RANCANG BANGUN SISTEM PENDETEKSI BANJIR PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI DENGAN MENGGUNAKAN SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana

  RANCANG BANGUN SISTEM PENDETEKSI BANJIR PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI DENGAN MENGGUNAKAN SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

  RANCANG BANGUN SISTEM PENDETEKSI BANJIR PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI DENGAN MENGGUNAKAN SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

  SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana Komputer

  

฀ERSETUJUAN

  ฀udul : RANCANG BANGUN SISTEM PENDETEKSI BAN฀IR PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI DENGAN MENGGUNAKAN SCADA (฀upervisory

  Control And Data Acquisition) BERBASIS

  MIKROKONTROLER AT89S51 Kategori : SKRIPSI Nama : GATOT TRIARDI PRAMA฀I Nomor Induk Mahasiswa : 111421003 Program Studi : ILMU KOMPUTER Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFOMASI

  UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Drs. Dahlan Sitompul, M.Eng Dr. Poltak Sihombing, M.kom 19670725 200501 1 002 19620317 199103 1 001 Diketahui/disetujui oleh S1 – ILMU KOMPUTER Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom 19620317 199103 1 001 ii

  

฀ERNYATAAN

RANCANG BANGUN SISTEM ฀ENDETEKSI BANJIR ฀ADA DAERAH

ALIRAN SUNGAI DENGAN MENGGUNAKAN SCADA (฀upervisory Control

  

And Data Acquisition) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

  ฀enulis mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberaapa ringkasan dan kutipan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

  Medan, Oktober 2014 Gatot Triardi ฀ramaji 111421003

  

฀฀฀

  

PENGHARGAAN

  Alhamdullilah, Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya serta karunianya sehingga skripsi ini berhasil penulis selesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan . dimana skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi Ekstensi S1 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara. Shalawat beriring salaim saya hadiahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW.

  Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom sebagai pembimbing I dan Bapak Drs. Dahlan Sitompul, M.Eng selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, saran, dan masukan untuk menyempurnakan kajian penelitian ini. Panduan ringkas dan padat serta profesional telah diberikan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan skripsi ini. Selanjutnya kepada para Dosen penguji Bapak M. Andri Budiman, ST, M.Comp.Sc, MEM dan Bapak Drs. Agus Salim Harahap, Msi atas saran dan kritikan yang sangat berguna bagi penyelesaian skripsi ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua Program Studi Ekstensi S1 Ilmu Komputer, Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Suratera Utara, semua dosen Program Studi S1 Ilmu Komputer USU, dan pegawai di Ilmu Komputer USU.

  Untuk kedua orangtua dan keluarga saya yang telah memberikan dukungan, do'a dan motivasi yang menggugah. Skripsi ini terutama penulis persembahkan untuk Papa (H.Mulyadi), Mama (Hj.Sri Astuty) dan kakanda Poppy E.H dan Puput D.H, adinda sayang Darayani yang membimbing saya sampai saat ini dan saat yang akan datang. Dan tak lupa juga penulis ucapkan kepada Project Manager PT.SIS, Bapak M.Sholihin dan Head Departement Enginering & Estimation, Bapak Istadi atas kerendahan hatinya memberikan izin kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. terima kasih pula kepada abangda Brian Habsah dan abangda Aan dengan ide, saran, dan kepada teman-teman ekstensi stambuk 2011 atas saran-saran yang luar biasa.

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, karena kesempurnaan hanya milik Allah SWT. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifatnya membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Sehingga dapat bermanfaat bagi kita semuanya. Akhir kata Penulis Ucapkan Terima Kasih.

