RANCANG BANGUN PEMUTUS ARUS PADA STOP KONTAK DAN SAKLAR PADA SAAT BANJIR BERBASIS MIKROKONTROLER

(1)

RANCANG BANGUN PEMUTUS ARUS PADA STOP KONTAK DAN SAKLAR PADA SAAT BANJIR BERBASIS

MIKROKONTROLER

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyarat Memperoleh Gelar Strata Satu (S1)

MUHAMMAD FADLI 161720018

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS BINA DARMA

2020

(2)

(3)

(4)

(5)

v INTISARI

Pada saat banjir terjadi salah satu hal yang harus diwaspadai adalah aliran arus listrik di rumah. Karena air merupakan salah satu penghantar listrik, maka ditakutkan terjadi hal yang berpotensi hubungan arus pendek yang dapat membahayakan bagi penghuni rumah/bangunan. Maka dari itu tujuan dari penelitian ini untuk Merancang suatu sistem keamanan pada stopkontak dan saklar untuk menghindari terjadinya kebakaran akibat dari korsleting listrik pada saat banjir. Adapun keunggulan yang dimiliki dari alat ini adalah mematikan stopkontak dan saklar secara otomatis apabila air mencapai batas yang telah ditentukan, dan akan menerima pemberitahuan berupa SMS bahwa stopkontak dan saklar telah dimatikan secra otomatis. Relay sebagai pemutus aliran arus listrik, sensor ultrasonic untuk mengetahui jarak antara objek, dan sensor air hujan (rain sensor) untuk mendeteksi adanya air. Dari hasil pengujian yang dilakukan bahwa komponen berfungsi secara optimal, alat tersebut berhasil dan bekerja serta berfungsi dengan baik sesuai yang diharapkan.

Kata Kunci: Arduino Nano, Rain Sensor, Sensor Ultrasonic, Relay, Modul SIM808.

(6)

vi ABSTRACT

When a flood occurs, one of the things to watch out for is the flow of electricity in the house. Because water is one of the conductors of electricity, it is feared that there will be a potential short circuit which could endanger the occupants of the house / building. Therefore, the aim of this research is to design a safety system for the power outlet and switch to avoid fires due to electrical short circuit during a flood.

The advantages of this tool are that it turns off the socket and switch automatically when the water reaches a predetermined limit, and you will receive an SMS notification that the socket and switch have been turned off automatically. Relay as a circuit breaker, ultrasonic sensor to determine the distance between objects, and rain sensor to detect water. From the results of tests carried out that the components function optimally, the tool is successful and works and functions properly as expected.

Keywords: Arduino Nano, Rain Sensor, Ultrasonic Sensor, Relay, Modul SIM808.

(7)

vii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

“Hidupmu tergantung pada dirimu. Tidak ada yang dapat menghentikanmu untuk mencapai mimpimu jika kamu memiliki semangat untuk tetap meraihnya. Jangan

biarkan hal apapun meruntuhkan semangatmu. Mimpimu tergantung pada dirimu.”

– Jeffrey Gitomer-

Kupersembahkan Kepada :

 Kedua Orangtua Tercinta

 Saudara – saudaraku

 Sahabat serta teman – teman seangkatan

 Dosen Unversitas Bina Darma

 Almamaterku

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb.

Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang maha pengasih lagi maha penyayang, karena berkat rahmat dan karunia-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “RANCANG BANGUN PEMUTUS ARUS PADASTOP KONTAK DAN SAKLAR PADA SAAT BANJIR BERBASIS MIKROKONTROLER” Skripsi ini disusun guna memenuhi syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Bina Darma Palembang. Penulis menyadari dalam penyusunan skripsi ini terdapat banyak sekali kekurangan dan kelemahannya, hal tersebut disebabkan oleh keterbatasan waktu, kemampuan dan informasi yang penulis peroleh.

