar 2.2 Papan Board Arduino Uno

Input / output digital atau digital pin adalah pin pin untuk menghubungkan arduino dengan komponen atau rangkaian digital. contohnya , jika ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin input atau output digital dan ground. komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin pin ini. Input analog atau analog pin adalah pin pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. contohnya , potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dll. Pin - pin untuk catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan arduino. Pada bagian catu daya ini pin Vin dan reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada arduino tanpa melalui tegangan pada USB atau adaptor, sedangkan Reset adalah pin untuk memberikan

(27)

sinyal reset melalui tombol atau rangkaian eksternal. Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Seperti gambar papan PCB diatas mikrokontroler ATMega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX).

Sebuah ATmega328 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to serial dan koneksi USB ke komputer.

2.3 Perangkat Lunak (Arduino IDE)

Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan mengupload ke board Arduino. Ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux.Berdasarkan pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya.

(28)

.Ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan pengolahan, avr gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya.

Gambar 2.3 Tampilan Framework Arduino UNO

Framework ini berguna untuk menulis block kode program. Kemudian hasil isi dari kode yang ada akan dikompile untuk di upload ke dalam board arduino

2.4 Otomatis Tombol Reset

Tombol reset Uno Arduino dirancang untuk menjalankan program yang tersimpan didalam mikrokontroller dari awal. Tombol reset terhubung ke Atmega328. Setelah tombol reset ditekan cukup lama untuk me-reset chip, software IDE Arduino dapat juga berfungsi untuk meng-upload program dengan hanya menekan tombol upload di software IDE Arduino.

(29)

2.5 Catu Daya

Uno Arduino dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (nonUSB) daya dapat datang baik dari AC - DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkannya plug pusat - positif 2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari baterai dapat dimasukkan ke dalam header pin Gnd dan Vin dari konektor Power.

Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 - 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 - 12 volt

2.6 Bahasa Pemograman Arduino

Arduino menggunakan pemrograman dengan bahasa C. Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada.

1. void setup( ) { }, Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

2. void loop( ) { } o Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.

(30)

2.7 Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan : 1. // (komentar satu baris), Kadang diperlukan untuk memberikan catatan pada

diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan apapun yang kita ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program.

2. /* */ (komentar banyak baris), Jika kita punya banyak catatan, maka hal itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh program.

3. { }(kurung kurawal), Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).

4. ; (titk koma), Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).

5. variabel, Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya.

6. int (integer), Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767. 7. long (long), Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte

(32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan 2,147,483,647.

(31)

8. boolean (boolean), Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.

9. float (float), Digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai 4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38.

10.char (character), Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII

(misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

11.Operator Matematika, Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti matematika yang sederhana).

a. = , Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain misalnya: x = 10 * 2, x sekarang sama dengan 20.

b. % Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2). c. + , Penjumlahan

d. - , Pengurangan e. * , Perkalian f. / , Pembagian

12. Operator Pembanding, Digunakan untuk membandingkan nilai logika. a. == , Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12

== 12 adalah TRUE (benar))

b. !=, Tidak sama dengan (misalnya: 12 != 10 adalah TRUE (benar) atau 12 != 12 adalah FALSE (salah))

(32)

c. <, Lebih kecil dari (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12 adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar))

d. >, Lebih besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12 adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah)) Struktur Pengaturan

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan.

1. if, else, dengan format seperti berikut ini: if (kondisi) { } else if (kondisi) { } else {kondisi }, dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.

2. for, dengan format seperti berikut ini: for (int i = 0; i < pengulangan; i++) { } Digunakan bila anda ingin melakukan pengulangan kode di dalam kurung kurawal beberapa kali, ganti pengulangan dengan jumlah pengulangan yang diinginkan. Melakukan penghitungan ke atas dengan i++ atau ke bawah dengan i–.

(33)

2.8 Pin Digital

Pin digital digunakan untuk mengirim sinyal digital berupa nilai 1 dan 0. Angka 1 menandakan bahwa pin memiliki kondisi HIGH dan angka 0 menandakan kondisi LOW. Untuk menggunakan pin digital ini digunakan fungsi sebagai berikut :

1. pinMode(pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.

2. digitalWrite(pin, value)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground). 3. digitalRead(pin)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).

