SISTEM PEMANTAUAN DAN PENGONTROLAN KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BERBASIS W I R E L E S S
PROYEK AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Ijazah Diploma III Pada Program Studi Teknik Telekomunikasi Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang
Oleh
MEGANINGTIYAS MAMIRIATI 322 13 030
MARTO TINONG 322 13 037
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG 2016
i
HALAMAN JUDUL
Yang bertanda tangan di bawah ini adalah pembimbing Tugas Akhir dengan judul “SISTEM PEMANTAUAN DAN PENGONTROLAN KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BERBASIS W I R E L E S S ” menyatakan bahwa :
MEGANINGTIYAS MAMIRIATI 322 13 030
MARTO TINONG 322 13 037
Telah memenuhi syarat untuk melaksanakan ujian akhir pada Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang. Makassar,
Oktober 2016
Disetujui
Pembimbing I
Pembimbing PembimbingIIII Pembimbing II
Ir. Andi Muis, M.T. NIP. 19570525 199003 1 001
Sahbuddin Zaini,S.ST., Abdul Kadir, M.T. S.T., M.T. Zaini,S.ST., M.T. Zaini,S.ST., M.T. NIP. NIP.19650802 19751130 199003 200604 111003 001 NIP.19650802 NIP.19650 802 199003 003 NIP.19650802 199003 1 003
ii
HALAMAN JUDUL
Yang bertanda tangan di bawah ini adalah pembimbing Tugas Akhir dengan judul “SISTEM PEMANTAUAN DAN PENGONTROLAN KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BERBASIS W I R E L E S S ” menyatakan bahwa :
MEGANINGTIYAS MAMIRIATI 322 13 030
MARTO TINONG 322 13 037
Telah memenuhi syarat untuk melaksanakan ujian akhir pada Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang. Makassar,
Oktober 2016
Disetujui
Pembimbing I
Pembimbing PembimbingIIII Pembimbing II
Ir. Andi Muis, M.T. NIP. 19570525 199003 1 001
Sahbuddin Zaini,S.ST., Abdul Kadir, M.T. S.T., M.T. Zaini,S.ST., M.T. Zaini,S.ST., M.T. NIP. NIP.19650802 19751130 199003 200604 111003 001 NIP.19650802 NIP.19650 802 199003 003 NIP.19650802 199003 1 003
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Tugas Akhir
: “SISTEM
PEMANTAUAN
KETINGGIAN
AIR
DAN
PENGONTROLAN
BENDUNGAN
BERBASIS
W I R E L E S S”
Oleh
: Meganingtiyas Mamiriati
(322 13 030)
Marto Tinong (322 13 037) Program Studi : Teknik Telekomunikasi Jurusan : Teknik Elektro Laporan ini telah diterima dan disahkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Diploma III (D3) pada Jurusan J urusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Ujung Pandang. Makassar,
Oktober 2016
Disahkan Oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Andi Muis, M.T. NIP. 19570525 199003 1 001
Sahbuddin Abdul Kadir, S.T., M.T. NIP. 19751130 200604 1 001
Mengetahui: Ketua JurusanTeknikElektro
Dr. Ir. HafsahNirwana, M.T. NIP. 19640405 199003 2 002
KPS. Teknik Telekomunikasi
Lidemar Halide,S.T,M.T. NIP. 19700413 199802 1 001
iii
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELETRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG
Judul Tugas Akhir
: “SISTEM
PEMANTAUAN
KETINGGIAN
AIR
DAN
PENGONTROLAN
BENDUNGAN
BERBASIS
W I R E L E S S”
Oleh
: Meganingtiyas Mamiriati
(322 13 030) (322 13 037)
Program Studi
Marto Tinong : Teknik Telekomunikasi
Jurusan
: Teknik Elektro
Tugas Akhir ini telah dipertanggung jawabkan dihadapan Tim Penguji pada : Hari/Tanggal : Rabu / 19 Oktober 2016 Pukul : 13.00 – 13.00 – 14.30 14.30 Wita Tempat : Ruang Rapat Jurusan Lt 2
Susunan Tim Penguji 1.Dr.Ir. Hafsah Nirwana, M.T 2. Nuraeni Umar, S.T.,M.T 3. Zaini, SS.T.,M.T 4. Lidemar Halide, S.T.,M.T 5. Ir. Andi Muis, M.T. 6. Sahbuddin A.K S.T., M.T.
Jabatan (Ketua) (Sekertaris) (Anggota I) (Anggota II) (Pembimbing I) (Pembimbing II)
TandaTangan 1. 2. 3. 4. 5. 6
iv
ABSTRAK
Proyek akhir ini mendemostrasikan sistem pengendali ketinggian air yang dapat membuka dan menutup pintu bendungan sesuai kondisi debit air. Pembuatan alat ini dimaksudkan untuk meningkatkan keamanan pada bendungan ketika terjadi luapan air secara tiba – tiba dan memudahkan petugas untuk memantau ketinggian air melalui pesan singkat yang akan terkirim saat ketinggian air berada dalam kondisi aman, rawan dan bahaya. Alat ini dirancang dengan sebuah mikrokontroler dan sensor ultrasonik untuk mendeteksi ketinggian air. Selain itu, juga digunakan modem AT Command untuk mengirimkan pada saat kondisi ketinggian air pada level aman, rawan dan bahaya. Kata kunci : bendungan, sensor ultrasonik, arduino UNO, wireless GSM.
v
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah – Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini dengan
judul
“ SISTEM
KETINGGIAN AIR
PEMANTAUAN
DAN
PENGONTROLAN
BENDUNGAN BERBASIS WIRELESS”.
