SISTEM MONITORING METER AIR PDAM MENGGUNAKAN SENSOR METERFLOW G1/2 DAN BLUETOOTH HC-05 BERBASIS
ARDUINO PRO MINI
LAPORAN PROJECT AKHIR 2
ISKANDAR MUDA SINAMBELA 162411046
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2019
SISTEM MONITORING METER AIR PDAM MENGGUNAKAN SENSOR METERFLOW G1/2 DAN BLUETOOTH HC-05 BERBASIS
ARDUINO PRO MINI
LAPORAN PROJECT AKHIR 2
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya
ISKANDAR MUDA SINAMBELA 162411046
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2019
PERNYATAAN
SISTEM MONITORING METER AIR PDAM MENGGUNAKAN SENSOR METERFLOW G1/2 DAN BLUETOOTH HC-05 BERBASIS
ARDUINO PRO MINI
PROJECT AKHIR II
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing di sebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2019
Iskandar Muda Sinambela NIM : 162411046
PENGHARGAAN
Alhamdulillah puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Subhanahuwata‟ala, atas segala karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Projek Akhir ini dengan baik. Shalawat dan Salam kepada Nabi Muhammad SAW semoga kita mendapatkan syafa‟atnya di akhir kelak.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada keluarga tercinta, khususnya kepada Ibunda atas kasih saying dan kepercayaan yang telah kalian berikan kepada anak kalian ini, serta saudara – saudaraku tercinta terima kasih untuk dukungannya. Doa dan motivasi yang diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan Tugas Projek Akhir ini serta untuk seluruh keluarga yang telah membantu, mendukung dan memberikan kelonggaran serta support terhadap pendidikan Saya hingga bisa berkembang seperti sekarang.
Serta Orang-orang yang mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Projek Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada :
1. Yth. Bapak Dekan Dr. Kerista Sebayang beserta jajarannya di lingkungan FMIPA USU
2. Ibu Dr. Diana Alemin Barus M,Sc, selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam dan dosen pembimbing dalam penyelesaian tugas projek akhir ini. Penulis sangat berterima kasih untuk setiap bimbingan, masukan, saran bahkan waktu yang senantiasa diberikan kepada penulis sampai pada akhir penyelesaian tugas projek akhir ini.
3. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi Dan Instrumentasi Departemen Fisika FMIPA USU
4. Terima kasih sebesar besarnya kepada kedua orangtua dan keluarga besar saya yang telah berjasa dan berkontribusi besar dalam pengerjaan proyek akhir ini mulai dari bantuan moril maupum materil.
5. Kepada Riqco Andriansyah, Ikhsan Aulia, abangda Duski Sa‟ad dan kepada teman – teman sekelas terima kasih atas bimbingan, dorongan, dukungan dan kesabaran kalian dalam pengerjaan projek akhir ini dan kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam kehidupan penulis yang tidak mampu saya
6. Kepada rekan – rekan juang yang tergabung dalam organisasi PEMA FMIPA USU terkhusus kepada Aldho Syahputra Sinaga sebagai Gubernur PEMA FMIPA USU Kabinet Resonansi Karya Periode 2019/2020 beserta jajarannya yang telah memberi motivasi dan semangat dalam proses pengerjaan proyek akhir ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan tugas projek akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas projek akhir ini.
Semoga laporan tugas projek akhir ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin YaaRabbal‟alamin.
ABSTRAK
Telah dirancang dan dibuat sistem monitoring meter air pdam menggunakan sensor meterflow g1/2 dan bluetooth hc-05 berbasis arduino pro mini.
Prinsip kerja alat ini adalah mencacah jumlah putaran rotor pada Sensor Flow Meter yang kemudian dikonversikan menjadi kecepatan arus air. Mikrokontroler Arduino Pro Mini digunakan sebagai pencacah sinyal digital, pengambilan data dan pengontrol tampilan LCD.
Hasil pengukuran ditampilkan pada layar LCD dan akan di kirimkan dalam bentuk sinyal digital melalui Bluetooth HC-05 sehingga pembacaan bias di lakukan melalui smartphone yang telah terkoneksi dengan bluetooth. Hasil pengujian alat menunjukkan bahwa alat dapat bekerja dengan baik. Pengujian alat dilakukan dengan cara pengaliran air melalui sensor flow meter.
Kata Kunci : Kecepatan Aliran Air, Mikrokontroler Arduino Pro Mini, Sensor Flow Meter, Bluetooth HC-05
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN ... i
PERNYATAAN... ii
PENGHARGAAN ... iii
ABSTRAK ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
DAFTAR TABEL ... xi
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ... 11.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 2
1.4. Maksud dan tujuan ... 2
1.5. Metode Penelitian ... 3
1.6. Tinjauan Pustaka ... 3
1.7. Sistematika Penulisan ... 3
BAB 2. LANDASAN TEORI
2.1. Aliran Fluida ... 52.1.1 ...5
2.2. Arduino Pro Mini ... 7
2.2.1 Spesifikasi ...7
2.2.2 Memory ...7
2.2.3 Komunikasi ...8
2.2.4 Pemograman ...8
2.2.5 Reset Otomatis (Software) ...8
2.3.Sensor ... 9
2.3.1. Flow Meter ... 10
2.4.Liquid Crystal Display(LCD) ... 13
2.5. IC Regulator ... 14
2.6. Kapasitor ... 17
2.7. Bluetooth ... 19
BAB 3. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Diagram Blok System ... 20
3.2 Fungsi Tiap Blok ... 20
3.3 Rangkaian Regulator ... 21
3.4. Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P ... 21
3.5. Rangkaian LCD ... 22
3.6 Rangkaian Keseluruhan ... 23
3.7 Perancangan Perangkat Lunak ... 23
3.8 Flowchart ... 24
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Pada Arduino Pro Mini... 254.2 Pengujian Power Supply ... 25
4.3 Pengujian LCD ... 26
4.4 Pengujian Alat ... 27
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ... 285.2. Saran ... 28 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
2.2. Board Arduino Pro Mini ... 7
2.3. Fisik dan skematik instalasi Water Flow Sensor G1/2 ... 10
2.3.1 Mechanic Dimensi Water Flow sensor G1/2 ... 11
2.4. Fisik LCD 2 x 16 ... 13
2.5 IC 7805 ... 14
2.6 Bluetooth HC-05... 19
3.1. Diagram Block ... 20
3.2. Rangkaian PSA ... 21
3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P ... 21
3.4. Rangkaian LCD ... 22
3.5. Rangkaian alat secara keseluruhan ... 23
LAMPIRAN
Lampiran 1 Program Alat Pengukur Kecepatan Aliran Air ... xi Lampiran 2 Pengujian Sensor Alat ... xvi Lampiran 3 Pengujin Kecepatan alir air ... xvi
DAFTAR TABEL
2.1. Komponen sensor ... 11
2.2 Nama dan Fungsi Kaki IC 7805 ... 15
4.1 Pengujian Vin dan Vout ... 25
4.2 Pengujian Pembacaan Sensor ... 27
4.3 Persen eror pada sensor ... 27
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan pokok bagi setiap individu di dunia ini. Kebutuhan manusia akan air sangat kompleks, antar lain untuk minum, masak, mandi, mencuci, dan sebagainya. Menurut perhitungan WHO, di negara-negara maju tiap orang memerlukan air antara 60-120 liter per hari. Sedangkan di negara berkembang seperti Indonesia, tiap orang memerlukan air 30-60 liter per hari. Maka dari itu, untuk dapat melangsungkan kehidupannya, manusia perlu mengelola air dengan baik dan sedemikian rupa agar dapat dimanfaatkan dengan efisien dan efektif. Pada daerah perkotaan, sistem penyediaan air bersih dilakukan dengan sistem perpipaan dan non perpipaan.
