RANCANG BANGUN SISTEM PENGUKURAN SEDIMENTASI LUMPUR BERBASIS GELOMBANG ULTRASONIK DENGAN MIKROKONTROLLER ARDUINO - ITS Repository

(1)

i

TUGAS AKHIR - TT 090361

RANCANG BANGUN SISTEM PENGUKURAN

SEDIMENTASI LUMPUR BERBASIS GELOMBANG

ULTRASONIK DENGAN MIKROKONTROLLER

ARDUINO

Mochamad Sueb NRP 2411 031 019

Dosen Pembimbing :

Detak Yan Pratama, ST, MSc. NIP. 19840101 2012121 002

Program Studi DIII Metrologi dan Instrumentasi Jurusan Teknik Fisika

Fakultas Teknologi Industri

(2)

ii

FINAL PROJECT - TT 090361

DESIGN OF MEASUREMENT SYSTEM OF

SEDIMENTATION SLUDGE BASED ON ULTRASONIK WAVES AND ARDUINO MICROCONTROLLER

Mochamad Sueb NRP 2411 031 019

Supervisor :

Detak Yan Pratama, ST, MSc. NIP. 19840101 2012121 002

Diploma III of Metrology And Instrumentation Department of Engineering Physics

Faculty of Industrial Technology

(3)

(4)

(5)

vii

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT dan baginda besar rasulullah SAW atas segala rahmat dan anugerahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul :

“

RANCANG BANGUN SISTEM PENGUKURAN

SEDIMENTASI LUMPUR BERBASIS GELOMBANG ULTRASONIK DENGAN MIKROKONTROLLER

ARDUINO

”

Tugas akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan bagi seorang mahasiswa untuk memperoleh gelar Ahli Madya bidang studi instrumentasi, program studi D-3 Metrologi dan Teknik Instrumentasi, jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institu Teknologi Sepuluh Nopember

Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun secara tidak langsung dalam pengerjaan dan pembelajaran tugas akhir ini. Beberapa pihak tersebut antara lain:

1. Bapak Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA selaku Kepala Jurusan Teknik Fisika ITS Surabaya.

2. Bapak Dr. Ir. Purwadi Agus Darwito, M.Sc selaku Ketua Program Studi Diploma III Metrologi dan Teknik Instrumentasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

3. Bapak Ir. Ya'umar, MT selaku Dosen Wali dan yang telah memberikan arahan selama menjalani masa perkuliahan hingga menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Detak Yan Pratama ST MSc. selaku Dosen Pembimbing yang setia mendampingi, membimbing, mengkritisi, dan memotivasi pengerjaan tugas akhir ini. 5. Bapak dan Ibu dosen penguji Jurusan Teknik Fisika beserta

(6)

viii

laboratorium fisis yang selalu mendukung dalam segala hal. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidaklah sempurna, tetapi penulis berharap ini dapat memberikan kontribusi yang berarti dan dapat menambah wawasan bagi pembaca. Semoga awal dari permulaan yang panjang ini dapat membawa manfaat dan hikmat bagi kita semua dan juga semoga hari esok lebih baik dari hari ini.

Surabaya, 17 Juli 2014

(7)

ix

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sedimentasi 3

2.3.10 Pengembangan Aplikasi 9 2.4 Sensor Ultrasonik HC SR04 10 2.5 Potensiometer 10k 10

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

ALAT

(8)

x

3.4 Software Arduino UNO 19

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Data Dan Pembahasan 21

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan 39

(9)

xi

Gambar 2.1 Batuan Sedimen 3

Gambar 2.2 Board Arduino Uno 5

Gambar 2.3 Sensor Ultrasonic HC-SR04 10

Gambar 2.4 Potensiometer 10k 11

Gambar 2.6 Diagram Blok Sistem Pengukuran 13 Gambar 3.1 Flowchart Perancangan Alat 13

Gambar 3.2 Desain Alat Ukur Sedimentasi Lumpur 15 Gambar 3.3 Diagram Blok Sistem Pengukuran

