TUGAS AKHIR AIR MELALUI DATABASE THINGSPEAK BERBASIS ARDUINO
Transcript of TUGAS AKHIR AIR MELALUI DATABASE THINGSPEAK BERBASIS ARDUINO
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN POMPA AIR OTOMATIS ANTISIPASI BANJIR
DAN PINTU AIR OTOMATIS DENGAN MONITORING KETINGGIAN
AIR MELALUI DATABASE THINGSPEAK BERBASIS ARDUINO
Disusun dalam MemenuhiSyarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S1)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas TeknikUniversitas Semarang
Denni Haryanto
C.431.14.0030
JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEMARANGSEMARANG
2018
v
ABSTRAK
Floods and puddles are an annual problem and have a profound effect on thecondition of society both socially, economically and environmentally. The flood isnot a personal matter that is thoroughly based on the discipline, but the floods arecaused by the damaged environment system and the environmental chains of theenvironment are disturbed, to overcome the problem of flooding need to bestudied in an integrated manner.This research is done by making a device "automatic water pump anticipate floodand automatic water gate with water level monitoring through Arduini Uno-BasedThingspeak Database" .The model that needs to be developed to overcome thisflood is to reduce the flow of surface flow, then on each unit of land use must seepor flow into the river.
Keywords: Arduino Uno, ultrasonic, servo motor.
vi
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto :
1. Jangan pernah menyerah sebelum berusaha, dan jangan pernah
mengatakan tidak bisa sebelum mencoba.
2. Kerjakanlah bagianmu maka Tuhan akan mengerjakan bagianNya.
3. Berdoa dan berusaha untuk suatu tujuan mulia.
Tugas akhir ini dipersembahkan untuk :
1. Bapak dan Ibu tercinta.
2. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Semarang.
3. Semua pihak yang telah memberi dukungan dan bantuan kepada penulis
selama proses penyelesaian Tugas Akhir.
4. Pembaca yang budiman.
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan berkah dan rahmat-
Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan
judul“Rancang bangun pompa air otomatis antisipasi banjir dan pintu air otomatis
dengan monitoring ketinggian air melalui Data Base Thingspeakberbasis Arduino.
Penulisan Laporan Tugas Akhir ini dimaksudkan guna memenuhi salah satu
syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Sarjana ( S1 ) Program Studi
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Semarang.
Penulis menyadari bahwa dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini
tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak, baik
secara langsung maupun tidak langsung. Pada kesempatan ini, perkenankanlah
penulis menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Andy Kridasusila,SE, selaku Rektor Universitas Semarang.
2. Bapak Purwanto,ST,MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Semarang.
3. Ibu Budiani Destyaningtyas, ST, M.Eng, selaku Wakil Dekan 1 Fakultas
Teknik Universitas Semarang.
4. Ibu Titik Nurhayati, ST, M.Eng, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Semarang.
5. Bapak Andi Kurniawan Nugroho, ST, MT , selaku Dosen Pembimbing I.
6. Bapak Agus Margiantono,SSi, MT, selaku Dosen Pembimbing II.
viii
7. Bapak dan Ibu tercinta yang senantiasa berdoa untuk keberhasilan dan
kesuksesan anaknya.
8. Kepada Allah SWT yang telah memberikan ramat dah hidayahNya kepada
penulis.
9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada
penulis sampai terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna dan masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, dengan kerendahan hati
penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan
laporan ini.
Besar harapan penulis semoga karya kecil ini dapat memberi manfaat
bagi para pembaca. Akhir kata, apabila ada hal – hal yang masih kurang atau
kesalahan dalam pembuatan laporan tugas akhir ini, penulis memohon maaf yang
sebesar – besarnya.
Semarang, 20 april 2018
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.......................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................ ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS............................................... iii
INTISARI........................................................................................................... iv
ABSTRAC ......................................................................................................... v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................................... vi
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii
DAFTAR ISI...................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL.............................................................................................. xv
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN............................................................... 1
1.1 Latar Belakang............................................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................................... 2
1.3 Tujuan dan Manfaat .................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.5 Metode Penelitian ....................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................. 4
BAB II DASAR TEORI................................................................. 6
2.1 Arduino Uno ............................................................................................... 6
2.2 Modul Sensor Ultrasonik ............................................................................ 11
x
2.3 Motor Servo ................................................................................................ 13
2.4 Modul Sim 900 ........................................................................................... 17
2.5 Relay ........................................................................................................... 20
2.6 Adaptor ....................................................................................................... 23
2.7 Pompa Aquarium ........................................................................................ 19
2.8 Thingspeak .................................................................................................. 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................... 32
3.1 Jenis Penelitian ........................................................................................... 32
3.2 Daftar Alat dan Bahan ................................................................................ 32
3.3 Perancangan Alat ........................................................................................ 33
3.3.1 Perencanaan Diagram Blok..................................................................... 33
3.3.2 Perencanaan Database Thingspeak ......................................................... 34
3.3.3 Perencanaan Box Miniatur Perumahan..................................................... 38
3.3.4 Perencanaan Box Miniatur Sungai Kecil ............................................... 39
3.3.5 Perencanaan Box Miniatur Sungai Besar............................................... 39
3.3.6 Perencanaan Box Miniatur Pintu Air ...................................................... 40
3.3.7 Pembuatan Perangkat Lunak................................................................... 40
3.4 Cara Pengoperasian Alat ............................................................................. 42
3.5 Skema Modul Rangkaian Alat .................................................................... 44
3.6 Diagram Alir Sistem ................................................................................... 44
3.6.1 Cara Kerja Flochart ................................................................................ 46
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN................................... 47
4.1 Pengujian Alat............................................................................................. 47
xi
4.1.1 Pengukuran Alat ..................................................................................... 47
4.1.2 Pengujian Rangkaian Relay ................................................................... 48
4.1.3 Pengujian Rangkaian Sensor Ultrasonic diperumahan,sungai kecil dan
sungai besar........................................................................................................ 49
4.1.4 Pengujian Rangkaian Motor Servo ......................................................... 51
4.1.5 Pengujian Sim 900 .................................................................................. 52
4.1.6 Pengujian Pompa Air .............................................................................. 53
BAB V PENUTUP........................................................................... 54
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 54
5.2 Saran ........................................................................................................... 55
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 56
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arduino Uno R3 ....................................................................... 7
Gambar 2.2 IDE Aruino ............................................................................... 8
Gambar 2.3 Pin Chip atmega328 ................................................................. 9
Gambar 2.4 Arah Pancaran Gelombang Ultrasonic ..................................... 12
Gambar 2.5 Modul Sensor Ultrasonic.......................................................... 13
Gambar 2.6 Motor Servo.............................................................................. 16
Gambar 2.7 Layout dan pin pin Modul SIM900 .......................................... 18
Gambar 2.8 Gambar Modul SIM900 ........................................................... 19
Gambar 2.9 Bentuk Relay dan Simbol Relay .............................................. 21
Gambar 2.10 Bagian Relay ............................................................................ 22
Gambar 2.11 Trafo step down........................................................................ 24
Gambar 2.12 Rangkaian Adaptor................................................................... 25
Gambar 2.13 Elco Filter ................................................................................. 26
Gambar 2.14 Voltage Regulator..................................................................... 26
Gambar 2.15 Jenis Filter Aquarium ............................................................... 27
Gambar 2.16 thingspeak................................................................................. 29
Gambar 2.17 Resistor Carbon ........................................................................ 30
Gambar 2.18 Transistor.................................................................................. 30
Gambar 2.19 Simbol Transistor npn .............................................................. 31
Gambar 3.1 Perencanaan Diagram Blok ...................................................... 33
Gambar 3.2 Tampilan website thingspeak ................................................... 34
xiii
Gambar 3.3 Tampilan website thingspeak ................................................... 35
Gambar 3.4 Tampilan sign in website thingspeak ....................................... 36
Gambar 3.5 Tampilan sign in website thingspeak ....................................... 36
Gambar 3.6 Tampilan membuat Chanel thingspeak .................................... 37
Gambar 3.7 New Chanel thingspeak ............................................................ 37
Gambar 3.8 Box miniatur perumahan .......................................................... 38
Gambar 3.9 Box miniatur sungai kecil......................................................... 39
Gambar 3.10 Box miniatur sungai besar ........................................................ 39
Gambar 3.11 Miniatur pintu air...................................................................... 40
Gambar 3.12 Simulasi alat pompa air otomatis antisipasi banjir dan pintu air
otomatis dengan monitoring ketinggian air melalui database thingspeak ......... 42
Gambar 3.13 Skema modul rangkaian alat rancang bangun pompa air otomatis
antisipasi banjir dan pintu air otomatis dengan monitoring ketinggian air melalui
database thingspeak............................................................................................ 44
Gambar 3.14 Diagram Alir Sistem................................................................. 46
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Uno .......................................................... 6
Tabel 2.2 Fungsi Pin Modul Sensor Ultrasonic........................................ 13
Tabel 4.1 Hasil pengukuran power suply ................................................. 48
Tabel 4.2 Hasil pengujian rangkaian Relay.............................................. 48
Tabel 4.3 Pengukuran tegangan pada Relay............................................. 49
Tabel 4.4 Hasil pengujian rangkaian sensor ultrasonic diperumahan sungai
kecil dan sungai besar............................................................... 51
Tabel 4.5 Pengujian rangkaian motor servo ............................................. 51
Tabel 4.6 Pengujian Rangkaian Waterpump aquarium ............................ 53
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Banjir merupakan salah satu bencana yang kerap melanda indonesia
beberapa tahun terakhir ini. Bencana banjir juga telah menjadi perhatian secara
nasional oleh pemerintah. Hal ini terlihat dari peran pemerintah dalam
membentuk badan penanggulangan bencana nasional (BPBN) sebagai salah satu
badan yang mempunyai peran dalam penanggulangan bencana di indonesia. Telah
banyak korban bencana banjir yang telah kehilangan nyawa dan harta benda.