Dalam penyelesaian proyek akhir ini, kami mendapat banyak bimbingan, dorongan dan bantuan dari berbagai pihak, terutama dosen pembimbing sehingga proyek akhir ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu melalui kesempatan ini, kami menyampaikan rasa syukur yang sebesar – besarnya kepada kepada Allah SWT. Disamping itu : 1. Kedua orang tua kami yang selalu mendukung dan memberikan dorongan
kepada kami baik secara moril maupun material selama penyelesaian Proyek Akhir ini. 2. Bapak Dr. Hamzah Yusuf, M.S, selaku Direktur Politeknik Negeri Ujung
Pandang. 3. Ibu Dr. Ir. Hafsah Nirwana, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro PNUP. 4. Bapak Lidemar Halide,S.T,M.T, selaku Ketua Prodi Teknik Telekomunikasi
Jurusan Teknik Elektro PNUP. 5. Bapak Ir. Andi Muis S.T, selaku pembimbing I kami yang telah memberikan
kami arahan, bimbingan serta saran dalam menyelesaikan Proyek Akhir ini. 6. Bapak Sahbuddin Abd. Kadir S.T.,M.T, selaku pembimbing II yang
memberikan kami bimbingan, arahan serta saran dalam menyelesaikan Proyek Akhir ini.
vi
7. Seluruh Dosen Teknik Telekomunikasi yang selama 3 tahun ini selalu
mendampingi kami. 8. Teman – teman mahasiswa B – TELKOM 2013 yang selama 3 tahun ini
menemani kami. Terutama teman kami yang bernama Andi Isma Ratu Dipa yang telah duluan menghadap sang Khalik. 9. Ibu Rasdiana dan Staf akademik, yang sangat membantu dalam hal
administrasi. Semoga Tuhan Yang Maha Esa, senantiasa melimpahkan berkah dan karunia – Nya kepada kita semua. Kami menyadari bahwa kemampuan kami sangat terbatas sehingga proyek akhir ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu segala saran dan kritik yang membangun akan kami terima dengan senang hati demi kesempurnaan tugas akhir ini. Akhirnya kami berharap semoga proyek akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar – besarnya kepada pembaca. Aamiin.
Makassar, Oktober 2016
Penulis
vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI............................................................... iv ABSTRAK ..............................................................................................................v KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi DAFTAR TABEL .........................................................................................................xii BAB I ......................................................................... Error! Bookmark not defined. PENDAHULUAN..................................................... Error! Bookmark not defined. A.
Latar Belakang ........................................................Error! Bookmark not defined.
B.
Rumusan Masalah ..................................................Error! Bookmark not defined.
C.
Tujuan Penelitian ....................................................Error! Bookmark not defined.
D.
Maanfaat ..................................................................Error! Bookmark not defined.
E.
Batasan Masalah .....................................................Error! Bookmark not defined.
F.
Sistematika penulisan .............................................Error! Bookmark not defined.
BAB II ...................................................................................................................25 TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................................25 A.
Landasan Teori .......................................................Error! Bookmark not defined.
B.
Bendungan ...............................................................Error! Bookmark not defined.
a.
Fungsi bendungan: ................................................Error! Bookmark not defined.
b.
Komponen Bendungan:.........................................Error! Bookmark not defined.
c.
Bagian pintu air:. ...................................................Error! Bookmark not defined.
C.
Sensor ultrasonik .................................................................................................. 1
a.
Prinsip kerja ........................................................................................................ 2
b.
Teori operasi PING)))TM: .................................................................................. 4
D.
Mikrokontroler ..................................................................................................... 4
a.
Aurdino ............................................................................................................... 5
G.
Motor Servo ....................................................................................................... 8
H.
Arduino IDE .................................................................................................... 11
I.
SMS (Short Message Service) ............................................................................ 11
BAB III ..................................................................................................................13 viii
A.
Tempat Dan Waktu ............................................................................................ 13
B.
Tujuan Perancangan .......................................................................................... 13
C.
Alat dan Bahan .................................................................................................... 13
1.
Hardware ........................................................................................................... 13
2.
Software : Arduino IDE .................................................................................... 14
D.
Implementasi Prototype ..................................................................................... 14
E.
Blok Diagram ...................................................................................................... 14
1.
Sensor Ultrasonik .............................................................................................. 15
3.
Mikrokontroler Arduino .................................................................................... 15
F.
Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ..................................................... 16
1.
Perancangan Sensor Ultrasonik ........................................................................ 16
2.
Perancangan mikrokontroler arduino Uno R3 .................................................. 17
3.
Perancangan Modem Wavecom ........................................................................ 18
4.
Pembuatan alat .................................................................................................. 19
G.
1. H. I.
Teknik Pengolahan / Analisa Data ................................................................ 20
Flowcharts ( Diagram alir ) ............................................................................... 20 Spesifikasi Alat ................................................................................................ 22 Cara Pengoperasian Alat.................................................................................... 22
BAB IV ...................................................................... Error! Bookmark not defined. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................ Error! Bookmark not defined. A.
Pengujian Sensor Ultrasonik Dan LED ....................Error! Bookmark not defined.
B.
Pengujian SMS. .........................................................Error! Bookmark not defined.
C.
Pengujian Alat Secara Keseluruhan ..........................Error! Bookmark not defined.
D.
Pengukuran Menggunakan Osiloskop ......................Error! Bookmark not defined. 1.
Pengukuran pada sensor Ultrasonik ......................Error! Bookmark not defined.
2.
Pengukuran pada servo .........................................Error! Bookmark not defined.
3.
Pengukuran pada Buzzer . ......................................Error! Bookmark not defined.
4.
Pengukuran pada LED ..........................................Error! Bookmark not defined.
5.
Pengukuran pada modem Wavecom Fastrack ......Error! Bookmark not defined.
BAB V........................................................................ Error! Bookmark not defined. PENUTUP................................................................. Error! Bookmark not defined.
ix
A.
Kesimpulan ..............................................................Error! Bookmark not defined.
B.
