Post on 28-May-2018
SENSOR ULTRASONIK SR 04 UNTUK MENDETEKSI BANJIR
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh
Arif Nurcahya
11.01.2905
Kepada
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
AMIKOM YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2014
SR 04 ULTRASONIC SENSORS FOR DETECTING FLOODING
SENSOR ULTRASONIK SR 04 UNTUK MENDETEKSI BANJIR
Arif Nurcahya, Joko Dwi Santoso
Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA
ABSTRACT
Detecting flooding using Ultrasonic Sensor SR04 is a tool designed to simplify the officer to know how high that can cause catastrophic flooding with flood detection equipment is expected to reduce the loss of life when the water level exceeds the minimum water level and cause flooding . Making this flood detection devices use the microcontroller Atmega 8535 which is the control center . Mobile , tools equipped LCD ( Lycuid Crystal Display ) to display the results SR04 ultrasonic sensor distance readings as readers and fairly accurate altitude . This tool has a feature in the form of SMS (Short message service) as an indicator and buzzer . As well as using the Basic programming language . In testing hardware and software, works in real time. That the detection system can be more efficient and cheaper than using manpower or a water level sensor made by the manufacturer. This tool has the features of a buzzer and SMS (Short Message Service) as an indicator.. keywords: Ultrasonic Sensor SR04, Microcontroller Atmega 8535, LCD (Liquid Crystal Display)
1
1. Pendahuluan
Banjir adalah peristiwa terbenamnya daratan karena volume air yang
meningkat. Banjir dapat terjadi karena peluapan air yang berlebihan di suatu tempat
akibat hujan besar, peluapan air sungai, atau pecahnya bendungan sungai.
Maka dari itu dirancang alat deteksi banjir yang akan memberi kode-kode
tertentu apabila ada kemungkinan terjadi bencana banjir.
Pembuatan deteksi banjir ini menggunakan mikrokontroler Atmega 8535
sebagai kontrol dan lcd di gunakan sebagai penampil hasil dari pembacaan sensor
ultrasonik SR04 sedangkan buzzer sebagai system peringatan dan modem serial
sebagai penghubung untuk mengirimkan sms ke handphone yang disusun sehingga
terangkai menjadi sebuah alat deteksi banjir.
2. Landasan Teori
2.1 Sensor Ultrasonic
Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas
frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa
sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang
disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver.1
Gambar 2.1. Sensor Ultrasonik HC-SR04
(Sumber Data Sheet HC-SR04)
2.2 Pengertian Umum Mikrokontroler
Mikrokontroller merupakan bentuk minimum dari sebuah mikrokomputer, ada
perangkat kerasnya dan ada perangkat lunaknya serta juga ada memori, CPU,
RAM, ROM dan lain sebagainya yang terintegrasi dalam keping IC.
1 Data Sheet, Ultrasonic Ranging Module HC - SR04. hal.1
2
2.2.1 Mikrokontroler Atmega 8535
Mikrokontroler Atmega 8535 merupakan mikrokontroler 8-bit teknologi CMOS
dengan konsumsi daya rendah yang berbasis arsitektur enchanced RISC AVR.
Mikrokontroler Atmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR
Atmega 8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal,
Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll.2
Gambar 2.3. Konfigurasi pin ATMega8535
(Sumber : Syahrul 2012)
2.3 LCD ( Liquid Crystal Display )
LCD ( Liquid Crystal Display ) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu
nilai hasil sensor, Menampilkan teks atau menampilkan menu pada aplikasi
mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrik dengan konfigurasi 16
karakter dan 2 baris dengan setiap karakter dibentuk oleh baris pixel dan kolom
pixel ( 1 baris pixel terakhir adalah kursor )
2 Syahrul, Mikrokontroler AVR Atmega8535, Informatika Bandung, Bandung, 2012, hal. 10
3
2.4 Sms ( short message system )
SMS merupakan fasilitas standar dari Global System for Mobile
Communication (GSM) yang memungkinkan perangkat Stasiun Seluler Digital
(Digital Cellular Terminal, seperti ponsel) untuk dapat mengirim dan menerima
pesan-pesan teks dengan panjang antra 160 karakter huruf atauangka, 140
karakter
ringtone dan image – smart messaging dan maximum 70 karakter yang memuat
huruf non-Latin.SMS adalah data tipeasynchoronous message yang pengiriman
datanya dilakukan dengan mekanisme protocol store and forward.. 3
2.4.1 AT-Command
AT-Command adalah program yang digunakan pada handphone atau
GSM/CDMA modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk mengirim dan
menerima SMS. Antar perangkat handphone dan GSM/CDMA modem bisa
memiliki AT-Command yang berbeda-beda, namun biasanya mirip antara satu
perangkat dengan perangkat lain.