Selain pendirian BPBN pemerintah juga mendorong bagi pihak swasta maupun
instansi pemerintah lainnya baik lembaga riset maupun lembaga swadaya
masyarakat untuk mengembangkan sistem yang dapat mengantisipasi bencana
seperti sistem peringatan dini bencana.
Dari penelitian yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya terdapat beberapa
penelitian pengembangan sistem peringatan banjir yang telah di lakukan seperti
yang di ketahui bahwa saat ini teknologi komunikasi dan informasi telah
berangsur memulai pengalihan ke teknologi mobile. Hal ini di karenakan
teknologi mobile merupakan teknologi yang kerap terus berkembang secara
global. Penelitian berbasis mobile telah di kembangkan oleh (Azid et al.2015), (
Kuantama et al.2013), (Do et al. 2015) dalam bentuk informasi banjir berbasis
SMS dengan menggunakan pemproses mikrokontroler Arduino Uno dan modul
GSM. Pada penelitian tersebut informasi yang di kirimkan merupakan ketinggian
banjir kepada stasiun banjir.
2
Kini telah di kembangkannya berbagai teknologi yang di harapkan berhasil
untuk menganalisir dampak yang terjadi akibat bencana alam. Alat-alat pendeteksi
bencana alam bermunculan, dan ini adalah sebagian kecil dari banyaknya
perkembangan teknologi yang di kembangkan untuk mengatasi masalah bencana
alam, Namun dalam konteks ini akan di bahas sebuah perkembangan teknologi
yang di maksudkan untuk mengatisipasi banjir yang belakangan ini marak terjadi
di daerah-daerah rendah. Maka dari itu sesuai tujuan di ciptakannya tugas akhir ini
yaitu alat pompa air otomatis antisipasi banjir dan pintu air otomatis.
Pada perencanaan alat ini di rancang untuk mengalirkan air dari
perumahan ke sungai kecil jika sungai sungai kecil melebihi batas yang di
tentukan maka pintu air akan terbuka otomatis dan air akan mengalir ke sungai
besar. Data ketinggian air pada perumahan,sungai kecil dan sungai besar akan di
kirim ke data base thingspeak melalui jaringan internet/ sim 900. Data yang ada
di data base thingspeak dapat di akses/di lihat di aplikasi android berupa grafik.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di ketahui di butuhkan alat untuk
mengantisipasi banjir.Maka di ciptakan alat pompa air otomatis antisipasi banjir
dan pintu air ototomatis dengan monitoring ketinggian air melalui database
thingspeak berbasis arduino.
3
1.3 Tujuan dan Manfaat
Membantu mengantisipasi akan terjadinya banjir di perumahan serta pintu
air akan membuka otomatis jika air di sungai kecil melebihi batas yang telah di
tentukan.data dari ketinggian air di perumahan,sungai kecil dan sungai besar akan
terlihat di Data Base thingspik berupa grafik.
1.4 Batasan Masalah
Dalam pembuatan alat ini penulis akan membuat batasan permasalahan
agar tidak menyimpang dari spesifikasi dan kemampuan alat yang kami buat.
Pembatasan masalah tersebut adalah :
a. Modul di kontrol menggunakan Arduino.
b. Pompa air akan bekerja otomatis jika air di perumahan melebihi batas
yang di tentukan .
c. Data dari ketinggian air dapat di akses atau di lihat di aplikasi android (
data berupa grafik ).
1.5 Metodologi Penelitian
Untuk menyelesaikan tugas akhir ini, di lakukan langkah-langkah sebagai
berikut :
a. Pembahasa Judul
Melakukan studi kasus sebagai rencana awal dalam melakukan
penelitian.
b. Studi Literatur
Pembahasan teoritas melalui studi literatur dari buku-buku atau jurnal
ilmiah.
4
c. Pengumpulan Data
Pengumpulan data tentang aplikasi pemrograman arduino dan sistem
monitoring ketinggian air melalui data base thingspik.
d. Memproses Data
Proses data menggunakan aplikasi pemrograman arduino
e. Melakukan Pengujian Stimulasi
Pengujian stimulasi yang sudah di buat pada aplikasi pemrograman
arduino
f. Evaluasi
Dengan mengetahui kelemahan dan kelebihan pemrograman arduino
sebagai acuan kedepannya.
g. Menyusun Laporan Penelitian
Penyusunan Hasil dari penelitian.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pembahasan, keseluruhan perancangan sistem ini
dibagi menjadi lima bab dengan pokok pikiran dari tiap-tiap bab sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan latar belakang masalah, tujuan perancangan alat,
pembatasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.
BAB II: METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi konsep atau teori yang bekaitan dengan Tugas Akhir,
komponen yang digunakan beserta prinsip kerjanya dan teknik
pemrogaman yang akan di gunakan.
5
BAB III : PERANCANGAN ALAT
Bab ini membahas tentang langkah dan cara pembuatan alat atau benda
kerja.
BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA
Bab ini berisi tentang pengujian yang telah dilakukan terhadap benda kerja
serta analisa hasil perbandingan antara data yang diperoleh dengan teori
yang ada.
BAB VI : PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan hasil yang diperoleh dari hasil analisis
pada bab sebelumnya yang dikaitkan dengan permasalahan dan tujuan
penelitian yang diinginkan serta usulan/rekomendasi untuk implementasi
atau penyempurnaan hasil lebih lanjut, juga tema riset lain yang dapat
dilakukan oleh peneliti lainnya.
6
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Arduino UnoR3
Arduino UnoR3 adalah papan pengembangan mikrokontroler yang
berbasis chip ATmega328P. Arduino Uno memiliki 14 digital pin
input/output (atau biasa ditulis I/O), dimana14pin diantaranya dapat
digunakan sebagai output PWM antara lain pin 0 sampai 13), 6 pin input
analog, menggunakan crystal 16 MHz antara lain pin A0 sampai A5,
koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan tombol reset. Hal tersebut
adalah semua yang diperlukan untuk mendukung sebuah rangkaian
mikrokontroler. Spesifikasi arduino unoR3 dapat dilihat pada tabel 2.1 dan
arduino unoR3 dapat dilihat pada gambar 2.2.
