Mendeteksi Kekeruhan Air Menggunakan Mikrokontroler Arduino Nano Dengan Sensor Light Dependent Resistor (LDR) Dan Light Emittin Gdioda (LED) Super Bright Berbasis Komunikasi Data Online
6
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tingkat Kekeruhan Air
Tingkatan air disebut Turbiditas. Turbiditas pada air disebabkan karena adanya
suspensi, seperti tanah dan pasir, endapan lumpur, Turbiditas biasanya diukur dengan
turbidimeter
dan yang diukur adalah absorpsi akibat partikel yang tercampur.
Turbiditas juga bisa diukur dengan turbidimeter atau nephelometer yang berperinsip
pada hamburan sinar dengan pelekatan detektor pada sudut 90 0 dari sumber sinar
yang diukur adalah hamburan cahaya oleh campurannya.
Tingkatan kekeruhan air atau turbiditas ditunjukan dengan satuan pengukuran
Nephelometric Turbidity Unit (NTU) berdasarkan ketentuan dari badan kesehatan
dunia World Health Organization (WHO), batas maksimum kekeruhan air minum
yang memenuhi syarat adalah 5 NTU (Yuniarti, 2007).
2.2. Mikrokontroller
Mikrokontroler adalah suatu alat pengontrol/pengendali yang berukuran kecil (mikro).
Alat tersebut merupakan pengembangan dari mikroprosesor. Dimana mikrokontroler
memiliki keunggulan sebagai berikut.
1. Tersedia Input/Output (I/O) dalam mikrokontroler sudah tersedia, untuk
AT89S51 ada 32 jalur I/O, sementara pada mikroprosesor dibutuhkan
Integrated Circuit (IC).
2. Pada mikrokontroler sudah ada pin I/O. Sedangkan pada mikroprosesor
belum memiliki pin I/O.
3. Mikrokontroler memiliki memori internal sebagai media untuk menyimpan
program dan data sedangkan. Mikroprosesor belum memiliki memori
internal sehingga memerlukan IC memori eksternal.
Mikrokontroler dan mikroprosesor memiliki init kerja yang sama, yaitu sebagai
pengendali atau pengontrol utama suatu rangkaian. mikrokontroler yang paling
Universitas Sumatera Utara
7
banyak digunakan saat ini adalah Keluarga mikrokontroler MSC-51. karena memiliki
berbagai kelebihan seperti arsitektur yang sederhana, software pemrograman yang
mudah, harga terjangkau, literatur banyak, dan lain-lain. Generasi awal MSC-51
adalah mikrokontroler generasi C, yaitu AT89C51 dan AT89C52. Namun pada
generasi C ini terdapat beberapa kelemahan:
1. Mikrokontroler hanya dapat diprogram secara parallel, sehingga untuk
memprogram dibutuhkan bahasa pemrograman khusus.
2. Tidak praktis karena harus melepas dan memasang, sehingga IC mudah
rusak dan kemungkinan terjadinya salah posisi dalam pemasangannya.
3. Downloader-nya sulit untuk dibuat sendiri, terutama di daerah yang
fasilitasnya masih kurang dan jika dibeli harganya relatif mahal.
Menyadari hal ini, ATMEL membuat mikrokontroler generasi baru, yaitu
mikrokontroler generasi S (AT89S51, AT89S52, AT89S53) yang sudah dilengkapi
sistem pemograman serial In System Programing (ISP). Sistem ISP memungkinkan
mikrokontroler di program dalam papan sistem, sehingga tidak ada proses melepas
dan memasang. Kemudian, downloader-nya sangat murah dan mudah dibuat sendiri
(Sarah, 2014).
2.2. Sistem Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar
elemenya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single chip
microcomputer. Sistem mikrokontroler adalah sebuah sistem yang dibentuk dari
beberapa elemen dasar, yaitu Central Processing Unit (CPU), unit memori, unit
Input/Output, Bus, dan Clock .
1. Central Processing Unit (CPU) merupakan bagian paling penting dalam
sistem mikrokontroler karena CPU-lah yang mengeksekusi, mengolah data,
serta melakukan fungsi aritmatika dan logika.
