Seminar Teknik Informatika (Agustus) 2014
Simulasi dan Animasi Sistem Level pada Tangki Air Berbasis
Flash
Wahyu Pebrian*, Putri Amalia Subroto**, Rhiza S. Sadjad, Elly Warni Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan sistem kendali level tangki air yang terdiri atas pompa, pipa, tangki, dan keran dalam bentuk simulasi interaktif berbasis Flash. Simulasi ini berdasarkan pengukuran sistem nyata pada pengisian dan pengosongan tangki. Data-data fisik dipakai sebagai data dasar pemodelan sistem. Pemodelan dan simulasi ini dikodekan dengan menggunakan bahasa ActionScript 3.0 dengan metode pemrograman berorientasi objek. Dari pemodelan dan simulasi sistem diperoleh aplikasi simulasi yang sangat ringan dan cukup akurat dengan ukuran 154 KB,
error waktu pengisian 1.62% dan error waktu pengosongan
4.86%. Aplikasi ini masih sangat sederhana sehingga masih harus ditambahkan parameter-parameter lain, seperti lama air mengalir dalam pipa, gangguan, dan lain-lain.
Kata Kunci: simulasi, flash, level air
1. Pendahuluan
Penggunaan model atau replika dari suatu sistem merupakan sesutau yang umum dilakukan. Pemodelan sistem adalah gambaran bentuk nyata yang dimodelkan secara sederhana, menggambarkan kostruksi hubungan dan ketergantungan elemen, fitur-fitur, dan bagaimana sistem tersebut bekerja[1]. Pemodelan sangat berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan karena beberapa alasan berikut: untuk membuat sistem yang belum ada maka dibutuhkan prediksi dengan menggunakan model; biaya pembuatan sistem nyata yang sangat mahal; dan sangat beresiko bereksperimen dengan sistem nyata[2].
Kecanggihan teknologi saat ini telah menghasilkan aplikasi-aplikasi yang dapat memudahkan pemodelan dan simulasi. Adapun aplikasi simulasi yang biasa dipakai yaitu Simulink pada Matlab[3]. Pemodelan dapat dilakukan dengan cepat dan sedikit kemahiran dalam bahasa pemrograman. Aplikasi ini dapat mengolah banyak data dan perhitungan sehingga cocok dipakai oleh engineer.
Kenyataannya simulasi bukan hanya dipakai dalam dunia engineering namun juga dipakai sebagai alat pembelajaran seperti di sekolah. Simulasi kebanyakan hanya memperlihatkan hasil yang berupa grafik, statistik, dan angka-angka saja sehingga kurang sesuai dengan orang awam. Untuk itu, simulasi sebaiknya dibuat atraktif dan interaktif dengan tampilan yang menarik[4].
Dalam kehidupan sehari-hari, tangki air banyak digunakan, baik itu rumahan maupun industri.
*D42110902 **D42110001
Kegunaan utama tangki air ini sebagai penampung air. Umumnya, tangki air selalu berdampingan dengan pompa untuk mengisi air ,sensor sebagai relay pompa, keran untuk mengeluarkan air dan pipa untuk mengalirkan air. Komponen-komponen ini membentuk suatu sistem yang disebut sistem kendali level air. Ada dua model kontrol level yang banyak digunakan. Yang pertama adalah menggunakan ball-floater dan yang kedua menggunakan level switch. Sensor berguna memutuskan dan menyambungkan sumber arus listrik ke pompa. Pada instalasi ball-floater, sensor pressure
switch diletakkan di dalam pompa sedangkan di dalam
tangki diletakkan bola pelampung yang berguna untuk menahan air dari pompa jika tangki penuh. Prinsipnya, jika tangki penuh maka pelampung akan menutup pipa dari pompa sehingga terjadi tekanan yang besar pada pompa. Tekanan yang besar ini akan memicu pressure
switch untuk memutuskan arus listrik dan ketika
tekanan menjadi kecil maka pressure switch kembali menyambungkan arus listrik. Sedangkan pada instalasi
level switch, diletakkan dua pelampung di dalam tangki.
