i SKRIPSI
RANCANG BANGUN SISTEM PEMBACAAN JUMLAH
KONSUMSI AIR PELANGGAN PDAM BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328 DILENGKAPI SMS
I MADE NOVA SUARDIANA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
ii SKRIPSI
RANCANG BANGUN SISTEM PEMBACAAN JUMLAH
KONSUMSI AIR PELANGGAN PDAM BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328 DILENGKAPI SMS
I MADE NOVA SUARDIANA NIM 1204405035
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
iii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Tugas Akhir / Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : I Made Nova Suardiana
NIM : 1204405035
Tanda Tangan :
iv
RANCANG BANGUN SISTEM PEMBACAAN JUMLAH
KONSUMSI AIR PELANGGAN PDAM BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328 DILENGKAPI SMS
Skripsi Ini Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata1) Pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas
Udayana
I MADE NOVA SUARDIANA NIM 1204405035
\
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
v
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir ini diajukan oleh:
Nama : I Made Nova Suardiana
NIM : 1204405035
Jurusan : Teknik Elektro dan Komputer
Judul Tugas Akhir : RANCANG BANGUN SISTEM PEMBACAAN JUMLAH
KONSUMSI AIR PELANGGAN PDAM BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328 DILENGKAPI SMS
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I : I Gusti Agung Putu Raka Agung, ST., MT.
NIP : 196707011996031001 ………. Pembimbing II : Pratolo Rahardjo, ST., MT.
NIP : 197207142000031003 ………. Penguji : Dr. Ir. Lie Jasa, MT.
NIP : 196612181991031003 ………. Penguji : Yoga Divayana, Ph.D.
NIP : 198210072010121001 ………. Penguji : Ir. I Gede Dyana Arjana, MT.
NIP : 196508031991031002 ………. Ditetapkan di : Jurusan Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas
Udayana
Tanggal :
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer
vi
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas segala limpahan berkat dan Rahmat-Nya sehingga skripsi yang berjudul ʻʻRancang Bangun Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM Berbasis Mikrokontroler ATmega328 Dilengkapi SMS” ini dapat diselesaikan penulis dengan tepat waktu. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.
Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2. Bapak Wayan Gede Ariastina, ST., M. Eng. Sc. Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3. Bapak I Gusti Agung Putu Raka Agung, ST., MT. selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat, serta saran-saran selama penyusunan laporan.
4. Bapak Pratolo Rahardjo, ST., MT. selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat, serta saran-saran selama penyusunan laporan.
5. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan doa dan dukungan secara moril.
6. Rekan-rekan anggota UKM Robotec Universitas Udayana, KSR Fakultas Teknik Universitas Udayana, serta PAKSI Udayana.
7. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
vii
Akhir kata, penulis mohon maaf kepada semua pihak jika dalam pembuatan skripsi ini melakukan kesalahan. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian skripsi ini.
Bukit Jimbaran, 12 Juni 2016
viii ABSTRAK
PDAM sebagai penyedia sebagian besar kebutuhan air bersih di Indonesia masih banyak memakai flow meter analog. Bagi pelanggan PDAM, informasi pada flow meter analog sulit diakses dan dikonversi menjadi jumlah pembayaran. Dengan sistem pembacaan analog, data jumlah konsumsi air pelanggan PDAM masih dicatat dengan metode manual. Setiap bulannya semua stand meter pelanggan PDAM didatangi dan dicatat oleh petugas PDAM. Solusi yang bisa diambil adalah dengan mengubah sistem pengukuran konsumsi air ke sistem digital dengan media pengiriman data melalui SMS.
Metode pembacaan jumlah konsumsi air pelanggan PDAM yang dibuat ini menggunakan sensor YF-S201. Output pulsa dari sensor ini diteruskan ke mikrokontroler ATmega328. Jumlah pulsa yang masuk akan dikonversi menjadi satuan volume pemakaian dan jumlah pembayaran yang telah ditetapkan PDAM. Saat jumlah konsumsi air dibaca dan konversi oleh sensor, informasi waktu dan tanggal secara real time akan ditampilkan pada LCD. Modul IComSat v1.1 -SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino diberikan perintah untuk mengirimkan SMS kepada pelanggan dan petugas PDAM berdasarkan informasi waktu yang telah ditetapkan pada rangkaian RTC.
Hasil yang dicapai dalam penelitian ini adalah jumlah konsumsi air pelanggan PDAM sudah mampu dibaca dan dikonversi oleh sensor YF-S201. Jumlah konsumsi air pelanggan PDAM sudah dapat dikirim ke pelanggan dan petugas PDAM melalui SMS menggunakan modul IComsat v1.1 – SIM900 GSM/GPRS shield for Arduino. SMS dari pelanggan dan petugas sudah dapat diterima untuk mengecek jumlah konsumsi air pelanggan PDAM. Kondisi lain yang dicapai adalah, informasi jumlah konsumsi air pelanggan PDAM dapat diakses kapan saja oleh pelanggan dan petugas PDAM.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah alat pembaca jumlah konsumsi air pelanggan PDAM sudah dapat diimplementasikan dengan sensor YF-S201 berbasis mikrokontroler ATmega328. Alat pembaca jumlah konsumsi air pelanggan PDAM berhasil merealisasikan komunikasi modul IComSat v1.1 - SIM900 GSM/GPRS shield for Arduino berbasis mikrokontroler ATmega328 untuk mengirim SMS informasi jumlah konsumsi air kepada pelanggan dan petugas PDAM.
ix
ABSTRACT
PDAM as most providers need of clean Water in Indonesia is still a lot of wear analog flow meter. For customers PDAM, information on flow meter inaccessible analog and converted into payment amount. By using reading of
analog systems, data of PDAM customers’s total Water consumption still notes
using manual method. Every month all of PDAM customers’s stand meter is attended and noticed by PDAM’s staff. The solutions that can be drawn is changed the Water consumption measurement system to a digital system by sending media data via SMS.
The reading method of PDAM customers’s Water consumption that had
made by sensors YF-S201. The output pulse from this sensor is transmitted to a microcontroller ATmega328. Total of incoming pulses will be converted into units of volume usage and total payment that had been assigned by PDAM. When total Water consumption is read and converted by sensor, the real time information of times and dates will be displayed on LCD. The modul IComSat v1.1 - SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino is given a command to send SMS to PDAM’s customers and staff according to times information thet had been assigned on RTC series.
The result of this study is total Water consumption of PDAM customers are able to read and converted by sensor YF-S201. PDAM customers’s total Water consumption already able to send to customers and staf via SMS through the modul IComsat v1.1 – SIM900 GSM/GPRS shield for Arduino. The SMS from customers and staff is already acceptable to check the PDAM customers’s total Water consumption. Another condition that accomplished is the information of PDAM
customers’s total Water consumption can be access anytime by PDAM’s customers
and staff.