Tabel2.1 SpesifikasiArduino Uno
Mikrokontroler ATmega328
Operasi Tegangan 5 Volt
Input Tegangan 7-12 Volt
Pin I/O Digital 14
Pin Analog 6
Arus DC tiap pin I/O 50 mA
Arus DC ketika3.3V 50 mA
7
Memori flash
32 KB
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Kecepatan clock 16 MHz
Gambar2.1 ArduinoUno R3
2.1.1. IDEarduino
IDE(IntegratedDevelopmentEnvironment) adalah sebuah perangkat
lunak yang digunakan untuk mengembangkan aplikasi
mikrokontroler mulai dari menuliskan source program,kompilasi,
upload hasil kompilasi dan uji coba secara terminal serial.IDE
arduino dapat dilihat pada gambar 2.2.
8
Gambar2.2 IDEArduino
a. Icon menu verify yang bergambar cek lis berfungsi untuk
mengecek programyang ditulis apakah ada yang salah atau
error.
b. Icon menu upload yang bergambar panah kearah kanan
berfungsiuntuk memuat/transferprogramyang dibuat di
software arduino ke hardware arduino.
c. Icon menu New yang bergambar sehelai kertas berfungsi untuk
membuat halaman baru dalam pemrograman.
d. Icon menu Open yang bergambar panah ke arah atas berfungsi
untuk membuka program yang disimpan atau membuka
program yang sudah dibuat dari pabrikan software arduino
e. Icon menu Save yang bergambar panah ke arah bawah
berfungsi untuk menyimpan program yang telah dibuat atau
dimodifikasi
f. Icon menuserial monitor yang bergambar kaca pembesar
berfungsi untuk mengirim atau menampilkan serial komunikasi
data saat dikirim dari hardware arduino.
9
2.1.2 ATMega328
ATMega328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8bit. Beberapa
tipe mikrokontroler yang sama dengan ATMega 8 ini antara lain
ATMega8535,ATMega16,ATMega32,ATmega328, yang membedakan
antara mikrokontroler antara lain adalah, ukuran memori, banyaknya
GPIO (pin input/output), peripherial (USART, timer, counter, dll).
Dari segi ukuran fisik, ATMega328 memiliki ukuran fisik lebih kecil
dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler diatas. Namun untuk segi
memori dan perial lainnya ATMega328 tidak kalah dengan yang lainnya
karena ukuran memori dan periperialnya relative sama dengan
ATMega8535, ATMega32, hanya saja jumlah GPIO lebih sedikit
dibandingkan mikrokontroler diatas.
Gambar2.3 Pin Chip atmega328
ATMega328 memiliki3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC,
dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak23 pin. PORT tersebut
dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai
periperal lainnya.
10
1. PortB
PortB merupakan jalur data 8bit yang dapat difungsikan sebagai
input/output.Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di
bawah ini.
a. ICP1(PB0),berfungsi sebagai Timer Counter1input capture pin.
b.OC1A(PB1),OC1B(PB2)danOC2(PB3)dapat difungsikan sebagai keluaran
PWM (PulseWidthModulation).
c.MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur
komunikasi SPI.
d.Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP)
e.TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber
clockexterl untuk timer.
f. XTAL1(PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama
mikrokontroler.
2. PortC
Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai
input/output digital. Fungsi alternative PORTC antara lain sebagai
berikut.
a. ADC6 channel(PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5)dengan resolusi sebesar
10bit.ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa
tegangan analog menjadi data digital
b. I2C (SDA danSDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada
PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain
11
yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas,
accelerometer nunchuck.
3. PortD
PortD merupakan jalur data 8bit yang masing-masing pin-nya juga dapat
difungsikan sebagai input/output. Sama seperti PortB dan Port C, PortD
juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
a. USART (TXDdanRXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan
level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial,
sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk
menerima data serial.
b. Interrupt (INT0danINT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai
interupsi hardware.Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari
program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi
hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan
menjalankan program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clockexternal untuk USART,
namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak
perlu membutuhkan externa lclock.
d.T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counterexternal untuk timer1dan
timer 0.
e. AIN0 danAIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog
comparator.
12
2.2 Modul Sensor Ultrasonik
Modul sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk
mengubah besaran fisis(bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya.
Gelombang ultrasonic adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi
20.000Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia.Jarak
yang dapat dibaca sensor ultrasonic adalah 3cm sampai 3m. Selain range jarak
antara 3cm sampai 3m,sudut pancaran dari Sensor ultrasonik adalah dari 0
sampai dengan 30 derajat. Arah pancaran gelombang ultrasonic dapat dilihat
pada gambar2.4
Gambar 2.4 Arah Pancaran Gelombang Ultrasonik
Cara kerja modul sensor ultrasonik untuk mengukur jarak adalah
sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik.Sinyal yang dipancarkan akan
merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan340m/s.ketika
menumbuk suatu benda,maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda
tersebut. Setelah gelombang pantulan sampaidi alat penerima maka sinyal
tersebut Akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut.Jarak benda
13
dihitung berdasarkan rumus:s= 340.t/2 Dimana s merupakan jarak
antarasensor ultrasonic dengan benda dant adalah selisih antara waktu
pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang
pantul diterima receiver. Fungsi pin modul sensor ultrasonic terdapat pada
tabel 2.2 dan modul sensor ultrasonik ditujukan pada gambar2.5
Tabel2.2 Fungsi Pin Modul Sensor Ultrasonik
PIN FUNGSI
VCC Sumber tegangan
TRIGGER Pemicusinyal sonardarisensor
ECHO Penangkappantulansinyal sonar
GND Ground
Gambar 2.5 Modul Sensor Ultrasonik
14
2.3. Motor Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat sebagai actuator putar
(motor) yang dirancang dengan system control umpan balik loop
tertutup (servo), sehingga dapat diset-up atau diatur untuk menentukan
dan memastikan posisi sudut dari poros output motor.Motor servo
merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC,serangkaian gear,
rangkaian kontrol dan potensiometer.Serangkaian gear yang melekat
pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan
meningkatkan torsi motor servo,sedangkan potensio meterdengan
perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu
batas posisi putaran poros motorservo. Penggunaan sistem controlloop
tertutup pada motor servo berguna untuk mengontrol gerakan dan posisi
akhi rdari poros motor servo. Posisi poros output akan dihasilkan oleh
sensor,untuk mengetahui posisi poross udah tepatseperti yang diinginkan
atau belum,dan jika belum,maka control input akan mengirim sinyal
kendali untuk membuat posisi poros tersebut tepat pada posisi yang
diinginkan. Motor servo biasa digunakan dalam aplikasi-aplikasi
diindustri, selain itu juga digunakan dalam berbagai aplikasi lain seperti
pada mobil mainan radio kontrol,robot,pesawat,dan lain sebagainya.Ada
dua jenis motorservo,yaitu motor servo AC dan DC. Motor servo AC
lebih dapat menangani arus yang tinggi atau beban berat,sehingga sering
diaplikasikan pada mesin-mesin industry .Sedangkan motor servo DC
biasanya lebih cocok untuk digunakan pada aplikasi-aplikasiyang lebih
kecil.Dan bila dibedakan menurutrotasinya, umumnya terdapat dua jenis
15
motor servo yang dan terdapat di pasaran, yaitu motor servo rotation 180⁰
dan servo rotation continuous360.
a. Motor servo standard (servo rotation 180°) adalah jenis yang
paling umumdari motor servo, dimana putaran porosoutputnya terbatas
hanya 90°kearah kanan dan 90° kearah kiri. Dengan kata lain total
putarannya hanya setengah lingkaran atau 180°
b. Motor servo rotation continuous 360⁰merupakan jenis motor
servoyang sebenarnya sama dengan jenis servo standard, hanya saja
perputaran porosnya tanpa batasan atau dengan kata lain dapat berputar
terus, baikke arah kanan maupun kiri.Pada alat Aplikasi Acceleromete pada
Penstabil Monopod Menggunakan Motor Servo memanfaatkan motor
servo DC karena penggunaanya yang praktis dan ditambah keunggulan
dari fitur motor servo DC.Motor servo DC memiliki system umpan balik
tertutup dimana posisi rotor-nya akan di informasikan kembali kerangkaian
control yang ada di dalam motor servo.Motor ini terdiri dari sebuah motor
DC,serangkaian gear, potensio meter, dan rangkaian kontrol. Potensio
meter berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo.
Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa
yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor servo.
16
Gambar2.6 Motor Servo
Keunggulan dari penggunaan motor servoadalah:
1. Tidak bergetar dan tidak ber-resonansi saat beroperasi.
2. Daya yang dihasilkan sebanding dengan ukuran dan berat motor.
3. Penggunaan aruslistik sebanding dengan beban yang Diberikan
4. Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan hanya mengganti
encoder yang dipakai.
5. Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi.
Motor servo dapat dimanfaatkan pada pembuatan robot,salah
satunya sebagai penggerak kaki robot.Motor servo dipilih sebagai
penggerak pada kaki robot karena motor servo memiliki tenaga atau torsi
yang besar,sehingga dapat menggerakan kaki robot dengan beban yang
cukup berat.
Motor servo pada dasarnya dibuat menggunakan motor DC
yang dilengkapi dengan controller dan sensor posisi sehingga dapat
memiliki gerakan 0o,90o,120o,180o atau 360o. Tiap komponen pada
17
motor servo diatas masing-masing memiliki fungsi sebagai controller
,driver,sensor,gear box dan aktuator. Motor pada sebuah motor servo
adalah motor DC yang dikendalikan oleh bagian controler, kemudian
komponen yang berfungsi sebagai sensor adalah potensio meter yang
terhubung pada system gearbox pada motor servo.
2.4 Modul SIM900
SIM900 adalah modul SIM yang digunakan pada penelitian ini.
Modul SIM900 GSM/GPRS adalah bagian yang berfungsi untuk
komunikasi antara krokontroler Arduino dengan Web Service.
Modul komunikasi GSM/GPRS menggunakan core IC SIM 900. Modul ini
mendukung komunikasi dualband pada frekuensi 900/1800MHz (GSM900
dan GSM1800) sehingga fleksibel untuk digunakan bersama kartu SIM
dari berbagai operator telepon seluler di Indonesia.Operator GSM yang
beroperasi difrekuensi dualband 900MHz dan 1800MHz
sekaligus:Telkomsel,Indosat,dan XL.Operator yang hanya beroperasi pada
band 1800 MHz: Axis dan Three.
18
Gambar 2.7 Layout dan Pin-pin dari Modul SIM 900
Pada gambar 2.7 merupakan tampilan dari konfigurasi pin GSM SIM
900.Modul ini sudah terpasang pada breakout-board (modulinti dikemas
dalam SMD/Surface Mounted Device packaging) denganp inheaders
tandar 0,1"(2,54mm) sehingga memudahkan penggunaan,bahkan bagi
penggemar elektronika pemula sekalipun. Modul GSM SIM 900 ini juga
disertakan antena GSM yang kompatibel dengan produk ini. Pada
gambar2.8 dapat dilihat tampilan dari modul GSM SIM 900 yang
dilengkapi dengan antena.
2.8 Gambar Modul SIM 900
19
2.4.1 Spesifikasi modul GSM SIM 900:
1.GPRS multi-slotclass10/8, kecepatan transmisi hingga 85.6kbps
(downlink), mendukung PBCCH, PPPstack, skema penyandian CS1,2,3,4
2.GPRS mobile stationclass B
3.Memenuhi standar GSM2/2 +
4.Class 4 (2 W@ 900 MHz)
5.Class 1 (1 W@ 1800MHz)
6. SMS(Short Messaging Service): point-to-point MO &MT, SMS cell
broadcast, mendukung format teks dan PDU (Protocol Data Unit)
7. Dapat digunakan untuk mengirim pesan MMS ( Multimedia Messaging
Service)
8. Mendukung transmisi faksimili (fax group 3 class 1)
9. Handsfree mode dengan sirkit reduksi gema (echo suppression circuit)
10. Dimensi:24 x24x3 mm
11. Pengendalian lewat perintah AT(GSM 07.07, 07.05 & SIMCOM
(EnhancedATCommand Set)
12. Rentang catu daya antara7 Volt hingga12Volt DC
13. SIM Application Toolkit
14. Hemat daya, hanya mengkonsumsi arus sebesar 1mA pada moda tidur
(sleep mode)
15. Rentang suhu operasional: -40 °C hingga +85 °C
20
2.4.2 Cara kerja Modul SIM 900
Modul GSM SIM 900 dapatb ekerja dengan diberi
perintah“ATCommand”,(AT=Attention).ATCommand adalah perintah-perintah
standar yang digunakan untuk melakukan komunikasi antara komputer dengan
ponsel melalui serial port. Melalui ATCommand, data-data yang ada didalamp
onsel dapat diketahui, mulai dari vendor ponsel,kekuatan sinyal,membaca
pesan,mengirim pesan,danlain-lain.
Berikut ini beberapa perintah“ATCommand” yang biasa digunakan pada modul
GSM SIM 900 :
AT+CPBF: cari no telpon AT+CPBR : membaca buku telpon AT+CPBW:
menulis no telp dibuku telpon
AT+CMGF:menyeting mode SMS text atau PDU AT+CMGL: melihat semua
daftar sms yg ada. AT+CMGR :membaca sms.
AT+CMGS :mengirim sms. AT+CMGD:menghapus sms.
AT+CMNS :menyeting lokasi penyimpanan ME(hp) atau SM(SIM Card)
AT+CGMI: untuk mengetahui nama atau jenis ponsel
AT+CGMM : untuk mengetahui kelas ponsel
AT+COPS?: untuk mengetahui namaprovider kartu GSM AT+CBC :untuk
mengetahui level baterai
AT+CSCA : untuk mengetahui alamat SMS Center
2.5 Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan
merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2
bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak
21
Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk
menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power)
dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh,
dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu
menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk
menghantarkan listrik 220V 2A.
2.5.1 Gambar Bentuk dan Simbol Relay
Dibawah ini adalah gambar bentuk Relay dan Simbol Relay yang sering
ditemukan di Rangkaian Elektronika.
Gambar 2.9 bentuk relay dan simbol relay
2.5.2 Prinsip Kerja Relay
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
a. Electromagnet (Coil)
b. Armature
c. Switch Contact Point (Saklar)
22
d. Spring
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :
Gambar 2.10 bagian relay
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi CLOSE (tertutup)
Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi OPEN (terbuka)
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah
kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila
Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang
kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke
posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik
di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC)
akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik,
Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay
23
untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan
arus listrik yang relatif kecil.
2.6 Adaptor
Secara umum Adaptor adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk
mengubah tegangan AC (arus bolak-balik) yang tinggi menjadi tegangan DC
(arus searah) yang lebih rendah.Seperti yang kita tahu bahwa arus listrik yang kita
gunakan di rumah, kantor dll, adalah arus listrik dari PLN ( Perusahaan Listrik
Negara ) yang didistribusikan dalam bentuk arus bolak-balik atau AC.
Akan tetapi, peralatan elektronika yang kita gunakan hampir sebagian besar
membutuhkan arus DC dengan tegangan yang lebih rendah untuk
pengoperasiannya. Oleh karena itu diperlukan sebuah alat atau rangkaian
elektronika yang bisa merubah arus dari AC menjadi DC serta menyediakan
tegangan dengan besar tertentu sesuai yang dibutuhkan. Rangkaian yang berfungi
untuk merubah arus AC menjadi DC tersebut disebut dengan istilah DC Power
suply atau adaptor.Rangkaian adaptor ini ada yang dipasang atau dirakit langsung
pada peralatan elektornikanya dan ada juga yang dirakit secara terpisah. Untuk
adaptor yang dirakit secara terpisah biasanya merupakan adaptor yang bersipat
universal yang mempunyai tegangan output yang bisa diatur sesuai kebutuhan,
misalnya 3 Volt, 4,5 Volt, 6 Volt, 9 Volt,12 Volt dan seterusnya. Namun selain itu
ada juga adaptor yang hanya menyediakan besar tegangan tertentu dan
dipetuntukan untuk rangkaian elektronika tertentu misalnya adaptor laptop dan
adaptor monitor.