Dua pelampung itu terdiri atas pelampung atas dan pelampung bawah. Jika permukaan air mengenai pelampung atas maka relay akan memutus arus listrik sedangkan jika permukaan air mengenai pelampung bawah maka relay kembali menyambung arus listrik[5][6].
Dalam penelitian sebelumnya, Akhmad Haiqal dan Muh. Farid Azis Ganisa membuat simulasi sistem kendali level air dengan menggunakan Simulink sebagai aplikasi simulasi dan Flash untuk memvisualisasikan hasil simulasi. Simulasi ini menggunakan sensor level
switch. Sistem kendali level air ini dapat dibuat menjadi
simulasi yang interaktif dan atraktif sebagai alat pembelajaran dengan menggunakan Flash. Sistem kendali level air yang dibuat dengan Flash bukan hanya akan menjadi simulasi namun juga akan menjadi animasi. Berbeda dengan animasi GIF, server push, streaming video, atau metode lain yang sudah ada sebelumnya, animasi Flash adalah animasi vector. Animasi vector memiliki tampilan yang konsisten karena animasi tidak akan terpengaruh oleh perbesaran gambar. Untuk membuat animasi Flash diperlukan aplikasi seperti Adobe Flash[7].
Adobe Flash merupakan sebuah aplikasi khusus yang dikeluarkan oleh Adobe, memiliki standar authoring tool professional yang digunakan untuk membuat animasi dan bitmap yang sangat menarik
Seminar Teknik Informatika (Agustus) 2014
untuk keperluan pembuatan aplikasi web yang interaktif dan dinamis. Berkas yang dihasilkan dari aplikasi ini mempunya file ekstensi .swf dan dapat diputar di browser maupun di desktop yang telah dipasangi Flash Player. Adobe Flash menggunakan bahasa pemrograman Actionscript. Actionscript dipakai untuk mengontrol animasi sehingga animasi dan simulasi dapat tampil dinamis, interaktif, dan memiliki kemampuan menangani event. Adobe Flash dibuat dengan kemampuan untuk membuat animasi dua dimensi yang handal dan ringan. Oleh karena itu, untuk membuat aplikasi simulasi yang ringan dan dapat berjalan cross-platform maka pilihan programmer yang paling tepat adalah dengan menggunakan Adobe Flash[8].Untuk itu, tujuan penelitian kami adalah membuat aplikasi simulasi sistem kendali level air yang murni menggunakan Flash sebagai pengolah data dan pembuat animasi.
2.
Pemodelan
2.1. Model Fisik
Pada dasarnya pemodelan sistem dilakukan untuk menganalisa dan memberi prediksi yang sangat mendekati sistem yang nyata. Adapun pada perancangan simulasi ini akan dianalisis suatu sistem tangki air untuk mempelajari perilaku-perilaku dan hubungan antara pompa, tangki, pipa, dan keran. Simulasi ini dibuat bukan hanya untuk mengolah nilai-nilai variabel yang berpengaruh namun juga untuk memvisualisasikan sistem dengan animasi.
Pengukuran Tangki Air
Gambar 1. Tangki Air
Tabel 1. Pengukuran Tangki Air
Parameter Simbol Nilai Satuan
Tinggi Tangki Penuh Htotal 123 cm
Tinggi Pompa Aktif Haktif 117 cm
Diameter Tangki D 105 cm
Jarak Pipa Turun – Dasar Tangki
Hsisa 18 cm
Jarak Pipa Turun – Tangki Penuh
Hpakai 105 cm
Waktu Pengosongan tkosong 17363 s
Waktu Pengisian tpenuh 7282 s
Tinggi Pompa Aktif adalah tinggi air pada tangki ketika
pompa kembali aktif setelah tangki penuh.
Waktu Pengosongan didapatkan dari pengukuran lama
pengosongan. Pengosongan tangki air dilakukan dari penuh (pada tinggi Htotal) hingga pada saat tangki
kosong (pada tinggi Hsisa) dengan satu keran terbuka
tanpa pompa aktif.
