TUGAS AKHIR - Sistem komunikasi pengendalian kualitas air kolam ikan berbasis ATMEGA128 - USD Repository

  

TUGAS AKHIR

SISTEM KOMUNIKASI

PENGENDALIAN KUALITAS AIR KOLAM IKAN

BERBASIS ATMEGA128

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Charles Wilianto

  

NIM : 105114002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

TUGAS AKHIR

SISTEM KOMUNIKASI

PENGENDALIAN KUALITAS AIR KOLAM IKAN

BERBASIS ATMEGA128

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Charles Wilianto

  

NIM : 105114002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

  

FINAL PROJECT

COMMUNICATION SYSTEM

FOR CONTROLLING QUALITY OF POND FISH

WATER ATMEGA128-BASED

  

Presented As Partial Fulfillment Of The Requirements

To Obtain The Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

  

Oleh:

Charles Wilianto

Nim : 105114002

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 22 Agustus 2014 Charles Wilianto

  HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP MOTTO : Hal Terbaik Untuk Memprediksi Masa Depan Adalah Dengan Menciptakan Sendiri Masa Depan Itu

  Dengan Ini Kupersembahkan Karyaku Ini Untuk Tuhan Yang Maha Esa Dan Kepada Kedua Orang Tua Yang Tidak Pernah Berhenti Membimbingku Disetiap Waktu

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Charles Wilianto Nomor Mahasiswa : 105114002

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

SISTEM KOMUNIKASI

PENGENDALIAN KUALITAS AIR KOLAM IKAN

BERBASIS ATMEGA128

  Berserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolahnya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan ssecara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

  Yogyakarta, 22 Agustus 2014

  

INTISARI

  Kemajuan teknologi elektronika ini, dunia informatika sekarang telah banyak memanfaatkan perkembangan elektronika untuk menunjang kegiatan salah satunya dalam tahap komunikasi antar computer yang semakin berkembang sangat cepat. Sistem komunikasi dapat dimanfaatkan dalam mengambil, mengumpulkan dan menyiapkan data, hingga memprosesnya menjadi data yang dikehendaki.

  Sistem komunikasi pengendalian kualitas air kolam ikan berbasis ATMega128 terdiri dari dua subsistem yaitu subsistem hardware dan software. Subsistem hardware berupa rangkaian pendukung komunikasi serial RS-485 yang menghubungkan semua slave, sedangkan subsistem software berupa program master, slave PC dan slave sensor. Slave sensor menyediakan data dalam bentuk data paket, master menggambil dan menggabungkan data paket dari semua sensor dengan cara bergantian dan mengirimkan semua data paket tersebut ke slave PC. Slave PC mengubah dan menyimpan data paket menjadi grafik pada visual basic.

  Sistem komunikasi pengendalian kualitas air kolam ikan berbasis ATMega128 sudah berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik. Visual basic dapat menampilkan grafik dan menyimpan data, rangkaian komunikasi serial RS-485 dapat bekerja dengan baik dan sistem pengambilan data dapat bekerja dengan baik dan sesuai dengan perancangan.

  Kata kunci : sistem komunikasi, RS-485, visual basic, ATMega128, data paket

  

ABSTRACT

  Advances in technology, the world of Informatics of Electronics now have many utilize the development of electronics to support the activities of one of these in the communication between the computer that is growing very quickly. Communication systems can be utilized in taking, collecting and preparing the data, until it became a desired data

  A communication system for controlling quality of pond fish water ATMega128-based consists of two subsystems: subsystem hardware and software. A series of supporting hardware subsystem communication serial RS-485 connecting all the slave, while the subsystem software as master, slave PC and slave sensors. Slave sensors provide data in the form of data packets, the master place and combine the data packages from all of the sensors by means of alternating and sends all the data to the slave PC. Slave PC converting and save the packet data into a graph in visual basic.

  A communication system for controlling quality of pond fish water ATMega128-based was successfully created and can work well. Visual basic can display graphics and save data, set the serial communication RS-485 can work well and data capture system can work properly and in accordance with the design.

  Key words: communication system, RS-485, visual basic, ATMega128, data packages.

KATA PENGANTAR

  Bersyukur dan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Sistem Komunikasi Pengendalian Kualitas

  Air Kolam Ikan Berbasis ATMega128 ” ini dapat diselesaikan dengan baik.

  Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan dengan caranya masing-masing, sehingga tugas akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1.