Sistem perpipaan dikelola oleh PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) sesuai dengan amanat UUD 1945 Pasal 33 ayat (3) yang berbunyi “Bumi dan air dan kekayaan alam yang terkandung di dalamnya dikuasai oleh Negara dan dipergunakan untuk sebesar- besarnya kemakmuran rakyat” dan di dalam Pasal 10 UU No. 22 Tahun 1999 tentang Pemerintah Daerah menyatakan, bahwa daerah berwenang untuk mengelola sumber regional yang tersedia di wilayahnya dan bertanggung jawab memelihara kelestarian lingkungan sesuai dengan peraturan perundang- undangan‖. Sedangkan sistem non perpipaan dikelola oleh masyarakat baik secara individu maupun kelompok. Sebagai badan usaha milik daerah yang melaksanakan fungsi pelayanan, PDAM diharapkan dapat memberikan pelayanan kebutuhan air minum/air bersih bagi masyarakat, dan berkewajiban untuk meningkatkan cakupan pelayanan seiring dengan pertambahan jumlah penduduk dan kenaikan taraf hidup masyarakat
Alat ukur arus air digital sebelumnya telah di rancang oleh Duski Sa‟ad, AMd dengan judul “Rancang Bangun Alat Ukur Kecepatan Aliran Air Menggunakan Sensor Flow Meter Berbasis Arduino Uno 328p”. Pada alat tersebut, beliau menggunakan Arduino Uno dan pembacaan di lakukan hanya melalui LCD. Pada project akhir ini, penulis mencoba
mengembangkan alat yang sudah ada sebelumnya dengan mengganti mikrokontroler yang di gunakan dari sebelumnya arduini uno menjadi arduino pro mini dan menambahkan Bluetooth HC-05 sehingga pembacaan dapat di lakukan pada perangkat yang telah di koneksikan dengan Bluetooth tersebut dengan judul :
“SISTEM MONITORING HASIL PENGUKURAN METER AIR PDAM DIGITAL MENGGUNAKAN SENSOR METERFLOW BERBASIS ARDUINO PRO MINI MENGGUNAKAN BLUETOOTH”
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat dirumuskan beberapa masalah antara lain :
1. Bagaimana merancang dan membuat suatu model sensor kecepatan aliran air sehingga mempunyai karakteristik yang sama dengan sensor yang sebenarnya?
2. Bagaimana merancang dan membuat rangkaian pengubah sinyal keluaran analog dari sensor ke sinyal digital yang akan diolah oleh Arduino Pro Mini?
3. Bagaimana merancang dan membuat alat yang terkoneksi dengan smartphone?
1.3. Batasan Masalah
Mengingat pembahasan dalam perancangan alat yang dibuat dapat meluas maka tulisan ini mempunyai batasan masalah sebagai berikut :
1. Sensor yang digunakan adalah sensor flowmeter.
2. Mikrokontroler yang di gunakan adalah arduino pro mini.
3. Tampilan data digital dengan LCD (Liquid Crystal Display).
4. Tampilan data digital dengan pada smartphone yang telah terkoneksi dengan Bluetooth.
1.4. Maksud dan Tujuan
Maksud dari penulisan projek akhir ini antara lain guna membuat rancang bangun monitoring hasil pengukuran meter air pdam digital menggunakan sensor meterflow g1/2 melalui smartphone yang terkoneksi dengan bluetooth berbasis arduino pro mini. Tujuan dari projek ini adalah merancang dan membuat suatu instrumentasi, yaitu :
1. Merancang dan membuat alat yang dapat mengetahui kecepatan aliran air.
2. Merancang dan membuat suatu alat yang dapat di koneksikan dengan smartphone 3. Mengetahui suatu sistem kerja dari sensor flow meter.
4. Mengetahui cara kerja Arduino Pro Mini
1.5. Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan dalam penulisan projek akhir ini adalah sebagai berikut:
a.Metode Pustaka
Mencari data-data yang berkaitan dengan alat yang akan dibuat, dari literatur buku–
buku, jurna–jurnal, majalah–majalah elektronika, dan situs–situs internet untuk mempelajari hal–hal sebagai berikut:
1. Karakteristik Arduino pro mini.
2. Karakteristik sensor flow meter.
3. Karakteristik Liquid Crystal Display ( LCD ).
4. Karakteristik bluetooth
b. Metode Perancangan dan pembahasan alat
Membahas tentang langkah – langkah membuat alat yang dirancang secara keseluruhan dimulai dari perancangan hardware, perancangan software pada mikrokontroler Arduino pro mini, mengkoneksikan dengan smartphone melalui bleutoth, hingga menampilkan hasil pengukuran pada LCD dan smartphone yang sudah terkoneksi.
1.6. Tinjauan Pustaka
Studi pustaka dimaksudkan untuk mendapatkan landasan teori, data-data atau informasi sebagai bahan acuan dalam melakukan perencanaan, percobaan, pembuatan dan persyaratan tugas akhir.
1.7. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan projek akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini membahas tentang latar belakang projek akhir, identifikasi masalah, maksud dan tujuan, metode penelitan, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Pada bab ini berisi penjelasan dasar teori mengenai konsep yang digunakan dalam pembahasan sistem perancangan alat ukur ini.
BAB III : METODE PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas secara detail tentang perancangan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini berisi uraian hasil pengujian alat yang telah dibuat, pengoperasian, dan spesifikasi alat dan lain-lain.
BAB V : PENUTUP
Sebagai bab terakhir penulisan, penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari uraian bab-bab sebelumnya dan penulis akan berusaha memberikan saran yang mungkin bermanfaat.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Aliran Fluida
Fluida adalah suatu zat yang dpat mengalir bisa berupa cairan atau gas. Fluida mengubah bentuknya dengan mudah dan didalam kasus mengenai gas,mempunyai volume yang sama dengan volume uladuk yang membatasi gas tersebut. Pemakaian mekanika kepada medium kontinyu,baik benda padat maupun fluida adalah didasari pada hukum gerak newton yang digabungkan dengan hukum gaya yang sesuai.