The conclusion of this study is the PDAM customer’s total Water
consumptions reader instrument already can be implemented by YF-S201 based on
microcontroller ATmega328. The PDAM customer’s total Water consumptions
reader instrument managed to realized the modul IComSat v1.1 - SIM900 GSM/GPRS shield for Arduino communication based on microcontroller ATmega328 to send SMS about the information of total Water consumption to PDAM’s customers and staff.
x
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Sampul Depan ... i
Halaman Sampul Dalam ... ii
Lembar Persyaratan Orisinalitas ... iii
Lembar Persyaratan Gelar ... iv
Daftar Arti, Lambang, Singkatan dan Istilah ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
2.2.2 Mikrokontroler ATmega328 ... 12
2.2.2.1 Fitur AVR ATmega328 ... 16
2.2.2.2 Konversi Pin ATmega328 Ke Arduino UNO ... 16
2.2.3 Modul GSM (Global System for Mobile Communication) ... 17
2.2.3.1 Modul IComsat v1.1-SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino ... 17
2.2.3.2 Spesifikasi IComsat v1.1-SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino ... 18
xi
2.6 Perhitungan Pembayaran Air di PDAM Kabupaten Gianyar ... 25
2.7 Arduino IDE ... 26
3.5 Metode Perancangan Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM Menggunakan Sensor YF-S201 Berbasis Mikrokontroler ATmega328 Dilengkapi SMS ... 32
3.5.1 Diagram Alir Perancangan Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM Menggunakan Sensor YF-S201 Berbasis Mikrokontroler ATmega328 Dilengkapi SMS ... 32
3.5.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ... 35
3.5.2.1 Perancangan Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega328 ... 37
3.5.2.2 Perancangan Rangkaian Voltage Regulator ... 39
3.5.2.3 Perancangan Rangkaian LCD ... 40
3.5.2.4 Perancangan Rangkaian Water Flow Sensor ... 42
3.5.2.5 Perancangan Rangkaian Real Time Clock ... 43
3.5.2.6 Perancangan Rangkaian IComsat v1.1 –SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino ... 44
3.5.2.7 Perancangan Rangkaian Switch ... 47
xii
3.5.2.9 Perancangan Sistem Secara Keseluruhan ... 49
3.5.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software) ... 50
3.5.3.1 Diagram Alir (Flowchart) ... 51
3.5.4 Perancangan Plan Pengujian... 54
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Realisasi Hasil Perancangan Sistem... 57
4.2Pengujian Dan Pembahasan Hasil Perancangan Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM Dilengkapi SMS ... 60
4.2.1 Pengujian Dan Pembahasan Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega328 dan Rangkaian LCD. ... 60
4.2.2 Pengujian Dan Pembahasan Pembacaan Nilai Water Flow Sensor YF-S201 ... 63
4.2.3 Pengujian Dan Pembahasan Rangkaian Real Time Clock ... 69
4.2.4 Pengujian Dan Pembahasan Rangkaian IComsat v1.1 –SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino ... 73
4.2.5 Pengujian Dan Pembahasan Rangkaian Switch ... 77
4.2.6 Pengujian Dan Pembahasan Keseluruhan Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM Dilengkapi SMS ... 80
4.2.6.1 Pengujian Dan Pembahasan Berdasarkan Jumlah Konsumsi AirPelanggan PDAM dan Respon Modul IComSat V1.1-SIM900 Shield for Arduino` ... 81
4.2.6.2 Pengujian Dan Pembahasan Berdasarkan Akurasi Informasi Waktu dan Respon Modul IComSat V1.1-SIM900 Shield for Arduino ... 88
4.2.6.3 Pengujian Dan Pembahasan Konsumsi Daya Listrik ... 93
BAB V PENUTUP ... 100
xiii
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM Menggunakan Sensor YF-S201 Berbasis Mikrokontroler ATmega328 Dilengkapi SMS ... 35
Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM Menggunakan Sensor YF-S201 Berbasis Mikrokontroler ATmega328 Dilengkapi SMS ... 36
Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega328 ... 38
Gambar 3.4 Rangkaian Voltage Regulator ... 40
Gambar 3.11 Rangkaian Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM Menggunakan Sensor YF-S201 Berbasis Mikrokontroler ATmega328 Dilengkapi SMS ... 50
Gambar 3.12 Tampilan Awal Software Arduino 1.0.5-r2. ... 51
Gambar 3.13 Diagram Alir (Flowchart) Program ... 52
xiv
Gambar 4.1 Realisasi Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air
Pelanggan PDAM ... 57
Gambar 4.2 Tampak Atas Rangkaian Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM ... 57
Gambar 4.3 Tampak Depan Rangkaian Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM ... 58
Gambar 4.4 Tampak Belakang Rangkaian Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM ... 58
Gambar 4.5 Tampak Atas Plan Pengujian Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM ... 58
Gambar 4.6 Tampak Depan Plan Pengujian Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM ... 59
Gambar 4.7 Tampak Samping Plan Pengujian Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi Air Pelanggan PDAM ... 59
Gambar 4.8 Diagram Blok Pengujian Pengiriman Data Mikrokontroler ATmega328 dan Rangkaian LCD ... 61
Gambar 4.9 Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega328 ... 63
Gambar 4.10 Diagram Blok Pengujian Pembacaan Nilai Water Flow Sensor YF-S201 ... 63
Gambar 4.11 Hasil Pengujian Pembacaan Nilai Water Flow Sensor YF-S201 ... 68
Gambar 4.12 Diagram Blok Pengujian Rangkaian Real Time Clock ... 68
Gambar 4.13 Hasil PengujianRangkaian Real Time Clock ... 72
Gambar 4.14 Diagram Blok Pengujian Modul IComSat V1.1-SIM900 Shield for Arduino ... 73
Gambar 4.15 SMS Yang Dikirim Modul IComSat V1.1-SIM900 Shield for Arduino ... 77
Gambar 4.16 Diagram Blok Pengujian Rangkaian Switch ... 77
Gambar 4.17 Hasil Pengujian Rangkaian Switch ... 80
Gambar 4.18 Pengujian Keseluruhan Sistem ... 82
Gambar 4.19 Tampilan Informasi Pada LCD ... 85
Gambar 4.20 Tampilan LCD Saat Mengirim SMS Kepada Pelanggan PDAM ... 85
Gambar 4.21 SMS Yang Diterima Oleh Pelanggan PDAM ... 85
xv
