sistem pemantauan ketinggian air dan …repo.polinpdg.ac.id/1515/1/yogi_nur_ikhwan_ec-d3.pdf ·...

SISTEM PEMANTAUAN KETINGGIAN AIR DAN

KENDALI PINTU BENDUNGAN DENGAN

PEMANFAATAN SMS SEBAGAI PERINGATAN DINI

BANJIR

TUGAS AKHIR

Oleh:

YOGI NUR IKHWAN

BP : 1401041004

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2017




BANJIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk

memperoleh Gelar Ahli Madya

Oleh:

YOGI NUR IKHWAN

BP : 1401041004

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2017




BANJIR

Oleh

Yogi Nur Ikhwan

BP: 14010141004

Telah disetujui oleh:

Pembimbing II

Ir. Amril,MT

NIP: 195807151989031001

Pembimbing I

Drs. Albar, M.Kom

NIP: 195809171986031002

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir yang berjudul “Sistem Pemntauan Ketinggian Air Dan Kendali Pintu

Bendungan Dengan Pemanfaatan SMS Sebagai Peringatan Dini Banjir” ini telah

disidangkan atau dipertanggungjawabkan di depan tim penguji sebagai berikut,

pada hari Senin 5 Oktober 2017 di Program Studi Teknik DIII Elektronika

Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang.

No Nama Jabatan TandaTangan

1 Efrizon, SST., MT

NIP. 19704251993031003 Ketua

2 M. Irmansyah, ST., MT

NIP. 197607102006041002 Sekretaris

3 Andrizal, ST., MT

NIP. 196810051993031001 Anggota 1

4 Drs. Albar, M.Kom

NIP: 195809171986031002

Anggota 2

Mengetahui:

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Dr.AfrizalYuhanef.,ST.,M.Kom

NIP. 19640429 199003 1 001

NIP.19681005 199303 1001

Ketua Program Studi

Teknik Elektronika

Herizon.,SST.,MT

NIP. 19690927 199903 1 001

Dengan Menyebut Nama Allah Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang

Ya Allah Ya Rabbi

Sembah sujud dan syukurku kehadirat-Mu Ya Allah

Atas keajaiban dan mukzizat-Mu, atas izin serta tuntunan dari-Mu

Ku dapat memperoleh ilmu dan kebahagian

Semoga ilmu dan kebahagiaan yang Engkau berikan kepadaku

Tidak menjadikan hati ini menjadi angkuh dan melupakan akan keberadaan-Mu

Semoga ridho dan rahmat-Mu selalu memberkahi

Setiap langkahku menuju ke harapan dan citaku Dimasa depan

Alhamdulillahirrabbil’alamin atas kehendak dan ridho-Mu Ya Allah

Tugas akhir ini dapat terselesaikan dan dengan segala kerendahan hati kupersembahkan

karya kecilku ini......

Kepada Ama dan Ayahku tersayang

Sebagai tanda bakti, hormat, dan rasa terima kasih yang tiada terhingga

kupersembahkan karya kecil ini kepada Ama dan Ayah yang telah memberikan kasih sayang,

segala dukungan, dan cinta kasih yang tiada terhingga yang tiada mungkin dapat kubalas

hanya dengan selembar kertas yang bertuliskan kata cinta dan persembahan. Semoga ini

menjadi langkah awal untuk membuat Ama dan Ayah bahagia karna kusadar, selama ini

belum bisa berbuat yang lebih. Untuk Ama dan Ayah yang selalu membuatku termotivasi dan

selalu menyirami kasih sayang, selalu mendoakanku,

selalu menasehatiku menjadi lebih baik,

Terima Kasih Ma.... Terima Kasih Yah...

To

- Brothers and Sister- Untuk Abang , Uda, Aci dan adik2, tiada yang paling mengharukan saat kumpul bersama

kalian semua, walaupun dulunya kita sering bertengkar tapi hal itu selalu menjadi warna

yang tak akan bisa tergantikan, terima kasih atas doa dan bantuan kalian selama ini, hanya

karya kecil ini yang dapat saya persembahkan. Maaf belum bisa menjadi panutan seutuhnya,

tapi saya akan selalu menjadi yang terbaik untuk kalian semua.

To

“Dosen Pembimbing”

Bapak Drs.Albar, M.Kom dan Bapak Ir.Amril, MT selaku dosen pembimbing tugas akhir

saya, terima kasih atas bimbingan, meluangkan waktu dan supportnya serta kemudahan yang

bapak berikan dalam bimbingan, sehingga ananda bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

Ananda mohon maaf jika selama bimbingan ananda ada kesalahan, baik yang disengaja

maupun yang tidak disengaja.

Terimakasih bapak…

To

- Seluruh Dosen Pengajar –

Terima kasih banyak bapak…ibuk..untuk semua ilmu, didikan dan pengalaman yg sangat

berarti yang telah kalian berikan kepada kami.

To

UKM – Robotik

Terima kasih buat semua ilmu yang telah diberikan, disini saya belajar bagaimana cara

berorganisasi sekaligus bagaimana belajar untuk membuat robot, terima kasih buat ilmunya,

rekan – rekan satu angkatan Andri, Medi, Izul dll, serta buat junior – junior semangat

belajar dan banggakan UKM – R dan PNP di Regional, Nasional maupun Internasional.

To

Keluarga Seperjuangan “3 A.EC 2014”

Untuk Sahabatku, Keluargaku, teman-teman terbaikku, AEC14, Terima kasih banyak atas

semangat, ilmu-ilmu berharga, bantuan, do’a, hiburan, motivasi dan kegilaannya pertemanan

kita selama 3 tahun ini,semoga pertemanan kita tidak hanya berakhir di Politeknik Negeri

Padang ini saja tetapi untuk selamanya, Amin. Antoni Pradinata paliang bangih ny

dipanggiah iton ko,Urangnyo yang standby taruih se kato-katonyo kalo diajak bagarah,

antah apo nan standby dek inyokolah.hahaha, tapi kok karjo jo manolongan kawanko yo

ndak pandang-pandang dek nyo doh..Oktoberifal yang Dipanggiah Buya dek awak sadonyo,

ko suaronyo yo sabana santiang mangajiko, polagi balagu, ndehhh ndak do laiii, takalok wak

dek nyo..Defrina Nursyam, kato urang inyo paralu kawan katiko butuh se, sabananyo ndg lo

do pi kadang iyo juo sih, makan banyak lo tu.hahaha. Yasseriko Arezqi iko konco yang bisa

diajak cari pitih lanjoko, nan ndak namuah kalah IPK nyo samo abngnyo hahaha.. Rendra

Aditya iko nan surangko yo ndak namuah lapeh game jo anime dari inyo ko doh. Rizko

Hendra Nugraha ko ketua wak nan santiangko, sagalo santiang dek inyo ko,kok balagu jan

ditanyo lai terlena wak dek suaronyo...Salma Amatullah iko kawan cewek nan paibo hati

bana ko,tapi elok sangat,sampai2 eloknyo inyo agiah nomor Umminyo hehehe..Anita Rahayu

yang sok-sok kareh tapi panangih,tapi mang yo kareh inyo sih,,kareh bantanggang jo

suarnyo..hahaha. Hessy Nindia Putri Si cewek seksi dilokal Aec ko, nan suaronyo se nan

tandanga taruih kalo di Basecamp,baduo jo anit tadi tu...Aldo Andria Putra Paliang berang

sangaik nyo kok digalak an kaliangnyo ko,namuah hati nyo mahilang2 ko.hahaha peace

dok..Rahmattungga Alda Sodara Bp yang ujuangnyo samo2 04 nan suko manolong dari

poyokumbuah ko. Zulfahmi Orang yang diunggulkan dan t4 bantanyo pas TA ko, master lo

program t, Tapi iyo kadang-kadang responny agak lamo saketek,,saran untuak kawan wak

nan surangko supayo capek gadang, dan caliak2 urang kakanai kwan,hahaha peace y

kwan,Priza Bayanda Arbi Si anak bengkalis nan Multitalens, Bisa sado e ko a mainanan

alat musik a.polagi jo gitar ndak lai, urang ny elok sangaikk ko.Irfan Yudha Handoko anak

nan surangko panakuik bana jo kuciang, hahaha..

M.Rafiq Arfan Kawan nan elok nan gagah surang ko ndak kama kadicari lai, master lo

program t, acok lo nolongan awak t, makasih y fik..Alfi Rahmad Wahyuzi inisialnyo dan

Buncik namonyo, iko urang nan gilo jo game clash of royal ko, namuah hatinyo ndak pulang2

ndak mangarajoan TA nyo dek gara2 Game t,.tinggaan lah game t lai ncik, karajoan lah TA t

lai. Tpi ganti lah game baru lai,,hahahaha..TA t dulu..

Heri Bondon Seftian,,ehhh Heri Seftian maksudnyooo, iko heri ko yo sabana santiangko,

jarang na masuak kuliah nan IP nyo tinggi taruih,..Fittratul Hidayat nan akrab dihimbau

abng Apit dek awak basamo, dek umur nyo agak sakatek babeda jo awak basamo, nan

parangai nyo ampiah samo jo kito basamo,nan katonyo inyo preman tuwi katonyo hahaha,

antah iyo ko lah hahaha. Noval Satria Putra, iko kawan nan surang ko y kayo bana ko,

Motor nyo se samanjak dari kuliah mungkin alah ado 5 buah mah, ndak do laii,,Kuliah ka

manggaleh motor ko son, hahaha...kok jo job karajo jan ditanyo lai, banyak, mokasi tolongan

job link jobnyo son...Sukma Wijaya panggilan BOY, ndak masuak se hahaha, namo mirip

keturunan jawa, ehh kok kampuang asli pariaman ndak do jawa nyo doh,,hehe.iboy ko yo

master anaknyo ko, tapi acok pamulang kampuang, Dek TA lah sabulan ndak pulang2

jadinyo iboy a....

nasib jadi petarung akhir lo jo wak mah, yang suko samo NASA ko nyo dari 2057 mah

hahaha bagarah nyo ji. Lardis Fajar Saputra ko korea nyo 3AEC mah, samo jadi petarung

akhir jo wak, nyo takuik jo cwek mah hahaha. Muhammad Hiththoh kawan na paliang

payah bana kok di ajak ngecek serius, kawan nan luruih tabuang se, ngecek jo kawan nan

surang ko yo harus jaleh jaleh bana.payah wak dek nyo hahaha.

Andre Putra nan lah hilang se dari peredaran, ndg ado nampak2 ka basecamp lai, karajoan

TA tu dih ndre, Desember lai masih ado lai. Semangat se Buek TA ndre.

“Ya Allah, jadikanlah Iman, Ilmu dan Amal ku sebagai lentera jalan hidupku,

keluarga dan saudara seimanku”

Yogi Nur Ikhwan.Amd

i

A B S T R A K

SISTEM PEMANTAUAN KETINGGIAN AIR DAN KENDALI PINTU

BENDUNGANDENGAN PEMANFAATAN SMS SEBAGAI PERINGATAN DINI

BANJIR

Pemanfaatan sistem komunikasi berupa SMS yang dalam hal ini

digunakan sebagai peringatan akan adanya bencana banjir sangat bermanfaat bagi

orang-orang yang berada disekitar aliran sungai, mengingat bencana pada saat

sekarang ini sering datang tiba-tiba akibat perubahan cuaca yang tidak menentu.

Selain peringatan berupa SMS adanya sistem buka tutup pintu bendungan secara

otomatis merupakan sebuah alternatif utama yang sangat berguna sebagai

pencegahan pertama akan terjadinya banjir akibat luapan air sungai. Oleh karena

itu penulis mendapatkan ide untuk menggabungkan dua sistem tersebut sebagai

pengendalian banjir bagi warga sekitar aliran sungai.

Pada sistem ini memanfaatkan kerja sensor ultrasonik untuk mengukur

setiap perubahan ketinggian air pada aliran sungai kemudian data akan diterima

dan diolah pada mikrokontroler Arduino Uno dan data ketinggian air akan

ditampilkan pada Liquid Crystal Display (LCD) untuk penggerak pintu

bendungan menggunakan motor DC yang akan membuka dan menutup pintu

bendungan secara otomatis sesuai kondisi yang ditetapkan. Kemudian untuk

pengiriman informasi berupa SMS disini penulis memanfaatkan modul SIM800.

Pintu bendungan akan tertutup pada saat ketinggian air dalam rentang 0

cm sampai dengan 5 cm, kemudian pintu bendungan akan terbuka secara otomatis

ketika ketinggian air lebih dari 5 cm dan kecil dari 9 cm. Untuk peringatan berupa

buzzer dan SMS sistem akan mengirim peringatan ketika katinggian air mencapai

9 cm atau lebih.

