16
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1. Diagram Blok dan Prinsip Kerja
Pada tahap ini, dirumuskan model diagram blok. Perancangan sistem dilakukan untuk mempersiapkan perangkat keras dan perangkat lunak yang akan dibuat.
Gambar 3.1 Diagram Blok
Prinsip kerja sistem ini, sesuai dengan diagram blok diatas dimulai dari inputan Sensor Salinitas dan Sensor Cahaya sebagai pemulainya sistem kerja alat ini. Dimana sensor saliitas untuk pengukuran serta inputan nilai kadar garam dan sensor cahaya untuk mengetahui nilai intensitas cahayadari tambak tersebut.
Kemudian nilai kedua yang diperoleh dari sensor salnitas dan sensor cahaya akan di proses ke Arduino Uno R3. Arduino Uno R3 disini sebagi bord atau pengolahan data atau penyimpanan data. Untuk melihat nilai dari inputan tersebut bisa dilihat di LCD. Selain menampilkan di LCD juga bisa dilihat melalui bot telegram dengan cara memberi perintah, maka akan menampilkan nilai yang akan dikirimkan ke bot telegram.
3.2. Perancangan Hardware 3.3.1. Sensor Konduktifitas
Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Konduktifitas
Perancangan sensor konduktifitas pada penelitian ini untuk mengetahui nilai kadar yang ada di tambak. Untuk mengubah sensor ini perlu kalibrasi dan referensi sensor lainnya supaya untuk nilainya bisa di samakan dan diakurasikan.
Untuk sebuah pengukuran digunakan Sensor Konduktivitas, dari datasheet didapatkan persamaan rumus konduktivitas yaitu :
(y = 0.2142x + 494.93), dimana : x = nilai ADC, dan y=konduktivitas.
Maka didapat hasil perhitungan dari pengujian dengan menggunakan rumus diatas diatas seperti dilihat pada tabel 3.1.
Tabel. 3.1 Data Uji Konduktivitas
N0 Garam (gr) Air (ml) ADC Sensor
Konduktivitas (μS)
1 4 100 431 588
2 8 100 446 589
3 12 100 453 593
4 16 100 466 594
5 20 100 468 595
6 24 100 478 597
7 28 100 482 598
8 32 100 485 600
9 36 100 496 601
(Datasheet : Sensor Salinitas/Knduktivitas) Didapatkan persamaan :
y = 0.2142x + 494.93, dimana : x = nilai ADC, dan y=konduktivitas
Gambar 3.3 Karakteristik nilai ADC sensor terhadap nilai konduktivitas sensor kalibrator conductivity meter (uji konduktivitas)
Dari hubungan grafik pada gambar 3.3 maka dapat diketahui karakteristik dari sensor yang dibuat. Dapat dianalisa bahwa antara konduktivitas dengan ADC sensor hubungan sebanding. Jadi ketika besar ADC sensor naik maka tegangan yang dihasikan juga naik, begitu pula sebaliknya ketika ADC sensor turun maka tegangan yang dihasilkan juga turun besar sensitivitas alat yang dibuat adalah 0,214. Hal ini menunjukan bahwa sensor yang telah dibuat ini memiliki sensitivitas yang baik karena perubahan tegangan dalam konduktivitas diatas menunjukan yang
setara dengan ADC sensor. Hal ini ditunjukkan ketika ADC sensor besar maka tegangan yang dihasilkan oleh konduktivitas juga besar. Setelah didapatkan data kalibrasi dan juga sensitivitas, maka alat dapat digunakan untuk mengukur kadar garam atau tingkat keasinan.
Hasil pengujian ini kemudian didapati krelasi yang cukup kuat antara karakteristik nilai ADC sensor degan hasil pembacaan sesungguhnya. Hal ini dibuktikan dengan nilai R² = 0,963 yang berasal dari hubungan nilai ADC sensor dan Kondutivitas. (sumber:datasheet sensor konduktivitas)
Dan untuk menentukan rumus perhitungan nilai eror rata-rata yaitu dengan cara : T.rata-rata =𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑎𝑡−ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔
𝑥100% 𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔
Berikut koneksi pin sensor konduktifitas di tunjukan pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Koneksi Pin Sensor Konduktivitas Sensor Konduktivitas
Pin Koneksi
GND GND
Signal A0 (Arduino
UNO)
VDD Catu daya (+
5V)
3.2.2. Sensor Cahaya (tsl2561)
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Cahaya (tsl2561)
Pada gambar rangkaian tersebut digunakan sensor cahaya (tsl2561).
Fungsi dari sensor tersebut untuk mengetahui intensitas cahaya yang ada di tambak garam. Dengan adanya sensor ini maka petani akan mengetahui kondisi lapangan yang ada tambak tersebut. Sensor ini sebagai alat pengukur tingkat intensitas cahaya untuk pengetahui keadaan di tambak guna untuk mengetahui terjadinya proses evaporasi. Dengan memanfaatkan panas sinar matahari maka proses evaporasi akan berlangsung dan terjadi selama beberapa hari, kemudian kristal- kriatal garam akan mulai terbentuk. Dan juga memonitoring cuaca disekitar tambak. Pada saat proses Evaporasi dibutuhkan cahaya matahari. Dimana untuk nilai sensor sendiri sudah menggunakan nilai sensor cayaha yaitu Lx.