Sedimentasi Lumpur 15 Gambar 3.4 Rangkaian Komponen Elektrik Alat Ukur

Sedimentasi Lumpur 17 Gambar 3.5 Sistem Pengukuran Sidementasi Lumpur 18

Gambar 3.6 Software Arduino 19

Gambar 4.1 GrafikHubungan tegangan (v) sebagai

fungsi jarak Ultrasonik HC SR04 22 Gambar 4.2 GrafikHubungan tegangan (v) sebagai

fungsi jarak Potensiometer 10k. 23 Gambar 4.3 Grafik hubungan pengukuran

menggunakan sensor ultrasonik

HC SR04 dengan jarak sebenarnya. 25 Gambar 4.4 Grafik hubungan pengukuran

menggunakan potensiometer 10k

dengan jarak sebenarnya. 27 Gambar 4.5 Grafik pengukuran sedimen dengan

tinggi air 28cm. 29 Gambar 4.6 Grafik pengukuran sedimen dengan

tinggi air 22cm. 35 Gambar 4.9 Grafik pengukuran sedimen dengan

(10)

xii

Tabel 2.1 Deskripsi Arduino UNO 6

Tabel 3.1 Keterangan Gambar sistem Alat ukur

sedimentasi lumpur 16 Tabel 3.2 Keterangan Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonik

HC SR 04 Dengan Mikrokontroller Arduino 18 Tabel 3.3 Keterangan Konfigurasi Pin Potensiometer

10k Dengan Mikrokontroller Arduino 18 Tabel 4.1 Pengukuran tegangan (v) keluaran yang

dihasilkan sensor Ultrasonik HC SR04 21 Tabel 4.2 Pengukuran tegangan (v) keluaran

yang dihasilkan Potensiometer 10k. 23 Tabel 4.3 Perbandingan antara pengukuran

HC SR04 dengan jarak sebenarnya. 24 Tabel 4.4 Perbandingan antara pengukuran

menggunakan Potensiometer 10k

dengan jarak sebenarnya. 26 Tabel 4.5 Hasil Data Pengukuran sedimentasi

Lumpur Dengan Tinggi Air 28cm 28 Tabel 4.6 Hasil Data Pengukuran sedimentasi

(11)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Batuan Sedimen 3

Gambar 2.2 Board Arduino Uno 5

Gambar 2.3 Sensor Ultrasonic HC-SR04 10

Gambar 2.4 Potensiometer 10k 11

Gambar 2.6 Diagram Blok Sistem Pengukuran 13 Gambar 3.1 Flowchart Perancangan Alat 13

Gambar 3.2 Desain Alat Ukur Sedimentasi Lumpur 15 Gambar 3.3 Diagram Blok Sistem Pengukuran

Sedimentasi Lumpur 15 Gambar 3.4 Rangkaian Komponen Elektrik Alat Ukur

Sedimentasi Lumpur 17 Gambar 3.5 Sistem Pengukuran Sidementasi Lumpur 18

Gambar 3.6 Software Arduino 19

Gambar 4.1 GrafikHubungan tegangan (v) sebagai

fungsi jarak Ultrasonik HC SR04 22 Gambar 4.2 GrafikHubungan tegangan (v) sebagai

fungsi jarak Potensiometer 10k. 23 Gambar 4.3 Grafik hubungan pengukuran

HC SR04 dengan jarak sebenarnya. 25 Gambar 4.4 Grafik hubungan pengukuran

menggunakan potensiometer 10k

dengan jarak sebenarnya. 27 Gambar 4.5 Grafik pengukuran sedimen dengan

tinggi air 22cm. 35 Gambar 4.9 Grafik pengukuran sedimen dengan

(12)

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Deskripsi Arduino UNO 6

Tabel 3.1 Keterangan Gambar sistem Alat ukur

sedimentasi lumpur 16 Tabel 3.2 Keterangan Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonik

HC SR 04 Dengan Mikrokontroller Arduino 18 Tabel 3.3 Keterangan Konfigurasi Pin Potensiometer

10k Dengan Mikrokontroller Arduino 18 Tabel 4.1 Pengukuran tegangan (v) keluaran yang

dihasilkan sensor Ultrasonik HC SR04 21 Tabel 4.2 Pengukuran tegangan (v) keluaran

yang dihasilkan Potensiometer 10k. 23 Tabel 4.3 Perbandingan antara pengukuran

HC SR04 dengan jarak sebenarnya. 24 Tabel 4.4 Perbandingan antara pengukuran

menggunakan Potensiometer 10k

dengan jarak sebenarnya. 26 Tabel 4.5 Hasil Data Pengukuran sedimentasi

(13)

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam dunia industri, terdapat tempat penampungan air (waduk) yang berfungsi sebagai supplai air untuk pembangkit tenaga listrik. Pada musim penghujan secara alami tempat penampungan air tersebut akan mengalami pendangkalan akibat sendimentasi lumpur yang terjadi karena proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair dan pembuangan sampah sembarangan yang terkena gaya gravitasi dalam air dan menyebabkan pendangkalan waduk sehingga akan mempengaruhi perubahan kapasitas air tampungan waduk tersebut. Sehingga diperlukan pengamatan level air supaya kapasitas air sesuai kebutuhan supplai air untuk pembangkit tenaga listrik. Selain itu pengamatan level air tersebut juga penting untuk mencegah terjadinya banjir.[3]

Sehingga dilakukan pengukuran dengan menggunakan alat

echo sounder tersebut kemudian dioperasikan diatas perahu yang

bergerak secara perlahan-lahan di atas jalur penampang pengukuran dari titik ikat / patok seberang menuju ke titik ikat / patok berdiri alat.[1]

Oleh karena itu, dibutuhkan alat yang bisa mengukur ketinggian sedimen pada penampungan air sebagai upaya efisiensi biaya dan waktu. Dalam Tugas Akhir ini yaitu rancang bangun sistem pengukuran sedimentasi lumpur pada tempat penampungan level air.

I.2 Permasalahan

Permasalahan yang diangkat dalam Tugas Akhir ini yaitu : a. bagaimana cara merancang dan membangun alat ukur

sendimentasi lumpur menggunakan hambatan potensio 10k dengan sensor ultrasonik HC SR04 ?

(14)

hambatan potensio 10k de ngan sensor ultrasonik HC SR04 ?

c. bagaimana cara menentukan ketinggian sendimentasi lumpur dari hasil menggunakan hambatan potensio 10k dengan sensor ultrasonik HC SR04?

I.3 Tujuan Tugas Akhir

a. Merancang dan membangun alat ukur sendimentasi lumpur menggunakan hambatan potensio 10k dengan sensor ultrasonik HC SR04.

b. Mengukur sendimentasi lumpur dengan menggunakan hambatan potensio 10k de ngan sensor ultrasonik HC SR04.

c. Menentukan ketinggian sendimentasi lumpur dari hasil menggunakan hambatan potensiometer 10k dengan sensor ultrasonik HC SR04.

I.4 Manfaat

Dengan adanya rancang bangun sistem pengukuran sedimentasi lumpur menggunakan sensor ultrasonik HC SR04 dan hambatan berupa potensiometer 10k yaitu :

a. Dapat mengukur titik alat hingga sampai atas permukaan sedimen

b. Dapat mengukur kedalaman air sampai atas permukaan sedimen

c. Dapat mengukur tinggi sedimen

1.5 Batasan Masalah

Batasan masalah yang digunakan pada penelitian ini adalah:

a. Menggunakan sensor ultrasonik HC SR04 dan hambatan berupa potensio 10k.