2. Memori Memori merupakan media penyimpanan data atau program. Ada
dua jenis memori yang terdapat pada sistem mikrokontroler, yaitu memori
volatile (mudah hilang) contohnya Random Access Memory ( RAM), dan
memori nonvolatile (tetap) contohnya Read Only Memory (ROM).
Universitas Sumatera Utara
8
3. Input/Output Setiap sistem mikrokontroller memerlukan sistem input
dan
output
yang
merupakan
media
keluar-masuknya
data
dari
mikrokontroller.
4. Bus adalah sebuah jalur semikonduktor yang memiliki fungsi sama. Bus
berfungsi menghubungkan antara CPU, memori, dan I/O. Bus dapat
dikelompokkan berdasarkan fungsinya, yaitu bus data (data bus), bus alamat
(address bus) dan bus kendali (control bus).
5. Clock atau pewaktuan berfungsi memberikan referensi waktu dan
sinkronisasi antar elemen (Sarah 2014).
2.3. Arduino
Arduino adalah platform pembuatan prototipe elektronik yang bersifat open-source
hardware yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat lunak yang fleksibel
dan mudah digunakan. Arduino ditujukan bagi para seniman, desainer dan siapapun
yang tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan yang interaktif.
Arduino pada awalnya dikembangkan di Ivrea, Italia. Nama Arduino adalah
sebuah nama maskulin yang berarti teman yang kuat. Platform Arduino terdiri dari
Arduino board, shield, bahasa pemrograman Arduino dan Arduino development
environment. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar mikrokontroler
Atmel AVR ATmega8 berikut turunannya. Blok diagram arduino board yang sudah
disederhanakan dapat dilihat pada Gambar 8.3. Shield adalah sebuah papan yang dapat
dipasang diatas arduino board untuk menambah kemampuan dari arduino board .
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum
digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.
Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++
.
Gambar 2.1 Blok Diagram Arduino Board.
Universitas Sumatera Utara
9
(Sumber: http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/37482, 2013)
Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan
untuk menulis dan mengkompilasi program untuk Arduino. Arduino Development
Environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah dikompilasi ke
memori program Arduino board (Hutagalung, 2016).
2.4. Arduino Nano
Arduino Nano merupakan papan mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino Nano
memiliki 14 digital pin input/output (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6
pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB Mini-B, sebuah header
ICSP dan sebuah tombol reset. Pin sendiri adalah tempat untuk menghubungkan kabel
untuk membuat suatu rangkaian atau titik-titik pada papan yang dihubungkan dengan
sejumlah kabel penghubung (I.Kharismawan, 2016).
Gambar 2.2 Arduino Nano.
(Sumber: http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/56695)
Spesifikasi pada Arduino Nano adalah sebagai berikut:
1.
Mikrokontroler : ATmega328 Tegangan Operasi : 5V
2.
Tegangan Input (rekomendasi) : 7 - 12 V
3.
Tegangan Input (batas) : 6-20 V
4.
Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM)
5.
Pin Analog input : 8
6.
Arus DC per pin I/O : 40 mA
7.
Flash Memory : 32 KB dengan 2 KB digunakan untuk bootloader
8.
SRAM : 2 KB
9.
EEPROM : 1 KB
Universitas Sumatera Utara
10
10. Kecepatan Pewaktuan : 16 Mhz
2.5. Arduino Development Environment
Pada perancangan perangkat lunak ini menggunakan software Arduino IDE 1.6.9
sebagai programmer sekaligus compiler ke file .hex. Bahasa yang digunakan adalah
bahasa C. Bahasa C menghasilkan objek kode yang sangat kecil dan dieksekusi sangat
cepat. Bahasa C digunakan untuk sistem programming pada sistem program yang
tertanam (embedded system). Sketch program bahasa C yang ditulis menggunakan
software Arduino kemudian di verifikasi terlebih dahulu oleh program Arduino
tersebut. Setelah memilih board dan port serial yang tepat, tekan tombol upload pada
toolbar atau pilih menu file klik atau tahan upload.
Arduino board akan me-reset secara otomatis dan proses upload akan dimulai.
