Pengembangan Sistem Alat Water Meter Prabayar Menggunakan
Android Berbasis Arduino
Susanto, Sutan Akbar, Eko Sulistyo, Yudhi
Jurusan Teknik Elektro dan Informatika, Polman Negeri Bangka Belitung, Sungailiat 33211 email: [email protected],[email protected], [email protected],
Abstrak – Air merupakan kebutuhan pokok bagi setiap mahluk hidup. Sumber air dapat diperoleh dari berbagai media salah satunya didapatkan dari PDAM. Distribusi air melalui PDAM masih menggunakan teknologi meter air yang terbilang konvensional. Penyesuaian kondisi saat ini maka dilakukan penelitian pengembangan rancangan sistem kontrol berupa penggunaan metode pulsa yakni “ Pengembangan Sistem Alat Water Meter Prabayar Menggunakan Android Berbasis Arduino”. Tujuan penelitian ini diharapkan dapat memudahkan
konsumen dalam pembelian dengan metode pulsa prabayar memanfaatkan pengisian token pulsa berbasis aplikasi Android dan bluetooth yang terhitung otomatis pada displayLCD jumlah pulsa dan penggunaan air dengan keamanan Card RFID . Metode pengumpulan data secara primer berdasarkan survey yang dilakukan kepihak PDAM dimana nilai standarisasi pemakaian dan nilai yang akan dibayarkan sesuai nominal yang ditetapan, secara data skunder hasil penggunaan dan pembayaran berdasarkan seberapa besar jumlah pemakaian
.
Dari hasil perhitungan yang dibandingkan pada hasil pengukuran dengan faktor debit air yang tinggi melalui sensor 0,051liter/detik terbaca nilai error 1,2% dalam 1 liternya , pembacaan penggunaan air harus sesuai dengan jumlah hitungan pulsa yang terhitung otomatis dengan hasil kapasitas perliter kurang dari 5% error.Kata Kunci : Android, Bluetooth, Display LCD, Card RFID
Abstract - Water is a staple for every living thing. Water sources can be obtained from various media, one of which is obtained from PDAM. Water distribution through PDAM is still using conventional water meter technology. Adjusted from the current conditions, the research was done to develop the design of control system in the form of the use of pulse method that is "Development of Prepaid Water Meter System Using Arduino Based Android". The purpose of this study is expected to facilitate consumers in the purchase by the method of prepaid pulse utilizing charging token pulses based on Android applications and bluetooth automatically calculated on the LCD display the number of pulses and water usage with RFID Card security. The primary data collection method is based on survey conducted by PDAM side which is the value of standardization of usage and the value to be paid in accordance with the nominal stipulated, the secondary data of usage and payment based on the amount of usage. From the results of the calculations compared to the measurement results with a high water discharge factor through the 0.051 liter / second sensor read error rate of 1.2% in 1 liter, the reading of water usage must be in accordance with the number of automatic counted pulses with the result of perliter capacity less than 5 % error.
Keywords: Android, Bluetooth, Display LCD, Card RFID
1. PENDAHULUAN
Sumber air yang dibutuhkan dalam kehidupan sehari - hari merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi setiap mahluk hidup, individu maupun masyarakat luas, sumber air dapat diperoleh dari berbagai media salah satunya perusahaan PDAM diwilayah kota umumnya maupun diperkampungan kecil di setiap provinsi. Pihak penyedia kebutuhan air saat ini masih mengunakan teknologi yang terbilang konvensional dari perusahaan penyedia sumber air (PDAM), sehingga hal ini masih tergolong belum maksimal penggunaannya,sehingga tidak mudah pengguna mengetahui pemakaian dikarenakan nilai pembacaan yang tidak tentu atau belum akurat.
Masalah yang dapat diambil akan hal tersebut, pengunaan teknologi lama (konvensional) dinilai masih belum memenuhi kebutuhan secara efisien, disesuaikan dari kondisi saat ini maka dilakukan penelitian pengembangan rancangan sistem kontrol berupa penggunaan metode pulsa. Dengan kata lain jumlah perhitungan secara analog akan dikonversi menjadi pembacaan digital yang lebih presisi nilainya dan pembayaran jumlah kapasitas yang digunakan. Kemudian petugas survey tidak perlu menentukan pembacaan real ataupun penggenapan jumlah pemakaian normal bahkan yang berdampak negatif dengan penggunaan sirkulasi yang lebih tinggi. Sehingga tidak akan ada laki kesalahan dan petugas tidak perlu mencatat jumlah pemakaian setiap bulanya.
1.1 RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah pada proyek akhir ini adalah merancang sebuah sistem kontrol Alat Water Meter Prabayar menggunakan Android. Adapun rumusan masalah yang diangkat adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana cara memudahkan konsumen saat pembelian pulsa dan menghitung pemakaian air sesuai jumlah rupiah yang dibayarkan?
2. Bagaimana cara penggunaan sistem pulsa tersebut aman digunakan ke pihak konsumen?
3. Bagaimana cara menghitung pulsa dan
penggunaan air yang sesuai jumlah volume perliter pemakaian yang terukur?