(15)

3 2.1 Sedimentasi

Sedimentasi adalah proses terbawanya material hasil pelapukan dan erosi oleh air, angin, atau gletser untuk diendapkan di suatu wilayah. Proses sedimentasi berkaitan erat dengan peristiwa erosi. Karena itulah, sedimentasi dapat diartikan sebagai proses pengendapan hasil erosi oleh tenaga erosi pada tempat-tempat yang lebi rendah, berupa cekungan seperti danau, sungai, dan waduk. Banyaknya endapan sedimentasi hasil erosi menunjukkan tingkat sedimentasi yang tinggi. Akibat dari terjadinya proses sedimentasi adalah timbulnya pendangkalan pada sungai, danau, dan waduk. Selanjutnya, semua hasil pelapukan material yang diendapkan melalui proses sedimentasi lama-kelamaan akan menjadi batuan sedimen. [3]

Gambar 2.1 Batuan sedimen

(16)

pendangkalan. Pendangkalan sungai membawa dampak serius. bencana banjir disebabkan oleh semakin sedikitnya volume air yang bisa ditampung oleh sungai, waduk, dan danau. Pada waduk yang berfungsi sebagai PLTA, sedimentasi akan mengurangi volume air sebagai sumber pembangkit listrik.

2.2 Tipe Sedimentasi

Berdasarkan pada jenis partikel dan kemampuan partikel untuk berinteraksi, sedimentasi dapat diklasifikasi ke dalam empat tipe yaitu:

a. Pengendapan partikel diskret, partikel mengendap secara individual dan tidak ada interaksi antar-partikel

b. Pengendapan partikel flokulen, terjadi interaksi antara-partikel sehingga ukuran meningkat dan kecepatan pengendapan pengendapan bertambah

c. Pengendapan pada lumpur bilogis, dimana gaya antara-partikel saling menahan antara-partikel lainnya untuk mengendap

d. Terjadi pemampatan partikel yang telah mengendap yang terjadi karena berat partikel.[3]

2.3 Arduino

Arduino Uno adalah board berbasis mikrokontroler pada ATMega 328.Board ini memiliki 14 digital input / ouput pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai ouput PWM), 6 input analog,16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik dan tombol reset. Pin – pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tekanan bisa didapat dari adaptor AC – DC atau baterai untuk menggunakannya. Arduino Uno R3 berbeda dengan semua board sebelumnya karena Arduino Uno R3 ini tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Melainkan menggunakan fitur dari ATMega 16U2 yang diprogram sebagai converter USB to serial.[2]

Board Arduino Uno memiliki fitur – fitur baru sebagai berikut:

(17)

ke pin RESET, dengan I/O REF yang memungkinkan sebagai buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem. Pengembangannya, sistem akan lebih kompatibel dengan prosesor yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino karena beroperasi dengan 3,3V. Yang kedua adalah pin yang tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan pengembangannya.

b. Sirkuit reset

c. ATMega 16U2 ganti 8U yang digunakan sebagai konverter USB-to-serial.

(18)

Tabel 2.1 Deskripsi Arduino Uno

2.3.2 Catu Daya

(19)

dihubungkan dengan cara menghubungkan plug pusat positif 2.1 mm ke dalam board colokan listrik. Sedangkan untuk baterai dapat di hubungkan kedalam header pin GND dan Vin dari konektor Power. Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 – 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V bagaimanapun, pin 5V dapat menyeluplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7V – 12V. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :

a. Serial : 0 ( RX) dan 1 ( TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip ATMega 8U2 USB-to-Serial TTL.

b. Eksternal Interupsi : 2 dan 3. Pin ini dapat dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attchInterrupt() fungsi untuk rincian.

c. PWM : 3 ,5,6,9,10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan analog Write fungsi. d. SPI : 1 0 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13

(SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakanlibrary SPI.

e. LED : 1 3. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai TINGGI. LED menyala, ketika pin adalah RENDAH, itu off.

(20)

a. TWI : A 4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin.

Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. ATmega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia di pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware '16U2 menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang diperlukan. Namun pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke boardArduino. RX dan TX di board LED akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi interface pada sistem. ATmega328 juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI.