Sala satu cara untuk menjelaskan gerak suatu fluida adalh dengan membagi –bagi fluida tersebut menjadi elemen volume yang sangat kecil yang dapat dinamakan partikel fluida danmengikuti gerak masing-masing partikel ini.
Suatu massa fluida yang mengalir selalu dapat dibagi-bagi menjadi tabung aliran,bila aliran tersebut adalah tunak, waktu tabung-tabung tetap tidak berubah bentuknya dan fluida yang pada suatu saan berada didalam sebuah tatung akan tetap berada dalam tabung ini seterusnya. Kecepatan aliran didalam tabung aliran adalah sejajar dengan tabung dan mempunyai besar berbanding terbalik dengan luas penampangnya
Konsep aliran fluida yang berkaitan dengan aliran fluida dalam pipa adalah :
1. Hukum kekentalan Massa
2. Hukum Kekentalan energi
3. Hukum kekentalan momentum
4. Katup
5. Orifacemeter
6. Arcameter (rotarimeter).
Macam-Macam Aliran
Aliran dapat diklasifikasikan (digolongkan) dalam banyak jenis seperti: turbulen, laminar, nyata, ideal, mampu balik, tak mampu balik, seragam, tak seragam, rotasional, tak rotasional.Aliran fluida melalui instalasi (pipa) terdapat dua jenis aliran yaitu :
1. Aliran laminer 2. Aliran turbulensi
Cairan dengan rapat massa yang akan lebih mudah mengalir dalam keadaan laminer.
Dalam aliran fluida perlu ditentukan besarannya, atau arah vektor kecepatan aliran pada suatu titik ke titik yang lain. Agar memperoleh penjelasan tentang medan fluida, kondisi rata-rata pada daerah atau volume yang kecil dapat ditentukan dengan instrument yang sesuai.
Pengukuran aliran adalah untuk mengukur kapasitas aliran, massa laju aliran, volume aliran. Pemilihan alat ukur aliran tergantung pada ketelitian, kemampuan pengukuran, harga, kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan keawetan alat ukur tersebut.
Dalam pengukuran fluida termasuk penentuan tekanan, kecepatan, debit, gradien kecepatan, turbulensi dan viskositas. Terdapat banyak cara melaksanakan pengukuran- pengukuran, misalnya : langsung, tak langsung, gravimetrik,volumetrik, elektronik, elektromagnetik dan optik. Pengukuran debit secara langsung terdiri dari atas penentuan volume atau berat fluida yang melalui suatupenampang dalam suatu selang waktu tertentu.
Metoda tak langsung bagi pengukuran debit memerlukan penentuan tinggi tekanan, perbedaan tekanan atau kecepatan dibeberapa dititik pada suatu penampang dan dengan besaran perhitungan debit. Metode pengukuran aliran yang paling teliti adalah penentuan gravimerik atau penentuan volumetrik dengan berat atau volume diukur atau penentuan dengan mempergunakan tangki yang dikalibrasikan untuk selang waktu yang diukur.
Pada prinsipnya besar aliran fluida dapat diukur melalui : 1. Kecepatan (velocity)
2. Berat (massanya)
3. Luas bidang yang dilaluinya 4. Volumenya
Tidak semua fluida yang berpindah dinamakan fluida bergerak. Yang dimaksud fluida bergerak adalah jika fluida tersebut bergerak lurus terhadap sekitar. Aliran fluida dikatakan aliran garis lurus apabila aliran fluida yang mengalir mengikuti suatu garis (lurus melengkung) yang jelas ujung pangkalnya. Aliran garis lurus juga disebut aliran berlapis atau aliran laminar (laminar flow). Kecepatan-kecepatan partikel di tiap titik pada garis arus, searah dengan garis singgung di titik itu. Dengan demikian garis arus tidak pernah berpotongan. Pada fluida yang tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dan luas penampangnya selalu tetap. Jadi A.v = konstan, atau disebut debit (Q). Debit adalah volume fluida ( m3 ) yang mengalir melewati suatu penampang dalam selang waktu tertentu.
Dirumuskan dengan persamaan berikut :
Q =
.
...(2.1) Keterangan :Q = debit ( m3 / s ) V = volume fluida ( m3 ) t = waktu fluida mengalir (s)
2.2 Arduino Pro Mini
Arduino Pro Mini adalah board mikrokontroler berdasarkan ATmega328 (datasheet).
Dan memiliki 14 digital pin input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator on-board, tombol reset, dan lubang untuk pemasangan pin header. Terdapat heafer enam pin yang dapat dihubungkan ke kabel FTDI atau Sparkfun board breakout untuk memberikan daya USB dan komunikasi untuk board.
Arduino Pro Mini dimaksudkan untuk instalasi semi permanen di objek.. Dan memungkinkan penggunaan berbagai jenis konektor atau solder langsung kabel. Tata letak pin kompatibel dengan Arduino Mini.
Gambar 2.2 arduino pro mini (sumber: https://archtz.files.wordpress.com/2015/05/cats.jpg)
2.2.1 Spesifikasi
Microcontroller ATmega328
Operating Voltage : 3.3V or 5V (depending on model)
Input Voltage : 3.35 -12 V (3.3V model) or 5 – 12 V (5V model) Digital I/O Pins : 14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins : 6 DC Current per I/O Pin : 40 mA
Flash Memory : 32 kB (of which 0.5 kB used by bootloader)
SRAM : 2 kB
EEPROM : 1 kB
Clock Speed : 8 MHz (3.3V model) or 16 MHz (5V model)
Arduino Pro Mini dapat didukung dengan kabel FTDI atau board breakout yang terhubung dengan enam pin header, atau dengan tegangan 3.3V atau 5V (tergantung pada model) pada pin Vcc.
Ada tegangan regulator di board sehingga dapat menerima tegangan sampai 12VDC. Jika Anda memasok listrik diatur ke bard, pastikan untuk terhubung ke “RAW” pin bukan pada VCC.
Pin nya adalah sebagai berikut:
RAW Untuk memasok tegangan baku untuk board.
VCC Tegangan 3,3 atau 5 volt.
GND Ground
2.2.2 Memory
ATmega328 memiliki 32 kB flash memori untuk menyimpan kode (0.5kB digunakan untuk bootloader). Memiliki 2 kB SRAM dan 1kBs EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan library EEPROM).
Input dan Output
Masing-masing dari 14 pin digital pada Pro Mini dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan pinMode (), digitalWrite (), dan digitalRead () fungsi. Beroperasi di 3,3 atau 5 volt (tergantung pada model). Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal yang (terputus secara default) dari 20-50 kOhms.