Waktu Pengisian didapatkan dari pengukuran lama
pengisian. Pengisian tangki air dilakukan dari kosong (pada tinggi Hsisa) hingga pada saat tangki air penuh
(pada tinggi Htotal) dengan pompa aktif tanpa ada keran
yang terbuka.
Pengukuran Pompa
Pengambilan air dari ujung pipa naik selama 12.58 s didapatkan air 1550 ml. Pengukuran ini dilakukan pada saat pengisian penuh untuk mengukur Waktu Pengisian.
Pengukuran Keran
Air pada tangki akan berkurang secara perlahan ketika dilakukan pengosongan pada tangki air. Hal ini mengakibatkan tekanan hidrostatis juga akan berkurang sehingga debit air keran semakin lama akan semakin kecil[9]. Untuk itu, pengukuran debit air diambil beberapa kali secara acak saat mengukur Waktu
Pengosongan untuk mengasumsikan bahwa debit air
keran tetap.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Debit Keran
Sampel Menit ke Volume Sampel (ml) Lama Pengambilan Sampel (s) 0 420 7 87 260 4.44 171 300 5.64 259 250 5.37 Jumlah 1230 22.45
Tabel 2 merupakan data pengukuran air keran yang diambil pada waktu tertentu saat pengosongan. Pengosongan dilakukan dengan membuka satu keran tanpa mengaktifkan pompa selama 17363 s atau 289 menit . Pada menit ke-0, diambil sampel sebanyak 420 ml selama 7 s. Pada menit ke-87, diambil sampel sebanyak 260 ml selama 4.44 s. Pada menit ke-171, diambil sampel sebanyak 300 ml selama 5.64 s. Dan pada menit ke-259, diambil sampel sebanyak 250 ml selama 5.37 s. Tujuan pengukuran ini untuk mengetahui debit rata-rata keran.
2.1.1. Perhitungan Parameter Tangki Air
Luas Alas (A)
= πr2 (1)
=
Volume Total (Vtotal)
= A × Htotal (2)
=
Volume Tangki Terpakai (Vpakai)
= A × Hpakai (3) Hsisa Htotal D Hpakai Haktif
Seminar Teknik Informatika (Agustus) 2014
=Volume Tangki Tidak Terpakai (Vsisa)
= Vtotal - Vpakai (4)
=
2.1.2. Perhitungan Parameter Pompa Air
Debit Pompa (Qpompa)
= (5)
= =
= 0.123 l/s
2.1.3. Perhitungan Parameter Keran
Debit Keran (Qkeran)
= (6)
= =
= 0.055 l/s
Gambar 2. Diagram kelas sistem level pada tangki air
Gambar 3. Entitas-entitas pada sistem level pada tangki air
Gambar 4. Tangki air dan cara kerjanya
2.2. ModelFlash
Komponen-komponen penyusun aplikasi simulasi terdiri atas dua, yaitu sistem kendali level air dan antarmuka aplikasi. Komponen-komponen ini dimodelkan secara visual dengan Flash.
Komponen-komponen ini dimodelkan dalam bentuk kelas yang di dalamnya didefinisikan fungsi-fungsi tertentu sehingga memiliki perilaku yang sama dengan objek nyatanya
o Antarmuka
Antarmuka merupakan tampilan utama aplikasi simulasi, Antarmuka menampung semua elemen-elemen aplikasi, seperti tombol, dan MovieClip. Antarmuka terdapat tiga halaman utama, yaitu: simulasi, grafik, dan pengaturan.
o Pengaturan
Pengaturan merupakan halaman form untuk menginput nilai Volume Awal, Debit Pompa, dan Debit
Keran. Selain itu juga akan dilakukan pengaturan awal
ukuran tangki yang merupakan hasil rasio dari tangki nyata. Tujuannya agar model tangki memiliki perbandingan ukuran yang sama dengan tangki nyata. Untuk itu perlu ditetapkan suatu ukuran atau dimensi dalam pixel pada model visual tangki yang akan menjadi dasar dalam merepresentasikan ukuran nyata pada tangki air.
