Mahida, U. N., 1984, Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri, Rajawali, Jakarta.
Sujadi, Teori dan Aplikasi Mikrokontroler. Graha Ilmu. 2000 sensor/ dakses tanggal 09 mei 2016 pukul 20:00
Luecke, Gerald. 2005.analog and Digital circuits for electronic control system U.S, Elsevier.
Fraden, Jacob.2004.Handbook of Modern sensors: physics, and designs Nem York, Springer-Verlag, Inc.
Monk, Simonk.2010.30 Arduino Projects for the Evil Genius. McGraw-Hill U.S, Companies, Inc.
BAB 3
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Spesifikasi Perancangan
Spesifikasi dalam perancangan alat pengukuran suhu air berbasis Arduino Uno sebagai berikut:
1. Tampilan data pada android dari alat yang dirancang dalam satuan oC. 2. Akurasi pengukuran alat yang dirancang sebesar 0.5 oC.
3. Rentang pengukuran suhu pada alat yang dirancang antara -55 oC sampai 125 oC.
4. Dapat melakukan pengukuran jarak jauh dengan maksimal pengukuran 30 meter pada ruangan terbuka dan 10 meter apabila diberi penghalang antara transmitter dan receiver bluetooth. Pengukuran dengan menggunakan penghalang dilakukan dengan cara meletakkan transmitter di luar ruangan dan receiver di dalam ruangan.
Dengan spesifikasi diatas maka komponen-komponen yang digunakan dalam merancang sistem antara lain :
1. Sensor yang digunakan adalah DS1820, sensor tersebut mudah dikalibrasi ke dalam Celsius
2. Menggunakan Arduino Uno sebagai konverter data tegangan yang keluar dari sensor suhu DS1820 menjadi data suhu.
3. Menggunakan pemrograman app inventor sebagai pembuatan aplikasi android dan penyimpan data yang dihasilkan .
3.2 Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian merupakan gambaran sistem secara garis besar yang merepresentasikan sistem keseluruhan mulai dari perancangan sistem, pembuatan sistem, pengujian sistem dan analisis data.
1. Perancangan sistem berfungsi untuk mengetahui blok-blok diagram dan komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan alat sesuai dengan spesifikasi alat yang akan dibuat.
2. Pembuatan sistem
27
3. Pengujian sistem dan analisis data
Pengujian sistem meliputi pengujian fungsional. Pengujian fungsional berupa pengukuran suhu pada alat yang dirancang, dan pengujian untuk mengetahui jarak maksimum antara transmitter dan receiver.
3.3 Diagram Blok Rangkaian
Diagram blok pada sistem yang dirancang dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Fungsi pada masing-masing blok rangkaian adalah sebagai berikut : 1. Blok Rangkaian Pada Pemancar
a. Sensor Suhu DS1820.
b. Arduino Uno.
Membaca data tegangan dari keluaran sensor suhu dan mengubah data tersebut ke dalam bentuk data suhu, kemudian data dikirim ke perangkat android..
c. Modul Bluetooth HC - 05
Mengirimkan data suhu yang diterima dari Arduino ke modul Bluetooth handphone android.
2. Blok Rangkaian Penerima a. Handphone Android.
Menerima data dari mikrokontroler melalui modul bluetooth, kemudian menampilkan data pada layar handphone android dan menyimpan data tersebut dalam bentuk file ekstensi (.text).
3.4 Rangkaian Sensor Suhu DS18B20
Sensor ini memiliki 3 pin yang terdiri dari vcc, ground dan keluaran.
Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Suhu
29
3.5 Arduino Uno
Arduino Uno merupakan board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 yang berfungsi untuk mengubah data tegangan dari keluaran sensor suhu DS 1820 ke dalam bentuk data suhu dan dikirim ke Bluetooth handphone android. Karena data dari keluaran sensor suhu DS1820 adalah tegangan yang merupakan data digital maka dihubungkan dengan pin digital pada Arduino Uno. Pin-pin digital pada Arduino Uno ada 12 yaitu pin 2 sampai dengan pin 13. Pin 3 arduino Uno dihubungkan dengan pin keluaran sensor suhu DS1820. Untuk pengiriman data yang telah diolah modul Bluetooth dihubungkan ke pin 0 ( RX ) dan pin 1 ( TX ) Mhz . Konfigurasi pin-pin pada Arduino Uno dengan sensor suhu dan modul bluetooth ditunjukan pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Ardunio Uno dengan Sensor Suhu DS18B20 dan modul Bluetooth HC – 05
3.6 Rancangan Program Aplikasi Penampil Suhu
Pada pembuatan aplikasi ini dibutuhkan beberapa komponen pada toolbox, yaitu :
a. Label, berfungsi menampilkan teks, dimana pengguna program tidak bisa mengubah teks tersebut.
b. ListPicker, berfungsi untuk menampilkan list yang akan dipilih oleh pengguna.
c. File berfungsi untuk membuat file text pada program yang berjalan.
d. Timer, berfungsi untuk membuat kontrol waktu dan interval yang dibutuhkan.
e. Block, berfungsi untuk mengatur rangkaian kode program melalui rangkaian block program.
Rancangan aplikasi penampil suhu ditunjukan pada gambar 3.4 dibawah ini:
Gambar 3.4 Rancangan aplikasi penampil suhu
Suhu Air Hasil Bluetooth
Aries D Sembiring
31
3.7 Diagram Alir
Diagram alir merupakan proses kerja yang terjadi pada program keseluruhan, baik program pada arduino, mikrokontroler, dan pada android. Rancangan perangkat lunak pada pemrograman arduino uno dan mikrokontroler ATMega328 menggunakan bahasa C arduino menggunakan sofware IDE dari arduino. Walaupun ditulis menggunakan bahasa C arduino namun pada dasarnya program tersebut akan dicompile oleh IDE menjadi assembly yang dapat dimengerti oleh mikrokontroler.
Pada awal alat diaktifkan, arduino akan membaca data dari sensor suhu pada pin 3 arduino, kemudian data tegangan pada keluaran sensor suhu di konversikan ke dalam bentuk suhu dan dimasukan pada variable suhu, data pada variable suhu diubah ke dalam karakter ASCII desimal kemudian dikirim.
Diagram alir perancangan program dapat dilihat pada gambar 3.5
Gambar 3.5 Flowchart Alat Pemantauan Perubahan Suhu
START
Sensor Suhu DS1820
Data Suhu Pada Arduino
Tampilkan pada Android
Simpan Hasil Pengukuran Pada Database
START
N
Y
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Pengujian Koneksi Alat Pemantau Suhu dengan Komputer
Pengujian alat ini dilakukan dengan menghubungkan bagian receiver alat dengan komputer melalui port serialnya.
Gambar 4.1 Tampilan Koneksi Alat dengan Komputer Pada HyperTerminal
Untuk mengetahui koneksi alat dengan komputer digunakan hyperterminal dengan koneksi pada com 3 dan baud rate 9600. Gambar 4.1 menunjukan koneksi alat dengan komputer berfungsi dengan baik.
4.2 Pengujian Program Aplikasi Tampilan Suhu pada Android
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui program aplikasi dapat berjalan dengan baik pada handphone android. Setelah program aplikasi dibuka, maka mengklik tombol bergambar Bluetooth untuk mencari Bluetooth yang ada , kemudian pilih salah satu Bluetooth yang hidup sesuai dengan yang ada pada alat kemudian klik nama Bluetooth tersebut maka akan melakukan koneksi.
Gambar 4.2 Tampilan Aplikasi Suhu Air
Sehingga handphone android dapat menerima data dari modul Bluetooth pada alat pemantauan suhu Tampilan aplikasi suhu dapat dilihat pada gambar 4.2.
35
4.3 Pengujian Penyimpanan Data Pada Aplikasi Suhu
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui data yang didapat pada pengukuran dapat disimpan dengan baik. Data yang didapat disimpan berupa file text (.txt). Kemudian data tersebut akan otomatis tersimpan di memori penyimpan internal yang ada di handphone android.
Pada tampilan aplikasi suhu pada gambar 4.2, data yang telah disimpan dapat dilihat langsung ke dalam memori penyimpanan internal telepon.
