Cholifah Ma’rifadiyah, Maun Budiyanto
Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada
cholifahmrf1309@gmail.com, m.budiyanto@ugm.ac.id
ABSTRAK: Dalam area parkir seringkali menimbulkan persoalan dalam masalah pencarian tempat (lot) parkir yang masih kosong sehingga kendaraan harus berputar-putar untuk memeriksa lot mana yang tersedia untuk ditempati. Melihat kurang maksimalnya kinerja manual pada sistem parkir maka dibuatlah alat berupa sistem monitoring parkir berbasis PLC dan terjaringkan dengan IoT. Alat tersebut menggunakan PLC sebagai kendali utama ketika ada kendaraan masuk dan keluar serta menggunakan Arduino Mega sebagai jembatan untuk sistem monitoringnya.
Keadaan slot parkir dapat dipantau melalui aplikasi android.
Kata Kunci: Parkir, PLC, arduino, IoT, android
ABSTRACT: In parking areas often cause problems in the problem of finding a parking lot (lot) that is still empty, so the vehicle must spin around to check which lot is available to be occupied. Seeing the less than optimal performance of the manual on the parking system, a tool in the form of a PLC-based parking monitoring system and netted with IoT. The tool uses PLC as the main control when a vehicle enters and exits and uses Arduino Mega as a bridge for its monitoring system. The state of the parking slot can be monitored through the android application.
Keywords: Parking, PLC, Arduino, IoT, Android.
PENDAHULLUAN
Seiring berjalannya waktu dan tingginya kemampuan ekonomi masyarakat dalam membeli kendaraan pribadi baik itu mobil maupun motor berpengaruh pada luas lahan parkir yang terdapat dalam suatu instansi, gedung, pusat perbelanjaan maupun tempat wisata. Hal ini menimbulkan permasalahan ruang parkir terutama di kota-kota besar seperti Jakarta dan Surabaya. Penyediaan ruang parkir yang cukup pada pusat-pusat kegiatan bisnis (mall) biasanya adalah lahan bertingkat namun penyediaan ruang parkir seperti itu memiliki permasalahan dimana untuk memarkirkan satu mobil terkadang pengendara dibingungkan ketika
sudah masuk ke dalam gedung parkir tetapi area parkir tidak tersedia karena penuhnya kendaraan yang sudah parkir. Kemudian terdapat masalah pencarian atau pelacakan tempat (lot) parkir yang masing kosong dimana kendaraan akan berputar-putar atau naik-turun untuk mencari lot parkir yang masih kosong tersebut. Guna mengatasi masalah tersebut maka diperlukan monitoring kapasitas area parkir yang mempermudah pengendara untuk parkir tanpa adanya bantuan sumber daya manusia secara manual yang rentan kesalahan.
Dengan membuat alat “Sistem Monitoring Parkir Berbasis PLC dan Terjaringkan dengan IoT”
dimaksudkan dapat mengatasi
masalah tersebut sekaligus menjadi bahan ajar dalam instansi akademik sebagai acuan dalam praktikum PLC.
Alat ini masih memerlukan arduino dan modul wifi untuk sistem monitoring berbasis IoT. IoT ini mengacu pada identifikasi suatu objek yang diinterpretasikan melalui jaringan internet kemudian diolah menggunakan perangkat lunak untuk mendapat suatu informasi. Dengan adanya IoT pengguna parkir dapat dengan mudah mengetahui dimana letak lot parkir yang kosong melalui aplikasi yang dapat diakses melalui gadget atau handphone pengguna.
METODE
Pembuatan alat ini dilakukan berdasarkan diagram alir penelitian seperti Gambar 1
Gambar 1 Diagram alir penelitian
Sistem parkir otomatis ini memiliki beberapa subsistem, yaitu :
Subsistem sensoring mencakup sensor proximity dan sensor LDR.
Sensor proximty untuk mendeteksi adanya mobil masuk dan keluar area parkir. Sensor LDR digunakan untuk mendeteksi adanya mobil yang masuk dan keluar pada slot parkir.