2.2.3 Komunikasi
Arduino Pro Mini memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. ATmega328 menyediakan UART TTL komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan Arduino melalui koneksi USB. Sebuah library SoftwareSerial memungkinkan untuk komunikasi serial pada salah digital pin Pro Mini. ATmega328 juga mendukung I2C (TWI) dan komunikasi SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk library wire untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C. Untuk menggunakan komunikasi SPI, silakan lihat datasheet ATmega328.
2.2.4 Pemrograman
Arduino Pro Mini dapat diprogram dengan software Arduino. ATmega328 pada Arduino Pro Mini memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru untuk itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Dan dapat berkomunikasi menggunakan protokol asli STK500.
Anda juga dapat memotong bootloader dan program ATmega328 dengan programmer eksternal.
2.2.5 Reset Otomatis (Software)
Ketimbang membutuhkan tombol reset sebelum upload, Arduino Pro Mini dirancang dapat reset oleh perangkat lunak yang berjalan pada komputer yang terhubung. Salah satu pin pada header enam pin terhubung ke garis reset dari ATmega328 melalui 100 nF kapasitor. Pin ini terhubung ke salah satu jalur dari USB-to-serial konverter yang terhubung ke header: RTS bila menggunakan kabel FTDI, DTR ketika menggunakan board breakout Sparkfun. Software Arduino menggunakan kemampuan ini untuk memungkinkan Anda untuk meng-upload kode dengan hanya menekan tombol upload di Arduino. Jadi bisa menghemat waktu karena proses upload gampang dan cepat.
2.3. Sensor
Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.Sensor adalah alat untuk mendeteki/mengukur sesuatu, yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yanag menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya.
Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi mengubah tegangan fisika (misalnya: temperatur, cahaya, gaya, kecepatan putaran) menjadi besaran listrik yang proposional. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memenuhi persyaratan-persyaratan kualitas yakni :
a. Linieritas
Konversi harus benar-benar proposional, jadi karakteristik konversi harus linier.
b. Tidak tergantung temperatur
Keluaran inverter tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor suhu.
c. Kepekaan
Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.
d. Waktu tanggapan
Waktu tanggapan adalah waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah.
Secara umum berdasarkan fungsi dan penggunaannya sensor dapat dikelompokan menjadi 3 bagian yaitu :
a) Sensor thermal (panas)
Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu.Contohnya; bimetal, termistor, termokopel, RTD, photo transistor, photo dioda, photo multiplier, photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer, dan sebagainya.
b) Sensor optik (cahaya)
Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan.Contoh; photo cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic, dan sebagainya.
c) Sensor mekanis
Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tek anan, aliran, level dan sebagainya. Contoh; strain gage, linear variable deferential transformer (LVDT), proximity, potensiometer, load cell, bourdon tube, dan sebagainya.
2.3.1. Flow Meter
Sensor aliran adalah alat untuk merasakan laju aliran fluida. Biasanya sensor aliran adalah elemen penginderaan yang digunakan dalam flow meter atau aliran logger untuk merekam aliran cairan. Seperti yang terjadi untuk semua sensor, akurasi mutlak pengukuran memerlukan fungsi untuk kalibrasi. Ada berbagai macam sensor aliran dan aliran meter termasuk beberapa yang memiliki baling-baling yang didorong oleh cairan dan dapat mendorong potensiometer putar atau perangkat sejenis. Sensor aliran lain didasarkan pada sensor yang mengukur transfer panas yang disebabkan oleh media bergerak. Prinsip ini umum untuk mikrosensor untuk mengukur aliran.
Water Flow sensor terdiri dari tubuh katup plastik, rotor air, dan sensor hall efek.
Ketika air mengalir melalui gulungan rotor-rotor, kecepatan perubahan dengan tingkat yang berbeda aliran sesuai sensor hall efek output sinyal pulsa. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG) selain jalur 5V dc dan Ground. Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar 2.3. Fisik dan skematik instalasi Water Flow Sensor G1/2 (Sumber
https://www.lankatronics.com/g1-2-water-flow-sensor-fluid-flowmeter-switch-counter.html , https://www.elecrow.com/g12-water-flow-sensor-p-790.html)
Gambar 2.3.1. Mechanic Dimensi Water Flow sensor G1/2 (Sumber:
https://www.elecrow.com/g12-water-flow-sensor-p-790.html)
Tabel 2.1. Komponen sensor
Jenis pengukur aliran yang paling luas digunakan adalah pengukuran tekanan diferensial. Pada prinsipnya beda luas penampang melintang dari aliran dikurangi dengan yang mengakibatkan naiknya kecepatan, sehingga menaikan pula energi gerakan atau energi kinetis. Karena energi tidak bisa diciptakan atau dihilangkan (Hukum perpindahan energi ), maka kenaikan energi kinetis ini diperoleh dari energi tekanan yang berubah. Lebih jelasnya, apabila fluida bergerak melewati penghantar (pipa) yang seragam dengan kecepatan rendah, maka gerakan partikel masing-masing umumnya sejajar disepanjang garis dinding pipa.Kalau laju aliran meningkat, titik puncak dicapai apabila gerakan partikel menjadi lebih acak dan kompleks. Kecepatan kira-kira di mana perubahan ini terjadi dinamakan kecepatan kritis dan
No Name Kuantitas Material Catatan
1. Valve body 1 PA66+33% glass fiber
2. Stainless steel body 1 Stainless steel SUS304
3. Axis 1 Stainless steel SUS304
4. Impeller 1 POM
5. Ring magnet 1 Ferrite
6. Middle ring 1 PA66+33% glass fiber
7. O-seal ring 1 Rubber
8. Electronic seal ring 1 Rubber
9. Cover 1 PA66+33% glass fiber
10. Screw 4 Stainless steel SUS304 3.0*11
11. Cable 1 1007 24AWG
aliran pada tingkat kelajuan yang lebih tinggi dinamakan turbulen dan pada tingkat kelajuan lebih rendah dinamakan laminer.