Gambar 4.3 Tampilan Data yang di Simpan pada Android
4.4 Pengujian Pengukuran Jarak antara Transmitter dan Receiver pada Alat
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui jarak maksimum antara transmitter dan receiver pada alat dalam melakukan pengiriman data. Pengujian dilakukan dengan menggunakan penghalang antara transmitter dan receiver, dan tanpa menggunakan penghalang antara transmitter dan receiver.
Berikut ini merupakan tabel dari hasil pengujian pengukuran jarak antara transmitter dan receiver.
Tabel 4.1 Data Pengujian Pengukuran Jarak Antara Transmitter dan Receiver Jarak (Meter) Suhu pada Pengujian
Pengukuran Antara Transmitter dan Receiver (oC)
37
Jarak(Meter)
Suhu pada Pengujian Pengukuran Antara Transmitter dan Receiver (oC)
30 27
35 Data Tidak Terkirim
4.5 Pengujian PowerSupply
Powersupply yang digunakan berupa Powerbank yang berguna sebagai alat untuk menyimpan arus listrik serta memberikan tegangan arus yang berguna untuk menghidupkan alat secara keseluruhan. Powerbank ini di uji dengan cara menyambungkan alat melalui kabel untuk mengalirkan arus listrik pada Arduino tersebut. Kemudian melihat apakah alat tersebut menyala dengan baik. Setelah melakukan pengujian powerbank telah bekerja dengan baik. Alat yang telah diuji menyala secara keseluruhan.
4.6 Pengujian Program
Buka halaman editor untuk Arduino kemudian mengetikkan kode program seperti
OneWire oneWire(PIN_SENSOR); // mengambil nilai pada
DS1820
DallasTemperature suhu(&oneWire); // Membaca nilai suhu
pada DS1820
// mengirim pesan untuk mendapatkan temperature
suhu.requestTemperatures();
39
Serial.print(" SUHU : ");
// Menampilkan Suhu Dalam derajat celcius
Serial.print(suhu.getTempCByIndex(0));
printkurangdarinol(tm.Day); // menampilkan tanggal
Serial.print("-");
printkurangdarinol(tm.Month); // menampilkan bulan
Serial.print("-");
// menampilkan tahun
Serial.print(" ");
printkurangdarinol(tm.Hour); // menampilkan jam
Serial.print(":");
printkurangdarinol(tm.Minute);// menampilkan menit
Serial.print(":");
// menampilkan detik
printkurangdarinolk(tm.Second);
Serial.println(" ");
}
else {
if (RTC.chipPresent()) { // mengecek rtc
Serial.print("DS1307 Terhenti!");
} else {
Serial.print(" DS1307 Error!");
}
delay(9000); // tunda waktu 9 detik
}
delay(1000); tunda waktu 1 detik
}
4.6 Pengujian Alat Pengukuran Suhu Secara Keseluruhan
41
dilakukan dengan mencelupkan sensor DS1820 kedalam air kemudian menyambungkan powerbank ke Arduino.
Gambar 4.4 Alat Pemantauan Suhu Air Danau toba yang Telah Diuji
Setelah itu membuka aplikasi yang telah dibuat yang kemudian menyambungkan Bluetooth HC – 05 ke Bluetooth handphone android. Apabila kedua Bluetooth telah tersambung maka hasil pengukuran dari sensor DS1820 akan tampil pada aplikasi android. Pada pengujian ini juga telah berjalan dengan baik. Hasil yang telah ditampilkan tampak secara keseluruhan. Output dari Arduino dapat mengirim data langsung ke aplikasi android serta dapat langsung menyimpan hasil pengukuran kedalam memori handphone android.