Ditetapkan: Ds = 120 px Diperoleh: Hs = × Htotal (7) Antarmuka Menu Simulasi Simulasi Interaktif
Pompa Tangki Keran Player
Timer Suara Playback Playerbar Grafik Scrollbar Pengaturan Pengisian Tangki Tangki Kosong Tangki Penuh Pengosongan Tangki Pipa Naik Seklar Pompa Pressure Switch Tangki Ball-floater Pipa Turun Keran
Seminar Teknik Informatika (Agustus) 2014
=
= 140 px (dibulatkan ke bawah karena Integer)
Dimana:
Ds:diameter tangki pada simulasi (px)
Hs:tinggi tangki pada simulasi (px)
Penentuan tinggi permukaan air pada simulasi dan volume tangki direpresentasikan:
(8) Dimana:
Hair: tinggi permukaan air pada simulasi (px)
Vair: volume air dalam tangki (cm
3 ) o Simulasi
Halaman ini memiliki dua mode: simulasi dan
playback. Mode simulasi merupakan mode dimana
nilai-nilai hasil simulasi diperoleh sedangkan mode
playback adalah mode untuk menampilkan kembali
hasil simulasi.
Simulasi merupakan halaman untuk menampung objek-objek sistem level pada tangki air. Objek-objek itu berupa pompa, tangki, keran, dan pipa. Selain itu, halaman ini juga terdapat kontrol dan komponen lainnya yang berfungsi sebagai pengontrol jalannya simulasi dan playback, seperti play „memainkan‟ dan
pause „menghentikan sementara‟.
o Pompa
Pompa merupakan komponen simulasi yang berguna untuk mengalirkan air ke tangki. Pompa memiliki seklar
dan pressure switch. Pressure switch akan
menghentikan pompa jika Vair ≥ Vtotal, dan aktif kembali
jika Vair ≤ volume pada Haktif.
Gambar 5. Rancangan Tampilan Awal
o Tangki Air
Tangki air adalah komponen yang berfungsi sebagai penampung air. Nilai Vair akan bergantung dari pompa
dan keran. Pompa menambah nilai Vair dan keran
mengurangi nilai Vair.
Vair = (Vair + Qpompa × S) – (Qkeran × J × K) (9)
Dimana:
S: bernilai 0 jika pompa berhenti dan 1 jika pompa aktif. J: jumlah keran yang terbuka.
K: bernilai 1 jika tinggi air lebih besar dari Hsisa dan
bernilai 0 jika tinggi air sama dengan Hsisa.
o Keran
Keran adalah komponen yang berguna mengurangi air dalam tangki. Keran dapat ditambah dan dikurangi jumlahnya (J).
o Timer
Timer adalah komponen yang berfungsi sebagai
pembangkit waktu. Dalam hal simulasi, adanya komponen ini memungkin dibuatnya suatu sistem diskrit dengan sampling yang dilakukan setiap satuan waktu. Dalam hal animasi, komponen ini berfungsi sebagai penggerak objek-objek. Selain itu, komponen ini juga menjadi trigger „pemicu‟ satu atau beberapa fungsi secara bersamaan setiap satuan waktu (perulangan). Satuan waktu yang dimaksud yaitu delay. Delay adalah interval waktu.
Gambar 6. Waktu simulasi (a) dan waktu komputer (b)
Pada aplikasi simulasi ini dikenal tiga jenis waktu, yaitu: waktu nyata, waktu komputer, dan waktu simulasi.
Waktu nyata merupakan waktu yang berdasarkan dari pengukuran pada sistem nyata, yaitu tkosong dan tpenuh
seperti pada tabel 1.
Waktu komputer merupakan waktu yang bersumber dari jam pada komputer. Ini digunakan untuk menghitung lama skenario pengosongan dan skenario pengisian pada simulasi berdasarkan jam pada komputer (Gambar 7).
