BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori penunjang dan penelitian sebelumnya yang berhubungan dengan penerapan penggunaan sensor pir untuk memantau pengendalian suplai ir bersih dengan menggunakan tambahan sensor solenoid valve dan flow liquid meter.
2.1. Pemantauan Dan Pengendalian Suplai Air
Pemantauan merupakan proses rutin pengumpulan data dan pengukuran kemajuan atas objektif program dan memantau perubahan yang fokus pada proses dan keluaran. Pemantauan juga melibatkan perhitungan atas apa yang kita lakukan dan pengamatan atas kualitas dari layanan yang kita berikan (Gifson & Slamet, 2009).Sistem
melakukan pemantauan terhadap debit air hasil pengolahan data jumlah putaran kincir yang dikirim oleh sensor ke microcontroller. Pengolahan data dari jumlah putaran kincir menjadi data debit air menggunakan persamaan 2.1.
(2.1)
Dimana : = Jumlah putaran kincir
= Debit air ( )
Pemantauan debit air dilakukan dengan membandingkan setiap debit air yang mengalir yang bertujuan untuk menghitung jumlah debit air menggunakan persamaan mekanika fluida dan kinematika fisika.
2.1.1. Mekanika Fluida dan Kinematika Fisika
Mekanika fluida merupakan sebuah cabang ilmu fisika yang membahas mengenai zat fluida dan gaya yang bekerja pada zat tersebut. Mekanika fluida terbagi lagi dalam dua kategori yaitu statika fluida dan dinamika fluida. Pada dinamika fluida terdapat persamaan untuk menghitung kecepatan aliran air (Verma, 1999). Persamaan ini dapat dilihat pada persamaan 2.2
Kinematika fisika merupakan sebuah cabang ilmu fisika yang membahas bagaimana sebuah benda dikatakan bergerak dan bagaimana sebuah benda dikatakan diam tanpa mempersoalkan gaya penyebab gerakan. Terdapat beberapa persamaan di dalam cabang ilmu ini diantaranya pergerakan pada garis lurus, pergerakan di dalam sebuah pesawat terbang, dan pergerakan proyektil. Persamaan yang digunakan dalam menentukan letak lokasi kebocoran ini ialah pergerakan pada garis lurus yang memlikidua buah persamaan, yaitu persamaan menghitung kecepatan akhir, dan persamaan menghitung jarak (Verma, 1999). Persamaan untuk menghitung kecepatan akhir dapat dilihat pada persamaan 2.3.
(2.3)
Dimana : = Kecepatan akhir ( )
= Kecepatan awal ( )
= Percepatan ( )
(2.4)
Dimana : = Jarak ( )
= Kecepatan akhir ( )
= Kecepatan awal ( )
= Percepatan ( )
2.2. Perangkat HardwareSistem
Perangkat hardware yang digunakan dalam pembangunan sistem ini terdiri dari beberapa perangkat yaitu, solenoid valve, flow liquid meter, sensor pir, arduino UNO dan arduino wifi shield. Untuk keterangan lebih lanjut akan dijelaskan satu persatu sebagai berikut.
2.2.1. Selenoid Valve
Gambar 2.1 Selenoid Valve(Rakhman, Z & Ashari, M. I. 2012)
2.2.2. Flow Liquid Meter Sensor
Flow liquid meter sensor merupakan sensor yang digunakan untuk menghitung debit air yang melaluinya. Pengukuran debit air ini menggunakan bantuan Hall Effect Sensor yang berada didalamnya. Hall effect sensor merupakan sebuah transducer, dimana alat ini akan menghasilkan output berdasarkan medan magnet. Output yang dikirimkan ke microcontroller nantinya berupa jumlah putaran kincir. Flow liquid meter sensor ini dapat mengukur kecepatan debit air mulai dari 1-30 liter per menit dan dapat menahan tekanan air kurang dari atau sama dengan 2 Mpa (Satria, 2015). Gambar flow liquid meter sensor dapat dilihat pada Gambar 2.2.
