Emitor: Jurnal Teknik Elektro Vol.19 No. 02 September 2019 p-ISSN 1411-8890e-ISSN 2541-4518

98

Sistem Monitoring dan Kendali Operasi PompaAir di Daerah Persawahan

Agus Yoga Pratama, Bambang Hari PurwotoTeknik Elektro

UMSSurakarta, Indonesia

Yo94.tama@gmail.combhp179@ums.ac.id

Abstraksi — Sistem irigasi di daerah persawahan terkadangtidak memenuhi kebutuhan air di daerah persawahan sehinggadibutuhkan sumber air yang lain. Sumber air lain yaitu denganmembuat sumur di daerah persawahan, maka dari itudibutuhkan pompa air untuk memindahkan air dari sumur kesawah. Terjangkaunya tenaga listrik di setiap daerahmenjadikan banyak petani memanfaatkan listrik sebagai sumbertenaga dari pompa air. Proses pengairan yang lama dan waktuyang tidak menentu serta tidak efektif jika petani terusmenunggui proses pengairan sawah. Selain itu, pompa air akanmengalami kerusakan apabila bekerja pada kondisi tanpa airatau beban berat seperti air lumpur secara terus menerus. Olehkarena itu, dibutuhkan alat untuk mengendalikan pompa airsecara jarak jauh dan memonitoring kondisi pompa air jikapompa air bermasalah. Pompa air dikendalikan melalui SMSdengan mengirimkan perintah yang berguna menyalakanataupun mematikan pompa air. Teknologi yang digunakandalam hal ini adalah modul Global System for MobileCommunications, atau disingkat dengan GSM. Selain itu,digunakan pula sensor arus dan sensor water level. Sensor arusberguna memonitoring kondisi pompa air jika pompa airbermasalah atau rusak. Apabila pompa air bermasalah ataurusak, maka arus yang mengalir lebih besar 0.3A sehinggamenyebabkan boros tenaga listrik dan pompa dimatikan. Sensorwater level untuk mendeteksi kondisi air dalam tanah apakahbekerja dengan baik ketika air tidak ada, maka pompa airdimatikan. Setiap proses yang telah dijalankan akan dikirimkannotifikasi SMS ke ponsel petani berupa pesan yang menandakankondisi pompa.

Katakunci — Pompa Air, Modul GSM, SMS, Sensor Arus

I. PENDAHULUANSaat musim kemarau, sistem irigasi di daerah persawahan

sering kali tidak dapat memenuhi kebutuhan air untukmengairi sawah. Untuk itu, diperlukan sumber air yang lainuntuk memenuhi kebutuhan air tersebut. Di beberapa daerah,seringkali petani membuat sumur untuk mendapatkan air yangdiperlukan untuk mengairi sawah. Dengan demikiandiperlukan pompa air untuk menyalurkan air dari sumur kesawah. Ketersediaan energi listrik yang sudah menjangkauhampir diseluruh daerah di indonesia, maka sebagian petani

memanfaatkan tenaga listrik tersebut sebagai sumber tenagauntuk pompa air di persawahan.

Pengoperasian pompa air dimusim kemarau sangat rutin,serta sering skali diperlukan untuk mengaktifkan pompa airtersebut dalam jangka waktu yang lama. Sehingga menjaditidak efektif apabila petani harus menunggui operasi daripompa air tersebut. Selain itu, pompa air dapat mengalamikerusakan dan boros tenaga listrik apabila terus bekerja ketikamengalami beban berat dan tidak terdapat air. Dengandemikian diperlukan sistem kontrol jarak jauh yang bisamemonitor kondisi pompa air sekaligus mengendalikan kerjapompa air tersebut.

Penulis dalam pemecahan masalah tersebut membuatsebuat alat yang dapat memonitor kondisi dari pompa airmelalui arus yang dibutuhkan ketika beroperasi danketersedian air di dalam tanah. Pompa air juga dapatdikendalikan apabila petani ingin menyalakan Pada danmematikan pompa air. Dimana monitor dan kendali daripompa air dapat dilakukan secara jarak jauh menggunakanponsel melalui SMS.