2.3.4 Chip

Chip pada Arduino sudah dilengkapi dengan

bootloader yang akan menangani proses upload dari

komputer. Dengan adanya bootloader ini kita tidak

memerlukan chip programmer lagi, kecuali untuk

menanamkan bootloader pada chip yang masih blank. [2]

2.3.5 Koneksi USB

Sambungan dari komputer ke board Arduino

menggunakan USB, bukan serial atau parallel port.

(21)

(Personal Computer) atau laptop yang tidak memeliki

serial atau parallel port. [2]

2.3.6 Fasilitas chip

Arduino menggunakan chip AVR ATmega

168/328 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interrupt, SPI dan I2C. sehingga Arduino

bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protokol yang berbeda-beda. [2]

2.3.7 Ukuran board

Ukuran board Arduino cukup kecil, sehingga sangat memudahkan untuk dibawa. [2]

2.3.8 Bahasa pemrograman

Walaupun bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C/C++, tetapi dengan penambahan library dan fungsi-fungsi standar membuat pemrograman Arduino lebih mudah dipelajari. Contoh, untuk mengirimkan nilai HIGH pada pin 10 pada Arduino, cukup menggunakan fungsi digitalWrite (10, HIGH); sedangkan jika menggunakan bahasa C aslinya adalah PORT B.[2]

2.3.9 Library

Arduino menyediakan library yang sangat

banyak untuk menghubungkan Arduino dengan macam-macam sensor, aktuator maupun modul komunikasi. Misalnya library untuk mouse, keyboard, servo, GPS,

dsb. Karena Arduino bersifat open source, maka

library-library ini juga open source dan dapat di download

secara gratis di website Arduino. [2]

2.3.10 Pengembangan aplikasi

Dengan bahasa yang lebih mudah dan adanya

library dasar yang lengkap, maka mengembangkan

aplikasi elektronik relatif lebih mudah. Contoh, jika ingin membuat aplikasi sensor suhu, cukup membeli sebuah IC sensor suhu (misalnya LM35) dan menyambungkan ke Arduino. Jika suhu tersebut ingin ditampilkan pada LCD, hanya perlu membeli sebuah LCD dan menambahkan

(22)

2.4 Sensor Ultrasonik HC SR04

Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan

rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal

ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik.[5]

Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan diterima oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang

diterima oleh rangkaian receiver dikirimkan ke rangkaian

mikrokontroler untuk selanjutnya diolah untuk menghitung jarak terhadap benda di depannya (bidang pantul).

Gambar 2.3 Sensor Ultrasonic HC-SR04

2.5 Potensiometer 10k

(23)

perangkat elektronik, potensiometer j enis i ni karena cu kup memiliki linearitas output terhadap besaran yang diukurnya.

(24)

(25)

13 3.1 Perancangan Dan Pembuatan Alat

Dalam pelaksanakan Tugas Akhir ini, digunakan tahapan metodologi sebagai berikut:

Gambar 3.1 Flowchart Perancangan Alat

(26)

3.2 Perancangan Sistem

Perancangan alat pengukuran ketinggian sedimentasi pada lumpur ini terdiri dari perancangan sistem mekanik dan elektrik:

3.2.1 Perancangan Sistem Mekanik

Melakukan perancangan alat yang meliputi penentuan sistem kerja pengukuran dan desain perangkat seperti komponen mekanik serta material yang digunakan. Dalam proses perancangan mekanik ini terdiri dari:

• Pelampung sebagai tempat penampung komponen elektronik

3.3.2 Perancangan Sistem Elektrik

Pembuatan sistem alat pengukuran ketinggian sedimentasi lumpur pada sungai atau waduk terdiri dari komponen elektrik, yaitu pemasangan potensiometer 10k, sensor ultrasonik,dan USB pada laptop sebagai power suply

sekaligus mengirim data program. Kemudian setelah terpasang semua disambungkan oleh komponen elektrik berupa kontroler Arduino UNO ATmega 328. Kemudian di displaykan menggunakan software arduino.