  Medan , Oktober 2014 Penulis v

  

฀bstrak

Kebutuhan akan informasi banjir secara real time pada daerah aliran sungai (DAS) rawan

banjir ke pada seluruh warga (main layer information), memiliki tingkat urgensi yang sangat

tinggi. Banjir yang kerap kali datang secara tiba – tiba menimbulkan kerugian yang sangat

besar, sehingga warga tidak dapat bersiaga mennghadapi bencana banjir. Pemecahan masalah

banjir yang telah dibagun sejauh ini belum mampu untuk mereduksi kerugian dikarenakan

informasi tersebut masih lamban. Visialisasi dan pencatatan sekala manual membutuhkan

waktu yang cukup lama untuk dapat menyimpulkan bahwa terjadi kenaikan rata muka air

secara signifikan. Untuk pemecahan masalah tersebut, dirancanglah sebuah sistem pendeteksi

yang mampu memonitor ketinggian rata-rata air secara real time, serta dapat memberikan

peringatan kepada pengguna informasi tentang banjir. Diawali oleh sensor ultrasonik yang

mampu mendetaksi pergerakan tinggi muka air pada DAS, data hasil pengukuran tersebut

akan diolah menggunakan Mikrokontroller tipe AT89S51 sebagai pusat pengolahan data, dan

selanjutnya data tersebut dikirim menggunakan media komunikasi wireless infrared untuk

selajutnya ditampilkan pada Grafik User Interface (GUI) pada PC. Sistem Super฀isory And

Data Aquisition (SCADA) yang dibangun sudah dilengkapi pengolahan data secara real time,

animasi lampu indikator, sirene sebagai tanda peringatan dini, dan data base sebagai media

penyimpanan data monitoring hasil pengukuran. Dari percobaan yang telah dilakukan, didapat

kesimpulan bahwa sistem sudah mampu mendeteksi tinggi – rendahnya muka air dengan

akurat dan menampilkan hasil monitoring tersebut pada GUI.

  

Kata kunci : Sistem Pendeteksi banjir, system SC฀D฀, sensor ultrasonic ping))),

akuisisi data, Infra-Red Wireless.

  

฀ESIGN OF FLOO฀ ฀ETECTION SYSTEM IN WATERSHE฀ USING

SCA฀A (SUPERVISORY CONTROL AN฀ ฀ATA ACQUISITION)

BASE฀ MICROCONTROLLER AT89S51

ABSTRACT

  

The need for a real time flooding information on watersheds (DAS) flood prone to the whole

community (main layer information), has a ฀ery high degree of urgency. Flooding that often

come suddenly causing ฀ery large losses, so that citizens can not prepare for flooding. Trouble

sol฀e the problem of flooding who has been built so far ha฀e not been able to reduce the

information loss due to still slowly. Visualizing and manual recording scale requires a long

time to be able to conclude that an increase in The a฀erage water le฀el significantly. For to

sol฀ing this problem, designed detection system that is able to monitoring the an a฀erage

altitude of the water in real time, and can gi฀e a warning to the user information about the

flooding. Preceded by an ultrasonic sensing is able to detect the mo฀ement of water le฀el in

the watershed, the measurement result data will be processed using microcontroller type

AT89S51 as the data processing center, and then the data is sent using infrared wireless

communication medium to hereinafter displayed on the Graphic User Interface (GUI) on PC.

Super฀isory System And Data Acquisition (SCADA), which is built is equipped with data

processing in real time, the animated indicator lights, sirens as early warning signs, and the

data base for the storage of monitoring data of the measurement results. From the experiments

ha฀e been conducted, be concluded that system is already capable of detecting high - low

water le฀el accurately and display the results of such monitoring on the GUI.

  

Keywords: flood ฀etection Systems, SCA฀A systems, ultrasonic ping sensor))),

data acquisition, Infra-Red Wireless.

  