Saran ........................................................................Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ............................................... Error! Bookmark not defined. L ................................................................................. Error! Bookmark not defined. A ................................................................................. Error! Bookmark not defined. M ................................................................................ Error! Bookmark not defined. P ................................................................................. Error! Bookmark not defined. I .................................................................................. Error! Bookmark not defined. R ................................................................................. Error! Bookmark not defined. A ................................................................................. Error! Bookmark not defined. N ................................................................................. Error! Bookmark not defined.
x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bendungan.........................................................................................7 Gambar 2.2 Sensor Ultrasonik ..........................................................................10 Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasoik .....................................................11 Gambar 2. 4 Arduino Uno...................................................................................15 Gambar 2. 5 Modem Wavecom Fasttrak...........................................................16 Gambar 2. 6 Motor Servo....................................................................................17 Gambar 3.1 Blok Diagram ..................................................................................22 Gambar 3.2 Rangkaian Arduino Uno R3 .........................................................25 Gambar 4.1 Grafik perbandingan......................................................................32 Gambar 4.2 Tampilan LED hijau ......................................................................33 Gambar 4.3 Tampilan LED kuning ...................................................................34 Gambar 4.4 Tampilan LED merah ....................................................................34 Gambar 4.5 Tampilan SMS kondisi aman ........................................................35 Gambar 4.6 Tampilan SMS kondisi rawan .......................................................35 Gambar 4.7 Tampilan SMS kondisi bahaya .....................................................36 Gambar 4.8 Wadah ..............................................................................................37 Gambar 4.9 Titik pengukuran keseluruhan ......................................................37 Gambar 4.10 bagian (a), (b) dan (c) Output pada TP 1 ...................................39 Gambar 4.11 bagian (a) dan (b) output pada TP 2 ..........................................40 Gambar 4.12 bagian (a) dan (b) output pada TP3 ............................................41 Gambar 4.13 bagian (a) dan (b) output pada TP 4, 5 dan 6 ...........................42 Gambar 4.12 hasil pengukuran menggunakan spektrum................................43
xi
DAFTAR TABEL Table 4.1 Data Hasil Kalibrasi............................................................................31 Table 4.2 Data Hasil Pengukuran .......................................................................32
xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah
Keamanan merupakan suatu hal yang menjadi bahan pertimbangan yang penting dalam kehidupan. Setiap manusia membutuhkan jaminan keamanan atas aktivitas yang dilakukan. Seperti halnya kesehatan, keamanan merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan. Berbagai macam pengembangan dalam bidang teknologi diarahkan untuk memberikan atau meningkatkan keamanan dalam kehidupan manusia. Dewasa ini banyak terjadi kehilangan barang-barang berharga termasuk kendaraan dan hal ini menyebabkan kesulitan dalam pencarian karena petunjuk yang sangat minim. Kendaraan Pribadi merupakan aset yang berharga bagi setiap orang. Setiap pemilik kendaraan biasanya memiliki cara masing-masing untuk melindungi dari kerusakan atau kehilangan. Dengan
banyaknya
kasus
pencurian
kendaraan
bermotor
(curanmor) di Indonesia membuat pemilik kendaraan untuk selalu waspada. Apalagi kendaraan yang hilang akan sulit ditemukan, salah satu penyebabnya adalah sulitnya untuk melacak posisi dari kendaraan saat terjadi tindakan pencurian. Ada beberapa metode untuk melakukan pencarian barang hilang khususnya kendaraan. Salah satunya metode konvensional adalah dengan melakukan pencarian secara manual, yaitu dengan menghubungi pihak
13
tukang parkir, satpam atau kepolisian, atau bahkan mencari secara langsung. Ternya masih banyak masyarakat yang belum memanfaatkan teknologi yang sudah berkembang saat ini untuk mengamankan dan melacak kendaraan yang sudah dicuri. Metode yang terbaru dewasa ini adalah dengan menggunakan teknologi GPS yang akan memberitahu
lokasi benda tersebut kepada pemilik kendaraan. Berbagai cara ditempuh seperti menggunakan alat-alat pengaman kendaraan. Dalam kasus kehilangan atau kerusakan, asuransi merupakan solusi yang efektif. Namun sistem pembayaran yang dilakukan secara rutin membuat pemilik kendaraan harus berpikir kembali apakah biaya yang dikeluarkan sesuai dengan jaminan yang diberikan. Alat-alat pengaman kendaraan seperti kunci ganda atau alarm pencurian merupakan alat yang berfungsi hanya untuk menghambat proses pencurian. Selain itu asuransi dan alat-alat pengaman kendaraan seperti diatas tidak dapat membuat kendaraan yang hilang atau dicuri dapat ditemukan.
Pemanfaatan teknologi GPS pada keamanan kendaraan bermotor merupakan alternatif solusi yang menarik, ini dapat menjadi solusi sebenarnya dari masalah keamanan kendaraan. Dengan menggunakan GPS, pemilik kendaraan dapat melacak lokasi kendaraannya dimanapun kendaraannya berada.
14
3 Tidak ada lokasi yang aman bagi pencuri untuk menyembunyikan kendaraan curiannya karena jangkauan GPS ini adalah seluruh permukaan bumi. Teknologi GSM (Global System for Mobile Communications), yang dapat digunakan untuk mendapatkan data GPS yang berada pada kendaraan, dapat mempergunakan GSM sebagai pengirim data. Pemilik kendaraan dapat mengirimkan pesan berupa SMS (Short Message Service) kepada pemilik kendaraan dengan spesifikasi tertentu, yang ter-build pada kendaraannya. Selanjutnya, modul GSM pada alat tersebut akan mengirimkan pesan balasan berupa koordinat lintang dan bujur dari lokasi kendaraannya. Untuk mendapatkan gambaran peta lokasi kendaraan, pemilik kendaraan dapat menggunakan aplikasi peta dunia pada Smartphone. Salah satunya adalah aplikasi Google Earth / Google Maps.
Karena alat ini menggunakan modul GSM, selain pemilik kendaraan dapat melacak lokasi kendaraan, Dengan ini maka penulis membuat “Perancangan Sistem Keamanan Untuk Mengetahui Posisi Kendaraan Yang Hilang Berbasis GPS dan Ditampilkan dengan Smartphone”.
15
4 B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang masalah di atas dapat di identifikasi beberapa masalah, antara lain: 1. Masih
minimnya
penggunaan
arduino
sebagai
pengontrol alat modul GPS dan Modem Wavecome GSM 2. Kurangnya pengetahuan masyarakat tentang perkembangan teknologi GPS. 3. Bagaimana mempercepat mengetahui informasi saat terjadi pencurian dengan mengirimkan SMS kepada pemilik kendaraan.