  Kedua orang tua yang tercinta atas doa dan dorongan semangat yang luar biasa 2. Bapak Pius Yozy Meruchayo, ST., MT., selaku dosen pembimbing yang dengan penuh kesabaran membimbing, memberikan saran dan kritik yang membantu dalam meyelesaikan tulisan ini.

  3. Seluruh dosen teknik elektro dan laboran yang memberikan ilmu dan pengetahuan kepada penulis selama kuliah

4. Seluruh teman-teman teknik elektro

  Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.

  Yogyakarta, 22 Agustus 2014

  

DAFTAR ISI

  ............................................................................................ i

  HALAMAN JUDUL

  .......................................................................... iii

  HALAMAN PERSETUJUAN

  ............................................................................ iv

  HALAMAN PENGESAHAN

  .......................................................... v

  PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  ........................... vi

  HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

  ..................................... vii

  ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  ............................................................................................................... viii

  INTISARI

  ........................................................................................................... ix

  ABSTRACT

  ......................................................................................... x

  KATA PENGANTAR

  .......................................................................................................... xi

  DAFTAR ISI

  ............................................................................................ xiv

  DAFTAR GAMBAR

  ................................................................................................. xvi

  DAFTAR TABEL

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1. Latar Belakang .............................................................................................. 1

  1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................................... 2

  1.3. Batasan Masalah ........................................................................................... 2

  1.4. Metodologi Penelitian ................................................................................... 2

  BAB II DASAR TEORI

  2.1. Kualitas Air Kolam ikan ............................................................................... 4

  2.1.1. Temperatur Air .................................................................................... 4

  2.1.2. Derajat Keasaman Air (PH) ................................................................. 4

  2.1.3. Derajat Kekeruhan ............................................................................... 5

  2.2.2. Terminasi ............................................................................................ 7

  2.2.3. RS-485 dan Konsep Unit Load ............................................................ 8

  2.2.4. Pemberian Tegangan pada Jaringan RS-485 ........................................ 9

  2.2.5. Konfigurasi Pin RS-485 ....................................................................... 10

  2.3. Module K-125R ............................................................................................ 10

  2.4. Komunikasi Serial Mikrokontroler AVR ATMega ......................................... 11

  2.5. Catu Daya ...................................................................................................... 12

  2.5.1. Filter Kapasitor ................................................................................... 12

  2.6. Penampil LCD .............................................................................................. 12

  2.7. Mikrokontroler AVR ..................................................................................... 14

  2.7.1. Mikrokontroler ATMega 128 .............................................................. 14

  2.2.3. Mikrokontroler ATMega 8 .................................................................. 15

  2.8. Visual Basic ................................................................................................. 16

  2.8.1. Tipe Variabel....................................................................................... 17

  2.8.2. Operator pada Visual Basic dan Urutan Operasinya ............................ 17

  2.8.3. Operator Like ...................................................................................... 18

  2.8.4. Deklarasi Variabel ............................................................................... 18

  2.8.5. Mengenal Struktur Kendali .................................................................. 19

  2.8.6. Deklarasi Konstanta ............................................................................ 19

  2.8.7. Struktur Pengulangan .......................................................................... 20

  BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

  3.1. Arsitektur Sistem .......................................................................................... 21

  3.2. Perancangan Subsistem Hardware ................................................................ 22

  3.2.1. Perancangan Regulator Tegangan ........................................................ 22

  3.2.2. Perancangan Multidrop Network RS-485 ............................................. 23

  3.2.3. Perancangan LCD 16x2 ....................................................................... 24

  3.3. Perancangan Subsistem Software .................................................................. 25

  3.3.1. Perancangan Diagram Alur Program Master ........................................ 26

  3.3.2. Perancangan Diagram Alur Program Slave PC..................................... 30

  3.3.7. Perancangan Diagram Alur Program slave5 (Konduktivitas) ............... 35

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1. Gambaran Fisik Hardware ............................................................................ 36

  4.1.1. Mekanik kotak sistem ........................................................................ 36

  4.1.2. Subsistem Elektronik Alat ................................................................. 37

  4.2. Pengujian Alat ............................................................................................. 38

  4.2.1. Pengujian Rangkaian Catu Daya ........................................................ 38

  4.3. Pengujian Software ...................................................................................... 38

  4.3.1. Pengujian sistem Mikrokontroler ....................................................... 38

  4.3.2. Pengujian Program Pengiriman dan Penerimaan Pada Master ............ 40

  4.3.3. Pengujian Panjang Kabel Pada Rangkaian Multidrop Network RS-485 46

  4.3.4. Pengujian Program Penggabungan Dan Pengiriman Semua Data Paket 47

  4.3.5. Pengujian Program Slave PC (Visual Basic) ...................................... 47

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 50

  5.2. Saran ............................................................................................................ 50 ........................................................................................... 51