Sistem kerja dari alat yang dibuat, menggunakanmikrokontroler yang berguna melakukan perintah dan prosespengolahan data. Alat akan di atur sesuai arus ketika pompaair beroperasi secara normal. Jika pompa air bekerja diatasarus normalnya maka pompa air akan dinonaktifkan dan smsakan dikirim ke petani bahwa pompa bermasalah dandinonaktifkan. Begitu pula saat kondisi air didalam tanah tidakmemenuhi kebutuhan. Sehingga kerusakan pada pompa airdapat dihindarkan. Alat yang dibuat akan melalukan prosessesuai dengan SMS yang dikirim pengguna dan memberikanbalasan SMS apabila proses telah dilakukan.

II. METODERancangan alat yang dibuat adalah sistem monitoring dan

kendali pompa air dipersawahan. Pompa air dapat mengalamikerusakan bila bekerja terus menerus pada beban beratmaupun ketika air kering. Selain itu, waktu yang cukup lamadalam melakukan pengairan area persawahan tidak efektifbila petani terus menunggui pompa air tersebut.

Agus Yoga Pratama, Bambang Hari Purwoto, Sistem Monitoring Dan Kendali Operasi Pompa Air di Daerah Persawahan

99

Dalam perancangan alat ini diperlukan beberapakomponen yaitu sensor arus ACS712 yang digunakan untukmendeteksi aliran arus ke pompa air. Sensor level air yangdigunkan untuk mendeteksi level air. Modul gsm sim800lyang digunakan sebagai komunikasi melalui sms denganmikrokontroler. Relay sebagai saklar aliran listrik ke pompaair serta LCD 16x2 sebagai penampil hasil dari sensor.Mikrokontroler untuk alat yang dibuat menggunakan ArduinoUno R3. Setelah komponen tersedia kemudian melakukantahap perancangan , yaitu perancangan perangkat keras danperancangan perangkat lunak.

Perancangan perangkat keras yaitu melakukan penyusunankomponen terhadap mikrokontroler sehingga alat dapatberjalan sebagaiman mestinya. Berikut adalah gambar 1diagram blok alat, gambar 2 rangkaian wiring perangkat keras,dan gambar 3 penempatan alat.

Gambar 1. Diagram Blofk Rangkain Perangkat Keras

Gambar 2. Wiring Rangkaian Perangkat Keras

Keterangan:

A. I2C LCD E. Modul GSM SIM800L

B. LCD 16 x 2 F. Sensor Water Level

C. Arduino Uno R3 G. ACS712

D. Step Down Converter H. Relay

DC-DC

Gambar 3. Penempatan Alat

Keterangan:

1. Alat 4. Permukaan Air

2. Kabel Instalasi 5. Sensor Air

3. Pipa 6. Pompa Air

Perancangan perangkat lunak yaitu prinsip kerja darimikrokontroler dari alat yang dibuat. Gambar 4 menunjukkanflowchart dari perancangan perangkat lunak.

Emitor: Jurnal Teknik Elektro Vol.19 No. 02 September 2019 p-ISSN 1411-8890e-ISSN 2541-4518

100

Gambar 4. Flowchart Cara Kerja Sistem

Alat yang dirancang akan bekerja dengan 3 perintah SMS.Ketika SMS “Hidup” dikirim pompa akan dihidupkan, setelahhidup alat mengirim SMS ke user. Selama pompa hidupapabila terdapat kondisi arus lebih besar 0.3A maka pompadimatikan dan SMS akan dikirim ke user. Jika arus lebih kecilsama dengan 0.3A pompa tetap hidup dan dilanjutkan denganmembaca kondisi air. Jika air di bawah batas minimum, makapompa dimatikan dan SMS dikirim ke pengguna, sedangkanjika air diatas batas minimum pompa tetap hidup. Ketika alatmenerima SMS, maka “Kondisi” alat akan membaca kondisiair dan arus, kemudian hasil pembacaan dikirim ke pengguna.Apabila SMS yang dikirim “Mati” maka Pompa dimatikandan SMS akan dikirim olet alat ke pengguna. Bab II biasanyamemuat penjelasan tentang metode yang digunakan dalampenelitian seperti alat dan bahan, rincian prosedur, algoritmaatau langkah-langkah yang digunakan dalam pelaksanaanpenelitian.