Kata kunci (key words) :, Ketinggian air, Pintu bendungan, SMS, Mikrokontorole,

Motor DC, Mosfet, Limit Switch, dan Sensor HC-SR04.

ii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil „Alamin, Puji Syukur kehadirat Allah SWT, berkat Rahmat

dan Karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini yang

berjudul “SISTEM PEMANTAUAN KETINGGIAN AIR DAN KENDALI PINTU

BENDUNGAN DENGAN PEMANFAATAN SMS SEBAGAI PERINGATAN DINI

BANJIR”, seterusnya shalawat beserta salam ter-untuk Rasulullah SAW.

Laporan ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi salah satu persyaratan

dalam menyelesaikan perkuliahan pada Program Studi D3 Teknik Elektronika,

Politeknik Negeri Padang Tahun 2017.

Dalam menyelesaikan laporan ini, Penulis banyak mendapatkan bantuan

dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu Penulis mengucapkan terima

kasih kepada:

1. Kedua orang tua dan seluruh keluarga tercinta yang selalu

mendo‟akan dan mendukung setiap langkah yang penulis tempuh

dalam pendidikan.

2. Bapak Aidil Zamri, ST.,MT., selaku Direktur Politeknik Negeri

Padang.

3. Bapak Afrizal Yuhanef.,ST.,M.Kom selaku Ketua Jurusan Teknik

Elektro Politeknik Negeri Padang.

4. Bapak Herizon,SST.,MT selaku Ketua Program Studi Teknik

Elektronika Politeknik Negeri Padang.

iii

5. Bapak Drs.Albar, M.Kom selaku pembimbing I

6. Bapak Ir.Amril, MT selaku Pembimbing II

7. Seluruh staf pengajar, staf teknisi, dan tenaga administrasi di jurusan

Teknik elektro Politeknik Negeri Padang.

8. Teman-teman kelas 3A EC angkatan 2014 yang menjadi penyemangat

dan mengisi kebersamaan penuh suka dan duka selama ini.

9. Untuk semua pihak yang telah membantu Penulis sampai laporan ini

selesai tepat pada waktunya.

Penulis berharap laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat.

Padang, 30 September 2017

Penulis

Yogi Nur Ikhwan

BP: 1401041004

v

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK ....................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ...................................................................................... ii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ vi

DAFTAR TABEL ............................................................................................. v

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ................................................................. 3

1.4 Tujuan .................................................................................. 3

1.5 Manfaat ................................................................................. 3

1.6 Metode Penyelesaian Tugas Akhir ...................................... 4

1.7 Sistematika Penulisan .......................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Bahaya Banjir........................................................................ 6

2.2 Catu Daya ............................................................................ 6

2.2.1 Penyearah Jembatan ................................................. 7

2.2.2 Kapasitor Sebagai Filter ........................................... 7

2.2.3 Penstabil (Regulator)................................................. 8

2.2.4 Fungsi Power Supply ............................................... 9

2.3 Mosfet ................................................................................... 9

2.3.1 Pengertian Mosfet........................................................ 9

2.3.2 Jenis Mosfet ................................................................. 11

2.4 Arduio Uno .......................................................................... 11

2.4.1 Spesifikasi Arduino uno ........................................... 13

2.4.2 Bagian-bagian Pada Arduino uno ............................. 14

2.4.3 Software Pemograman Arduino ............................... 16

2.4.4 IC ATMEGA 328 Pada Board Arduino Uno ........... 18

vi

2.5 Motor DC ............................................................................ 20

2.5.1 Bagian Motor DC ........................................................ 20

2.5.2 Prinsip Kerja Motor DC .............................................. 21

2.6 Switching Regulator ............................................................. 23

2.7 GSM Module SIM800L ....................................................... 24

2.7.1 Short Message Service (SMS) ..................................... 25

2.7.2 Command Set GSM Modem ....................................... 26

2.8 Sensor Ultrasonik HC-SR04 ................................................ 28

2.9 Modul LCD...........................................................................30

2.10 Limit Switch ......................................................................... 32

2.11 Buzzer ................................................................................... 33

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Blok Diagram Sistrem .......................................................... 34

3.2 Prinsip Kerja Alat ................................................................ 35

3.3 Perancangan dan Pembuatan Hardware .............................. 36

3.3.1 Perancangan Rangkaian Elektronika ....................... 36

A. Rangkaian Power Supply.............................................. 36

B. Rangkaian Keseluruhan ................................................ 37

C. Rangkaian HC-SR04 ..................................................... 39

D. Rangkaian Modul GSM SIM800L ................................ 39

E. Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)..................... 40

F. Rangkaian Driver Motor ............................................... 41

G. Rangkaian Limit Switch.. .............................................. 42

H. Rangkaian Buzzer.......................................................... 43

3.3.2 Perancangan Mekanik .............................................. 44

3.4 Perancangan Software ............................................................. 44

3.4.1 FlowChart .................................................................... 45

BAB IV ANALISIS DAN PENGUJIAN

4.1 Pengujian dan Analisa Rangkaian ....................................... 47

vii

4.1.1 Rangkaian Power Supply ......................................... 48

4.1.2 Rangkaian Driver Motor .......................................... 51

4.1.3 Pengujian Sensor Ultrasonik ................................... 56

4.1.4 Pengujian Rangkaian LCD........................................ 59

4.1.5 Pengujian Limit Switch............................................. 61

4.1.6 Pengujian Tegangan Regulator Switching ............... 62

4.1.7 Pengujian Modul SIM 800L ..................................... 63

4.1.8 Pengujian Buzzer ...................................................... 66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .......................................................................... 68

5.2 Saran .................................................................................... 69

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Rangkaian Catu Daya ........................................................................ 6

Gambar 2. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh ......................................... 7

Gambar 3. Rangkaian Penyearah Menggunakan Filter....................................... 7

Gambar 4. Simbol 78xx ...................................................................................... 8

Gambar 5. Simbol 79xx ...................................................................................... 8

Gambar 6. Skematik Rangkaian Power Suplly ................................................... 8

Gambar 7. Skematik Rangkaian Driver Motor Menggunakan MOSFET........... 9

Gambar 8. Kurva Karakteristik Mosfet ............................................................... 10

Gambar 9. Simbol E-MOSFET ........................................................................... 11

Gambar 10. Simbol D-MOSFET ........................................................................ 11

Gambar 11. Board Arduino Uno R3 Tipe USB .................................................. 13

Gambar 12. Bagian-bagian pada Board Arduino UNO ...................................... 14

Gambar 13. Tampilan Awal Software Pemograman Arduino .................................. 17

Gambar 14. Konfigurasi Pin Atmega 328 ........................................................... 19

Gambar 15. Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor .... 21

Gambar 16. Reaksi Garis Fluks ............................................................................. 22

Gambar 17. Switching Regulator ( Penstabil Tegangan ) ................................... 23

Gambar 18. Tampilan Modul SIM800L ............................................................. 24

Gambar 19. Sensor Ultrasonik HC-SR04 ............................................................... 29

Gambar 20. Sistem Kerja Sensor HC-SR04............................................................ 29

Gambar 21. Skema LCD X 2 ................................................................................ 31

Gambar 22. Simbol Dan Bentuk Limit Switch .................................................... 32

Gambar 23. Kontruksi Dan Simbol Limit Switch.................................................... 33

Gambar 24. Buzzer .............................................................................................. 33

viii

Gambar 25. Block Diagram Sistem Keseluruhan .................................................... 34

Gambar 26. Skematik Rangkaian Power Supply Output 9 VDC .............................. 37

Gambar 27. Layout Rangkaian Power Suply Output 9 VDC .................................... 37

Gambar 28. Rangkaian Keseluruhan Mikrokontroller ............................................. 38

Gambar 29. Rangkaian HC-SR04 ....................................................................... 39

Gambar 30. Rangkaian Modul SIM800L............................................................ 40

Gambar 31. Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) ...................................... 40

Gambar 32. Skematik Rangkaian Driver Mosfet ................................................ 42

Gambar 33. Layout Rangkaian Dirver Mosfet .................................................... 42

Gambar 34. Rangkaian Limit Switch .................................................................. 43

Gambar 35. Rngkaian Buzzer ............................................................................. 43

Gambar 36. Perancangan Mekanik Tampak Atas ............................................... 44

Gambar 37. Perancangan Mekanik Tampak Samping ........................................ 44

Gambar 38. Tampilan IDE Aduino 1.6.5 ............................................................ 45

Gambar 39. Flowchart Program .......................................................................... 46

Gambar 40. Skematik Pengujian Power Suplly .................................................. 48

Gambar 41. Hasil Pengukuran Menggunakan Osiloscope Pada TP1 ................. 50

Gambar 42. Hasil Pengukuran Menggunakan Osiloscope Pada TP2 ................. 50

Gambar 43. Hail Pengukuran Menggunakan Osiloscope Pada TP3 .................. 50

Gambar 44. Titik Pengukuran Rangkaian Driver Motor .................................... 51

Gambar 45. Hasil Pengujian PWM Sebesar 10 .................................................. 53

Gambar 46. Hail Penguian PWM Sebesar 100 ................................................... 54

Gambar 47. Titik Pengujian PWM Sebesar 150 ................................................. 55

Gambar 48. Pengujian Sensor HC-SR04 ............................................................ 57

Gambar 49. Tampilan Serial Monitor Pengujian Sensor HC-SR04 ................... 57

Gambar 50. Cuplikan Program Pengujian Sensor HC-SR04 .............................. 58

Gambar 51. Pin LCD yang Digunakan ............................................................... 60

Gambar 52. Tampilan LCD................................................................................. 61

Gambar 53. Rangkaian Pengujian Limit Switch .................................................. 61

Gambar 54. Pengujian Rangkaian Regulator Teganagn Switching .................... 63

Gambar 55. SMS yang Dikirimkam Dari GSM SIM800L ke HP ...................... 65

Gambar 56. Pengukuran Rangkaian Buzzer ....................................................... 67

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Macam-macam Arduino .................................................................... 12

Tabel 2. Pin Yang Digunakan Pada Mikrokontroller....................................... 38

Tabel 3. Hasil Pengukuran Power Supply........................................................ 49

Tabel 4. Hasil Pengukuran Driver Motor ......................................................... 52

Tabel 5. Hasil Pembacaan Data Sensor HC-SR04 ........................................... 53

Tabel 6. Pengukuran Rangkaian Limit Switch ............................................... 62

Tabel 7. Data Pengujian Modul Tegangan Regulator Switching .................... 63

Tabel 8. Susunan Kabel Modul GSM SIM800L ke Arduino ......................... 63

Tabel 9. Susunan Kabel Modul SIM 800L Keregulator Switching ................. 64

Tabel 10. Hasil Pengukuran Modul GSM SIM800L ...................................... 65

Tabel 11. Hasil Pengukuran Rangkaian Buzzer .............................................. 67

;

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Perancangan Fisik Alat

Lampiran 2 Bentuk Fisik Alat

Lampiran 3 Skematik Rangkaian Sensor HC-SR04

Lampiran 4 Skematik Rangkaian Power Supply

Lampiran 5 Skematik Rangkaian Driver Motor

Lampiran 6 Skematik Rangkaian LCD

Lampiran 7 Skematik Rangkaian Mikrokontroller Keseluruhan

Lampiran 8 Data Sheet Module Ultarsonik HC-SR04

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ketinggian permukaan air merupakan suatu parameter yang banyak

dipantau dan dianalisa perubahannya, terutama pada musim dan keadaan tertentu.

Hal ini berkaitan erat dengan banyaknya kerusakan yang mungkin disebabkan

seperti banjir, tsunami dan lain sebagainya. Selama ini pemantauan ketinggian air

yang dilakukan masih menggunakan alat-alat manual berupa skala ketinggian air

yang diletakkan di pinggiran sungai, jembatan, atau pintu air. Hal ini memiliki

keterbatasan terutama terhadap penumpukan sedimen di dasar sungai, sehingga

mengurangi akurasi dari pengukuran. Masalah lain adalah masih manualnya pintu

air di suatu bendungan. Untuk membuka dan menutup pintu masih manual

menggunakan tenaga manusia.

Mengingat akan pentingnya pemantauan dan pengendalian terhadap

ketinggian air sungai/bendungan terutama pada daerah-daerah dengan tinggi

daratan yang rendah dari permukaan laut, maka dibuat dan dirancang suatu sistem

pemantauan serta pengendalian ketinggian air secara elektrik yang dapat

digunakan untuk peringatan dini akan terjadinya musibah banjir yang disebabkan

meluapnya air pada bendungan melalui sms dan pengendalian ketinggian air

menggunakan pintu air yang bekerja secara otomatis. Dengan menggunakan

buzzer sebagai alarm, kemudian modem GSM sebagai perantara peringatan dini

terhadap penduduk sekitar dan pengendalian ketinggian air menggunakan pintu

2

air yang bekerja secara buka tutup dengan menggunakan motor DC, sensor

ultrasonik sebagai pendeteksi jarak ketinggian permukaan air.