Tabel 4.2 Tabel Pengukuran Alat Pemantauan Suhu Air Danau Toba Ajibata
No Tanggal Suhu
1 28/04/2016 17:01 29.2
No Tanggal Suhu
3 28/04/2016 17:01 29.1
4 28/04/2016 17:01 29
5 28/04/2016 17:01 29
6 28/04/2016 17:02 29
7 28/04/2016 17:02 29
8 28/04/2016 17:02 29
9 28/04/2016 17:02 29 10 28/04/2016 17:02 29
11 28/04/2016 17:02 29
12 28/04/2016 17:03 29
13 28/04/2016 17:03 29
14 28/04/2016 17:03 29
15 28/04/2016 17:03 29
16 28/04/2016 17:03 29
17 28/04/2016 17:03 29
18 28/04/2016 17:04 29
19 28/04/2016 17:04 29
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan perancangan dan pengujian perangkat keras dan perangkat lunak dari Sistem Pemantauan Suhu berbasis Arduino Uno, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan data yang diperoleh pada saat melakukan pengujian, alat pengukuran suhu dapat beroperasi dengan baik.
2. Berdasarkan hasil pengujian pengukuran, jarak maksimal pengiriman data antara transmitter dan receiver adalah 30 meter.
5.2 Saran
Adapun saran yang diperlukan dalam penyempurnaan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah :
1. Untuk perkembangan alat selanjutnya dapat terhubung langsung dengan web server sehingga data yang diterima dapat dipantau secara real time tanpa harus mengambil data langsung kelapangan.
45
LANDASAN TEORI
Di bab ini, akan dijelaskan komponen - komponen yang digunakan untuk merancang pembuatan suatu alat pemantau suhu air danau toba dengan menggunakan sensor waterproof DS18B20 dengan menggunkan Mikrokontroller ATMega serta cara
kerjanya.
2.1 Sensor suhu DS18B20
9
Karena setiap sensor DS18B20 memiliki silicon serial number yang unik, maka beberapa sensor DS18B20 dapat dipasang dalam 1 bus. Hal ini memungkinkan pembacaan suhu dari berbagai tempat.
Gambar 2.1 Sensor Suhu DS18B20
Meskipun secara datasheet sensor ini dapat membaca bagus hingga 125°C, namun dengan penutup kabel dari PVC disarankan untuk penggunaan tidak melebihi 100°C. Spesifikasi dari sensor suhu DS18B20 sebagai berikut :
1. Tegangan yang dibutuhkan sensor dari 3.0V sampai 5.5V power / data 2. Akurasinya ±0.5°C sampai -10°C, dan -10°C sampai +85°C
3. Batas temperatur sensor dari -55 sampai 125°C atau -67°F sampai +257°F 4. Menggunakan 1 kabel Antarmuka (Interface) dan hanya 1 digital pin untuk
komunikasi
5. Data pengenalan Identitas yang disimpan 64 bit 6. Memiliki batas peringatan jika suhu tinggi 7. Waktu tunggu data masuk 750ms
9. Bahan Stainless steel silinder 6 mm diametenya panjang 35mm 10. Diameter kabel : 4mm
11. Panjang kabel : 90cm
2.2 Mikrokontroler Arduino UNO
Arduino berawal dari Dilvre, Italia pada tahun 2005 dengan Pendirinya adalah Massimo Banzi dan David Cuartiellez. Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwernya memiliki prosesor atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Secara software Arduino adalah open source IDE yang digunakan untuk mendevelop aplikasi mikrokontroller yang berbasis arduino platform.
11
input tersebut dan kemudian menghasilkan output seperti yang diinginkan. Jadi pada mikrokontroller bertugas sebagai otak yang mengendalikan input, proses ,dan output sebuah rangkaian elektonik.
Gambar 2.2 Papan Board Arduino Uno
sinyal reset melalui tombol atau rangkaian eksternal. Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Seperti gambar papan PCB diatas mikrokontroler ATMega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX).
Sebuah ATmega328 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to serial dan koneksi USB ke komputer.
2.3 Perangkat Lunak (Arduino IDE)
13
.Ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan pengolahan, avr gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya.
Gambar 2.3 Tampilan Framework Arduino UNO
Framework ini berguna untuk menulis block kode program. Kemudian hasil isi dari kode yang ada akan dikompile untuk di upload ke dalam board arduino
2.4 Otomatis Tombol Reset
2.5 Catu Daya
Uno Arduino dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (nonUSB) daya dapat datang baik dari AC - DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkannya plug pusat - positif 2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari baterai dapat dimasukkan ke dalam header pin Gnd dan Vin dari konektor Power.
Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 - 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 - 12 volt
2.6 Bahasa Pemograman Arduino
Arduino menggunakan pemrograman dengan bahasa C. Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada.
1. void setup( ) { }, Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.
15
2.7 Syntax
Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan : 1. // (komentar satu baris), Kadang diperlukan untuk memberikan catatan pada
diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan apapun yang kita ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program.
2. /* */ (komentar banyak baris), Jika kita punya banyak catatan, maka hal itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh program.
3. { }(kurung kurawal), Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).
4. ; (titk koma), Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).
5. variabel, Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya.
6. int (integer), Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767. 7. long (long), Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte
8. boolean (boolean), Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan
11.Operator Matematika, Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti matematika yang sederhana).
a. = , Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain misalnya: x = 10 * 2, x sekarang sama dengan 20.
b. % Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2). c. + , Penjumlahan
d. - , Pengurangan e. * , Perkalian f. / , Pembagian
12. Operator Pembanding, Digunakan untuk membandingkan nilai logika. a. == , Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12
== 12 adalah TRUE (benar))
17
c. <, Lebih kecil dari (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12 adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar))
d. >, Lebih besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12 adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah)) Struktur Pengaturan
Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan.
1. if, else, dengan format seperti berikut ini: if (kondisi) { } else if (kondisi) { } else {kondisi }, dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.
2.8 Pin Digital
Pin digital digunakan untuk mengirim sinyal digital berupa nilai 1 dan 0. Angka 1 menandakan bahwa pin memiliki kondisi HIGH dan angka 0 menandakan kondisi LOW. Untuk menggunakan pin digital ini digunakan fungsi sebagai berikut :
1. pinMode(pin, mode)
Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.
2. digitalWrite(pin, value)
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground). 3. digitalRead(pin)
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).
2.9 Pin Analog
Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam analog (menggunakan trik). Berikut ini cara untuk menghadapi hal yang bukan digital.
19
1. analogWrite(pin, value)
Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse width modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup (on)atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya keluaran analog. 2. analogRead(pin)
Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT anda dapat membaca keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 volts) dan 1024 (untuk 5 volts).
2.10 Real Time Clock (RTC)
2.11 Android Smartphone
Android adalah sebuah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk mobile device seperti smartphone dan komputer tablet yang dikembangkan oleh Google.
Beberapa fitur Android antara lain:
1. Application framework, yakni application framework yang bisa digunakan
untuk membangun aplikasi Android.
2. Dalvik Virtual Machine, yakni Java bytecode interpreter yang diimplementasikan pada Android untuk mengganti Java Virtual Machine. 3. Integrated Browser, Android menyertakan browser berbasis WebKit sebagai
aplikasi standar.
4. Optimized graphics, Android mempunyai pustaka grafik 2D dan menyertakan
pustaka grafik 3D OpenGL ES.
5. SQLite, adalah aplikasi basis data SQLite yang disertakan dalam Android.
6. Media Support, dukungan untuk memutar format multimedia yang banyak.
7. GSM telephony support, adalah kemampuan Android untuk mengakses
langsung hardware untuk komunikasi GSM. Dimana dukungan ini bergantung pada modul yang tersedia untuk masing-masing hardware GSM.
8. Bluetooth, EDGE, 3G, dan WiFi, dukungan untuk banyak jenis koneksi
wireless.
9. Camera, GPS, compass dan accelerometer, dukungan untuk hardware
21
10. Rich development environment, tersedia software development yang
lengkap.