Gambar 4.23 Tampilan LCD Saat Mengirim SMS Kepada
Pelanggan PDAM ... 86
Gambar 4.24 SMS Balasan Yang Diterima Pelanggan PDAM ... 87
Gambar 4.25 SMS Yang Dikirim Oleh Petugas PDAM ... 87
Gambar 4.26 Tampilan LCD Saat Mengirim SMS Kepada Petugas PDAM ... 87
Gambar 4.27 SMS Balasan Yang Diterima Petugas PDAM ... 88
Gambar 4.28 Tampilan LCD Saat Mengirimkan SMS Pada Tanggal 9 dan Jam 15:10:00 ... 89
Gambar 4.29 SMS Yang Diterima Pelanggan PDAM Pada Tanggal 9 dan Jam 15:10:00 ... 90
Gambar 4.30 Tampilan LCD Saat Mengirimkan SMS Pada Tanggal 9 dan Jam 20:10:00 ... 90
Gambar 4.31 SMS Yang Diterima Pelanggan PDAM Pada Tanggal 9 dan Jam 20:10:00 ... 91
Gambar 4.32 Tampilan LCD Saat Mengirimkan SMS Pada Tanggal 9 dan Jam 20:10:10 ... 91
Gambar 4.33 SMS Yang Diterima Petugas PDAM Pada Tanggal 9 dan Jam 20:10:10 ... 92
Gambar 4.34 Tampilan LCD Saat Mengirimkan SMS Pada Tanggal 9 dan Jam 20:10:20 ... 92
Gambar 4.35 SMS Yang Diterima Petugas PDAM Pada Tanggal 9 dan Jam 20:10:20 ... 93
Gambar 4.36 Tampilan LCD Saat Reset Pembacaan ... 93
Gambar 4.37 Diagram Blok Pengujian Konsumsi Daya Listrik Pada Sumber Tegangan ... 94
Gambar 4.38 Pengukuran Saat Alat Diaktifkan ... 95
Gambar 4.39 Pengukuran Saat Alat Diaktifkan Selama 30 Menit... 95
Gambar 4.40 Pengukuran Saat Alat Diaktifkan Selama 70 Menit... 96
Gambar 4.41 Pengukuran Saat Alat Diaktifkan Selama 145 Menit... 96
Gambar 4.42 Diagram Blok Pengujian Konsumsi Daya Listrik Pada Rangkaian Utama ... 97
Gambar 4.43 Pengukuran Tegangan Tanpa Beban Rangkaian ... 98
Gambar 4.44 Pengukuran Tegangan Dengan Beban Rangkaian ... 98
xvi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komponen Flow Water Sensor ... 11 Tabel 2.2 Tarif Air PDAM Untuk Rumah Tangga (NA.1) ... 25 Tabel 3.1 Hubungan Pin Pada Rangkaian ATmega328 ... 38 Tabel 3.2 Hubungan Pin LCD dengan Pin Mikrokontroler ATmega 328 .. 41 Tabel 3.3 Tempat/Lokasi Informasi Yang Tampil Pada LCD ... 41 Tabel 3.4 Hubungan Pin Sensor YF-S20 dengan Pin Mikrokontroler
ATmega 328. ... 42 Tabel 3.5 Hubungan Pin Pada Rangkaian Real Time Clock DS1307 ... 44 Tabel 3.6 Waktu dan Tanggal Pengiriman SMS Setiap Bulan. ... 44 Tabel 3.7 Hubungan Pin Pada Modul IComsat v1.1 –SIM900 GSM/GPRS
Shield for Arduino dengan Pin mikrokontroler ATmega 328 ... 45 Tabel 3.8 Pesan Yang Dikirim Ke Ponsel Pelanggan dan Petugas dari
Modul GSM ... 46 Tabel 3.9 Hubungan Pin Pada Rangkaian Switch ... 48 Tabel 3.10 Hubungan Pin Pada Rangkaian USB ASP Downloader
dengan Perangkat I/O ... 49 Tabel 4.1 Spesifikasi Rangkaian Sistem Pembacaan Jumlah Konsumsi
Air Pelanggan PDAM ... 59 Tabel 4.2 Spesifikasi Plan Pengujian Sistem Pembacaan Jumlah
xvii
DAFTAR SINGKATAN ADC = Analog Digital Converter
ALU = Arithmatic Logic unit
AM = Ante Meridiem
ASCII = American Standard Code for Information Interchange ASP = An-System Programing
AT Command = Attention Command AVR = Alf and Vegard RISC BCD = Binary Coded Decimal
CISC = Complex Instruction Set Computer
Cm = Centimeter
CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor CPU = Central Position Unit
DC = Direct Current DIP = Dual In-line Package
E = Enable
EEPROM = Electrically Erasable Programmable Read Only Memory ETSI = European Telecomunication Standards Institute
FeCl3 = Fericlorida
GND = Ground
GPIO =General Purpose Input Output GPRS = General Packet Radio Service
GSM = Global System for Mobile communication I/O = Input Output
I2C = Inter-Integrated Circuit
IDE = Integrated Development Environment MS = Mobile Station
M 3 = Meter Kubik
KB = KiloByte
KΩ = Kilo Ohm
L = Liter
LED = Light Emitting Dioda LCD = Liquid Crystal Display
Ma = miliAmpere
Mhz = MegaHertz
MIPS = Million Instruction Per Second MISO = Master Input/Slave Output MOSI = Master Output/Slave Input
MPa = MegaPascal
NA = Non Niaga
Ω = Ohm
PCB = Printing Circuit Board
PDAM = Perusahaan Daerah Air Minum
PM = Post Meridiem
xviii
ᴩF = picoFarad
nF = NanoFarad
PLN = Perusahaan Listrik Negara PWM = Pulse Width Modulation
R/W = Read or Write
RAM = Random Acces Memory
RD = Read
RISC = Reduced Intrution Set Computer SMD = Surface Mount Device
SOIC = Small Outline Integrated Circuit ROM = Read Only Memory
SIM = Subscriber Identity Module SMS = Short Message Service SPI = Serial Peripheral Interface SRAM = Static Random Access Memory
TX = Transmitter
UART = Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
USART = Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter
USB = Universal Serial Bus
V = Volt
Vc = Circuit Voltage
VCC = Voltage Common Collector
Vdc = Direct Voltage XTAL = Crystal
WR = Write
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Teknologi alat ukur berkembang sangat pesat, hal ini ditandai dengan berbagai penemuan, pengembangan dan alih teknologi dari sistem analog ke digital. Alat ukur yang dulunya masih menggunakan sistem analog, sekarang sudah banyak beralih menggunakan sistem digital. Salah satu contohnya adalah teknologi listrik pintar bagi pelanggan PLN. Sebagai salah satu perusahaan pelayanan publik, PLN memberikan kemudahan akses pembacaan, pengolahan data serta tukar menukar informasi bagi masyarakat luas.
Berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 14 tahun 1987 tentang desentralisasi tanggung jawab pemerintah pusat, disebutkan bahwa tanggung jawab untuk menyediakan suplai air bersih adalah pada pemerintah daerah. Sebagai perwujudannya, penyediaan sebagian besar kebutuhan air bersih di Indonesia dilakukan oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) yang ada pada setiap provinsi, kabupaten, dan kotamadya seluruh Indonesia. PDAM sebagai perusahaan daerah diberi tanggung jawab untuk mengembangkan dan mengelola sistem penyediaan air bersih serta melayani semua kelompok konsumen dengan harga yang terjangkau (PP No.14/1987, 1987).