24
1. Fungsi adaptor
Seperti yang sudah dijelaskan pada uraian di atas bahwa adaptor adalah sebuah
rangkaian elektonika yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC
dengan besar tegangan tertentu sesuai yang dibutuhkan .
2. Bagian-bagianadaptor
Pada sebuah adaptor terdapat beberapa bagian atau blok yaitu trafo
(transformator), rectifier (penyearah) dan filter
a. Trafo ( Transformator )
Adalah sebuah komponen yang berfungsi untuk menurunkan atau
menaikan tegangan AC sesuai kebutuhan. Pada sebuah adaptor, trafo yang
digunakan adalah trafo jenis step down atau trafo penurun tegangan.
Gambar 2.11 Trafo step down
Trafo tediri dari 2 bagian yaitu bagian primer dan bagian sekunder, pada masing-
masing bagian terdapat lilitan kawat email yang jumlahnya berbeda. Untuk trafo
step-down, jumlah lilitan primer akan lebih banyak dari jumlah sekunder. Lilitan
Primer merupakan input dari pada Transformator sedangkan Output-nya adalah
pada lilitan sekunder. Meskipun tegangan telah diturunkan, output dari
25
Transformator masih berbentuk arus bolak-balik (arus AC) yang harus diproses
selanjutnya.
b. Rectifier (Penyearah )
2.12 Rangkaian adaptor
Dalam rankaian adaptor atau catu daya, tegangan yang sudah di turunkan oleh
trafo, arusnya masih berupa arus bolak-balik atau AC. Karena arus yang
dibutuhkan oleh rangkaian elektronika adalah arus DC, sehingga harus
disearahkan terlebih dahulu. Bagian yang berfungsi untuk menyearahkan arus AC
menjadi DC pada adaptor disebut dengan istilah rectifier ( penyearah gelombang).
Rangkaian Rectifier biasanya terdiri dari komponen Dioda.
c. Filter (Penyaring)
Filter adalah bagian yang berfungsi untuk menyaring atau
meratakan sinyal arus yang keluar dari bagian rectifier. Filter ini biasanya terdiri
dari komponen Kapasitor (Kondensator) yang berjenis Elektrolit atau ELCO
( Electrolyte Capacitor ).
26
Gambar 2.13 elco filter
Sebenarnya dengan adanya bagian trafo, rectifier dan filter syarat dari sebuah
adaptor sudah terpenuhi, namun terkadang tegangan yang dihasilkan biasanya
tidak stabil sehingga diperlukan bagian lain yaitu yang berfungsi untuk
menstabilkan tegangan dan mendapatkan tegangan yang akurat. Bagian tersebut
adalah bagian regulator atau pengatur tegangan.
d. Voltage Regulator ( Pengatur Tegangan )
Untuk menghasilkan tegangan dan Arus DC yang tetap dan stabil , diperlukan
bagian Voltage Regulator yang berfungsi untuk mengatur tegangan sehingga
tegangan Output tidak dipengaruhi oleh suhu, arus beban dan juga tegangan input
yang berasal Output Filter. Voltage Regulator pada umumnya terdiri dari Dioda
Zener, Transistor atau IC .
Gambar 2.14Voltage Regulator
Pada DC Power Supply yang canggih, biasanya Voltage Regulator juga
dilengkapi dengan Short Circuit Protection ( perlindungan atas hubung singkat
), Current Limiting ( Pembatas Arus ) ataupun Over Voltage Protection (
perlindungan atas kelebihan tegangan ).
27
2.7 Pompa Air
Pompa air adalah elemen penting dalam kelangsungan hidup ikan dalam
aquarium. Pompa Air adalah sebuah alat untuk menyaring air dalam aquarium
agar tetap terjaga kebersihannya. Sehingga ikan-ikan lebih tahan lama hidup
dalam aquarium tanpa takut terkena bakteri yang dihasilkan karena air kotor. Air
aquarium yang kotor juga bisa dikarenakan oleh makanan ikan yang dimasukkan
dalam aquarium sehingga terlarut dan menjadikan air keruh.
gambar 2.15Jenis Filter Akuarium
Pompa aquarium juga memiliki cara kerja dalam beberapa mekanisme. Dan
diantara mekanismenya adalah sebagai berikut
1. Mekanisme awal
Cara kerjanya adalah dengan dibagian fungsi dynamo pada mesin pompa
aquarium. Dynamo tersebut akan bergerak dengan adanya fasilitas daya listrik
pada pompa. Fungsinya untuk menarik air agar masuk pada mesin filter, dan air
hanya akan berputar-putar di sana.
28
2. Mekanisme Pertengahan
Setelah dynamo bekerja, maka akan terjadi stabilitas peputaran air secara berkala.
Maka pada saat itu, proses penyaringan air kotor pun terjadi. Proses penyaringan
ini memang sangat penting agar air di dalam aquarium tetap bersih.
3. Mekanisme Akhir
Nah yang terakhir ini setelah air disaring, maka hasil airnya akan kembali masuk
ke dalam aquarium. Jadi air dalam aquarium tersebut tetap dalam kondisi bersih
dan bebas dari bakteri yang sangat membahayakan ikan.
2.8 Thingspeak
"ThingSpeak adalah platform open source Internet of Things (IOT)
aplikasi dan API untuk menyimpan dan mengambil data dari hal menggunakan
protokol HTTP melalui Internet atau melalui Local Area Network. ThingSpeak
memungkinkan pembuatan aplikasi sensor logging, aplikasi lokasi pelacakan, dan
jaringan sosial hal dengan update status ". ThingSpeak awalnya diluncurkan oleh
ioBridge pada tahun 2010 sebagai layanan untuk mendukung aplikasi IOT.
ThingSpeak telah terintegrasi dukungan dari numerik komputasi perangkat lunak
MATLAB dari MathWorks. Memungkinkan ThingSpeak pengguna untuk
menganalisis dan memvisualisasikan data yang diunggah menggunakan Matlab
tanpa memerlukan pembelian lisensi Matlab dari MathWorks.
ThingSpeak memiliki hubungan dekat dengan MathWorks, Inc. Bahkan,
semua dokumentasi ThingSpeak dimasukkan ke situs dokumentasi Matlab yang
MathWorks 'dan bahkan memungkinkan terdaftar MathWorks akun pengguna
29
login sebagai valid di situs ThingSpeak. Persyaratan layanan dan kebijakan privasi
dari ThingSpeak.com adalah antara pengguna setuju dan MathWorks, Inc
Cara Kerja :
Gambar 2.16 thingspeak
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat
atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk
salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau
nilai resistansi suatu resistor disebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol
Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan
jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya
(Ohm) resistorjuga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas
daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor
tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu
rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan
dalam kemasan resistor tersebut.
2.9 Resistor
30
Gambar 2.17 Resistor carbon
2.10 Transistor
Transistor adalah komponen aktif semikonduktor yang berfungsi sebagai
penguat arus dan sebagainya saklar. transistor dapat kita temui pada amplifier,
tone control, preamp, dan lain sebagainya
bentuk fisik transistor adalah mempunyai 3 kaki.Transistor bipolar atau sering
disebut juga dengan nama transistor Dwi kutub merupakan transistor
menggunakan 2 buah pembawa muatan dalam pembuatannya
Gambar 2.18 transistor
simbol Transistor npn ditandai dengan panah keluar pada kaki emitor. Tanda
panah menggambarkan aliran arus listrik. Contoh dari transistor NPN adalah TIP
31, TIP 41, 2N3055
31
Gambar 2.19 simbol transistor npn
32
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Jenis Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah
perancangan alat dan progam, pembuatan alat dan progam, pengujian alat,analisa
alat dan bahan yang telah diuji. rancang bangun bangun pompa air otomatis
antisipasi banjir dan pintu air otomatis dengan monitoring ketinggian air melalui
database thingspeak berbasis Arduino.Pengujian alat dan bahan uji dapat berupa
penggunaan alat dan hasil yang di ujikan.