2.2.3. Sensor Pir
Sensor Pirmerupakan sebuah sensor berbasis infrared. Tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransitor, PIR tidak merancang apapun seperti IR LED.Sesuai dengan namanya “passive”,sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar infraredpasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Adapun benda yang bisa terdeteksi oleh sensor ini adalah tubuh manusia (Elias, 2010).Gambarsensor pir dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Sensor PIR(Elias, 2010)
2.2.4. Arduino UNO
Arduino UNO merupakan sebuah board microcontroller yang digunakan untuk berinteraksi dengan lingkungan sekitar berdasarkan program yang telah dibuat. Arduino memiliki beberapa jenis board microcontroller. Arduino yang digunakan pada penelitian ini ialah Arduino UNO. Arduino UNO adalah sebuah microcontroller berbasiskan ATmega28. Arduino jenis ini memiliki 14 pin digital Input/Output (dimana 6 diantaranya digunakan sebagai Output PWM), 6 analog input, resonator keramik 16Mhz, sebuah koneksi untuk USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset. Power yang digunakan arduino dapat melalui kabel USB yangterkoneksi dengan komputer, atau dengan adapter AC-DC, atau dengan baterai (Saputri, 2014 ).
analog yang dikirim dari Flow Liquid Meter Sensor akan diterima oleh Arduino kemudian akan diubah menjadi sinyal digital sesuai dengan program yang telah di-upload pada arduino (Elias, 2010). Gambar Arduino UNO dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Arduino UNO(Saputri, 2014 )
Arduino merupakan sebuah board microcontroller yang digunakan untuk berinteraksi dengan lingkungan sekitar berdasarkan program yang telah dibuat. Arduino memiliki beberapa jenis board microcontroller. Arduino yang digunakan pada penelitian ini ialah Arduino UNO. Arduino UNO adalah sebuah microcontroller berbasiskan ATmega28. Arduino jenis ini memiliki 14 pin digital Input/Output (dimana 6 diantaranya digunakan sebagai Output PWM), 6 analog input, resonator keramik 16Mhz, sebuah koneksi untuk USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset. Power yang digunakan arduino dapat melalui kabel USB yang terkoneksi dengan komputer, atau dengan adapter AC-DC, atau dengan baterai.
2.2.5. Arduino Wifi Shield
dan UDP (Chaudhari &Chakraborty. 2014). Gambar Arduino wifi shield dapat diliat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Arduino Wifi Shield(Chaudhari &Chakraborty, 2014)
2.3. Sensor Network
2.3.1. Pengertian sensor network
Sensor network adalah sebuah jaringan komunikasi antara sensornode dan data node yang saling terhubung untuk memonitor keadaan lingkungan tertentu pada lokasi yang berbeda antara sensor dan titik akhir (end node). Sensor network umumnya digunakan dalam bidang industri dan pada area – area tertentu seperti untuk memonitor tingkat pencemaran udara, peningkatan suhu di suatu wilayah, object tracking, sistem keamanan, dan kondisi lainnya (Bell, 2013).
Sensor network memiliki dua media komunikasi dasar yaitu : 1. Wired Networks
Sebuah desain jaringan yang mengijinkan setiap device saling berkomunikasi satu sama lain menggunakan wire (kabel). Sensor network yang menggunakan media komunikasi ini menambahkan network hardwaredidalam jaringannya. Seperti pada Arduino, untuk menghubungkan antara sensor node dengan data node arduino menggunakan perangkat tambahan yaitu wifi shield.
2. Wireless Network
Pada Arduino dengan menambahkan WiFi shield atau pada Raspberry Pi dengan menambahkan WiFi adapters.
2.3.2. Protokol HTTP
Protokol HTTP (Hypertext Transfer Protocol) merupakan sebuah protokol komunikasi data yang digunakan untuk mengirim data dari microcontroller ke server. HTTP digunakan untuk mendistribusikan sistem informasi yang berbasis hypertext. Protokol ini merupakan protokol standar yang digunakan untuk mengakses HTML dan termasuk salah satu protokol aplikasi TCP/IP (Siregar, 2010).