Gambar 7. Jam pada komputer (Win XP)
Waktu simulasi merupakan waktu buatan yang dihasilkan dari perhitungan dalam simulasi pada skenario pengosongan dan skenario pengisian. Waktu ini merupakan representasi waktu nyata pada sistem simulasi.
Untuk membuat waktu simulasi, pertama harus ditentukan terlebih dahulu delay simulasi yang akan digunakan pada sampling. Misalnya, diambil delay
simulasi sebesar 20 s maka sampling pada skenario
pengosongan dengan waktu pengosongan sebesar tkosong
(17363 s), akan dihasilkan 868 titik sampel.
Seminar Teknik Informatika (Agustus) 2014
Semakin besar nilai delay simulasi maka proses simulasi akan semakin cepat karena jumlah titik sampel yang sedikit sehingga terjadi sedikit perulangan. Sedangkan jika nilai delay simulasi semakin kecil maka jumlah titik sampel menjadi besar sehingga proses simulasi akan lambat karena banyak terjadi perulangan.Untuk mendapatkan delay simulasi yang tepat maka dibandingkan beberapa delay simulasi pada simulasi pengisian. Simulasi pengisian dipilih karena pada skenario ini debit pompa tetap dibandingkan skenario pengosongan yang memiliki debit keran yang berubah-ubah. Delay simulasi yang paling baik yaitu memiliki
error yang kecil dan jumlah titik sampel yang banyak
agar diperoleh hasil simulasi yang akurat. Dari simulasi pengisian diperoleh delay simulasi yang paling baik yaitu 20 s dan 200 s karena memiliki error yang terkecil sebesar 1.62% dengan jumlah titik sampel pada delay
simulasi 20 s sebanyak 370 dan jumlah titik sampel
pada delay simulasi 200 s sebanyak 37. Kedua delay
simulasi ini masih harus diuji lagi untuk mendapatkan
satu delay simulasi yang terbaik dengan simulasi pengosongan. Hasilnya diperoleh delay simulasi terbaik yaitu 20 s karena memiliki error yang terkecil sebesar 4.86% dengan jumlah titik sampel sebanyak 826.
Tabel 3. Hasil pengujian delay simulasi pada pengisian
n Delay Simulasi (s) Jumlah Sampel Waktu Simulasi (s) Error % 1 0.2 - - Time out 2 2 - - Time out 3 20 370 7400 1.62 4 200 37 7400 1.62 5 2000 4 8000 9.86 Keterangan:
tr : waktu pengisian (tpenuh)
Tabel 4. Hasil pengujian delay simulasi pada pengosongan
n Delay Simulasi (s) Jumlah Sampel Waktu Simulasi (s) Error % 3 20 826 16520 4.86 4 200 82 16400 5.55 Keterangan:
tr : waktu pengosongan (tkosong)
Pada tabel 3 dan tabel 4, delay simulasi diperoleh dari fungsi f(n)=0.2×10n. Fungsi ini merupakan fungsi untuk menetapkan perubahan waktu pada grafik yang akan digunakan untuk menampilkan hasil simulasi. Sedangkan error diperoleh dari rumus:
Error= (10)
Dimana:
ts:waktu pengosongan atau waktu pengisian pada
simulasi (s)
tr:waktu pengosongan (tkosong) atau waktu pengisian
(tpenuh) pada sistem nyata (s).
Adapun keterangan “Time out” terjadi karena Flash terlalu lama mengolah data atau melebihi 15 s yang merupakan waktu maksimal mengeksekusi perintah.
Tabel 5. Hasil pengujian delay animasi dengan delay simulasi=20 s Delay Animasi (s) tc tc’ k Error % 0.5 191 426 38.126 6.46 0.2 80 181 91.025 5.11 0.08 37 84 196.811 4.79 0.02 11 21 662 19.93 Keterangan:
tc :waktu komputer untuk pengisian (s)
tc’:waktu komputer untuk pengosongan (s)
k :
Error : ×100%
Tabel 5 merupakan hasil pengujian beberapa delay
animasi. Delay animasi merupakan delay yang berperan
pada cepat-lambatnya animasi simulasi dan playback. Semakin besar delay animasi maka animasi akan semakin lambat dan sebaliknya, semakim kecil delay
animasi maka animasi akan semakin cepat. Pada
pengujian ini, nilai tc dan tc’ diperoleh dari lama
simulasi berlangsung menggunakan waktu komputer. Tujuannya agar diperoleh delay animasi terbaik. Delay
animasi terbaik adalah delay animasi yang paling
mendekati waktu sistem nyata. Semakin delay animasi mendekati waktu pada sistem nyata maka error yang diperoleh juga semakin kecil. Dari hasil pengujian ini diperoleh delay animasi terbaik yaitu 0.08 s dengan
error sebesar 4.79%.