3.3 Desain Alat Ukur Sedimentasi Lumpur

Adanya pengukur ketinggian sedimentasi lumpur secara

realtime berbasis sistem pengukuran, menjadikan alat pengukur

ketinggian pada waduk atau sungai untuk mengecek ketinggian lumpur.Untuk itu, alat ini didukung oleh beberapa komponen pendukung dengan fungsi masing-masing. Dari Flowchart

(27)

kemudian perancangan elektrik, setelah semua terpasang kemudian uji sistem alat sedimentasi lumpur bak uji.

Gambar 3.2 Desain alat ukur sedimentasi lumpur

Dari gambar alat ukur sedimentasi lumpur terdapat diagram blok sistem pengukuran seperti dibawah ini.

(28)

Berikut dijelaskan secara ringkas mengenai keterangan dari gambar diatas.

Tabel 3.1 Keterangan Gambar.

(29)

Gambar 3.4 Rangkaian komponen elektrik alat ukur sedimentasi lumpur

(30)

Tabel 3.2 Keterangan Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonik HC SR 04 Dengan Mikrokontroller Arduino

PIN Sensor ultrasonik HC SR04 Mikrokontroller Arduino Ground Coklat GND pin Analog

Echo Merah Pin Digital 7 Trig Oranye Pin Digital 8

vcc Kuning Vcc pin 5v Analog

Tabel 3.3 Keterangan Konfigurasi Pin Potensiometer 10k Dengan Mikrokontroller Arduino

PIN Potensiometer 10k Mikrokontroller Arduino Ground Hitam GND pin Analog

Vcc Kuning Vin pin Analog Output Merah A2 pin Analog

(31)

Keterangan Sistem pengukuran : X = permukaan air

Y = kedalaman air

XY = didapat dari pengukuran potensio

Z = Tinggi air tanpa sediment (sudah diketahui)

Kedalaman air = XY – Y Sedimen = Z – Y

3.4 Software Arduino UNO

Software ini berfungsi untuk mengintegrasikan data

pengukuran pada Arduino Uno ATmega328dengan Laptop agar dapat didisplaykan. Pada software ini berisi program yang

digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran dari potensiometer 10k dan sensor ultrasonic HC SR04. Jika pada saat program yang telah dibuat dirunning tidak ada error maka

program dapat berjalan.

Berikut ini adalah gambar dari software Arduino dapat

dilihat pada gambar 3.6.

(32)

(33)

21

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Data Dan Pembahasan

Setelah dilakukan pengujian di lakukan pengukuran, hasil data yang diperoleh diolah dan dianalisis sedemikian rupa untuk didapatkan kesimpulan sesuai tujuan penelitian yang telah ditetapkan, Hasil olah data disajikan secara singkat dan padat. Hasil pengolahan data pelengkap yang lebih detil akan dilampirkan di bagian akhir laporan ini.

Pengujian alat ukur sedimentasi lumpur dengan hambatan potensio 10k dan sensor ultrasonik HC SR04 dengan range

minimal 3cm sampai 300cm, dimana setiap titik pengukuran diukur sebanyak 10kali. Sebelum melakukan pengukuran sedimentasi lumpur, dilakukan pengambilan data pada sensor ultrasonik HC SR04 dan potensiometer 10k.

Tabel 4.1 Pengukuran tegangan (v) keluaran yang dihasilkan sensor Ultrasonik HC SR04.

Jarak (cm) Berdasarkan Jarak Pengukuran ke- (V) Rata-rata

(34)

Gambar 4.1 Grafik Hubungan tegangan (v) sebagai fungsi jarak Ultrasonik HC SR04.

Dari data gambar 4.1 menampilkan bahwa tegangan yang dikeluarkan untuk mengukur jarak yang dibutuhkan. Sedangkan perhitungan hubungan antara tegangan dan jarak sesuai dengan spesifikasi alat adalah sebagai berikut :

Vout arduino = 5volt

Sensor ultrasonik = 300cm

Tegangan /cm = = 0,01666666667 =0,0167 Volt

(35)

Tabel 4.2 Pengukuran tegangan (v) keluaran yang dihasilkan Potensiometer 10k.