2.9 Pin Analog

Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam analog (menggunakan trik). Berikut ini cara untuk menghadapi hal yang bukan digital.

(34)

1. analogWrite(pin, value)

Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse width modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup (on)atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya keluaran analog. 2. analogRead(pin)

Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT anda dapat membaca keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 volts) dan 1024 (untuk 5 volts).

2.10 Real Time Clock (RTC)

RTC adalah jenis pewaktu yang bekerja berdasarkan waktu yang sebenarnya atau dengan kata lain berdasarkan waktu yang ada pada jam kita. Agar dapat berfungsi, pewaktu ini membutuhkan dua parameter utama yang harus ditentukan, yaitu pada saat mulai (start) dan pada saat berhenti (stop). Biasanya Real Time Clock berbentuk suatu chip (IC) yang memiliki fungsi sebagai penyimpan waktu dan tanggal. Dalam proses penyimpanannya RTC sendiri memiliki register yang dapat menyimpan data detik, menit, jam, tanggal, bulan dan tahun. RTC ini memiliki 128 lokasi RAM yang terdiri dari 15 byte untuk data waktu serta kontrol, dan 113 byte sebagai RAM umum

(35)

2.11 Android Smartphone

Android adalah sebuah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk mobile device seperti smartphone dan komputer tablet yang dikembangkan oleh Google. Beberapa fitur Android antara lain:

1. Application framework, yakni application framework yang bisa digunakan

untuk membangun aplikasi Android.

2. Dalvik Virtual Machine, yakni Java bytecode interpreter yang diimplementasikan pada Android untuk mengganti Java Virtual Machine. 3. Integrated Browser, Android menyertakan browser berbasis WebKit sebagai

aplikasi standar.

4. Optimized graphics, Android mempunyai pustaka grafik 2D dan menyertakan

pustaka grafik 3D OpenGL ES.

5. SQLite, adalah aplikasi basis data SQLite yang disertakan dalam Android.

6. Media Support, dukungan untuk memutar format multimedia yang banyak.

7. GSM telephony support, adalah kemampuan Android untuk mengakses

langsung hardware untuk komunikasi GSM. Dimana dukungan ini bergantung pada modul yang tersedia untuk masing-masing hardware GSM.

8. Bluetooth, EDGE, 3G, dan WiFi, dukungan untuk banyak jenis koneksi

wireless.

9. Camera, GPS, compass dan accelerometer, dukungan untuk hardware

(36)

10. Rich development environment, tersedia software development yang

lengkap.

2.12 Versi Android

Versi disini hanya membahas tentang Android yang dirilis resmi oleh Google, berikut ini adalah rangkuman dari versi tersebut :

1. Versi 1.0 (codename tidak diketahui), dirilis pada September 2008 2. Versi 1.1 (codename tidak diketahui), dirilis pada Februari 2009 3. Versi 1.5 (codename Cupcake), dirilis September 2009

4. Versi 1.6 (codename Donut), dirilis September 2009

5. Versi 2.0, 2.0.1, 2.1 (codename Eclair), dirilis Oktober 2009 6. Versi 2.2 (codename Froyo), dirilis Mei 2010

7. Versi 2.3 (codename Gingerbread), dirilis Desember 2010 8. Versi 3.0/3.1 (codename Honeycomb), dirilis Mei 2011 9. Versi 4.1.x (codename JellyBean), dirilis Juli 2012

2.13 Perancangan PCB (Printed Circuit Board)

PCB adalah tempat komponen dimana komponen – komponen tersebut diletakkan seperti dioda, resistor dan komponen lainnya. PCB harus diproses menjadi jalur –

(37)

jalur yang dapat menghubungkan komponen – komponen agar membentuk rangkaian yang diinginkan. Proses pembuatan PCB dibagi menjadi tiga tahap yaitu :

1. Pembuatan layout PCB 2. Pembuatan jalur PCB 3. Proses Pembuatan PCB

4. Pelapisan dan pemasangan komponen

2.13.1 Pembuatan Lay Out PCB

Proses ini adalah langkah pertama didalam pembuatan PCB, dimana tata letak komponen harus dirancang terlebih dahulu agar nantinya komponen dapat dipasang teratur dan rapi. Pengaturan tata letak komponen disesuaikan dengan bentuk dan besar komponen serta hubungannya dalam rangkaian. Perencanaan tata letak komponen dapat dibuat pada kertas milimeter agar mudah diketahui ukurannya dan hubungan – hubungannya antara komponen agar tidak terjadi kekeliruan atau tidak terjadi pertemuan antara satu jalur dengan jalur yang lainnya. Membuat jalur yang menghubungkan antara komponen harus sependek mungkin dan penyusunan komponen diusahakan serapi mungkin.