3.2 Daftar Alat dan Bahan
Pada pembuatan benda kerja pada tugas akhir ini memerlukan beberapa
alat dan bahan spesifikasi adalah sebagai berikut :
3.2.1 Daftar Alat
Pada Tugas Akhir yang berjudul “rancang bangun bangun pompa air
otomatis antisipasi banjir dan pintu air otomatis dengan monitoring ketinggian air
melalui database thingspeak berbasis Arduino.” ini alat yang dibutuhkan dalam
pembuatan nya adalah sebagai berikut:
Tang potong
Multimeter
Mesin bor
Lem bakar
Tenol
33
Gabus
Solder
3.2.2 Daftar Bahan
Pada Tugas Akhir yang berjudul “rancang bangun bangun pompa air
otomatis antisipasi banjir dan pintu air otomatis dengan monitoring ketinggian air
melalui database thingspeak berbasis Arduino” ini bahan yang dibutuhkan dalam
pembuatan nya adalah sebagai berikut:
Arduino Uno
Sim 900
Modul Relay
Sensor Ultrasonic 3
Motor Servo
Adaptor
Pompa Air
Kartu Perdana
Beberapa kabel sebagai konektor
3.3 Perancangan Alat
3.3.1 Perencanaan Diagram Blok
Gambar 3.1 Perencanaan Diagram Blok
ARDUINO UNO
KETINGGIAN AIR DIPERUMAHAN ( SENSORULTRASONIC )
MOTOR SERVOKETINGGIAN AIR DISUNGAI KECIL (SENSORULTRASONIC )
SIM 900
KETINGGIAN AIR DISUNGAI BESAR (SENSORULTRASONIC )
WATERPUMP
34
Penjelasan dari diagram blok diagram diatas :
Arduino
digunakan untuk pusat perintah atau main prosesor, karena seluruh
perintah dilakukan oleh arduino
Motor Servo
Motor servo berfungsi untuk membuka pintu air otomatis jika ketinggian air
disungai kecil melebihi batas yang telah di tentukan.
Sim 900
Sim 900 digunakan untuk mengirimkan data ketinggian air ke database
thingspik.
3.3.2 Perancangan Database Thingspeak
Pembuatan akun thingspeak pada perancangan database thingspeak ini
akan dijelaskan pembuatannya:
1. Buka website https:// thingspeak.com
Gambar 3.2 tampilan website thingspeak
( sumber :http//thingspeak.com)
35
2. Pilih Sign Up
Gambar 3.3 tampilan website thingspeak
( Sumber:http//thingspeak.com/users/sign-up)
Isi email addres
Isi user ID
Isi Password
Pilih Negara
Isi nama depan
Isi nama belakang
Centang lacept the online services agrement
Klik continu
3. Pilih Sign In
36
Gambar 3.4 tampilan sign in website thingspeak
( Sumber:http//thingspeak,com/login)
Isi email addres yang sudah di daftarkan
Klik Next
Gambar 3.5 tampilan Sign in website thingspeak
( Sumber:http//thingspeak.com/login)
37
Selanjutnya Masukan Password
Klik Sign In
4. Membuat Chanel di thingspeak
Gambaran 3.6 tampilan membuat Chanel Thingspeak
( Sumber:http//thingspeak.com/chanels)
Pilih New Chanel
Gambar 3.7New Chanel Thingspeak
( Sumber:http//thingspeak.com/chanel/new)
38
Isi name monitoring ketinggian air
Centang field 1 dengan nama perumahan
Centang field 2 dengan nama sungai kecil
Centang field 3 dengan nama sungai besar
Clik save Chanel
3.3.3 Perancangan Box miniatur perumahan
Gambar 3.8 Box miniatur perumahan
Berdasarkan gambar diatas untuk mengetahui ketinggian,lebar dan
panjang box miniatur perumahan adalah sebagai berikut :
a. Ketinggian box miniatur perumahan setinggi 15 cm.
b. Lebar box miniatur perumahan selebar 20 cm.
c. Panjang box miniatur perumahan selebar 27 cm.
39
3.3.4 Perancangan Box miniatur Sungai Kecil
Gambar 3.9. box miniatur sungai kecil
Berdasarkan gambar diatas untuk mengetahui ketinggian,lebar dan
panjang box miniatur sungai kecil adalah sebagai berikut :
a. Ketinggian box miniatur sungai kecil setinggi 15 cm .
b. Lebar box miniatur sungai kecil selebar selebar 20 cm.
c. Panjang box mi niatur sungai kecil sepanjang 27 cm.
3.3.5 Perancangan Box miniatur Sungai Besar
Gambar 3.10 box miniatur sungai besar
40
Berdasarkan gambar diatas untuk mengetahui ketinggian,lebar dan
panjang box miniatur sungai besar adalah sebagai berikut :
a. Ketinggian box miniatur sungai besar setinggi 20 cm .
b. Lebar box miniatur sungai besar selebar selebar 20 cm.
c. Panjang box miniatur sungai besar sepanjang 32 cm.
3.3.6 Perancangan miniatur pintu air
Gambar 3.11 miniatur pintu air
Berdasarkan gambar diatas untuk mengetahui ketinggian,lebar dan
panjang box miniatur sungai besar adalah sebagai berikut :
a. Ketinggian miniatur pintu air setinggi 11 cm .
b. Lebar miniatur pintu air selebar 1 cm.
c. Panjang miniatur pintu air sepanjang 5,6 cm.
3.3.7 Pembuatan Perangkat Lunak
Proses pembuatan benda kerja pada tugas akhir ini terdiri dari dua bagian
yang dikerjakan, yaitu bagian elektronik dan mekanik:
41
A. Bagian Elektronik
Langkah-langkah pembuatan benda kerja pada bagian elektronik adalah
sebagai berikut :
a) Perancangan rangkaian
Perencanaan merupakan salah satu hal yang baik akan memberikan
hasil yang sesuai diharapkan. Dalam tahap perencanaan ini diusahakan
untuk dapat menyediakan segala sesuatu yang dibutuhkan untuk proses
pembuatan alat, sehingga dalam proses nantinya tidak dijumpai hambatan
– hambatan yang dapat menggganggu proses pembuatan benda kerja.
Kekurangan peralatan dan bahan dapat diantisipasi sejak awal sehingga
dapat dicarikan jalan keluar. Persiapan yang di lakukan adalah penyediaan
alat dan bahan yang di gunakan serta pembuatan transpantasi papan
rangkaian cetak.
b) Percobaan Alat
Percobaan ini dilakukan beberapa kali mulai rangkaian dirakit
sampai dengan rangkaian yang sudah dirakit secara keseluruhan. Tujuan
percobaan antara lain :
Mengetahui kinerja dari rangkaian yang dirancang sehingga dapat
bekerjasesuai dengan yang diharapkan, dapat dilakukan dengan
percobaaan rangkaian pada papan perancangan (prjectboard).
B. Bagian Mekanik
Langkah-langkah pembuatan benda kerja pada bagian mekanik adalah
sebagai berikut:
42
1. Pembuatan draft atau pola gambar pada penampung yang akan digunakan
untuk membuat box penampung air.
2. Setelah proses pembuatan pola selesai, kemudian melakukkan pemotongan
box penampung air sesuai pola .
3. Setelah selesai, tahap selanjutnya ialah melipat box penampung air sesuai
dengan pola agar menjadi bentuk yang diinginkan, dan kemudian di lem
bakar bagian-bagian tertentu agar bentuk box penampung air tidak berubah.
4. Selanjutnya, kita buat pintu air sesuai dengan pola gambar.
5. Setelah box selesai, tahap selanjutnya adalah pemasangan alat dan
komponen-komponen lain yang dibutuhkan pada alat ini dilakukan. Seperti
pemasangan arduino, sensor ultrasonic, motor servo, waterpump aquarium
dan lainnya dilakukan.
6. Setelah semua tahap selesai tahap selanjutnya ialah pengujian alat.
3.4 Cara pengoperasian alat
Gambar 3.12simulasi alat pompa air otomatis antisipasi banjir dan pintu air
otomatis dengan monitoring ketinggian air melalui data base thingspeak
berbasis arduino.