Protokol HTTP memiliki delapan method untuk melayani permintaan data yang dilakukan oleh client diantaranya Options, Get, Post, Head, Put, Delete, Trace, dan Connect (Fielding,et al.,1999). Pada sistem ini arduino bertindak sebagai web client, dan melakukan Post method kepada server untuk mengirimkan data dari arduino dan menyimpannya didalam database server.
2.4. Sensor yang Digunakan 2.4.1. Sensor selenoid valve
Sensor selenoid valve berfungsi sebagai katub untuk membuka dan menutup aliran air. Sensor ini akan bekerja apabila mendapat perintah dari sensor pir melalui arduino dan selenoid valve akan diletakkan pada bagian atas pipa.
2.4.2. Sensor flow liquid meter
Sensor flow liquid meter berfungsi untuk mengitung jumlah debit air yang melalui nya. Sensor flow liquid meter akan bekerja apabila ada tekanan air pada pipa yang mengalir dan sensor flow liquid meter ada bekerja apabila selenoid valve membuka katup aliran air.Flow liquid meterpada dasarnya bekerja dengan output dari sensor aliran (Sood, et al., 2013).
2.4.3. Sensor passive infrared receiver
perintah pada selenoid valve untuk membuka katub agar air dapat mengalir.Sensor PIRdapat beroperasibaik siang hari dan malam. Sensor ini operasi dalam radiasi
tampak dan inframerah mereka dapat beroperasibenar dalam kondisi visibilitas
terbatas (Kharat & Kharat, 2014).
2.5. Penelitian Terdahulu
Tahun 2009, Gifson dan Slamet melakukan penelitian untuk pembuatan sistem pemantau ruang jarak jauh dengan sensor passive infrared receiver (PIR) berbasis microcontroller AT89S52. Pada peneltian ini,Gifson dan Slamet membuat suatu sistem perancangan pengamanan ruang jarak jauh mengunakan sensor PIR berbasis microcontroller AT89S52. Output dari sensor PIR pada alat akan berlogika low jika belum menangkap adanya gelombang panas yang dideteksi dari tubuh manusia
Ketika sensor PIR mendeteksi adanya keberadaan manusia, maka keluaran dari sensor akan berlogika high(Gifson& Slamet, 2009).
Pada tahun 2010, Elias melakukan penelitian untuk pengendalian keran otomatis pada toilet pria menggunakan sensor PIR. Pada penelitiannya,Elias memanfaatkan sensor PIR sebagai pusat pengendalinya dan pendeteksi objek berupa anggota tubuh manusia. Sensor PIR akan memberikan instruksi ke relay untuk menggerakkan solenoid yang berfungsi sebagai katup. Hasil analisa yang dilakukan oleh Gabriel menunjukkan bahwa sensor PIR pada alat ini dapat mendeteksi obyek dalam jarak maksimum 1,5 meter (Elias, 2010).
Pada tahun 2011, Alfarobi melakukan penelitian untuk pembuatan sistem keran otomatis untuk penghematan air pada tempat wudhu menggunakan sensor gerak. Pada penelitiannya, ia membuat suatu sistem keran wudhu otomatis dengan menempatkan sensor pada titik tertentu, sehingga apabila selesai wudhu maka keran otomatis akan menutup (Alfarobi, 2011).
Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu
Sistem pemantau ruang jarak jauh dengan sensor Passive Infrared berbasis
mikrokontroler AT89S52.
2 Elias (2010) Sensor passive infrared receiver
Kendali Keran Otomatis Pada Toilet Pria Dengan Sensor Pir (Passive Infrared)
3 Alfaroby (2011) Sensor passive infrared receiver berbasis
4 Subandi (2014) Sensor ultrasonik, mikrokontroler
Skripsi yang saya buat menggunakan sensor yang terdiri dari 3 sensor selonoid valve, flow liquid meter, passive infrared receiver dengan tambahan arduino uno sebagai penghubung semua sensor dan wifi shield yang berfungsi untuk mengirimkan data dari arduino kedalam database. Skripsi yang saya bangun hanya berfokus kepada pengendalian suplai air pada toilet. Dimana selenoid valve dipasang langsung pada pipa utama. Dan sensor pir diletakkan diatas ruangan toilet tersebut..