Disini penulis mendapatkan ide dari sebuah judul “Rancang Bangun

Peringatan Sistem Dini Banjir dan Memantau Ketinggian Air Melalui SMS

Menggunakan Sensor Ultrasonik” oleh Jejen Sendra BP.1101052019, kemudian

penulis mencoba mengembangkan judul tersebut. Ide dari pengembanganya

penulis dapat dari video-video yang dilihat dari youtube dengan menambahkan

kendali pintu bendungan sebagai alternatif pencegahan dini banjir sebelum

peringatan melalui buzzer dan sms. Hasil dari Tugas Akhir ini diharapkan dapat

menjadi suatu cara untuk memantau dan mengendalikan ketinggian air

sungai/bendungan.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan permasalahan

yaitu :

1. Bagaimana menggunakan sensor jarak agar bisa mengukur ketinggian air ?

2. Seberapa besar akurasi alat tersebut untuk membuka dan menutup pintu

air?

3. Bagaimana menentukan pintu air yang harus dibuka ketika ketinggian air

melebihi batas yang telah ditentukan ?

4. Bagaimana membuat suatu sistem peringatan dini dan mengendalikan

pintu air seccara otomatis dalam setiap perubahan tinggi air pada

bendungan?

3

1.3 Batasan Masalah

Mengingat luasnya permasalahan pada perangkat keras dan perangkat

lunak pada alat ini, dan keterbatasan waktu yang ada untuk menulis laporan ini

maka penulisan laporan tugas akhir ini dibatasi pada :

1. Alat yang dibuat berupa prototype.

2. Sensor yang digunakan untuk mengukur ketinggian air adalah sensor

Ultrasonik.

3. Untuk menampilkan ketinggian air menggunakan LCD 16x2.

4. Motor penggerak pada sistem pintu otomatis menggunakan motor DC.

5. Untuk pengiriman SMS hanya satu nomor yang terdaftar dalam program

saja.

1.4 Tujuan

Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah :

1. Membuat Sistem Peringatan Dini Berbasis SMS Gateway Menggunakan

Mikrkontroller.

2. Memanfaatkan _teknologi_ modul SIM800L yang dihubungkan kearduino

untuk_mmberitahu ketinggian air dibendungan.

3. Menampilkan ketinggian air dan kendali pintu bendungan secara otomatis.

1.5 Manfaat

Adapun maanfaat dari pembuatan tugas akhir ini adalah :

Dapat menghasilkan suatu sistem peringatan dini dan pengendalian pintu

air di suatu bendungan secara otomatis.

Dalam penerapan aslinya alat ini dapat digunakan sebagai antispasi banjir

bagi masyarakat disekitar sungai.

4

1.6 Metodelogi

Dalam perakitan, membuat, dan menyelesaikan alat, terlebih dahulu

dilakukan perancangan sehingga menghasilkan suatu sistem atau alat yang bisa

digunakan dengan baik. Adapun metode – metode yang digunakan adalah:

1. Studi literature, Dalam metode ini dilakukan kajian literatur untuk

melakukan pendekatan terhadap konsep-konsep yang digunakan. Dan

untuk lebih meningkatkan pemahaman terhadap aspek-aspek teori yang

mendukung pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak.

2. Melalui konsultasi dengan dosen pembimbing serta dari sumber lain yang

bisa dijadikan bahan pertimbangan dalam pembuatan tugas akhir ini

sehingga permasalahan yang timbul bisa diatasi.

3. Metoda pembuatan alat, yaitu merancang semua rangkaian yang

dibutuhkan dalam pembuatan tugas akhir, melakukan pengujian masing-

masing rangkaian serta menghubungkan semua rangkaian tersebut

sehingga jadi satu sistem yang bisa diterapkan.

4. Percobaan dan analisa, yaitu mengoperasikan alat dan melakukan

sejumlah pengukuran terhadap titik yang telah ditentukan sehingga

didapatkan data-data yang akan dianalisa.

5. Pembuatan laporan Tugas Akhir.

5

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Berisikan tentang latar belakang, batasan dan rumusan masalah, tujuan

pembuatan tugas akhir, manfaat, metedelogi serta sistematika penulisan dari

pembuatan tugas akhir ini.

BAB II LANDASAN TEORI

Dalam hal ini, penulis akan mengemukakan teori dasar mengenai

mikrokontroler (Arduino UNO), Limit Switch, Mosfet, motor DC, sensor

ultrasonik, modul SIM800L serta rangkaian pendukung lainnya.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Berisi tentang perancangan dan pembuatan peralatan (software dan hardware)

dan pemrograman sistem kontrol dengan menggunakan program mikrokontroler

Atmega 328 (arduino uno).

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Berisi tentang pengujian dan analisa program yang telah dibuat, pengujian

masing-masing rangkaian yang dipergunakan dengan program yang telah dibuat.

BAB V PENUTUP

Merupakan bab penutup yang berisikan kesimpulan dan saran.

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Bahaya Banjir

Penyebab banjir ini disebabkan karena faktor cuaca. Apabila terdapat daerah

yang memiliki curah hujan tinggi dan terjadi berlarut-larut dalam jangka waktu

lama, memiliki resiko yang besar untuk terjadi banjir terlebih jika berada di

dataran rendah. Bendungan yang jebol juga salah satu penyebab banjir disekitar

lingkungan yang daerah tersebut kurang terawat serta mudah dirusak

kelestariannya, dengan memanfaatkan sesuatu yang tidak pada tempatnya dan

juga hasilnya dapat berakibat banjir bandang yang sangat merugikan.

2.2. Catu Daya

Catu daya merupakan bagian yang penting dalam rangkaian elektronika

karena berfungsi sebagai sumber daya untuk mengaktifkan rangkaian. Catu daya

tersusun oleh transformator, penyearah, kapasitor sebagai filter dan regulator

seperti pada gambar 1. Tegangan bolak balik diturunkan nilainya oleh

tranformator kemudian disearahkan dengan rangkaian dioda dan gelombang

outputnya diratakan dengan kapasitor. Setelah diratakan oleh kapasitor, kemudian

tegangan tersebut distabilkan oleh komponen peregulasi tegangan.

Gambar 1. Diagram Blok Catu Daya

7

2.2.1 Penyearah Jembatan

Penyearah digunakan untuk menyearahkan gelombang bolak-balik. Pada

alat ini diguanakan penyearah gelombang penuh. Untuk memperoleh penyearah

gelombang penuh dapat dlakukan dengan menggunakan empat buah dioda atau

dioda jembatan. Rangkaian penyearah dapat dilihat pada gambar 2 berikut ini.

Gambar 2. Rngkaian Penyearah Gelombang Penuh

Besarnya tegangan DC yang dihasilkan yaitu sebesar 2 kali Vmax dibagi

dengan (pi). Dimana besarnya Vmax adalah tegangan puncak (V-peak) dari

salah satu siklus sinyal AC.

Menentukan tegangan peak (Vp) dengan rumus:

Vp = √2 . Vrms

Untuk menentukan nilai Vdc dengan menggunakan rumus:

Vdc = 0.636 . Vp

2.2.2 Kapasitor

Kapasitor digunakan untuk menyaring riak-riak gelombang hasil

penyearahan agar menjadi halus atau rata Seperti pada gambar 3. Saat dioda

menghantarkan arus, maka kapasitor (C) akan terisi sesuai dengan bentuk

gelombang masukannya.

8

Gambar 3. Rangkaian Penyearah Menggunakan Filter

Dengan adanya kapasitor, tegangan keluaran tidak segera turun walaupun

tegangan masukan sudah turun. Hal ini karena kapasitor memerlukan waktu untuk

mengosongkan muatannya.

2.2.3 Penstabil

Penyetabil (regulator) adalah rangkaian yang berfungsi untuk menjaga

tegangan keluaran agar tetap stabil pada setiap perubahan beban. Contoh dari

penyetabil adalah rangkaian terpadu dengan tipe 7805, 7905, 7812, 7912 dan lain-

lain. IC ini mempunyai tiga terminal yaitu masukan, keluaran dan tanah.

Sedangkan dua digit angka paling depan menunjukan polaritas tegangan yang

dihasilkan. Tipe 78xx menunjukkan polaritas positif seperti (gambar 4),

sedangkan tipe 79xx menunjukkan polaritas negative seperti (gambar 5).

Gambar 4. Simbol 78xx Gambar 5. Simbol 79xx

Berdasarkan blok diagram daiatas, maka dapat dilihat hasil keseluruhan

dari rangkaian keseluruhan dari rangkaian power suplly pada gambar 6 :

9

Gambar 6. Skematik Rangkaian Poewer Supply

2.2.4 Fungsi Power Supply

Pada umumnya peralatan elektronika yang tersedia memerlukan sumber

tegangan arus searah (DC), untuk dapat bekerja dengan baik. Sedangkan sumber

tegangan yang tersedia adalah tegangan (AC) yang berasal dari PLN. Oleh sebab itu,

dibutuhkanlah sebuah Power Supply yang berfungsi untuk mengkonversikan

tegangan AC menjadi tegangan DC yang stabil.

2.3 Mosfet

2.3.1 Pengertian

Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) merupakan

salah satu jenis transistor yang memiliki impedansi gate sangat tinggi, sehingga

dengan menggunakan MOSFET sebagai saklar elektronik, memungkinkan untuk

menghubungkannya dengan semua jenis gerbang logika. Rangkaian MOSFET dapat

dilihat pada gambar 7 berikut ini.

Gambar 7. Skematik Rangkaian Driver Motor Menggunakan MOSFET

10

Dengan menjadikan MOSFET sebagai saklar, maka dapat digunakan untuk

mengendalikan beban dengan arus yang tinggi seperti pengendalian motor DC.Untuk

membuat MOSFET sebagai saklar maka hanya menggunakan MOSFET pada kondisi

saturasi(on) dan kondisi cut-off (off). Adapun kurva karakteristik mosfet dapat dilihat

pada gambar 8 dibawah ini:

Gambar 8. Kurva Karakteristik Mosfet

Dari gambar 8 dapat dijelaskan bahwa pada daerah Cut-Off MOSFET tidak

mendapatkan tegangan input (Vin = 0V) sehingga tidak ada arus drain Id yang

mengalir. Kondisi ini akan membuat tegangan Vds = Vdd. Dengan beberapa kondisi

diatas maka pada daerah cut-off ini MOSFET dikatakan OFF (Full-Off). Sedangkan

pada daerah saturasi MOSFET mendapatkan bias input (Vgs) secara maksimum

sehingga arus drain pada MOSFET juga akan maksimum dan membuat tegangan

Vds = 0V. Pada kondisi saturasi ini MOSFET dapat dikatakan dalam kondisi ON

secara penuh (Fully-ON).

11

2.3.2 Jenis Mosfet

` 1. Enhancement MOSFET (E-MOSFET )

MOSFET enhancement-mode adalah sebuah MOSFET yang gatenya

terbuat dari metal aluminium dan terisolasi oleh lapisan SiO2 sama seperti

transistor MOSFET depletion-mode. Perbedaan struktur yang mendasar adalah,

subtrat pada transistor MOSFET enhancement-mode sekarang dibuat sampai

menyentuh gate, seperti terlihat pada gambar 9 berikut ini.

Gambar 9. Simbol E-MOSFET

2. MOSFET Depletion (D-MOSFET)

Gambar 10 berikut menunjukkan simbol dari transistor jenis ini. Pada

sebuah kanal semikonduktor tipe n terdapat semikonduktor tipe p dengan

menyisakan sedikit celah. Dengan demikian diharapkan elektron akan mengalir 20

dari source menuju drain melalui celah sempit ini. Gate terbuat dari metal (seperti

aluminium) dan terisolasi oleh bahan oksida tipis SiO2 yang tidak lain adalah

kaca.

Gambar 10. Simbol D-MOSFET

2.4 Arduino

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source,

diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan

12

elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR

dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Saat ini Arduino sangat

populer di seluruh dunia.

Tapi tidak hanya pemula, para hobbyist atau profesional pun ikut senang

mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan Arduino. Pada Tabel 1 berikut

ini merupakan tmacam macam Arduino USB beserta penjelasannya :

Tabel 1. Macam – macam Arduino.