C. Batasan Masalah
Dari identifikasi masalah diatas perlu adanya batasan masalah sehingga ruang lingkup permasalahannya jelas. Dalam proyek akhir ini penulis membatasi masalah untuk membuat alat Perancangan Sistem Keamanan Untuk Mengetahui Posisi Kendaraan Yang Hilang Berbasis GPS dan Ditampilkan dengan Smartphone antara lain: 1. Modul
GPS
6MV2
terhambat
apabila
mengambil
koordinat pada saat di dalam ruangan tertutup. 2. Informasi yang diberikan berupa koordinat latitude dan longitude dari modul GPS 6MV2.
16
3. Dengan
aplikasi google maps pada smartphone untuk
menampilkan lokasi kendaraan.
17
5 D. Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang masalah, identifikasi masalah dan batasan masalah maka rumusan masalah yang dapat diambil sebagai berikut: 1. Bagaimanakah merancang hardware dari alat sistem keamanan untuk mengetahui posisi kendaraan yang hilang dengan Modul GPS 6MV2 dan modem GSM ditampilkan di smartphone. 2. Bagaimanakah merancang software dari alat sistem keamanan untuk mengetahui posisi kendaraan yang hilang dengan Modul GPS 6MV2 dan modem GSM ditampilkan di smartphone. 3. Bagaimana unjuk kerja dari Perancangan sistem keamanan untuk mengetahui posisi kendaraan yang hilang berbasis GPS 6MV2 dan ditampilkan dengan smartphone dalam pembuatan alat tersebut? E. Tujuan
Berdasarkan latar belakang
dan
rumusan
masalah yang
disebutkan di atas, maka tujuan ini adalah: 1. Menghasilkan alat yang mampu melacak letak kendaraan yang hilang dengan modul GPS dan modem GSM ditampilkan dengan smartphone.
18
2. Menghasilkan
rancangan software
dari alat
yang
dapat
menampilkan lokasi kendaraan dalam bentuk peta pada aplikasi google maps smartphone.
19
6 3. Mengetahui unjuk kerja alat sistem keamanan untuk mengetahui posisi kendaraan yang yang telah dicuri berbasis modul GPS 6MV2 dengan SMS Gateway sebagai informasi bagi pemilik kendaraan. F. Manfaat
Manfaat yang bisa didapat dari realisasi pembuatan alat Sistem Keamanan Untuk Mengetahui Posisi Kendaraan Yang Hilang Berbasis GPS dan Ditampilkan dengan Smartphone adalah sebagai berikut: 1. Bagi mahasiswa a. Sebagai sarana dalam menyelesaikan suatu permasalahan sesuai bidang keahlian dan untuk mempersiapkan diri dalam dunia kerja. b. Sebagai penerapan teori yang didapat di bangku kuliah. c. Dapat membandingkan kenyataan.
antara
teori
dan
2. Bagi Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika a. Mengetahui sejauh mana mahasiswa dalam
menerapkan
ilmu
yang
dipelajari selama mengikuti kuliah.
20
b. Sebagai media
salah
satu
pembelajaran
perbandingan dan
sebagai
motivator untuk selalu memperbaiki dan
meningkatkan
sistem
pembelajaran yang ada baik sarana maupun prasarana.
21
7 3. Bagi Masyarakat a. Menambah pengetahuan kepada masyarakat tentang manfaat GPS untuk melacak posisi kendaraan yang hilang. b. Mempercepat dalam memberikan informasi bila terjadi pencurian kendaraan. c. Menghemat waktu dan biaya dalam pencarian. G. Keaslian Gagasan
Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan Sistem Keamanan Untuk Mengetahui Posisi Kendaraan Yang Hilang Berbasis GPS dan Ditampilkan dengan Smartphone” merupakan media yang ikut serta dalam menjaga keamanan kendaraan dan mempermudah masyarakat untuk memantau posisi saat hilang. Dalam mengusung judul ini berdasarkan kemampuan dari penulis dan merupakan gagasan, pikiran serta rancangan penulis. Apabila terdapat kesamaan dalam pembuatan alat mungkin terdapat perbedaan dalam konsep rancangan dan dapat dijadikan acuan. Adapun karya-karya sejenis yang berkaitan dengan tugas akhir ini adalah: 1. Tugas Akhir Skripsi Analisis Sistem Alarm Pengaman Mobil Jarak-jauh Via SMS Remote Kontrol Melalui
22
Jaringan GSM dan GPS sebagai Vehicle Tracker Berbasis Mikrokontroller ATmega16 oleh Sri
23
8 Mulyono dari Universitas Negeri Yogyakarta. Perbedaan dengan alat yang peneliti buat dengan alat tersebut adalah Sistem Mikrokontroler yang digunakan, yaitu Sistem Minimum ATmega16, menggunakan remote kontrol jarak jauh. Sedangkan alat yang peneliti buat menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno R3 ATmega328, tombol ON/OFF sebagai pengaman kendaraan. 2. Tugas Akhir Perancangan dan Implementasi Monitoring Kendaraan Bermotor Berbasis GPS dan SMS oleh Rianto March Siringoringo Universitas Telkom. Perbedaan dengan alat peneliti buat dengan alat tersebut adalah Mikrokontroler yang digunakan, yaitu Arduino Mega, menggunakan modul Bluetooth HC-05 sebagai kode kunci. Sedangkan alat yang peneliti buat menggunakan Arduino Uno R3, tombol ON/OFF sebagai pengaman kendaraan dan juga pada data yang dikirimkan melalui SMS.
24
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA A.
Pengertian Sistem Sistem adalah suatu kesatuan prosedur atau kumpulan dari komponen-komponen yang memiliki keterkaitan antara satu dan lainnya bekerja bersama-sama sesuai dengan aturan yang diterapkan sehingga terbentuk suatu tujuan yang sama. Dalam sebuah system apabila terjadi salah satu komponen yang tidak bekerja atau rusak maka sistem tidak akan bekerja sesuai dengan yang diinginkan (Indrajit, 2000). Berdasarkan kutipan dapat disimpulkan bahwa suatu sistem terdiri dari beberapa element yang saling terkait satu sama lain untuk mencapai sebuah tujuan yang sama.