III. HASIL DAN PEMBAHASANA. Desain Alat Yang Dihasilkan

Alat yang dihasilakan terdiri dari LCD 16x2 sebagaipenampil data alat, Sensor level Air berguna mendeteksikeberadaan air, Sensor Arus ACS712 untuk mendeteksi arusyang mengalir, Step Down Converter DC-DC untuk merubahtegangan 5V menjadi 4V ke Modul GSM SIM800L, Relayberfungsi sebagai saklar otomatis pompa, Arduino UNO R3sebagai mikrokontroler yang memproses dan melakukan

perintah dari sistem, Modul GSM SIM800L sebagaikomunikasi melalui SMS, dan terdapat Push Button sebagisaklar manual dari alat. Gambar 5 memperlihatkan alat yangdihasilkan.

Gambar 5. Alat kendali dan monitoring pompa air

Keterangan:

1. Push Button 5. Modul GSM SIM800L

2. LCD 16x2 6. Sensor Water Level

3. Step Down Converter DC DC 7. ACS712

4. Arduino Uno R3 8. Relay

B. Pengujian Sensor Arus ACS712

Sensor arus yang digunakan adalah ACS712, dimanaACS712 bekerja dengan cara aliran arus yang masuk melaluitembaga di dalamnya menghasilkan medan magnet dan ditangkap oleh intergreted Hall IC dan diubah menjadi teganganproposional. Sensor ACS bekerja baik. Namun, hasilpengukuran dari sensor harus dibandingkan dengan alat ukuryang lebih akurat yaitu multimeter digital. Tabel 1menunjukkan hasil perbandingan pengukuran antara ACS712dengan multimeter digital.

Tabel 1. Pengukuran Sensor Arus ACS712

Agus Yoga Pratama, Bambang Hari Purwoto, Sistem Monitoring Dan Kendali Operasi Pompa Air di Daerah Persawahan

101

Hasil pengukuran diatas adalah hasil uji sensor terhadappompa kolam Yamano WP 105 yang ditampilkan di LCD 16 x2. Hasil uji coba menunjukkan nilai arus pompa air ketikamenyala pada penempatan yang berbeda. Arus mengalamiperubahan yang menandakan sensor arus bekerja dengan baik.

Hasil dari pengukuran arus digunakan untukmengendalikan pompa Yamano WP 105 saat dihidupkan.Hasil pengukuran menunjukkan 0.22A ketika pompa airdihidupkan dalam air yang menandakan pompa air bekerjadalam kondisi baik. Arus 0.38 A ketika pompa dihidupkantanpa air dan 0.31A ketika di dalam lumpur. Dari hasilpengukuran tersebut dapat disimpulkan bahwa pompa airYamano WP 105 mengalami masalah ketika arus lebih besar0.3A.

C. Pengujian Sensor Level Air

Sensor level air yang digunakan selanjutnya diujikepekaannya dengan memasukkan air kedalam dan kemudiandiangkat dari air. LCD 16 x 2 digunakan sebagai indikatorpembanding. Delay waktu juga diuji untuk mengetahui berapalama respon sensor. Respon sensor yang dimaksud adalahkecepatan pembacaan sensor ketika mengenai air atau keluardari air dimana data pembacaan ditampilkan pada LCD 16 x 2.Tabel 2 memperlihatkan data pengujian sensor level air.

Tabel 2. Pengujian Respon Sensor Level Air

Data dari hasil pengujian sensor menunjukkan ketikasensor keluar dari air memiliki respon lebih lama. respon lebihlama disebabkan masih ada air yang menempel di permukaansensor.

