5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Penelitian Wahyu Idianto, Awang Harsa Kridalaksana, dan Yulianto (2017), melakukan penelitian mengenai perancangan protitipe pendeteksi banjir peringatan dini menggunakan Arduino dan PHP[4]. Proses pendeteksian banjir menggunakan Arduino sebagai mikrokontroler dengan sensor ultrasonik untuk mengukur level air dan sensor pendeteksi air. Sistem akan mengirkan data dari sensor tersebut melalui ethernet shield ke Gammu service untuk melakukan pengriman SMS bergantung dari kondisi sensor air dan ketinggian air, dan website berbasis PHP untuk menginformasikan ketinggian dan pendeteksi air. Abdul Chobir, Asep Andang, Nurul Hiron (2017), melakukan menelitian untuk membuat sistem peringatan dini mengenai air sungai. Curah hujan yang tinggi ternyata yang mengakibatkan banjir pada sungai secara tiba-tiba dengan laju air yang cukup cepat[5]. Teknik deteksi level air yang digunakan dengan menggunakan sensor ultrasonik dengan resolusi 0,5 cm dengan akurasi sebesar 1 cm, jarak pengukuran efektif 3 cm sampai 3 m. Sedangkan perangkat pengolah data yang digunakan oleh peneliti adalah papan mikrokontroler Arduino Uno. Hasil pembacaan sensor di tampilkan ke dalam LCD. Hari Kurniawan, Dedi Triyanto, Irma Nirmala (2019),Melakukan penelitian tentang pembuatan sistem pendeteksi dan monitoring banjir yang memberikan informasi yang dapat di akses oleh masyarakat. Penelitian tersebut menggunakan sensor ultrasonik untuk mengukur level muka air dan mikrokontroler Arduino sebagai sistem pengolah data. Hasil pengolahan data dikirimkan ke LCD untuk memonitoring ketinggian air[6]. Sistem yang dibuat akan memberikan pesan status ketinggian pada saat melewati batas yang telah dintentukan, menggunakan modul SIM800L sebagai perangkat untuk mengirimkan pesan dan mengirimkan data tersebut ke website untuk menampilkan grafik dan inforamasi seputar ketinggian air kepada masyarakat.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Penelitian
Wahyu Idianto, Awang Harsa Kridalaksana, dan Yulianto (2017), melakukan
penelitian mengenai perancangan protitipe pendeteksi banjir peringatan dini
menggunakan Arduino dan PHP[4]. Proses pendeteksian banjir menggunakan
Arduino sebagai mikrokontroler dengan sensor ultrasonik untuk mengukur level air
dan sensor pendeteksi air. Sistem akan mengirkan data dari sensor tersebut melalui
ethernet shield ke Gammu service untuk melakukan pengriman SMS bergantung
dari kondisi sensor air dan ketinggian air, dan website berbasis PHP untuk
menginformasikan ketinggian dan pendeteksi air.
Abdul Chobir, Asep Andang, Nurul Hiron (2017), melakukan menelitian untuk
membuat sistem peringatan dini mengenai air sungai. Curah hujan yang tinggi
ternyata yang mengakibatkan banjir pada sungai secara tiba-tiba dengan laju air
yang cukup cepat[5]. Teknik deteksi level air yang digunakan dengan menggunakan
sensor ultrasonik dengan resolusi 0,5 cm dengan akurasi sebesar 1 cm, jarak
pengukuran efektif 3 cm sampai 3 m. Sedangkan perangkat pengolah data yang
digunakan oleh peneliti adalah papan mikrokontroler Arduino Uno. Hasil
pembacaan sensor di tampilkan ke dalam LCD.
Hari Kurniawan, Dedi Triyanto, Irma Nirmala (2019),Melakukan penelitian
tentang pembuatan sistem pendeteksi dan monitoring banjir yang memberikan
informasi yang dapat di akses oleh masyarakat. Penelitian tersebut menggunakan
sensor ultrasonik untuk mengukur level muka air dan mikrokontroler Arduino
sebagai sistem pengolah data. Hasil pengolahan data dikirimkan ke LCD untuk
memonitoring ketinggian air[6]. Sistem yang dibuat akan memberikan pesan status
ketinggian pada saat melewati batas yang telah dintentukan, menggunakan modul
SIM800L sebagai perangkat untuk mengirimkan pesan dan mengirimkan data
tersebut ke website untuk menampilkan grafik dan inforamasi seputar ketinggian
air kepada masyarakat.
6
Ngakan Kutha Krisnawijaya, I Nyoman Gede Adrama (2019), melakukan penelitan
untuk membuat portable online datalogger yang di rancang menggunakan Internet
of Things (IoT). Menggunakan sensor flowmeter dan sensor level sebagai pengukur
debit air yang dikontrol dengan mikrokontroler ESP8266 untuk mengolah data.
Data yang telah diolah selanjutnya dikirimkan dengan koneksi WiFi ke router atau
modem yang selanjutnya ditransmisi melalui jaringan seluler ke server Blynk[7].