No Jenis Arduino Penjelasan

1 Arduino Uno Arduino Uno adalah papan mikrokontroler

berdasarkan ATmega328 (datasheet)

2 Arduino Due

The Arduino Due adalah papan mikrokontroler

berdasarkan Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3

CPU (datasheet)

3 Arduino

Leonardo

Arduino Leonardo adalah papan mikrokontroler

berdasarkan ATmega32u4 (lihat datasheet)

4 Arduino Mega

2560

Arduino mega 2560 adalah papan mikrokontroler

ATmega2560 berdasarkan (datasheet)

5 Arduino Intel

Galileo

Galileo adalah papan mikrokontroler berdasarkan

Intel ® Quark SoC X1000 Application Processor,

32-bit sistem Pentium-kelas Intel pada sebuah chip

(datasheet)

6 Arduino Pro

Mikro AT

Arduino Mikro adalah board mikrokontroler

berdasarkan ATmega32u4 (lihat datasheet), yang

dikembangkan bersama dengan Adafruit.

7 Arduino Nano

R3

Arduino Nano R3 adalah sebuah papan kecil,

lengkap, dan ramah-papan tempat memotong roti

berdasarkan ATmega328 (Arduino Nano 3.x) atau

ATmega168 (Arduino Nano 2.x)

8 Arduino Pro

Mini

Arduino ProMini ditujukan untuk pengguna tingkat

lanjut yang membutuhkan fleksibilitas, biaya

rendah, dan ukuran kecil.

9 Arduino Mega

ADK

Arduino MEGA ADK adalah board mikrokontroler

ATmega2560 berdasarkan (datasheet)

10 Arduino

Esplora

Arduino Esplora adalah papan mikrokontroler

berasal dari Arduino Leonardo. Esplora berbeda

dari semua papan Arduino sebelumnya dalam hal

ini menyediakan sejumlah built-in, siap digunakan

set sensor onboard untuk interaksi.

Feri Djuandi. 2011.Pengenalan Arduino. Jakarta : www.tobuku.com.

13

Berdasarkan gambar 11 dibawah ini salah satu jenis Arduino , yakni

Arduino Uno memilki 14 pin digital input/output, 6 analog input, sebuah

resonator keramik 16MHz, koneksi USB, colokan power input, ICSP header, dan

sebuah tombol reset.

Gambar 11. Board Arduino Uno R3 Tipe USB

Arduino Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal tidak

menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2

(Atmega8U2 sampai versi R2) diprogram sebagai konverter USB-to-serial.Revisi

2 dari Uno memiliki resistor pulling 8U2 HWB yang terhubung ke tanah,

sehingga lebih mudah untuk menggunakan mode DFU.

2.4.1 Spesifikasi Arduino Uno

a. Mikrokontroler ATmega328

b. Catu Daya 5V

c. Teganan Input (rekomendasi) 7-12V

d. Teganan Input (batasan) 6-20V

14

e. Pin I/O Digital 14 (of which 6 provide PWM output)

f. Pin Input Analog 6

g. Arus DC per Pin I/O 40 mA

h. Arus DC per Pin I/O untuk PIN 3.3V 50 mA

i. Flash Memory 32 KB (ATmega328) dimana 0.5 KB digunakan oleh

bootloader

j. SRAM 2 KB (ATmega328)

k. EEPROM 1 KB (ATmega328)

l. Clock Speed 16 MHz

2.4.2 Bagian – bagian pada board Arduino Uno

Gambar 12. Bagian-bagian pada board Arduino Uno

Berdasarkan gambar 12 diatas berikut penjelasan bagian-bagian pada board

Arduino Uno :

a. 14 pin input/output digital (0-13)

Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program.

Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi

sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya dapat diatur.

15

Nilai sebuah pin output analog dapat deprogram antara 0 – 255,

dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.

b. USB

Berfungsi untuk membuat program dari komputer ke dalam board

arduino, komunikasi serial antara papan dan computer, memberi

daya listrik kepada papan.

c. Sambungan SV1

Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah

dari sumber eksternal atau menggunakan USB.Sambungan ini tidak

diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan

sumber daya eksternal atau USB dilakukan secara otomatis.

d. Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)

Jika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal

adalah jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak

yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi

untuk setiap detaknya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali

per detik (16MHz).

e. Tombol Reset

Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal.

Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program

atau mengosongkan microcontroller

f. In-Circuit Serial Programming (ICSP)

Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram

microcontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader.Umumnya

16

pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu

dipakai walaupun disediakan.

g. IC 1 – Microcontroller Atmega

Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU,

ROM dan RAM.

h. X1 – sumber daya eksternal

Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino

dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.

i. 6 pin input analog (0-5)

Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan

oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca

nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai

tegangan 0 – 5V.

2.4.3 Software Pemograman Arduino

Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino yang

akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software

lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino. Pada gambar 13

dibawah ini merupakan tampilan awal ketika membuka jendela software

pemograman arduino.

17

Gambar 13. Tampilan awal software pemograman arduino

IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan

menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari :

a. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna

menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing.

b. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa

Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah microcontroller

tidak akan bisa memahami bahasa

c. Processing. Yang bisa dipahami oleh microcontroller adalah kode biner.

Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

d. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari Jomputer ke

dalam memory didalam papan Arduino.

18

2.4.4 IC ATMEGA328 pada Board Arduino Uno

ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai

arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) dan setiap proses eksekusi

datanya lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set

Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

a. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu

siklus clock.

b. 32 x 8-bit register serba guna.

c. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

d. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

e. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi

permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun

catu daya dimatikan.

f. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

g. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse

Width Modulation) output.

h. Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu

memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga

dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.Instruksi – instruksi dalam

memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu

19

instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori

program.

Pada gambar 14 berikut ini adalah tampilan konfigurasi pin ATmega 328

pada board arduino :

Gambar 14. Konfigurasi Pin ATmega 328

Berdasarkan gambar 14 tentang konfigurasi pin ATmega 328 berikut

penjelasan masing-masing pin :

a. Port Pin PB7 Terdiri dari fungsi XTAL2 (Chip Clock Oscillator pin 2),

TOSC2 (Timer Oscillator pin 2), PCINT7 (Pin Change Interrupt 7)

b. Port Pin PB6 Terdiri dari fungsi XTAL1 (Chip Clock Oscillator pin 1

atau External Clock Input), TOSC1 (Timer Oscillator pin 1), PCINT6

(Pin Change Interrupt 6).

c. Port Pin PB5 Terdiri dari fungsi SCK (SPI Blus Master Clock Input),

PCINT5 (Pin Change Interupt 5).

d. Port Pin PB4 Terdiri dari fungsi MISO (SPI Blus Master Input/Slave

Input), PCINT4 (Pin Change Interrupt 4).

20

e. Port Pin PB3 Terdiri dari fungsi MOSI (SPI Blus Master Output/Slave

Input), OC2A (Timer / Counter 2 Output Compare Match A Output),

PCINT3 (Pin Change Interrupt 3).

f. Port Pin PB2 Terdiri dari fungsi SS (SPI Blus Master Slave Select),

OC1B (Timer / Counter 1 Output Compare Match B Output), PCINT2

(Pin Change Interrupt 2).

g. Port Pin PB1 Terdiri dari fungsi OC1A (Timer / Counter 1 Output

Compare Match A Output), PCINT1 (Pin Change Interrupt 1)

h. Port Pin PB0 Terdiri dari fungsi ICP1 (Timer / Counter 1 Input Capture

Input), CLKO (Divided System Clock Output), PCINT0 (Pin Change

Interrupt 0).

2.5 Motor DC

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah

sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua

terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari

tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas

dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor

sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan

motor.

2.5.1 Bagian Motor DC

1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan

medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet)

ataupun magnet permanen.

21

2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana

arus listrik mengalir.

2.5.2 Prinsip Kerja Motor DC

Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar

konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.

Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor dapat dilihat pada

gambar 15 berikut.

Gambar 15. Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor

Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah

garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan

dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan

menunjukkan arah garis fluks. Gambar diatas menunjukkan medan magnet yang

terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U. Medan magnet

hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor

tersebut. Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara kutub

22

uatara dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan

medan magnet kutub pada gambar 16 berikut.

Gambar 16. Reaksi Garis Fluks

Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang

dilengkungkan. Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui ujung

B. Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan pada kutub

dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan

berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B

yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan

menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha

untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya

tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.

Belitan stator merupakan elektromagnet, dengan penguat magnet terpisah

F1-F2. Belitan jangkar ditopang oleh poros dengan ujung-ujungnya terhubung ke

komutator dan sikat arang A1-A2. Arus listrik DC pada penguat magnet mengalir

dari F1 menuju F2 menghasilkan medan magnet yang memotong belitan jangkar.

Belitan jangkar diberikan listrik DC dari A2 menuju ke A1. Sesuai kaidah tangan

kiri jangkar akan berputar berlawanan jarum jam.

23

2.6 Switching Regulator

Modul konventer DC ke DC (Gambar17), ini menggunakan IC LM2596S

yang merupakan Integrated Circuit (IC) untuk mengubah tingkatan tegangan

(voltage level) arus searah / Direct Curent (DC) menjadi lebih rendah dibanding

tegangan masukannya.

Tegangan masukan (input voltage) dapat dialiri tegangan berapa pun

antara 3 Volt hingga 40 Volt DC, yang akan diubah menjadi tegangan yang lebih

rendah di antara 1,5 Volt hingga 35 Volt DC.

Gambar 17. Switching Regulator ( Penstabil Tegangan )

Versi mini dari penurun tegangan DC-DC ekonomis yang bias distel

tegangan output nya. Cocok untuk pemasangan peralatan komunikasi dan

elektronik yang mini, ringan, tidak memakan tempat dan sangat portable.

Spesifikasi:

Input: 4.5 V ~ 28 V

Output: 0.8 V ~ 20 V(Adjustable)

Output current: 3A(Max)

Conversion efficiency: 96% (the highest)

The output ripple: The 30 mv

Switching frequency: 1.5 MHz(highest),typically 1 MHz

Suhu Kerja: - 45 ~ + 85

Dimensi: 17mmx22mmx4mm

24

2.7 GSM Module SIM800l

SIM800L pada gambar 18 merupakan suatu modul GSM yang dapat

mengakses GPRS untuk pengiriman data ke internet dengan sistem M2M.AT-

Command yang digunakan pada SIM800L mirip dengan AT-Command untuk

modulmodul GSM sebelumnya. Sehingga jika diinginkan, modul ini dapat diganti

dengan modul gsm lain yang mempunyai komunikasi data serial TTL untuk

antarmuka dengan mikrokontroler. SIM800L merupakan keluaran versi terbaru

dari SIM900.

Gambar 18. Tampilan Modul SIM800L

Spesifikasi umum SIM800l

• Quad band 850/900/1800/1900 MHz

• Gprs multi--slot class 12/10

• Gprs kelas mobile station b

• Compliant ke gsm fase 2/2 +-Kelas 4 (2 w @ 850/900 MHz)-Kelas 1 (1 w

@ 1800/1900 MHz)

• Fm: 76 ~ 109 MHz band di seluruh dunia dengan 50 KHz tala langkah

• Dimensi: 15.8*17.8*2.4mm

• Berat: 1.35g

25

• Kontrol melalui perintah pada (3GPP ts 27.007, 27.005 dan SIMCOM

ditingkatkan pada perintah)

• Rentang tegangan power supply 3.4 ~ 4.4 v

• Konsumsi daya yang rendah

• Suhu operasi:-40 ° C ~ 85 ° c

Spesifikasi untuk data gprs

• Gprs class 12: max. 85.6 kbps (downlink/uplink)

• Pbcch dukungan

• Skema cs 1, 2, 3, 4

• Ppp-tumpukan

• CSD hingga 14.4 kbps

• USSD

• Modus non transparan

2.7.1 Short Message Service (SMS)

SMS pertama kali diperkenalkan pada tahun 1991 di Eropa, ketika teknologi

wireless pertama kali muncul, dan sistem GSM telah memiliki layanan tersebut.

Dengan SMS, terminal Mobile Station (MS) dapat menerima dan mengirimkan

pesan-pesan singkat sebanyak 160 karakter alphanumeric, pentransmisian pesan

secara connectionless dengan menggunakan kanal pensinyalan.

Pesan dapat dikirim langsung dari MS ke MS lainnya tanpa melewati

operator, sehingga pesan yang dikirimkan dapat sewaktu-waktu dikirim, walaupun

MS yang dituju dalam keadaan tidak aktif atau berapa diluar jangkauan. Dengan

26

kemampuan “store and forward” yang dimiliki SMS, maka pesan tersebut untuk

sementara disimpan dalam jaringan sampai MS yang dituju kembali ke dalam

layanan area pelayanan atau siap menerima pesan.