B.
GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM)
GPS adalah sistem satelit navigasi dan pemantauan posisi yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinu di seluruh dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak orang secara simultan. Saat ini GPS sudah banyak digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi,kecepatan,percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS dapat memberikan informasi posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter (orde nol) sampai dengan puluhan meter.
9
25
10 Tampak atas dari modul GPS Ublox Neo 6MV2 dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1 . Modul GPS Ublox Neo 6MV2 (http://www.baboon.co.in/ )
Gambar 2. Skematik Modul GPS Ublox Neo 6MV2 (Data sheet cheap_gps_module.pdf)
26
Konsep dasar pada GPS untuk mendapatkan data koordinat meliputi beberapa hal yang sangat penting, berikut ini akan dijelaskan beberapa konsep dasar GPS. 1. Tinjauan Kemampuan GPS
Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat memberikan informasi tentang posisi secara cepat dan akurat dimana saja di bumi tanpa tergantung cuaca. Hal yang perlu dicatat bahwa GPS adalah satusatunya sistem navigasi ataupun sistem penentuan posisi dalam beberapa abad ini yang memiliki kemampuan handal seperti ini. Ketelitian dari GPS dapat mencapai beberapa mm untuk ketelitian posisinya, beberapa cm/s untuk ketelitian kecepatannya dan beberapa nanodetik untuk ketelitian waktunya. Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung pada beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi,geometri satelite,tingkat ketelitian data, dan metode pengolahan datanya (teguhbaguspribadi-fkh12, 2012). 2. Segmen Penyusun Sistem GPS Secara umum ada tiga segmen dalam sistem GPS yaitu segmen sistem satelit dan segmen pengguna. Satelit GPS dapat dianalogikan sebagai stasiun radio angkasa, yang diperlengkapi dengan antena-antena untuk mengirim dan menerima sinyal-sinyal gelombang. Sinyal-sinyal ini selanjutnya diterima oleh receiver GPS di/dekat permukaan bumi, dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan, maupun waktu. Selain itu sateli GPS juga dilengkapi dengan peralatan
27
untuk mengontrol attidute satelit. Satelit-satelit GPS dapat dibagi atas beberapa generasi yaitu: blok I, blok II, blok IIA, blok IIR dan blok IIF. Hingga april 1999 ada 8 satelit blok II, 18 satelit blok IIA dan 1 satelit blok IIR yang beroperasi. Secara umum segmen sistem kontrol berfungsi mengontrol dan memantau operasional satelit dan memastikan bahwa satelit berfungsi sabagaimana mestinya. Segmen penggua terdiri dari para pengguna satelit GPS dimanapun berada. Dalam hal ini alat penerima sinyal GPS (GPS receiver ) diperlukan untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama digunakan dari suatu receiver GPS secara umum adalah antenna dengan preamplifier, bagian RF dengan pengidentifikasi sinyal dan pemroses sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan receiver, data sampling dan pemroses data (solusi navigasi), osilator presisi, catu daya, unit perintah dan tampilan, dan memori serta perekam data (teguhbaguspribadi-fkh12, 2012).
3. Prinsip Penentuan Posisi dengan GPS
Prinsip penentuan posisi dengan GPS yaitu menggunakan metode reseksi jarak, dimana pengukuran jarak dilakukan secara simultan ke beberapa satelit yang telah diketahui koordinatnya. Pada pengukuran GPS, setiap epoknya memiliki empat parameter yang ditentukan yaitu 3 parameter koordinat X,Y,Z atau L,B,h dan satu parameter kesalahan waktu akibat ketidaksinkronan jam osilator di satelit dengan jam di
28
receiver GPS. Oleh karena diperlukan minimal pengukuran jarak ke empat satelit (teguhbaguspribadi-fkh12, 2012).
4. Sinyal dan Bias pada GPS
GPS memancarkan dua sinyal yaitu frekuensi L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo
random
yaitu
kode
P
( Protected )
dan
kode
C/A
(coarse/acquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga penerima ( receiver GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada saat fitur “Anti Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y. Ketika sinyal melalui lapisan atmosfer, maka sinyal tersebut akan terganggu oleh konten dari atmosfer tersebut. Besarnya gangguan di sebut bias. Bias sinyal yang ada utamanya terdiri dari 2 macam yaitu bias ionosfer dan bias troposfer. 5. Metode Penentuan Posisi dengan GPS
Metode penentuan posisi dengan GPS pertama-tama terbagi dua, yaitu metode absolut, dan metode diferensial. Masing-masing metode kemudian dapat dilakukan dengan ara real time dan atau post processing . Apabila obyek yang ditentukan posisinya diam maka metodenya disebut Statik. Sebaliknya apabila obyek yang ditentukan posisinya bergerak, maka metodenya disebut kinematic. Selanjutnya lebih detail lagi kita akan menemukan metode-metode seperti SPP,
29
DGPS, RTK, Survey GPS, Rapid static, pseudo kinematic, dan stop and go, serta masih ada beberapa metode lainnya. 6. Ketelitian Posisi yang diperoleh dari Sistem GPS
Untuk aplikasi sipil, GPS memberikan nilai ketelitian posisi dalam spectrum yang cukup luas, mulai dari meter sampai dengan millimeter. Sebelum mei 2000(SA on) ketelitian posisi GPS metode absolut dengan data psedorange mencapai 30-100 meter. Kemudian setelah SA off ketelitian membaik menjadi 3-6 meter. Sementara itu teknik DGPS memberikan ketelitian 1-2 meter, dan teknik RTK memberikan ketelitian 1-5 sentimeter. Untuk posisi dengan ketelitian milimeter diberikan oleh teknik survey GPS dengan peralatan GPS tipe geodetic dual frekuensi dan strategi pengolahan data tertentu (teguhbaguspribadi-fkh12, 2012). 7. Keuntungan Penerapan Teknologi GPS
GPS (Global Positioning System) adalah sistem navigasi yang paling popular dan paling banyak diaplikasikan di dunia pada saat ini, baik di darat, laut, udara, maupun angkasa. Disamping penerapan teknologi pada aplikasi militer, bidang-bidang aplikasi GPS yang ukup marak saat ini antara lain meliputi survey pemetaan, geodinamika, geodesi, geologi, geofisika, transportasi dan navigasi, bahkan juga bidang olahraga dan rekreasi. Di Indonesia sendiri penggunaan GPS sudah dimulai sejak beberapa tahun yang lalu dan terus berkembang