  DAFTAR PUSTAKA

  ........................................................................................................... 53

  LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman

Gambar 2.1. Konfigurasi Half-Duplex RS-485 ........................................................ 7Gambar 2.2. Terminasi Parallel............................................................................... 7Gambar 2.3. Terminasi AC ..................................................................................... 8Gambar 2.4. Transceiver Dengan Resistor .............................................................. 9Gambar 2.5. Konfigurasi Pin RS-485 ...................................................................... 10Gambar 2.6. Module K-125R .................................................................................. 11Gambar 2.7. Komunikasi Sinkron Dan Asinkron .................................................... 11Gambar 2.8. Fisik LCD .......................................................................................... 13Gambar 2.9. Konfigurasi Pin ATMega 128 ............................................................. 15Gambar 2.10. Konfigurasi Pin ATMega 8 ................................................................. 16Gambar 3.1. Arsitektur Umum ................................................................................ 21Gambar 3.2. Rangkaian Regulator Tegangan .......................................................... 22Gambar 3.3. Rangkaian Multidrop RS-485 ............................................................. 24Gambar 3.4. Rangkaian LCD Dan Master............................................................... 25Gambar 3.5. Perancangan Diagram Alur Program Master ....................................... 27Gambar 3.6. Diagram Alur Program Master (Lanjutan) .......................................... 28Gambar 3.7. Diagram Alur Program Master (Lanjutan) .......................................... 29Gambar 3.8. Perancangan Diagram Alur Program Slave PC .................................... 30Gambar 3.9. Perancangan Diagram Alur Program Slave1 (Suhu) ............................ 31Gambar 3.10. Perancangan Diagram Alur Program Slave2 (PH) ............................... 32Gambar 3.11. Perancangan Diagram Alur Program Slave3 (DO) .............................. 33Gambar 3.12. Perancangan Diagram Alur Program Slave4 (Kekeruhan) ................... 34Gambar 3.13. Perancangan Diagram Alur Program Slave5 (Konduktivitas) .............. 35Gambar 4.1. Tampak Atas ...................................................................................... 36Gambar 4.2. Tampak Samping Kiri ........................................................................ 36Gambar 4.7. Regulator Tegangan Dan Multidrop RS-485 ....................................... 38Gambar 4.8. Mikrokontroler Atmega 128 ............................................................... 39Gambar 4.9. Rangkaian LCD 16 ............................................................................. 39Gambar 4.10. Tampilan LCD Hello Selamat Datang................................................. 40Gambar 4.11. Module Komunikasi Serial RS-485 Dengan ATMega 8 ...................... 40Gambar 4.12. Kirim A .............................................................................................. 41Gambar 4.13. Terima Data Suhu ............................................................................... 41Gambar 4.14. Kirim B .............................................................................................. 42Gambar 4.15. Terima Data PH .................................................................................. 42Gambar 4.16. Kirim C .............................................................................................. 43Gambar 4.17. Terima Data DO ................................................................................. 43Gambar 4.18. Kirim D .............................................................................................. 44Gambar 4.19. Terima Data Kekeruhan ...................................................................... 44Gambar 4.20. Kirim E .............................................................................................. 45Gambar 4.21. Terima Data Konduktivitas ................................................................. 45Gambar 4.22. Kondisi Awal Penampilan Data Terima Pada Master .......................... 46Gambar 4.23. Penggabungan Data Paket .................................................................. 47Gambar 4.24. Kondisi Awal Pengabungan Data Paket .............................................. 47Gambar 4.25. Module K-125R .................................................................................. 47Gambar 4.26. Tampilan Pada Visual Basic 6.0 .......................................................... 48Gambar 4.27. Tampilan Error Pada Visual Basic6.0 ................................................. 48Gambar 4.28. Lokasi Penyimpanan Data .................................................................. 49Gambar 4.29. Data Yang Berhasil Disimpan Pada Notpad ........................................ 49

  

DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 2.1. Diskripsi Pin RS-485 .............................................................................. 10Tabel 2.2. Konfigurasi Pin LCD M1632 .................................................................. 13Tabel 2.3. Tipe variabel, pemakaian storage dan jangkauan masing-masing ............ 17Tabel 2.4. Operator pada Visual Basic dan urutan operasi dari atas ke bawah .......... 18Tabel 2.5. Karakter Dalam Pencocokan Pola Pada Operator Like ............................ 18Tabel 4.1. Contoh Data Suhu ................................................................................... 41Tabel 4.2. Contoh Data PH ...................................................................................... 42Tabel 4.3. Contoh Data DO ..................................................................................... 43Tabel 4.4. Contoh Data Kekeruhan .......................................................................... 44Tabel 4.5. Contoh Data Konduktivitas ..................................................................... 45

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kemajuan-kemajuan dalam bidang teknologi elektronika yang menuju ke arah

  sistem digital serta rangkaian terpadu telah mendorong terciptanya komponen IC-IC yang semakin cepat dengan kemampuan proses yang tinggi dan akurat serta bentuk yang semakin kecil, tetapi dengan kemampuan yang lebih besar[1]. Dengan kemajuan teknologi elektronika ini, dunia informatika sekarang telah banyak memanfaatkan perkembangan elektronika untuk menunjang kegiatan salah satunya dalam tahap komunikasi antar computer yang semakin berkembang sangat cepat[1] .

  Komunikasi serial banyak sekali digunakan komputer ataupun mikrokontroler dengan menggunakan sistem RS-232 dan RS-485. Komunikasi serial dengan sistem RS-232 hanya dapat berhubungan dengan satu komunikasi serial, sedangkan komunikasi serial dengan sistem RS-485 dapat berhubungan dengan beberapa komunikasi serial. Sistem komunikasi dapat dimanfaatkan dalam mengambil, mengumpulkan dan menyiapkan data, hingga memprosesnya menjadi data yang dikehendaki. Sistem komunikasi ini digunakan untuk memonitoring kualitas air kolam ikan, sistem akuisisi data ini terdiri dari sensor (yang mengubah besaran fisik menjadi besaran listrik) dan sistem mikrokontroler yang mengolah besaran listrik menjadi kuantitas yang terukur yang berbentuk data digital yang siap diolah atau dianalisis[2].

  Berdasarkan hal di atas, penulis ingin membuat suatu sistem komunikasi serial untuk pengendalian kualitas air, khususnya pada kolam ikan. Sistem ini menggunakan pada komputer, mikrokontroler dan sistem multidrop network

  software visual basic

  pada RS-485. Sistem ini dikembangkan dari sistem yang telah ada sebelumnya, yakni akuisisi data pengawasan kualitas air sungai untuk perikanan[3].

  Sistem yang dibuat menggunakan mikrokontroler dengan komunikasi USART (universal synchronous asynchronous receiver / transmitter), sistem komunikasi ini, memiliki beberapa sistem alat ukur yaitu PH, kekeruhan, DO (Dissolved Oxygen), temperatur dan konduktivitas yang telah dilengkapi dengan mikrokontroler. Mikrokontroler pada alat ukur tersebut, melakukan pengolahan data sesuai dengan interupsi. Dalam melakukan pengukuran kadar air pada kolam ikan dan mengirimkan data hasil dari pengukuran kadar air melalui komunikasi serial antar mikrokontroler dan mikrokontroler ke PC (Personal Computer).

  1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

  Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan suatu sistem komunikasi yang dapat mengolah data menjadi data grafik dan ditampilkan ke PC (Personal Computer) untuk mempermudah monitoring kualitas air kolam ikan.

  Manfaat dari penelitian ini adalah untuk mendukung pembudidayakan ikan, dengan air yang memiliki kualitas yang baik dan dapat menjamin keselamatan ikan.

  1.3. Batasan Masalah

  Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : a.

  Menampilkan data dalam LCD 16x2 b.

  Data yang ditampilkan dalam LCD 16x2 maksimal sebanyak lima karakter setiap slave c.

  Menggunakan mikrokontroler keluarga AVR ATMega128 d.

  Menggunakan sistem multidrop network yang terdapat pada RS-485 e. Menggunakan module K-125R untuk menghubungkan PC (Personal Computer ) dengan mikrokontroler.

  f.

  Menampilkan data dalam bentuk grafik pada visual basic g.

  Menggunakan komunikasi serial untuk melakukan pengumpulan, pengiriman dan penerimaan data.

  h.

  Proses pengambilan semua data slave secara bergantian 1.4.

   Metodologi Penelitian

  Penulisan skripsi ini menggunakan metode : b.

  Perancangan subsistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan.

  c.