Dalam proses penyelesaian skripsi ini, penulis banyak memperoleh bantuan dari berbagai pihak berupa doa, dukungan, semnagat, bimbingan, petunjuk, dan saran baik lisan maupun tulisan. Oleh karena itu pada kesempatan ini perkenankan lah penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat :

1. Ibu Dr. Sunda Ariana, M.Pd, M.M. selaku Rektor Universitas Bina Darma Palembang

2. Bapak Dr. Firdaus, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Bina Darma Palembang

(9)

ix

3. Ibu Ir. Nina Paramyta IS, M.Ec. selaku Ketua Program studi Teknik Elektro Universitas Bina Darma Palembang

4. Ibu Endah Fitriani,S.T.M.T selaku pembimbing skripsi yang telah banyak membantu, mengarahkan, membimbing dan meluangkan waktunya dalam menyelesaikan proposal ini.

5. Bapak dan Ibu Dosen Fakultas Teknik dan Prodi Teknik Elektro yang telah banyak memberi ilmu pengetahuan selama masa perkuliahan.

6. Seluruh karyawan dan staff Universitas Bina Darma

7. Ayah dan Ibu tercinta, atas kasih sayang, dukungan, doa restu, serta semangat yang tak henti – henti kepada penulis selama ini sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

8. Saudara – saudara ku tercinta Mbak Ina, Mbak, Yuni, Mbak Anggi, dan Yogi, atas dukungan dan doanya.

9. Sahabat – sahabat ku yang selalu mendukung dan saling membantu disaat susah maupun senang.

10. Sahabat seperjuangan, teman bimbingan , untuk kebersamaan, dan keseruan selama ini. Sanggid, Shandy dan rekan- rekan yang lain yang telah banyak membantu, dan memberi semangat kepada penulis.

11. Dan Terkhusus Mutia dwiana, Teman ia Teman hidup yang selalu ada dan selalu membantu, menemani , memberi semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

12. Rekan - rekan Teknik Elektro seangkatan 2016

(10)

x

13. Serta seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan, motivasi, inspirasi dan membantu dalam peroses penyelesaian skripsi ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan mengharapkan karya ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis sendiri.

Palembang, September 2020

Muhammad Fadli

(11)

xi DAFTAR ISI

COVER ... i

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI ... ii

HALAMAN PENGESAHAN UJIAN SKRIPSI ... iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... iv

INTISARI ... v

ABSTRACT ... vi

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3

1.4.1 Tujuan Penelitian ... 3

1.4.2 Manfaat Penelitian ... 4

1.5 Metodologi Penulisan ... 4

1.5.1 Metode Literatur ... 4

1.5.2 Metode Konsultasi ... 4

1.5.3 Metode Observasi ... 4

1.6 Sitematika Penulisan ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Pemutus Arus Stop Kontak dan Saklar ... 6

2.2 Arduino Nano ... 7

2.3 Catu Daya (Power Supply) ... 9

2.4 Modul Regulator Stepdown ... 19

(12)

xii

2.5 I/O Nano Shield ... 21

2.6 Relay ... 22

2.7 Stop Kontak ... 24

2.8 Modul SIM 808 ... 25

2.9 Sensor Air Hujan (rain sensor) ... 26

2.10 Saklar ... 27

2.11 Buzzer ... 29

2.12 Sensor Ultrasonik ... 30

BAB III RANCANGAN BANGUN ALAT ... 32

3.1 Perancangan Alat ... 32

3.2 Diagram Blok Rangkaian ... 33

3.3 Perancangan Hardware ... 33

3.3.1 Perancangan Elektronik ... 34

3.3.2 Pembuatan Lay Out PCB ... 35

3.3.3 Perancangan Rangkaian Catu Daya 5 V ... 35

3.4 Perancangan Software ... 36

3.5 Gambar Rangkaian Penuh ... 38

3.6 Cara Kerja Alat ... 39

3.7 Pemasangan Komponen – Komponen”Rancang Bangun Alat Pemutus Arus Stopkontak dan Saklar Pada Saat Banjir Berbasis Mikrokontroler” ... 40