2.12 Versi Android
Versi disini hanya membahas tentang Android yang dirilis resmi oleh Google, berikut ini adalah rangkuman dari versi tersebut :
1. Versi 1.0 (codename tidak diketahui), dirilis pada September 2008 2. Versi 1.1 (codename tidak diketahui), dirilis pada Februari 2009 3. Versi 1.5 (codename Cupcake), dirilis September 2009
4. Versi 1.6 (codename Donut), dirilis September 2009
5. Versi 2.0, 2.0.1, 2.1 (codename Eclair), dirilis Oktober 2009 6. Versi 2.2 (codename Froyo), dirilis Mei 2010
7. Versi 2.3 (codename Gingerbread), dirilis Desember 2010 8. Versi 3.0/3.1 (codename Honeycomb), dirilis Mei 2011 9. Versi 4.1.x (codename JellyBean), dirilis Juli 2012
2.13 Perancangan PCB (Printed Circuit Board)
jalur yang dapat menghubungkan komponen – komponen agar membentuk rangkaian
yang diinginkan. Proses pembuatan PCB dibagi menjadi tiga tahap yaitu : 1. Pembuatan layout PCB
2. Pembuatan jalur PCB 3. Proses Pembuatan PCB
4. Pelapisan dan pemasangan komponen
2.13.1 Pembuatan Lay Out PCB
23
2.13.2. Pembuatan Jalur PCB
Perencanaan jalur – jalur pada kertas milimeter sesuai dengan tata letak komponen, hubungan dibuat sesingkat mungkin dan sedapat mungkin dihindari penggunaan kabel penghubung. Jika perencanaan jalur – jalur sudah jadi maka rangkaian itu digambar pada kertas transparan (kalkir). Jalur dibuat dengan spidol, ukuran spidol disesuaikan dengan tebal jalur. Kertas transparan berguna sebagai klise dalam proses untuk pembuatan PCB.
2.13.3 Proses Pembuatan PCB
Dalam proses pembuatan PCB ada beberapa langkah yang dapat dilakukan, hal pertama yang dilakukan adalah lapisan tembaga dibersihkan dengan menggunakan bahan pencuci sehingga permukaan bebas dari debu dan bahan lemak yang melekat. Pola yang telah dibuat pada kertas dipindahkan kepermukaan PCB, jalurnya digambar dengan menggunakan spidol atau letraset. Letraset adalah gambar tempel yang dapat ditempelkan pada kertas atau PCB.
Bila penggunaan pola ini telah dianggap sempurna maka proses pembuatan ini dapat dilanjutkan dengan menggunakan cairan kimia yang dapat melarutkan tembaga yaitu FeClO3 (ferri klorit). Bahan kimia ini dapat diperoleh dari toko dalam bentuk padat, proses pelarutan tembaga akan memerlukan waktu kira – kira 15 menit sampai
bahwa larutan ini dapat menyebabkan korosi sehingga wadah yang digunakan harus terbuat dari bahan non logam. PCB yang telah dipersiapkan dimasukkan kedalam larutan dengan permukaan tembaganya menghadap keatas sampai lapisan tembaga yang tidak tertutup spidol atau letraset larut dengan sempurna. Proses selanjutnya adalah mencuci PCB ini dengan menggunakan air sampai PCB ini benar – benar bersih kemudian dikeringkan. PCB yang telah dikeringkan dibor untuk pemasangan komponen dengan menggunakan mata bor 0.8 sampai dengan 1 milimeter. Bila telah selesai bersihkan serbuk – serbuk yang menempel pada papan PCB tersebut.
2.13.4 Pemasangan Komponen
Dalam pelapisan dan pemasangan komponen yang pertama sisi jalur PCB diamplas untuk meyakinkan jalur tersebut benar – benar bersih, kemudian jalur PCB dipoleskan dengan lotfet. Jalur yang telah dipoles lalu dilapisi dengan timah tipis secara merata kemudian pemasangan komponen dapat dilakukan.
2.14 Resitor
25
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Danau Toba merupakan danau terbesar di Indonesia yang terbentuk secara Vulkono Tektonik, terletak di pegunungan Bukit Barisan. Luas permukaan danau +1.100 km2 dengan total volume air +1.258 km3. Perairan terdalam berkisar 499 m dan berada pada ketinggian 995 m di atas permukaan laut, dikelilingi oleh tebing dan gunung gunung dengan ketinggian maksimal 2.1257 m. Danau Toba terletak antara 20 - 30 LU dan 980 - 990 BT. Dasar danau kebanyakan terdiri dari batu-batu, pasir dan pada bagian tertentu terdapat endapan lumpur (Ondara, 1969).