  Pembuatan subsistem hardware dan software. Rangkaian bekerja apabila mikrokontroler (slave) mengirimkan data melalui RS-485 sebagai komunikasi serial ke mikrokontroler (master). Mikrokontroler (master) menampilkan data dari mikrokontroler (slave) menggunakan LCD 16x2 dan mengirimkan data dari mikrokontroler (slave) ke PC. PC mengolah data dari mikrokontroler (master) sesuai dengan urutan yang telah ditentukan. Pengolahan data oleh PC menggunakan software VB (visual basic).

  d.

  Proses pengambilan data. Teknik pengambilan data dilakukan oleh mikrokontroler (master) dengan cara mengirimkan perintah ke semua mikrokontroler (slave). Mikrokontroler (slave) yang ditunjuk oleh mikrokontroler (master) menerima perintah untuk mengirimkan data dari sensor mikrokontroler (slave) tersebut. Setelah data yang diminta mikrokontroler (master) diterima, maka mikrokontroler (master) mengirimkan data tersebut ke PC. Data yang ditampilkan oleh PC merupakan informasi kualitas air kolam.

  e.

  Analisa dan penyimpulkan hasil percobaan. Analisa data dilakukan dengan mengecek semua data yang dikirim mikrokontroler dapat diterima oleh PC (Personal Computer), dari data yang diterima oleh PC (Personal Computer) dapat dibuat dalam bentuk grafik.

BAB II DASAR TEORI 2.1. Kualitas Air Kolam Ikan Faktor lingkungan seperti air, temperatur, derajat keasaman (pH), kandungan oksigen

  (DO), dan lain-lain sangat diperlukan untuk biota air tawar (ikan, plankton, ganggang, , dll). Kesesuaian lingkungan hidup untuk setiap ikan berbeda tergantung pada

  zooplankton

  jenis ikan, jenis ikan tertentu yang sesuai dengan kondisi lingkungannya dapat bertumbuh dan berkembang[4]. Sebaliknya, jika keadaan tidak sesuai dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangannya.

  2.1.1. Temperatur Air[4] Temperatur air sangat berpengaruh pada pertumbuhan dan perkembangan ikan.

  Temperatur air yang tidak cocok, misalnya terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menyebabkan ikan tidak dapat bertumbuh dengan baik. Temperatur yang cocok untuk pertumbuhan ikan adalah berkisar antara 15ºC - 30ºC dan perbedaan suhu antara siang dan malam kurang dari 5ºC. Perubahan suhu yang mendadak berpengaruh buruk pada kehidupan ikan karena ikan tidak dapat hidup dengan baik pada suhu yang telalu dingin atau terlalu panas.

  2.1.2. Derajat Keasaman Air (pH)

  Derajat keasaman (pH) air dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan ikan. Derajat keasaman air yang sangat rendah atau sangat asam dapat menyebabkan kematian ikan dengan gejala gerakannya tidak teratur, tutup insang bergerak sangat aktif, dan berenang sangat cepat pada permukaan air. Keadaan air yang sangat basa juga dapat menyebabkan pertumbuhan ikan terhambat. Kisaran derajat keasaman air cocok untuk budidaya ikan gurami adalah 6,5

• – 8,0 dan untuk ikan nila 7 – 8. Namun, ikan nila masih dapat hidup pada pH air antara 5 – 11[4].

  Sedangkan pH air yang cocok untuk ikan mas berkisar 7,5

• – 8,5. Perairan yang asam juga

  2.1.3. Derajat Kekeruhan

  Air yang terlalu keruh dapat menyebabkan ikan mengalami gangguan pernafasan (sulit bernafas) karena insangnya terganggu oleh kotoran. Di samping itu juga air keruh dapat menurunkan atau dapat melenyapkan selera makan karena daya penglihatan ikan terganggu. Batas kekeruhan dapat diukur dengan memasukan benda yang terang (berwarna putih) sampai kedalaman 40cm[4]. Jika masih kelihatan, maka kekeruhan air masih belum mengganggu kehidupan ikan.

  Satuan yang biasa dipakai dalam kekeruhan ialah NTU (Nephelometric Turbidity ). Kekeruahan juga sering diGambarkan dengan dalam satuan TSS (Total Suspended

  Units

Solids ) atau mg/l (miligram per liter). Air murni memiliki NTU kurang dari 1 atau 0 mg/l[5].

  Standart kekeruhan air yang baik bagi ikan harus kurang dari 500 NTU[5], bila kekeruhan berada di atas 500 NTU dapat mengganggu pertumbuhan ikan.