43
Cara pengoperasian alat pompa air otomatis antisipasi banjir dan pintu
air otomatis dengan monitoring ketinggian air melalui data base thingspeak
berbasis arduino:
a. Siapkan peralatan yang di butuhkan seperti air dan box penampung
air.
b. Pasang waterpump (aquarium) ke dalam box yang bertulisan
perumahan
c. Pasang sensor ultrasonic HCSR 04 ke dalam box yang bertulisan
perumahan,sungai kecil dan sungai besar.
d. Sambungkan adaptor dengan arduino.
e. Pasang motor servo di atas pintu air.
f. Setelah semua terpasang lalu siram box yang bertulisan perumahan
sampai melebihi batas yang telah di tentukan 9cm dan semuanya akan
berjalan secara otomatis.
44
3.5 Skema modul rangkaian Alat
Gambar 3.13 Skema modul rangkaian alat Rancang bangun pompa air otomatis
antisipasi banjir dan pintu air otomatis dengan monitoring ketinggian air melalui
data base thingspik.
3.6 Diagram Alir Sistem
Sebelum membuat suatu program terlebih dahulu kita membuat flowchart
(bagan alir system) sehingga program yang kita buat dapat terencana dengan baik.
45
TIDAK
TIDAK
TIDAK
TIDAK
YA
YA
YA
MULAI
Terkoneksi derngan internet
Ketinggian air perumahanmelebihi batas 9cm
Membaca kondisi sensor ultrasonicperumahan
Mengkoneksikan arduino UNO ke internet
Pompa air menyala
Pintu air membuka
ketinggian air di sungai kecil7cm
A
Membaca kondisi sensor ultrasonicperumahan
46
YA
YA
Gambar 3.14 Diagram alir sistem
3.6.1 Cara kerja flochart
Jika ketinggian air di perumahan melebihi batas yang di tentukan 9cm
maka pompa akan bekerja dan air akan mengalir kesungai kecil,jika ketinggian air
di sungai kecil melebihi batas yang di tentukan 7cm pintu air akan membuka dan
air akan mengalir ke sungai besar,ketinggian air dari perumahan,sungai kecil dan
sungai besar dapat dilihat di database thingspeakberupa grafik.
Air mengalirke sungaibesar
Menampilkan grafik ketinggian air padaaplikasi thingspeak di smartphone
Mengirim data ketinggian air kedatabasae thingspeak
A
SELESAI
47
BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA
4.1 Pengujian Alat
Pengujian dan analisa sistem ini merupakan pengujian dari seluruh sistem
yang bertujuan untuk mengetahui sistem tersebut bekerja dengan baik sesuai
perencanaan yang telah di buat yaitu rancang bangun bangun pompa air otomatis
antisipasi banjir dan pintu air otomatis dengan monitoring ketinggian air melalui
database thingspeak berbasis Arduino. Pengujian alat ini dimulai dari pengukuran
alat, penukuran alat meliputi tegangan yang masuk kerangkaian hingga tegangan
yang keluar dari rangkaian, kemudian pengujian sensor-sensor,pengujian montor
servo,pengujian pompa air,pengujian sim 900 untuk mengirimkan hasil sensor ke
database thingspeak.
4.1.1 Pengukuran Alat
Pengukuran alat ini bertujuan untuk mengetahui besar tegangan input
maupun tegangan output.pengujian pertama yaitu pengukuran pada tegangan yang
masuk dari PLN 220v dan keluaran dari tegangan power supply (Hunkey). Untuk
hasil dari pengukuran dapat di lihat di tabel berikut ini :
48
Tabel 4.1 Hasil pengukuran power supply
No. Proses Ketika ONKetika
Proses
Setelah
Proses
1Pengukuran input
tegangan AC223 V 223 V 223 V
2Pengukuran Output
Adaptor12,5 V 12,5 V 12,5 V
4.1.2 Pengujian Rangkaian Relay
Pada pengujian relay ini bertujuan untuk mengetahui apakah relay dapat
bekerja seperti yang di harapkan melalui pin output arduino.ketika pompa air
menyala atau pompa air mati yaitu di berikan logika High atau low.Berikut ini
adalah hasil dari pengujian rangkaian relay.
Tabel 4.2 Hasil pengujian rangkaian relay
No. Logika Relay Pompa
1 High On On
2 Low Off Off
Pengukuran Rangkaian modul relay
Untuk mengetahui tegangan pada relay dapat di lihat di bawah ini berikut hasil
pengukuran :
49
Tabel 4.3 Pengukuran tegangan pada relay
Nama IN
Tegangan input modul relay 12 v
Tegangan Output modul relay 12 v
4.1.3 Pengujian Rangkaian Sensor Ultrasonic di perumahan,sungai kecil
dan sungai besar
Pada pengujian sensor ultrasonic yang digunakandiperumahan,sungai
kecil dan sungai besar ini bertujuan untuk mengetahui ketinggian air ketika
pompa air menyala, pompa air akan mati dan pintu akan membuka dan pintu
menutup.
A. Sensor ultrasonic di perumahan
Sensor ultrasonic diperumahan mengirimkan sinyal ketinggian air
diperumahan ke arduino kemudian arduino memberi intruksi ke modul relay
untuk mengaktifkan pompa air agar air yang ada di perumahan untuk dialihkan ke
sungai kecil.
Gambar 4.1 Sensor ultrasonic mendeteksi ketinggian air perumahan
50
B. Sensor ultrasonic di sungai kecil
Sensor ultrasonic di sungai kecil mengirimkan sinyal ketinggian air di sungai
kecil ke arduino kemudian arduino memberi intruksi ke modul relay untuk
mengaktifkan motor servo agar pintu air membuka dan air akan mengalir ke
sungai besar.
Gambar 4.2 Sensor ultrasonic mendeteksi ketinggian air sungai kecil
C. Sensor ultrasonic di sungai besar
Sensor ultrasonic di sungai besar mengirimkan sinyal ketinggian air di sungai
besar ke arduino kemudian arduino memberi intruksi ke modul relay untuk
mengaktifkan motor servo agar pintu air menutup setelah ketinggian air di sungai
kecil 4 cm.
51
Gambar 4.3 sensor ultrasonic mendeteksi ketinggian air sungai besar.
Tabel 4.4 Hasil pengujian rangkaian sensor ultrasonic di perumahan,sungai keil
dan sungai besar.
No Lokasi Sensor Ketinggian Bekerja Tidak
Bekerja
High Low
1. Perumahan 11 cm 9 cm 4 cm 24 volt 24 volt
2. Sungai kecil 11 cm 7 cm 5 cm 24 volt 24 volt
3. Sungai besar 14 Cm 24 volt 24 volt
4.1.4 Pengujian Rangkaian Motor Servo
Pada pengujian rangkaian motor servo ini bertujuan untuk mengetahui
kondisi pintu air ketika motor servo membuka dan motor servo menutup.
Tabel 4.5 pengujian rangkaian motor servo
No. Kondisi Pintu Motor Servo (°) High
1 Membuka 100° 5 volt
2 Menutup 180° 5 volt
52
Gambar 4.4 Pintu air membuka
Gambar 4.5 Pintu air menutup
4.1.5 Pengujian SIM 900
Pada pengujian rangkaian sim 900 ini bertujuan untuk mengetahui
ketinggian air dari diperumahan,sungai kecil dan sungai besar yang nantinya akan
di kirim ke database thingspeak berupa grafik.
53
Gambar 4.6 memonitoring ketinggiang air di database thingspeak.
4.1.6 Pengujian Pompa Air
Pada pengujian rangkaian pompa air ini bertujuan untuk mengetahui
apakah pompa air bekerja dengan benar ketika sensor ultrasonic mendeteksi
ketinggian air di perumahan melebihi batas yang telah di tentukan 9 cm dan akan
mati setelah ketinggian air di perumahan 4 cm.
Gambar 4.7 waterpump aquarium (pompa air)
Tabel 4.6 pengujian rangkaian pompa air
No. Kondisi Pompa AIr BekerjaTidak
bekerja
High
Arduino
Low
arduino
1 ON 9 cm 4,9 volt
2 OFF 4 cm 0,9 volt
54
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan dari pembahasan dan pengujian tentang alat rancang bangun
bangun pompa air otomatis antisipasi banjir dan pintu air otomatis dengan
monitoring ketinggian air melelui database thingspeak berbasis Arduino, dapat
ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. berdasarkan pengukuran tegangan sensor ultrasonic perumahan,sungai
kecil dan sungai besar ketika High 24volt dan Low 024volt. Pompa
aquarium(waterpump) ketika High 4,9volt dan Low 0,9volt dan montor
servo ketika High membutuhkan tegangan 5volt dan ketika Low
membutuhkan tegangan 5volt.
