ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya.Sensor PING mendeteksi jarak
obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik 40 KHz selama tBURST 200 μs kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor ping memancarkan
gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali pulsa trigger dengan t out minimal
2 μs.
Gambar 2.3 Sensor Jarak Ultrasonik Ping
Sensor ping mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik 40 KHz selama t = 200 us kemudian mendeteksi pantulannya.
Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroller pengendali pulsa trigger dengan t out minimal 2
μs . Gelombang ultrasonik melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik,
mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. PING mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah
gelombang pantulan terdeteksi PING akan membuat output low pada pin SIG. Lebar pulsa High tIN akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang
ultrasonik untuk 2 kali jarak ukur dengan obyek.
2.6 Buzzer
Buzzer merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir
Universitas Sumatera Utara
sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tadi akan tertarik dalam atau keluar,
tergantung dari arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara
bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi
suatu kesalahan pada sebuah alat alarm.
Gambar 2.5 Bentuk Buzzer
2.7 Catu Daya
Catu daya digunakan untuk memberi kebutuhan arus dan tegangan pada rangkaian. Catu daya terdiri dari beberapa bagian, yaitu: Jala-Jala Listrik,
Transformator, Rectifier, Filter, Regulator Beban. Rectifier penyearah akan menyearahkan tegangan bolak- balik AC dari keluaran transformator menjadi
tegangan searah DC. Filter pada catu daya akan meminimalisir tegangan kerut ripple pada tegangan keluaran penyearah. Regulator beban digunakan untuk
mengatur tegangan keluaran kepada beban sehingga tegangan keluaran kepada beban tidak lagi tergantung pada arus yang mengalir dari tegangan jala-jala listrik.
Universitas Sumatera Utara
2.8 Transistor
Transistor merupakan dioda dengan dua sambungan junction. Sambungan itu membentuk transistor PNP maupun NPN. Ujung-ujung
terminalnya berturut-turut disebut emitor, base dan kolektor. Base selalu berada di tengah, di antara emitor dan kolektor. Beberapa fungsi transistor sebagai saklar
switch onoff dan sebagai penguat amplifier.
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 RANCANGAN SISTEM
3.1 Rangkaian Perangkat Keras Hardware
Dalam tahap perancangan perangkat keras ini, akan dilakukan perancangan fisik dari sensor dan perancangan PCB dari rangkaian. Untuk
perancangan PCB, akan dibuat sebuah rangkaian yang memiliki fitur-fitur yang diperlukan dalam menjalankan sistem ini.
3.1.1 Diagram Blok Rangkaian
Jarak tinggi air
Suara
Gambar 3.1 Diagram Blok
Mikrokontroler ATmega8535
Buzzer Sensor
LCD
Universitas Sumatera Utara
Diagram blok diatas merupakan diagram dasar dari rancangan sistem terdiri dari beberapa bagian yaitu: input, proses dan output. Input sistem yang
dirancang yaitu deteksi dini banjir dengan alarm. Rancangan berupa suatu proses deteksi input dan mengeluarkan output tertentu. Dalam hal ini adalah ketinggian
air pada saat terjadi luapan akibat banjir. Dengan menggunakan sensor jarak ultrasonik dapat diukur ketinggian air yang masuk dalam suatu wadah yang dibuat
dengan tabung plastik. Bagian proses terdiri dari sebuah mikrokontroler ATMega8535 yang
bekerja membaca ketinggian air melalui sensor ultrasonik pada keadaan tertentu yaitu ketinggian air tertentu mikrokontroler ATMega8535 harus memberikan
isyarat melalui output suara yaitu buzzer sebagai isyarat kemungkinan atau akan terjadi banjir dan display LCD yang menampilkan pesan atau jarak yang terukur.
3.1.2 Flowchart Deteksi Banjir
Diagram dibawah merupakan diagram alir atau flowchart sistem dimana diagram menjelaskan proses dari start hingga selesai satu siklus kerja program.
Mulai dari start, program menginisialisasikan Display LCD dan mengisi nilai awal dari port. Kemudian program akan mulai membaca sensor dengan pemberian
sinyal untuk jarak kesensor pada ping signal. Setelah itu program akan menunggu respon sensor berupa pulsa akibat pantulan gelombang ultrasonic sehingga dapat
ditentuka selisih waktu pantulan tersebut dan dihitung jarak objek. Hasil hitungan akan ditampilkan pada display LCD selain itu program juga akan membunyikan
buzzer sesuai dengan jarak terukur.
Universitas Sumatera Utara
Ya
Gambar 3.2 Flowchart Deteksi Banjir
Trigger picu sensor ultrasonik
Sinyal pantulan diterima?