Pada kebanyakan board, LED RX dan TX akan berkedip ketika program sedang diupload. Arduino development environment akan menampilkan pesan ketika proses
upload telah selesai, atau menampilkan pesan error. Kemudian sketch program
tersebut di-upload ke dalam alat pendeteksi kekeruhan air berbasis modul
mikrokontroler arduino dengan sensor LDR dan LED Super Bright. Perangkat keras
yang digunakan untuk menghubungkan antara laptop atau komputer dengan Arduino
adalah Universal Serial Bus (USB).
Gambar 2.3 Software IDE Arduino
Universitas Sumatera Utara
11
Berikut ini adalah fungsi tombol-tombol toolbar Arduino IDE:
1. Verify
Untuk meng-compile dan mengecek program yang akan diupload ke board
arduino.
2. Upload
Untuk meng-upload program ke board arduino.
3. New
Untuk membuat sketch baru.
4. Open
Untuk menampilkan menu dari seluruh sketch yang berada di dalam
sketchbook.
5. Save
Untuk menyimpan sketch.
6. Serial interface
Membuka serial monitor.
2.6. LDR
Sensor LDR Cahaya merupakan bentuk energi yang sangat efisien untuk stimulasi
dari variasi hasil pendeteksian. Sebagai contoh dari sekian banyak stimulasi tersebut
adalah jarak, pergerakan, temperatur dan komposisi kimia. Cahaya memiliki sifat
elektromagnetik, baik itu dianggap sebagai sebuah propagasi energi kuantum atau
sebagai gelombang elektromagnetik sendiri. Sensor LDR merupakan resistor yang
nilai hambatannya berubah karena adanya perubahan intensitas cahaya yang diterima.
Besar kecilnya nilai hambatan LDR bergantung pada besar kecilnya intensitas cahaya
yang diterima oleh LDR. Secara normal, hambatan yang dimiliki oleh LDR sangat
tinggi dalam keadaan intensitas cahaya yang sangat rendah, namun pada umumnya
LDR memiliki hambatan sebesar 10MΩ.
LDR difabrikasi dari berbagai campuran material semikonduktor. Material
semikonduktor yang digunakan bahan pembuatan LDR antara lain Timbal Sulfida
(PbS), Indium Sulfida (InSb) dan Cadmium Sulfida (CdS). Diantara jenis-jenis LDR
yang paling sering dijual dipasaran adalah LDR berbahan CdS. Oleh karenanya,
dengan karakteristik dari LDR yang telah dijelaskan sebelumnya, maka LDR dapat
dimanfaatkan sebagai penerima cahaya dalam perancangan system (Muhajir, 2014).
Universitas Sumatera Utara
12
Gambar 2.4 Light Dependent Resistor (LDR)
(Sumber : http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/58413)
2.7. LED Super Bright
Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED adalah suatu
semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika
diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang
dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat
ultraviolet, tampak, atau inframerah (Dewi, S.K. 2013).
LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed
Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki filamen seperti bola lampu
pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri pada Lampu Hemat Energi (LHE) (Dewi,
S.K. 2013).
LED dulu umumnya digunakan pada gadget seperti ponsel serta komputer.
Sebagai pesaing lampu bohlam dan neon, saat ini aplikasinya mulai terus meluas dan
bahkan bisa kita temukan pada korek api yang kita gunakan, lampu emergency dan
sebagainya. LED sebagai model lampu masa depan dianggap dapat menekan
pemanasan global karena efesiensinya (Dewi, S.K. 2013).
Gambar 2.5 Light Emitting Diode (LED) dan Simbolnya (Dewi, S.K. 2013).