(38)

2.13.2. Pembuatan Jalur PCB

Perencanaan jalur – jalur pada kertas milimeter sesuai dengan tata letak komponen, hubungan dibuat sesingkat mungkin dan sedapat mungkin dihindari penggunaan kabel penghubung. Jika perencanaan jalur – jalur sudah jadi maka rangkaian itu digambar pada kertas transparan (kalkir). Jalur dibuat dengan spidol, ukuran spidol disesuaikan dengan tebal jalur. Kertas transparan berguna sebagai klise dalam proses untuk pembuatan PCB.

2.13.3 Proses Pembuatan PCB

Dalam proses pembuatan PCB ada beberapa langkah yang dapat dilakukan, hal pertama yang dilakukan adalah lapisan tembaga dibersihkan dengan menggunakan bahan pencuci sehingga permukaan bebas dari debu dan bahan lemak yang melekat. Pola yang telah dibuat pada kertas dipindahkan kepermukaan PCB, jalurnya digambar dengan menggunakan spidol atau letraset. Letraset adalah gambar tempel yang dapat ditempelkan pada kertas atau PCB.

Bila penggunaan pola ini telah dianggap sempurna maka proses pembuatan ini dapat dilanjutkan dengan menggunakan cairan kimia yang dapat melarutkan tembaga yaitu FeClO3 (ferri klorit). Bahan kimia ini dapat diperoleh dari toko dalam bentuk padat, proses pelarutan tembaga akan memerlukan waktu kira – kira 15 menit sampai 20 menit. FeClO3 ini dapat dilarutkan kedalam air panas, tapi harus diperhatikan

(39)

bahwa larutan ini dapat menyebabkan korosi sehingga wadah yang digunakan harus terbuat dari bahan non logam. PCB yang telah dipersiapkan dimasukkan kedalam larutan dengan permukaan tembaganya menghadap keatas sampai lapisan tembaga yang tidak tertutup spidol atau letraset larut dengan sempurna. Proses selanjutnya adalah mencuci PCB ini dengan menggunakan air sampai PCB ini benar – benar bersih kemudian dikeringkan. PCB yang telah dikeringkan dibor untuk pemasangan komponen dengan menggunakan mata bor 0.8 sampai dengan 1 milimeter. Bila telah selesai bersihkan serbuk – serbuk yang menempel pada papan PCB tersebut.

2.13.4 Pemasangan Komponen

Dalam pelapisan dan pemasangan komponen yang pertama sisi jalur PCB diamplas untuk meyakinkan jalur tersebut benar – benar bersih, kemudian jalur PCB dipoleskan dengan lotfet. Jalur yang telah dipoles lalu dilapisi dengan timah tipis secara merata kemudian pemasangan komponen dapat dilakukan.

2.14 Resitor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu: Fixed Resistor dan Variable Resistor dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain. Pada dasarnya

(40)

semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.

(41)

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Danau Toba merupakan danau terbesar di Indonesia yang terbentuk secara Vulkono Tektonik, terletak di pegunungan Bukit Barisan. Luas permukaan danau +1.100 km2 dengan total volume air +1.258 km3. Perairan terdalam berkisar 499 m dan berada pada ketinggian 995 m di atas permukaan laut, dikelilingi oleh tebing dan gunung gunung dengan ketinggian maksimal 2.1257 m. Danau Toba terletak antara 20 - 30 LU dan 980 - 990 BT. Dasar danau kebanyakan terdiri dari batu-batu, pasir dan pada bagian tertentu terdapat endapan lumpur (Ondara, 1969).