  2.1.4. Kandungan Oksigen

  Oksigen sangat diperlukan untuk pernapasan dan metabolisme ikan serta jasad

• – jasad renik dalam air. Kandungan oksigen yang tidak mencukupi kebutuhan ikan dan biota lainya dapat menyebabkan penurunan daya hidup ikan. Kandungan oksigen terlarut dalam air cocok untuk kehidupan dan pertumbuhan ikan gurami sebesar 5ppm, untuk ikan nila lebih dari 3ppm, dan ikan mas berkisar 5
• – 7ppm (5 – 7cc /liter air)[4]. Pengaliran air yang baik dan permukaan kolam yang selalu terbuka dapat meningkatkan kadar oksigen dalam air.

  2.1.5. Konduktivitas

  Nilai konduktivitas merupakan ukuran terhadap konsentrasi total elektrolit di dalam air. Kandungan elektrolit yang pada prinsipnya merupakan garam-garam yang terlarut dalam air, berkaitan dengan kemampuan air didalam menghantarkan arus listrik. Standar konduktivitas yang baik bagi ikan ialah kurang dari 5000µS/cm dengan suhu 25ºC[6]. Bila konduktivitas berada diatas 5000µS/cm maka akan mengganggu kehidupan ikan.

2.2. Standart Komunikasi Serial RS-485[1]

  IC RS485 adalah IC yang digunakan untuk teknik komunikasi data serial. Sistem komunikasi dengan menggunakan RS485 mulai dikembangkan pada tahun 1983 dimana dengan teknik ini, komunikasi data dapat dilakukan pada jarak yang cukup jauh yaitu 1,2 Km. Selain dapat digunakan untuk jarak yang jauh teknik ini juga dapat digunakan untuk menghubungkan 32 unit beban sekaligus hanya dengan menggunakan dua buah kabel saja tanpa memerlukan referensi ground yang sama antara unit yang satu dengan unit lainnya.

  RS-485 merupakan standar komunikasi serial yang bersifat multidrop/multi-point. Dalam sistem multi-point ini transfer data dapat dilakukan dari satu transmitter ke beberapa

  

receiver sekaligus, atau dengan kata lain membentuk suatu jaringan komputer. Dalam RS- 485

terdapat sebuah transmitter (disebut juga driver) dan sebuah receiver.

  Keistimewaan RS-485 ini antara lain terletak pada transmisi diferensialnya (sering disebut juga sebagai balanced transmission). Dalam transmisi diferensial ini level tegangan TTL diterjemahkan menjadi selisih tegangan antara output A dan B. Dengan demikian efek dari noise dapat diminimalkan, karena interferensi noise akan terjadi sekaligus pada jalur

  

output (A) dan jalur complementary output (B) sehingga selisih tegangan antara output A dan

B tetap.

2.2.1. Half-Duplex RS-485[7]

  Jaringan half-duplex RS-485 memiliki beberapa transmitter dan receiver pada jalur sinyal yang sama. Proses pengiriman data pada RS-485 dapat terjadi apabila salah satu dari

  

transmitter / receiver diaktifkan. Gambar 2.1 merupakan konfigurasi half-duplex bus.

  Konfigurasi ini juga dikenal sebagai jaringan dua kawat. RS-485 termasuk dalam konfigurasi multipoint dan memungkinkan untuk transmisi data dalam dua arah dengan cara bergantian.

Gambar 2.1. Konfigurasi Half-Duplex RS-485 2.2.2.

   Terminasi[7]

  Dalam saluran transmisi memiliki dua kabel. Kabel yang pertama berguna untuk

  

transmitter dan kabel yang kedua berguna untuk receiver. RS-485 merupakan penghubung

  yang sedikit lebih rumit dalam komunikasi serial karena RS-485 memiliki dua kabel sinyal yang berbagi terminasi serta jalur kembali ke ground.

a. Terminasi Paralel

  Ketika dua atau lebih transmitter berbagi sepasang kabel, setiap akhir link memiliki resistor terminasi yang sama dengan impedansi karakteristik kabel dan tidak boleh ada dua resistor dalam mengakhiri jaringan terlepas dari berapa banyak node yang terhubung[7]. Penambahan resistor yang dipasang paralel antara terminal A dan B ditunjukkan pada Gambar 2.2. terminasi paralel.