2.5. Komunikasi Serial RS232
Suatu komunikasi yang merupakan salah satu alternatife yang relative lebih
murah untuk menggantikan komunikasi paralel karena transfer data parallel
menggunakan 8 jalur konduktor / kawat unutk mentransfer 8 bit sekaligus dengan
menggunakan komunikasi serial maka hal tersebut dapat dilakukan dengan hanya
menggunakan satu kawat konduktor saja tetapi di transfer bit demi bit sebanyak 8
kali untuk dapat menyelesaikan transfer satu bit data.
2.6 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubahgetaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer
hampirsama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang
terpasang pada diafragma.
3 Lingga Wardhana, Belajar sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535, Andi Ofset, Yogyakarta,
2006, hal. 136
4
Gambar 2.5. Bentuk Buzzer
2.7 Bascom AVR
Bascom adalah Integrated Development Environment ( IDE ) 8051 keluarga
mikrokontroler dan beberapa turunan serta Atmel AVR mikrokontroler bahwa
dukungan itu dua produk yang avaible untuk berbagai mikrokontroler Bascom-8051
dan Bascom-AVR. Bascom AVR adalah salah satu dari sekian banyaknya bahasa
Basic yang digunakan untuk memperogram microkontroler, misal bahasa
assembly, Bahasa C, dan bahasa yang lainya.4
3. Gambaran Umum
3.1. Analisis Kebutuhan
Tujuan dari fase analisis adalah memahami dengan sebenar – benarnya
kebutuhan dari sistem baru dan mengebangkan sebuat sistem yang mewadahi
kebutuhan tersebut.
3.1.1 Kebutuhan Hardware ( Perangkat Keras )
1. AMD dual core
2. Memory 2 GB
3. Hardisk 320 GB
4. Mikrokontroler ATMEGA 8535
5. LCD 16x2
6. Resistor
7. Sensor Ultrasonik SR-04
8. Buzzer
9. LED
10. USP ASP Downloader
11. Modem Serial
4 Dididn Wahyudin, Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa BASIC Menggunakan
BASCOM-8051, Informatika Bandung, Bandung, 2012, hal. 43
5
3.1.2 Kebutuhan Software ( Perangkat lunak )
1. Bascom AVR
2. Microsoft Windows / Operating System
3. Cadsoft EAGLE
3.2 Perancangan Sistem Perangkat Keras
Konsep rancangan perangkat keras yang digunakan adalah perangkat
keras yang berfungsi mendeteksi perubahan ketinggian air. Perangkat ini
menggunakan mikrokontroler Atmega8535. Chip mikrokontroler Atmega8535 ini
dirangkai menjadi sebuah sistem minimum agar bisa bekerja. Sistem minimum
mikrokontroler ini digunakan untuk mengolah data dari sensor dan mengirimkan
data berupa tampilan hasil pembacaan sensor di LCD, suara dan SMS dari
modem GSM ke ponsel pengguna
3.2.1 Blok Diagram Dan Kerja Alat
Gambar 3. Blok Diagram Alat
Sistem Minimum
AT8535 Buzzer
Sensor Ultrasonik LCD 12x6
Modem Serial
Ponsel
7
3.2.3 Sistem Pewaktuan Mikrokontroler
Kecepatan proses yang dilakukan oleh mikrokontroler ditentukan oleh
sumber clock ( pewaktuan ) yang mengendalikan mikrokontroler tersebut. Sistem
yang dirancang ini menggunakan external crystal.