Saat ini masih banyak PDAM yang mengoperasikan flow meter analog, salah satunya adalah PDAM Kabupaten Gianyar. Bagi pelanggan PDAM, informasi pada flow meter analog sulit diakses dan dikonversi menjadi jumlah pembayaran. Sistem pembacaan analog juga mengakibatkan proses pencatatan data jumlah konsumsi air pelanggan PDAM yang dilakukan oleh petugas PDAM masih menggunakan metode manual. Setiap bulannya petugas harus mendatangi semua stand meter pelanggan PDAM dan mencatat jumlah konsumsi air pelanggan
2
pengolahan data. Salah satunya yaitu sering terjadinya kesalahan dalam pembayaran tagihan bulanan konsumsi air oleh pelanggan, karena ketidaksesuaian data pada meteran air konsumen dengan hasil pencatatan oleh petugas lapangan (Syahrul, 2013 ) .
Berdasarkan hal tersebut, maka ada keinginan untuk membuat sistem pembacaan yang dapat memberikan pelayanan yang lebih transparan kepada pelanggan PDAM dan mempermudah pencatatan data konsumsi pelanggan PDAM. Solusinya adalah dengan mengubah sistem pengukuran konsumsi air dari sistem analog menjadi digital dengan media pengiriman data melalui SMS. Data yang didapat diolah dan diakses dengan cepat oleh pelanggan maupun petugas PDAM. Dalam penelitian ini akan dilakukan suatu perancangan sistem pembacaan jumlah konsumsi air pelanggan PDAM menggunakan sensor YF-S201 berbasis mikrokontroler ATmega328 dilengkapi SMS.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Apakah Water flow sensor YF-S201 mampu membaca jumlah konsumsi air pelanggan PDAM dan mengonversi menjadi jumlah pembayaran berbasis mikrokontroler ATmega328?
2. Apakah modul IComSat v1.1 - SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino yang akan direalisasikan mampu menerima dan mengirim SMS pemberitahuan jumlah konsumsi air pelanggan PDAM berdasarkan tanggal dan waktu yang telah ditetapkan berbasis mikrokontroler ATmega328?
1.3Tujuan Penelitian
1. Dapat membuat alat untuk membaca jumlah konsumsi air pelanggan PDAM dan mengonversi menjadi jumlah pembayaran berbasis mikrokontroler ATmega328.
3
pemberitahuan jumlah konsumsi air pelanggan PDAM berdasarkan tanggal dan waktu yang telah ditetapkan berbasis mikrokontroler ATmega328.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan kemudahan akses kepada pelanggan dan petugas pencatatan PDAM mengenai informasi jumlah konsumsi air pelanggan PDAM.
2. Memberikan peringatan kepada pelanggan PDAM mengenai informasi jumlah konsumsi dan batasan konsumsi air pelanggan PDAM, sehingga dapat mengurangi jumlah konsumsi air yang berlebih.
3. Memastikan biaya yang harus dibayar pelanggan PDAM.
1.5 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari penelitian ini adalah:
1. Penelitian mengacu pada pelanggan PDAM di Kabupaten Gianyar dengan kelompok pelanggan rumah tangga (NA.1).
2. Sistem pemberitahuan yang digunakan dalam penelitian ini adalah memanfaatkan layanan SMS melalui jaringan GSM.
3. Sistem pemberitahuan hanya bekerja pada kondisi jaringan GSM dalam keadaan baik dan SIM GSM masih dalam masa aktif.
4. Modul GSM IComSat v1.1 - SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino hanya dapat mengirim pesan ke 2 nomer ponsel yakni ke ponsel pelanggan dan petugas pencatat lapangan.
5. Modul GSM IComSat v1.1 - SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino hanya akan mengecek huruf yang diterima dari nomer ponsel lain yang telah ditentukan pada program.
6. Pengisian pulsa pada penelitian ini masih dilakukan swadaya oleh peneliti, kedepannya pengisian pulsa diharapkan bisa dilakukan oleh pihak PDAM . 7. Sistem hanya melakukan proses pembacaan, konversi jumlah pemakaian air
4
berikutnya), selanjutnya setelah data dikirim, sistem akan melakukan reset ulang jumlah pemakaian air pelanggan PDAM.
8. Sistem tidak dapat melakukan proses pembacaan, konversi, menerima dan melakukan perintah dari SMS pada saat jaringan listrik padam.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri dari pokok pembahasan yang saling berkaitan yaitu:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang permasalahan bagaimana merancang dan membuat sistem pembacaan jumlah konsumsi air pelanggan PDAM menggunakan sensor YF-S201 berbasis mikrokontroler ATmega328 dilengkapi SMS. Bab ini membahas rumusan masalah, tujuan dan manfaat, batasan masalah, serta sistematika penulisan dari alat yang direncanakan.
BAB II : KAJIAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan tentang tinjauan mutakhir yang digunakan pada penelitian ini. Bab ini juga membahas teori – teori yang mendukung dalam pembuatan hardware maupun software. Seperti penjelasan tentang Sensor YF-S201, ATmega328, Modul IComSat v1.1 - SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino, RTC (Real Time Clock), LCD (Liquid Crystal Display), Flowmeter, SMS dan software Arduino IDE
(Integrated Development Environment) . BAB III : METODE PERANCANGAN
5
USB ASP downloader dan perancangan skema sistem keseluruhan serta perancangan perangkat lunak yang meliputi diagram alir program. BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Meliputi prosedur pengujian, hasil pengujian dan pembahasan tentang program yang telah dirancang dan diimplementasikan serta pengujian cara kerja alat yang dibuat.
BAB V : PENUTUP
6 BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Mutakhir
Pada penelitian ini akan diimplementasikan alat untuk sistem pembacaan jumlah konsumsi air PDAM. Dalam implementasi alat ini digunakan sensor YF-S201 berbasis mikrokontroler ATmega328 dilengkapi SMS. Sensor YF-YF-S201 menggunakan prinsip Hall effect sensor. Hall effect sensor dirancang untuk mendeteksi adanya objek magnetis dengan perubahan posisimedan magnet. Sensor jenis ini biasa digunakan untuk pengukur kecepatan.