Prinsip kerja SMS adalah bahwa setiap jaringan mempunyai suatu Service

Center (SC). SC ini berfungsi menyimpan dan meneruskan pesan dari pengirim ke

pelanggan yang dituju. Suatu SC menjadi interface antara Public Land Mobile

Network (PLMN) GSM dengan berbagai sistem lainnya seperti elektronik mail,

faksimili atau suatu content provider. SC terhubung ke PLMN atau MSC.

2.7.2 Command Set GSM Modem

GSM modem yang digunakan untuk pengerjaan tugas akhir ini berupa

SIM808. Perintah AT Command digunakan karena merupakan software untuk

pengoperasian dari SIM808 dan diimplementasikan pada unit basic yang sudah

terintegrasi dengan mesin seluler.

Perintah input berdasarkan pada fungsi dasar operasi dari unit basis,

kemudian unit basis akan menterjemahkan fungsi operasi tersebut kedalam AT

Command sehingga GSM modem dapat menjalankan perintah yang ditujukan

kepadanya.

a. Klasifikasi AT+Command antara lain :

Basic Commands, tidak menggunakan tanda “+” atau “^”

Extended Commands, memakai tanda “+” atau “^”

b. Bagian AT+Command :

Awalan

Selalu diawali dengan “AT”, kecuali untuk perintah “A/”

27

Isi

Terdiri dari beberapa karakter yang berdiri sendiri, yang berisi nama dan

kondisi. Bagian ini ditandai dengan [...]

Akhiran

Ditandai dengan adanya huruf “<CR>”

b. Perintah dasar AT+Command :

Test Command : AT+CXXX=?

Telepon menjawab dengan mengirimkan daftar parameter dan cakupannya.

Ini dapat diset dengan menggunakan Write command atau atas pertolongan

proses internal.

Membaca Command : AT+CXXX?

Perintah ini berisi nilai dari parameter

Menulis Command : AT+CXXX=<...>

Perintah ini digunakan untuk mengeset parameter yang ditetapkan

Melaksanakan Command : AT+CXXX

Melaksanakan command parameter non-settable yang dibaca, yang mana

dipengaruhi oleh proses internal dalam telepon

c. Respon AT+Command :

OK : perintah dapat dijalankan, tidak ada error

CONNECT : terjadi hubungan atau komunikasi

RING : adanya panggilan yang masuk

NO CARRIER : tidak dapat tersambung

NO DIAL TONE : salah menuliskan perintah, tidak ada dial tone

BUSY :remote station sedang sibuk

28

NO ANSWER :waktu pengetesan terlalu lama

ERROR : salah perintah, perintah yang dimasukan terlalu

lama

Contoh perintah AT Command yang digunakan :

AT+CMGS=n

AT Command ini digunakan untuk mengirimkan pesan atau SMS. (n)

merupakan jumlah pasangan heksa PDU SMS dimulai setelah nomor SMS Center

(maksimal 140)

AT+CMGL=n

AT Command ini digunakan untuk memeriksa SMS yang masuk, dengan n :

1. n=0 untuk SMS baru di inbox

2. n=1 untuk SMS yang sudah dibaca di inbox

3. n=2 untuk SMS yang tidak terkirim di outbox

4. n=3 untuk SMS yang terkirim di outbox

5. n=4 untuk semua SMS di inbox dan outbox

AT+CMGD=n

AT Command yang berfungsi menghapus SMS. (n) merupakan nomor

referensi SMS yang ingin dihapus.

2.8 Sensor Ultrasonik HC-SR04

Sensor ini terdiri dari dua bagian, yaitu transmitter dan receiver dengan

komponen yang sama, yaitu piezoelectric transducer. Komponen ultrasonik ini

bekerja berdasarkan prinsip speaker konvensional. Hanya frekuensi responsnya

dibatasi secara tajam.

29

Gelombang Ultrasonik adalah gelombang yang mempunyai frekuensi lebih

dari 20 KHz dan bekerja berdasarkan pantulan gelombang suara. Gelombang

ultrasonik bisa merambat pada medium padat, cair dan gas. Rangkain sensor

yang berfungsi sebagai pemancar akan memancarkan gelombang ultrasonik

dengan frekuensi tertentu, kemudian apabila terjadi benturan terhadap suatu

benda atau objek maka gelombang ultrasonik akan dipantulkan kembali dan

diterima oleh rangkaian sensor yang berfungsi sebagai penerima. Maksimum

jarak yang dapat dibaca sensor ultrasonik adalah 0 s.d 2 m. Bentuk fisik, pin

sensor ultrasonik dan cara kerjanya dapat dilihat pada gambar 19 dan gambar 20.

Gambar 19. Sensor Ultrasonik HC-SR04

Gambar 20. Sistem kerja sensor ultrasonik.

Untuk menghitung jarak benda dari sensor dapat menggunakan rumus :

S = 340.t/2

30

Keterangan:

S = merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul),

t = adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu

ketika gelombang pantul diterima receiver.

Cara Kerja Sensor Ultrasonik HC-SR04:

Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu

dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas

20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum

digunakan adalah 40kHz.

Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan

kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal

tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut.

Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut

akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut.

2.9 Liquid Crystal Display(LCD) 16x2

LCD (Liquid Crystal Display) merupakan suatu piranti yang berfungsi

sebgai tampilan. Terdapat dua jenis LCD, yaitu LCD karakter dan LCD grafik.

LCD karakter digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti

televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. LCD sangat berfungsi sebagai

penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.

Skema dan pin LCD dapat dilihat pada gambar 21.

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

31

2. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

3. Terdapat karakter generator terprogram.

4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

5. Dilengkapi dengan back light.

Gambar 21. Skema LCD 16 X 2

Berdasarkan gambar 21, fungsi setiap pin/jalur input dan kontrol dalam suatu

LCD (Liquid Cristal Display) adalah :

1. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan

menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus

data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

2. Pin Vss berfungsi sebagai Ground.

3. Pin Vcc berfungsi sebagai tegangan input dengan catu 5 volt DC.

4. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan

jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan

yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

5. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis

data, sedangkan high baca data.

32

6. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

7. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini

dihubungkan dengan trimpot 5Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke

ground.

8. Pin A sebagai tegangan positif untuk lampu latar (backlight), 4-4,2 volt.

9. Pin K sebagai ground untuk lampu latar (backlight).

2.10 Limit Switch

Limit Switch (saklar pembatas) adalah saklar atau perangkat

elektromekanis yang mempunyai tuas aktuator sebagai pengubah posisi kontak

terminal (dari Normally Open/ NO ke Close atau sebaliknya dari Normally

Close/NC ke Open). Simbol Dan Bentuk Limit Switch pada gambar 22.

Gambar 22. Simbol Dan Bentuk Limit Switch

Limit switch umumnya digunakan untuk :

Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau

benda lain.

Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.

Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.

Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada

batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau

penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak

http://elektronika-dasar.web.id/wp-content/uploads/2012/07/Simbol-Dan-Bentuk-Limit-Switch.jpg

33

yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu

kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit switch

dapat dilihat seperti gambar 23 di bawah.

Gambar 23. Kontruksi Dan Simbol Limit Switch

2.11 Buzzer

Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi

sinyal suara. Buzzer terdiri dari alat penggetar yang berupa lempengan yang tipis

dan lempengan logam tebal. Bila kedua lempengan diberi tegangan maka electron

dan proton akan mengalir dari lempengan satu ke lempengan lain. Dengan adanya

muatan listrik maka terdapat beda potensial di kedua lempengan, beda potensial

akan menyebabkan lempengan 1 bergerak saling bersentuhan dengan lempengan

2. Diantara lempengan 1 dan 2 terdapat rongga udara, sehingga apabila terjadi

proses getaran di rongga udara maka buzzer akan menghasilkan bunyi dengan

frekuensi tinggi. Buzzer biasanya digunakan sebagai alarm. Frekuensi suara yang

keluar dari buzzer mencapai 1-5 KHz.[8]

Buzzer dapat dilihat pada gambar 24.

Gambar 24. Buzzer.[7]

http://elektronika-dasar.web.id/wp-content/uploads/2012/07/Konstruksi-Dan-Simbol-Limit-Switch.jpg

34

BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.1 Block Diagram Sistem

Perancangan blok diagram dimaksudkan untuk memberikan gambaran

mengenai alat yang dirancang memudahkan proses perancangan dan pembuatan

pada masing-masing bagian, sehingga akan terbentuk suatu sistem yang sesuai

dengan perancangan sebelumnya. Secara garis besar prinsip kerja dari sistem yang

dibuat ini adalah seperti terlihat pada blok diagram pada gambar 25 .

Gambar 25. Blok Diagram Sistem Secara Keseluruhan

Adapun fungsi dari masing-masing blok diagram tersebut adalah:

1. Power supply berfungsi sebagai penyuplai daya untuk tiap-tiap blok diagram

sesuai dengan yang dibutuhkan.

POWER SUPPLY

PROSES

(ARDUINO)

SENSOR

ULTRASONIK

LCD

(Liquid Crystal Display)

Modul SIM800L

SMS (Short Message)

Handphone

Driver

Mosfet Motor

DC

HP

Tegangan

Regulator

Switching

35

2. Sensor Ultrasoik digunakan untuk mengukur tingkat ketinggian

permukaan air pada sebuah bendungan dengan cara memanfaatkan

pantulan gelombang suara yang dihasilkan oleh sensor itu sendiri.

3. Arduino Uno yang berfungsi sebagai pusat control serta proses input dan

output dari sensor.

4. Driver mosfet yang berfungsi untuk mengontrol motor.

5. Alarm (Buzzer) berfungsi untuk mengeluarkan suara atau bunyi

pemberitahuan dan peringatan aka adanya banjir.

6. LCD (Liquid Crystal Display) Berfungsi sebagai informasi penampil

kondisi ketinggian air pada bendungan.

7. Modul GSM SIM800 modul pengirim SMS (Short Message) berfungsi

sebagai pintu gerbang komunikasi antara sensor ke Handphone.

3.2 Prinsip Kerja Alat

Alat ini bekerja dengan membaca setiap perubahan ketinggian air sungai

menggunakan sensor jarak ultrasonik HC-SR04 dan ditampilkan pada LCD

(Liquid Crystal Display). Pada sistem ini terdapat sistem buka tutup pintu

bendungan secara otomatis menggunakan motor DC. Pada dasarnya alat ini dibuat

sebagai peringatan akan terjadinya banjir dengan memanfaatkan sistem

komunikasi SMS (Short Message) Gateway, disini digunakan Modul GSM

SIM800 sebagai perangkat yang telah di setting untuk mengirimkan pesan ke

petugas apabila tidak berada di lokasi. Peringatan berupa SMS (Short Message)

akan terkirim apabila kondisi terpenuhi, semua kondisi telah diatur pada

mikrokontroler Arduino Uno.

36

Mengingat akan pentingnya sebuah peringatan bahaya terutama banjir,

namun apabila terjadi gangguan pada sinyal untuk mengirimkan pesan dan pesan

tidak dapat terkirim, pada alat ini telah dipasang alternatif lain sebagai peringatan

dengan memanfaatkan alarm buzzer, alarm bekerja bersamaan dengan pengiriman

pesan.

3.3 Perancangan dan Pembuatan Hardware

perancangan dan pembuatan hardware Sistem Pemantauan Ketinggian Air

dan Kendali Pintu Bendungan Serta Pemanfaatan SMS (Short Message) sebagai

Peringatan Banjir, terdiri dari perancangan mekanik dan perancangan elektronik.

Perancangan mekanik yaitu membuat perancangan untuk mekanik pintu dan

perancangan elektronik yaitu membuat rangkaian elektronika yang akan

direalisasikan ke bentuk PCB (Printed Circuit Board). Dimana perancangannya

terdiri dari:

3.3.1 Perancangan Elektronik

A. Rangkaian Power Supply

Rangkaian power supply berfungsi sebagai sumber tegangan utama dari

alat yang akan dibuat. Rangkaian power supply memanfaatkan tegangan dari PLN

sebesar 220 VAC. Tegangan dari PLN ini terlalu besar, sehingga digunakan trafo

step down 3 ampere dengan keluaran tegangannya dibuat 12 VAC. Output ini

telah sesuai dengan menggunakan IC 7809. Selanjutnya tegangan akan

disearahkan oleh dioda sehingga tegangan AC dirubah menjadi tegangan DC.

