V. PERANCANGAN SISTEM PERINGATAN DINI BANJIR KALI GARANG
5.2 Perancangan Disain Sub Sistem Telemetri Tinggi Muka Air dan
5.2.2 Perangkat Keras Tinggi Muka Air dan Curah Hujan
Perangkat keras/hardware pada Agent Telemetri Tinggi Muka Air dan Curah Hujan ini terbagi menjadi 3 bagian yakni:
1. Sensor Tinggi muka air yang terdiri atas: Pelampung dan Pemberat, Piringan Penghubung, dan Rotari enkoder tipe Incremental; sedangkan sensor curah hujan terdiri daricasingdaristainless steeldansensor reed.
2. Sistem Minimum AVR AT-Mega32. Terdiri atas: Mikrokontroler AVR AT-Mega 32, RTC DS1303, konverter RS 232, LCD M1632, Keypad 4x4.
3. Modem GSMWavecom.
A. Perangkat Sensor Tinggi Muka Air dan Curah Hujan
Sensor tinggi muka air dapat digambarkan sebagai berikut:
Keterangan : 1. Sensor 2. Air 3. Pipa 4. Pemberat 5. Pelampung
Gambar 34 Sensor tinggi muka air.
Gambar di atas adalah sensor tinggi muka air. Bagian depan adalah sebuah piringan yang terbuat dari bahan acrylicdengan keliling 25 cm. Piringan ini dihubungkan dengan batang enkoder. Piringan dengan encoder adalah satu poros. Apabila piringan telah menempuh satu kali putaran, maka enkoder juga telah menempuh satu putaran. Sedangkan enkoder yang digunakan adalah enkoder tipe incremental dengan resolusi 100 P/R (100 Pulse/Rotation). Jadi, saat piringan telah menempuh jarak putar sejauh 25 cm, maka enkoder akan menghasilkan pulsa sebanyak 100 buah pulsa.
2 3 5 TAMPAK SAMPING 1 4 2 1 5 TAMPAK DEPAN
Agar dapat berfungsi sebagai sensor tinggi muka air, perangkat sensor ini harus dihubungkan dengan pelampung. Pelampung terbuat dari bahan plastik ringan yang di dalamnya diisi dengan air. Tujuannya adalah supaya pelampung dapat mengapung pada permukaan air. Sehingga dapat mengikuti kenaikan dan penurunan permukaan air.
Pelampung dihubungkan pada piringan sensor menggunakan seutas tali nylon dengan salah satu ujungnya dikaitkan dengan sebuah pemberat. Tujuan dari pemberian pemberat ini adalah, supaya tidak terjadi slip dan tali tersebut dapat terkopel dengan kuat pada piringan sensor. Sehingga apabila pelampung mengalami kenaikan atau penurunan, piringan sensor akan ikut berputar sejauh kenaikan atau penurunan tersebut.
Untuk sensor curah hujan, terdiri dari casing dan tipping serta sensor reed. Pembuatan sensor curah hujan dimulai dengan membentuk peralatan penakar hujan menjadi bentuk yang kita inginkan sesuai dengan fungsinya. Seperti terlihat pada Gambar 35. Selanjutnya perancangan sistem tipping bucket yang akan digunakan untuk menakar skala air hujan yang diinginkan. Untuk skala penakaran dengan ukuran tertentu maka diperlukan bejana penakar yang tertentu pula.
Bahan yang digunakan untuk selubung luar berupa plat stainles steel berdiameter 160 mm dan tinggi 400 mm dengan ketebalan 2 mm. Selubung luar juga bermanfaat sebagai penampung dan penahan air hujan selain melindungi kinerja dari bejana penakar yang terdapat di dalamnya.
Bagian atas dari selubung ini di buat segitiga atau tajam dengan kemiringan ±50o, agar air hujan yang masuk ke dalam penakar hanya yang benar-benar berasal dari radius cakupan penakar itu saja.
Gambar 35 Penakar hujan jenistipping bucket.