Prinsip kerja dari alat ini berawal dari sensor YF-S201. Ketika air mengalir melalui gulungan rotor, terjadi perubahan medan magnet secara terus menerus yang menyebabkan timbulnya pulsa yang dapat ditentukan frekuensinya. Pulsa ini akan dijadikan referensi menghitung jumlah pemakain air. Selanjutnya, jumlah pulsa akan diteruskan ke mikrokontroler dan dilakukan konversi terhadap satuan volume konsumsi air dan jumlah pembayaran sesuai dengan golongan tarif yang telah ditentukan PDAM. Sistem ini juga terhubung dengan modul GSM. Modul GSM berfungsi untuk menerima dan mengirimkan informasi berupa SMS. Hasil yang diharapkan dari alat ini adalah mampu menerima SMS dari pelanggan dan petugas kemudian mengirim SMS berupa informasi jumlah konsumsi air pelanggan PDAM. Penelitian – penelitian sebelumnya yang terkait dengan penelitian ini adalah, sebagai berikut :
7
mengetahui berapa banyak debit air yang keluar sesuai dengan nilai input yang dimasukkan, maka dengan memanfaatkan output sensor yang berupa half-effect akan diketahui flow rate air yang mengalir. (Journal of Control and Network Systems (JCONES),Vol 5, No 2 (2015) / Online).
2. Henura dan Widodo (2015)dengan penelitian yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Jaringan Nirkabel Untuk Pemantauan Konsumsi Air Pelanggan PDAM” Penelitian ini membuat rancang bangun sistem untuk memantau data konsumsi air pelanggan PDAM melalui jaringan nirkabel. Dalam skala kecil, sistem ini diperuntukkan bagi pelanggan yang tidak memiliki akses terhadap riwayat pemakaian airnya, sehingga mempersulit pengelolaannya. Pada skala yang lebih besar, sistem ini menjadi solusi atas permasalahan perusahaan yang dalam mengumpulkan data pengunaan air pelanggannya masih perlu mendatangi satu persatu rumah mereka setiap bulan. Sistem ini dibuat dengan memasang komponen pada meter air yang mampu mengirimkan data perhitungannya ke sebuah server untuk disimpan dalam database MySQL. Sedangkan untuk pemantauannya digunakan suatu aplikasi pada smartphone Android yang dapat meminta kepada server data-data pada waktu yang
diinginkan para pengguna. (Indonesian Journal of Electronics and Instrumentation Systems (IJEIS), 2015 / Online).
3. Sari, (2015) dengan penelitian yang berjudul “Perancangan Alat Pengukuran Kecepatan Air Menggunakan Water flow sensor G1/2 Berbasis mikrokontroler ATMega 8535”. Alat ini berfungsi untuk mengetahui kebocoran pada saluran pipa air dimana sistem tersebut menggunakan mikrokontroler ATMega 8535, Water flow sensor G1/2, dan LCD. Sensor flow meter yang digunakan terdiri
8
terbaca pada saat pengujian hal ini dapat ditunjukkan pada persen kesalahan yang terdapat pada Datasheet dari sensor flowmeter G1/2 tersebut. Dengan hasil pengujian ini dapat dipastikan bahwa kedudukan atau posisi vertikal tidak dapat menjamin pembacaan kecepatan air, diakibatkan pengaruh gravitasi bumi. (Repository Universitas Sumatera Utara, 2015 / Online).
Kelebihan sistem pembacaan jumlah konsumsi air pelanggan PDAM berbasis mikrokontroler ATmega328 dilengkapi SMS jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya adalah :
1. Jika dibandingkan dengan penelitian Musyafa, dkk (2015) yaitu “Rancang Bangun Sistem Pembayaran Pada PDAM Berbasis Arduino UNO Revisi 3”. Dimana menggunakan pembayaran prabayar pada jumlah konsumsi air PDAM. Penelitian kali ini menggunakan mikrokontroler ATmega328 yang telah di burn bootloader, membutuhkan biaya yang lebih murah jika dibandingkan dengan perangkat Arduino UNO. Pembayaran dengan sistem prabayar juga berpotensi menghilangkan fungsi pengawasan PDAM kepada pelanggan. PDAM masih sangat membutuhkan data pemakaian pelanggannya sebagai evaluasi dan acuan jumlah kebutuhan air yang harus disediakan untuk pelanggan PDAM.
2. Jika dibandingkan dengan penelitian Henura dan Widodo (2015) dengan penelitian yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Jaringan Nirkabel Untuk Pemantauan Konsumsi Air Pelanggan PDAM” Penelitian ini membuat rancang bangun sistem untuk memantau data konsumsi air pelanggan PDAM melalui jaringan internet. Penelitian dengan layanan komunikasi SMS yang lebih umum dikalangan pelanggan PDAM. Layanan komunikasi SMS cenderung lebih hemat jika dibandingkan dengan sistem jaringan nirkabel lainnya seperti internet yang harus selalu online.
9
pengembangan dari aplikasi Water flow sensor G1/2 yang sebelumnya hanya dipakai sebagai pengukur kecepatan air, pada penelitian kali ini sudah diaplikasikan pada pembacaan jumlah konsumsi air pelanggan PDAM yang memiliki tampilan jumlah pemakaian air dalam satuan volume pemakaian serta jumlah pembayaran yang lebih mudah di baca oleh pelanggan.
Secara umum kelebihan sistem pembacaan jumlah konsumsi air pelanggan PDAM berbasis mikrokontroler ATmega328 dilengkapi SMS dibandingkan dengan flow meter analog yang dipakai PDAM Kabupaten Gianyar adalah :
1. Memiliki tampilan jumlah pemakaian air dalam satuan volume pemakaian yang lebih mudah dibaca oleh pelanggan.
2. Memiliki tampilan konversi jumlah pemakaian air dalam satuan jumlah pembayaran sehingga pelanggan dapat memastikan biaya yang harus dibayar. 3. Memiliki sistem peringatan kepada pelanggan PDAM mengenai informasi
jumlah konsumsi dan batasan konsumsi air pelanggan PDAM, sehingga dapat mengurangi jumlah konsumsi air yang berlebih.
4. Memiliki layanan komunikasi SMS, sehingga pelanggan dapat memantau jumlah pemakaian air dari jarak jauh.
5. Layanan komunikasi SMS memberikan kemudahan akses kepada petugas pencatatan PDAM mengenai informasi jumlah konsumsi air pelanggan PDAM, sehingga pengambilan data jumlah konsumsi air pelanggan PDAM dapat dilakukan dari jarak jauh.
2.2 Komponen Elektronika 2.2.1 Water Flow Sensor YF-S201
Water flow sensor YF-S201 digunakan dalam pengendalian aliran air pada
sistem distribusi air, sistem pendinginan berbasis air, dan aplikasi lainnya yang membutuhkan pengecekan terhadap debit air yang dialirkan. Water flow sensor YF-S201 dapat digunakan untuk mendeteksi aliran air hingga 30 liter/menit (1.800 liter/jam). Prinsip kerja sensor ini adalah dengan memanfaatkan fenomena efek hall. Efek hall ini didasarkan pada efek medan magnetik terhadap partikel
10
hall yang ditempatkan dalam medan magnet yang arahnya tegak lurus terhadap arus
listrik, pergerakan pembawa muatan akan berbelok ke salah satu sisi dan menghasilkan medan listrik. Medan listrik terus membesar hingga gaya Lorentz yang bekerja pada partikel menjadi nol. Perbedaan potensial antara kedua sisi divais tersebut disebut potensial hall. Potensial hall ini sebanding dengan medan magnet dan arus listrik yang melalui divais (Sari, 2015) .