Subsistem controller ini mencakup PLC sebagai kendali utama sistem parkir dan microcontroller Arduino Mega sebagai jembatan antara PLC ke sistem IoT.
Subsistem ini mencakup komunikasi serial UART antara Arduino Mega 2560 dengan Wemos D1 RI untuk pengiriman data ke firebase.
Berikut merupakan ilustrasi atau gambaran umum sistem yang dirancang :
Gambar 2 Konsep sistem parkir berbasis IoT
Pada trainer sistem parkir ini, digunakan 2 jenis sensor yaitu sensor proximity, dan sensor cahaya (LDR).
Sensor proximity digunakan untuk mendeteksi adanya mobil yang masuk dan keluar, LDR atau sensor cahaya digunakan untuk mendeteksi adanya mobil yang menempati tiap-tiap slot.
Sensor LDR ini akan memberikan informasi yang nantinya akan dikirimkan ke database melalui modul wifi. Untuk keperluan komunikasi Wi-Fi, trainer ini dilengkapi dengan modul Wemos D1 R1 Arduino Compatible ESP8266 yang sangat umum digunakan dalam sistem Internet of Things.
Pada design sistem ini memberikan gambaran kebutuhan-kebutuhan fungsional, serta pembuatan sketsa mengenai sistem yang akan diimplementasikan.
Gambar 3 Design trainer dengan Corel Draw X7 (tampak depan) Gambar 3 menunjukkan diagram blok keseluruhan komponen yang menyusun trainer sistem parkir. PLC dan Arduino mengendalikan komponennya sesuai tugas masing-masing.
Gambar 4 Diagram blok sistem keseluruhan
Wiring sistem parkir ini dibagi menjad dua yaitu wiring untuk PLC dan wiring untuk microcontroller Arduino Mega.
Gambar 5 Wiring PLC
Gambar 6 Wiring microcontroller Arduino Mega 2560
Pada sistem ini, PLC hanya digunakan untuk mengontrol keluar masuknya mobil saja termasuk mengaktifkan push button, LED indikator pintu masuk dan keluar, dan juga sensor proximity. Untuk lebih jelasnya ditampilkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Flowchart PLC pada sIstem Arduino mega 2560 digunakan untuk mikrokontroller utama yang mengatur hampir keseluruhan komponen yang ada pada trainer seperti mengatur kerja Relay Modul yang akan memberikan kondisi pada LED, mengatur tampilan LCD, dan mengirimkan data pada Wemos D1 R1. Berikut flowchart yang ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8 Flowchart Arduino Mega 2560
Wemos D1 R1 digunakan untuk mengirimkan data keseluruhan ke firebase yang merupakan salah satu jenis server database. Jumlah data yang dikirimkan berjumlah 7 data, yaitu slot 1, slot 2, slot 3, slot 4, slot 5, slot 6, dan jumlah. Berikut diagram alir (flowchart) Wemos D1 R1 yang ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9 Flowchart Wemos D1 R1 Arduino Mega sebagai pengolah data atau tempat dimana data terkumpul sementara, sedangkan Wemos D1 R1 digunakan untuk mengirimkan data ke server (database). Pada konfigurasi ini, Arduino Mega 2560 dihubungkan ke Wemos D1 R1 menggunakan metode komunikasi serial UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) dikarenakan data yang telah sisimpan sementara oleh Arduino Mega 2560 nantinya dikirimkan ke Wemos D1 R1.
Gambar 10 Komunikasi arduino mega dengan wemos
Device 1 adalah arduino dan device 2 adalah wemos. Pin yang digunakan untuk komunikasi adalah pin yang dilingkari yaitu pin TX pada Arduino Mega dan pin RX pada Wemos D1 R1.
Arduino Mega 2560 dan Wemos
sama-sama tersambung oleh sumber tegangan 5V.
Sistem Internet of Things yang dipakai adalah berbasis Android dan memanfaatkan perangkat lunak App Invertor untuk membuat aplikasinya.