Universitas Sumatera Utara
13
2.8. Modul GSM
Modul Global System for Mobile Communication (GSM) adalah peralatan yang
didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi komunikasi dari mesin ke mesin atau
dari manusia ke mesin. Modul GSM merupakan peralatan yang digunakan sebagai
mesin dalam suatu aplikasi. Dalam aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler
yang akan mengirimkan perintah kepada modul GSM berupa AT command melalui
RS232 sebagai komponen penghubung (communication links) Rangkaian Modul GSM
ditunjukkan pada Gambar 8.8. berikut :
Gambar 2.6. Modul GSM SIM800L
(Sumber : http://datasheetcafe.databank.netdna-cdn.com/wpcontent/uploads/2016/03/SIM800L.pdf)
Modul GSM pada awalnya adalah singkatan dari Groupe Speciale Mobile. Modul
GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi
komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Modul GSM merupakan
peralatan yang digunakan sebagai mesin dalam suatu aplikasi. Dalam aplikasi yang
dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada modul
GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung
(communication links). Modul GSM merupakan bagian dari pusat kendali yang
berfungsi sebagai transceiver. Modul GSM mempunyai fungsi yang sama dengan
sebuah telepon seluler yaitu mampu melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan
SMS. Dengan adanya sebuah modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat
Universitas Sumatera Utara
14
dikendalikan dari jarak jauh dengan menggunakan jaringan GSM sebagai media
akses. Diagram blok rangkaian Modul GSM ditunjukkan pada Gambar 2.7. berikut
(Panggabean, 2016).
Gambar 2.7. Diagram blok rangkain modul GSM
(Sumber : http://datasheetcafe.databank.netdna-cdn.com/wpcontent/uploads/2016/03/SIM800L.pdf)
2.9. ISIS & ARES Proteus 8.5
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang dilengkapi dengan
simulasi Pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di-upgrade ke PCB,
sehingga kita tahu apakah PCB yang akan dicetak sudah benar atau tidak. Proteus
mampu mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian
dengan program ARES untuk membuat Layout PCB dari skematik yang telah dibuat.
Gambar 2.8 Tampilan Software ISIS & ARES Proteus
Universitas Sumatera Utara
15
Advance Routing and Editing Software ARES digunakan untuk membuat
modul Layout PCB. Adapun fitur-fitur dari ARES adalah sebagai berikut:
1. Memiliki database dengan tingkat keakuratan 32-bit dan memberikan resolusi
10 nm, resolusi angular 0,1 derajat dan ukuran maksimum board sampai
kurang lebih 10m, Ares mendukung sampai 16 layer.
2. Terintegrasi dengan program pembuat skematik ISIS, dengan kemampuan
untuk menentukan informasi routing pada skematik.
3. Visualisasi board 3-Dimensi.
4. Penggambaran 2-Dimensi dengan simbol library.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tingkat Kekeruhan Air
Tingkatan air disebut Turbiditas. Turbiditas pada air disebabkan karena adanya
suspensi, seperti tanah dan pasir, endapan lumpur, Turbiditas biasanya diukur dengan
turbidimeter
dan yang diukur adalah absorpsi akibat partikel yang tercampur.
Turbiditas juga bisa diukur dengan turbidimeter atau nephelometer yang berperinsip
pada hamburan sinar dengan pelekatan detektor pada sudut 90 0 dari sumber sinar
yang diukur adalah hamburan cahaya oleh campurannya.
Tingkatan kekeruhan air atau turbiditas ditunjukan dengan satuan pengukuran
Nephelometric Turbidity Unit (NTU) berdasarkan ketentuan dari badan kesehatan
dunia World Health Organization (WHO), batas maksimum kekeruhan air minum
yang memenuhi syarat adalah 5 NTU (Yuniarti, 2007).
2.2. Mikrokontroller
Mikrokontroler adalah suatu alat pengontrol/pengendali yang berukuran kecil (mikro).
Alat tersebut merupakan pengembangan dari mikroprosesor. Dimana mikrokontroler
memiliki keunggulan sebagai berikut.
1. Tersedia Input/Output (I/O) dalam mikrokontroler sudah tersedia, untuk
AT89S51 ada 32 jalur I/O, sementara pada mikroprosesor dibutuhkan
Integrated Circuit (IC).
2. Pada mikrokontroler sudah ada pin I/O. Sedangkan pada mikroprosesor
belum memiliki pin I/O.
3. Mikrokontroler memiliki memori internal sebagai media untuk menyimpan
program dan data sedangkan. Mikroprosesor belum memiliki memori
internal sehingga memerlukan IC memori eksternal.