Danau Toba merupakan fungsi sumberdaya air yang mempunyai nilai sangat penting ditinjau dari fungsi ekologi, hidrologi serta ekonomi. Hal ini berkaitan dengan fungsi Danau Toba sebagai habitat berbagai organisme air, sebagai sumber air minum bagi masyarakat sekitar, sebagai tempat penangkapan ikan dan budidaya ikan dalam keramba jaring apung, kegiatan transportasi air, menunjang berbagai jenis industri seperti kebutuhan air. Tak kalah pentingnya adalah fungsi Danau Toba sebagai kawasan wisata yang sudah terkenal ke mancanegara dan sangat potensial untuk pengembangan pariwisata di Provinsi Sumatera Utara.

(42)

Pemanfaatan air Danau Toba yang sangat beragam di satu sisi membutuhkan kualitas air danau yang baik serta memenuhi persyaratan tertentu. Kualitas air adalah kondisi kualitatif yang diukur dan dapat diuji berdasarkan parameter – parameter tertentu berdasarkan UU Nomor 115 tahun 2003 (Pasal 1 keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup). Parameter ini meliputi parameter fisik, kimia dan mikrobiologi. Sebaliknya pemanfaatan danau bagi berbagai aktivitas masyarakat tersebut juga memberikan imbas terhadap penurunan kualitas airnya. Dimana Danau Toba juga digunakan sebagai tempat membuang berbagai jenis limbah yang dihasilkan dari kegiatan pertanian di sekitar Danau Toba, limbah domestik dari pemukiman dan perhotelan, limbah nutrisi dari sisa pakan ikan yang tidak habis dikonsumsi oleh ikan yang dibudidayakan, limbah pariwisata dan transportasi air. Pembuangan limbah ini mengakibatkan dampak penurunan kualitas air Danau Toba terutama kenaikan suhu air yang menyebabkan turunnya kadar oksigen dengan cepat didalam air. Suhu air yang tinggi pada permukaan air dapat menghambat masuknya oksigen kedalam air di level bawah. Hal ini menyebabkan organisme air akan mengalami kesulitan untuk melakukan respirasi.

Rachmanda(2011), menyatakan bahwa suhu dapat menjadikan dapat menjadi faktor penentu atau pengendali kehidupan organisme aquatik. Jenis, jumlah dan keberadaan organisme aquatic sering berubah dengan adanya perubahan suhu air terutama kenaikan suhu. Suhu yang dapat ditolerir oleh organisme untuk mendukung kehidupan berkisar antara 20 – 30 o_C.

(43)

Saat ini sistem pemantau perubahan suhu air masih dilakukan secara manual yaitu dengan cara mengambil sampel dibeberapa titik dan dilakukan pengujian di laboratorium.

Dari latar belakang yang telah dipaparkan diatas penulis membuat sebuah rancangan alat ukur yang dapat memantau perubahan suhu air yang ada di Danau Toba. Sehingga perubahan suhu pada air danau toba dapat terpantau secara otomatis dengan alat ukur tersebut. Sehingga penulis termotivasi untuk ditulis dalam bentuk tugas akhir dengan judul : “PERANCANGAN ALAT PEMANTAUAN PERUBAHAN SUHU AIR DANAU TOBA BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO”

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sejauh ini belum ada alat yang digunakan dalam pemantau perubahan suhu air secara otomatis dan berkelanjutan (real time) dan data perubahan suhu yang diambil dilakukan masih secara secara manual. Sehingga tidak efisien serta menghabiskan banyak waktu dalam serta biaya dalam pengambilan data pengukuran suhu air pada Danau Toba

(44)

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan alat ini dibuat beberapa batasan yaitu pengolahan data yang digunakan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno R3 dan Modul Bluetooth HC -05. Parameter pemantauan kualitas air Danau Toba hanya menggunakan parameter suhu dan sensor suhu yang digunakan adalah DS18B20 serta hasil data yang diperoleh tidak dibandingkan dengan alat lain.

1.4 Tujuan Penelitian

Untuk mempermudah pengambilan data perubahan suhu air Danau Toba yang real time dengan cepat, akurat, biaya murah serta mengubah cara pengambilan data perubahan suhu air Danau Toba yang masih dilakukan secara manual.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari alat pemantauan suhu air ini :

1. Memberikan kemudahan dalam pemantauan perubahan suhu air tanpa harus terus mengambil sampel air terus menerus.

2. Memberikan Kemudahan dalam memperoleh informasi data yang tepat cepat dan akurat mengenai kualitas air Danau Toba secara real time.