Kecepatan kritis dinamakan juga angka Reynold, dituliskan tanpa dimensi:
R
D=
di mana :
D = penampang arus fluida ρ = kerapatan fluida V = kecepatan fluida
μ = kecepatan absolut fluida
Batas kecepatan kritis untuk pipa biasanya berada diantara 2000 dan 2300. Pengukuran aliran metoda ini dapat dilakukan dengan banyak cara misalnya, menggunakan pipa venturi, pipa pitot, orifice plat (lubang sempit), turbine flow meter, rotameter, cara thermal menggunakan bahan radio aktif, elektromagnetik, ultar sonic dan flowmeter gyro. Cara lain dapat dikembangkan sendiri sesuai dengan kebutuhan proses. Spesifikasi Sensor Flow Meter :
a. Bekerja pada tegangan 5 V DC – 24 VDC b. Arus Maksimum saat ini 15 mA (DC 5 V) c. Berat sensor 43 g
d. Tingkat Aliran rentang 0,5 ~ 60 L / menit e. Suhu Pengoperasian 0° C ~ 80°
f. Operasi kelembaban 35 % ~ 90 % RH g. Operasi tekanan bawah 1.75 Mpa h. Store temperature -25°C~+80°
i. Store humidity 25 % ~ 90 % RH
2.4. LCD
Liquid Crystal Display (LCD) 2 x 16 Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu system dengan menggunakan mikrokontroler. LCD (Liquid Crystal Display) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. Pada praktek proyek ini, LCD yang digunakan adalah LCD 16 x 2 yang artinya lebar.
display 2 baris 16 kolom dengan 16 Pin konektor. Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD antara lain:
VCC (Pin 1)
Merupakan sumber tegangan +5V.
GND 0V (Pin 2)
Merupakan sambungan ground.
VEE (Pin 3)
Merupakan input tegangan Kontras LCD.
RS Register Select (Pin 4)
Merupakan Register pilihan 0 = Register Perintah, 1 = Register Data.
R/W (Pin 5)
Merupakan read select, 1 = read, 0 = write.
Enable Clock LCD (Pin 6)
Merupakan masukan logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.
D0 – D7 (Pin 7 – Pin 14) Merupakan Data Bus 1 -7
Anoda ( Pin 15)
Merupakan masukan tegangan positif backlight
Katoda (Pin 16)
Merupakan masukan tegangan negatif backlight
Gambar 2.4. Fisik LCD 2 x 16 (Sumber: http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal- display-dot-matrix-2x16-m1632/ )
Setiap memori mempunyai fungsi – fungsi tersendiri :
a. DDRAM
DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan. Contohnya karakter ‗A„ atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD.
Apabila karakter tersebut di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.
b.CGRAM
CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola seluruh karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang.
c.CGROM
CGROM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola tersebut ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga arah yang melalui transistor.
1. Tipe: UJT, BJT, JFET, MOSFET, IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,MESFET HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC.
2. Polaritas : NPN atau N-Channel, PNP atau P – channel
3. Maximum kapasitas daya : Low Power, Medium Power, High Power
4. Maksimum frekuensi kerja : low, medium, atau high frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain.
5. Aplikasi : Amplifier, Saklar, General purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain – lain.
2.5 IC Regulator 7805
Gambar 2.5 IC 7805 (Sumber: https://electronicsforu.com/resources/learn- electronics/7805-ic-voltage-regulator)
Pin No Function Name
1 Input voltage (5V-18V) Input
2 Ground (0V) Ground
3 Regulated output; 5V (4.8V-5.2V) Output
Tabel 2.2 Nama dan fungsi kaki IC 7805
Regulator ini menghasilkan tegangan output stabil 5 Volt dengan syarat tegangan input yang diberikan minimal 7-8 Volt (lebih besar dari tegangan output) sedangkan batas maksimal tegangan input yang diperbolehkan dapat dilihat pada datasheet IC 78XX karena jika tidak maka tegangan output yang dihasilkan tidak akan stabil atau kurang dari 5 Volt.
Keunggulan
Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain, seri 78XX ini mempunyai keunggulan di antaranya:
1. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan komponen elektronik tambahan.
2. Aplikasi mudah dan hemat ruang
3. Memiliki proteksi terhadap overload (beban lebih), overheat (panas lebih), dan hubungsingkat
4. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 78XX tidak hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya.
(Wikipedia)
Kekurangan
1. Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 Volt dari tegangan output sehingga IC 7805 kurang tepat jika digunakan untuk menstabilkan tegangan battery 6 Volt menjadi 5 Volt.
2. Seperti halnya regulator linier lain, arus input sama dengan arus output. Karena tegangan input harus lebih tinggi dari tegangan output maka akan terjadi terjadi panas pada IC regulator 7805 sehingga diperlukan heatsink (pendingin) yang cukup.
Cara kerja rangkaian
Ketika switch (S1) ditutup (On), arus dari sumber DC 12 Volt akan mengalir menuju fuse (F1) yang berfungsi sebagai pengaman hubungsingkat, kemudian akan mengalir melalui dioda (D1) yang berfungsi sebagai pengaman polaritas. Condensator C1 yang berfungsi sebagai
filter dapat dihilangkan jika tegangan input merupakan tegangan DC stabil misalnya dari sumber battery (accu/aki).
Setelah melalui IC 7805, tegangan akan diturunkan menjadi 5 Volt stabil. Fungsi C2 adalah sebagai filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice (ripple tegangan) sedangkan LED1 yang dipasang seri dengan resistor (R1) berfungsi sebagai indikator.
Fungsi
Rangkaian regulator ini dapat dipakai untuk menurunkan tegangan 12 Volt aki (accu) pada sebuah perangkat elektronika atau pada sebuah kendaran menjadi 5 Volt stabil.
2.6 Kapasitor
Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 ~ 1867) yang berasal dari Inggris. Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh karena itu pada umumnya Kapasitor yang digunakan dalam peralatan Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
Konversi Satuan Farad adalah sebagai berikut : 1 Farad = 1.000.000µF (mikro Farad)
1µF = 1.000nF (nano Farad) 1µF = 1.000.000pF (piko Farad 1nF = 1.000pF (piko Farad)
Kapasitor merupakan Komponen Elektronika yang terdiri dari 2 pelat konduktor yang pada umumnya adalah terbuat dari logam dan sebuah Isolator diantaranya sebagai pemisah. Dalam Rangkaian Elektronika, Kapasitor disingkat dengan huruf “C”.
Berdasarkan bahan Isolator dan nilainya, Kapasitor dapat dibagi menjadi 2 Jenis yaitu Kapasitor Nilai Tetap dan Kapasitor Variabel. Berikut ini adalah penjelasan singkatnya untuk masing-masing jenis Kapasitor :
a. Kapasitor nilai tetap (fixed capacitor)
Kapasitor Nilai Tetap atau Fixed Capacitor adalah Kapasitor yang nilainya konstan atau tidak berubah-ubah. Berikut ini adalah Jenis-jenis Kapasitor yang nilainya Tetap :
1. Kapasitor Keramik (Ceramic Capasitor)
Kapasitor Keramik adalah Kapasitor yang Isolatornya terbuat dari Keramik dan berbentuk bulat tipis ataupun persegi empat. Kapasitor Keramik tidak memiliki arah atau polaritas, jadi dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian Elektronika. Pada umumnya, Nilai Kapasitor Keramik berkisar antara 1pf sampai 0.01µF.
Kapasitor yang berbentuk Chip (Chip Capasitor) umumnya terbuat dari bahan Keramik yang dikemas sangat kecil untuk memenuhi kebutuhan peralatan Elektronik yang dirancang makin kecil dan dapat dipasang oleh Mesin Produksi SMT (Surface Mount Technology) yang berkecepatan tinggi.