฀AFTAR ISI

  Persetujuan ii

  Pernyataan iii

  Penghargaan i฀

  Abstrak ฀

  Abstrac ฀i

  Daftar Isi ฀ii

  Daftar Tabel xi

  Daftar Gambar xii

  Daftar Lampiran xi฀

  BAB 1 PENDAHULUAN

  1

  1.1 Latar Belakang

  1

  1.2 Rumusan Masalah

  2

  1.3 Batasan Masalah

  2

  1.4 Tujuan Penelitian

  3

  1.5 Manfaat Penelitian

  3

  1.6 Metodologi Penelitian

  3

  1.7 Sistematika Penulisan

  4 ฀iii BAB 2 LANDASAN TEORI

  5

  2.1 Pengukuran

  5

  2.2 S฀nar Infra Merah

  6

  2.3 Gelombang Ultrason฀c

  7

  2.4 Perangkat Keras S฀stem

  8

  2.4.1 M฀krokontroler

  8

  2.4.1.1 Ars฀tektur M฀krokontroler AT89S51

  8

  2.4.1.2 Spes฀f฀kas฀ Pent฀ng AT89S51

  9

  2.4.1.3 Struktur Pengoperas฀an Port

  12

  2.4.2 Sensor

  14

  2.4.2.1 Tranduser Ultrason฀c

  15

  2.4.2.2 Sensor Ultrason฀c PING Parallax

  15

  2.4.3 MAX232

  17

  2.4.4 Komun฀kas฀ Ser฀al RS232

  19

  2.5 Perangkat Lunak S฀stem

  21

  2.5.1 Bahasa Assembly

  21

  2.5.2 Software 8051 Ed฀tor, Assembler, S฀mulator (IDE)

  26

  2.5.3 Software Downloader

  27

  2.5.4 V฀sual Bas฀c 6.0

  27

  2.5.4.1 Konsep Dasar Pemrograman Dalam V฀sual Bas฀c 6.0

  28

  2.6 Flow Chart

  29

  2.6.1 Data Flow D฀agram (DFD)

  30 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

  32

  3.1 Perancangan Hardware

  32 ฀x

  3.1.1 Diagram Blok

  32

  3.1.2 Prinsip Kerja Diagram Blok

  32

  3.1.3 Perancangan Sensor

  33

  3.1.4 Perancangan Power Supply (PSA)

  35

  3.1.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

  35

  3.1.6 Perancangan Rangkaian Pengirim Data Melalui Infra Merah

  37

  3.1.7 Perancangan Rangkaian Penerima Data Melalui Infra Merah

  39

  3.2 Perancangan Software

  40

  3.2.1 Flow Chart Minimum sistem Mikrokontroler

  41

  3.2.2 Perancangan Permodelan Sistem Dengan Use Case Diagram

  42

  3.2.3 Perancangan Data Flow Diagram (DFD)

  44

  3.2.3.1 DFD Level 0

  45

  3.2.3.2 DFD Level 1

  45

  3.2.4 Perancangan Antar Muka (Interface)

  45

  3.2.4.1 Rancangan Menu Utama

  46

  3.2.4.2 Rancangan Form Connection Port

  47

  3.2.4.3 Rancangan Form Hasil Pengukuran Acquisition Data

  47

  3.2.4.4 Rancangan About

  48 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM

  49

  4.1 Pengujian Perangkat Hardware

  49

  4.1.1 Pengujian Mikrokontroler AT89S51

  49

  4.1.2 Pengujian Sensor Ultrasonic

  51

  4.1.2.1 Analisa Ketelitian Alat

  55 ฀

  4.1.3 Pengujian Power Supply

  56

  4.1.4 Pengujian Transmisi Data Secara Wireless Infrared ฀

  57

  4.1.4.1 Pengujian Rangkaian Pengirim Data

  57

  4.1.4.2 Pengujian Rangkaian Penerima Data

  60

  4.2 Pengujian Perangkat Lunak

  61

  4.2.1 Spesifikasi Kebutuhan Hardware

  61

  4.2.2 Spesifikasi Kebutuhan Software

  61

  4.2.3 Tampilan Interface Sistem

  62

  4.2.3.1 Tampilan Menu Utama

  62

  4.2.3.2 Tampilan Form Koneksi Port Serial

  62

  4.2.3.3 Tampilan Hasil Pengukuran Acquisition Data

  63

  4.2.3.4 Tampilan About

  64

  4.3 Hasil Implementasi Dan Pengujian

  64

  4.3.1 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem

  64 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  66

  5.1 Kesimpulan

  66

  5.2 Saran

  66 DAFTAR PUSTAKA

  68 ฀i

  ฀ii

  

฀AFTAR TABEL

Hal.