Pada MIT APP Invertor terdapat halaman design dan halaman block.
Seperti yang sudah dijelaskan pada bab 2, halaman design digunakan untuk mendesain tampilan android yang akan dibuat. Halaman block digunakan untuk memprogram aplikasi dengan teknik drag and drop.
Tampilan android yang sudah didesain pada MIT App Invertor ditunjukkan pada Gambar 11.
Gambar 11 Design aplikasi monitoring parking system
Agar aplikasi bisa berjalan sesuai dengan yang dibutuhkan, aplikasi juga diprogram di halaman block pada MIT App Invertor. Design block sistem pada aplikasi ditunjukkan pada
Gambar 12.
Gambar 12 Block sistem aplikasi
Gambar 13 server database yang digunakan oleh sistem parkir Server database yang digunakan pada sistem ini adalah firebase.
Trainer sistem parkir ini akan mengirimkan beberapa informasi data ke firebase. Firebase akan menyimpan dan menyinkronkan data secara realtime untuk setiap client yang terhubung. Perubahan data secara realtime ini dapat dipantau langsung melalui aplikasi android yang telah dibuat menggunakan MIT APP Invertor.
Setiap kali ada pembaruan data yang diberikan oleh trainer, firebase akan menyimpannya pada cloud sekaligus memberitahu ke semua client yang terhubung dan secara otomatis menerima pembaruan dengan data terbaru. Server database yang digunakan pada sistem ini adalah firebase. Trainer sistem parkir ini akan mengirimkan beberapa informasi data ke firebase. Firebase akan menyimpan dan menyinkronkan data secara realtime untuk setiap client yang terhubung. Perubahan data secara realtime ini dapat dipantau langsung melalui aplikasi android yang telah dibuat menggunakan MIT APP Invertor.
Setiap kali ada pembaruan data yang diberikan oleh trainer, firebase akan menyimpannya pada cloud sekaligus memberitahu ke semua client yang terhubung dan secara otomatis menerima pembaruan dengan data terbaru.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 14 Perangkat koordinasi PLC dengan Arduino
PLC perlu dikoordinasikan dengan Arduino untuk melanjutkan sistem parkir sampai dengan IoT. PLC memperoleh tegangan 24V sedangkan microcontroller sebesar 5V, untuk menghubungkan dua device tersebut sistem ini membutuhkan piranti relay.
Relay dapat memutus dan menghubungkan rangkaian baik itu AC maupun DC dan memerlukan trigger dari Arduino yang tegangannya sebesar 5V. Dalam pendeteksian slot1 sampai dengan slot6, sistem ini menggunakan LDR sebagai sensornya.
LDR merupakan sensor analog sehingga tidak bisa diinputkan ke PLC.
Hal ini dikarenakan PLC yang digunakan memerlukan inputan digital.
LDR memerlukan microcontroller yang dapat memproses analog dimana pada Arduino sudah dilengkapi dengan ADC (Analog to Digital Converter) yang dapat mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital untuk dilakukan pembacaan pada microcontroller. Setelah sinyal digital sudah diperoleh maka keadaan slot parkir dapat diketahui. Jika slot terisi maka Arduino akan memberi sinyal pada relay yang terhubung ke rangkaian PLC untuk memutus dan menghubungkan PLC ke alamat LED.
Data sensor masuk ke Arduibo dan kemudian dikirimkan ke wemos melalui komunikasi serial.
Setelah seluruh proses perancangan selesai dilakukan, langkah selanjutnya adalah pengujian.
Hal ini dilakukan untuk mengetahui
apakah perancangan sistem sesuai dengan tujuan yang telah didefinisikan.
Pengujian yang dilakukan yaitu pengujian kerja trainer PLC yang mencakup pengujian operasional pendeteksian kendaraan, pengujian masing-masing sensor, pengiriman data dari sensor LDR ke firebase, serta pengiriman data ke android.
Berikut merupakan hasil pengujian ketika slot parkir terisi semua.