2. Kapasitor Polyester (Polyester Capacitor)
Kapasitor Polyester adalah kapasitor yang isolatornya terbuat dari Polyester dengan bentuk persegi empat. Kapasitor Polyester dapat dipasang terbalik dalam rangkaian Elektronika (tidak memiliki polaritas arah)
3. Kapasitor Kertas (Paper Capacitor)
Kapasitor Kertas adalah kapasitor yang isolatornya terbuat dari Kertas dan pada umumnya nilai kapasitor kertas berkisar diantara 300pf sampai 4µF. Kapasitor Kertas tidak memiliki polaritas arah atau dapat dipasang bolak balik dalam Rangkaian Elektronika.
4. Kapasitor Mika (Mica Capacitor)
Kapasitor Mika adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari bahan Mika. Nilai Kapasitor Mika pada umumnya berkisar antara 50pF sampai 0.02µF. Kapasitor Mika juga dapat dipasang bolak balik karena tidak memiliki polaritas arah.
5. Kapasitor Elektrolit (Electrolyte Capacitor)
Kapasitor Elektrolit adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari Elektrolit (Electrolyte) dan berbentuk Tabung / Silinder. Kapasitor Elektrolit atau disingkat dengan ELCO ini sering dipakai pada Rangkaian Elektronika yang memerlukan Kapasintasi (Capacitance) yang tinggi. Kapasitor Elektrolit yang memiliki Polaritas arah Positif (-) dan Negatif (-) ini menggunakan bahan Aluminium sebagai pembungkus dan sekaligus sebagai terminal Negatif-nya. Pada umumnya nilai Kapasitor Elektrolit berkisar dari 0.47µF hingga ribuan microfarad (µF). Biasanya di badan Kapasitor Elektrolit (ELCO) akan tertera Nilai Kapasitansi, Tegangan (Voltage), dan Terminal Negatif-nya. Hal yang perlu diperhatikan, Kapasitor Elektrolit dapat meledak jika polaritas (arah) pemasangannya terbalik dan melampui batas kamampuan tegangannya.
6. Kapasitor Tantalum
Kapasitor Tantalum juga memiliki Polaritas arah Positif (+) dan Negatif (-) seperti halnya
Kapasitor Tantalum karena Kapasitor jenis ini memakai bahan Logam Tantalum sebagai Terminal Anodanya (+). Kapasitor Tantalum dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dibanding dengan tipe Kapasitor Elektrolit lainnya dan juga memiliki kapasintansi yang besar tetapi dapat dikemas dalam ukuran yang lebih kecil dan mungil. Oleh karena itu, Kapasitor Tantalum merupakan jenis Kapasitor yang berharga mahal.
b. Kapasitor variabel (variable capacitor)
Kapasitor Variabel adalah Kapasitor yang nilai Kapasitansinya dapat diatur atau berubah- ubah. Secara fisik, Kapasitor Variabel ini terdiri dari 2 jenis yaitu :
1. VARCO (Variable Condensator)
VARCO (Variable Condensator) yang terbuat dari Logam dengan ukuran yang lebih besar dan pada umumnya digunakan untuk memilih Gelombang Frekuensi pada Rangkaian Radio (digabungkan dengan Spul Antena dan Spul Osilator). Nilai Kapasitansi VARCO berkisar antara 100pF sampai 500pF
2. Trimmer
Trimmer adalah jenis Kapasitor Variabel yang memiliki bentuk lebih kecil sehingga memerlukan alat seperti Obeng untuk dapat memutar Poros pengaturnya. Trimmer terdiri dari 2 pelat logam yang dipisahkan oleh selembar Mika dan juga terdapat sebuah Screw yang mengatur jarak kedua pelat logam tersebut sehingga nilai kapasitansinya menjadi berubah. Trimmer dalam Rangkaian Elektronika berfungsi untuk menepatkan pemilihan gelombang Frekuensi (Fine Tune). Nilai Kapasitansi Trimmer hanya maksimal sampai 100pF.
Pada Peralatan Elektronika, Kapasitor merupakan salah satu jenis Komponen Elektronika yang paling sering digunakan. Hal ini dikarenakan Kapasitor memiliki banyak fungsi sehingga hampir setiap Rangkaian Elektronika memerlukannya.
Dibawah ini adalah beberapa fungsi daripada Kapasitor dalam Rangkaian Elektronika :
Sebagai Penyimpan arus atau tegangan listrik
Sebagai Konduktor yang dapat melewatkan arus AC (Alternating Current)
Sebagai Isolator yang menghambat arus DC (Direct Current)
Sebagai Filter dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya)
Sebagai Kopling
Sebagai Pembangkit Frekuensi dalam Rangkaian Osilator
Sebagai Penggeser Fasa
Sebagai Pemilih Gelombang Frekuensi (Kapasitor Variabel yang digabungkan dengan Spul Antena dan Osilator)
2.7 Bluetooth
Menurut Sofana (2008 : 354), Bluetooth adalah salah satu alternatif teknologi wireless yang dibuat untuk peralatan mobile (mobile device). Bluetooth berbeda dengan wifi (keluarga 802.11) standar yang diguanakan oleh Bluetooth mengacuh pada spesifikasi IEEE 802.15.
Buetooth menggunakan frekuensi 2,4 GHz dengan keceptan transfer data kurang dari 1 Mbps (sekitar 800 Kbps). Sebuah peralatan Bluetooth dapat berkomunikasi dengan peralatan lain yang berbeda pada jarak 13 Meter. Saat ini telah dikembangkan standar baru yang dapat menjangkau jarak sekitar 100Meter (tanpa pengahalang).
2.7.1 Modul Bluetooth HC-05
Modul bluetooth yang di pasang pada board Arduino Mikrokontroler adalah modul bluetooth HC-05 dengan supply tegangan sebesar 3,3 V ke pin 12 modul bluetooth. Pin 1 pada modul bluetooth sebagai transmitter yang akan dihubungkan ke pin 3 mikrokontroler ATmega 328, kemudian pin 2 pada bluetooth sebagai receiver yang akan dihubungkan ke pin 2 mikrokontroler ATmega 328.