Ketika air mengalir melewati rotor, rotor akan berputar. Kecepatan putaran
ini akan tergantung dengan kecepatan atau besarnya aliran air yang melewati sensor
tersebut. Sensor ini tidak akan menghasilkan tegangan apabila sensor belum dialiri
air atau belum bekerja dan baru akan menghasilkan tegangan ketika sensor telah
dialiri air. Sensor hall-effect yang terdapat dalam Water flow sensor tersebut akan
mengeluarkan output pulsa sesuai denganbesarnya aliran air. Kelebihan sensor ini
adalah hanya membutuhkan 1 pin sinyal (SIG) selain jalur 5V DC dan Ground.
Untuk mendapatkan nilai aliran dalam L/Jam (Q) bisa didapat dengan persamaan (2.1) (Musyafa, dkk (2015).
Q =
� � � � � ���� x 0 . (2.1)Angka 7.5 adalah konstanta untuk Water flow sensor G1/2 dalam keadaan horizontal. Bentuk fisik dari Water flow sensor YF-S201 ditunjukkan pada Gambar 2.1.
11
Dimensi secara umum dari produk sejenis dari Water flow sensor yang memiliki diameter ½ inch ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Dimensi Water Flow Sensor G1/2 (Sumber: partelektrik, 2012)
Water flow sensor YF-S201 memiliki diameter input aliran air ½ inch atau
sama dengan 1,25 cm, memiliki panjang 5,6 cm. Terdapat 3 kabel penghubung untuk mengoperasikan sensor ini yaitu:
1. Kabel berwarna merah : hubungan ke Vcc
2. Kabel berwarna kuning : hubungan ke Data (output ke mikrokontroler) 3. Kabel berwarna hitam : hubungan ke GND
Komponen pembentuk Water flow sensor ditunjukkan pada Tabel 2.1 (Sari, 2015).
Tabel 2.1 Komponen Water Flow Sensor
No. Nama Kuantitas Material Catatan
1 Valve body 1 PA66+33%glass fiber
2 Stainless steel bead 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 mm
12
2.2.1.1 Spesifikasi Water Flow Sensor
Spesifikasi Water flow sensor YF-S201 adalah sebagai berikut (anonim, 2016) : 1. Debit air yang dapat diukur : 1 - 30 Ltr / menit
2. Maksimum tekanan air : 2 MPa
3. Tekanan hidrostatik / Hydrostatic Pressure : ≤ 1,75 MPa 4. Catu daya antara 4,5 Volt hingga 18 Volt DC
5. Arus : 15 mA (pada Vcc = 5V)
6. Kapasitas beban: kurang dari 10 mA (pada Vcc = 5V) 7. Maksimum suhu air (Water temperature usage) : 80°C
8. Rentang Kelembaban saat beroperasi : 35% - 90% RH (no frost) 9. Duty Cycle : 50%±10%
10.Periode signal (output rise / fall time): 0.04µs / 0.18µs 11.Diameter penampang sambungan : 0,5 inch (1,25 cm) 12.Amplitudo : Low ≤ 0,5V, High ≥ 4,6 Volt
13.Kekuatan elektrik (electric strength) : 1250 V / menit 14.Hambatan insulasi: ≥ 100 MΩ
15.Material: PVC
2.2.2 Mikrokontroler ATmega328
ATMega328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit. Beberapa tipe mikrokontroler yang sama dengan ATMega328 ini antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega32, ATmega328. Perbedaan antara mikrokontroler antara lain adalah, ukuran flash memory , banyaknya GPIO, peripherial (USART, timer, counter, dll). Dari segi ukuran fisik, ATMega328 memiliki ukuran fisik lebih kecil
13
Gambar 2.3 Pin Mikrokontroler Atmega328 (DIP 28). (Sumber : ATmel, 2016)
14
0x20h – 0x5Fh (Dhan, 2014). Arsitektur dari ATmega328 ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Arsitektur ATmega328 (Sumber : ATmel, 2016)
ATMega328 memiliki 3 buah Port utama yaitu Port B, Port C, dan Port D dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. Port tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya (Dhan, 2014).
1. Port B
Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai
input/output. Selain itu Port B juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah
ini
a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.
b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).
c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.
d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).
15
f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.
2. Port C
Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif Port C antara lain sebagai berikut.
a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital.
b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada Port C. I2C
digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.
3. Port D
Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat
difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif.
a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun sumber clock dapat memanfaatkan sumber clock dari CPU, sehingga tidak membutuhkan external clock.
16
e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
2.2.2.1 Fitur ATmega328
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari Atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ATMega328 memiliki beberapa fitur antara lain (Dhan,
2014) :
1. Memiliki 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
2. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
3. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan. 4. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
5. Memiliki 32 x 8-bit register serba guna.
6. Memiliki clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
7. Memiliki 32 KB Flash memory dan pada Arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
2.2.2.2 Konversi Pin ATmega328 Ke Arduino UNO
Mikrokontroler ATmega328 yang dikonversi menjadi sebuah modul Arduino UNO melalui proses burn bootloader. Burn bootloader adalah proses pengisian bootloader pada sebuah mikrokontroler, sehingga dapat difungsikan seperti modul Arduino.
Arduino UNO menggunakan mikrokontroler ATmega328, tetapi data pin
17
Gambar 2.5 Konversi Pin ATmega328 ke Arduino UNO
(Sumber : Putra, 2010)
2.2.3 Modul GSM (Global System for Mobile Communication)
2.2.3.1 Modul IComSat v1.1-SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino
IComSat v1.1-SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino adalah modul GSM yang dikeluarkan oleh Iteadstudio. IComSat dapat digunakan untuk mengirim dan menerima data dengan menggunakan SMS (Short Message Service). Icomsat dapat dikontrol dengan menggunakan AT commands.
18
Gambar 2.6 IComSat v1.1 SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino
( Sumber : ITead Studio, 2011 )
Beberapa AT Command untuk modul GSM adalah sebagai berikut: AT+CPBF : untuk mencari nomer telepon.
AT+CPBR : untuk membaca buku telepon.
AT+CPBW : untuk menulis nomer telepon di buku telepon. AT+CMGF : untuk menseting mode SMS text atau PDU. AT+CMGL : untuk melihat semua daftar sms yang ada. AT+CMGR : untuk membaca SMS.
AT+CMGS : untuk mengirim SMS. AT+CMGD : untuk menghapus SMS.
