SISTEM MONITORING JARAK JAUH KETINGGIAN AIR PADA SALURAN DRAINASE MENGGUNAKAN SMARTPHONE VIA JARINGAN INTERNET DRAFT SKRIPSI

(1)

SISTEM MONITORING JARAK JAUH KETINGGIAN AIR PADA SALURAN DRAINASE MENGGUNAKAN SMARTPHONE VIA

JARINGAN INTERNET

DRAFT SKRIPSI

ARRY LAMBOK HARIANJA 140821009

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2017

(2)

SISTEM MONITORING JARAK JAUH KETINGGIAN AIR PADA SALURAN DRAINASE MENGGUNAKAN SMARTPHONE VIA

JARINGAN INTERNET

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijasah Sarjana Ilmu Komputer

ARRY LAMBOK HARIANJA 140821009

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2017

(3)

ii

PERSETUJUAN

Judul : SISTEM MONITORING JARAK JAUH

KETINGGIAN AIR PADA SALURAN DRAINASE MENGGUNAKAN SMARTPHONE VIA JARINGAN INTERNET

Kategori : SKRIPSI

Nama : ARRY LAMBOK HARIANJA

Nomor Induk Mahasiswa : 140821009

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Februari 2017

Diketahui/Disetujui oleh

Program Studi S-1 Fisika Instrumentasi Pembimbing, Ketua,

Prof. Dr. Marhaposan Situmorang Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc NIP. Nip. 195510301980031003 NIP. 1960060319866011002

(4)

iii

PERNYATAAN

SISTEM MONITORING JARAK JAUH KETINGGIAN AIR PADA SALURAN DRAINASE MENGGUNAKAN SMARTPHONE VIA JARINGAN INTERNET

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa Skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya

Medan, Januari 2017

ARRY LAMBOK HARIANJA 140821009

(5)

iv

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur Penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

Ucapan terima kasih Penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu Penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung, teristimewa untuk kedua orangtua terkasih. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Kepala Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Drs. Herli Ginting, MS selaku Kepala Program Studi S-1 Fisika Ekstensi Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, saran dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan skripsi ini.

4. Bapak Prof. Dr. Marhaposan Situmorang, Drs.Kurnia Brahmana, M.Si dan Drs.

Aditia Warman, M.Si selaku penguji atas kritik dan saran yang membangun karakter dalam pembuatan skripsi ini.

5. Semua dosen dan semua pegawai di Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara.

6. Ayahanda tercinta M.Harianja dan Ibunda tercinta N.Nababan yang setia memberikan dukungan serta memenuhi biaya dalam penulisan skripsi ini sampai selesai. Abang saya Andi Auro Harianja, Andareas Halomoan Harianja dan adik saya Anggi Permana Harianja yang turut memberikan semangat kepada penulis hingga skripsi ini selesai.

(6)

v

7. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, kepada pembaca agar kiranya memberikan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Sehingga dapat bermanfaat bagi kita semuanya.

Medan, February 2017 Penulis,

(Arry Lambok Harianja)

(7)

vi

ABSTRAK

Pada penulisan skripsi ini telah dibahas masalah yang berjudul “SISTEM MONITORING JARAK JAUH KETINGGIAN AIR PADA SALURAN DRAINASE MENGGUNAKAN SMARTPHONE VIA JARINGAN INTERNET”. Prototype alat ini berfungsi untuk memonitoring dari jarak jauh keadaan atau level dari ketinggian air pada saluran drainase menggunakan sistem android. Sehingga dapat mempermudah kita untuk memantau saluran drainase tersebut meskipun dari jarak yang jauh. Simulasi saluran drainase ini menggunakan Arduino Nano, sensor Ultrasonik HCSR04 PING, PSA, Sistem Android dan PC sebagai Server dan Receiver ketika alat bekerja. Sensor Ultrasonik HCSR04 PING ini bekerja membaca ketinggian air yang kemudian dikirim ke server yang dapat kita pantau dari jarak jauh dengan menggunakan Android (smartphone).

Alat ini bekerja ketika Sensor mendeteksi ketinggian dan dibaca oleh mikrokontroler kemudian dikirim data ke PC melalui RS 232 dan dikomputer ditampilkan data ketiggian air dan di broadcast melalui jaringan internet. Program dibuat untuk membaca ketinggian air yang dideteksi oleh sensor. Data tersebut dikirim ke PC melalui port serial. Selain dikirim data juga dibandingkan dengan suatu batas tertentu dimana jika batas tersebut terlampaui, program akan mengaktifkan alarm / buzzer.

(8)

vii

LONG DISTANCE MONITORING WATER LEVEL IN DRAINASE USING SMARTPHONE VIA INTERNET NETWORK

ABSTRACT

In this writing of essay has discussed a problem about “LONG DISTANCE MONITORING WATER LEVEL IN DRAINASE USING SMARTPHONE VIA INTERNET NETWORK”. This prototype of tools used for remote monitoring from distance of the water level on the drainase using android. So it can be easier for us to monitor the drainase though from a great distance. Simulation of this drainase are using Arduino Nano, HCSR04 PING sensor, PSA, also Android and PC as Server and Receiver when the tool works. HCSR04 PING sensor works to read the levels of water and then sent to e server that can be monitored from great distance using android.

This prototype of tools work when sensor detect the level of water then the microcontroller sent the data to the PC by RS232 and in the computer displayed data of the lever of water and broadcasted by internet network. This program created to read the level of water and detected by sensor. The data sent to the PC by serial port. In addition the data also can compared with the other limit where if the limited exceeded, the program will be activate the alarm / buzzer.

(9)

viii

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vii

Daftar Isi viii

Daftar Tabel x

Daftar Gambar viii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 2 1.5 Manfaat Penelitian 2 1.6 Metodologi Penelitian 3 1.7 Sistematika Penulisan 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Drainase 4 2.1.1 Pengertian Drainase 4

2.1.2 Tujuan Drainase 4

2.1.3 Fungsi Drainase 5

2.1.4 Tipe-tipe Saluran Drainase 5 2.2 Hardware 8

2.2.1 Mikrokontroler Arduino Nano 8

2.2.2 Sensor Jarak Ultrasonil PING 11

2.2.3 LCD 12

(10)

ix

2.2.4 Android 5.1 Lollipop 14

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Sistem 16

3.1.1 Fungsi Setiap Blok 17

3.2 Rangkaian Arduino Nano 17

3.3 Rangkaian USB to TTL 18

3.4 Rangkaian Arduino Nano dengan LCD 19

3.5 Rangkaian Arduino Nano dengan sensor Ultrasonik HCSR04 21 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem 22 3.7 Flowchart Sistem 23 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 4.1 Pengujian Instalasi Drivers pada PC 24