2. Berdasarkan hasil pengujian alat dalam perumahan prototep ini pompa
air akan menyala jika ketinggian air diperumahan mencapai 9 cm dan
pompa air akan mati setelah ketinggian air 4 cm.
3. Dalam penelitian ini pintu air akan membuka apabila ketinggian air di
sungai kecil mencapai 7 cm dan pintu air akan menutup setelah 5 cm.
4. LED indikator pada sim 900 ketika mendapatkan sinyal akan berkedip
secara perlahan dan apabila sim 900 tidak mendapatkan sinyal akan
berkedip secara cepat.
55
5.2 Saran
1. Alat pompa air otomatis antisipasi banjir dan pintu air otomatis dengan
monitoring ketinggian air melelui database thingspeak berbasis
Arduino ini dapat di kembangkan lebih sempurna lagi dengan alat
sensor pendeteksi hujan.
2. Gunakan profeder yang sinyalnya baik di daerah yang akan di uji coba
alat ini.
3. Sebaiknya sensor ultrasonik di tempatkan pada bidang rata dan tenang
agar akurat.
4. Pilihlah kit Arduino yang baru dan mudah di flash, sebisa mungkin
beli yang orisinal.
56
DAFTAR PUSTAKA
[1].ARDIANSYAH, (2016), Sistem Monitoring Air Layak Konsumsi
Berbasis Arduino ( Studi Kasus PDAM Patalassang), Skripsi Jurusan
Teknik Informatika Fakultas Sains dan Teknologi UIN Alauddin,
Makassar.
[2].Dewandari Oshy, (2017), Rancang Bangun Alat Pendeteksi Asap Rokok
Dengan Notifikasi Sms Berbasis Arduino Uno, Proposal Tugas Akhir
Politeknik Kota Malang, Malang.
[3].Kurniawan,Muhamad Arie, (2016), Aplikasi Accelerometer Pada
Penstabil Monopod Menggunakan Motor Servo, Laporan Akhir Politeknik
Negeri Sriwijaya,Palembang.
[4].Wicaksono, Sigit Nugroho, (2017), Aplikasi Kran Otomatis Berbasis
Arduino, Laporan Proyek Akhir Jurusan Teknik Komputer Sekolah Tinggi
Manajemen Informatika dan Komputer AKAKOM,Yogyakarta.
[5].Arduino. (Online)
https://www.arduino.cc/, diakses pada tanggal 20 juni 2018.
[6].Aulia, M.Mirza Sholihul, 2017, Mengenal Platform IoT. (Online)
http://sh4retech.blogspot.com/2017/03/mengenal-platform-iot.html diakses
pada tanggal 30 november 2018.
[7].https://duwiarsana.com/produk/adaptor-12v-1a/ diakses pada tanggal 30
november 2018.
[8].IoT Analytics – ThingSpeak Internet of Things.
https://thingspeak.com/, diakses pada tanggal 20 juni 2018.
57
[9].Kho, dickson, Pengertian Relay dan Fungsinya, (Online)
https://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/ , diakses pada
30 november 2018.
[10]. Kiswoyo, Budi, 2016, Transistor : pengertian fungsi dan cara
kerja transistor, (Online)
https://www.jalankatak.com/id/transistor/ diakses pada tanggal 30
november 2018.
[11]. Mp, Arreza Mp, 2017, Mengenal Pompa Aquarium Dan Cara
Kerjanya. (Online)
https://www.arrezamp.com/2017/07/mengenal-pompa-aquarium-dan-
jenis.html diakses pada tanggal 30 november 2018.
[12]. Wiran, Kang, 2017, Pengertian Adaptor Fungsinya dan Jenis-
Jenisnya. (Online)
https://www.technodand.com/2017/10/pengertian-adaptor-fungsinya-dan-
jenis.html diakses pada tanggal 30 november 2018.
[13]. Zona Elektro, 2014, Resistor, Karakteristik, Nilai Dan Fungsinya,
(Online)
http://zonaelektro.net/resistor-karakteristik-nilai-dan-fungsinya/ diakses
pada tanggal 30 november 2018.
58
LAMPIRAN
#include <Ultrasonic.h>
Ultrasonic ultrasonic1(12, 13);
Ultrasonic ultrasonic2(10, 11);
Ultrasonic ultrasonic3(5, 6);
//SIM900/GSM SHIELD
#include <SoftwareSerial.h>
#include <String.h>
SoftwareSerial SIM900(7,8);
#include <Servo.h>
Servo myservo;
int pompa=2;
void setup() {
Serial.begin(115200);
SIM900.begin(115200);
59
pinMode(9,OUTPUT);
pinMode(pompa,OUTPUT);
digitalWrite(pompa,HIGH);
digitalWrite(9,LOW);
delay(4000);
digitalWrite(pompa,LOW);
digitalWrite(9,HIGH);
delay(2000);
////////////////////
myservo.attach(3);
myservo.write(175);
Serial.println("servo oke");
/////////////////////
Serial.println("initializing");
delay(15000);
SIM900.println("AT+SAPBR=3,1,\"Contype\",\"GPRS\"");
delay(2000);
seri();
60
SIM900.println("AT+SAPBR=3,1,\"APN\",\"indosatgprs\"");//setting APN
kartu
delay(2500);
seri();a
SIM900.println("AT+SAPBR =1,1");
delay(20000);
seri();
SIM900.println("AT+SAPBR =2,1");
delay(1000);
seri();
SIM900.println("AT+HTTPSSL=1");
delay(1000);
seri();
SIM900.println("AT+HTTPINIT");
delay(1000);
seri();
SIM900.println("AT+HTTPPARA=\"CID\",1");
delay(1000);
seri();
61
myservo.write(170);
Serial.println("sistem start");
delay(2000);
}
void loop()
{
database();
}
void database()
{ int perumahan=ultrasonic1.distanceRead();
int sungaikecil=ultrasonic2.distanceRead();
int sungaibesar=ultrasonic3.distanceRead();
int hasilperumahan=14-perumahan;
int hasilsungaikecil=13-sungaikecil;
int hasilsungaibesar=17-sungaibesar;
Serial.print("Perumahan: ");
Serial.print(hasilperumahan);
Serial.print(" cm || Sungai Kecil: ");
62
Serial.print(hasilsungaikecil);
Serial.print(" cm || Sungai Besar: ");
Serial.print(hasilsungaibesar);
Serial.println(" cm");
////////////RULE////////////////////
if (hasilperumahan >= 9)
{
digitalWrite(pompa,HIGH);
}
if (hasilperumahan <= 4)
{
digitalWrite(pompa,LOW);
}
if(hasilsungaikecil >= 7 )
{
myservo.write(100);
}
if(hasilsungaikecil <= 5 )
{
63
myservo.write(170);
}
delay(3000);
///////////END RULE/////////////////
Serial.print("AT+HTTPPARA=\"URL\",\"https://api.thingspeak.com/update?api_
key=2AKBL51K187II6FS");
Serial.print("&field1=");
Serial.print(hasilperumahan);
Serial.print("&field2=");
Serial.print(hasilsungaikecil);
Serial.print("&field3=");
Serial.print(hasilsungaibesar);
Serial.println("\"");
SIM900.print("AT+HTTPPARA=\"URL\",\"https://api.thingspeak.com/update?ap
i_key=2AKBL51K187II6FS");
SIM900.print("&field1=");
64
SIM900.print(hasilperumahan);
SIM900.print("&field2=");
SIM900.print(hasilsungaikecil);
SIM900.print("&field3=");
SIM900.print(hasilsungaibesar);
SIM900.println("\"");
delay(2000);
seri();
SIM900.println("AT+HTTPACTION=0");
delay(20000);
seri();
SIM900.println("AT+HTTPREAD");
delay(1000);
seri();
}
void seri()
{
65
while (SIM900.available()!=0)
Serial.write(SIM900.read());
}