(45)

3. Sebagai bahan perbandingan bagi peneliti lain yang tertarik dengan aplikasi mikrokontroller

4. Menambah dokumen referensi hasil kajian yang berkaitan dengan pemantauan kualitas air Danau toba

1.6 Metodologi Penulisan

Metodologi penelitian yang digunakan penulis untuk menyelesaikan permasalah yang terjadi di atas adalah :

a. Studi Literatur

Pengumpulan data yang erat kaitannya dengan permasalahan dengan cara membaca buku-buku, makalah dan membaca bahan-bahan sumber lainnya di perpustakaan USU.

b. Analisis Sistem

Melakukan analisis sistem terhadap masalah yang ada mengenai website organisasi bisa dijalankan dengan mudah dan bisa dimanfaatkan oleh pengguna pada komputer dengan fasilitas internet.

c. Desain Sistem

Pada tahap ini dilakukan perancangan dan pembuatan alat pemantau perubahan suhu menggunakan mikrokontroller arduino uno.

(46)

d. Uji Coba

Melakukan pengujian alat, mengangani dan memperbaiki kesalahan yang ada pada alat pemantau perubahan suhu air tersebut agar dapat berjalan dengan baik.

e. Dokumentasi

Pada tahap ini dilakukan pembuatan laporan mulai dari studi literatur sampai dengan implementasi, serta penarikan kesimpulan dan saran. Pada tahap ini juga ada dicatat apa saja yang menjadi kelemahan dan kelebihan alat pemantau perubahan suhu air tersebut.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri dari 5 bab, yaitu:

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan pembahasan, manfaat pembahasan, tinjauan pustaka, metodologi pembahasan, dan sistematika penulisan dari penulisan laporan proyek ini.

BAB II : LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Dan bahasa

(47)

pemrograman yang digunakan, serta karakteristik dan komponen-komponen pendukung.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perancangan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN

Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat.

BAB V : PENUTUP

Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelum dan kemungkinan pengembangan alat.

(48)

ABSTRAK

Pemantauan kualitas air Danau Toba masih dilakukan secara manual dengan cara mengambil sampel dari beberapa titik dan melakukan pengujian pada laboratorium. Metode ini sangat tidak efisien dari sisi biaya dan waktu besar dalam pengerjaannya. Sehingga diperlukan sebuah metode lain dalam pemantauan kualitas air Danau Toba secara otomatis, murah, akurat dan real time. Untuk memecahkan pemasalahan yang ada saat ini dibutuhkan sebuah alat untuk mengatasi permasalahan mengenai pemantauan kualitas air Danau Toba. Dengan menggunakan mikrokontroler arduino salah satu teknologi yang lagi berkembang saat ini dalam pembuatan alat ukur. Diharapkan dalam pembuatan alat ukur ini dapat membantu masyarakat dalam pemantauan kualitas air Danau Toba secara cepat, akurat dan real time dengan biaya murah.

(49)

ABSTRACT

Monitoring for the quality of water at Lake Toba is still done manually by taking samples from several points and perform tests at the laboratory. This method is very inefficient in terms of costs and big time in the process. So, we need a another method to monitoring the water quality of Lake Toba automatically , inexpensive, accurate and real time . To solve the existing problem needed a tool to address the problem of water quality monitoring of Lake Toba . By using a microcontroller arduino and apply the concept of the as one of the technologies that is more developed today in the manufacture of measuring tools . Expected in the manufacture of measuring tools can help communities in monitoring the water quality of Lake Toba quickly , accurately and in real time at a low cost .

(50)

PERANCANGAN ALAT PEMANTAUAN PERUBAHAN

SUHU AIR DANAU TOBA BERBASIS

MIKROKONTROLER

ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

ARIES D SEMBIRING

132406099

PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK INFORMATIKA

DEPARTEMEN MATEMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016

(51)

MIKROKONTROLER

ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat

memperoleh gelar Ahli Madya

ARIES D SEMBIRING

132406099

PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK INFORMATIKA

DEPARTEMEN MATEMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016

(52)

PERSETUJUAN

Judul : Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroller Arduino Uno

Kategori : Tugas Akhir Nama : Aries D Sembiring Nomor Induk Mahasiswa : 132406099

Program Studi : Diploma 3 Teknik Informatika Departemen : Matematika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui Medan , Juni 2016

Diketahui Oleh

Program Studi D3 Teknik Informatika Dosen Pembimbing

Ketua,

Dr. Elly Rosmaini, M.Si Sajadin Sembiring, M.CompSc NIP. 196005201985032002 NIK. 73032311011001

(53)

PERNYATAAN

INTERNET OF THINGS REAL TIME MONITORING

KUALITAS AIR DANAU TOBA

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya

Medan, Juni 2016

ARIES D SEMBIRING 132406099

(54)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroller Arduino Uno ini tepat pada waktunya.