Jarak (cm) Berdasarkan Jarak Pengukuran ke- (V) Rata-rata

I II III

5 0.12 0.11 0.11 0.11 10 0.28 0.29 0.31 0.29 15 0.48 0.49 0.48 0.48 20 0.67 0.66 0.66 0.66 25 0.83 0.83 0.86 0.84 30 1.04 1.04 1.04 1.04 35 1.22 1.22 1.23 1.22 40 1.41 1.41 1.41 1.4

(36)

Dari data gambar 4.2 menampilkan bahwa tegangan yang dikeluarkan untuk mengukur jarak yang dibutuhkan. Sedangkan perhitungan hubungan antara tegangan dan jarak sesuai dengan spesifikasi alat.adalah sebagai berikut :

Vout arduino = 5 Volt Potensiometer 10k = 1023 bit

Tegangan / cm = = 0,00487585533 = 0,004875 volt

Persamaan diatas dimasukan ke dalam program sehingga dapat dilakukan validasi.

Tabel 4.3 Perbandingan antara pengukuran menggunakan sensor ultrasonik HC SR04 dengan jarak sebenarnya.

(37)

Gambar 4.3 Grafik hubungan pengukuran menggunakan sensor ultrasonik HC SR04 dengan jarak sebenarnya.

Dari data gambar diatas menampilkan hasil perbandingan pengukuran sensor ultrasonic HC SR04 dengan jarak sebenarnya. Perhitungan akurasi jarak sebenarnya dengan pengukuran ultrasonik sebagai berikut.

Akurasi Kesalahan pengukuran = 1- Ʃ

= 1- Ʃ

= 1 - 0,0075

= 0,9925

% Akurasi kesalahan = 100 - (0,9925 x 100%) = 0,75%

(38)

Tabel 4.4 Perbandingan antara pengukuran menggunakan Potensiometer 10k dengan jarak sebenarnya.

Jarak

Pengukuran jarak ke - (cm)

Rata-rata Eror

Perhitungan akurasi jarak sebenarnya dengan pengukuran potensiometer 10k sebagai berikut.

Akurasi Kesalahan Pengukuran = 1- Ʃ

= 1- Ʃ

= 1 - 0,00015 = 0,9985

% Akurasi kesalahan = 100 - (0,9915 x 100%) = 0,85%

(39)

Gambar 4.4 Grafik hubungan pengukuran menggunakan potensiometer 10k dengan jarak sebenarnya.

(40)

(41)

Gambar 4.5 Grafik pengukuran sedimen dengan tinggi air 28cm.

Dari data gambar diatas pengukuran sedimen dengan tinggi air 28cm yaitu menampilkan data kedalaman air dan ketinggian sedimentasi lumpur yang terukur. untuk mengetahui data tersebut dilakukan perhitungan sebagai berikut :

Kedalaman air = potensiometer 10k – ultrasonik HCSR04 = 39,61 – 12,68 = 26,93 cm

(42)

(43)

Gambar 4.6 Grafik pengukuran sedimen dengan tinggi air 26cm.

Dari data gambar diatas pengukuran sedimen dengan tinggi air 26 cm yaitu menampilkan data kedalaman air dan ketinggian sedimentasi lumpur yang terukur. untuk mengetahui data tersebut dilakukan perhitungan sebagai berikut :

Kedalaman air = potensiometer 10k – ultrasonik HCSR04 = 35,51 – 12,44 = 23,06 cm

(44)

(45)

Gambar 4.7 Grafik Pengukuran sedimen dengan tinggi air 24cm

Dari data gambar diatas pengukuran data dengan tinggi air 24 cm yaitu menampilkan data kedalaman air dan ketinggian sedimentasi lumpur yang terukur. untuk mengetahui data tersebut dilakukan perhitungan sebagai berikut :