TABEL 2.1 Simbol-simbol Flowchart Diagram

  30 TABEL 2.2 Simbol-simbol Data Flow Diagram

  31 TABEL 3.1 Naratif Use Case Sistem Akuisisi Data Pengukur Tinggi Muka Air

  43 TABEL 4.1 Hasil Data Bit Aktual Dari Varian Jarak Sensor

  53 TABEL 4.2 Hasil Analisis Ketelitian Alat

  55 TABEL 4.3 Data Eksekusi Program Dalam Satu Siklus

  59

  ฀iii

  20 GAMBAR 2.11 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

  37 GAMBAR 3.7 Rangkaian Penerima Data Infra Merah

  36 GAMBAR 3.6 Rangkaian Pengirim Data Melalui Media Infra Merah

  35 GAMBAR 3.5 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

  34 GAMBAR 3.4 Rangkaian Power Supply (PSA)

  33 GAMBAR 3.3 Driver Sensor Ultrasonic PING

  32 GAMBAR 3.2 Perancangan Sensor Ultrasonic PING

  27 GAMBAR 3.1 Diagram Blok Sistem Pendeteksi Banjir

  27 GAMBAR 2.13 Interface Visual Basic 6.0

  26 GAMBAR 2.12 Tampilan Software Downloader

  19 GAMBAR 2.10 Konfigurasi Pin Konektor Serial DB9

  

฀AFTAR GAMBAR

Hal.

  18 GAMBAR 2.9 Gelombang INformasi untuk Komunikasi Serial

  17 GAMBAR 2.8 Skema Diagram IC MAX232

  17 GAMBAR 2.7 Jarak Ukur Sensor PING

  15 GAMBAR 2.6 Diagram Waktu Sensor PING

  10 GAMBAR 2.5 Sensor Ultrasonic PING Paralla฀

  8 GAMBAR 2.4 Susunan Pin pada Mikrokontroler AT89S51

  7 GAMBAR 2.3 Diagram Blok AT89S51

  6 GAMBAR 2.2 Pembagian Rentang Frekuensi Gelombang Akustik

GAMBAR 2.1 Spektrum Sinar

  40

  ฀iv Hal.

  51 GAMBAR 4.3 Grafik Data Teori vs Jarak

  64 GAMBAR 4.11 Tampilan Hasil Pengujian Alat dan Sistem

  63 GAMBAR 4.10 Tampilan Sub Menu About

  63 GAMBAR 4.9 Tampilan Form Sub Menu Acquisition Data

  62 GAMBAR 4.8 Tampilan Form Sub Menu Connection Port

  60 GAMBAR 4.7 Tampilan Menu Utama

  57 GAMBAR 4.6 Rangkaian TSOP 1738 Penerima Infra Merah

  55 GAMBAR 4.5 Rangkaian LED Pemancar Infra Merah

  54 GAMBAR 4.4 Grafik Data Aktual Praktek vs Jarak

  49 GAMBAR 4.2 Rangkaian Penguji Sensor Ultrasonic

GAMBAR 3.8 Flow Chart Minimum Sistem

  48 GAMBAR 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

  48 GAMBAR 3.16 Rancangan About

  47 GAMBAR 3.15 Rancangan Form Acquisition Data

  46 GAMBAR 3.14 Rancangan Form Koneksi Port Serial

  45 GAMBAR 3.13 Rancangan Menu Utama

  45 GAMBAR 3.12 DFD Level 1 Proses Sistem Akuisisi Data dan Data Base

  44 GAMBAR 3.11 DFD Level 0 Proses Sistem Akuisisi Data Pendeteksi Banjir

  42 GAMBAR 3.10 Activity Diagram Sistem Akuisisi Data

  41 GAMBAR 3.9 Use Case Diagram Sistem Aplikasi

  65

  ฀v

  ฀AFTAR LAMPIRAN Hal.

  LAMPIRAN 1฀ Listing Program Visual Basic 6.0 A – 1 LAMPIRAN 2. Listing Program Assembly B – 1 LAMPIRAN 3. Rangkaian Keseluruhan Alat C - 1