Mikrokontroler dan mikroprosesor memiliki init kerja yang sama, yaitu sebagai
pengendali atau pengontrol utama suatu rangkaian. mikrokontroler yang paling
Universitas Sumatera Utara
7
banyak digunakan saat ini adalah Keluarga mikrokontroler MSC-51. karena memiliki
berbagai kelebihan seperti arsitektur yang sederhana, software pemrograman yang
mudah, harga terjangkau, literatur banyak, dan lain-lain. Generasi awal MSC-51
adalah mikrokontroler generasi C, yaitu AT89C51 dan AT89C52. Namun pada
generasi C ini terdapat beberapa kelemahan:
1. Mikrokontroler hanya dapat diprogram secara parallel, sehingga untuk
memprogram dibutuhkan bahasa pemrograman khusus.
2. Tidak praktis karena harus melepas dan memasang, sehingga IC mudah
rusak dan kemungkinan terjadinya salah posisi dalam pemasangannya.
3. Downloader-nya sulit untuk dibuat sendiri, terutama di daerah yang
fasilitasnya masih kurang dan jika dibeli harganya relatif mahal.
Menyadari hal ini, ATMEL membuat mikrokontroler generasi baru, yaitu
mikrokontroler generasi S (AT89S51, AT89S52, AT89S53) yang sudah dilengkapi
sistem pemograman serial In System Programing (ISP). Sistem ISP memungkinkan
mikrokontroler di program dalam papan sistem, sehingga tidak ada proses melepas
dan memasang. Kemudian, downloader-nya sangat murah dan mudah dibuat sendiri
(Sarah, 2014).
2.2. Sistem Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar
elemenya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single chip
microcomputer. Sistem mikrokontroler adalah sebuah sistem yang dibentuk dari
beberapa elemen dasar, yaitu Central Processing Unit (CPU), unit memori, unit
Input/Output, Bus, dan Clock .
1. Central Processing Unit (CPU) merupakan bagian paling penting dalam
sistem mikrokontroler karena CPU-lah yang mengeksekusi, mengolah data,
serta melakukan fungsi aritmatika dan logika.
2. Memori Memori merupakan media penyimpanan data atau program. Ada
dua jenis memori yang terdapat pada sistem mikrokontroler, yaitu memori
volatile (mudah hilang) contohnya Random Access Memory ( RAM), dan
memori nonvolatile (tetap) contohnya Read Only Memory (ROM).
Universitas Sumatera Utara
8
3. Input/Output Setiap sistem mikrokontroller memerlukan sistem input
dan
output
yang
merupakan
media
keluar-masuknya
data
dari
mikrokontroller.
4. Bus adalah sebuah jalur semikonduktor yang memiliki fungsi sama. Bus
berfungsi menghubungkan antara CPU, memori, dan I/O. Bus dapat
dikelompokkan berdasarkan fungsinya, yaitu bus data (data bus), bus alamat
(address bus) dan bus kendali (control bus).
5. Clock atau pewaktuan berfungsi memberikan referensi waktu dan
sinkronisasi antar elemen (Sarah 2014).
2.3. Arduino
Arduino adalah platform pembuatan prototipe elektronik yang bersifat open-source
hardware yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat lunak yang fleksibel
dan mudah digunakan. Arduino ditujukan bagi para seniman, desainer dan siapapun
yang tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan yang interaktif.
Arduino pada awalnya dikembangkan di Ivrea, Italia. Nama Arduino adalah
sebuah nama maskulin yang berarti teman yang kuat. Platform Arduino terdiri dari
Arduino board, shield, bahasa pemrograman Arduino dan Arduino development
environment. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar mikrokontroler
Atmel AVR ATmega8 berikut turunannya. Blok diagram arduino board yang sudah
disederhanakan dapat dilihat pada Gambar 8.3. Shield adalah sebuah papan yang dapat
dipasang diatas arduino board untuk menambah kemampuan dari arduino board .
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum
digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.
Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++
.
Gambar 2.1 Blok Diagram Arduino Board.
Universitas Sumatera Utara
9
(Sumber: http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/37482, 2013)
Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan
untuk menulis dan mengkompilasi program untuk Arduino. Arduino Development
Environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah dikompilasi ke
memori program Arduino board (Hutagalung, 2016).