4.2 Pengujian Rangkaian Arduino Nano 26 4.3 Pengujian Rangkaian LCD 27 4.4 Pengujian Sensor Ultrasonik HCSR04 dan UART FTDI 28 4.5 Pengujian Keseluruhan 30

4.6 Konfigurasi Software 33

4.6.1 Konfigurasi Software PLX-DAQ 33 4.6.2 Konfigurasi Software Remote Desktop Manager for

Chrome

38

4.7 Data Perbandingan Sistem dengan Gelas Ukur 44

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 46

5.2 Saran 46

Daftar Pustaka 47

(11)

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Nilai Koefisien kekasaran Manning 8

Tabel 4.1 Tabel Pengujian Arduino Nano 27

Tabel 4.2 Data Perbandingan Alat dengan Gelas Ukur 44

(12)

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Arduino Nano 9

Gambar 2.2 Sensor Jarak Ultrasonik PING 11

Gambar 2.3 Jarak Ukur Sensor PING 12

Gambar `2.4 LCD 13

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 16

Gambar 3.2 Rangkaian Arduino Nano 17

Gambar 3.3 Rangkaian USB to TTL 19

Gambar 3.4 Rangkaian LCD 20

Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Ultrasonik 21

Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem 22

Gambar 3.7 Flowchart Sistem 23

Gambar 4.1 Pemilihan Board yang akan digunakan 25

Gambar 4.2 Pemilihan PORT Serial yang akan digunakan 26

Gambar 4.3 Program yang di-Upload 29

Gambar 4.4 Serial Monitor UART FTDI Arduino 30

Gambar 4.5 Konfigurasi untuk Mengaktifkan Serial Microsoft Excel 33 Gambar 4.6 Konfigurasi untuk Terima Data dari Mikrokontroler 34 Gambar 4.7 Hasil Data yang Diterima dari Mikrokontroler 35

Gambar 4.8 Pilihan Tampilan Data pada PLX-DAQ 36

Gambar 4.9 Tampilan Option untuk Simple Data 37

Gambar 4.10 Tampilan Option untuk Simple Data with Plots 37 Gambar 4.11 Tampilan Option untuk Interactive Bar Graph 38

Gambar 4.12 Search Software 39

Gambar 4.13 Add Extension pada Chrome 39

Gambar 4.14 Login ke Akun Gmail User 40

Gambar 4.15 Tampilan pada saat Meng-install Software pada Smartphone 41

Gambar 4.16 Tampilan Software pada Smartphone 41

Gambar 4.17 Tampilan Smartphone yang sudah Terkoneksi dengan PC 42

(13)

xii

Gambar 4.18 Tampilan Smartphone yang sudah Terkoneksi dengan PC (full size)

42

Gambar 4.19 Tampilan Smartphone untuk Penggunaan Software PLX- DAQ

43

Gambar 4.20 Tampilan Pengambilan Data Monitoring Menggunakan Smartphone

43

Gambar 4.21 Tampilan Pengambilan Data Monitoring Menggunakan PC 44

Gambar 4.22 Grafik Tinggi vs Volume Alat 45

Gambar 4.23 Volume Gelas Ukur vs Volume Alat

(14)

xiii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang

Seiring berkembangnya suatu daerah perkotaan, maka saluran sistem drainase sudah menjadi sarana dan prasarana yang sangat penting. Banyak permasalahan di perkotaan yang menjadi perhatian banyak orang adalah masalah saluran sistem drainase buruk yang banyak mengakibatkan banjir di beberapa daerah tertentu. Beberapa penyebab saluran sistem drainase yang bermasalah adalah banyak penumpukan sampah yang masuk kedalam saluran sistem drainase tersebut yang mengakibatkan penyumbatan aliran air, penyempitan bahu jalan yang dipakai oleh warga dalam membangun bangunan dan adanya tumpukan tanah atau lumpur didalam saluran sistem drainase yang tidak dibersihkan.

Dikarenakan perkembangan perkotaan tersebut, area lahan kosong untuk meresapkan air secara alami akan semakin berkurang. Permukaan tanah tertutup oleh beton dan aspal, hal ini akan menambah kelebihan air yang tidak terbuang. Jika masalah genangan tersebut tidak teratasi, maka dapat memungkinkan terjadi bencana yang lebih besar hingga merugikan masyarakat setempat baik harta benda maupun nyawa.

Hal-hal yang menjadi masalah pada saluran sistem drainase tersebut dikarenakan kurangnya pengawasan dan pemeliharan. Pengawasan terhadap sistem drainase bukanlah hal yang mudah untuk dilakukan, sebab panjangnya saluran sistem drainase dan luasnya area perkotaan. Jika hal ini dilakukan maka akan sangat banyak orang yang dibutuhkan untuk melakukan perkerjaan ini.

Oleh karena itu, pengawasan dan pemeliharan saluran sistem drainase tersebut dapat dipermudah dengan adanya perkembangan teknologi. Sama halnya dengan sistem integrasi pipa pada pabrik, semuahaltentang flow, debit air dll, dapat diawasi dan dikendalikan tanpa harus berada ditempat dan dilakukan secara otomatis dengan komputerisasi. Dengan system komputerisasi ini, untuk melakukan pengawsan dan pemeliharaan saluran system drainase tersebut akan jauh lebih mudah. Merancang dan membangun system drainase yang menggunakan control valve dan pompa dengan system komputerisasi akan membuat saluran system drainase menjadi lebih baik dan aman.

Maka dari itu, penulis tertarik untuk mengambil judul “Sistem Monitoring Jarak Jauh Ketinggian Air pada Saluran Drainase Menggunakan Smartphone via Jaringan Internet”.

(15)

xiv

1.2 RumusanMasalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya, masalah yang akan di bahas dalam penelitian ini adalah bagaimana merancang dan merealisasikan sensor ultrasonik dalam memonitoring ketinggian air pada saluran drainase dengan metoda refleksi gelombang ultrasonik.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Penelitian ini menggunakan sensor ultrasonik untuk mendeteksi cairan yang akan dikalkulasikan sehingga didapat nilai untuk mengetahui tinggi cairan tersebut 2. Sistem yang digunakan akan dikontrol oleh sebuat mikrokontroler ARDUINO

NANO yang diprogram dengan bahasa C

3. Bentuk saluran drainase yang akan menjadi pembahasan pada penelitian ini adalah drainase tertutup yang bentuk lingkaran

4. Penghitungan debit banjir pada pembahasan penelitian ini adalah perhitungan volume air yang ada pada saluran drainase tersebut

5. Pengendalian pintu air (valve) tidak akan dibahas pada pembahasan penelitian ini 6. Penelitian ini bersifat eksperimental, sehingga pembuatan aplikasi bukan prioritas

utama

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah membuat suatu prototipe alat pengukuran ketinggian cairan pada saluran draniase dan menampilkannya secara realtime melalui jaringan internet.