Data yang telah dikirim selanjutnya dapat diakses melalui web atau aplikasi oleh
pengguna.
Pada penilitan ini penulis akan merancang dan membangun sistem untuk dapat
melakukan monitoring ketinggian air (pasang surut) dan debit air sungai dengan
sumber tenaga surya, proses monitoring dapat dilakukan dengan jarak dekat
(offline) dengan LCD karakter atau jarak jauh (online) menggunakan modul Wi-Fi
melalui database Platform web bertujuan agar memudahkan pengguna dalam
mengakses sistem dengan database MySql sebagai penyimpanan hasil akusisi
sensor dan PHP untuk proses koneksi.
2.2 Tinjauan Komponen Penelitian
2.2.1 Arduino Mega 2560
Arduino Mega 2560 merupakan board mikrokontroler dari keluarga
ATmega 2560 dimana memiliki pin I/O paling banyak dari seri Arduino
lainnya. Mikrokontroler jenis ini memiliki 54 pin digital I/O dengan 15 pin
tersebut digunakan sebagai input PWM, 16 pin input analog, 1 port USB, 1
port power jack DC, ICSP header dan tombol reset. Pada pengoperasiannya
arduino dihubungkan ke personal computer (PC) untuk memberikan
program menggunakan kabel USB dan diberikan sumber tegangan melalui
port power jack[8]. Tegangan operasi dari Arduino mega 2560 adalah 5
hingga 20V DC. Namun apabila Arduino diberikan tegangan kurang dari 5
volt dapat mengakibatkan kerja dari arduino ini menjadi tidak stabil
sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen yang
digunakan. Apabila diberikan tegangan kerja lebih dari 12 volt dapat
mengakibatkan board rusak dengan didahului panasnya regulator tegangan.
Sehingga rentang tegangan kerja yang aman bagi arduino saat dioperasikan
7
adalah 5 – 12 volt. Dari segi memori arduino uno ini memiliki memori
sebesar 256 kb, dimana 8 kb dari memori tersebut telah digunakan untuk
sebagai bootloader. Disamping memiliki 256 kb memori, Arduino Mega
2560 ini memiliki memori sebesar 8 kb dari SRAM serta 4 kb dari
EEPROM. Hal ini mebuat memori tersebut cukup untuk menyimpan
program yang akan diberikan pada alat yang akan penulis buat. Pada
Arduino Mega 2560 ini selain memiliki beberapa pin yang telah dijelaskan
sebelumnya juga memiliki dua pin yang sangat penting fungsinya yaitu pin
VCC dan GND. Pin-pin tersebut berfungsi sebagai sumber tegangan bagi
aktuator. Berbeda dengan jenis arduino lainnya arduino mega 2560 ini
dilengkapi dengan sistem24 proteksi yang berupa polyfuse yang dapat
direset untuk melindungi port USB laptop/komputer dari korsleting atau
arus berlebih. Dalam penggunaannya Arduino Mega 2560 ini menggunakan
software Arduino IDE untuk memprogram yang selanjutnya akan di upload
ke Arduino Mega 2560 ini menggunakan kabel seria. Arduino Mega 2560
dipilih karena memiliki memori yang besar dan jumlah pin I/O yang banyak.
Pada Gambar 2.1 adalah tampak fisik dari Arduino Mega 2560 dan untuk
spesifikasi khusus pada Arduino Mega2560 dapat dilih pada Tabel 2.1.
Gambar 2. 1 Arduino Mega 2560.
Tabel 2. 1 Spesifikasi Arduino Mega 2560
Parameter Arduino Mega 2560 R3
Input Data dari Sensing oleh sensor
8
Output Sinyal dengan arus DC
Fungsi Memproses semua masukan dari sensor
dan melaukan aksi pada sistem.
Kebutuhan Suplai Daya 5-12 V DC
Kegunaan Dalam Sistem • Dapat mengkonversikan sinyal
analog dari sensor menjadi
sinyal digital agar dapat dibaca
oleh pengguna.
• Dapat memberikan perintah
kepada modul-modul untuk
melakukan aksi terhadap
masukan yang diterima
mikrokontroler.
Spesifikasi • Dimensi : 101,52 mm (P) x
53,3 mm (L).
• Tegangan kerja : 5V DC
• Tegangan input rekomendasi : 7-
12V
• Arus : 20 – 50 mA
• Flash Memory : 256 KB, 8 KB
Bootloader.
• SRAM : 8 KB
• EEPROM : 4 KB
• Clock Speed : 16 MHz
• Digital I/O pins : 54 (15 PWM
• Analog input pins : 16
2.2.2 Water Level Indiacator
Dalam proses pendeteksian ketinggian(level) air sungai, sensor yang
dipilih untuk diimplementasikan adalah Water Level Indicator. Sensor ini
9
terdiri dari 2 buah IC ULN2003A pada Gambar 2.2. Sensor ini memiliki
10 level pembacaan dengan skala tiap level yaitu 5 cm. IC ULN2003A
terdiri dari rangkaian gerbang NOT dan bekerja dengan metode Active
LOW, dengan diberikan trigger tegangan sebesar 5V DC. Cara kerja
sensor ini adalah dengan memanfaatkan air sebagai bahan konduktif yang
mengaktifkan setiap plat tembaga (short-circuit) ketika terkena air. Fungsi
IC ULN2003A adalah menjadi inverter tegangan, ketika plat tembaga
tidak terkena air maka output ter-set HIGH (1), dan ketika plat tembaga
terkena air maka akan ter-set LOW oleh mikrokontroler . IC ULN2003A
dipilih karena kemampuan deteksinya yg akurat dan mudah didapatkan.