Gambar 2.6 Bluetoth HC-05 (Sumber: https://www.makerlab-electronics.com/product/hc- 05-bluetooth-module/)
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1 Diagram Blok System
Secara garis besar, perancangan alat pengujian Sensor Flowmeter akibat peletakan sensor, ini terdiri dari Mikrokontroler AtMega328P, LCD shield 16x2, Sensor Flowmeter G1/2. Diagram blok dari perancanganalaT Uji Sensor Flowmeter ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 3 .1 Diagram Blok
3.2 Fungsi Tiap Blok
1. Blok Atmega 328P : Memproses nilai yang didapt dari sensor untuk ditamplkan ke Lcd
2. BlokSensor Flowmeter : Sensor yang menghitung jumlah cacahan dan kecepatan alir 3. Blok LCD : Sebagai output tampilan
4. Blok power supply : Sebagai penyedia tegangan ke system dan sensor
Dari diagram blok diatas dapat dijelaskan bahwa mikrokontroler merupakan sistem akan menerima data yang dikirimkan oleh SensorFlowmeterberupa logic atau pulsa.Sensor Flowmeter yang digunakan terdiri dari dua buah yang berfungsi sebagai alat untuk menguji posisi terbalik pada saluran pipa airdengan cara membandingkan volume air yang lewat pada sensor flowmeter pertama dengan volume air pada sensor kedua.waktu perambatan tersebut yang akan dikonversi ke dalam bentuk Liter. Kemudian data akan diolah menggunakan Mikrokontroler yang menggunakan bahasa C dan data akan ditampilkan pada LCD 16x2.
Perintah secara manual diberikan dari luar atau pengguna. Penampungan Air berfungsi untuk menampung air yang dikeluarkan dari alat uji.
Bluetooth HC-05 LCD
PSA 5V
AT-Mega 8535
Sensor FlowMeter G1/2
Pencacah Counter
21 3.3 Rangkaian Regulator
Pada rangkaian ini menggunakan 12.1V Adaptor sebagai sumber tegnagan, yang nantinya tegangan akan di turunkan menjadi 5V. berikut rangkaian regulator:
1 VI
VO 3
GND2
U1
7805
D12
www.arduino.cc blogembarcado.blogspot.com
ATMEGA328PATMEL
D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 GND RST
< RX D0
> TX D1 VIN
GND RST 5V A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 REF 3V3 D13
SIM1
SIMULINO NANO
D714D613D512D411D310D29D18D07
E6RW5RS4
VSS1 VDD2 VEE3
LCD1
LM016L
50%
RV1
1k
C1
1uF
C2
1uF 1
2 3
SUPPLY
CONN-SIL3
1 2 3
DHT11
CONN-SIL3
R1
10k
Q1
BC547
R2
10k
RL1
NTE-R46-12 1N4004
1 2 3
J1
CONN-SIL3
Gambar 3.2. Rangkaian PSA
Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supply tegangan ke mikrokontroller, sensor, LCD, dan driver Relay. Keluaran pada rangkaian regulator ini diharapkan5 volt.Karena pada rangkaian regulator ini menggunakan IC regulator 7805, yang dapat menstabilkan tegangan agar mendekati yang diharapkan yaitu 5V.
3.4. Mikrokontroler ATMega 328P
Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328P. Semua program diisikan pada memori dari IC ini
Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega328
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan dua buah kapasitor 22 pF. XTAL ini akan
mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program.
Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini. Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler ke ISPProgrammer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke computer melalui port paralel.
3.5. LCD 16x 2 sebagai penampil karakter
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 20 x 4.
Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil. Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.Merupakan output yang berfungsi untuk menampilkan nilai pembacaan pada sensor.
Gambar 3.4 Sistem kerja rangkaian LCD
Pada rangkaian LCD, kaki-kaki LCD di hubungkan ke pin 14 sampai 20 pada rangkaian sistem minimum Mikrokontroler ATMega8535.Display LCD 2x16 berfungsi sebagai penampil nilai kecapatan refferensi dan kecepatan aktual yang dikirim dari mikrokontroler. LCD yang digunakan pada alat ini mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD Character 2x16, dengan 16 pin konektor
3.6 Gambar Rangkaian
Rangkaian Alat Secara Keseluruhan Perancangan sistem elektronik atau perangkat keras dalam sistem monitoring arus air ini perancangan meliputi rangkaian perancangan pembanding (penguat) dan perancangan display LCD. Untuk menghindari kesalahan dalam sistem, maka sistem ini dibuat dalam board PCB yang terpisah. Dari gambar dibawah ini penulis menjelaskan bahwa rangkaian yang akan dibuat menggunakan mikrokontroler Arduino pro mini, Sensor Flow Meter, Bluetooth HC-05, dan LCD.
Mikrokontroler Arduino pro mini merupakan pemrograman dari alat tersebut, Sensor Flow Meter sebagai sensor yang dapat menjadi pengirim sinyal, Bluetooth HC-05 berfungsi untuk mengkoneksikan alat dengan smartphone sehingga pembacaan dapat di lakukan melalui smartphone, Liquid Crystal Display (LCD) berfungsimenampilkan data yang dikirim oleh mikrokontroler Arduino pro mini.
Gambar 3.5 Gambar Rangkaian 3.7. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak pada program mikrokontroler arduino ini menggunakan perangkat lunak software arduino IDE yang berbasis bahasa C++ yang telah dipermudah melalui library. Arduino menggunakan Software Processing yang digunakan untuk menulis program kedalam arduino.Untuk memasukkan program kedalam sebuah mikrokontroler arduino, dibutuhkan Driver USB, IDE Arduino 1.6.6 dan Ardunio Pro Mini Board agar program yang dibuat dapat berjalan di dalam mikrokontroler.
3.8 Flowchart Sistem
start
Inisialisasi Sistem
Berhasil tidak
Set Timer, Intterupt, LCD
Start Pencacahan
Baca Nilai Counter (Timer)
ATMEGA 328P
Baca Nilai Counter (Timer)
Konversi Nilai Counter ke Bit
Ubah Bit Ke Flowmeter
LCD 16x2
Tampilkan Pembacaan Flowmeter ke LCD
END
BAB IV
Hasil dan Pembahasan
4.1 Pengujian Mikrokontroler ATMega328P
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega328P ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber tegangan . Kaki 13 apabila diberikan logika high maka akan mengeluarkan tegangan sebesar 4,52 Volt . Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler ATMega 328P untuk menguji port port yang terdapat pada AtMega 328P, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
Gambar 4.1 Pengujian Mikrokontroler ATMega328
4.2. Pengujian Power Supply
Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan yang dibutuhkan alat adalah 5 volt. Pengujian power supply dilakukan untuk mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 volt.
Vin (V) Vout (V) 12,62 5.03 Tabel 4.1 Pengujian Vin danVout
Gambar 4.2 Pengujian Vin Gambar 4.3 Pengujian Vout
4.3 Pengujian LCD
LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan Enable.
Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data.
Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low „0‟ dan set high „1‟ pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low „0‟, maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high „1‟, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low „0‟.
Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:
lcd_init(16);
lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(“Iskandar M Sinambela");
lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("162411046");
delay_ms(1000);
lcd_clear();
Gambar 4.4 Hasil percobaan dalam pengujian LCD
4.6 Pengujian Alat
Setelah melakukan pengukuran dan pengujian alat yang telah kita rancang sebelumnya pengukuran ini harus dilakukan dengan teliti karena hasil pengukuran sangat berpengaruh terhadap alat yang telah dirancang. Berikut beberapa hasil pengujian diantaranya :
Pengujian Volume Pembacaan Sensor
1 500 439mL
2 500 448mL
3 500 425mL
4 1000 867mL
5 1000 873mL
6 1000 1283mL
7 1500 1279mL
8 1500 1689mL
9 1500 1677mL
10 2000 1679mL
Tabael 4.2 Pembacaan Sensor G1/2
Pengujian Volume Air PembacaanSensor
1 500 12,45%
2 1000 12,94%
3 1500 9,76%
4 2000 15,65%
Tabel 4.3 Persen Error daripada Sensor G1/2
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan
Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan sistem kemudian dilakukan pengujian dan analisanya, maka dapat diambil beberapa kesimpulan tentang sistem kerja alat ini, yaitu sebagai berikut:
1. Dari percobaan didapatkan bahwa Sensor G1/2 menghasilkan output tegangan (V)berbanding lurus dengan kecepatan air(kPa).
2. Hasil perbandingan kesalahan pembacaan ditunjukkan pada tabel yang menunjukkan perbandingan kesalahan pembacaan yang diakibatkan posisi peletakan sensor.
3. Perbandingan kesalahan pembacaan sensor dapat dibandingkan dengan kriteria sensor yang terdapat pada datasheet sensor yang menunjukkan kesalahan toleransi sebesar 3% dengan posisi horizontal.
4. Program pada arduino pro mini lebih sederhana daripada arduino uno meskipun menggunakan mikrokontroler yang sama yaitu ATMega 328P
5. Penambahan komponen Bluetooth HC-05 memudahkan pembacaan sehingga tidak lagi melalui LCD
2. Saran
1. Diharapkan agar dapat dikembangkan lagi alat ini dari segi kegunaan dan aplikasi serta tampilannya
2. Penggunaan jenis sensor lain yang lebih akurat dan stabil pembacaannya
3. Agar dilakukan peningkatan kemampuan pada alat ini, sehingga semakin cerdas dengan mengkombinasikan dengan komponen lain, sehingga sistem kerjanya akan lebih baik lagi.
4. Pengujian alat ini sebaikkan diperhitungkan pada posisi kemiringan sensor.
5. Tidak disarankan untuk meletakkan posisi sensor pada keadaan vertical
LAMPIRAN
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(9, 8, 7, 6, 5, 4);
byte statusLed = 13;
byte sensorInterrupt = 0; // 0 = digital pin 2 byte sensorPin = 2;
float calibrationFactor = 4.5;
volatile byte pulseCount;
float flowRate;
unsigned int flowMilliLitres;
unsigned long totalMilliLitres;
unsigned long oldTime;
void setup() {
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2);
lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Iskandar M Sinambela");
lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("162411046"); delay(5000);
lcd.clear();
pinMode(statusLed, OUTPUT);
digitalWrite(statusLed, HIGH);
pinMode(sensorPin, INPUT);
digitalWrite(sensorPin, HIGH);
pulseCount = 0;
flowRate = 0.0;
flowMilliLitres = 0;
totalMilliLitres = 0;
oldTime = 0;
attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
}
void loop() {
sensor(); delay(1000); lcd.clear();
}
void sensor(){
if((millis() - oldTime) > 1000) {
detachInterrupt(sensorInterrupt);
flowRate = ((1000.0 / (millis() - oldTime)) * pulseCount) / calibrationFactor;
oldTime = millis();
flowMilliLitres = (flowRate / 60) * 1000;
totalMilliLitres += flowMilliLitres;
unsigned int frac;
Serial.print("Flow rate: ");
Serial.print(int(flowRate));
Serial.print("L/min");
Serial.print("\t"); // Print tab space
Serial.print("Output Liquid Quantity: ");
Serial.print(totalMilliLitres);
Serial.println("mL");
Serial.print("\t"); // Print tab space Serial.print(totalMilliLitres/1000);
Serial.print("L");
lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("FlowRate=");
lcd.setCursor(10, 0); lcd.print(int(flowRate));
lcd.setCursor(13, 0); lcd.print("L/min");
lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Total=");
lcd.setCursor(7, 1); lcd.print(totalMilliLitres);
lcd.setCursor(14, 1); lcd.print("mL");
pulseCount = 0;
attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
} }
void pulseCounter() {
// Increment the pulse counter pulseCount++;
}
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(9, 8, 7, 6, 5, 4);
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(A1, A0); // RX, TX
byte statusLed = 13;
byte sensorInterrupt = 0; // 0 = digital pin 2 byte sensorPin = 2;
float calibrationFactor = 4.5;
volatile byte pulseCount;
float flowRate;
unsigned int flowMilliLitres;
unsigned long totalMilliLitres;
unsigned long oldTime;
void setup() {
Serial.begin(9600);
mySerial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2);
lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Iskandar M Sinambela");
lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("162411046"); delay(5000);
lcd.clear();
pinMode(statusLed, OUTPUT);
digitalWrite(statusLed, HIGH);
pinMode(sensorPin, INPUT);
digitalWrite(sensorPin, HIGH);
pulseCount = 0;
flowRate = 0.0;
flowMilliLitres = 0;
totalMilliLitres = 0;
oldTime = 0;
attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
}
void loop() {
sensor();
delay(1000);
lcd.clear();
}
void sensor(){
if((millis() - oldTime) > 1000){
detachInterrupt(sensorInterrupt);
flowRate = ((1000.0 / (millis() - oldTime)) * pulseCount) / calibrationFactor;
oldTime = millis();
flowMilliLitres = (flowRate / 60) * 1000;
totalMilliLitres += flowMilliLitres;
unsigned int frac;
Serial.print("Flow rate: ");
Serial.print(int(flowRate));
Serial.print("L/min");
Serial.print("\t"); // Print tab space Serial.print("Output Liquid Quantity: ");
Serial.print(totalMilliLitres);
Serial.println("mL");
Serial.print("\t"); // Print tab space Serial.print(totalMilliLitres/1000);
Serial.print("L");
lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("FlowRate=");
lcd.setCursor(10, 0); lcd.print(int(flowRate));
lcd.setCursor(13, 0); lcd.print("L/min");
lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Total=");
lcd.setCursor(7, 1); lcd.print(totalMilliLitres);
lcd.setCursor(14, 1); lcd.print("mL");
mySerial.print("*A");
mySerial.print(int(flowRate));
mySerial.print("*");
mySerial.print("*B");
mySerial.print(totalMilliLitres);
mySerial.print("*");
pulseCount = 0;
attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
}
}
void pulseCounter() {
pulseCount++;
}
Saat pengujian sensor alat
Saat pengujian kecepatan alir air