1.5 Manfaat Penelitian

1. Menjadi salah satu cara dalam membantu mengamati perubahan debit air pada saluran drainase

2. Menjadi salah satu cara dalam mem-visualisasi-kan data-data debit banjir secara realtime melalui jaringan internet

(16)

xv

1.6 Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagia berikut:

a. Studi Literatur

b. Analisis dan Perancangan

c. Analisis masalah dimulai dengan tahap mengindentifikasi masalah, memahami cara kerja sistem yang akan dibuat, menganalisis dan membuat laporan tentang hasil analisis, dan perancangan yang dimaksud adalah menggambarkan sistem menggunakan flowchart.

d. Implementasi

1.7 Sistematika Penulisan

Penulisan skripsi ini menggunakan sistematika penulisan yang membagi pembahasan skripsi dalam lima bagian utama, yang terdiri atas:

BAB 1 PENDAHULUAN

Pada bab ini merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan skripsi.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Pada bab ini membahas mengenai teori, pengertian dan tujuan saluran drainase, dan beberapa teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian sistem.

BAB 3 ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini berisikan pembahasan perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir.

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM

Pada bab ini dibahas cara kerja sistem beserta proses pengujian terhadap sistem yang telah dikembangkan.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini dibuat mengenai rangkuman dari hasil analisis dan implementasi kerja sistem pada bagian sebelumnya.

(17)

xvi

BAB II

LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dibahas teori yang digunakan sebagai landasan pengerjaan perancangan ruang bangun dan sistem komputerisasi. Pembahasan bertujuan untuk menguraikan teori, alat dan cara kerja yang akan digunakan dalam perancangan ruang bangun dan sistem komputerisasi oleh karena itu penulis akan menguraikan secara jelas.

2.1 Drainase

2.1.1 Pengertian Drainase

Drainase secara umum didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan dalam suatu konteks pemanfaatan tertentu.

Adapun drainase meliputi sebagai berikut:

1. Pemukiman 2. Kawasan Industri 3. Kampus dan Sekolah

4. Rumah Sakit dan fasilitas Umum 5. Lapangan Olahraga

6. Lapangan Parkir 7. Pelabuhan Udara 2.1.2 Tujuan Drainase

Tujuan dibangunnya saluran sistem drainase adalah sebagai berikut:

1. Untuk meningkatkan kesehatan lingkungan permukiman

2. Pengendalian kelebihan air permukaan dapat dilakukan secara aman, lancar dan efisien serta sejauh mungkin dapat mendukung kelestarian lingkungan

3. Dapat mengurangi/menghilangkan genangan-genangan air yang menyebabkan bersarangnya nyamuk malaria dan penyakit-penyakit lain, seperti : demam berdarah, disentri serta penyakit lain yang disebabkan kurang sehatnya lingkungan permukiman

4. Untuk memperpanjang umur ekonomis sarana-sarana fisik antara lain : jalan, kawasan permukiman, kawasan perdagangan dari kerusakan serta gangguan kegiatan akibat tidak berfungsinya sarana drainase.

(18)

xvii

2.1.3 Fungsi Drainase

Fungsi-fungsi ada saluran sistem drainase adalah sebagai berikut:

1. Mengeringkan bagian wilayah kota yang permukaan lahannya rendah dari genangan sehingga tidak menimbulkan dampak negative berupa kerusakan infrastruktur kota dan harta benda milik masyarakat

2. Mengalirkan kelebihan air permukaan ke badan air terdekat secepatnya agar tidak membanjiri/menggenangi kota yang dapat merusak selain harta benda masyarakat juga infrastruktur perkotaan

3. Mengendalikan sebagian air permukaan akibat hujan yang dapat dimanfaatkan untuk persediaan air dan kehidupan akuatik

4. Meresapkan air permukaan untuk menjaga kelestarian air tanah.

2.1.4 Tipe-tipe Saluran Drainase

Saluran drainase dibedakan menurut bentuknya, yaitu:

1. Saluran Terbuka

Saluran terbuka umumnya digunakan pada daerah yang lahannya masih memungkinkan (luas); lalu lintas pejalan kaki relatif jarang; beban di kiri dan di kanan saluran relatif ringan.

- Bentuk Trapesium

Umumnya digunakan pada daerah yang masih mempunyai lahan cukup luas, dan harga lahan murah, umunya digunakan untuk saluran relatif besar.

- Bentuk Segi Empat

Umumnya digunakan pada daerah yang lahannya tidak terlalu besar, dan harga lahannya mahal. Umumnya digunakan untuk saluran yang relatif besar dan sedang.

- Bentuk Setengah Lingkaran

Umumnya digunakan pada saluran di lingkungan pemukiman berupa saluran sekunder dan tersier.

- Bentuk Segi Tiga

Umumnya digunakan pada daerah permukiman sebagai saluran terseier.

Keuntungannya dapat mengalirkan air pada debit yang kecil. Kerugiannya sulit dalam pemeliharaan.

- Bentuk-bentuk kombinasi antara trapesium, segi empat, setengah lingkaran dan segitiga.

(19)

xviii

2. Saluran Tertutup

Saluran tertutup umumnya digunakan pada daerah yang lahannya terbatas (pasar,

pertokoan); daerah yang lalu lintas pejalan kaki padat, lahan yang dipakai untuk lapangan parkir.

- Bentuk Lingkaran

Keuntungannya adalah mudah dalam menyiapkan cekungan; mudah dalam

menghitung ukuran yang dibutuhkan oleh debit air yang ada. Kerugiannnya antara lain adalah harus menyiapkan perletakan yang sesuai.

- Bentuk Segi Empat

Keuntungannya antara lain adalah mudah dalam mengubah ukuran. Mudah

menyiapkan cetakan, mudah menghitung besar ukuran yang dibutuhkan oleh debit air yang tersedia.

- Bentuk Tapal Kuda

Keuntungannya adalah cukup ekonomis untuk saluran besar. Kerugiannya adalah sulit dalam pelaksanaan dan membutuhkan waktu yang lama dalam pelaksanaan.

- Bentuk Bulat Telur

Keuntungannya adalah sangat baik untuk debit aliran yang kecil. Kerugiannnya adalah biaya yang tinggi dan sukar dalam penyetelan di lapangan.

Saluran drainase dibedakan berdasarkan material penyusunannya yaitu:

1. Saluran Tanah

Saluran tanah umumnya digunakan pada daerah yang mempunyai tekstur tanah yang relatif keras dan topografi yang baik (tidak terlalu curam dan tidak terlalu datar) hal ini untuk menghindari terjadi erosi dan sedimentasi dan tumbuhnya tanaman air. Saluran tanah umumnya berpenampang trapesium, hal ini untuk menghindari longsornya talud.