2.4. Arduino Nano
Arduino Nano merupakan papan mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino Nano
memiliki 14 digital pin input/output (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6
pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB Mini-B, sebuah header
ICSP dan sebuah tombol reset. Pin sendiri adalah tempat untuk menghubungkan kabel
untuk membuat suatu rangkaian atau titik-titik pada papan yang dihubungkan dengan
sejumlah kabel penghubung (I.Kharismawan, 2016).
Gambar 2.2 Arduino Nano.
(Sumber: http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/56695)
Spesifikasi pada Arduino Nano adalah sebagai berikut:
1.
Mikrokontroler : ATmega328 Tegangan Operasi : 5V
2.
Tegangan Input (rekomendasi) : 7 - 12 V
3.
Tegangan Input (batas) : 6-20 V
4.
Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM)
5.
Pin Analog input : 8
6.
Arus DC per pin I/O : 40 mA
7.
Flash Memory : 32 KB dengan 2 KB digunakan untuk bootloader
8.
SRAM : 2 KB
9.
EEPROM : 1 KB
Universitas Sumatera Utara
10
10. Kecepatan Pewaktuan : 16 Mhz
2.5. Arduino Development Environment
Pada perancangan perangkat lunak ini menggunakan software Arduino IDE 1.6.9
sebagai programmer sekaligus compiler ke file .hex. Bahasa yang digunakan adalah
bahasa C. Bahasa C menghasilkan objek kode yang sangat kecil dan dieksekusi sangat
cepat. Bahasa C digunakan untuk sistem programming pada sistem program yang
tertanam (embedded system). Sketch program bahasa C yang ditulis menggunakan
software Arduino kemudian di verifikasi terlebih dahulu oleh program Arduino
tersebut. Setelah memilih board dan port serial yang tepat, tekan tombol upload pada
toolbar atau pilih menu file klik atau tahan upload.
Arduino board akan me-reset secara otomatis dan proses upload akan dimulai.
Pada kebanyakan board, LED RX dan TX akan berkedip ketika program sedang diupload. Arduino development environment akan menampilkan pesan ketika proses
upload telah selesai, atau menampilkan pesan error. Kemudian sketch program
tersebut di-upload ke dalam alat pendeteksi kekeruhan air berbasis modul
mikrokontroler arduino dengan sensor LDR dan LED Super Bright. Perangkat keras
yang digunakan untuk menghubungkan antara laptop atau komputer dengan Arduino
adalah Universal Serial Bus (USB).
Gambar 2.3 Software IDE Arduino
Universitas Sumatera Utara
11
Berikut ini adalah fungsi tombol-tombol toolbar Arduino IDE:
1. Verify
Untuk meng-compile dan mengecek program yang akan diupload ke board
arduino.
2. Upload
Untuk meng-upload program ke board arduino.
3. New
Untuk membuat sketch baru.
4. Open
Untuk menampilkan menu dari seluruh sketch yang berada di dalam
sketchbook.
5. Save
Untuk menyimpan sketch.
6. Serial interface
Membuka serial monitor.
2.6. LDR
Sensor LDR Cahaya merupakan bentuk energi yang sangat efisien untuk stimulasi
dari variasi hasil pendeteksian. Sebagai contoh dari sekian banyak stimulasi tersebut
adalah jarak, pergerakan, temperatur dan komposisi kimia. Cahaya memiliki sifat
elektromagnetik, baik itu dianggap sebagai sebuah propagasi energi kuantum atau
sebagai gelombang elektromagnetik sendiri. Sensor LDR merupakan resistor yang
nilai hambatannya berubah karena adanya perubahan intensitas cahaya yang diterima.
Besar kecilnya nilai hambatan LDR bergantung pada besar kecilnya intensitas cahaya
yang diterima oleh LDR. Secara normal, hambatan yang dimiliki oleh LDR sangat
tinggi dalam keadaan intensitas cahaya yang sangat rendah, namun pada umumnya
LDR memiliki hambatan sebesar 10MΩ.