1.2 TUJUAN
Tujuan dalam penyusunan proyek akhir ini ada beberapa tujuan yang ingin dicapai, diantaranya adalah:
1. Memudahkan konsumen dalam pembelian dengan metode pulsa prabayar memanfaatkan pengisian
token pulsa berbasis aplikasi Android yang terhitung otomatis pada display LCD jumlah pulsa dan penggunaan air.
2. Keamanan sistem komunikasi memanfaatkan aplikasi Android pada Smartphone dan Bluetooth
yang diamankan sistem Card RFID.
3. Jumlah penghitungan nilai pulsa/Rp.25 dikonversi terhadap unit 1 liter volume air terukur yang diminimalisir maksimum 5% error.
2. LANDASAN TEORI
Meter kelompok ini mempunyai tingkat akurasi yang sangat tinggi, termasuk meter klas C. Kelebihan meter jenis ini mudah dibaca tanpa memerlukan keahlian khusus dan mampu membaca pada aliran dengan pressure yang lemah. Meter jenis ini sangat cocok untuk pelanggan domestic dan pelanggan industry kecil. Selain itu jenis meter ini bisa dipasang pada semua posisi.
Kelemahan dari meter jenis ini biasanya sangat sensitive terhadap kotoran atau pasir, selain itu tidak bisa pada aliran dengan pressure yang besar. Meter jenis ini bisa juga disebut dengan meter volumetric, karena mekanik yang menggerakan angka meter berdasar dari volume ruangan yang telah ditentukan besarnya dari pabrik. Meter air jenis ini dibagi menjadi 2 :
1. Nutating Disc Meter.
Gambar 1.Nutating Disc Meter
Meter jenis ini mempunyai lempengan berbentuk cakram/disk yang berada di dalam body meter. Cakram ini menempati satu ruang yang telah terhitung volumenya. Cakram ini kemudian berputar seiring dengan masuknya air ke dalam mater. Cakram ini dihubungkan dengan register meter dengan stick atau tuas untuk mencatat jumlah pemakaian air. Banyaknya putaran cakram ini menunjukan semakin banyaknya kuantitas air yang masuk dan tercatat pada meter.
2. Oscilating Piston
Gambar 2.Oscilating Piston
Berbeda dengan jenis meter disc meter, meter jenis piston memilik semacam bucket atau gayung yang akan berputar apabila dialiri air. Air akan masuk dari lubang input dan memenuhi bucket yang akan segara berputar dan menyalurkan pada ruang dibalik bucket melalui sebuah saringan. Pergerakan dari bucket ini menggerakan mekanik yang terhubung pada angka register.
Semakin cepat pergerakan bucket menunjukan volume air yang melaluinya semakin banyak. Meter jenis ini biasanya dilengkapi dengan check valve sehingga air tidak bisa berbalik arah. Saringan pada bucket sangat kecil, hal inilah yang menyebabkan meter jenis ini mudah macet apabila ada pasir.
Berisi mengenai tinjauan pustaka yang memuat kajian pustaka dan landasan teori yang relevan. Sumber keterangan ditunjuk dengan menuliskan di dalam kurung siku : nomor daftar referensi.
2.1 Sensor Water Flow ½”
Sensor aliran air terdiri dari tubuh plastik katup, rotor air dan sensor hall - efek. Ketika air mengalir melalui
rotor, rotor gulungan. Perubahan kecepatan dengan tingkatan yang berbeda aliran. Ruang – efek sensor
output pulsa sesuai signal. Model : POW110D3B
Gambar 3 Sensor Water Flow
(Sumber: Tokopedia.com)
Sensor debit aliran air ini terbuat dari bahan plastik didalamnya terdapat sebuah rotor yang akan berputar jika ada aliran air dan sebuah sensor hall effect.
Output sinyal dari sensor ini akan berubah-ubah frekuensinya sesuai dengan kecepatan aliran air yang lewat. Sensor ini tidak bisa digunakan untuk aliran dengan tekanan, dan tidak untuk dipergunakan untuk cairan yang panas.
Wiring Diagram
Diameter eksternal benang koneksi digunakan adalah 1,4mm.
Gambar 4 wiringwater flow sensor
Tabel 1. Output
Spesifikasi Output yang didapat
Tingkat Tinggi Pulsa
Output
Tegangan sinyal >
4,5V (Input DC 5V)
Pulsa Output Tingkat
Rendah
Tegangan sinyal < 0,5 V (Input DC 5V)
Ketelitian
3% (Arus tingkat dari 1L / menit untuk 10L /
menit)
Output Tugas Sinyal Siklus
40% ~ 60%
2.2 Kran Elektrik Valve
Kran elektrik atau Solenoid Valve merupakan kran otomatis dengan gerakan membuka atau menutup kran
(valve) yang diatur oleh sistem kontrol. Berikut ini fungsi atau spesifikasi dari kran elektrik valve.
Gambar 5 Kran elektrik valve
Sebenarnya solenoid valve merupakan bagian dari suatu sistem kontrol. Secara umum sistem kontrol
dibagi menjadi 3 bagian :
1. Sensor yang merupakan alat untuk menerima sinyal dari sistem kontrol biasanya merupakan parameter yang akan diukur seperti temperatur, tekanan (pressure) dari media yang akan dikontrol.