3.2.4 Perancangan Perangkat lunak
Pembuatan perangkat lunak deteksi banjir yang mengunakan mikrokontroler
Atmega 8535 ini didasarkan pada semua kemungkinan kejadian yang harus
dikerjakan oleh perangkat keras.Pembuatan perangkat lunak ini berdasarkan
sensor ultrasonik SR-04 mengunakan bahasa Basic
8
Gambar 3.3. Diagram alur hardware
3.3.1 Hubungan IC Max232 dan DB15
Untuk menghubungkan Modem wavecom M1306B dengan mikrokontroler
dapat menggunakan port serial dan port paralel.
3.3.2 Sistem Mikrokontroler Atmega8535
Pada bagian ini mikrokontroller dihubungkan dengan beberapa perangkat
eksternal baik sebagai masukan dan keluaran.
Start
Ukur Tinggi
Tinggi > 100 cm?
Tinggi > 50 cm?
Tinggi > 75 cm?
Kirim sms “ AWAS ” dan buzzer
Kirim sms “ WASPADA”dan
buzzer
Status Aman
Inisialisasi PORT Inisialisasi LCD
Cek sms
Kirim sms “ BAHAYA” dan
buzzer Tinggi < 50 cm?
9
4. Implementasi dan Pembahasan
4.1. Implementasi perangkat keras
4.1.1 Sistem mikrokontroler Atmega 8535
Setelah sistem mikrokontroler Atmega 8535 dirancang, maka langkah terakhir
adalah merakit keseluruhan komponen sistem menjadi satu kesatuan yang utuh.
Sistem mikrokontroler Atmega 8535 yang telah dirakit dapat dilihat pada Gambar
4.1
Gambar 4.1. Sistem Minimum ATMega 8535
10
4.1.2 Implementasi Perangkat Lunak
4.1.2.1 Perangkat Lunak Mikrokontroler
Perangkat lunak mikrokontroler yang telah di-compile dengan etensi “hex”
selanjutnya akan diunduh kedalam chip mikrokontroler ATMega 8535
menggunakan perangkat keras Universal Serial Bus-Internet Provider ( USB-
ISP ) downloader
Gambar 4.2 Alur Compile Program ke Mikrokontroler
Implementasi perangkat lunak yang digunakan dengan mengirimkan file “hex”
untuk ditulis kedalam chip mikrokontroler ATMega 8535
4.2 Perangkat Masukan
Setelah perangkat masukan diintegrasikan dengan sistem minimum ATMega
8535, perangkat masukan harus diuji.
4.3 Perangkat Keluaran
Setelah perangkat keluaran diintegrasikan dengan sistem minimum ATMega
8535, Perangkat keluaran harus diuji terlebih dahulu untuk mengetahui bahwa
perangkat keluaran bekerja dengan baik dan dapat menerjemahkan sinyal yang
diterima dari mikrokontroler secara tepat. Komponen perangkat yang diuji adalah:
11
1. Liquid Crystal Display (LCD) dan Sensor Ultrasonik SR04
Pengujian dilakukan untuk memastikan bahwa LCD mampu mengeluarkan
keluaran yang berupa tulisan / informasi
Gambar 4.6 Rangkaian pengujian LCD dan Sensor Ultrasonik
Dari percobaan yang dilakukan dapat diketahui bahwa LCD dapat menampilkan
keluaran pada layar sesuai dari perangkat masukan Sensor Ultrasonik SR04 dalam
pengujian terlihat bahwa LCD dapat menampilkan baik huruf maupun angka
2. Buzzer
Pengujian dilakukan untuk memastikan buzzer mampu berbunyi sesuai frekuensi
yang telah diprogram
Gambar 4.7 Rangkaian peralatan pengujian buzzer
12
Tabel 4.2 Hasil pengujian frekuensi buzzer sesuai program
No Kondisi Jarak Pembacaan
Sensor Ultrasonik
Delay Frekuensi Buzzer
(100, 300, 500)
1 Tinggi > 100cm 0
2 Tinggi > 75cm 500
3 Tinggi > 50cm 300
4 Tinggi < 50cm 100
Dari pengujian yang dilakukan dapat diketahui bahwa frekuensi buzzer dengan
program telah sesuai dengan kebutuhan.