Kedalaman air = potensiometer 10k – ultrasonik HCSR04 = 34,05 – 12,47 = 21.57 cm

(46)

(47)

Gambar 4.8 Grafik pengukuran sedimen dengan tinggi air 22cm Dari data gambar diatas pengukuran sedimen dengan tinggi air 22 cm yaitu menampilkan data kedalaman air dan ketinggian sedimentasi lumpur yang terukur. untuk mengetahui data tersebut dilakukan perhitungan sebagai berikut :

Kedalaman air = potensiometer 10k – ultrasonik HCSR04 = 31,94 – 12.84 = 19,11 cm

(48)

(49)

Gambar 4.9 Grafik pengukuran sedimen dengan tinggi air 20cm

Dari data gambar diatas pengukuran sedimen dengan tinggi air 20 cm yaitu menampilkan data kedalaman air dan ketinggian sedimentasi lumpur yang terukur. Untuk mengetahui data tersebut dilakukan perhitungan sebagai berikut :

Kedalaman air = potensiometer 10k – ultrasonik HC SR04 = 29,43 – 12,81 = 16,62 cm

(50)

(51)

39 BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diberikan dari Tugas Akhir ini adalah:

1. Telah dilakukan merancang dan membangun alat ukur sendimentasi lumpur menggunakan hambatan potensio 10k dengan sensor ultrasonik HC SR04.

2. Pengukuran yang dilakukan untuk mengukur sedimentasi lumpur yaitu mengukur titik 0 pengukuran alat sampai kepermukaan sedimen dengan potensiometer 10k, kemudian sensor ultrasonic HC SR04 yaitu mengukur titik 0 pe ngukuran alat sampai permukaan air ,hasil pengukuran potensiometer10k dan sensor ultrasonik tersebut dapat diketahui kedalaman air, dari kedalaman air tersebut diketahui selisih kedalaman air dengan tinggi air sebenarnya tanpa sedimentasi lumpur,selisih tersebut adalah ketinggian sedimentasi lumpur yang diketahui. 3. Menentukan tinggi sedimentasi lumpur menggunakan

(52)

(53)

[1]. Triana Susanti (L2A 001 155), Muh. Hendrie S. (L2A 001 101), Evaluasi Sedimen Di Waduk Selorejo Dan Alternatif Penanganannya.pdf Kabupaten Malang

[2]. Heri-susanto, ” Perancangan Sistem Telemetri Wireless Untuk Mengukur Suhu Dan Kelembaban Berbasis Arduino Uno R3 Atmega328p Dan Xbee Pro. Pdf ”, http://jurnal.umrah.ac.id Diakses pukul 10.15, 19 Juni 2014 [3]. Rahayu, ” materi_kimia-kimia industri limbah-industri/

sedimentasi-pengendapan-pada-pengolahan-limbah-cair”, http://www.chem-is-try.org, diakses jam 07.12, 07 juli 2014 [4]. Moch. Iskandar Riansyah, “ Rancang Bangun Robot

Gripper Menggunakan Penggerak Motor Dc Secara Direct Coupling “.pdf, www.pens.ac.id 11.15, 19 Juni 2014 [5]. Ismi Laili Afwa, “Rancang Bangun Pengukur Ketinggian

Permukaan Air Menggunakan Sensor Ultrasonik

(54)

LAMPIRAN A

List Code Pengukur sedimentasi lumpur untuk Arduino: //*Copyright

#define trigPin 8 #define echoPin 7

int potPin = 2; // select the input pin for the potentiometer void setup() {

Serial.begin(9600);

Serial.println(F("Pengukuran Bak dengan ketinggian 50 Cm"));

pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); }

void loop() {

float Ultrasonik, Jarak, val, JarakBandul, Voltase, Selisih, TinggiSedimen ;

val = analogRead(potPin); // read the value from the sensor JarakBandul = (0.0488758*val*2.7 + 2);