30
sampai
saat
ini baik dalam volume maupun jenis aplikasinya (Arfianto Nogroho, 2012). 8. Kekurangan Pada Teknologi GPS
Pada sistem GPS pasti memiliki kekurangan yang akan mempengaruhi ketelitian hasil posisi yang diperoleh dengan mengandalkan setidaknya tiga satelit ini tidak selamanya akurat. Alat GPS ini juga dipengaruhi oleh posisi satelit yang berubah dan adanya proses sinyal yang ditunda. Kecepatan sinyal GPS ini juga seringkali berubah karena dipengaruhi oleh kondisi atmosfer yang ada. Selain itu, sinyal GPS juga mudah berinteferensi dengan gelombang elektromagnetik lainnya (Arfianto Nogroho, 2012). GPS adalah sebuah alat kecil yang menerima sinyal dari beberapa satelit. GPS ini adalah salah satu bagian dari sistem dan GPS ini akan dipasangkan ke dalam kendaraan yang akan menagkap dan merespon untuk mengikuti informasi antara lain seperti lokasi terkini dari kendaraan. Sistem GPS tracker dikembangkan untuk mengirimkan data koordinat lokasi kendaraan via Smartphone. Selama kendaraan bergerak, alat ini secara cepat memberikan parameter lokasi dengan SMS. Dengan menggunakan teknologi GPS dan GSM memungkinkan untuk dapat mengikuti jejak kendaraan dan mendukung pemberitahuan untuk dapat mengikuti jejak kendaraan dan mendukung pemberitahuan informasi perjalanan terkini (Abid khan & Ravi Mishra,2012).
A. Sensor Getar
Sensor ultrasonic adalah alat elektronika yang mengubah dari energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonic. Sensor
1
ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar (transmitter ) dan penerima (receiver ). Alat ini digunakan untuk mengukur gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik adalah gelombang yang memiliki frekuensi diatas 20 Khz. Gelombang ultrasonik dapat merambat melalui zat padat, cair, dan gas.
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonik a. Prinsip kerja Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik . Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima.
2
Gambar 2.8 Prinsip Kerja Sensor Ultrasoik
Secara detail, cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:
Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut.
Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus : S = 340.t/2
dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran
3
gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver. b. Teori operasi PING)))TM: 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 tOUT min. 2 µs). Gelombang ultrasonik ini melalui udara dengan kecepatan 344 m/s, 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 2x jarak ukur dengan obyek. Maka jarak yang diukur adalah [(tINs*344m/s)+2] meteer. B. Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan inputoutput. mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil.
4
a. Aurdino Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler
dengan
jenis
AVR
dari
perusahaan
Atmel.
Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai ‘otak’ yang mengendalikan input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik. Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. Kelebihan Arduino:
Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari 5elative.
Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya.
Bahasa pemrograman relative mudah karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap.
Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.
5
a) Aurdino Uno
Mikrokontroler Arduino Uno adalah sebuah board mikrokontroler yang berbasis pada mikrokontroler Atmega328. Suatu mikrokontroler bekerja dengan mengeksekusi perintah-perintah dalam suatu program yang diunggah ke dalam board . Arduino Uno memiliki 14 buah pin yang dapat difungsikan sebagai input/output digital , sehingga dapat dihubungkan dengan perangkat input seperti sensor untuk membaca kondisi dalam suatu radius tertentu, selain itu juga dapat dihubungkan dengan perangkat output lain seperti motor DC dan lampu LED. Selain itu juga Arduino Uno memiliki 6 pin analog, dan tombol reset. Mikrokontroler ini dapat beroperasi pada tegangan 5V yang dapat diaktifkan melalui kabel USB atau berasal dari tegangan catu daya eksternal seperti baterai. Spesifikasi Board Arduino Uno :
Mikrokontroler
ATmega328
Tegangan operasi
5V
Tegangan Input
7 – 12 V
Batas tegangan Input
6 – 20 V
Pin digital I/O
14 (dimana 6 pin output PWM )
Pin analog Input
6
Arus DC per I/O Pin
40 mA
Arus DC untuk pin 3.3 V
50 Ma
Flash memory
32 KB (ATmega 328), dimana 0,5
KB digunakan oleh bootloader
6
SRAM
2 KB (ATmega328)
EEPROM
1 KB (ATmega328)
Clock
16 MHz
Gambar 2. 9 Arduino Uno C. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi electromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus 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 indicator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
7
D. Modem Wavecom Fasttrack
Wavecom adalah pabrikan asal Perancis (bermarkas di kota Issy les Moulineaux, Perancis) yaitu Wavecom SA yang berdiri sejak 1993 bermula sebagai biro konsultan teknologi dan sistim jaringan nirkabel GSM, dan pada 1996 Wavecom mulai membuat desain daripada modul wireless GSM pertamanya dan diresmikan pada 1997, bentuk modul GSM pertama berbasis GSM dan pengkodean khusus yang disebut AT Command. Sulit mencari referensi module tipe apa yang pertama dibuat oleh Wavecom SA. Modem Wavecom Fastrack ini di Indonesia cukup dikenal digunakan pada industri bisnis rumahan dan bahkan skala besar – mulai dari fungsi untuk kirim SMS massal hingga fungsi sebagai penggerak perangkat elektronik. Beberapa fungsi kegunaan modem ini di masyarakat adalah antara lain:
Aplikasi SMS broadcast
SMS aplikasi kuis
SMS jejak pendapat
Aplikasi server pulsa
Gambar 2. 10 Modem Wavecom Fasttrak E. Modem GPS
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga
8
dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. Motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor
DC,
serangkaian
gear,
rangkaian
kontrol
dan
potensometer.
Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatakan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo.
Gambar 2. 11 Motor Servo Berdasarkan arus/tegangan inputnya ada 2 tipe motor servo:
9
1. Motor Servo AC : motor servo jenis ini mampu menahan lonjakan arus tinggi (surge) sehingga umum digunakan oleh kalangan industr y 2. Motor Servo DC : motor servo jenis DC tidak dirancang untuk lonjakan arus yang cukup tinggi dan biasanya cocok untuk aplikasi lebih sederhana dan murah dibandingkan motor servo AC
Motor servo berdasarkan gerakan perputarannya juga dibagi menjadi beberapa jenis :
1. Positional Rotation Servo : ini adalah jenis yang paling umum dari motor servo, Poros output akan berputar sebesar setengah lingkaran (180o). motor jenis ini mempunyai batas fisik di mekanisme gearnya untuk berputar lebih dari 180 o untuk melindungi sensor rotasi. 2. Continous Rotation Servo : secara umum mirip dengan “ Positional Rotation servo” namun jenis ini bisa berubah arah dan berputar tanpa batas. Sinyal kontol disini diterjemahkan sebagai arah dan dan kecepatan rotasi. 3. Linier Servo : sebenarnya ini juga mirip dengan Positional rotation servo dengan tambahan gear/roda gigi (biasanya menggunakan mekanisme rack dan Pinion)untuk mengubah output dari circular ke Back and forth. Model terakhir ini susah ditemukan di pasaran.
10
F. Arduino IDE
Arduino IDE adalah software yang digunakan untuk mengembangkan dan mengisi program ke dalam arduino. Arduino IDE ini dapat digunakan pada OS Windows, Mac OS dan Linux.
G. SMS (Short Message Service)
SMS adalah sebuah layanan yang dilaksanakan dengan sebuah telepon genggam untuk mengirim atau menerima pesan – pesan pendek. Pada mulanya SMS dirancang sebagai bagian daripada GSM, tetapi sekarang sudah didapatkan pada jaringan bergerak lainnya termasuk jaringan UMTS. Sebuah pesan SMS maksimal terdiri dari 140 bytes, dengan kata lain sebuah pesan bisa memuat 140 karakter 8-bit, 160 karakter 7-bit atau 70 karakter 16-bit untuk bahasa Jepang, bahasa Mandarin dan bahasa Korea yang memakai Hanzi (Aksara Kanji / Hanja). Selain 140 bytes ini ada data – data lain yang termasuk. Adapula beberapa metode untuk mengirim pesan yang lebih dari 140 bytes, tetapi seorang pengguna harus membayar lebih dari sekali. SMS bisa pula untuk mengirim gambar, suara dan film. SMS bentuk ini disebut MMS. Pesan-pesan SMS dikirim dari sebuah telepon genggam ke pusat pesan (SMSC dalam bahasa Inggris), di sini pesan disimpan dan mencoba mengirimnya selama beberapa kali. Setelah sebuah waktu yang telah ditentukan, biasanya 1 hari atau 2 hari, lalu pesan dihapus. Seorang pengguna bisa mendapatkan konfirmasi dari pusat pesan ini.
11
SMS sangat populer di Eropa, Asia dan Australia. Di Amerika Serikat, SMS secara relatif jarang digunakan. SMS populer karena relatif murah. Di Indonesia, tergantung perusahaannya sebuah SMS berkisar antara 250 sampai 350 rupiah. Karena kesulitan mengetik atau untuk menghemat tempat, biasanya pesan SMS disingkat – singkat. Tetapi kendala kesulitan sekarang sudah teratasi karena banyak telepon genggam yang memiliki fungsi kamus.
12
BAB III METODE PENELITIAN / DESAIN A. Tempat Dan Waktu
Perancangan Sistem Keamanan kendaraan dilaksanakan di kampus Universitas Fajar. B. Tujuan Perancangan
Tujuan Perancangan Tugas besar ini adalah untuk membuat alat mengunakan
sensor
Getar
sebagai
pendeteksi
pergerakan
kendaraan
kemudian mengirim pesan . C. Alat dan Bahan
1. Hardware a. Mikrokontroler Ardiuno Uno R3 dan komponen pendukung b. Sensor Getar c. Modem Wavecom d. LED e. GPS f. Buzzer g. Kendaraan h. Handphone i.
SIM Card GSM
13
2. Software : Arduino IDE D. Implementasi Prototype
Pada tahap ini, proses yang dikerjakan adalah membuat prototype pintu bendungan otomatis dan pengiriman informasi dengan sensor ultrasonik dan modem Wavecom Fastrak. Pembuatan dilakukan dengan cara yang sederhana dengan menggunakan alat-alat maupun yang diperlukan namun, tetap menghasilkan pintu bendungan otomatis yang berkualitas maksimaldan dapat diaplilkasikan pada pintu bendugan . E. Blok Diagram
Gambar 3.3 Blok Diagram
14
Pada Gambar 3.1 dapat dilihat bagaimana proses yang dilakukan pada simulasi alat sirkulasi air yang mengirim informasi berbasis mikrokontroler Ardiuno dan Modem Wavecom Fasttrak : Keterangan Blok Diagram : 1. Sensor Getar
Gambar 3.1 Blok Diagram
Sens or ultrasonik merupakan sensor yang digunakan untuk mengukur tinggi permukaan air pada bendungan. Pada perancangan sistem pengontrol ini yang digunakan yaitu sensor jarak ping parallax yang menggunakan sinyal gelombang ultrasonik untuk mendapatkan data ketinggian air yang dibutuhkan kemudian difungsikan untuk membuka pintu bendungan. 3. Mikrokontroler Arduino Mikrokontroler arduino berfungsi sebagai pusat pengolah data dan pusat pengendali sistem. Dimana, pada sistem ini akan menerjemah sinyal yang diterima dari sensor jarak ping parallax .