3. Pengujian Modem Wavecom
Pengujian dilakukan untuk memastikan modem bisa digunakan untuk mengirim
sms
Gambar 4.8 Rangkaian pengujian Modem Wavecom
Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.9, disertai dengan penjelasan. Hasil
ini didasarkan pada pengujian ketika modem mendapatkan perintah sesuai dengan
pengujian yang dilakukan oleh penulis. Sehingga didapatkan hasil yang sesuai
dengan pesan yang dikirim oleh modem , dapat dilihat pada Gambar 4.9
13
Gambar 4.9 .Perintah tes kirim sms modem
4. Pengujian Delay Pengiriman SMS
Pengujian ini dilakukan unutk mengetahui angka waktu yang dibutuhkansistem
deteksi ini unutk mengirim SMS sampai ke ponsel user
Tabel 4.3. Pengujian Delay Pengiriman SMS
No Nomor Ponsel Server Waktu Tempuh SMS
sampai ke user
Provider Server
1 +6285643375057 6,3;6,5;6,2 = 6,3 detik Indosat M3
2 +6285228183760 5,4;5,7;5,3 = 5,5 detik Telkomsel
3 +628989344313 5,6;5,6;5,8 = 5,7 detik Three
4 +6281904177858 5,5;5,5;5,6 = 5,5 detik XL
5 +6285878219951 6,8;6,3;6,9 = 6,7 detik Mentari
Berdasarkan data dari pengambilan sebanyak tiga kali untuk masing-masing nomor
GSM, dan setelah di hitung maka jangka waktu paling cepat adalah 5,5 detik
4.4 Pembahasan
4.4.1 Prinsip Kerja Sistem
Sistem yang telah diuji secara terpisah guna untuk mengetahui fungsi dari
komponen yang digunakan, kemudian di uji secara utuh guna mengetahui kinerja
alat yang dibuat berfungsi sebagaimana yang di kehendaki penulis.
14
BAB V
PENUTUP
5.I Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis dan pengujian terhadap sistem Sensor Ultrasonik
SR04 ini maka dapat disimpulkan bahwa:
1 Sistem detektor banjir ini menggunakan mikrokontroler sebagai pengolah data
seluruh sistem untuk menentukan pembacaan sensor ultrasonik apakah Aman,
Waspada, Awas, Bahaya, yang ditampilkan di lcd kemudian apabila kondisi
permukaan air Waspada, Awas, Bahaya maka mikrokontroler akan
memerintahkan sistem untuk mengaktifkan Buzzer, dan modem GSM untuk
mengirim SMS (Short Message Service ) nomer tujuan.
2 Sistem detektor banjir ini berjalan dengan baik dan mudah untuk dioperasikan
semua kalangan.
3. Kecepatan pengiriman SMS sangat tergantung pada kualitas layanan perusahaan
penyedia jaringan GSM. Pemakaian jenis simcard dari produk yang sama akan
mempunyai nilai tempuh SMS yang relatif lebih cepat daripada antar perusahaan
layanan jaringan GSM yang berbeda. Rata-rata waktu tempuh pengiriman SMS
adalah 5,9 detik.
5.2 SARAN
Untuk melanjutkan pengembangan alat yaitu
1 Alat ini bisa dikembangkan dengan menambah fitur meminta informasi ketinggian
permukaan air dengan format sms tertentu karena modem ini sudah
menggunakan modem khusus
2 Alat ini bisa dikembangkan dengan mengintegrasikan ke pintu air otomatis
sehingga apabila ketinggian air tertentu pintu air bisa terbuka secara otomatis
3 Dapat di kembangkan dengan pembuatan aplikasi update nomer ponsel tujuan
sistem maka pengguna tidak perlu memprogram ulang sistem
15
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2014, HC-SR04 Datasheet, http://www.electroschematics.com/80
02/hc-sr04-datasheet/, 8 Maret 2014
Anonim, 2002, DataSheet 16x2, http:/engineersgarage.com/electronic-components/16x2-
lcd-module-datasheet, 16 Maret 2014
Didin Wahyudin, 2012, Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa BASIC
Menggunakan BASCOM-8051, Informatika Bandung, Bandung.
Lingga Wardhana, 2006, Belajar sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535, Andi
Ofset,Yogyakarta.
Syahrul, 2012, Mikrokontroler AVR Atmega8535, Informatika Bandung, Bandung.
Winoto Ardi, 2012, Mikrokontroler AVR Atmega8/16/32/8535, Informatika
Bandung,Bandung.