Kapasitor untuk filter sehingga bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa

menjadi rata. Komponen penyusun pembuatan power supply ini diantaranya trafo

37

step down, dioda, kapasitor, resistor, led indikator dan ic regulator. Rangkaian

skematik dan layout power supply dengan output 9 VDC dapat dilihat pada

gambar 26 dan 27 berikut ini :

Gambar 26. Skematik Rangkaian Power Supply Output 09 VDC

Gambar 27. Layout Rangkaian Power Supply Output 09 VDC

B. Rangkaian Keseluruhan

Arduino UNO memiliki 13 pin digital dan 5 pin analog input atau ouput.

Pemasangan komponen pada mikrokontroller menggunakan pin header dan konektor

yang bertujuan memudahkan pengguna untuk memasang, memindahkan komponen

ke pin yang dibutuhkan. Kristal dan kapasitor sebagai osilator rangkaian sistem

38

minimum yang berfungsi untuk memenuhi kebutuhan clock pada Arduino Uno

dengan frekuensi 16 MHz. Skematik rangkaian keseluruhan pada mikrokontroller

dapat dilihat pada gambar 28.

Gambar 28. Rangkaian Keseluruhan Mikrokontroller

Tabel 2. Pin Yang Digunakan Pada Mikrokontroller

MODUL

PIN MODUL

(YANG

DIGUNAKAN)

PIN ARDUINO

LCD

1. RS

2. ENABLE

3. D4

4. D5

5. D6

6. D7

7. GROUND

8. VCC

1. RS pin ke digital pin A5

2. ENABLE pin ke digital pinA4

3. D4 pin ke digital pin A3




7. GROUND ke GND Arduino

8. VCC ke VCC Arduino

DRIVER

MOSFET

1. INT1

2. INT2

3. VCC +12V

4. GND

1. INT1 pin ke digital pin 9

2. INT2 pin ke digital pin 10

3. VCC +12V ke VCC +12V Shield Arduino

4.GND ke GND Arduino

39

HCSR04

1. Trigger

2. Echo

3. GND

4. VCC

1. Trigger pin ke digital pin11

2. Echo pin ke digital pin 12 .

3. GROUND ke GND Arduino


BUZZER

1. GND

2. INT Buzzer

1. GND ke GND Arduino

2. INT Buzzer ke digital pin 13

SIM800

1. RX

2. TX

3. VCC

4. GND .

1. RX pin ke pin TX0 (pin 7)

2. TX pin ke pin RX0 (pin 8)


4. GND ke GND Arduino

C. Rangkaian HCSR04

Sensor HC-SR04 digunakan sebagai pendeteksi ketinggian air pada

bendungan. Sensor HC-SR04 memiliki 4 pin, dimana pin tersebut diantaranya

adalah Trigger (pemicu), Echo, VCC dan GND. Rangkaian Sensor HC-SR04

dapat dilihat pada gambar 29 berikut ini.

Gambar 29. Rangkaian HC-SR04

D. Rangkaian Modul GSM SIM800L

Modul GSM pada alat ini berfungsi untuk mengirimkan sms ke

pengguna (orang tua anak) tentang informasi berat isi tas yang dibawa oleh si

anak secara otomatis dimana prinsip kerjanya adalah data yang sudah diolah pada

arduino uno dikirimkan dengan menggunakan jalur data di pin TX arduino uno ke

pin RX yang ada di SIM800L (gambar 30).

G

N

D

V

C

C

VCC

GND

ARDUINO

40

Gambar 30. Rangkaian Modul SIM800L

E. Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

LCD yang digunakan adalah LCD M1632. Rangkaian LCD pada prototape

ini menggunakan rangkaian sistem pengiriman data 4 bit yang berfungsi berfungsi

sebagai mengurangi input yang dipakai dalam pembuatan indikator.

Konfigurasi pin pada LCD bisa dilihat pada gambar 31 dibawah :

Gambar 31. Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

I/O LCD yang semula memakai 16 kaki, bisa berkurang dengan

menggunakan 8 kaki saja. Input pada rangkaian LCD terdiri dari 8 pin. Hubungan

8 pin LCD yaitu :

ARDUINO

41

Tabel 3. Koneksi pin LCD ke Mikrokontroler

Pin LCD Hubungan Ke Mikrokontroler

(Arduino)

GND GND

VCC VCC

D7 Pin A0

D6 Pin A1

D5 Pin A2

D4 Pin A3

E Pin A4

RS Pin A5

VEE GND

Konfigurasi pin-pin LCD yang terhubung ke mikrokontroller dimana GND

terhubung langsung ke ground. VCC diberikan tegangan sumber sebesar 5V. VEE

digunakan untuk rangkaian potensiometer yang berguna untuk mengatur

kecerahan LCD. LCD memiliki anoda dan katoda dengan anoda terpasang ke

input V+, sementara katoda terpasang ke ground. Untuk RS terhubung ke kaki 12,

EN ke kaki 12 dan D4 sampai D7 terhubung ke kaki 10 sampai 7.

F. Rangkaian Driver Mosfet

Rangkaian driver mosfet berfungsi mengontrol Motor DC.Motor DC pada

alat ini sangat penting yaitu sebagai pembuka pintu air pada sebuah bendungan

sebagai pencegahan terjadinya banjir. Rangkaian Skematik dan Layout driver mosfet

dapat dilihat pada gambar 32 dan 33 berikut ini :

42

Gambar 32. Skematik Rangkaian Driver Mosfet

Gambar 33. Layout Rangkaian Driver Mosfet

G. Rangkaian Limit Switch

Limit Switch (saklar pembatas) adalah saklar atau perangkat elektromekanis

yang mempunyai tuas aktuator sebagai pengubah posisi kontak terminal (dari

Normally Open/ NO ke Close atau sebaliknya dari Normally Close/NC ke Open).

Disini penulis hanya menggunakan NO (Normaly Open) yang terhubung Ke pin

analog Arduino. skematik limit Switch dapat dilihat pada gambar 34 dibawah :

43

Gambar 34. Rangkaian Limit Switch

H. Rangkaian Buzzer

Terdapat dua kabel pada buzzer, kabel merah dan hitam. Kabel merah

dihubungkan ke resistor 220 ohm lalu dihubungkan ke sumber tegangan 5 Volt

dan kabel hitam dihubungkan ke pin 3 arduino. skematik buzzer dapat dilihat pada

gambar 35 dibawah :

Gambar 35. Rangkaian buzzer

44

3.3.2 Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik bertujuan untuk merencanakan sesuatu yang akan

dibuat dalam bentuk mekanik. Hasil perancangan mekanik dari tugas akhir ini dapat

dilihat padagambar 36 dan 37.

Gambar 36. Perancangan Mekanik Tampak Atas

Gambar 37. Perancangan Mekanik Tampak Samping

3.4 Perancangan Software

Perancangan perangkat lunak dimulai setelah perancangan perangkat keras

dilakukan. Hal ini dilakukan karena perangkat lunak yang berfungsi untuk

45

mengendalikan peralatan tersebut. Bahasa pemograman yang digunakan pada

tugas akhir ini adalah bahasa C. Untuk perancangan software digunakan IDE

Arduino 1.6.5 berikut tampilannya pada gambar 38.

Gambar 38. Tampilan IDE Arduino 1.6.5

Supaya perancangan perangkat lunak dapat dipahami dan mudah dalam

pembuatan, maka terlebih dahulu membuat sebuah diagram alir (flow chart) untuk

menggambarkan jalannya program secara keseluruhan terhadap sistem. Flow

Chart ini dirancang untuk rancang bangun peringatan infus habis bagi pasien

rumah sakit berbasis mikrokontroler.

3.4.1 Flow Chart (Diagram Alir)

Flowchart (diagram alir) ini merupakan panduan dalam hal penyusunak

instruksi serta untuk mengrfrktifkan programagar tidak terjadi tampang tindih

sehingga hal tersebut mempengaruhi pemakaian memori program pada Arduino

UNO. Flowchart sistem dapat dilihat pada gambar 39.

46

START

Int HC-SR04, int

Limt1, int Limit2, int

Buzzer, int LCD dan

int SIM800

INPUT

Sensor HC-

SR04 dan

Limit

Switch1, 2

If Sensor HC-SR04

>= 2 cm

Alarm Berbunyi Dan

Kirim SMS

If Limit Switch1

HIGH

Motor Pintu

Bendungan

If Sensor HC-SR04

< 1 cm

Pintu Bendungan

Menutup

If Limit Switch2

HIGH

Motor Pintu

Bendungan

STOP

STOP

If Sensor HC-SR04

>= 5 cm

Alarm Berbunyi, SMS

dikirim dan Pintu Bendungan

Terbuka

Y

T

T

Y

T

Y

T

Y

T

Y

Gambar 39. Flowchart Program

47

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian dan Analisa Rangkaian

Pengujian merupakan salah satu langkah penting yang harus dilakukan

untuk mengetahui apakah sistem yang

dibuat telah sesuai dengan yang direncanakan, hal itu dapat dilihat dari

hasil yang diperoleh dalam pengujian sistem. Selain untuk mengetahui apakah

sistem sudah bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan, pengujian juga

bertujuan untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari sistem yang dibuat.

Sebelum melakukan pengukuran, maka dipersiapkan terlebih dahulu alat-alat

yang diperlukan dalam melakukan pengukuran. Adapun peralatan-peralatan yang

dibutuhkan tersebut diantaranya adalah multimeter.

Berikut langkah-langkah dan pokok pembahasan yang akan di lakukan

dalam pangujian sebagai berikut :

1. Rangkaian power supply

2. Rangakaian Driver Mosfet motor

3. Rangkaian sensor ultrasonik

4. Pengujian Liquid Crystal Display (LCD)

5. Pengujian Tegangan Regulator Switching LM2596

6. Pengujian SIM 800

48

Adapun peralatan yang digunakan untuk melakukan pengukuran pada

rangkaian power supply adalah sebagai berikut:

1. Multimeter

2. Osiloskop

3. Kabel Probe Osiloskop

4. Kabel Downloader

4.1.1 Rangkaian Power Supply

Pengujian rangkaian power supply ditunjukkan sebagai sumber tegangan

dan arus dari semua rangkaian yang digunakan pada alat. Rangkaian catu daya

mengeluarkan tegangan output sebesar 9 VDC seperti gambar 40 dan hasil

pengukuran pada tabel 4.

Gambar 40. Skematik pengujian Power Supply

1. TP 1 : Titik pengukuran tegangan input power supply

2. TP 2 : Titik Pengukuran tegangan untuk 12 VDC

3. TP3 : Titik Pengukuran tegangan untuk 9 VDC

49

Tabel 3. Hasil Pengukuran power supply.

Titik

Pengukuran Tegangan

Tegangan

Multimeter

Osiloscope

Keterangan hasil

Osiloscope

TP 1 12 VAC 13 VAC

38 vpp Pada gambar 41

TP 2 12 VDC 17 VDC

17 Vrms Pada gambar 42

TP 3 9 VDC 9.10 VDC

5 Vrms Pada gambar 43

Pada titik pengukuran (TP1) dapat di buktikan dengan rumus sebagai

berikut :

1. Tegangan 12 VAC

Vrms = Vpp / 2

= 38 / 2.828

= 13,43 V

Setelah pengukuran menggunakan osiloskop seterusnya akan

dilakukan pengukuran dengan multimeter untuk membandingkan hasil

pengukuran osciloscope dengan hasil pengukuran multimeter. Dimana

dapat dibuktikan dengan rumus sebagai berikut :

1. Tegangan 12 Volt

Vpp = Vrms x 2√2

= 13,43 x 2.828

= 38 vpp

50

Gambar 41. Hasil pengukuran menggunakan osciloscope pada TP1



51

Catu daya yang dibuat mengeluarkan tegangan 9,23 Volt DC. Dimana

tegangan 9,23 Volt DC didapatkan setelah tegangan 13,43 VAC disearahkan

terlebih dahulu oleh penyearah gelombang penuh sehingga keluarannya menjadi

17,1 VDC. Kemudian tegangan tersebut diturunkan menjadi 9 VDC

menggunakan IC regulator 7809 yang berfungsi untuk menurunkan tegangan

dari 17,1 Volt DC sampai 9,2 Volt DC dan yang akan menjadi tegangan input

bagi mikrokontroller.

4.1.2 Rangkaian Driver Motor

Rangkaian driver motor ini berfungsi sebagai mengatur kecepatan motor

DC pada bendungan menggunakan PWM (Pulse Widht Modulation). Pengaturan

PWM ini dilakukan menggunakan program pada arduino. Titik pengukuran

seperti gambar 44 dibawah ini;

Gambar 44. Titik Pengukuran Rangkaian Driver Motor

52

Hasil pengukuran yang didapatkan pada rangkaian driver motor adalah

tabel 4 berikut:

Tabel 4. Hasil Pengukuran Driver Motor

No

PWM

Motor

TP 1

TP 2

Osciloskope

T on (s) T off

(s)

1 10 0.5 V 0.269 V 100 us 1900 us

2 50 2,2 V 1,24 V 400 us 1642 us

3 100 4 V 2,08 V 800 us 1200 us

4 150 5,9 V 2,88 V 1300 us 700 us

5 200 7,8 V 3,98 V 1600 us 442 us

6 255 10 V 5 V 2000 us 42 us

Dari hasil pengujian dan pengukuran seperti yang terlihat pada tabel

diatas,motor akan berputar keatas atau searah jarum jam jika memberikan nilai

pwm 200 pada pin 5 arduino dan memberikan pulsa 0 pwm pada pin 9 arduino.

Sedangkan jika memberikan pulsa pwm 60 pada pin 9 dan memberikan pwm 0

pada pin 5 maka putaran motor akan berlawanan arah jarum jam. Motor juga tidak

akan berputar jika memberikan nilai pwm sama 255 pada pin 5 dan 6 begitu juga

dengan sama sama memberikan pwm 0 pada pin 5 dan 6. Hal ini dikarenakan

motor yang digunakan adalah motor DC yang akan berputar jika pada kabel

merah diberi tegangan sedangkan kabel hitam pada motor berfungsi sebagai

tegangan dengan potensial rendah.

Sedangkan untuk analisa untuk hasil pengujian seperti yang terdapat pada

tabel terdapat beberapa selisih atau error pada proses pengujian nilai PWM pada

53

program dengan pengujian sesuai dengan perhitungan rumus yaitu dapat

dijelaskan seperti tabel dibawah ini:

1. Nilai PWM = 10

Gambar 45. Hasil Pengujian PWM sebesar10

Ton = 0,2 div x 500

= 100 us

Toff = 3,8 div x 500

= 1900 us

T total = Ton + Toff

= 100 us + 1900 us

= 2000 us

Maka dapat dihitung persentase Duty Cycle (Siklus Kerja) nya

dengan rumus sebagai berikut :

Duty Cycle =

x 100 %

=

x 100 %

= 5 %

54

2. Nilai PWM = 100

Gambar 46. Hasil Pengujian PWM sebesar 100

Ton = 1.6 div x 500

= 800 us

Toff = 2.4 div x 500

= 1200 us


= 800 us + 1200 us

= 2000 us



Duty Cycle =

x 100 %

=

x 100 %

= 40 %

55

3. Nilai PWM = 150

Gambar 47. Hasil Pengujian PWM sebesar 150

Ton = 2,6 div x 500

= 1300 us

Toff = 1,4 div x 500

= 700 us


= 1300 us + 700 us

= 2000 us



Duty Cycle =

x 100 %

=

x 100 %

= 65 %

56

Dari hasil pengujian dan perhitungan diatas didapat Analisa bahwa:

1. Nilai duty cycle (Siklus Bekerja) bergantung pada besar nilai pwm yang

diberikan pada program arduino semakin besar nilai pwm maka nilai duty

cycle juga akan semakin besar

2. Semakin besar tegangan input dari Arduino dan duty cycle yang

dihasilkan, maka putaran motor akan semakin cepat .

4.1.3 Pengujian Sensor Ultrasonik

Pengujian pada sensor HC-SR04 adalah untuk menghitung pembacaan

data jarak sensor terhadap objek pantulan yang ada didepannya. Tampilan nilai

pembacaan jarak oleh sensor ultrasonik dapat dilihat pada tampilan LCD atau bisa

juga pada serial monitor pada aplikasi arduino yang terkoneksi antara PC dan

mikrokontroler.

Pengujian sensor ini bertujuan untuk mengetahui kinerja sensor sehingga

dapat diketahui jarak maksimal dan jarak minimal yang dapat dibaca oleh sensor.

Berikut adalah pengujian sensor HC-SR04 mulai dari pengukuran pada gambar 48

dan cuplikan program pada gambar 49 dan 50 serta hasil pembacaan data sensor

HC-SR04 pada tabel 5.

.

57

Gambar 48. Pengujian Sensor HC-SR04

Gambar 49. Tampilan Serial Monitor Pengujian Sensor HC-SR04

58

Gambar 50. Cuplikan Program Pengujian Sensor HC-SR04

Untuk menentukan persentasi kesalahan dapat dihitung dengan rumus

sebagai berikut :

Tabel 5. Hasil pembacaan data sensor HC-SR04

Nilai Sensor Sebenarnya / 60 Nilai Setelah dibagi Tampilan LCD

810 : 60 13. 56 13 cm

585 : 60 10. 08 10 cm

494 : 60 8. 51 8 cm

342 : 60 5. 49 5 cm

208 : 60 3. 8 3 cm

128 :60 2.2 2 cm

59

Pada pengambilan data sensor HC-SR04 ini dilakukan perbandingan data

pembacaan sensor dengan data sebenarnya yang diambil menggunakan penggaris.

Kesalahan(error) yang terjadi pada pembacaaan data sensor dengan pengukuran

secara manual (jarak sebenarnya) dapat disebabkan oleh adanya noise. Noise

dapat berupa gangguan gelombang dari luar yang mempunyai interfensi

gelombang dengan frekuensi yang sama, daya pantul objek dan lain – lain

sehingga berpengaruh terhadap selisih waktu pemancaran dan penerimaan

pantulan gelombang. Untuk mengukur jarak antara sensor dengan objek pantulan

adalah hasil dari perkalian kecepatan suara dengan waktu dibagi dua. Kecepatan

suara yang digunakan 340 m/s. Sehingga didapatkan persamaan yaitu :

S = 340m/s

* t / 2.

Keterangan : S = adalah jarak

t = Waktu tempuh

4.1.4 Pengujian Rangkaian Display LCD

Untuk menampilkan proses dan pengontrolan yang akan dilakukan,

digunakan LCD 16 x 2 karakter. Kontrol LCD yaitu pada RS, E, D4, D5, D6, dan

D7 terhubung ke port A5, port A4, port A3, port A2, port A1, dan port A0 pada

arduino. Dapat dilihat pada gambar 51 dibawah ini.

60

Gambar 51. Pin LCD yang digunakan

Pengujian dilakukan dengan membuat listing program seperti berikut :

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(A5, A4, A3, A2, A1, A0);

void setup()

{

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(2,0); // Pengaturan baris 2 dan kolom 1

lcd.print("Ketinggian ");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(" Air = ");

lcd.clear();

}

61

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah LCD dapat bekerja dan

dapat digunakan. LCD digunakan untuk menampilkan data. Tampilan lcd dapat

dilihat dari gambar 52.

Gambar 52. Tampilan LCD

4.1.5 Pengujian Limit Switch

Jenis switch yang digunakan pada mesin penyiram tanaman ini adalah NO

(normaly open). Dengan menggunakan 2 buah limit switch yang berfungsi

mengatur untuk memberhentikan putaran motor pada bendungan. Logika switch

dapat dilihat pada tabel 53 dibawah ini.

Gambar 53. Rangkaian pengujian Limit Switch

62

Hasil pengujian rangkaian limit switch dapat dilihat pada tabel 6 dibawah ini.

Tabel 6. Pengukuran Rangkaian Limit Switch

Limit Switch1 Limit Switch2

Posisi TP1 Posisi TP2

OFF 0 Volt OFF 0 Volt

ON 4.8 Volt ON 4.8Volt

Limit switch yang digunakanpada rangkaian berfungsi untuk mengirimkan

data pada mikrokontroler. Data yang dikirimkan limit switch berupa tegangan DC.

Data akan dikirimkan saat kedudukan motor mengenai actuator limit switch. Saat

kedudukan motor mengenai actuator maka tegangan keluaran (TP) yang

dihasilkan limit switch akan naik yaitu sebesar 4.8 Volt. Tegangan keluaran ini

akan masuk ke pin mikrokontroler. Bila tidak ada kkedudukan motor yang

menyentuh limit switch maka tegangan keluaran (TP) yang dihasilkan adalah 0

Volt.

4.1.6 Pengujian Tegangan Regulator Switching LM2596

Pengujian regulator tegangan LM2596 dengan input 9 VDC dari catu daya

penyearah.Untuk hasil pengujian bisa dilihat pada gambar 54 dan tabel 7.

63

Gambar 54. pengujian rangkaian regulator tegangan switching LM2596

Tabel 7. Data pengujian modul tegangan regulator switching LM2596

No. Sumber Tegangan Input

(Volt) Tegangan Output

(Volt)

1. Power Supply + 12 Vdc 3,9 Vdc

4.1.6 Pengujian Modul GSM sim 800L

Pengujian Modul GSM sim 800L ini bertujuan untuk mengetahui apakah

modul berjalan dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dengan

menghubungkan setiap kabel pada Modul GSM sim 800L ke mikrokontroller

Atmega 328 (Arduino UNO). Pemasangan kabel Modul sim 800L ke

mikrokontoller meliputi Tabel 8 dan 9 :

Tabel 8. Susunan Kabel Modul GSM SIM 800L ke Arduino

Modul GSM sim 800L Port Arduino

TX (Hijau) 7 (Software Serial RX)

RX (White) 8 (Software Serial TX)

64

Tabel 9. Susunan Kabel Modul GSM sim 800L ke regulator switching LM2596

Modul GSM sim 800L regulator switching LM2596

Vcc + 3,9 Vdc (Output)

Gnd 0 Vdc

Pada penggunaan pin modul GSM sim 800L yang terdapat pada tabel diatas,

untuk tegangan input atau vcc pada GSM dihubungkan pada output 3,9 vdc

regulator Switching dan gnd (Ground). Sedangakan Port RX (receiver) pada

modul sim800L dihubungkan pada port 8 arduino sebagai TX (Transmiter), dan

sebaliknya RX (receiver) pada arduino port 7 dihubungkan pada TX (Transmiter)

modul sim800L.

Untuk pengujian awal, dimulai dari mengkalibrasi GSM SIM800L. GSM

akan mengirimkan pesan “Modul SIM800L Siap digunakan”. Kemudian akan

dikirimkan ke nomor tujuan yang telah dicantumkan didalam program

Mikrokontroler ATmega 328. Gambar 55 menunjukkan SMS yang dikirimkan

dari GSM SIM800L ke Handphone (HP).

65

Gambar 55. SMS yang dikirimkan dari GSM SIM800L ke Handphone (HP)

Dari hasil pengujian modul SIM800L ini, diambil pengukuran tegangan pada

saat pengiriman SMS (Short Message Service) pada pin RX (Receiver) SIM800L

yang terintergrasi dengan pin TX (Transmitter) arduino dan sebaliknya. Hasil

pengukuran tersebut dapat dilihat pada tabel 10 berikut.

Tabel 10. Hasil Pengukuran Modul GSM SIM 800L

Vin Pin Rx Pin Tx Kondisi

3,9 VDC 3,5 VDC 4,8 VDC Mengirim SMS

66

4.1.7 Pengujian Buzzer

Pengujian pada buzzer berfungsi agar nantinya ketika proses

pemberitahuan seperti alarm pengeringan, maka buzzer akan berbunyi. Pada alat

ini buzzer berfungsi sebagai indikator peringatan. cara pengujian buzzer :

1. Membuat program menggunakan software pada arduino uno seperti

program dibawah ini:

void setup()

{

pinMode (13,OUTPUT);

}

void loop()

{

digitalWrite (13,HIGH);

delay(1000);

digitalWrite (13,LOW);

delay(1000);

}

a. Setelah program selesai dibuat maka download program tersebut

kedalam mikrokontroler arduino uno menggunakan kabel downloader

b. Mengkalibrasi multimeter dan mengubah posisi selektor pada Vdc

dengan batas skala 10Vdc

c. Memberikan sumber +5V dc pada mikrokontroler kemudian

melakukan pengukuran pada pin 13 arduino uno seperti yang terdapat

pada gambar dibawah ini:

67

Gambar 56. Pengukuran Rangkaian Buzzer

Dari hasil yang didapat pada pengukuran dapat dianalisa bahwa jika kita

memberika logika (HIGH) pada pin arduino maka output pada pin arduino akan

menghasilkan tegangan positif sebesar 5V, dan apabila kita memberi logika

(LOW) pada PIN arduino akan menghasilkan tegangan 0V seperti pada tabel 11.

Tabel 11. Hasil pengukuran rangkaian buzzer

Kondisi Buzzer Tegangan Terbaca (V)

OFF 0 Vdc

ON 5 Vdc

68

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang

kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Apabila ketinggian permukaan air berada dalam rentang 0 cm sampai 3 cm

akan ada peringatan pertama berupa alarm buzzer serta SMS(Short

Message Service) dan apabila ketinggian air bertambah dari 4cm sampai 6

cm pintu bendungan akan terbuka alarm buzzer berbunyi semangkin cepat.

Kemudian apabila ketinggian permukaan kembali normal (kurang dari

5cm atau kecil sama dengan 1 cm) maka pintu bendungan akan kembali

menutup otomatis.

2. Proses pengiriman SMS menggunakan Modul SIM800l gsm mebutuhkan

delay sekitar 5 sampai 10 detik ketika kondisi sinyal baik, sedangkan pada

saat kondisi sinyal kurang baik proses pengiriman SMS membutuhkan

delay hingga mencapai 30 detik, tergantung tingkat kekuatan sinyal yang

ada pada daerah tersebut.

3. Penggunaan Short Mesagge Service (SMS) pada alat Tugas Akhir ini,

penulis hanya membatasi satu orang penerima saja.

4. Ketinggian permukaan air didapat dari perubahan jarak yang terdeteksi

oleh sensor.

69

5.2 Saran

Pada pengerjaan tugas akhir ini tidak terlepas dari berbagai macam

kelemahan didalamnya, baik itu pada perencanaan sistem maupun pada

peralatan yang telah dibuat. Untuk memperbaiki kekurangan-kekurangan serta

masukan untuk perbaikan sistem menjadi lebih sempurna kedepannya, maka

diberikan saran dan harapan sebagai berikut:

1. Untuk perkembangan selanjutnya pada tugas akhir ini sistem tidak hanya

dapat mengirimkan SMS, tapi juga bisa mengirimkan gambar dan

melakukan panggilan berupa suara.

2. Agar alat ini bekerja secara optimal dan lebih baik, diharapkan untuk

pemilihan komponen yang tepat dan sesuai spesifikasinya.

DAFTAR PUSTAKA

[1] hhtp://www. Cara kerja motor DC.com (diakses pada 05 September

2017)

[2] Malvino,Albert P, Prinsip-prinsip Elektronika,Jilid 1,Erlangga; Jakarta.

[3] Permata Sari, Diyan 2013.”Pemngaman Pintu Menggunakan

Smartphone”.Tugas Akhir. Padang: Politeknik Negeri Padang.

[4] Hamdi Wilaga, Ozi. 2012.”Perancangan dan Pembuatan Robot Pemadam

Api Beroda”.Tugas Akhir.Padang: Politeknik Negeri Padang.

[5] Malvino, Albert P, 1985, Prinsip-prinsip Elektronika, Jilid 1, Erlangga,

Jakarta.

[6] Feri Djuandi. 2011.Pengenalan Arduino.Jakarta :www.tobuku.com

[7] hhtp:// www.Cara Mengirim SMS Dengan Arduino.com (diakes pada 20

september)

http://www.tobuku.com/

http://www.cara/

I II II

Jumlah NamaBagian No. Bab Bahan Ukuran Keterangan

PERANCANGAN FISIK ALAT

NamaPraktikan : Yogi Nur Ikhwan

No. BP : 1401041004

POLITEKNIK

NEGERI PADANG

Pembimbing 1 :Drs. Albar, M.Kom

Pembimbing 2 :Ir, Amril, MT

LAMPIRAN 1

I II II


BENTUK FISIK ALAT NamaPraktikan : Yogi Nur Ikhwan

No. BP : 1401041004

POLITEKNIK

NEGERI PADANG

Pembimbing 1 : Drs. Albar, M.Kom

Pembimbing 2 : Ir, Amril, MT

LAMPIRAN 2

I II II


SKEMATIK RANGKAIAN

SENSOR HC-SR04


No. BP : 1401041004

POLITEKNIK

NEGERI PADANG



LAMPIRAN 3

I II II

Jumlah NamaBagian No. Bab Baha

n

Ukuran Keterangan

SKEMATIK RANGKAIAN

POWER SUPPLY


No. BP : 1401041004

POLITEKNIK

NEGERI PADANG



LAMPIRAN 4

I II II


SKEMATIK RANGKAIAN

DRIVER MOTOR


No. BP : 1401041004

POLITEKNIK

NEGERI PADANG



LAMPIRAN 5

I II II


SKEMATIK RANGKAIAN LCD NamaPraktikan : Yogi Nur Ikhwan

No. BP : 1401041004

POLITEKNIK

NEGERI PADANG



LAMPIRAN 6

II II


SKEMATIK RANGKAIAN

MIKROKONTROLER

KESELURUHAN


No. BP : 1401041004

POLITEKNIK

NEGERI PADANG



LAMPIRAN 7

Tech Support: [email protected]

Ultrasonic Ranging Module HC - SR04

Product features:

Ultrasonic ranging module HC - SR04 provides 2cm - 400cm non-contact

measurement function, the ranging accuracy can reach to 3mm. The modules

includes ultrasonic transmitters, receiver and control circuit. The basic principle

of work:

(1) Using IO trigger for at least 10us high level signal,

(2) The Module automatically sends eight 40 kHz and detect whether there is a

pulse signal back.

(3) IF the signal back, through high level , time of high output IO duration is

the time from sending ultrasonic to returning.

Test distance = (high level time×velocity of sound (340M/S) / 2,

Wire connecting direct as following:

5V Supply

Trigger Pulse Input

Echo Pulse Output

0V Ground

Electric Parameter

Working Voltage DC 5 V

Working Current 15mA

Working Frequency 40Hz

Max Range 4m

Min Range 2cm

MeasuringAngle 15 degree

Trigger Input Signal 10uS TTL pulse

Echo Output Signal Input TTL lever signal and the range i

n

proportion Dimension 45*20*15mm

Vcc Trig Echo GND

Timing diagram

The Timing diagram is shown below. You only need to supply a short 10uS

pulse to the trigger input to start the ranging, and then the module will send out

an 8 cycle burst of ultrasound at 40 kHz and raise its echo. The Echo is a

distance object that is pulse width and the range in proportion .You can

calculate the range through the time interval between sending trigger signal and

receiving echo signal. Formula: uS / 58 = centimeters or uS / 148 =inch; or: the

range = high level time * velocity (340M/S) / 2; we suggest to use over 60ms

measurement cycle, in order to prevent trigger signal to the echo signal.

Attention:

The module is not suggested to connect directly to electric, if connected

electric, the GND terminal should be connected the module first, otherwise,

it will affect the normal work of the module.

When tested objects, the range of area is not less than 0.5 square meters

and the plane requests as smooth as possible, otherwise ,it will affect the

results of measuring.

www.Elecfreaks.com

LISTING PROGRAM

#include <gprs.h>

#include <SoftwareSerial.h>

GPRS gprs;

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(A5,A4,A3,A2,A1,A0);

int buttonState1 = 0;

int buttonState2 = 0;

#define PIN_TRIG 12

#define PIN_ECHO 11

#define PWM1 5

#define PWM2 9

#define Buzz 13

#define Lim1 2

#define Lim2 6

int jarak;

unsigned long pulseTime=0;

void setup()

{

// Serial.begin (9600);

pinMode(PIN_TRIG, OUTPUT);

pinMode(PIN_ECHO, INPUT);

pinMode(PWM1, OUTPUT);

pinMode(PWM2, OUTPUT);

pinMode(Lim1, INPUT_PULLUP);

pinMode(Lim2, INPUT_PULLUP);

pinMode(Buzz, OUTPUT);

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" BISMILLAH...");

lcd.setCursor(1,1);

lcd.print(" TUGAS AKHIR ");

delay(2000);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("YOGI NUR IKHWAN");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(" BP 1401041004");

delay(2000);

lcd.clear();

}

void srf(){

digitalWrite(PIN_TRIG, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);

pulseTime=pulseIn(PIN_ECHO,HIGH);

jarak=13.60 - ( pulseTime / 60 );

lcd.setCursor(2,1);


lcd.print (jarak);

lcd.print(" cm ");

lcd.setCursor(2,0);

lcd.print(" Ketinggian");

}

void tombol(){

buttonState1 = digitalRead(Lim1);

// Serial.print(buttonState1);

buttonState2= digitalRead(Lim2);

// Serial.println(buttonState2);

}

void naik(){ // Pintu Naik

tombol();

analogWrite(PWM1,150);


if (buttonState1 == LOW )

{



}

}

void turun(){ //Pintu Turun

tombol();



if (buttonState2 == LOW )

{



}

}

void loop() {

srf();

tombol();

lcd.setCursor(2,1);


lcd.print (jarak);

lcd.print(" cm ");

lcd.setCursor(2,0);

lcd.print(" Ketinggian");

if (jarak <= 2){

turun();

}

else if (jarak ==3)

{

digitalWrite(Buzz,HIGH);

delay(200);

digitalWrite(Buzz,LOW);

delay(200);


delay(200);


delay(200);

gprs.sendSMS("082387883400"," Peringatan, Air Mencapai Ketinggian 4 cm,Pintu

Bendungan Akan Dibuka");

while(1){


delay(200);


delay(200);

srf();

if (jarak >=4){

break;

}

}

gprs.callUp("082387883400"); //Memanggil

}

else if (jarak >=5 )

{


delay(50);


delay(50);


delay(50);


delay(50);


delay(50);


delay(50);

gprs.callUp("082387883400");

while(1){


delay(50);


delay(50);

naik();

srf();

if(jarak <=3){

break;

}

}

}

}

No. Alumni Universitas Yogi Nur Ikhwan

No. Alumni Fakultas

BIODATA

a). Tempat/Tanggal Lahir : Koto Marapak / 05 – 07 - 1996 b). Nama Orang Tua : Ismael c). Perguruan Tinggi : Politeknik Negeri Padang

d). Jurusan/Program Studi : Tekni Elektro/ DIII Teknik Elektronika e). No. BP : 1401041004 f). Tgl. Lulus : 05 Oktober 2017

g). Predikat Lulus : Sangat Memuaskan h). IPK (3,31). Lama Studi : 3 Tahun 0 Bulan

i). Alamat Orang Tua : Jalan Sisingamangaraja, Desa Koto Marapak, Kec.Pariaman Timur, Kota Pariaman

“SISTEM PEMANTAUAN KETINGGIAN AIR DAN KENDALI PINTU BENDUNGAN

DENGAN PEMANFAATAN SMS SEBAGAI PERINGATAN DDINI BANJIR” Tugas Akhir DIII Oleh : Yogi Nur Ikhwan

Pembimbing 1. Drs. Albar, M.Kom 2. Ir. Amril, MT

ABSTRAK

Pemanfaatan sistem komunikasi berupa SMS (Short Message Servic) yang dalam hal ini digunakan

sebagai peringatan akan adanya bencana banjir sangat bermanfaat bagi orang-orang yang berada disekitar

aliran sungai, mengingat bencana pada saat sekarang ini sering datang tiba-tiba akibat perubahan cuaca

yang tidak menentu. Selain peringatan berupa SMS adanya sistem buka tutup pintu bendungan secara

otomatis merupakan sebuah alternatif utama yang sangat berguna sebagai pencegahan pertama akan

terjadinya banjir akibat luapan air sungai. Oleh karena itu penulis mendapatkan ide untuk menggabungkan

dua sistem tersebut sebagai pengendalian banjir bagi warga sekitar aliran sungai.

Pada sistem ini memanfaatkan kerja sensor ultrasonik untuk mengukur setiap perubahan ketinggian

air pada aliran sungai kemudian data akan diterima dan diolah pada mikrokontroler Arduino Uno dan data

ketinggian air akan ditampilkan pada LCD (Liquid Crystal Display), untuk penggerak pintu bendungan

menggunakan motor DC yang akan membuka dan menutup pintu bendungan secara otomatis sesuai

kondisi yang ditetapkan. Kemudian untuk pengiriman informasi berupa SMS disini penulis memanfaatkan

modul SIM800.

Kata kunci : Arduino, Motor DC, Mosfet, Limit Switch, dan Sensor HC-SR04, Skripsi telah dipertahankan didepan sidang penguji dan dinyatakan lulus pada tanggal 03 Oktober 2016

Abstrak telah disetujui oleh penguji:

Tanda

Tangan

Ketua

Sekretaris Anggota I

Anggota II

Nama Efrizon, SST., MT

M. Irmansyah, ST., MT

Andrizal, ST., MT

Drs. Albar, M.Kom

Mengetahui:

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Afrizal Yuhanef.,ST.,M.Kom

NIP.19670425 199303 1 003

Alumnus telah mendaftar ke Fakultas/Universitas Andalas dan mendapat Nomor Alumnus :

Petugas Fakultas/Universitas

No. Alumni Fakultas : Nama Tanda Tangan

No. Alumni Universitas: Nama Tanda Tangan

sistem pemantauan ketinggian air dan …repo.polinpdg.ac.id/1515/1/yogi_nur_ikhwan_ec-d3.pdf ·...

Documents