Kombinasi antara delay simulasi dan delay animasi ini diterapkan pada aplikasi simulasi sehingga diperoleh rasio:
= =
artinya, kecepatan animasinya 1 frame/ 0.08 s dan setiap 0.08 s, waktu simulasi akan bertambah 20 s, atau dengan kata lain simulasi berlangsung 250 kali lebih cepat dibandingkan dengan sistem nyata.
o Player
Player merupakan komponen yang berfungsi mengontrol simulasi dan playback. Player terdapat tombol play-pause yang berfungsi menjalankan dan menghentikan sementara simulasi atau playback; tombol mode yang berfungsi mengubah mode menjadi simulasi atau playback, playerbar, dan keterangan waktu.
o Playerbar
Playerbar adalah komponen yang berguna
memperlihatkan status bermain playback dan menentukan titik bermain playback.
Seminar Teknik Informatika (Agustus) 2014
Gambar 9. Diagram alir simulasi
o
EfekSuaraEfek suara adalah pelengkap animasi berupa suara-suara agar animasi lebih terlihat hidup. Pada simulasi ini pompa diberikan suara pompa yang sedang mengalirkan air ke tangki dan pada keran diberikan suara percikan air.
o Grafik
Grafik merupakan halaman yang menampilkan hasil simulasi dalam bentuk grafik. Pada simulasi ini akan ditampilkan tiga buah grafik, yaitu grafik debit pompa terhadap waktu, volume tangki terhadap waktu, dan debit keran terhadap waktu.
Gambar 10. adalah contoh hasil dari simulasi berupa grafik dengan variabel: volume awal 500 l, debit keran 0.055 l/s, dan debit pompa 0.123 l/s. Disimulasikan dengan skenario: 0-220 s, jumlah keran 1, dan pompa tidak aktif; 220-560 s, jumlah keran 2, dan pompa tidak aktif; 560-940 s, jumlah keran 2, dan pompa aktif.
Gambar 10. Contoh hasil grafik
o Scrollbar
Scrollbar adalah komponen yang gunanya
menggulung tampilan yang memiliki lebar yang lebih besar daripada tempat penampilnya. Bentuk scrollbar hampir sama dengan playerbar namun kegunaannya yang berbeda. Pada simulasi ini, tampilan yang perlu digulung yaitu grafik karena grafik akan menjadi sangat panjang seiring lamanya simulasi berlangsung. Dengan adanya komponen ini maka grafik dapat digeser sehingga semua badan grafik dapat terlihat.
Gambar 11. Scrollbar
3. Hasil dan Pembahasan
Aplikasi simulasi yang telah jadi akan diuji menggunakan Adobe Flash Player 11. Hasil simulasi kemudian akan diverifikasi. Hasil dari pengujian aplikasi simulasi akan dibandingkan dengan data teknis sehingga akan ditarik kesimpulan berupa error hasil simulasi. Dalam verifikasi ini, akan digunakan skenario pengisian dan pengosongan tangki air. Semua skenario akan dimulai dari volume awal (Vawal) hingga pada
volume akhir (Vakhir).