2. Saluran Pasangan Batu

Saluran pasangan batu pada umumnya digunakan pada daerah yang mempunyai tekstur tanah yang relatif lepas, dan mempunyai kemiringan curam.

3. Saluran Beton

Saluran beton (yang dilapisi) umumnya digunakan pada daerah yang mempunyai

topografi yang terlalu miring atau datar, serta mempunyai tekstur tanah yang terlalu lepas.

Lapisan saluran dimaksudkan untuk melindungi saluran dari erosi, serta untuk memudahkan pengaliran pada volume air yang kecil.

(20)

xix

4. Saluran dengan Perkuatan Kayu

Saluran dengan perkuatan kayu umumnya digunakan pada daerah yang mempunyai tekstur tanah yang sangat jelek (gambut) dan selalu terjadi pergeseran (tanah bergerak).

Dengan pendimensian saluran maka kapasitas saluran dapat diketahui dari persamaan berikut:

Qqp = v . A Dimana:

v = kecepatan aliran (m/det) A = luas penampang saluran (m²)

Kecepatan dapat diperoleh menggunakan persamaan manning

v =

dimana:

n = koefisien kekasaran manning R = jari-jari hidrolis

S = kemiringan saluran

Dinding

Saluran KONDISI n

Kayu

Papan-papan rata, dipasang rapi 0,010 Papan-papan rata, dipasang kurang rapi 0,012 Papan-papan kasar, dipasang rapi 0,012 Papan-papan kasar, dipasang kurang rapi 0,014

Metal

Halus 0,010

Dikeliling 0,015

Sedikit kurang rata 0,020

Pasangan Batu

Plesteran batu 0,010

Plesteran semen dan pasir 0,012

Beton dilapisi baja 0,012

Beton dilapisi kayu 0,013

Batu bata kosongan yang baik kasar 0,015

Pasangan batu, keadaan jelek 0,020

(21)

xx

Batu Kosongan

Halus dipasang rata 0,013

Batu bongkahan, batu pecah, batu belah, batu

guling, dipasang dalam semen 0,017

Kerikil halus, padat 0,020

Tanah

Rata dalam keadaan baik 0,020

Dalam keadaan biasa 0,0225

Dengan batu-batu dan tumbuh-tumbuhan 0,025

Dalam keadaan jelek 0,035

Sebagian terganggu oleh batu-batu dan

tumbuh-tumbuhan 0,050

Tabel 2.1 Nilai koefisien kekasaran Manning

2.2 Hardware

2.2.1 Mikrokontroler Arduino Nano

Arduino Nano adalah papan pengembangan (development board) mikrokontroler yang berbasis chip Atmega328P dengan bentuk yang sangat mungil. Secara fungsi tidak ada bedanya dengan Arduino Uno. Perbedaan utama terletak pada ketiadaan jack power DC dan penggunaan konektor mini-B USB.

Disebut sebagai papan pengembangan karena board ini memang berfungsi sebagai arena prototyping sirkuit mikrokontroler. Dengan menggunakan papan pengembangan, anda akan lebih mudah merangkai rangkaian elektronika mikrokontroler ATMega328 dari awal di breadboard.

(22)

xxi

Gambar 2.1 Arduino Nano

Microcontroller ATmega328

Operating Voltage 5V Input Voltage (recommended) 7-12V

Digital I/O Pins 14 (6 diantaranya menyediakan PWM) Analog Input Pins 6

DC Current per I/O Pin 40 Ma

Flash Memory 32 KB, dimana 0,5 KB digunakan untuk bootloader

SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Clock Speed 16 MHz

(23)

xxii

Development Board Arduino Nano dapat diberi tenaga dengan power yang diperoleh dari kabel mini-B USB, atau via power supply eksternal. External power supply dapat dihubungkan langsung ke pin 30 atau Vin (unregulated 6V – 20V), atau ke pin 27 (regulated 5V). Sumber tenaga akan otomatis dipilih mana yang lebih tinggi tegangan.

Beberapa pin power pada Arduino Nano:

• GND. Ini adalah ground atau negatif.

• Vin. Ini adalah pin yang digunakan jika anda ingin memberikan power langsung ke board Arduino dengan rentang tegangan yang disarankan 7V - 12V

• Pin 5V. Ini adalah pin output dimana pada pin tersebut mengalir tegangan 5V yang telah melalui regulator

• 3V3. Ini adalah pin output dimana pada pin tersebut disediakan tegangan 3.3V yang telah melalui regulator

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, Arduino Nano memiliki 14 buah digital pin yang dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Pin-pin tersebut bekerja pada tegangan 5V, dan setiap pin dapat menyediakan atau menerima arus 20mA, dan memiliki tahanan pull-up sekitar 20-50k ohm (secara default dalam posisi disconnect). Nilai maksimum adalah 40mA, yang sebisa mungkin dihindari untuk menghindari kerusakan chip mikrokontroler.

Beberapa pin memiliki fungsi khusus:

• Serial, terdiri dari 2 pin: pin 0 (RX) dan pin 1 (TX) yang digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data serial.

• External Interrups, yaitu pin 2 dan pin 3. Kedua pin tersebut dapat digunakan untuk mengaktifkan interrups. Gunakan fungsi attachinterrups().

• PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11 menyediakan output PWM 8-bit dengan menggunakan fungsi analogWrite()

• SPI : Pin 12 (MISO), 11 (MOSI), 13 (SCK), dan 10 (SS) mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan SPI Library

• LED : Pin 13. Pada pin 13 terhubung built-in led yang dikendalikan oleh digital pin no 13.

Arduino Nano memiliki 8 buah input analog, yang diberi tanda A0 hingga A7. Masing- masing pin analog tersebut memiliki resolusi 1024 bits (jadi bisa memiliki 1024 nilai). Secara default, pin-pin tersebut diukur dari ground ke 5V, namun bisa menggunakan pin REF dengan menggunakan fungsi Reference().

(24)

xxiii

Pin analog A6 dan A7 tidak bisa dijadikan sebagai pin digital, hanya sebagai pin analog.

Beberapa pin lainnya pada board ini adalah:

• I2C : pin A4 (SDA) dan A5 (SCL). Pin ini mendukung komunikasi I2C (TWI) dengan menggunakan Wire Library

• AREF, Sebagai referensi tegangan untuk input analog.

• Reset, Hubungkan ke LOW untuk melakukan reset terhadap mikrokontroller.

Sama dengan penggunaan tombol reset yang tersedia.