2. Controller merupakan alat atau bagian yang akan memberikan perintah solenoid valve atau control valve untuk melakukan tindakan membuka dan menutup valve (kran)
3. Control Valve atau Solenoid Valve yang merupakan bagian terakhir dari sistem kontrol untuk melakukan tindakan membuka atau menutup
2.3 Bluetooth HC-05
HC-05 adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05
menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR
(Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Modul ini dapat digunakan sebagai slave
maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode
berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode
berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth
dengan piranti lain.
Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi
tanpa menggunakan driver khusus. Untuk
berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :
1. Komunikasi harus antara master dan slave. 2. Password harus benar (saat melakukan
pairing).
Gambar 6 Blutooth HC05
2.4 MFRC 522 RFID
RFID merupakan suatu teknologi yang memanfaatkan frekuensi radio sebagai identifikasi terhadap suatu objek. RFID dapat dipandang sebagai salah satu cara dalam pelabelan suatu objek. Pelabelan dalam hal ini
menggunakan sebuah kartu RFID atau TAG yg ditempatkan pada objek yg diindentifikasi.
Fungsi TAG sama dengan fungsi barcode label akan tetapi RFID mempunyai kelebihan dari pada label
barcode.
Gambar 7. Overview of RFID system
2.2 METODE
2.2.1 Pengumpulan data secara primer
Dilakukan proses pengumpulan data secara primer ini berdasarkan survey yang dilakukan kepihak PDAM yang mana nilai standarisasi pemakaian dan nilai yang akan dibayarkan sesuai nominal yang ditetapan
2.2.2 Pengumpulan data secara skunder
Perlu dilakaukannya proses pengumpulan data secara skunder ini untuk menyesuaikan hasil data yang dilakukan dimasyarakat luas umumnya konsumen data yang digunakan secara data skunder penggunaan dan pembayaran berdasarkan seberapa besar jumlah pemakaian
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebelum tahap pengambilan data jumlah air maka tahap awal dilakukan tahap penghitung counter pulsa untuk mengetahui jumlah detak pembacaan sensornya.
Volume (Liter) Waktu (Detik) Pulsa (Detak) 1 20 300 2 40 600 3 60 900 4 80 1200 5 100 1500 6 120 1800 7 140 2100 8 160 2400 9 180 2700 10 200 3100
Nilai counter yang didapatkan dari hasil uji coba diatas dilakukan secara manual terhadap sensor water flow
yang terhubung pada display untuk mengetahui nilai detaknya.
Rumus: Q=v/t
Setelah tahap uji coba penghitung jumlah counter diatas, selanjutnya tahap perhitungan jumlah pulsa.
Nilai yang diinginkan 1000ml Unit air = 25Rp/L No Nilai Awal Nilai Akhir
Terhitung Nyata error
1 5159429 5158418 1011 1000 1,1% 2 5158418 5157406 1012 1000 1,2% 3 5157406 5155382 1012 1000 1,2% 4 5155382 5154370 1012 1000 1,2% 5 5154370 5153359 1011 1000 1,1% 6 5153359 5152348 1011 1000 1,1% 7 5152348 5151336 1012 1000 1,2% 8 5151336 5150324 1012 1000 1,2% 9 5150324 5149312 1012 1000 1,2% 10 5149312 514730 1012 1000 1,2%
Diketahui : jumlah air = 1000ml Nilai awal = 5159429 Nilai akhir = 5158418 Ditanya : Berapa perbandingan?
Berapa nilai error? Penyelesaian :
Nilai awal – nilai akhir = 5159429 – 5158418 = 1012
Nilai perbandingan antara pengukuran 1012 dan jumlah air 1000
1012 – 1000 = 12
Jadi nilai error yang didapatkan adalah
Hasil perbandingan x 100%
Nilai jumlah air
12 x 100% = 1,2%
1000
4. KESIMPULAN
Jadi berdasarkan Dari hasil perhitungan yang dibandingkan pada hasil pengukuran dengan faktor debit air yang tinggi melalui sensor 0,051liter/detik terbaca nilai error 1,2% dalam 1 liternya , pembacaan penggunaan air harus sesuai dengan jumlah hitungan pulsa yang terhitung otomatis dengan hasil kapasitas perliter kurang dari 5% error.
DAFTAR REFERENSI
[1] Arduino.cc. 2013 Software Arduino IDE, diakses pada tanggal 22 April 2017, Sumber: http://arduino.cc/en/main/software [2] Ameli, Iwan, Drajat, Aplikasi Smart Card sebagai pengunci
Elektronis pada smart home, Semarang: Universitas Diponegoro
[3] Jurnal of Control and Network System, diakses pada tanggal 12 Maret 2017, Sumber: http://jurnal.sticom.edu/index.php.jcone [4] Sensor Water Flow ½”, diakses pada tanggal 10 Maret 2017,
Sumber: Tokopedia.com
[5] Pengertian meter air, diakses pada tanggal 15 Maret 2017, Sumber:neptuneflowmeter.