15
1. Motor Servo Motor servo merupakan penggerak pintu air untuk membuka dan menutup. Pada kondisi dan waktu yang sudah diatur pada program. 2. Buzzer Buzzer akan memberikan peringatan berupa alarm, pada kondisi berbahaya. 3. Modem Wavecom Modem ini sebagai pengirim informasi berupa data ke handpone petugas sesuai dengan sinyal yang telah diterima dari sensor jarak yang telah diterjemahkan oleh mikrokontroler. F. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
1. Perancangan Sensor Ultrasonik Pada perancangan prototype ini, sensor PING mendeteksi jarak ketinggian air dengan cara memantulkan gelombang ultrasonik kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor ultrasonik memiliki tiga kaki (pin) yang berfungsi sebagai pin ground, pin supply, dan pin input dan output (SIG). Dalam perancangan simulasi ini, pin input output sensor ultrasonik dihubungkan dengan pin 7 dan pin 6 pada arduino. Sensor ini berfungsi mengubah besaran fisis yang berupa jarak menjadi besaran elektris tegangan. Sensor ini, bekerja dengan mengirimka gelombang ultrasonik, kemudian akan menyediakan pulsa keluaran yang berhubungan langsung dengan waktu
16
yang dibutuhkan bagi pantulan gelombang ultrasonik untuk mencapai sensor.
Gambar 3.4 Rangkaian Arduino Uno R3 2. Perancangan mikrokontroler arduino Uno R3 Pada prototype ini, sistem mikrokontroler memegang peranan penting sebagai rangkaian pusat yang mengatur kinerja sistem prototype ini. Pada mikrokontroler ini dimasukkan setiap program untuk komponen lainnya agar dapat berfungsi sebagaimana fungsi dan tujuan dari setiap komponen. Adapun komponen tersebut adalah LED, Driver motor, Motor Servo, sensor ultrasonik dan modem.
17
Gambar 3.5 Rangkaian Arduino Uno R3 ke sensor Ping, LED, mor servo dan modem 3. Perancangan Modem Wavecom Prinsip kerja modem wavecom fastract sama dengan modem GSM untuk mengirim pesan singkat (SMS). Pada simulasi ini modem wavecom dihubungkan ke mikrokontroler sebagai pengganti komputer yang memberikan perintah untuk mengirimkan SMS. Mikrokontroler mengirim data (isi sms) ke modem wavecom kemudian modem mengirim data tersebut ke nomor tujuan. Dimana, baudrate harus terlebih dahulu diubah pada modem WAVECOM M1306B. Dan fungsi merubah baudrate supaya serial monitor arduino dan GSM sama sehingga dapat dilakukan monitoring.Adapun konverter RS232 To TTL untuk mengkonverter perintah dari arduino untuk diproses oleh wavecom untuk mengirim sms .
18
4. Pembuatan alat Setelah semua alat telah terhubung, maka langkah terakhir dalam perancangan prototype ini adalah pembuatan miniatur bendungan. Langkah – langkah dalam pembuatan meliputi :
Pengukuran kaca acrylic
Pengeboran kaca acrylic
Pembersihan semua permukaan acrylic
Pembuatan
alat
dari
potongan
kaca
acrylic
sesuai
rangkaian.
19
G. Teknik Pengolahan / Analisa Data
1. Flowcharts ( Diagram alir )
20
Keterangan flowchart program : 2. Start /mulai dilakukan dengan cara menghidupkan alat dengan memberikan power supply. 3. Langkah selanjutnya proses inisialisasi program untuk menentukan nilai dari set point pada bendungan. 4. Setelah inisialisasi program akan membaca ketinggian air dan mengukur ketinggian air. 5. Jika pembacaan dari sensor sama dengan set poin aman maka LED Hijau akan menyala dan pintu akan tetap tertutup. Apabia tinggi air sama dengan set point rawan maka LED Kuning akan menyala dan pintu masih tetap tertutup. Sedangkan, tinggi air sama dengan set point bahaya maka LED Merah akan menyala, buzzer akan berbunyi dan pintu akan terbuka. Dan dari setiap kondisi tersebut program akan mengirimkan data berupa informasi. 6. Jika pembacaan dari sensor sama dengan set point rawan atau sama dengan set point aman maka pintu akan kembali menutup. 7. Sistem
akan
melakukan
proses
selama
berulang – ulang
untuk
mengendalikan ketinggian air dan mengontrol pintu bendungan. 8. Apabila sensor tidak lagi melakukan pengukuran ketinggian air maka proses selesai.
21
H. Spesifikasi Alat
Perancangan sistem ini memiliki spesifikasi alat sebagai berikut : 1. Mikrokontroler yang digunakan sebagai pusat pengolah dan pengontrol yaitu mikrokontroler Arduino UNO. 2. Sensor yang digunakan yaitu sensor ultrasonik produksi parallax sebagai pendeteksi jarak permukaan air ke sensor. 3. Modem yang digunakan sebagai interface pengirim/penerima SMS yaitu modem Wavecom fastract GSM. 4. Buzzer 5 V yang digunakan sebagai alarm. 5. Handphone dan SIM Card GSM yang digunakan sebagai alat pengirim dan penerima SMS.
I. Cara Pengoperasian Alat Untuk dapat mengoperasikan
simulasi
sistem
pengontrol
ketinggian air bendungan ini perlu diperhatikan la ngkah – langkah berikut:
Hubungkan
alat
yang
telah
terhubung
sebelumnya
dengan
mikrokontroler.
Sensor ultrasonik akan secara otomatis akan mengukur jarak sensor ke permukaan air, kemudian mikrokontroler akan mengolah data.
Jika ketinggian air pada titik 8 cm maka LED Hijau akan menyala, dan jika ketinggian air berada pada titik 13 cm maka LED Kuning akan menyala, sedangkan jika ketinggian air berada pada titik 19 cm maka
22
LED Merah akan menyala, buzzer akan berbunyi dan pintu akan terbuka.
Dan setiap pada perubahan kondisi tersebut, pesan akan dikirimkan secara otomatis ke handphone melalui modem.
23