CorongPenakar
Corong pada penakar hujan berfungsi sebagai pengumpul air hujan untuk disalurkan. Corong ini diatur dengan kemiringan. Kemiringan corong ini sangat penting di perhitungkan karena memiliki peranan penting untuk mengurangi kesalahan.
Perancangan bejana penakar ini sangat memerlukan ketelitian dalam pengaturan posisi alat ukur terhadap sensor reed switch-nya. Gambar 36 di bawah ini menunjukkan posisi sensorreed switchterhadap magnet.
Gambar 36 Posisireed switchterhadap magnet.
B. Sistem Minimum Mikrokontroler Tinggi Muka Air dan Curah Hujan
Pada sistem telemetri tinggi muka air dan curah hujan, sistem minimum mikrokontroler memegang peranan penting. Sebagai rangkaian sentral yang mengatur kinerja sistem, bagian ini didesain untuk mampu mengakomodasi dan menangani setiap kejadian yang mungkin terjadi. Baik dalam pengelolaan dan menajemen data, waktu pengiriman hingga penanganan terhadap setiap kegagalan proses.
Secara garis besar, rangkaian inti dari sistem minimum ini adalah sebuah chip mikrokontroler AT-Mega 32 lengkap dengan rangkaian pembangkit pulsa/oscilator. Selanjutnya, rangkaian sistem minimum ini memerlukan komponen–komponen pendukung agar dapat berfungsi seperti spesifikasi Agent Telemetri Tinggi Muka Air yang telah ditentukan. Penambahan komponen seperti: RTC, konverter level RS-232, keypad dan LCD dilakukan guna melengkapi sistem agar dapat berfungsi sesuai dengan kebutuhan. Berikut adalah skematik lengkap dari sistem minimum tinggi muka air (Gambar 37) dan curah hujan (Gambar 38).
ATMega-32 VCC GND RST C1 100uF 100nFC2 VCC RST C1 100uF 10K X1 11.095200 C3 30pF XTal1 XTal2 C4 30pF TX RX RS-232 TX RX TX MODEM RX MODEM PORT B KEYPAD 4X4 7 8 9 Menu 4 5 6 1 2 3 OK 0 C Back Baris Kolom PB.0 PB.1 PB.2 PB.3 PB.4 PB.5 PB.6 PB.7 PC.0 PC.1 PC.2 PC.3 PC.4 PC.5 PC.6 PC.7 L C D R S R /W EN D4 D5 D6 D7 INT0 Sensor Curah Hujan V E E VCC VR 10K VCC GND
System Telemetri Curah Hujan
Gambar 38 Skematik lengkap sistem telemetri curah hujan dan tinggi muka air
C. Modem GSM Wavecom
Modem GSM Wavecom berfungsi sebagai bagian pengirim data. Modem GSM ini digunakan karena dapat diakses menggunakan komunikasi data serial dengan baudrate yang dapat disesuaikan mulai dari 9600 sampai dengan 115.200. Selain itu, modem GSM ini menggunakan catu daya DC 12 V dan tidak memerlukan tombol ON untuk mengaktifkannya, sehingga sangat cocok untuk digunakan pada sistem yang berjalan secara terus menerus. Berikut adalah gambar dari modem GSMwavecom.
Gambar 39 Modem GSM Wavecom.
Spesifikasi modem GSMWavecomadalah sebagai berikut:
Dual Band GSM/GPRS 900/1800 MHz.
GSM/GPRS (cl. 10) Data, SMS,Voicedan Fax.
Open AT menanamkan program langsung pada modem.
Keluaran daya maksimum 2W untuk GSM 900/ 1W untuk GSM 1800.
Masukan tegangan 5,5 volt s/d 32 volt.
AntarmukaSIMCard3volt.
Bobot: 80 gram
Suhu operasi : -25OC s/d 70OC.
GSM Modem ini, menggunakan ATCommand standar, sebagai protokolnya yaitu Standad ETSI GSM 07.07.