AT+CMNS : menseting lokasi penyimpanan ME(ponsel) atau SM (SIM Card) AT+CGMI : untuk mengetahui nama atau jenis ponsel
AT+CGMM : untuk mengetahui kelas ponsel
AT+COPS : untuk mengetahui nama provider kartu GSM AT+CBC : untuk mengetahui level baterai
AT+CSCA : untuk mengetahui alamat SMS Center
2.2.3.2 Spesifikasi IComSat v1.1-SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino
Spesifikasi dari IComSat v1.1 -SIM900 GSM/GPRS Shield for Arduino adalah (ITead Studio, 2011) :
1. Ukuran board IComSat yaitu 77.2mm x 66.0mm x 1.6mm.
19
3. Power supply IComSat adalah 9-20 Volt.
4. Protokol komunikasi dalam IcomSat mengunakan protokol UART.
Fitur-fitur dari IComSat V1.1- SIM 900 GSM/GPRS adalah (ITead Studio, 2011): 1. Memiliki 4 tingkat jaringan frekuensi 850/900/1800/1900MHz.
2. Paket data GPRS kelas 10/8. 3. GPRS mobile station kelas B. 4. Compliant to GSM phase 2/2+. 5. Kelas 4 (2W @ 850 / 900MHz). 6. Kelas 1 (1W @ 1800 / 1900MHz).
7. Di kontrol melalui AT Command (GSM 07.07, 07.05 dan SIMCOM enhanced AT commands).
8. Dapat digunakan untuk SMS. 9. Dapat menggunakan serial Port. 10.Semua pin SIM900 terdapat di luar. 11.RTC didukung dengan super kapasitor.
12.Power ON/OFF dan fungsi reset yang didukung oleh Arduino.
2.2.4 Real Time Clock (RTC) DS1307
RTC DS1307 adalah RTC serial dengan protokol komunikasi I2C (Inter-Integrated Circuit). Fungsinya adalah sebagai penyimpan data waktu digital yang
dapat diakses oleh mikrokontroler. Selain itu, RTC ini juga memiliki RAM sebesar 56 byte (Maxim, 2008).
Pada alat ini RTC DS1307 akan dijadikan sebagai komponen utama pada sistem penunjukan tanggal dan waktu. RTC (Real Time Clock) DS1307 bekerja dengan daya rendah (low power), memiliki kalender/jam BCD dan SRAM yang nonvolatile dengan kapasitas 56 bytes. Alamat dan data dikirim melalui 2 kabel dua
20
mengambil catu daya dari baterai (jika dipasang). DS 1307 memiliki 8 buah pin dan tersedia dalam bentuk 8-pin DIP serta 8- pin SOIC. Konfigurasi dari DS1307 ditunjukkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7. Diagram Pin RTC DS1307 (Sumber : Putra, 2010)
1. Vcc, GND: Input tegangan adalah tegangan DC. Vcc bernilai 5 Volt. Jika diberikan tegangan 5 Volt, IC dapat diakses secara penuh, baik untuk menulis maupun membaca data. Ketika baterai disambungkan pada IC dan nilai Vcc dibawah 1.25 VBAT. Proses penulisan dan pembacaan data tidak dapat dilakukan,
namun proses pencacahan waktu tetap dapat berjalan dan tidak terpengaruh oleh penurunan Vcc, karena IC akan mengambil sumber tegangan dari VBAT.
2. VBAT: digunakan sebagai masukan baterai lithium 3 Volt atau sumber energi
yang lain. Tegangan baterai harus berkisar antara 2 Volt sampai 3.5 Volt. Baterai lithium 48 mA atau lebih besar dapat digunakan lebih dari 10 tahun pada suhu
25°C.
3. SCL (Serial Clock Input): SCL digunakan untuk sinkronisasi perpindahan data pada antarmuka serial.
4. SDA (Serial Data Input/Output): SDA berfungsi sebagai pin masukan dan keluaran pada antarmuka serial 2-kabel. Pin SDA dan SCL membutuhkan resistor pull-up sekitar 10 K Ohm.
5. SQW/OUT (Square Wave/Output Driver): jika diaktifkan, SQWE bit harus diset ke 1. SQWE akan mengeluarkan gelombang kotak dengan pilihan frekuensi (1 Hz, 4 KHz, 8 KHz, 32 KHz). Pin SQW/OUT membutuhkan resistor pull-up eksternal. SQW/OUT dapat bekerja baik dengan sumber tegangan Vcc maupun tegangan baterai.
21
2.2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-light (anonim, 2012).
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan Indium Oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. LCD 4x20 ditunjukkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.8 LCD 4x20 (Sumber : Vishay, 2014)
Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :
22
2. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan perintah, sedangkan logika high menunjukan data.
3. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada LCD, jika low adalah instruksi tulis data, sedangkan high adalah instruksi baca data.
4. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. 5. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini
dihubungkan dengan trimpot 10 KOhm, jika tidak digunakan, pin dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
2.3 Flow meter
Flow meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa atau laju aliran volumetrik cairan atau gas. (Abdat, 2014). Flow meter sangat penting bagi perusahaan air minum untuk memonitor secara terus-menerus pemakaian air pelanggan sehingga didapat rekening tagihan bulanan yang akurat, selain itu flow meter berfungsi untuk mengontrol dan mengendalikan pemakaian air pelanggan
sesuai dengan kebutuhan (PDAM Kab. Tabanan, 2012).
Prinsip kerja flow meter menggunakan laju air sebagai penggerak dari mekanikal yang ada di dalam meter dan terhubung kepada angka register meter. Kecepatan pada air secara spesifik dikonversi menjadi volume yang terbaca pada register meter. Komponen dasar dari flow meter analog ditunjukkan pada Gambar 2.9.
Gambar 2.9 Komponen Dasar Flow Meter
23
Salah satu jenis flow meter yang dipakai dipakai di PDAM Kabupaten Gianyar untuk pelanggan golongan NA.1 adalah turbin multijet produksi Multimag. Meter ini mempunyai beberapa keping kipas atau rotor yang dipasang pada sumbu as. Cara kerja meter ini menggunakan kecepatan air untuk memutar baling-baling dan yang diteruskan pada register untuk dikonversi menjadi volume atau kubikasi. Jenis ini ada yang bertipe vertikal dimana sumbu as baling-baling terpasang secara vertikal biasanya digunakan pada aliran yang memiliki aliran turbulensi, konstruksi meter dibuat sedemikian rupa sehingga alir tidak langsung mengenai kipas/baling-baling. Hal ini memungkinkan meter ini bisa menerima semua type aliran air sehingga pembacaan meter lebih akurat.