Gambar 15 Hasil pengujian ketika slot terisi semua
Hasil pengujian yang ditunjukkan pada Gambar 4.20 Menunjukkan bahwa slot sudah terisi semua. LCD menampilkan angka 1 pada setiap slotnya yang menandakan bahwa slot tersebut terisi mobil. Angka 6 pada layar LCD menampilkan jumlah mobil yang ada di dalam area parkir, karena jumlah mobil yang berada di dalam area parkir ada 6 maka Q yang menunjukkan quantity pada layar menampilkan angka 6 dan LCD juga menampilkan FULL. Intensitas cahaya di setiap tempat berbeda-beda maka setiap slot memiliki standar intensitas cahaya sendiri-sendiri. Slot1 mendapatkan cahaya yang cukup banyak maka intensitas cahayanya tinggi, maka dari itu perlu pengkondisian khusus pada slot1. LED pada tiap-tiap slot menyala dikarenakan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor LDR kurang dari standar pengkondisian yang ditentukan sehingga logika relay bernilai LOW dan LED menjadi aktif.
Intensitas cahaya yang diterima LDR
saat kondisi tersebut ditampilkan pada gambar 3.3.
Gambar 16 Intensitas cahaya LDR pada serial monitor arduino
Gambar 17 Serial monitor modul wemos
Pada Gambar 17 diatas ditampilkan hasil data yang diterima wemos dari arduino mega melalui komunikasi TX RX. Lebih jelasnya terdapat pada subbab komunikasi serial UART yang tleah dipaparkan diatas.
Gambar 18 Data yang diterima firebase
Gambar 18 diatas menampilkan hasil data yang telah dikirimkan oleh wemos ke database. Telah dilakukan penyesuaian variabel pada database dengan program arduino yang telah dijelaskan subbab komunikasi serial UART. Firebase akan menampilkan nilai-nilai tersebut pada aplikasi android yang sudah didesain. Aplikasi android monitoring parking system ditunjukkan pada Gambar 19
Gambar 19 Tampilan aplikasi saat slot parkir penuh
Angka yang ditampilkan pada aplikasi android ini telah sesuai dengan firebase. Hal ini menandakan bahwa aplikasi sudah terhubung dengan database.
KESIMPULAN
1. Perancangan sistem parkir otomatis berhasil dijalankan dengan baik dan diwujudkan dalam bentuk trainer
simulator dengan controller PLC dan arduino.
2. PLC dan Arduino dapat berkoordinasi dimana PLC sebagai kendali utama sistem parkir dan Arduino sebagai jembatan antara sistem parkir berbasis PLC dengan IoT (Internet of Things).
3. Implementasi IoT pada sistem parkir menggunakan Wemos D1 R1
Arduino compatible
berbasis ESP8266 untuk komunikasi serial UART dengan Arduino Mega dan sebagai penghubung ke database.
PUSTAKA ACUAN
Aji, K. B. (2017). Implementasi Internet of Things menggunakan ESP8266 dan Geeknesia. Padang: Eprints Politeknik Negeri Padang.
Alfan, M. (2017). Aplikasi Android Sebagai Pengontrol Jarak Jauh Smarthome Denegan Koneksi Jaringan Internet . Palembang:
Eprints Polsri.
Ghazian, H. A. (2019). Monitoring Kebakaran Menggunakan Wemos Berbasis Internet of Things.
Yogyakarta: Dspace UII.
Herlan, M. (2015). Pengendalian Ruang Lift Berbasis Mini PLC Pada Lift 3 Lantai. Palembang:
Polsri Repository.
Izzatika, M. (2015). Pengaman Tas Menggunakan Teknologi Global Positioning System (GPS) dengan Sensor LDR Via Short Message Service (SMS).
Palembang: Eprints Polsri.
Kurniawan. (2011). Instruksi Instruksi Dasar PLC. Dipetik April 10, 2020,darihttp://duniaengineer.blog spot.com/search?q=INSTRUKSI+I NSTRUKSI+DASAR+PLC+