Untuk spesifikasi lengkap dari water level indicator dapat dilihat pada
Tabel 2.2.
Gambar 2. 2 IC ULN2003A[9].
Gambar 2. 3 Skematik Water Level Indicator.
10
Tabel 2. 2 Spesifikasi Water level Indicator
Parameter Water Level Inidcator
Fungsi Mengukur ketinggian air
Input Tegangan 5VDC
Ouput Tegangan 0V DC
Kebutuhan Suplai
Daya
5V DC
Deskrispi
Kebutuhan
Dapat membaca ketinggian air
sungai dan dikirimkan ke
mikrokontroler
2.2.3 Water Flowmeter Sensor DN50 2”
Water Flowmeter merupakan sensor yang digunakan untuk
mengukur debit air pada pipa tertutup pada pipa keluaran maupun masukan
dalam sebuah sistem jaringan distirubsi air. Pada penelitian ini flowmeter
digunakan untuk mengukur debit aliran terbuka dengan beberapa
modifikasi. Flowmeter terdiri atas katup plastik, rotor, dan sensor efek Hall.
Ketika air mengalir malalui gulungan rotor-rotor. Kecepatan perubahan
dengan nilai yang berbeda disetiap alirannya. Sensor debit air ini
menggunakan efek Hall sehingga diperoleh keluaran sinyal berupa sinyal
pulsa[10]. Prinsip kerja sensor ini ialah dengan menghitung jumlah air yang
masuk melalui inlet dan keluar melalui outlet dari sensor. Air yang masuk
melewati katup inlet akan memutar rotor magnet dengan kecepatan yang
berbanding lurus dengan kecepatan aliran air. Selanjutnya medan magnet
pada rotor akan memberikan efek Hall dan menghasilkan sinyal pulsa atau
yang sebut dengan PWM (Pulse Width Modulation). Keluaran sinyal pulsa
dari sensor ini selanjutnya dikirimkan ke mikrokontroler. Pada Tabel 2.3
merupakan spesifikasi dari water flowmeter.
11
Gambar 2. 4 Desain Flowmeter.
Gambar 2. 5 Bentuk Fisik Water Flowmeter.
Tabel 2. 3 Spesifikasi Water Flowmeter.
Parameter Sensor FLOWmeter DN50 2”
Input Energi mekanik oleh arus sungai
Output Sinyal PWM
Fungsi Menghitung debit dan kecepatan air
pada sungai
Kebutuhan Suplai Daya 5V DC
Kegunaan Dalam Sistem Pembacaan debit air dan kecepatan air
sungai yang melewati rotor pada sensor
kemudian data dikirimkan ke
mikrokontroler.
12
Spesifikasi • Dimensi : 91,5 mm (P) x 59
mm (L) x 5,08 mm (Diamter
katup).
• Tegangan : 5V DC
• Arus : 10mA
• Debit air : 10 – 300
Liter/Menit.
• Maksimum Tekanan
Hidrostatrik : 2 Mpa.
• Maksimum Temperatur Kerja -
25°~+ 80º C
2.2.4 Pilot Lamp
Pilot Lamp merupakan indikator visual yang berfungsi untuk
mempermudah pengunna untuk membaca status sungai, digunakan tiga
inisiasi utama yaitu; hijau untuk aman, kuning untuk waspada, dan merah
untuk bahaya.. Pada Gambar 2.6 merupakan penampakan Pilot Lamp dan
pada Tabel merupakan spefiskasi lengkap Pilot Lamp.
Gambar 2. 6 Pilot Lamp
Tabel 2. 4 Spesifikasi Pilot Lamp
Parameter Pilot Lamp
Input Status kondisi sungai
Output Cahaya
Fungsi Memberikan indikator
Kebutuhan Suplai Daya 12 VDC
13
Kegunaan Dalam Sistem Memberikan indikator visual berupa
cahaya hijau, kuning dan merah.
Spesifikasi • Operating temperature : 25 -
+55
• Dimenssion : 22mm(Hole)
• Supply 12VDC
2.2.5 ESP 8266-01
ESP8266-01 adalah modul SoC (Sytem on Chip) yang terintegrasi
dengan Wi-Fi, sehingga dapat terhubung ke jaringan. Memiliki desain yang
ringkas,dan kinerja yang andal untuk penggunaan IoT (Internet of Things) .
Hal ini bukan tanpa alasasan, dikarenakan ESP8266-01 Gambar 2.7