Selama penyusunan tugas akhir ini penulis banyak mendapat bantuan, dorongan, serta motivasi baik secara langsung maupun tidak langsung. Maka pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Tuhan Yang Maha Esa, Sang Khalik yang tidak pernah berhenti memberikan berkat dan rahmat-Nya.

2. Ayahanda I. Sembiring dan Ibunda M.Ginting yang telah memberikan doa dan dukungannya berupa semangat , motivasi secara terus menerus dan kasih sayang yang sangat membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Keluarga besar Sembiring mergana beserta Keluarga besar Ginting Mergana yang selalu memberi dukungan dan pengetahuan yang berguna dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Sajadin Sembiring, M.CompSc yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak Prof. Dr. Tulus, Vordipl. Math., M.Si., Ph.D selaku Ketua Departemen Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

7. Ibu Dr. Elly Rosmaini, M.Si, selaku Ketua Program Studi D3 Teknik Informatika FMIPA.

8. Seluruh dosen program studi Diploma III Teknik Informatika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu pengetahuannya kepada penulis.

9. Seluruh Karyawan/Pegawai Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Seluruh sahabat-sahabat penulis dari Kom A’13 terkhususnya Yan Chndara Sagala, Andri M.L Pandiangan, Daniel Agus Sidabutar, Dian Yosepa Sinaga, Sifu Lambok

11. Rekan-rekan seangkatan D3 Teknik Informatika A, B, C, D, E 2013

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga tugas akhir ini dapat memberi manfaat dan menambah wawasan maupun pengetahuan kita.

(55)

Medan, Juni 2013 Penulis,

Aries D Sembiring NIM : 132406099

(56)

ABSTRAK

(57)

ABSTRACT

(58)

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Batasan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 4

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Metodologi Penulisan 5 1.7 Sistematika Penulisan 6

BAB 2. LANDASAN TEORI

2.1 Sensor Suhu DS18B20 7

2.2 Mikrokontroller Arduino Uno 10 2.3 Perangkat Lunak(Arduino IDE) 12

2.4 Otomatis Tombol Reset 13

2.5 Catu Daya 14

2.6 Bahasa Pemrograman Arduino 15

2.7 Syntax 15

2.8 Pin Digital 18

2.9 Pin Analog 19

2.10 Real Time Clock 20

2.11 Android Smartphone 20

2.12 Versi Android 21 2.13 Perancangan PCB(Printed Circuit Board) 22 2.13.1 Pembuatan Lay Out PCB 22

3.13.2 Pembuatan Jalur PCB 23

2.13.3 Proses Pembuatan PCB 23

3.13.4 Pemasangan Komponen 24

2.14 Resistor 25

BAB 3. PERANCANGAN SISTEM

(59)

3.5 Arduino Uno 30 3.6 Rancangan Program Aplikasi Penampil Suhu 31

3.7 Diagram Alir 32

BAB 4. IMPLEMENTASI SISTEM

4.1 Pengujian Koneksi Alat Pemantauan Suhu dengan Komputer 34 4.2 Pengujian Program Aplikasi Tampilan Suhu Pada Android 34 4.3 Pengujian Penyimpanan Data Pada Aplikasi Suhu 34 4.4 Pengujian Pengukuran Jarak Antara Transmiter dan Reciver 36

4.6 Pengujian Power Supply 37

4.7 Pengujian Program 37

4.8 Pengujian Alat Keseluruhan 40 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 44

5.2 Saran 44

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(60)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Sensor Suhu DS18B20 9

Gambar 2.2 Papan Board Arduino 11

Gambar 2.3 Tampilan Framework Arduino Uno 13 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkain 27 Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Suhu 28 Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Arduino 29 Gambar 3.4 Rancangan Aplikasi Penampil Suhu 30