Dan berikut koneksi pin sensor cahaya di tunjukan pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 Koneksi Pin Sensor Cahaya
Sensor Cahaya
Pin Koneksi
GND GND
SDA SDA (Arduino UNO) SCL SCL (Arduino UNO) VDD Catu daya (+ 5V)
3.2.3. ARDUINO UNO R3 + Wifi
Gambar 3.5 Arduino Uno R3
Pada tugas akhir ini saya memilih Arduino R3 disini berfungsi sebagai papan board atau pengoalahan data atau penyimpana data. Arduino ini memiliki kelebihan dari board lainya karena di papan board ini sudah suport wifi dan sudah di lengkapi mengunakan ic usb to serial CHG340 tidak memerlukan tambahan sperti usb serial secara terpisah.
Berikut koneksi pin-pin yang digunakan pada Arduio pada tabel 3.4 Tabel 3.4 Pin-pin yang digunakan Arduino
Arduino r3 uno + wifi
Pin Koneksi
GND GND
VIN Catu daya (+ 5V)
SCL SCL (Sensor
cahaya)
SDA SDA (Sensor
cahaya)
A0 Sensor
Konduktifitas
A4 LCD
A5 LCD
5 ESP Pin
6 ESP Pin
RST Tombol Riset
GND Tombol Riset
3.2.4. Internet/Cloud
Gambar 3.6 Perancangan Komunikasi Server
Gambar 3.6 dijelaskan terjadi dua interaksi yang akan terjadi dengan server telegram, yaitu interaksi dengan mikrokontroler yng terdiri dari 2 sensor. Untuk koneksi jaringanya di tugas akhir ini saya memanfaatkan jaringan internet sebagai alat penyambung antara Arduino dengan bot telegram yang nantinya akan di proses di Arduino IDE untuk di program. Hasil pembacaan sensor yang diolah oleh mikrokontroller, yang dikirim melalui komponen monitoring ESP8266. Dari modul ESP8266 akan dikirim ke server telegram dan kemudian data yang tersimpan pada server akan di request oleh aplikasi telegram agar dapat dilihat hasil pembacaan melalui smartphone. Dan berikut koneksi pin di tunjukan pada tabel 3.5.
Tabel 3.5 Koneksi Pin ESP8266
ESP8266
Pin Koneksi
5 ESP PIN
6 ESP PIN
3.2.5. Bot Telegram
Gambar 3.7 Pembuatan Bot Telegram
Pada gambar 3.7 pembuatan bot telegram yang melalui @BotFather. Untuk notifikasi dan monitoring di tugas akhir ini saya menggunakan aplikasi bot telegram yang berfungsi sebagai penerima nilai dan juga meminta nilai dengan mengirim perintah ke sensor. Berikut program antara mirokontroller ke server telegram yang terdapat pada gambar 3.8
Gambar 3.8 Program ESP8266Wifi
3.2.6. LCD
Gambar 3.9 Rangkaian LCD
Selain bot telegram sebagai notifikasi saya juga memakai LCD sebagai media tampilan nilai pada sensor yang dihasilkan. Berikut koneksi pin LCD yang di tunjukan pada tabel 3.8.
Tabel 3.6 Koneksi Pin LCD
LCD
Pin Koneksi
GND GND
SDA A5 (Arduino UNO)
VDD Catu daya (+ 5V)
SCL A4 (Arduino UNO)
3.3. Perancangan Software
Pada tahap ini, akan dilakukan bagaimana alur kerja dari sistem yang dapat di lihat pada diagram alir berikut:
Gambar 3.10 Flowchart Alur Sistem Alat
Diagram flowchat diatas menunjukan cara kerja sistem, cara kera berdasarkan diagram flowcart tersebut sebagai berikut :
Ketika sistem dimulai, dilakukan start sistem yang berupa set point, setelah itu dihidupkan power. Kemudian pembacaan nilai sensor konduktifitas dan sensor cahaya ke dalam objek yang akan ukur tingkat salinitas dan cahaya intensitasnya.
Lalu akan mengirim nilai ke Arduino UNO untuk proses pengolahan dan penyimpanan data nilai dari sensor konduktifitas dan sensor cahaya. Jika data yang diterima sudah sesuai, jika belum akan kembali ke pembacaan sensor, jika sudah akan menampilkan nilai di LCD.
Gambar 3.11 Diagram alir perangkat lunak komunikasi Telegram
Pada diagram alir diatas bisa menampilkan melalui server telegram.
Dengan cara menghubungkan internet wifi terdekat, kemudian akan terkoneksi melalui telegram yang dibuat bisa untuk meminta data dari nilai tersebut dengan perintah “status” akan menampilkan data nilai sensor konduktifitas dan sensor cahaya. Jika masih belum menampilka data nilai kedua sensor tersebut bisa meminta perintah “salinitas” atau bisa juga “cahaya” untuk menampilkan nilai sensor keduannya.
Dan untuk mendukung dalam perancangan perangkat keras maka dibuatlah sistem keseluruhan perancangan seperti gambar 3.10. perancangan sistem keseluruhan ini menerangkan port-port kabel yang tersambung paa tiap modul dan komponen elektronik lainya.
Gambar 3.12 Perancangan sistem keseluruhan