LDR difabrikasi dari berbagai campuran material semikonduktor. Material
semikonduktor yang digunakan bahan pembuatan LDR antara lain Timbal Sulfida
(PbS), Indium Sulfida (InSb) dan Cadmium Sulfida (CdS). Diantara jenis-jenis LDR
yang paling sering dijual dipasaran adalah LDR berbahan CdS. Oleh karenanya,
dengan karakteristik dari LDR yang telah dijelaskan sebelumnya, maka LDR dapat
dimanfaatkan sebagai penerima cahaya dalam perancangan system (Muhajir, 2014).
Universitas Sumatera Utara
12
Gambar 2.4 Light Dependent Resistor (LDR)
(Sumber : http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/58413)
2.7. LED Super Bright
Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED adalah suatu
semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika
diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang
dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat
ultraviolet, tampak, atau inframerah (Dewi, S.K. 2013).
LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed
Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki filamen seperti bola lampu
pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri pada Lampu Hemat Energi (LHE) (Dewi,
S.K. 2013).
LED dulu umumnya digunakan pada gadget seperti ponsel serta komputer.
Sebagai pesaing lampu bohlam dan neon, saat ini aplikasinya mulai terus meluas dan
bahkan bisa kita temukan pada korek api yang kita gunakan, lampu emergency dan
sebagainya. LED sebagai model lampu masa depan dianggap dapat menekan
pemanasan global karena efesiensinya (Dewi, S.K. 2013).
Gambar 2.5 Light Emitting Diode (LED) dan Simbolnya (Dewi, S.K. 2013).
Universitas Sumatera Utara
13
2.8. Modul GSM
Modul Global System for Mobile Communication (GSM) adalah peralatan yang
didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi komunikasi dari mesin ke mesin atau
dari manusia ke mesin. Modul GSM merupakan peralatan yang digunakan sebagai
mesin dalam suatu aplikasi. Dalam aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler
yang akan mengirimkan perintah kepada modul GSM berupa AT command melalui
RS232 sebagai komponen penghubung (communication links) Rangkaian Modul GSM
ditunjukkan pada Gambar 8.8. berikut :
Gambar 2.6. Modul GSM SIM800L
(Sumber : http://datasheetcafe.databank.netdna-cdn.com/wpcontent/uploads/2016/03/SIM800L.pdf)
Modul GSM pada awalnya adalah singkatan dari Groupe Speciale Mobile. Modul
GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi
komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Modul GSM merupakan
peralatan yang digunakan sebagai mesin dalam suatu aplikasi. Dalam aplikasi yang
dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada modul
GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung
(communication links). Modul GSM merupakan bagian dari pusat kendali yang
berfungsi sebagai transceiver. Modul GSM mempunyai fungsi yang sama dengan
sebuah telepon seluler yaitu mampu melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan
SMS. Dengan adanya sebuah modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat
Universitas Sumatera Utara
14
dikendalikan dari jarak jauh dengan menggunakan jaringan GSM sebagai media
akses. Diagram blok rangkaian Modul GSM ditunjukkan pada Gambar 2.7. berikut
(Panggabean, 2016).
Gambar 2.7. Diagram blok rangkain modul GSM
(Sumber : http://datasheetcafe.databank.netdna-cdn.com/wpcontent/uploads/2016/03/SIM800L.pdf)
2.9. ISIS & ARES Proteus 8.5
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang dilengkapi dengan
simulasi Pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di-upgrade ke PCB,
sehingga kita tahu apakah PCB yang akan dicetak sudah benar atau tidak. Proteus
mampu mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian
dengan program ARES untuk membuat Layout PCB dari skematik yang telah dibuat.
Gambar 2.8 Tampilan Software ISIS & ARES Proteus
Universitas Sumatera Utara
15
Advance Routing and Editing Software ARES digunakan untuk membuat
modul Layout PCB. Adapun fitur-fitur dari ARES adalah sebagai berikut:
1. Memiliki database dengan tingkat keakuratan 32-bit dan memberikan resolusi
10 nm, resolusi angular 0,1 derajat dan ukuran maksimum board sampai
kurang lebih 10m, Ares mendukung sampai 16 layer.
2. Terintegrasi dengan program pembuat skematik ISIS, dengan kemampuan
untuk menentukan informasi routing pada skematik.
3. Visualisasi board 3-Dimensi.
4. Penggambaran 2-Dimensi dengan simbol library.
Universitas Sumatera Utara