Gambar 3.5 Flowchart 32

Gambar 4.1 Tampilan Koneksi Alat Pada Hyperterminal 33 Gambar 4.2 Tampilan Aplikasi Suhu 34 Gambar 4.3 Tampilan Data yang Disimpan 35 Gambar 4.4 Alat Pemantauan Suhu Air Yang Diuji 41

(61)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 4.1 Data Pengukuran Jarak antara Transmiter dan Receiver 36 Tabel 4.2 Tabel Pengukuran Suhu Air di Ajibata 41 Tabel 4.2 Tabel Pengukuran Suhu Air di Simanindo 43

(1)

v ABSTRAK

(2)

vi ABSTRACT

(3)

vii DAFTAR ISI

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Batasan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 4

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Metodologi Penulisan 5 1.7 Sistematika Penulisan 6

BAB 2. LANDASAN TEORI

2.1 Sensor Suhu DS18B20 7

2.2 Mikrokontroller Arduino Uno 10

2.3 Perangkat Lunak(Arduino IDE) 12

2.4 Otomatis Tombol Reset 13

2.5 Catu Daya 14

2.6 Bahasa Pemrograman Arduino 15

2.7 Syntax 15

2.8 Pin Digital 18

2.9 Pin Analog 19

2.10 Real Time Clock 20

2.11 Android Smartphone 20

2.12 Versi Android 21

2.13 Perancangan PCB(Printed Circuit Board) 22 2.13.1 Pembuatan Lay Out PCB 22

3.13.2 Pembuatan Jalur PCB 23

2.13.3 Proses Pembuatan PCB 23

3.13.4 Pemasangan Komponen 24

2.14 Resistor 25

BAB 3. PERANCANGAN SISTEM

3.1 Spesifikasi Perancangan 26

(4)

viii

3.2 Rancangan Penelitian 27

3.3 Diagram Blok Rangkaian 28

3.4 Rangkaian Sensor Suhu DS18B20 29

3.5 Arduino Uno 30

3.6 Rancangan Program Aplikasi Penampil Suhu 31

3.7 Diagram Alir 32

BAB 4. IMPLEMENTASI SISTEM

4.6 Pengujian Power Supply 37

4.7 Pengujian Program 37

4.8 Pengujian Alat Keseluruhan 40

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 44

5.2 Saran 44

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(5)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Sensor Suhu DS18B20 9

Gambar 2.2 Papan Board Arduino 11

Gambar 2.3 Tampilan Framework Arduino Uno 13

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkain 27

Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Suhu 28

Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Arduino 29

Gambar 3.4 Rancangan Aplikasi Penampil Suhu 30

Gambar 3.5 Flowchart 32

Gambar 4.1 Tampilan Koneksi Alat Pada Hyperterminal 33 Gambar 4.2 Tampilan Aplikasi Suhu 34 Gambar 4.3 Tampilan Data yang Disimpan 35 Gambar 4.4 Alat Pemantauan Suhu Air Yang Diuji 41

(6)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 4.1 Data Pengukuran Jarak antara Transmiter dan Receiver 36 Tabel 4.2 Tabel Pengukuran Suhu Air di Ajibata 41 Tabel 4.2 Tabel Pengukuran Suhu Air di Simanindo 43

Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno

N

Y

PERANCANGAN ALAT PEMANTAUAN PERUBAHAN

SUHU AIR DANAU TOBA BERBASIS

MIKROKONTROLER

ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

ARIES D SEMBIRING

132406099

PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK INFORMATIKA

DEPARTEMEN MATEMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016

MIKROKONTROLER

ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat

memperoleh gelar Ahli Madya

ARIES D SEMBIRING

132406099

PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK INFORMATIKA

DEPARTEMEN MATEMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016

Parts

Dokumen yang terkait

Perancangan Sistem Informasi Debit Air berbasis Arduino UNO

Perancangan Dan Implementasi Telemetri Suhu Berbasis Arduino Uno

Perancangan Alat Penabur Pakan Ikan pada Akuarium Menggunakan Mikrokontroler Arduino UNO

ALAT PEMADAM KEBAKARAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO ATMEGA 328P.

DATA LOGGING SUHU, ARUS DAN TEGANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3.

Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno

Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno

Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno

Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno

Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan