i INSTITUT TEKNOLOGI PLN SKRIPSI RANCANG BANGUN PROTOTYPE ALAT PENGENDALI PENGISIAN AIR PADA TORRENT BERBASIS ARDUINO VIA SMARTPHONE DISUSUN OLEH: AKMAL NUR AIDIL HAJJ NIM: 2015-11-081 PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN INSTITUT TEKNOLOGI PLN JAKARTA, 2020
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
i
INSTITUT TEKNOLOGI PLN
SKRIPSI
RANCANG BANGUN PROTOTYPE ALAT PENGENDALI
PENGISIAN AIR PADA TORRENT
BERBASIS ARDUINO VIA SMARTPHONE
DISUSUN OLEH:
AKMAL NUR AIDIL HAJJ
NIM: 2015-11-081
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN
INSTITUT TEKNOLOGI PLN
JAKARTA, 2020
ii
LEMBAR PENGESAHAN
SKRIPSI DENGAN JUDUL
RANCANG BANGUN PROTOTYPE ALAT PENGENDALI
PENGISIAN AIR PADA TORRENT
BERBASIS ARDUINO VIA SMARTPHONE
Disusun oleh:
AKMAL NUR AIDIL HAJJ
NIM: 201511081
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN
INSTITUT TEKNOLOGI PLN
Jakarta, 17 Agustus 2020
Mengetahui,
Kepala Program Studi S1 Teknik Elektro
(Tony Koerniawan, S.T., M.T.)
Disetujui,
Pembimbing Pertama
(Ir. Hendrianto Husada, MT.)
Mengetahui,
Pembimbing Kedua
(Heri Suyanto, ST, MT.)
iii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI
Nama : Akmal Nur Aidil Hajj
NIM : 2015-11-081
Program Studi : S1 Teknik Elektro
Judul : Rancang Bangun Prototipe Alat Pengendali Pengisian Air
pada Torrent Berbasis Arduino via Smartphone
Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Skripsi Program Sarjana Strata 1,
Program Studi Teknik Elektro Institut Teknologi PLN pada tanggal
Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan
Prof., Dr. Masbah RT Siregar Ketua Penguji
Samsurizal, S.T., M.T Sekretaris
Andi Makkulau, S.T., M.IKom.,M.T
Anggota
Mengetahui:
Kepala Program Studi S1 Teknik Elektro
(Tony Koerniawan, S.T., M.T.)
Nazamudin
Textbox
Nazamudin
Textbox
27 Agustus 2020
iv
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Nama : Akmal Nur Aidil Hajj
NIM : 2015-11-081
Program Studi : S1 Teknik Elektro
Judul : Rancang Bangun Prototipe Alat Pengendali Pengisian Air
pada Torrent Berbasis Arduino via Smartphone
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar Sarjana baik di lingkungan Institut
Teknologi PLN maupun di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan
saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan
oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan
dalam daftar pustaka. Pernyataan ini dibuat dengan penuh kesadaran dan rasa
tanggung jawab serta bersedia memikul segala risiko jika ternyata pernyataan ini
tidak benar
Jakarta, 17 Agustus 2020
Akmal Nur Aidil Hajj
v
UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada yang terhormat:
Ir. Hendrianto Husada, MT. Selaku Pembimbing I
Heri Suyanto, ST, MT Selaku Pembimbing II
Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga skripsi
ini dapat diselesaikan.
Terima kasih yang sama, saya sampaikan kepada:
1. Kedua orang tua, yang telah memberikan dukungan, semangat dan doanya.
2. Rekan dan kerabat penulis, yang telah memberikan dukungan dan membantu
saya baik dalam mengambil data pengamatan maupun penulisan skripsi ini.
Jakarta, 17 Agustus 2020
Akmal Nur Aidil Hajj
NIM : 2015-11-081
vi
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai civitas akademik Institut Teknologi PLN, saya yang bertanda tangan di
bawah ini:
Nama : Akmal Nur Aidil Hajj
NIM : 2015-11-081
Program Studi : Strata 1
Fakultas : Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan
Jenis Karya : Skripsi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Institut Teknologi PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non-exclusive Royalty
Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:
Rancang Bangun Prototipe Alat Pengendali Pengisian Air pada Torrent Berbasis
Arduino via Smartphone
Dengan Hak Bebas Royalti Non eksklusif ini Institut Teknologi PLN berhak
menyimpan, mengalih media/formatkan; mengelola dalam bentuk pangkalan data
(database), merawat dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap
mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak
Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya
Dibuat di : Jakarta
Pada tanggal : 17 Agustus 2020
Yang menyatakan
Akmal Nur Aidil Hajj
vii
RANCANG BANGUN PROTOTYPE ALAT PENGENDALI PENGISIAN AIR PADA TORRENT BERBASIS ARDUINO VIA SMARTPHONE;
Akmal Nur Aidil Hajj, 2015 11 081
Di bawah bimbingan Ir. Hendrianto Husada, MT. dan Heri Suyanto, ST, MT.
ABSTRAK Dalam pengisian air, masih banyak alat yang digunakan masih secara manual
sehingga pengisian air tidak efisien. Untuk itu perlu adanya alat pengendali pengisian air yang dapat secara otomatis memantau dan mengendalikan pengisian air. Maka dari itu dirancang sebuah alat dalam bentuk prototipe sebagai pengendali dan pemantau air dengan pengendalian saat pengisian air yang batasnya bisa diubah dengan batas maksimum dari 5 cm hingga 9 cm dan batas minimum 20 cm melalui smartphone. Penelitian ini menggunakan metode kuantitatif berjenis Research and Development (R & D). Alat ini terdiri dari beberapa komponen yaitu arduino sebagai mikrokontroler, sensor ultrasonik HC-SR04 sebagai pengukur jarak antara sensor dan permukaan air dengan delay pembacaan 0,5 detik, modul bluetooth sebagai media penghubung alat ke smartphone, relay sebagai saklar otomatis pada pompa air, dan pompa air untuk memompa air ke ember. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa alat pengendali pengisian air tersebut akan memantau ketinggian air dan mengendalikan pengisian air dengan batas pengisian maksimum yang dapat berubah dapat bekerja dengan baik.
Kata Kunci : Arduino, Pemantau air, pengontrol air otomatis, modul bluetooth, sensor ultrasonik
viii
RANCANG BANGUN PROTOTYPE ALAT PENGENDALI PENGISIAN AIR PADA TORRENT BERBASIS ARDUINO VIA SMARTPHONE;
Akmal Nur Aidil Hajj, 2015 11 081
Under guidance of Ir. Hendrianto Husada, MT. and Heri Suyanto, ST, MT.
ABSTRACT In filling water, many tools are still used manually so that water filling is not efficient.
For this reason, it is necessary to have a water filling controller that can automatically monitor and control water filling. Therefore, a device in the form of a prototype as a water controller and monitor is designed with water control whose limits can be changed with a maximum limit from 5 cm to 9 cm and a minimum limit of 20 cm via a smartphone. This device consists of several components, namely Arduino as a microcontroller, HC-SR04 ultrasonic sensor as a measure of the distance between the sensor and the water surface with 0,5 second delay to read the distance, a Bluetooth module as a medium for connecting the device to a smartphone, a relay as an automatic switch on a water pump, and a water pump to pump water into bucket. . The results of this study indicate that the water filling controller will monitor the water level and control the water filling with a changeable maximum fill limit.
Keywords: Arduino, water monitor, automatic water control, bluetooth module, ultrasonic censor
Relay itu adalah merupakan sebuah saklar dimana yang cara mainnya
dikendalikan melalui arus listrik. Relay ini juga memiliki sebuah lilitan kumparan
untuk tergangan rendah kepada sebuah inti di besi. Jadi ada dinamo, dan kemudian
di saat arus itu mengalir yang dimana arus itu lewatnya melalui kumparan, di situlah
dinamonya akan ditarik mendempet kepada inti besi yang didalam. Pelindung
besinya di dalam relay ini di pasangkan kepada batang besi per pegas . dan ketika
saat dimana angkernya di terik mendempet kepada inti yang dari besinya, di saat
inilah kontak garis yang biasa mengubah posisi letaknya dari kontak itu yang kalau
biasanya tertutup yang berubah menjadi kontak dimana posisi yang biasanya
terbuka. (Aviani, 2018)
Gambar 2.11 Konstruksi relay
Jadi sebenarnya untuk relai jenis yang ini bisa diaktifkan yang dengan dalam
waktu kisaran lamanya yaitu 10milidetik. Dan memang kebanyakan relai yang
jenisnya sudah di modern di bentuk dikemas ke dalam paketan yang benar-benar
sepenuhnya tertutup.
15
Gambar 2.12 Relay
Jadi relai itu memang kebanyakannya punya kontak yang tipe SPDT, tetapi juga
ada yang versi jenisnya berupa DPDT. Relai yang lebih besar bisa membuat
persediaan hingga ke 10A di saat pada 250V di dalam listrik AC. (Aviani, 2018)
2.2.4 Bluetooth Module Arduino
Modul bluetooth yang jenisnya hc-05 adalah merupakan sebuah modul
komunikasi yang nirkabel melalui bluetooth yang bekerja di operasi frekuensi
sejumlah 2.4GHz dan dapat memilih dua mode koneksi. Mode 1 hanya
berperantindak sebagai perangkat budak slave atau juga sebagai yang bagian
untuk menerima data, dan mode 2 berperantindak sebagai perangkat master atau
juga yang sebagai bagian yang menerima data sebagai transceiver. Penerapa
komponen alat ini benar-benar cocok untuk proyect elektronik dengan fungsi
komunikasi nirkabel atau yang dimana nama lainnya sering disebut sebagai
jaringan jalur tanpa kabel. Penerapan yang diharap mencakup penerapan aplikasi
sistem kendali, pemantauan dan kombinasi gabungan dari kedua-duanya. (Linarti,
2014)
Antarmuka yang dipakaiuntuk mendapat akses modul adalah serial TXd, RXd,
Vcc dan Grnd. Dan ada LED (built-in) untuk menunjukkan hubungan di antara
bluetooth kepada perangkat lain dan ponsel pintar android, dll. (Linarti, 2014)
Gambar 2.13 Modul Bluetooth
16
Jangkauan jarak untuk modul yaitu adalah 10 meter saat tersambung, jika
terlampaui, kualitas penyambungan tidak akan bisa mencapai kondisi yang paling
baik. Adapun rincian-rincian dari modul ini seperti berikut:
• Frekuensi untuk memulai operasi kerja adalah pada ISM 2.4 GHz
• Bluetooth protocolnya merupakan : Bluetooth yang tipe jenisnya v2.0+EDR
• Cepatnya saat ketika di mode lagi sinkron yaitu dapat 1Mbps
• Cepatnya kalau di mode maksimum saat asinkron yaitu dapat
2,1Mbps/160Kbps
• Untuk tegangan memulai operasi kerjanya di saat 3,3-6V listrik yang jenis DC
• Menghabiskan arus operasi sebesar jumlahnya 50mA
• Modulnya punya Gaussian Freq Shift Keying Moduls atau juga bisa (GFSK)
• Modulnya punya tinggi sensi -84dBm (0,1% pada BER)
• Modulnya ada kekuatan pancaran daya 4dBm
• Dan temperatur suhu untuk kerjanya dari mulai min 20 derajat sampai kepada
plus 75 derajat satuan celsius
• Punya tinggi keamanan dengan data enriypt
• Ukuran besar modul di dimensi 15,2*35,7*5,6mm
Adapun keterangan pin modul HC-05 seperti ini :
a. EN dipakai untuk menghidupkan aktif mode pengaturan perintah AT pada
modul hc-05. Saat kemudian jika ditekan dan tahan pin ini sebelum sesaat
mengasih tegangan kepada untuk modul hc-05, modul masuk kepada mode
jenis pengaturan perintah AT. Kalau di standarnya, modul hc-05 on di saat
mode data.
b. Vcc itu pin dimana guna untuk input masukan tegangan. Pin ini di hubung
kepada sumbernya tegangan di 5V.
c. Grnd itu adalah berguna untuk pembumian. Pin ini disambung dari ground
kepada sumber tegangan.
d. Jadi TX itulah pin yang dipakai sebagai pemindahan data dari modul kepada
perangkat-perangkat lain (mikrokontroller). Tegangan gelombang sinyal di pin
17
3,3V ini bisa langsung saja disambung ke pin Rx di arduino, sebab tegangan
gelombang sinyal 3,3V itu sebenarnya tingkat tinggi untuk arduino.
e. Untuk pin Rx ini dipakai pada penerimaan data yang diantar ke modul hc-05.
Tegangan gelombang sinyal untuk pin sama jumlah dengan tegangan
gelombang sinyal untuk pin Tx di mikrokontroller.
f. State sebenarnya itu berguna supaya bisa memberi informasi kalau modul
kondisinya tersambung kepada perangkat komponen lain atau tidak.
2.2.5 LED
Light Emitting Diode itu biasanya dipendekkan ke LED merupakan perangkat
komponen elektronik saat dikasih tegangan yang maju mengeluarkan sinar cahaya
satu jenis. LED sebenarnya itu adalah dioda yang awal mulanya dari bahan jenis
semi-penghantar. Bahan-bahan yang berbeda pasti membuat warna LED berbeda.
Selain dari itu, LED bisa mengeluarkan cahaya sinar infrared dimana paling banyak
dipakai di remot TV. (Kho, 2014)
Bentuk LED menyerupai dengan sebuah bohlam lampu ukuran kecil (bohlam)
yang dengan mudah bisa dimasukkan kedalam banyak perangkat komponen
elektronik. Dibandingkan kepada Lampu Pijar, untuk LED tidak perlu membakar
filamen, jadi tidak bisa menimbulkan panas untuk menghasilkan cahaya. Sebab
karena itu, pada disaat ini LED yang kecil (Light Emitting Diode) yang sudah banyak
dipakai untuk guna iluminator pada LCD TV untuk menggantikan lampu flourescent
(Kho, 2014).
Gambar 2.14 LED
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, LED adalah rangkaian dioda yang
bahan material jenisnya terbuat dari Semi-penghantar. Cara kerja hampir mirip
seperti dioda dengan dua buah kutub, yaitu pertama Positif (P) dan terakhir Negatif
18
(N). LED itu bisa mengeluarkan cahaya sinar hanya jika tegangan panjar maju
diterapkan daripada Anoda kepada Katoda. (Kho, 2014)
LED terdiri mulai dari chip semi-penghantar yang diolah untuk membentuk
sambungan P dan N. Proses doping untuk perangkat komponen dalam semi-
penghantar adalah merupakan proses pertambahan kotoran (impurity) ke semi-
penghantar yang murni untuk menghasilkan jenis sifat karakteristik listrik dengan
hasil akhir diinginkan. Ketika LED dilengkapi dengan dikasih aliran tegangan bias
maju daripada Anoda (P) kepada Katoda (K), Kelebihan berlebih Elektron dalam
bahan N-Type akan pindah ke area dengan kondisi yang memiliki hole yang
berlebih (lubang) yaitu bermuatan listrik yang positif (P-Type material). Ketika
sebuah Elektron menemukan Hole, maka elektron itu akan pasti melepas foton dan
mengeluarkan cahaya yang satu jenisnya.(satu warna). (Kho, 2014)
Gambar 2.15 Ilustrasi pergerakan pindahnya elektron pada LED
Untukmenemukan polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) didalam sebuah
LED. Sebenarnya bisa melihat bersesuai gambar diatas. Ciri-ciri kutub Terminal
Anoda di dalam sebuah LED yaitu kaki yang dimana panjang dan Lead Frame yang
dimana kecil. Kemudian untuk bagian ciri-ciri kutub Terminal Katoda yaitu Kaki yang
dimana pendek dengan Lead Frame yang dimana lebih besar dan itu terletak pada
sisi yang rata (Kho, 2014).
DiSaat ini, LED sudah memiliki beraneka ragam warna, di antaranya seperti
yaitu yang warna merah, kemudian kuning, lalu biru, selanjutnya putih, kemudian
hijau, lalu jingga dan yang akhir infra merah. Keberagaman jenis-jenis warna untuk
LED itu bergantung daripada wavelength (panjang gelombang) dan kemudian
senyawa semi-penghantar yang dipakainya. Dari banyak pemakaian LED,
penerapan kegunaan LED itu yaitu seperti untuk lampu yang menerangi jalanan,
LCD di TV dan kemudian biasa di lampu penanda.
19
2.2.6 Resistor
Resistor yaitu adalah perangkat komponen elektronik yang jenis pasif dengan
sifatnya untuk menghambat arus saat listrik berjalan dengan satuan yang biasanya
adalah Ohm (Ω). Dalam umumnya Resistor itu sendiri bisa dibagi menjadi beberapa
bagian jenis, di antaranya Fixed Resistor, kemudian Variable Resistor, selanjutnya
Thermistor dan ada LDR.
a) Fixed resistor adalah jenis Resistor dimana yang punya nilai hambatan resistan
tetap. Nilai Resistan itu atau juga Hambatan Resistor sebenarnya biasanya
ditanda dengan memakai kode warna ataupun juga kode Angka. (Syahwil,
2013)
Gambar 2.16 Simbol dan bentuk Fixed resistor
b) Variable Resistor yaitu adalah jenis yang dengan nilai resistan bisa berubah
dengan dapat diatur-atur. (Syahwil, 2013)
Gambar 2.17 Simbol dan bentuk Variable resistor
c) Thermistor itu sebuah resistan dengan jenis kemampuan menghambat
pengaliran arus dengan naiknya temperatur suhu.
20
Gambar 2.18 Simbol dan bentuk Thermistor
d) LDR bekerja tergantung daripada jumlah banyaknya intensitas sinar cahaya
yang masuk. (Syahwil, 2013)
Gambar 2.19 Simbol dan bentuk LDR
2.2.7 Aplikasi Bluetooth Terminal HC-05
Aplikasi ini adalah aplikasi yang digunakan sebagai media penghubung antara
modul HC-05 dan smartphone. Aplikasi ini juga merupakan one-of-a-kind app yang
mempunyai kompatibilitas dengan semua mikrokontroler. Yang dibutuhkan adalah
koneksi HC-05 serial adapter dengan serial port kontroler
Adapun fitur yang dimiliki oleh aplikasi ini adalah sebagai berikut :
1. Panel terpisah untuk mengirim dan menerima data
2. Tombol pengaturan pada aplikasi dapat disesuaikan sesuai kebutuhan dalam
mengirim dan menerima data
3. Mengirim data dengan format ASCII atau HEX
4. Pilihan untuk \r dan \n di akhir pengiriman data
5. Dapat bekerja dibalik layar (tetap bekerja walaupun layar aplikasi tidak
ditampilkan)
21
Gambar 2.20 Tampilan Aplikasi Bluetooth Terminal HC-05
22
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan Penelitian
Penelitian yang dikerjakan penulis merupakan penelitian yang kuantitatif yang
termasuk dalam jenis bagian penelitian Research and Development (R & D) dimana
itu penelitian yang dipakai berguna supaya menghasilkan suatu produk dan lalu
mengetes apakah produk tersebut efektif untuk melakukan tujuan dari penelitian serta
produk tersebut bisa di pertanggung jawabkan hasilnya.
Dalam melakukan perancangan prototipe alat pengendali pengisian air, penulis
melakukan pengujian pada rancangan prototipe alat pengendali pengisian air pada
ember yang menggantikan torrent yang akan dibuat. Berikut uraian alur utama
penelitian dengan menggunakan beberapa metode:
a) Studi Literatur
Dari tahap awal hingga analisis dari pembuatan prototipe alat pengendali
pengisian air diperlukan literatur untuk menyelesaikan permasalahan yang ada.
Tujuan dari penelitian pustaka ini yaitu supaya paham mengerti konsep dan teori-
teori berkaitan dengan masalah penelitian. Penelitian pustaka melalui buku,
jurnal dan laman web.
b) Metode didalam proses Pengumpulan Data
1) Metode Observasi, adalah proses mengumpulkan data secara pengamatan
dari prototipe alat pengendali pengisian air secara langsung.
2) Studi Literatur, artinya mengumpulkan banyaknya data daripada buku
refferensi dan modul terkait dengan objek masalah.
c) Pengumpulan Komponen
Pada tahap ini akan dilakukan pengumpulan komponen yang akan dirangkai dan
dibuat menjadi alat.
d) Pembuatan Alat
Pada Tahap ini berisi pembuatan alat dari semua data-data yang telah di dapat
pada metode sebelumnya.
23
Desain penelitian adalah rencana khusus dan rinci tentang bagaimana
menginterpretasi dan menganalisasi data. Jenis Metode yang dipergunakan pada
penelitian adalah pembuatan prototipe serta pengujian dari prototipe tersebut. Peneliti
membuat alat dengan cara merakit tiap bagian rangkaian dan menguji alat tersebut.
Kerangka yang terlihat dalam saat penelitian ditunjukkan dengan gambar di bawah ini
Gambar 3.1 Kerangka kerja penelitian
24
Berdasarkan Gambar 3.1, maka dapat dijelaskan sebagai berikut pada setiap
tahapannya.
1. Studi Literatur
Pada langkah ini akan dilakukan penelitian terkait penelitian tugas akhir ini, yaitu:
Arduino uno R3, Sensor Ultrasonik HC-SR04, Modul Bluetooth HC-05, dan juga
penelitian-penelitian yang terkait dengan penelitian ini dan sebagainya.
2. Analisa Kebutuhan
Pada tahap ini dilakukananalisis kebutuhan sistem yang dimana akan dibuat pada
penelitian Tugas Akhir. Adapun kebutuhan yang didapat adalah :
1) Penggunaan mikrokontroler berupa Arduino Uno R3
2) Penggunaan modul bluetooth HC-05
3) Penggunaan sensor ultrasonik HC-SR04
3. Pembuatan Desain
Peneliti melakukan pembuatan desain dengan membuat sketsa tiap rangkaian
sehingga mempermudah proses pembuatan prototipe.
4. Pembuatan Prototipe
Peneliti membuat prototipe dengan merakit setiap bagian sirkuit dan
menggabungkannya menjadi sebuah sistem.
5. Pengujian Alat
Untuk menguji alat, peneliti segera mempraktekkan alat tersebut dan mengecek
apakah semua komponen sudah beroperasi normal sesuai pengaturan perintah
yang terdapat pada program.
6. Analisa Alat
Pada tahapan ini peneliti menganalisis dan mengevaluasi rangkaian yang telah
dirangkai dan diuji terlebih dahulu agar mendapatkan hasil yang sesuai tanpa
adanya kesalahan.
7. Pembuatan Laporan
Pada tahap ini peneliti melaporkan hasil penelitian yang telah dibuat, sehingga
laporan penelitian akhir dapat memberi gambaran yang lengkap tentang penelitian
tersebut.
25
3.2 Teknik Analisis
Teknik pada sub pembahasan ini terdiri dari beberapa sub pembahasan yaitu
sub pembahasan analisis penggunaan dan analisa spesifikasi perangkat. Tahapan
analisisnya adalah sebagai berikut :
1. Analisa Penggunaan
Penggunaan Prototipe Alat pengendali pengisian air sebagai alat bantu untuk
mengisi air ke dalam torrent dengan lebih terkendali pengisiannya dan dapat
dipantau melalui smartphone secara real-time.
2. Analisa Spesifikasi Peralatan
Pada proses saat dalam membuat sistem untuk prototipe alat, penulis memakai
rincian dengan berikut:
a) Arduino Uno R3
Sebagai mikrokontroler
b) Relay
Sebagai saklar otomatis
c) Module Bluetooth
Sebagai media penghubung ke smartphone
d) Sensor Ultrasonik
Sebagai pengukur ketinggian air
e) Resistor 220 Ohm
Sebagai penghambat arus ke LED
f) LED
Sebagai lampu indikator
g) Pompa air mini ac
Sebagai pemompa air
h) Ember
Sebagai pengganti torrent dalam prototipe
Adapun software yang dipergunakan pada penelitian ini seperti ini:
a) Software Arduino (IDE)
b) Software fritzing
c) Software Auto CAD
26
Pompa Air Relay
Sensor
Ultrasonik
Arduino
Uno
Modul
Bluetooth
Smartphone
Power
Supply
3.3 Perancangan Alat
Untuk dapat menjelaskan desain sistem yang dilakukan dalam
pengimplementasian penelitian alat pengendali pengisian air secara kasar dijelaskan
oleh diagram blok sistem kerja yang dimana ditunjuk di Gambar 3.2 sebagai berikut.
Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem
Power Supply dihubungkan ke arduino dan akan menyalakan semua komponen,
lalu buka aplikasi Bluetooth Terminal HC-05 pada smartphone dan hubungkan
smartphone dan alat melalui aplikasi yang bekerja dengan sinyal bluetooth dengan
cara mencari id bluetooth modul yaitu BT-04 sampai tanda “connected” pada aplikasi
muncul maka alat dan smartphone telah terhubung.
a) Desain modul bluetooth HC-05
Gambar 3.3 Rangkaian modul bluetooth hc-05
Pada rangkaian modul bluetooth hc-05 dipergunakan untuk penghubung
antara komponen alat dan smartphone yang menggunakan sinyal bluetooth.
27
Dimana pada modul ini untuk pin yang Vcc disambung kepada pinnya 5v
arduino, dan pin ground dihubung kepada pinnya ground arduino. Untuk pin
Rx dihubung kepada pinnya Tx arduino dan pinnya Tx dihubung kepada
pinnya Rx arduino. Pin Rx berperan sebagai receiver yaitu sebagai penerima
data dan Tx berperan sebagai transceiver yaitu sebagai pengirim data.
b) Perancangan sensor ultrasonik HC-SR04
Gambar
Gambar 3.4 Rangkaian modul sensor HC-SR04
Disini sensor ultrasonik dengan jenis HC-SR04 digunakan untuk mengukur
kondisi ketinggian air dengan memanfaatkan sinyal ultrasonik untuk
membaca jarak dari sensor ke permukaan air. Pada rangkaian ini vcc
dihubungkan ke 5 v arduino, sedangkan ground dihubung kepada ground
arduino. Kemudian pin Trig dihubung kepada pin 7 arduino dan pin Echo ke
pin 6. Pin trig disini berfungsi sebagai penyulut sinyal ultrasonik dan Echo
sebagai pendeteksi sinyal pantulan ultrasonik.
c) Perancangan alat pengendali pengisian air
Pembacaan jarak permukaan air pada ember oleh sensor akan dikirim ke
smartphone melalui modul bluetooth dengan delay 0,5 detik. Pada program
sudah di buat pengaturan dengan kondisi jika jarak sensor ke permukaan air
melebihi atau sama dengan 20 cm maka alat akan menghidupkan pompa
secara otomatis untuk memompa air ke ember. Dan untuk pengaturan batas
matinya harus dimasukkan dahulu nilai batas maksimum permukaan air.
Setelah dimasukkan maka arduino akan menyimpan data tersebut dan
28
membuat pompa mati secara otomatis saat pengisian jika telah melebihi
ketinggian yang sudah ditentukan.
Gambar 3.5 Rangkaian sistem pengendali pengisian air
29
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Prototipe alat pengendali pengisian air ini dikhususkan untuk mengetahui
mekanisme pengendali pengisian air pada torrent dalam bentuk prototipe yang dalam
hal ini torrent di gantikan dengan ember. Untuk melaksanakan pengujian, prototipe
alat harus dirakit sesuai dengan bagian sub bab 3.3. tes tersebut bertujuan untuk
mengetahui kondisi kinerja dari alat yang akan dirakit. Alat ini berfokus pada
pemantauan dan pengendalian air dengan mengontrol nyala pompa air pada ember.
Saat jarak yang terbaca lebih dari sama dengan 20 cm, maka pompa akan menyala
dan akan mati di jarak maksimum ketinggian air yang telah di input pada Smartphone.
Begitu seterusnya sampai batas untuk pompa mati diganti dengan input baru.
Gambar 4.1 Prototype alat pengendali pengisian air
4.1.1 Pengujian Modul Bluetooth
Modul Bluetooth adalah perangkat yang dipergunakan untuk menyambung
smartphone dengan arduino untuk melakukan pemantauan dan pengendalian air
terhadap kerja pompa. Untuk melakukan pengujian, rangkaian harus disusun
terlebih dahulu. Setelah itu, hubungkan arduino ke komputer dan nyalakan
arduinonya. Selanjutnya, hubungkan smartphone dengan arduino melalui bluetooth
dengan nama bluetoothnya BT04-A. Jika smartphone telah terhubung, maka akan
muncul pemberitahuan “connected” pada smartphone.
30
Gambar 4.2 Proses menghubungkan smartphone ke arduino
4.1.2 Pengujian Tes Sensor Ultrasonik HC-SR04
Proses pengetesan sensor ulrasonik dilakukan setelah dilakukan pengujian
modul bluetooth. Sensor ultrasonik pada rangkaian ini digunakan untuk mengukur
jarak objek yang ada didepan sensor dengan menggunakan pantulan gelombang
ultrasonik dalam hal ini objek yang akan diukur adalah ketinggian air. Pertama,
arahkan sensor dari atas ke permukaan air yang akan diuji. Setelah diarahkan,
maka nilai jarak permukaan air pada ember ke sensor akan terbaca dan dikirimkan
ke smarpthone dalam bentuk jarak dengan satuan centimeter. Berikut hasil
pengukuran jarak dari pembacaan sensor.
Tabel 4.1 Hasil pengukuran jarak oleh sensor
Jarak sebenarnya (cm) Jarak yang terbaca oleh sensor (cm)
5 5-6
7 7
9 9-10
11 11
13 13
15 15
31
Gambar 4.3 Hasil pembacaan sensor pada tampilan smartphone
4.1.3 Pengujian respons kerja alat terhadap batas minimum dan maksimum air yang
dibaca oleh sensor pada ember
Proses pengujian dilakukan setelah proses pengujian sensor. Pada proses ini,
yang akan diuji adalah kerja program dalam mengatur nyala dan matinya pompa
sesuai dengan pembacaan jarak dari sensor dan input batas minimum air pada
ember dari smartphone .
Gambar 4.4 Proses Input data dari smartphone
32
Pertama, masukkan nilai batas minimum dari smartphone. Angka yang
dimasukkan yaitu 5 cm, kemudian 6 cm, lalu 7 cm, setelah itu 8 cm dan di akhir 9
cm. Cara memasukkan datanya cukup dengan mengetik angkanya saja pada
smartphone.
.
Gambar 4.5 Pemberitahuan pompa menyala
Gambar 4.6 Pemberitahuan pompa mati
33
Berikut inilah merupakan tabel berasal dari hasil dari pengetesan.
Tabel 4.2 Pengujian respon kerja alat terhadap batas minimum dan
maksimum air yang dibaca oleh sensor
4.2 Pembahasan
4.2.1 Pembahasan Modul Bluetooth
Pada pengujian modul bluetooth HC-05 sebagai perantara penghubung antara
komponen alat dan kepada smartphone, pertama buka aplikasi “Bluetooth Terminal
HC-05” terlebih dahulu. Dalam proses menghubungkan alat dan smartphone, lampu
indikator pada modul akan berkedip-kedip. Itu menandakan bahwa modul siap
menerima proses pairing. Setelah kita menghubungkan smartphone dan alatnya,
maka lampu indikator pada modul akan menyala saja tanpa berkedip yang
menandakan proses pairing sukses dan muncul tanda “connected” pada aplikasi.
Setelah proses ini selesai, maka alat siap di operasikan melalui aplikasi pada
smartphone
4.2.2 Pembahasan Sensor Ultrasonik
Pada proses pengujian ini, yang dibahas adalah proses pembacaan jarak dari
sensor ke permukaan air pada ember menggunakan sensor HC-SR04. Berdasarkan
data dari Tabel 4.1, proses pembacaan jarak tidak terlalu sesuai. Hal ini dikarenakan
posisi sensor dan posisi tidak benar-benar tegak lurus yang menyebabkan
pembacaan jarak oleh sensor menjadi kurang akurat. Selain itu, pemasangan kabel
dari alat ke modul juga menjadi faktor pembacaan sensor kurang akurat.
Batas Minimum
Ketinggian Air
(Cm)
Jarak Saat Pompa
Mulai Menyala
(Cm)
Batas Maksimum
Ketinggian Air
(Cm)
Jarak Saat Pompa
Mulai Mati
(Cm)
20 20 5 4
20 20 6 5
20 20 7 6
20 20 8 7
20 20 9 8
34
4.2.3 Pembahasan respon kerja alat terhadap batas minimum dan maksimum air
yang dibaca oleh sensor pada ember
Pada pembahasan ini, yang dibahas adalah cara alat dalam melakukan sistem
kerja yang otomatis mengendalikan pengisian air dan memberikan hasil
pemantauan ketinggian air pada ember. Dapat dilihat pada Tabel 4.2 bahwa alat
memberikan respons yang bersesuai dengan coding program yang sudah dan telah
di masukkan pada arduino. Saat sensor membaca jarak permukaan air sudah
berada pada 20 cm maka pompa akan menyala secara otomatis dan jika sensor
telah membaca jarak permukaan air sudah melewati batas ketinggian maksimum
yang sudah di masukkan melalui aplikasi yaitu 5 cm, lalu 6 cm, setelah itu 7 cm,
kemudian 8 cm, dan untuk akhiran 9 cm maka pompa akan mati secara otomatis.
Alat bekerja dengan dua kondisi. Yang pertama adalah saat ketinggian air pada
keadaan minimum. Pada kondisi ini, arduino akan mengaktifkan pompa agar air
dapat di pompa. pompa akan terus aktif sampai mencapai nilai batas maksimum air
yang sudah di masukkan. Setelah air yang dipompa mencapai batas maksimum,
maka sudah memasuki kondisi kedua. Di kondisi kedua, saat sensor membaca
batas air telah melewati batas maksimum yang di masukkan, maka arduino akan
langsung mematikan pompa.