2.2.2 Sensor Jarak Ultrasonik PING

Sensor jarak ultrasonik ping adalah sensor 40 khz produksi parallax yang banyak digunakan untuk aplikasi atau kontes robot cerdas. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal ( SIG ) selain jalur 5 v dan ground. Perhatikan gambar dibawah ini :

Gambar 2.2 Sensor Jarak Ultrasonik PING

Sensor PING mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik ( 40 KHz ) selama t = 200 us kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroller pengendali ( pulsa trigger dengan tout min 2 us ). Spesifikasi sensor ini:

• Kisaran pengukuran 3cm-3m.

• Input trigger –positive TTL pulse, 2uS min., 5uS tipikal.

• Echo hold off 750uS dari fall of trigger pulse.

(25)

xxiv

• Delay before next measurement 200uS.

• Burst indicator LED menampilkan aktifitas sensor.

Sensor Ping mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 kHz) selama tBURST (200 μs) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor Ping memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan t out min. 2 μs). Gelombang ultrasonik ini melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. Ping mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi Ping akan membuat output low pada pin SIG.

Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka jarak yang diukur adalah [(tIN s x 344 m/s) ÷ 2] meter.

Gambar 2.3 Jarak Ukur Sensor PING

2.2.3 LCD

LCD (liquid crystal display) merupakan suatu alat yang dapat menampilkan karakter ASCI sehingga kita bisa menampilkan campuran huruf dan angka sekaligus. LCD didalamnya terdapat sebuah mikroprosesor yang mengendalikan tampilan, kita hanya perlu membuat program untuk berkomunikasi.

Ukuran LCD ada berbagai macam seperti:

a. lcd 16 x 2 ada 16 colom dan 2 baris b. lcd 16 x 4 ada 16 colom dan 4 baris

Perbedaanya terletak pada alamat menaruh karakter saja. Karakter yang ditampilkan oleh LCD beraneka ragam tergangtung dari jenis lcd tersebut.

(26)

xxv

Command dan data, dalam antarmuka lcd dengan mcs maka kita harus menembakan command yang berisi perintah dan data yaitu berupa text yang kita ingin tampilkan. Supaya lcd dapat menampilkan text maka yang perlu dilakukan adalah mengirimkan format hex data dalam bentuk asci, misal :

0 dengan mengirimkan 48 desimal A mengirimkan 65 desimal

Untuk mengunakan lcd untuk yang pertama, harus mengkonfigurasi lcd itu seperti keinginan kita. Konfigurasi berarti kita harus menambahkan command.

Gambar 2.4 LCD

Pin – pin pada LCD, yaitu : 1. Ground

2. VCC

3. Contrast (buat konfigurasi pin 3 ->100ohm->pin b potensio 5K) 4. RS

5. RW 6. EN 7. D0 8. D1 9. D2 10. D3

(27)

xxvi

11. D4 12. D5 13. D6 14. D7

15. Anoda (untuk backlight, lampu background) 16. Katoda

- RS

Pin ini memberi informasi apakah kirim data atau instruksi 0 = instruksi

1 = data - R/!W

0 = Write (tulis ke lcd) 1 = Read (baca dari lcd) - D0 -D7 = pin komunikasi

Anoda = supply VCC untuk background, beri 4.3 (serikan dari VCC ke LED baru masuk ke anoda).

katoda = berikan ground

kombinasi dari pin RS dan RW - RS R/!W : Operation

0 0 IR Write Command 0 1 IR Read ………

1 0 DR Write data 1 1 DR Read ………

2.2.4 Android 5.1 Lollipop

Android Lollipop adalah versi stabil terbaru dari sistem operasi android yang dikembankan oleh Google, yang pada saat ini mencakup versi antara 5.0 dan 5.1. Diresmikan pada tanggal 25 Juni 2014 saat Google I/O, dan tersedia secara resmi melalui over-the-air (OTA) update pada tanggal 12 November 2014, untuk memilih perangkat yang menjalankan distribusi Android dilayani oleh Google (seperti perangkat Nexus dan Google Play Edition).

Kode sumbernya dibuat tersedia pada tanggal 3 November 2014.

Salah satu perubahan yang paling menonjol dalam rilis Lollipop adalah User Interface yang didesain ulang dan dibangun dengan yang dalam bahasa desain disebut sebagai

“material design”. Perubahan lain termasuk perbaikan pemberitahuan, yang dapat diakses

(28)

xxvii

dari lockscreen dan ditampilkan pada banner di bagian atas screen. Google juga membuat perubahan internal untuk platform, dengan Android Runtime (ART) secara resmi menggantikan Dalvik untuk meningkatkan kinerja aplikasi, dengan perubahan yang ditujukan untuk meningkatkan dan mengoptimalkan penggunaan baterai, yang dikenal secara internal sebagai Project Volta.

Android 5.1 adalah update yang pertama sejak Lollipop dirilis. Update ini merupakan pemeliharaan besar bagi Lollipop, memperbaiki bug dan meningkatkan kinerja dan stabilitas dari rilis Android 5.0. Dengan demikian, banyak perubahan yang penting terjadi dibelakang layar. Pada tampilannya, Android 5.1 hampir identik dengan 5.0, namun jika dilihat lebih dekat, terdapat banyak perubahan yang membuat kinerja Android Lollipop lebih smooth.

- Interupsi, Prioritas dan Mode Diam

Salah satu yang terkecil, tapi mungkin perubahan yang paling signifikan adalah pada pengaturan prioritas Android. Sekarang User dapat mengatur preferensi interupsi untuk tetap pada waktunya atau sampai alarm berikutnya, yang berguna untuk menghindari interupsi semalaman, atau akhir “downtime”. Namun begitu, pada mode prioritas ini tetap tidak terdapat mode silent yang mana termasuk juga flashing notification LED (kedipan led notifikasi).

Kelebihan Android Lollipop 5.1, diantaranya adalah:

1. Pengaturan suara bisa diakses melalui quick setting secara lengkap 2. Keamanan yang lebih baik; Screen Pinning dan Device Protection

3. Quick Setting yang lebih baik dan juga dengan animasi baru yang menyenangkan 4. Suara telepon lebih baik

5. Dukungan Dual Sim yang lebih baik

6. API baru (Android 5.1 SDK), yang membuka jalan developer untuk mengembangkan aplikasi yang lebih baik

7. Peningkatan manajemen notifikasi (bisa dihilangkan dari layar namun tidak terhapus)

8. Koneksi WI-FI lebih baik (kualitas sinyalnya buruk tidak lagi dibaca sebagai tidak ada akses WI-FI)

Kekurangan Android Lollipop 5.1, diantaranya adalah:

1. Masih terdapat bugs pada beberapa device

2. Tidak terdapat mode diam pada pengaturan suara melalui quick setting

3. Smartlock “on-body protection” hanya medeteksi tubuh, bukan hanya tubuh pengguna

(29)

xxviii

BAB III

ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Sistem

ARDUINO NANO Power Supplay

Sensor HCSR04

LCD

USB to TTL PC Mobile Phone

Buzzer

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

(30)

xxix

3.1.1 Fungsi Setiap Blok

1. Arduino Nano sebagai pengolah data dari sensor dan mengirimkan data ke PC.

2. Power supplay sebagai penyedia tegangan atau suplay ke seluruh sistem.

3. Sensor HCSR04 sebagai pendeteksi status/ volume air dalam tangki.

4. LCD sebagai penunjuk atau tampilan data yang tebaca disensor.

5. Buzzer sebagai indikator volume tangki air.

6. USB to TTL sebagai Konversi sinyal TTL ke USB

3.2 Rangkaian Arduino Nano

Gambar 3.2 Rangkaian Arduino Nano

Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B.

Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.

(31)

xxx

Pemrograman board Arduino Nano dilakukan dengan menggunakan Arduino Software (IDE) yang bisa di download gratis. Chip ATmega328 yang terdapat pada Arduino Nano telah diisi program awal yang sering disebut bootloader. Bootloader tersebut yang bertugas untuk memudahkan melakukan pemrograman lebih sederhana menggunakan Arduino Software, tanpa harus menggunakan tambahan hardware lain. Cukup hubungkan Arduino dengan kabel USB ke PC, Mac, atau Linux, jalankan software Arduino Software (IDE), dan sudah bisa mulai memrogram chip ATmega328. Lebih mudah lagi, di dalam Arduino Software sudah diberikan banyak contoh program yang memudahkan dalam belajar mikrokontroller.

3.3 Rangkaian USB TO TTL

Arduino Nano 3.0 memiliki beberapa fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, berkomunikasi dengan Arduino lainnya, atau dengan mikrokontroller lain nya. Chip Atmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5V) yang tersedia di pin 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip FTDI yang terdapat pada board berfungsi menterjemahkan bentuk komunikasi ini melalui USB dan akan tampil sebagai Virtual Port di komputer.

Pada Arduino Software (IDE) terdapat monitor serial yang memudahkan data textual untuk dikirim menuju Arduino atau keluar dari Arduino. Lampu led TX dan RX akan menyala berkedip-kedip ketika ada data yang ditransmisikan melalui chip FTDI USB to Serial via kabel USB ke komputer. Untuk menggunakan komunikasi serial dari digital pin, gunakan SoftwareSerial library

(32)

xxxi

Gambar 3.3 Rangkaian USB to TTL

3.4 Rangkaian Arduino Nano dengan LCD

Hitachi HD44780 LCD controller adalah salah satu matriks layar kristal cair yang paling umum dot (LCD) layar controller yang tersedia. Hitachi mengembangkan mikrokontroler khusus untuk drive layar LCD alfanumerik dengan antarmuka yang sederhana yang dapat terhubung ke mikrokontroler atau mikroprosesor umum.

(33)

xxxii

Gambar 3.4. Rangkaian LCD

Rangkaian di atas ini merupakan pengendali kecerahan cahaya untuk mengatur kuat- lemah arus listrik yang akan melewati modul display LCD. Dengan rangkaian ini kecerahan dari layar akan dapat dikendalikan dengan mudahnya. Tegangan operasi nominal untuk lampu latar LED adalah 5 Volt pada kecerahan penuh, Pada tegangan yang lebih rendah LCD akan lebih redup hal ini tergantung pada LED. Berikut adalah Pin-pin yang digunakan pada LCD yang terhubung dengan Pin dari Microcontroller Arduino Nano, antara lain :

a. LCD RS pin menuju Arduino Nano pin 12.

b. LCD Enable pin menuju Arduino Nano pin 11 c. LCD D0 pin menuju Arduino Nano pin 10 d. LCD D1 pin menuju Arduino Nano pin 9 e. LCD D2 pin menuju Arduino Nano pin 8 f. LCD D3 pin menuju Arduino Nano pin 7 g. LCD R/W pin menuju Arduino ground.

h. VCC pin menuju Arduino +5 Volt.

i. RW, Katoda, GND pin menuju Arduino Ground.

j. CV/Wiper menuju pembagi tegangan potensiometer dengan VCC dan Ground.

3.5 Rangkaian Arduino Nano dengan Sensor Ultra Sonic HCSR04

(34)

xxxiii

Gambar 3.5 Rangkaian Sensor UltraSonic

Sensor ultrasonic adalah sebuah alat yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara sehingga dapat mendeteksi keberadaan suatu objek di depanya. Sensor ini bekerja di daerah batas gelombang suara dari 40 KHz sampai dengan 400 KHz sensor ultrasonic memerlukan catu daya 5v untuk dapat bekerja. arus pada mode siaga: < 2 mA lebar sudut deteksi ± 15º hingga 42 mempunyai jarak deteksi akurat mencapai 1m dapa mendeteksi (namun kurang presisi) hingga 3m.

Aplikasi sensor ultrasonic pada sistem ini digunakan untuk mengukur volume air didalam tangki. Sensor mendeteksi ketinggihan air kemudian akan dimasukan kedalam rumus perhitungan volume.

(35)

xxxiv

3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem

Gambar 3.6 Rangkaian keseluruhan system

(36)

xxxv

3.7 Flowchat Sistem

Start

Inisialisasi PORT

data = Pembacaan Ketingghan

Tangki

Volume = 3.14*r*r*data

Tampil LCD (Volume)

If Volume Full Buzzer ON

Buzzer off

End Delay 1 detik

ya

tidak

Gambar 3.7 Gambar FlowChar Sistem

(37)

xxxvi

BAB IV

IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

4.1 Pengujian Instalasi Drivers pada PC

Untuk menjalankan program Arduino Nano pada pc terlebih dahulu dilakukan instalasi driver agar aplikasi arduino.eex dapat berjalan dan kita dapat merancang program- program yang akan kita download ke Arduino Nano tersebut.

Berikut adalah tahapan-tahapan yang akan kita lakukan:

− Hubungkan board anda dan tunggu Windows untuk memulai proses instalasi driver. Setelah beberapa saat, proses ini akan gagal, walaupun sudah melakukan yang terbaik

− Klik pada Start Menu dan buka Control Panel

− Di dalam Control Panel, masuk ke menu System and Security. Kemudian klik pada System. Setelah tampilan System muncul, buka Device Manager

− Lihat pada bagian Ports (COM & LPT). Anda akan melihat sebuah port terbuka dengan nama “Arduino Uno (COMxx)”

− Klik kanan pada port “Arduino Uno (COMxx)” dan pilih opsi “Update Driver Software”

− Kemudian, pilih opsi “Browse my computer for Driver software”

− Terakhir, masuk dan pilih file driver Uno, dengan nama “ArduinoUNO.inf”, terletak di dalam folder “Drivers” pada Software Arduino yang telah di-download tadi

− Windows akan meneruskan instalasi driver

Tahapan diatas akan dilakukan jika kita menggunakan PC yang berbasis OS Windows Vista, 7 dst.