Gambar 2.2. Terminasi Paralel

b. Terminasi AC

  Terminasi AC digunakan untuk mengurangi konsumsi daya link menganggur serta mengurangi tegangan dering. Meskipun efek negatifnya adalah pengurangan panjang kabel dan

  

bit rate [7]. Sebuah resistor dan kapasitor dapat ditempatkan secara seri di bus (antara A dan B)

  seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3. terminasi AC dipilih dengan menggunakan rumus berikut:

  2 ( ( ))

  ( ……………………………………………...(2.1)

  ) >

  (Ω)

Gambar 2.3. Terminasi AC 2.2.3.

   RS-485 dan Konsep Unit Load[7]

  Pemberian input impedansi RS-485 ditetapkan sebesar ± 12 kΩ. Impedansi ini didefinisikan untuk satu unit load (UL). Spesifikasi RS-485 memiliki kemampuan untuk mempertahankan 32 ULS.

  Sebuah sistem RS-485 memiliki driver yang dapat terputus dari saluran transmisi ketika sebuah node tertentu tidak melakukan transmisi. DE (RTS) pin pada RS-485 digunakan untuk mengontrol pengiriman data ketika DE (DE = 1) atau berlogika high. Ketika DE (DE = 0) atau berlogika low maka pengiriman berada pada kondisi tristate. Dengan adanya pemutusan pengiriman memungkinkan node lain untuk melakukan pengirimaan melalui dua kabel yang sama.

  RS-485 transceiver juga memiliki pin RE yang digunakan untuk menonaktifkan penerima. Kombinasi DE dan pin RE memungkinkan beberapa RS-485 transceiver mampu dimasukkan ke dalam mode shutdown daya rendah. Hal ini penting untuk aplikasi bertenaga baterai.

2.2.4. Pemberian Tegangan pada Jaringan RS-485[8]

  Dalam komunikasi serial multidrop pada RS-485 memerlukan hambatan pada setiap

  

node yang terhubung dengan jaringan multidrop tersebut. Tujuannya adalah untuk

  mempertahankan tegangan jaringan data dalam keadaan kosong idle (no data being ) maka perlu dipasang resistor yang dirangkai pullup dengan saluran data A

  transmitted

  terhadap VCC (umumnya bernilai +5 Volt) dan resistor pulldown pada saluran B terhadap ground . Gambar 2.4. memperlihatkan rangkaian transceiver dengan resistor.

Gambar 2.4. Transceiver Dengan Resistor.

  Bias resistor dapat ditempatkan di manapun dalam jaringan, atau dapat dibagi menjadi beberapa node. Sebenarnya hambatan bias merupakan kombinasi paralel dari semua resistor bias dalam sistem. Resistans paralel setara dihitung dengan menggunakan rumus:

  Untuk dua resistor:

  ( 1 2)

  = ..................................................................................................... (2.1)

  ( 1+ 2)

  Untuk resistor lebih dari dua:

  1

  1

  1

  1

  1

  ............................................................................... (2.2)

• =

  ⋯ +

  1

  2

  3 2.2.5.

   Konfigurasi Pin RS-485 RS-485 memiliki beberapa pin dengan fungsi yang berbeda-beda. Gambar 2.5.

  menunjukkan tata letak pin pada IC RS-485, sedangkan Tabel 2.1. menjelaskan cara penggunaan pin IC RS-485 tesebut.

Gambar 2.5. Konfigurasi Pin RS-485[9].Tabel 2.1. Diskripsi Pin RS-485[9].

  Pin Symbol

  Function

  1 RO Receiver Output

  2 RE Receiver Output Enable

  3 DE Drive Output Enable

  4 DI Drive Input

  5 GND Ground

  

6 A Non-Inverting Receiver Input and Non-Inverting Driver Output

  7 B Inverting Receiver Input and Inverting Drive Output

  8 Vcc Supply Volltage 2.3.

   Module K-125R Module K-125R memiliki Spesifikasi: a.

  Format file yang didukunng adalah *.hex b.

  Target In system Programmer (ISP) c. Kompatibel dengan Windows XP, Windows Vista dan Windows 7 d.

  Didukung oleh software CodeVision AVR Evaluasi, AVR OSP II dan AVR Studio4 e. Tidak membutuhkan catu daya tambahan dari luar f. Terdapat selector jumper untuk power board mikrokontroler AVR jika membutuhkan power dari USB untuk mendownload.

Gambar 2.6. Module K-125R 2.4.

   Komunikasi Serial Mikrokontroler AVR ATMega[10] Dalam komunikasi serial dikenal 2 cara pengiriman yaitu secara sinkron dan asinkron.