Dalam semua skenario, aplikasi simulasi ini berjalan sangat baik pada desktop dan browser. Aplikasi ini sangat ringan dan ukuran file .swf-nya hanya sebesar 154 KB.
o Pengosongan Tangki
Skenario pengosongan dilakukan dengan pompa yang tidak aktif dan satu keran yang terbuka. Aplikasi simulasi diatur sesuai data teknis sewaktu akan dilakukan pengosongan, yaitu:
J = 1 Qkeran= 0.055 l/s Vawal = Vtotal = = Vakhir =Vpakai’ = =
Ketika menekan tombol play maka simulasi akan berjalan disertai dengan animasi air mengalir dari keran dan suara air mengalir.
Dari hasil simulasi pengosongan diperoleh waktu simulasi 16520 s dan waktu komputer 84 s.
Error Pengosongan =
= ×100%
=4.86%
Dimana:
ts: waktu pengosongan pada simulasi (s)
tr:waktu pengosongan pada sistem nyata (s)
Output(Hasil) V= (V + DP× PS) – (DK × J K× K) Hasil=push(V,DK×JK×K,DP×PS) Statu Input(DP,DK,JK,V,Timer, Status, Suara) Mulai Suara OFF Timer OFF stop pause play Suara OFF Timer OFF Suara ON Timer ON Mode simulasi diakhiri Selesai ON Timer OFF Seklar ON OFF Tangki Tangki Pompa aktif kembali atau terisi kosong penuh Pompa aktif kembali atau terisi penuh kosong PS=0 K =1 Timer OFF PS=0 K =0 Time r OFF PS=0 K =1 Time r OFF PS=1 K =1 Time r OFF PS=1 K =0 Time r OFF PS=0 K =1 Time r OFF DP: debit pompa DK: debit keran JK: jumlah keran V: volume air Status: status simulasi Suara: aktif suara Timer: aktif timer
Seminar Teknik Informatika (Agustus) 2014
Gambar 12. Proses simulasi pengosongan
Gambar 13. Playback simulasi pengosongan
Gambar 14. Grafik hasil pengosongan
o Pengisian Tangki
Skenario pengisian dilakukan dengan mengaktifkan pompa tanpa ada keran yang dibuka. Aplikasi simulasi diatur sesuai data teknis sewaktu akan dilakukan pengisian pada sistem nyata, yaitu:
Qpompa = 0.123 l/s Vawal = Vpakai’ = = Vakhir= Vtotal = =
Ketika menekan tombol play maka simulasi akan berjalan disertai dengan animasi air mengalir dari ujung pipa naik dan suara pompa yang bergemuruh.
Dari hasil simulasi pengisian diperoleh waktu simulasi 7400 s dan waktu komputer 37 s.
Error Pengisian =
= ×100%
=1.62%
Dimana:
ts: waktu pengisian pada simulasi (s)
tr:waktu pengisian pada sistem nyata (s)
Gambar 14. Proses simulasi pengisian
Gambar 16. Playback simulasi pengisian
Gambar 17. Grafik hasil pengisian
Tabel 6. Perbandingan pengisian dan pengosongan
Skenario Waktu (s)
Nyata Simulasi Komputer
Pengosongan 17363 16520 84
Pengisian 7282 7400 37
Pada skenario pengisian, nilai waktu simulasi terhadap waktu nyata menunjukkan perbedaan yang cukup jelas seperti yang ditunjukkan pada tabel 6. Inilah yang mengakibatkan error. Padahal seharusnya waktu nyata dan waktu simulasi akan hampir sama. Setelah dianalisis, nilai debit pompa (Qpompa) berperan sangat
Seminar Teknik Informatika (Agustus) 2014
Nilai debit pompa yang dipakai dalam perhitungan merupakan hasil pembulatan, yaitu 0.123 l/s yang bersumber dari , dimana 0.123 lebih kecil dari.
Perbedaan inilah yang membuat keakuratan simulasi berkurang. Selisih dari kedua debit ini sangat kecil namun ini akan terakumulasi selama proses simulasi sehingga menjadi angka yang besar. Angka ini kemudian membuat perhitungan untuk menentukan volume air tangki (Vair) kurang akurat.