D. Pengujian SMS

Pengujian SMS dilakukan untuk mengetahui SMS yangdikirim dapat atau tidak mengendalikan pompa air. Pengujianjuga bertujuan untuk mengetahui apakah SMS yang diterimasesuai dengan kondisi pompa air. Tabel 3 menunjukkanpengujian kendali pompa air dengan SMS.

Tabel 3. Kendali Pompa Air dengan SMS

Selanjutnya uji coba dilanjutkan dengan memonitoringpompa air, yaitu dengan cara mengirim SMS “Kondisi” ke alat.Setelah SMS terkirim maka alat membaca setiap sensor danhasil dari pembacaan sensor dikirim ke ponsel penggunaberupa. Tabel 4 menunjukkan dari hasil pengujian monitoringpompa melalui SMS.

Tabel 4. Hasil Monitoring Pompa Air melalui SMS

Pengujian selanjutnya yaitu melihat apakah SMS dapatterkirim ke ponsel pengguna apabila pompa air mengalamimasalah. Pompa air mengalami masalah yaitu ketika aruspompa air lebih besar 0.3 A, dan ketika air dibawah batasminimum. Selain SMS terkirim ke ponsel pengguna, pompaair juga dimatikan jika pompa air mengalami masalah. Tabel 5memperlihatkan pengujian SMS ketika pompa air mengalamimasalah.

Emitor: Jurnal Teknik Elektro Vol.19 No. 02 September 2019 p-ISSN 1411-8890e-ISSN 2541-4518

102

Tabel 5. Pengujian SMS ketika Pompa Mengalami Masalah

IV. KESIMPULANSistem kendali dan monitoring pompa air di daerah

persawahan yang dirancang bekerja dengan baik sebagaimanayang diharapkan. Dimana pompa dapat dikendaliakan jarakjauh dengan SMS. Sensor arus ACS712 dapat membacaperubahan arus pada pompa air ketika arus lebih dari 0.3Aberarti pompa air bermasalah atau mengalami kerusakansehingga menyebabkan boros tenaga listrik. Sensor level airjuga mendeteksi kondisi air sehingga mengantisipasi pompabekerja tanpa air dengan mematikan pompa ketika airmelewati sensor level air. Ketika pompa air mati dan hidupSMS dapat terkirim ke ponsel pemilik dengan baik.

Sistem sudah berjalan baik namun masihmembutuhkan penyempurnaan dengan penambahan beberapa

komponen pendukung. Flow sensor diperlukan untukmendeteksi kecepatan aliarn air. Kemudian penerapankomunikasi internet karena perkembangan zaman yang serbamenggunakan internet dengan temuan baru yang dituangkansecara akurat dan mendalam.

DAFTAR PUSTAKA[1] Anonim. Pengertian Arduino Uno.

https://ilearning.me/sample-page-162/arduino/pengertian-arduino-uno/. 04-06-2019. 21.20

[2] Dilcshon Kho. Pengertian Relay dan Fungsinya.https://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/. 04-06-22.00

[3] Fatori, Muhamad Maftuh Fuad, Fiqqih Faizah , DeviArisand. 2017. “Rancang Kontrol Dan MonitoringSistem Proteksi Pompa Air Submersible BerbasisArduino Nano”. ISSN : 2548-8112

[4] Fitriandi, Afriza, Endah Komalasari, Herri Gusmedi.2016. Rancang Bangun Alat Monitoring Arus danTegangan Berbasis Mikrokontroler dengan SMSGateway. Electrician – Jurnal Rekayasa dan TeknologiElektro Vol.10, No.2

[5] Muradi, Dany Ratminto. 2018. Rancang Bangun SistemPemantau Keamanan Terhadap Pencurian Pada LumbungPadi Menggunakan Sms Gateway Berbasis Atmega 32.Bachelors Degree (S1) thesis, .University ofMuhammadiyah Malang.

[6] Teori Elektronika. 2018. LCD (Liquid Cristal Display).https://elektronika-dasar.web.id /. 04-06-2019. 22:30