2
Pemanfaatan air Danau Toba yang sangat beragam di satu sisi membutuhkan kualitas air danau yang baik serta memenuhi persyaratan tertentu. Kualitas air adalah kondisi kualitatif yang diukur dan dapat diuji berdasarkan parameter – parameter tertentu berdasarkan UU Nomor 115 tahun 2003 (Pasal 1 keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup). Parameter ini meliputi parameter fisik, kimia dan mikrobiologi. Sebaliknya pemanfaatan danau bagi berbagai aktivitas masyarakat tersebut juga memberikan imbas terhadap penurunan kualitas airnya. Dimana Danau Toba juga digunakan sebagai tempat membuang berbagai jenis limbah yang dihasilkan dari kegiatan pertanian di sekitar Danau Toba, limbah domestik dari pemukiman dan perhotelan, limbah nutrisi dari sisa pakan ikan yang tidak habis dikonsumsi oleh ikan yang dibudidayakan, limbah pariwisata dan transportasi air. Pembuangan limbah ini mengakibatkan dampak penurunan kualitas air Danau Toba terutama kenaikan suhu air yang menyebabkan turunnya kadar oksigen dengan cepat didalam air. Suhu air yang tinggi pada permukaan air dapat menghambat masuknya oksigen kedalam air di level bawah. Hal ini menyebabkan organisme air akan mengalami kesulitan untuk melakukan respirasi.
Saat ini sistem pemantau perubahan suhu air masih dilakukan secara manual yaitu dengan cara mengambil sampel dibeberapa titik dan dilakukan pengujian di laboratorium.
Dari latar belakang yang telah dipaparkan diatas penulis membuat sebuah rancangan alat ukur yang dapat memantau perubahan suhu air yang ada di Danau Toba. Sehingga perubahan suhu pada air danau toba dapat terpantau secara otomatis dengan alat ukur tersebut. Sehingga penulis termotivasi untuk ditulis dalam bentuk tugas akhir dengan judul : “PERANCANGAN ALAT PEMANTAUAN PERUBAHAN SUHU AIR DANAU TOBA BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO”
1.2 Rumusan Masalah
4
1.3 Batasan Masalah
Dalam perancangan alat ini dibuat beberapa batasan yaitu pengolahan data yang digunakan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno R3 dan Modul Bluetooth HC -05. Parameter pemantauan kualitas air Danau Toba hanya menggunakan parameter suhu dan sensor suhu yang digunakan adalah DS18B20 serta hasil data yang diperoleh tidak dibandingkan dengan alat lain.
1.4 Tujuan Penelitian
Untuk mempermudah pengambilan data perubahan suhu air Danau Toba yang real time dengan cepat, akurat, biaya murah serta mengubah cara pengambilan data perubahan suhu air Danau Toba yang masih dilakukan secara manual.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari alat pemantauan suhu air ini :
1. Memberikan kemudahan dalam pemantauan perubahan suhu air tanpa harus terus mengambil sampel air terus menerus.
3. Sebagai bahan perbandingan bagi peneliti lain yang tertarik dengan aplikasi mikrokontroller
4. Menambah dokumen referensi hasil kajian yang berkaitan dengan pemantauan kualitas air Danau toba
1.6 Metodologi Penulisan
Metodologi penelitian yang digunakan penulis untuk menyelesaikan permasalah yang terjadi di atas adalah :
a. Studi Literatur
Pengumpulan data yang erat kaitannya dengan permasalahan dengan cara membaca buku-buku, makalah dan membaca bahan-bahan sumber lainnya di perpustakaan USU.
b. Analisis Sistem
Melakukan analisis sistem terhadap masalah yang ada mengenai website organisasi bisa dijalankan dengan mudah dan bisa dimanfaatkan oleh pengguna pada komputer dengan fasilitas internet.
c. Desain Sistem
6
d. Uji Coba
Melakukan pengujian alat, mengangani dan memperbaiki kesalahan yang ada pada alat pemantau perubahan suhu air tersebut agar dapat berjalan dengan baik.
e. Dokumentasi
Pada tahap ini dilakukan pembuatan laporan mulai dari studi literatur sampai dengan implementasi, serta penarikan kesimpulan dan saran. Pada tahap ini juga ada dicatat apa saja yang menjadi kelemahan dan kelebihan alat pemantau perubahan suhu air tersebut.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri dari 5 bab, yaitu:
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan pembahasan, manfaat pembahasan, tinjauan pustaka, metodologi pembahasan, dan sistematika penulisan dari penulisan laporan proyek ini.