Dari hasil pengukuran pengisian tangki dengan
Qpompa= diperoleh waktu 7282 s. Sedangkan,
simulasi dengan Qpompa= 0.123 l/s yang merupakan hasil
pembulatan, memiliki nilai lebih kecil dari maka akan membutuhkan waktu yang lebih lama sehingga diperoleh waktu 7400 s.
Hal ini juga terjadi pada skenario pengosongan dimana pembulatan sangat mempengaruhi akurasi perhitungan. Namun selain itu, mengasumsikan perubahan debit keran menjadi debit keran yang tetap atau dari beberapa debit keran menjadi satu debit keran juga menjadi salah satu penyebab masalah akurasi. Ini karena satu debit keran tidak dapat mewakili fenomena perubahan debit keran pada sistem nyata dengan baik.
4. Penutup
Dari hasil verifikasi aplikasi simulasi buatan kami disimpulkan bahwa:
o Aplikasi simulasi ini cukup akurat karena diperoleh nilai error yang cukup kecil, yaitu 4.86% untuk pengosongan dan 1.62% untuk pengisian o Pemodelan dengan komputer dapat dilakukan
dengan menggunakan konsep pemrograman berorientasi objek.
o Aplikasi simulasi ini file .swf-nya hanya berukuran 154 KB sehingga sangat ringan jika disematkan pada halaman web.
o Keakuratan simulasi sangat bergantung pada keakuratan dalam pengukuran
Adapun saran dan harapan ke depannya yaitu aplikasi simulasi ini masih tergolong sederhana sehingga masih perlu ditambahkan parameter-parameter lain yang lebih lengkap. Semakin lengkap parameter pada sistem diharapkan akan semakin menyerupai sistem nyata.
Ucapan Terima Kasih
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan paper seminar ini sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana. Terima kasih sebesar-besarnya kepada keluarga Devi Ratnasari yang telah memperbolehkan kami untuk melakukan pengukuran tangki air rumahnya dan teman-teman yang selama ini memberikan dukungannya.
Daftar Pustaka
[1]
M. Julius. Literatur Review: Pemodelan danSimulasi Sistem, Pasca Sarjana Universitas Mercu
Buana, 2013, 1-2
[2]Rodger McHaney. Understanding Computer Simulation (bookboon.com, 2009)
[3]http://www.mathworks.com/company/newsletters/ar ticles/matlab-and-simulink-in-the-world-model-based-design.html[05/05/2014]
[4] I. Radinschi, C. Damoc, A. Cehan, V. Cehan.
Computer Simulations of Physics Phenomena Using Flash, International Journal on Hands-on Science,
2008
[5]http://www.instalasilistrikrumah.com/cara-kerja-kontrol-level-tangki-air/[05/05/2014]
[6]Tegar Bhakti Prihantoro, Rizky Charli Wijaya Husni. Alat Pendeteksi Tinggi Permukaan Air Secara
Otomatis Pada Bak Penampungan Air Mengunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler, 2010 [7]Akhmad Haiqal, Muh. Farid Azis Genisa. Simulasi
Kendalian Level pada Tangki Air, Tugas Akhir S1,
2012
[8]Hasrul. Desain Media Pembelajaran Animasi
Berbasis Adobe Flash CS3 pada Mutu Kuliah Instalasi Listrik 2, Jurnal MEDTEK,3(2),2011.
[9]K. Marthen. Fisika 2 Untuk SMA Kelas XI (Jakarta, Erlangga, 2006)
Wahyu Pebrian , lahir di Palopo tahun 1992, tertarik pada kecerdasan buatan, jaringan, pemrograman, dan open source, melanjutkan studi ke Teknik
Elektro, prodi Teknik
Informatika, Universitas Hasanuddin pada tahun 2010 dengan mendapat Beasiswa Bidikmisi.
Putri Amalia Subroto, lahir di Makassar pada tanggal 22 Januari 1993. Merupakan anak keempat dari 4 orang bersaudara. Tertarik dalam bidang komputer dan teknologi informasi sejak kecil. Saat ini terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Teknik jurusan Teknik Elektro program studi Teknik Informatika Universitas Hasanuddin angkatan 2010. kos on g pe nu h