Berikut adalah tahapan yang akan dilakukan jika kita menggunakan PC yang berbasis OS Windows XP:

− Ketika ditanya Can Windows connect to Windows Update to search for software? pilih No, not this time. Klik next

− Pilih Install from a list or specific location (Advanced) dan klik next

− Pastikan bahwa Search for the best driver in these location dicentang; Seach removable media jangan dicentang; Include this location in the search dicentang dan masuk ke direktori drivers/FTDI USB Drivers pada folder

(38)

xxxvii

software Arduino. (Versi terakhir dari driver ini dapat ditemukan pada situs FTDI). Klik next

− Wizard akan mencari driver dan kemudian memberitahu bahwa sebuah “USB Serial Converter” telah ditemukan. Klik finish

− Wizard hardware baru akan muncul kembali. Ulangi langkah yang sama seperti sebelumnya dengan pilihan yang sama dan lokasi folder yang sama. Kali ini sebuah ” USB Port Serial” akan ditemukan

Gambar 4.1 Pemilihan Board yang akan digunakan

(39)

xxxviii

Berikut ini merupakan tahapan dalam pengujian pilihan serial port yang akan digunakan:

− Pilih port serial yang digunakan oleh Arduino anda pada menu Tools > Serial Port. Pada umumnya digunakan COM3 atau lebih tinggi (COM1 dan COM2 biasanya sudah sudah reservasi untuk serial port hardware).

− Langkah untuk mencari tahu, anda dapat melepaskan koneksi ke board Arduino dan buka kembali menu tad; pilihan yang menghilang harusnya adalah board Arduino anda. Koneksikan kembali board-nya dan pilih serial port yang sesuai.

Gambar 4.2 Pemilihan PORT Serial yang akan Digunakan

4.2 Pengujian Rangkaian Arduino Nano

Pengujian sistem arduino Nano dilakukan dengan memprogram sistem arduino Nano untuk membuat Pin 13 menjadi nilai positif negative 0 dan 1 yang diulang-ulang dengan delay 1000 ms. kemudian keluaran tegangan dari Pin 13 dihubungkan ke LED.

Program yang dimasukan kedalam arduino Nano adalah sebagai berikut.

(40)

xxxix

void setup() {

pinMode(13, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(13, HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(13, LOW);

delay(1000);

}

Pengujian sistem arduino Nano ini untuk memastikan bahwa sistem arduino yang digunakan pada penelitian ini tidak rusak. Sehingga program yang ditanamkan pada microcontroller mampu untuk membaca ketinggihan air didalam tangki dengan sensor.

Tabel 4.1. Tabel Pengujian Arduino Nano

No Delay (s) Status LED

1 1 Hidup

2 2 Mati

3 3 Hidup

4 4 Mati

5 5 Hidup

4.3 Pengujian Rangkaian LCD

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui sinkronisasi program dengan rangkaian sesuai atau tidak. LCD yang digunakan dapat menampilkan 2 karakter (16 karakter di kolom 1 dan 16 karakter di kolom 2). Di dalam software arduino sudah memiliki contoh- contoh program termasuk program untuk menampilkan data di LCD. PORT yang digunakan di arduino yaitu port data 12, 11, 10, 9, 8, dan 7 pin tersebut di hubungkan ke pin LCD RS, E, D4, D5, D6, Dan D7. Dengan program seperti dibawah ini.

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 10,9, 8, 7);

(41)

xl

void setup() {

lcd.begin(16, 2);

}

void loop() {

lcd.setCursor(4, 0);

lcd.print(“WELCOME");

}

4.4 Pengujian Sensor Ultra Sonic HCSR04 dan UART FTDI

Pengujian sensor ultra sonic pada arduino dilakukan dengan tujuan mengetahui kebenaran dari rangkaian sensor dan juga mengetahui kondisi sensor baik atau tidaknya.

Pengujian ini dilakukan dengan cara mengupload program yang dibuat khusus untuk sensor ultrasonic dan akan ditampilkan pada serial monitor, pada arduino sudah terdapat fitur hardware untuk mengirimkan data dari mirokontroller langsung ke computer yaitu dengan IC CH340. Yaitu sebuah IC UART FTDI. Listing program sebagai berikut.

#define trigPin 5

#define echoPin 6 int duration;

float distance;

void setup() {

Serial.begin (9600);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

distance = (duration/2) / 29.1;

(42)

xli

Serial.println(distance,2);

delay(1000);

}

Gambar 4.3 Program yang di-Upload

(43)

xlii

Gambar 4.4 Serial Monitor UART FTDI Arduino

4.5 Pengujian Keseluruhan

Pengujujian keseluruhan ini yaitu pengujian akhir, bertujuan untuk mengetahui kondisi system keseluruhan berjalan normal atau tidak. Dimana program keseluruhan sebagai berikut.

#define trigPin 5

#define echoPin 6

#define buzzer 1 float duration;

float distance;

float volume;

LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12);

void setup() {

Serial.begin (9600);

(44)

xliii

lcd.begin(16, 2);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

pinMode(buzzer, OUTPUT);

lcd.print(" System Monitor ");

lcd.print(" Tangki Air ");

delay(2000);

lcd.clear();

}

void loop() { digitalWrite(trigPin, LOW);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

distance = 22.53 -(duration/2) / 29.1;

if (distance<0){distance=0;}

volume=(3.14*4.25*4.2625*distance)/1000;

if (volume>1)

{digitalWrite(13,HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(13,LOW);

delay(1000);

}

//serial

Serial.print("DATA");

Serial.print(",");

Serial.print("TIME");

Serial.print(",");

Serial.print(distance,1);

Serial.print(",");

Serial.println(volume,1);

(45)

xliv

//LCD

lcd.clear();

lcd.print("Tinggi:");

lcd.print(distance,1);

lcd.print(" cm");

lcd.print("Volume:");

lcd.print(volume,1);

lcd.print(" L");

delay(1000);

}

Dalam program di atas, data dimonitoring secara real time, data langsung dimasukan ke dokumen Microsoft excel. Data tersebut dapat dimonitoring jarak jauh melalui android.

(46)

xlv

4.6 Konfigurasi Software

4.6.1 Konfigurasi Software PLX-DAQ

Pada pembahasan penelitian ini, data yang akan diterima akan ditampilkan oleh suatu software yang bernama PLX-DAQ. Software ini akan menampilkan hasil data yang diterima dalam bentuk file .xls atau .xlsx yang merupakan file berbentuk Microsoft Word Excel.