  Pada transmisi data secara sinkron, sinyal clock diperlukan oleh penerima data untuk mengetahui adanya pengiriman setiap bit data. Data akan dikirim dan diterima dengan kecepatan yang sama. Sedangkan pada transmisi data secara sinkron tidak memerlukan sinyal sebagai sinkronisasi, namun pengiriman data harus diawali dengan start bit dan diakhiri

  clock

  dengan stop bit. Jadi data bisa dikirimkan kapan saja. Penerima hanya perlu mendeteksi adanya start bit sebagai awal pengiriman data, dan menunggu adanya stop bit sebagai tanda bahwa data telah dikirim.

Gambar 2.7. Komunikasi Sinkron Dan Asinkron

2.5. Catu Daya[10] Catu daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika.

  Rangkaian catu daya DC dapat diperoleh dari penyearahan tegangan AC yang disusun dari transformator, penyearah, dan regulator tegangan.

  Tegangan AC dari jala-jala PLN diturunkan nilainya oleh transformator step down dan kemudian disearahkan dengan dioda bridge. Keluaran dari dioda bridge diratakan dengan rangkaian filter untuk memperkecil tegangan ripple. Kemudian digunakan regulator untuk menstabilkan tegangan yang keluar.

2.5.1. Filter Kapasitor

  Filter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil tegangan ripple,

  sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata, dengan memanfaatkan proses pengisian dan pengosongan muatan kapasitor [11]. Harga kapasitansi kapasitor ditentukan dengan persamaan berikut :

  Vr (p

  IDc −p)

  Vr = rms = ………………………………………………………(2.3)

  2

  4 3 3×f ×C

  Vr p − p = Vm − VDCmin……………………..…………………………………(2.4) Dengan I DC adalah arus maksimal penyearah (ampere), C adalah kapasitor yang digunakan sebagai filter (Farad). V adalah tegangan arus bolak balik, V tegangan ripple

  M r(PP)

  puncak ke puncak dan V r(rms) adalah tegangan ripple efektif. V DC MIN adalah tegangan minimal yang dibutuhkan oleh IC regulator.

2.6. Penampil LCD

  LCD (liquid cell display) merupakan salah satu alat komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter[12]. LCD yang digunakan adalah tipe M1632 yang ditunjukkan pada Gambar 2.8.

  Negative backlight voltage (0V; GND)

  6 EN

  16 V

  15 V + BL Positif backlight voltage (4-4,2V; 50-200mA)

  14 D7

  13 D6

  12 D5

  11 D4

  10 D3

  9 D2

  8 D1

  7 D0 Data Bus

  Enable Signal

  H: Read; L: Write

Gambar 2.8. Fisik LCD

  5 RD

  H: Data Input; L: Instruction Input

  4 RS Register Select;

  3 VLC LCD Contrast Voltage

  5V

  2 Vcc

  0V (GND)

  1 Vss

  No. Nama Fungsi

Tabel 2.2. Konfigurasi Pin LCD M1632

  LCD tipe ini memiliki 2 baris dimana masing-masing baris memuat 16 karakter. Selain sangat mudah dioperasikan, kebutuhan daya LCD ini sangat rendah[12]. Konfigurasi pin LCD M1632 dapat dilihat pada Tabel 2.2.

• – BL

2.7. Mirokontroler AVR

  Mikrokontroler merupakan suatu alat elektronika digital yang mempunyai kemampuan untuk mengendalikan masukan dan keluaran alat elektronika digital lainnya dengan mengunakan program. Mikrokontroler AVR memiliiki arsitektur RISC (reduced instruction

  set computing

  ) 8 bit, semua instruksi dalam 1 siklus clock. Mikrokontroler AVR dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan keluarga AT86RFxx. Pada dasarnya, yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya[10]. Untuk mengetahui tingkat keberhasilan pengiriman dan penerimaan pada komunikasi serial mikrokontroler maka digunakan persamaan 2.5.

  Tingkat keberhasilan =

  

jumlah data yang diterima /dikirim

banyaknya data

  x100%...............................(2.5) Dalam penelitian ini, penulis akan menggunakan mikrokontroler ATMega128 dan ATMega8.

2.7.1. Mikrokontroler ATMega128[12]

  Pin 21 dan 52, berfungsi sebagai pin masukan catu daya / VCC b.

  Fungsi pin pada mikrokontroler ATMega128 adalah: a.

  d.

  Pin 62, AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC e. Pin 64, AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC f. Pin 1, PEN merupakan pin SPI (Serial Programming mode) g.