BAB II : LANDASAN TEORI
pemrograman yang digunakan, serta karakteristik dan komponen-komponen pendukung.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perancangan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat.
BAB V : PENUTUP
ABSTRAK
ABSTRACT
PERANCANGAN ALAT PEMANTAUAN PERUBAHAN
SUHU AIR DANAU TOBA BERBASIS
MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
ARIES D SEMBIRING
132406099
PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK INFORMATIKA
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
memperoleh gelar Ahli Madya
ARIES D SEMBIRING
132406099
PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK INFORMATIKA
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroller Arduino Uno
Kategori : Tugas Akhir Nama : Aries D Sembiring Nomor Induk Mahasiswa : 132406099
Program Studi : Diploma 3 Teknik Informatika Departemen : Matematika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui Medan , Juni 2016
Diketahui Oleh
Program Studi D3 Teknik Informatika Dosen Pembimbing
Ketua,
PERNYATAAN
INTERNET OF THINGS REAL TIME MONITORING
KUALITAS AIR DANAU TOBA
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya
Medan, Juni 2016
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroller Arduino Uno ini tepat pada waktunya.
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis banyak mendapat bantuan, dorongan, serta motivasi baik secara langsung maupun tidak langsung. Maka pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa, Sang Khalik yang tidak pernah berhenti memberikan berkat dan rahmat-Nya.
2. Ayahanda I. Sembiring dan Ibunda M.Ginting yang telah memberikan doa dan dukungannya berupa semangat , motivasi secara terus menerus dan kasih sayang yang sangat membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Keluarga besar Sembiring mergana beserta Keluarga besar Ginting Mergana yang selalu memberi dukungan dan pengetahuan yang berguna dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak Sajadin Sembiring, M.CompSc yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak Prof. Dr. Tulus, Vordipl. Math., M.Si., Ph.D selaku Ketua Departemen Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
7. Ibu Dr. Elly Rosmaini, M.Si, selaku Ketua Program Studi D3 Teknik Informatika FMIPA.
8. Seluruh dosen program studi Diploma III Teknik Informatika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu pengetahuannya kepada penulis.
9. Seluruh Karyawan/Pegawai Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Seluruh sahabat-sahabat penulis dari Kom A’13 terkhususnya Yan Chndara Sagala, Andri M.L Pandiangan, Daniel Agus Sidabutar, Dian Yosepa Sinaga, Sifu Lambok
11. Rekan-rekan seangkatan D3 Teknik Informatika A, B, C, D, E 2013
Medan, Juni 2013 Penulis,
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
2.6 Bahasa Pemrograman Arduino 15
2.7 Syntax 15
3.13.4 Pemasangan Komponen 24
2.14 Resistor 25
BAB 3. PERANCANGAN SISTEM
3.5 Arduino Uno 30 3.6 Rancangan Program Aplikasi Penampil Suhu 31
3.7 Diagram Alir 32
BAB 4. IMPLEMENTASI SISTEM
4.1 Pengujian Koneksi Alat Pemantauan Suhu dengan Komputer 34 4.2 Pengujian Program Aplikasi Tampilan Suhu Pada Android 34 4.3 Pengujian Penyimpanan Data Pada Aplikasi Suhu 34 4.4 Pengujian Pengukuran Jarak Antara Transmiter dan Reciver 36
4.6 Pengujian Power Supply 37
4.7 Pengujian Program 37
4.8 Pengujian Alat Keseluruhan 40 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 44
5.2 Saran 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sensor Suhu DS18B20 9
Gambar 2.2 Papan Board Arduino 11
Gambar 2.3 Tampilan Framework Arduino Uno 13 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkain 27 Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Suhu 28 Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Arduino 29 Gambar 3.4 Rancangan Aplikasi Penampil Suhu 30
Gambar 3.5 Flowchart 32
DAFTAR TABEL