35
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil daripada penelitian yang sudah telah dibahas di bab yang sebelumnya,
bisa dibuatlah kesimpulan yang seperti ini:
a) Prototype Alat pengendali air pada torrent via arduino berbasis smartphone terdiri
dari arduino sebagai mikrokontroler, Sensor ultrasonik supaya untuk pengukur
jarak, modul bluetooth untuk perantara penghubungan antara alat dan
smartphone, smartphone sebagai pemantau dan pengendali pompa air, relay
sebagai saklar otomatis, pompa air sebagai pemompa air dan ember sebagai
pengganti torrent untuk menampung air.
b) Alat tersebut bekerja dengan menghubungkan alat dan smartphone melalui
bluetooth. Kemudian jarak yang dideteksi oleh sensor HC-SR04 dalam membaca
jarak permukaan air pada ember ke sensor HC-SR04 ditampilkan pada layar
smartphone dengan delay pembacaan oleh sensor 0,5 detik. Lalu masukkan batas
maksimum air mulai dari 5 cm, habis itu 6 cm, lalu kemudian 7 cm, setelahnya 8
cm dan sebagai akhir adalah 9 cm agar pompa mati. Kemudian alat akan mulai
menghidupkan pompa saat sensor membaca jarak minimum air lebih dari sama
dengan 20 cm. Selanjutnya alat akan bekerja secara otomatis sampai batas baru
di masukkan atau alat dimatikan.
5.2 Saran
Dengan berdasar hasil daripada penelitian, kemudian pembahasan dan itu
kesimpulan yang sudah di paparkan, inilah saran-saran untuk kepada penulis
selanjutnya tentang masalah yang dimana sama.
a) Sensor ultrasonik yang digunakan diganti dengan versi yang bisa tahan
kelembapan untuk mengukur ketinggian air.
b) Media penghubung smartphone dengan arduino dapat diganti dengan versi IoT
agar dapat memperluas jarak pengontrolan.
c) Membuat aplikasi khusus untuk pengontrolan dan pemantauan sendiri agar dapat
menambah fitur-fitur lain yang bisa dikembangkan.
d) Karena alat yang dibuat masih prototipe, diharapkan untuk penelitian selanjutnya
agar alat lebih rapi, dan penyusunan alatnya sesuai dengan fungsi dan tempat
yang seharusnya.
36
DAFTAR PUSTAKA
Adeept. (2015). Adeept Ultimate Kit For Arduino Mega 2560. Shenzen, China: Adeept.
Anonymous. (2018, September). Cara kerja dan karakteristik sensor ultrasonik hcsr04. Diambil kembali dari Andalan Elektro: https://www.andalanelektro.id/2018/09/cara-kerja-dan-karakteristik-sensor-ultrasonic-hcsr04.html
Aviani, O. N. (2018). Rancang Bangun Sistem Keamanan Rumah Berbasis Arduino Via SMS dan Gambar. Jakarta: IT-PLN.
Coker, M. (2019, Juli). Cara Kerja Sensor HC-SR04 dan Contoh Program dengan Arduino. Diambil kembali dari NN Digital: https://www.nn-digital.com/blog/2019/07/31/cara-kerja-sensor-hc-sr04-dan-contoh-program-dengan-arduino/
Edo Saputra, M. K. (2019). Rancang Bangun Sistem Kontrol Debit Air Pada Pompa PAralel Berbasis Arduino. Jurnal CRANKSHAFT, Vol.2 No.1, 73-80.
F, M. Naufal. (2020). Rancang Bangun Komunikasi Data Menggunakan Li-Fi. Jakarta: IT-PLN.
K, F. Nugraha. (2015). Tugas Sensor Ultrasonik HC-SR04. Makassar: Universitas Hasanuddin.
Kho, D. (2014). Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya). Diambil kembali dari Teknik Elektronika: https://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/
Linarti, L. (2014). Aplikasi Bluetooth Pada Pengontrolan Alat Elektronik Rumah Tangga dengan Smartphone Android. Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya.
Rakha, M. (2020). Rancang Bangun Power Backup Router Lithium Battery dengan Buck Converter Step Down. Jakarta: IT-PLN.
Sagita, M. (2015). APLIKASI LED RGB PADA LENGAN ROBOT PENYORTIR KOTAK. Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya.
Septiawan, M. I. (2019). Sistem Kontrol Debit Air Via Android Pada Tangki Kembar Berbasis Mikrokontroler ATmega2560. Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol.3 No.1 , 184-193.
Sofiana Ana, D. (2017). Identifikasi Nilai Hambat Jenis Arang Tempurung Kelapa dan Arang Kayu Mangrove sebagai Bahan Alternatif Pengganti Resistor Film Karbon. Semarang: Unnes Physics Journal.
Syahwil, M. (2013). Panduan Mudah Simulasi & Praktek Mikrokontroler Arduino. Yogyakarta: Penerbti ANDI.
37
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
a. Data Personal NIM : 2015-11-081 Nama : Akmal Nur Aidil Hajj Tempat/Tgl. Lahir : Bayung Lencir / 11 April 1999 Jenis Kelamin : Laki-laki Agama : Islam Status Perkawinan : Belum menikah Program Studi : S1 Teknik Elektro Alamat Rumah : RT.02, LK.01, Kec. Bayung Lencir, Kab. Musi Banyuasin,
Sumatera Selatan Telp : - Hp :0823-7622-4832 Email : [email protected] Personal Web : -
b. Pendidikan
Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus
SD SDN 3 Bayung Lencir - 2010
SMP SMPN 1 Bayung Lencir - 2013
SMA SMAN 17 Palembang IPA 2015
Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.