3.7.1 Pemasangan Komponen Utama ... 40

3.7.2 Pemasangan Sensor – Sensor ... 40

3.7.3 Bentuk Fisik Rancang Bangun Alat Pemutus Arus Stopkontak dan Saklar Pada Saat Banjir ... 41

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 42

4.1 Tujuan Pengukuran dan Pengujian Alat ... 42

4.2 Perhitungan ... 43

4.3 Hasil perhitungan ... 44

4.3. 1 Perhitungan ( Powersupply/Catudaya) ... 44

4.3.2 Perhitungan pada Sensor Ultrasonic ... 47

4.4 Pengujuan System ... 49

4.4.1. Pengujian Sensor Ultrasonic ... 49

(13)

xiii

4.4.5. Pengujian Modul Sim ... 52

4.4.6 Pengujian Modul Sim ... 53

4.5 Hasil Nilai Rata-Rata dan Persentase Kesalahan ... 53

4.6 Analisa ... 54

BAB V KESIMPULAN... 57

5.1 Kesimpulan... 57

5.2 Saran ... 58

DAFTAR PUSTAKA ... 59

LAMPIRAN ... 61

(14)

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Nano ... 8

Tabel 2.2 Spesifikasi Modul Regulator Stepdown ... 20

Tabel 2.3 Spesifikasi Relay ... 24

Tabel 2.4 Spesifikasi Stop Kontak... 25

Tabel 2.5 Spesifikasi Modul SIM 808 ... 26

Tabel 2.6 Spesifikasi Sensor Air Hujan ... 27

Tabel 2.7 Spesifikasi Buzzer ... 29

Tabel 2.8 Spesifikasi Sensor Ultrasonik HCSRF-04 ... 31

Tabel 3.1 Komponen Catudaya dan Fungsinya ... 36

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Catu Daya 3A dengan daya 12V dan 15V ... 44

Tabel 4.2 Data Pengujian Sensor ... 52

Tabel 4.3 Data Perhitungan Persentase Kesalahan ... 54

(15)

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino Nano ... 8

Gambar 2.2 Rangkaian Catu Daya ( Power Supply ) ... 9

Gambar 2.3 Simbol Dan Fisik Transformator ... 10

Gambar 2.4 Simbol Dioda ... 12

Gambar 2.5 Rangkaian Prinsip Kerja Dioda ... 12

Gambar 2.6 Karakteristik Forward Bias ... 13

Gambar 2.7 Karakteristik Reverse Bias ... 14

Gambar 2.8 Kurva Karakteristik Dioda ... 14

Gambar 2.9 Siklus pertama penyearah ... 15

Gambar 2.10 Siklus kedua penyearah ... 15

Gambar 2.11 Pengisian Kapasitor ... 17

Gambar 2.12 Periode Dioda Kembali Seperti Awal ... 17

Gambar 2.13 Kapasitor ... 18

Gambar 2.14 Resistor ... 19

Gambar 2.15 Module Regulator Stepdown ... 20

Gambar 2.16 I/O Nano Shield ... 22

Gambar 2.17 Relay ... 23

Gambar 2.18 Stop Kontak ... 25

Gambar 2.19 Modul SIM 808 ... 26

Gambar 2.20 Sensor Air Hujan ... 27

Gambar 2.21 Buzzer ... 29

Gambar 2.22 Sensor Ultrasonik... 31

Gambar 3.1 Diagram Blok ... 33

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay ... 36

Gambar 3.3Flowchart ... 37

Gambar 3.4 Rangkaian penuh Stop Kontak dan Saklar ... 38

Gambar 3.5 Komponen Utama Pemasangan Arduino ... 40

Gambar 3.6 Pemasangan Sensor - Sensor ... 40

(16)

xvi

Gambar 3.7 Tampilan Penuh Rancang Bangun Alat Pemutus Arus Stopkontak dan

Saklar Pada Saat Banjir ... 41

Gambar 4.1 Titik Pengukuran Rangkaian Penuh ... 42

Gambar 4.2 Serial Monitor Pembacaan Sensor Ultrasonic ... 49

Gambar 4.6 Serial Monitor Pengujian Modul Sim ... 52

Gambar 4.7 Serial Monitor Pengujian Modul Sim ... 53