Berikut ini ialah tahapan gambar-gambar dalam peng-konfigurasi-an software PLX-DAQ tersebut kedalam PC (personal computer).

Pada umumnya PC (personal komputer) yang dipakai menggunakan OS (operating sistem) windows 7 ke bawah dikarenakan penggunaan atau GUI (graphical user interface) friendly use atau mudah digunakan untuk semua kalangan. Pada gambar dibawah ini adalah tampilan dari security alert yang akan selalu ada ketikan kita meng-install suatu software dengan source file yang tidak diketahui oleh windows tersebut.

Untuk dapat meng-install software ini maka option yang akan kita pilih ialah “Enable this content” seperti pada gambar. Karena itu akan memperbolehkan kita untuk meng-install software kita tersebut.

Gambar 4.5 Konfigurasi untuk Mengaktifkan Serial Mirosoft Excel

(47)

xlvi

Pada bagian ini akan dibahas apa-apa saja option yang akan kita pilih untuk software PLX- DAQ akan dapat bekerja pada komputer kita. Berikut adalah tahapan pilihannya:

− Pada bagian portnya, kita menggunakan prot 10

− Pada pilihan kecepatan Baudnya, yang akan kita gunakan adalah 9600

− Hilangkan centang pada kolom “Reset on Connect”

− Pada option “Control” yang akan kita centang adalah option “Download Data”

− Setelah itu kita dapat meng-klik pilihan Connect

Gambar 4.6 Konfigurasi untuk Terima Data dari Mikrontroler

Pada pembahasan ini, akan ditunjukkan bahwa software PLX-DAQ sudah ter-connect dan menampilkan data-data yang akan diterima dari mikrokontroler Arduino Nano tersebut.

Pada gambar dibawah ditampilkan waktu mulai ter-connect nya data-data yang diterima secara realtime

(48)

xlvii

Gambar 4.7 Hasil Data yang Diterima dari Mikrokontroler

Pada pembahasan ini, akan dijelaskan bahwa software PLX-DAQ mempunyai pilihan dalam menampilkan data-data yang diterima. Pilihan yang diberikan pada software PLX-DAQ ada 3, diantaranya adalah:

− Simple data datasheet

− Simple data with Plots datasheet

− Interactive Bar Graph datasheet

(49)

xlviii

Gambar 4.8 Pilihan Tampilan Data pada PLX-DAQ

Ini adalah gambar tampilan dari pilihan yang dapat dipilih pada option sheet, maka data yang akan ditampilkan akan sesuai dengan option pilihan kita.

(50)

xlix

Gambar 4.9 Tampilan Option untuk Simple Data

Gambar 4.10 Tampilan Option untuk Simple Data with Plots

(51)

l

Gambar 4.11 Tampilan Option untuk Interactive Bar Graph

4.6.2 Konfigurasi Software Remote Desktop Manager for Chrome

Pada pembahasan bab ini, akan dijabar bagaimana cara meng-instal dan mengkonfigurasi software yang akan kita gunakan dalam memonitoring data-data yang akan ditampilkan pada smartphone.

Software yang akan digunakan ialah Remote Desktop Manager for Chrome. Software ini merupakan temuan dari Google yang secara gratis dapat digunakan bagi User Gmail. Berikut adalah tahapan-tahapan dalam meng-konfigurasi software Remote Desktop Manager for Chrome pada computer:

− Hal yang pertama kita lakukan ialah menambahkan extension pada software Google Chrome dengan meng-search menggunakan keyword “Remote Desktop Manager for Chrome

(52)

li

Gambar 4.12 Search Software

Pada pembahasan berikutnya adalah menambahkan extension tersebut dan login ke akun email user agar user dapat menggunakan fasilitas dari software Remote Desktop Manager for Chrome.

Gambar 4.13 Add Extension pada Chrome

(53)

lii

Gambar 4.14 Login ke Akun Gmail User

Ketika kita meng-install add-ons pada Google Chrome tersebut maka langkah selanjutnya ada kita perlu meng-install software “Chrome Remote Desktop” pada smartphone kita. Software ini yang nantinya akan menghubungkan koneksi antar PC (personal komputer) kita pada smartphone yang akan kita gunakan untuk me-monitoring data-data yang akan kita inginkan.

Hal perlu kita ingat adalah PC (personal komputer) dan hp kita harus terkoneksi jaringan internet agar interaksi antar software yang ada pada PC (personal komputer) dan smartphone terhubung.

Software yang kita gunakan pada smartphone kita, dapat di-install dari Google Play Store dan ini merupakan free software kepada semua pengguna smartphone dan sangat mudah dicari menggunakan search engine Google.com jikalau kita tidak menggunakan OS (Operating System) Android pada smartphone kita, misalnya smartphone Apple dll.

(54)

liii

Gambar 4.15 Tampilan pada saat Meng-install Software pada Smartphone

Gambar 4.16 Tampilan Software pada Smartphone

(55)

liv

Gambar 4.17 Tampilan Smartphone yang sudah Terkoneksi dengan PC

Gambar 4.18 Tampilan Smartphone yang sudah Terkoneksi dengan PC (full size)

(56)

lv

Gambar 4.19 Tampilan Smartphone untuk Penggunaan Software PLX-DAQ

Gambar 4.20 Tampilan Pengambilan Data Monitoring Menggunakan Smartphone

(57)

lvi

Gambar 4.21 Tampilan Pengambilan Data Monitoring Menggunakan PC

4.7 Data perbandingan sistem dengan gelas ukur

Data 4.1 Data perbandingan alat dengan gelas ukur

No Volume gelas ukur (L) Tinggi (cm) Volume system (L) buzzer peringatan

1 0.1 2 0.1 tidak aktif

10 1.0 20 1.1 aktif

(58)

lvii

Gambar 4.22 Grafik Tinggi vs Volume Alat

Gambar 4.23 Volume Gelas Ukur vs Volume Alat

(59)

lviii

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan analisa dari sistem dan pengujian sistem secara menyeluruh yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, maka kesimpulan pada penelitian ini antara lain:

1. Telah dapat dirancang suatu alat untuk dapat mengalisis jarak jauh suatu ketinggian cairan dalam saluran drainase secara real time.

2. Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan alat ini memiliki tingkat akurasi yang tinggi antara volume gelas ukur terhadap volume system dengan nilai toleransi 0,1

5.2 Saran

Pada penelitian ini terdapat beberapa saran dalam pengembangan penelitian lebih lanjut, yakni:

1. Perlu adanya pembuatan Graphical User Interface yang lebih baik 2. Perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk jenis cairan yang akan diukur 3. Perlunya pengembangan cara penyajian visualisasi data yang lebih baik.

(60)

lix