Aktifkan buzzer
End Baca sinyal pantulan
Start
Inisialisasi LCD, isi nilai awal port
Kalkulasi jarak ketinggian air
Tampilkan pada LCD jarak yang terukur
Universitas Sumatera Utara
3.1.3 Perancangan Rangkaian Kendali
Rancangan rangkaian kendali adalah suatu rangkaian elektronik berbasis mikrokontroller. Rancangan terdiri dari beberapa bagian utama antara lain yaitu:
1.
Sensor
2.
Mikrokontroller
3.
Penguat
4.
Buzzer.
5.
Display LCD
3.1.4 Perancangan Rangkaian Sensor
Pada rancangan ini menggunakan sensor jarak sensor jarak yaitu sensor ultrasonic. Tipe sensor ultrasonic yaitu SR 04. Cara kerja sensor pada rangkaian
adalah sebagai berikut: Sensor akan memancarkan sebuah gelombang ultrasonic dengan frekuensi 40 kHz kemudian sensor akan mendeteksi pantulan gelombang
ultrasonic tersebut jika mengenai suatu objek pemantul. Antara dipancarkan gelombang ultrasonic dengan diterimanya kembali gelombang tersebut terdapat
selisih waktu dan dengan mengetahui kecepatan suara kecepatan suara diudara maka dapat dihitung jarak objek dengan sensor. Dengan persamaan: s = V ×
t 2
. Dimana: s = jarak objek dengan sensor cm
V = kecepatan suara 340 ms t = waktu pantul ultrasonik s
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Ultrasonik
3.1.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroller adalah bagian rangkaian yang berfungsi mengendalikan sistem secara keseluruhan yaitu membaca input dari sensor, mengkalkulasikan
jarak dan memutuskan jika harus mengeluarkan suatu output peringatan atau isyarat. Mikrokontroller yang digunakan dalam rancangan adalah AVR
ATMega8535. Mikrokontroller tersebut diprogram dengan bahasa C yaitu CV AVR 2.04. Mikrokontroller membaca input melalui port D yaitu PD.0 dan PD.1
sedangkan output mikrokontroller diprogram pada port B yaitu PB.0. Kristal pada pin 12 dan 13 berfungsi sebagai masukan pulsa clock, sedangkan resistor pada pin
9 berfungsi sebagai riset awal saat mikrokontroller diaktifkan. Mikrokontroller akan membaca sensor dengan cara mendeteksi waktu pancar gelombang
ultrasonic dan diterimanya kembali gelombang tersebut yaitu dengan mendeteksi pulsa atau logika yang diberikan oleh sensor saat diterimanya gelombang
ultrasonic pantulan. Mikrokontroller mengeluarkan output dengan cara memberikan logika 1 pada penguat untuk mengaktifkan buzzer.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Konfigurasi Pin ATmega8535
3.1.6 Perancangan Rangkaian Penguat
Yang dimaksud dengan penguat dalam rangkaian ini adalah rangkaian penguat arus yaitu rangkaian yang berfungsi menguatkan arus agar dapat
mengendalikan beban yang lebih besar. Penguat arus terdiri dari sebuah transistor dan sebuah resistor. Transistor dikonfigurasikan sebagai penguat common emitor
dan bekerja pada daerah on-off dengan memberikan logika 1 pada basis akan menyebabkan transistor jenuh karena mendapat bias positif sehingga arus akan
terputus. Tipe transistor dalam rangkaian adalah BD139 yaitu transistor NPN Negatif Positif Negatif dengan arus 1 ampere.
3.1.7 Perancangan Rangkaian Buzzer
Buzzer merupakan komponen output dari sistem. Buzzer akan mengeluarkan suara dengan frekuensi tertentu sebagai isyarat atau suatu sinyal
Universitas Sumatera Utara
peringatan akan terjadi banir. Dalam rancangan ini digunakan buzzer tipe piezo elektrik dengan frekuensi ± 1000 Hz. Dengan memberikan arus pada buzzer
menyebabkan getaran pada piezo dan mengeluarkan suara berupa bunyi dengan frekuensi 1000 Hz.
Gambar 3.5 Rangkaian Penguat dan Buzzer
3.1.8 Perancangan Rangkaian LCD Display
Display atau penampil pada rancangan adalah display LCD yaitu LCD M1632, display berfungsi menampilkan status atau pesan pada tampilan berupa
karakter maupun symbol. Display dikendalikan oleh mikrokontroler melalui PORT C. hasil pengukuran jarak ditampilkan deprogram dalam mikrokontroler
terdapat 8 pin. Data pada LCD yang berfungsi sebagai masukan data, 3 pin control sebagai mengendalikan LCD yaitu RS sebagai pemilih register, RW
sebagai mengatur arah data dan clock sebagai signal sinkronisasi.
Gambar 3.6 Rangkaian LCD Display
Universitas Sumatera Utara
3.2 Skematika Rangkaian Pendeteksi Banjir