2.4 SMS (Short Message Service )
Short Message Service (SMS) merupakan salah satu layanan pesan teks yang dikembangkan dan distandarisasi oleh suatu badan yang bernama European Telecomunication Standards Institute (ETSI) sebagai bagian dari pengembangan GSM Phase 2, yang terdapat pada dokumentasi GSM 03.40 dan GSM 03.38. Fitur SMS ini memungkinkan perangkat Stasiun Seluler Digital (Digital Cellular Terminal, seperti handphone) untuk dapat mengirim dan menerima pesan-pesan
teks dengan panjang sampai dengan 160 karakter melalui jaringan GSM. SMS dapat dikirimkan ke perangkat Stasiun Seluler Digital lainnya hanya dalam beberapa detik selama berada pada jangkauan pelayanan GSM. Lebih dari sekedar pengiriman pesan biasa, layanan SMS memberikan garansi SMS akan sampai pada tujuan meskipun perangkat yang dituju sedang tidak aktif yang dapat disebabkan karena sedang dalam kondisi mati atau berada di luar jangkauan layanan GSM. (Abdat, 2014). Skema cara kerja SMS ditunjukkan pada Gambar 2.10.
24
Jaringan SMS akan menyimpan sementara pesan yang belum terkirim, dan akan segera mengirimkan ke perangkat yang dituju setelah adanya tanda kehadiran dari perangkat dijaringan tersebut. Dengan fakta bahwa layanan SMS (melalui jaringan GSM) mendukung jangkauan/jelajah nasional dan internasional dengan waktu keterlambatan yang sangat kecil, memungkinkan layanan SMS cocok untuk dikembangkan sebagai aplikasi-aplikasi seperti: pager, e-mail, dan notifikasi voice mail, serta layanan pesan banyak pemakai (multiple users). Namun pengembangan
aplikasi tersebut masih bergantung pada tingkat layanan yang disediakan oleh operator jaringan.
2.5 Debit Air
Debit aliran merupakan jumlah volume air yang mengalir dalam waktu tertentu melalui suatu penampang air, sungai, saluran, pipa atau kran. Aliran air dikatakan memiliki sifat ideal apabila air tidak dapat dimanfaatkan dan berpindah tanpa mengalami gesekan, hal ini berarti pada gerakan air tersebut memiliki kecepatan yang tetap pada masing-masing titik dalam pipa dan gerakannya beraturan akibat pengaruh gravitasi bumi (Sari, 2015). Pada penelitian ini akan diukur debit air yang melewati penampang pada sensor dalam satuan Liter/detik. Jumlah debit air yang melewati penampang pada sensor dalam satuan Liter/detik akan dijumlahkan sehingga menghasilkan jumlah air yang melewati sensor. 2.5.1 Teknik Pengukuran Debit Air
Pengukuran merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam suatu sistem pengolahan air. Terdapat beberapa metode yang digunakan untuk mengetahui debit air pada saluran air, diantaranya (Sari, 2015) :
1.Dilution
2.Timed Gravimetric 3.Weir atau flume 4.Area velocity
25
pengukuran Timed Grafimetric sangat sederhana dan tidak memerlukan instrument pengukuran khusus. Teknik pengukurannya adalah, air dialirkan ke dalam suatu wadah penampung selama waktu tertentu. Variasi lain dari metode ini adalah dengan menggunakan wadah yang telah diketahui volumenya kemudian dilakukan pengukuran waktu yang diperlukan untuk mengisi penuh penampungan air. Untuk mengetahui debit air menggunakan persamaan (2.2) (Sari, 2015).
� =V (2.2)
Dimana:
Q = Debit (L/s) V = Volume (L) t = Waktu (s)
2.6 Perhitungan Pembayaran Air di PDAM Kabupaten Gianyar
Implementasi alat untuk sistem pembacaan jumlah konsumsi air PDAM menggacu pada pelanggan PDAM di Kabupaten Gianyar dengan Golongan Non Niaga (NA) untuk Rumah Tangga (NA.1). Pada golongan Rumah Tangga (NA.1) digunakan istalasi pipa ukuran diameter ½ inch dengan beban biaya administrasi setiap bulan sebesar Rp.10.000. Tarif air PDAM untuk golongan Non Niaga (NA) untuk Rumah Tangga (NA.1) ditunjukkan pada Tabel 2.2 (PDAM Kab. Gianyar, 2009).
Tabel 2.2 Tarif Air PDAM Untuk Rumah Tangga (NA.1) No. Pemakaian ( m3 ) Harga
1. 0-10 Rp. 17.000
2. 11-20 Rp. 4.250 / m3
3. 20-30 Rp. 5.100 / m3
4. >30 Rp. 5.950 / m3
Berikut ini adalah contoh perhitungan pembayaran rekening air (NA1) ½ inch 1. Pemakaian 0-10 m3
10 x Rp. 1.700 = Rp. 17.000 Biaya Administrasi = Rp. 10.000
26
2. Pemakaian 12 m3
10 x Rp. 1.700 = Rp. 17.000 2 x Rp. 4.250 = Rp. 8.500 Biaya Administrasi = Rp. 10.000
Total = Rp. 35.500
3. Pemakaian 25 m3
10 x Rp. 1.700 = Rp. 17.000 10 x Rp. 4.250 = Rp. 42.500 5 x Rp. 5.100 = Rp. 25.500 Biaya Administrasi = Rp. 10.000
Total = Rp. 95.000
4. Pemakaian 34 m3
10 x Rp. 1.700 = Rp. 17.000 10 x Rp. 4.250 = Rp. 42.500 10 x Rp. 5.100 = Rp. 51.000 4 x Rp. 5.950 = Rp. 23.800 Biaya Administrasi = Rp. 10.000
Total = Rp. 144.300
2.7 Arduino IDE
27
2.7.1 Struktur
Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada.
1. void setup( ) { }
Semua kode di dalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.
2. void loop( ) { }
Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.
2.7.2 Variabel
Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya. Terdapat beberapa variabel dasar yang digunakan dalam program Arduino.
1. int (integer)
Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767. 2. long (long)
Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Data long (long) memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM) dan dapat menyimpan data dengan rentang nilai dari -2,147,483,648 dan 2,147,483,647.
3. boolean (boolean)
Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai true (benar) atau false (salah). Variabel boolean sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.
4. float (float)
28
5. char (character)
Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII (misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.
2.7.3 Syntax
Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan.
1. // (komentar satu baris)
Digunakan untuk memberi catatan pada arti dari kode-kode yang dituliskan. Syntax di belakang // akan diabaikan oleh program
2. /* */ (komentar banyak baris)
Jika terdapat banyak catatan, maka syntax 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. Kurung kurawal juga digunakan pada fungsi dan pengulangan.
4. ; (titik koma)
Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma. Jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan.
2.7.4 Struktur Perulangan
Program sangat tergantung pada struktur perulangan yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar dari struktur perulangan.
1. if..else, dengan format seperti berikut ini: if (kondisi) { }
else if (kondisi) { }
29
2. for, dengan format seperti berikut ini: for (int i = 0; i < #perulangan; i++) { }
