67 BAB III PEMBAHASAN 3.1. Tinjauan Umum Alat Alat peringatan dini bencana banjir dengan sistem sms menggunakan mikrokontroler arduino ini merupakan alat yang berfungsi sebagai peringatan dini adanya bencana banjir dengan menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 sebagai pengukur atau pendeteksi ketinggian permukaan air disuatu tempat dan SMS sebagai pemberi informasi. Cara kerja alat ini yaitu sensor ultrasonik memancarkan gelombang ultrasonik untuk mendeteksi ketinggian permukaan air yang diperintahkan oleh mikrokontroler arduino. Hasil perhitungan jarak dari pembacaan sensor ultrasonik nantinya akan ditampilkan pada modul LCD 16x2 dengan satuan sentimeter (CM). Dan pada alat ini juga terdapat pengaturan ketinggian level air yang berguna sebagai tolak ukur yang nantinya berguna bagi masyarakat sekitar untuk kesiapan dalam menghadapi bencana banjir. Ada 4 level ketinggian yang diatur berdasarkan batas atas sensor ultrasonik yaitu level Siaga 4, Siaga 3, Siaga 2, dan Siaga 1. Terdapat indikator LED di setiap level dengan berbeda warna yaitu Siaga 4 dengan warna hijau, Siaga 3 dengan warna biru, Siaga 2 dengan warna kuning, dan Siaga 1 dengan warna merah. Semakin tinggi kenaikan permukaan air maka semakin kecil jarak antara permukaan air dan batas atas sensor ultrasonik dan semakin tinggi level airnya. Fungsi Short Message Servise (SMS) pada alat ini yang dikerjakan oleh modul SIM800L yaitu pada saat alat ini diaktifkan akan mengirimkan notifikasi kesiapan alat dan fungsi SMS. Tidak hanya itu, disetiap level ketinggian air alat ini
28
Embed
BAB III PEMBAHASAN · regulator tegangan +5VDC bawaan yang dinyalakan melalui daya DC eksternal. Pin 1 (TXD) IC FT232RL terhubung ke pin 2 (RXD) IC ATMega 328p melalui Resistor 1kΩ
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
67
BAB III
PEMBAHASAN
3.1. Tinjauan Umum Alat
Alat peringatan dini bencana banjir dengan sistem sms menggunakan
mikrokontroler arduino ini merupakan alat yang berfungsi sebagai peringatan dini
adanya bencana banjir dengan menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 sebagai
pengukur atau pendeteksi ketinggian permukaan air disuatu tempat dan SMS
sebagai pemberi informasi.
Cara kerja alat ini yaitu sensor ultrasonik memancarkan gelombang ultrasonik
untuk mendeteksi ketinggian permukaan air yang diperintahkan oleh
mikrokontroler arduino. Hasil perhitungan jarak dari pembacaan sensor ultrasonik
nantinya akan ditampilkan pada modul LCD 16x2 dengan satuan sentimeter (CM).
Dan pada alat ini juga terdapat pengaturan ketinggian level air yang berguna sebagai
tolak ukur yang nantinya berguna bagi masyarakat sekitar untuk kesiapan dalam
menghadapi bencana banjir. Ada 4 level ketinggian yang diatur berdasarkan batas
atas sensor ultrasonik yaitu level Siaga 4, Siaga 3, Siaga 2, dan Siaga 1. Terdapat
indikator LED di setiap level dengan berbeda warna yaitu Siaga 4 dengan warna
hijau, Siaga 3 dengan warna biru, Siaga 2 dengan warna kuning, dan Siaga 1 dengan
warna merah. Semakin tinggi kenaikan permukaan air maka semakin kecil jarak
antara permukaan air dan batas atas sensor ultrasonik dan semakin tinggi level
airnya. Fungsi Short Message Servise (SMS) pada alat ini yang dikerjakan oleh
modul SIM800L yaitu pada saat alat ini diaktifkan akan mengirimkan notifikasi
kesiapan alat dan fungsi SMS. Tidak hanya itu, disetiap level ketinggian air alat ini
68 juga mengirimkan SMS dengan format berbeda ke nomorhandphone (hp) yang
telah terdaftar pada alat ini. Dan sebagai peringatan pada level Siaga 1 banjir
arduino juga memerintahkan buzzer untuk bekerja.
3.2. Blok Rangkaian Alat
Berikut ini blok rangkaian dari alat sebagai berikut:
Sumber: Dokumen Pribadi
Gambar III.1
Blok Rangkaian Alat
Penjelasan blok rangkaian alat sebagai berikut:
1. Input
Komponen input ini merupakan komponen masukan yang akan diproses.
Komponen input ini terdiri dari :
a. Catu daya merupakan masukan tegangan 12 Volt kedalam rangkaian
mikrokontroler arduino. Dan tegangan 3,9 Volt untuk masukan ke modul SIM
800L.
69
b. Sensor Ultrasonik HC-SR04 berfungsi untuk mendeteksi ketinggian
permukaan air dengan range pengukuran 2 cm~400 cm.
2. Proses
Proses merupakan komponen utama yang berfungsi sebagai pengelola data yang
diterima dari masukan atau input yang kemudian akan menghasilkan output.
Dalam proses ini penulis menggunakan mikrokontroler Arduino berbasiskan
ATMega 328P.
3. Output
Output merupakan keluaran dari semua proses yang telah dijalankan. Output
yang dihasilkan yaitu:
a. Buzzer berfungsi sebagai indikasi hasil input yang menghasilkan bunyi
seperti alarm.
b. LED berfungsi sebagai indikator hasil input agar mempermudah melihat level
ketinggian air dari sensor yang telah terdeteksi dan diproses.
c. Modul LCD 16x2 berfungsi sebagai interface atau antarmuka antara
mikrokontroler dan pengguna yang menampilkan karakter ataupun text dari
hasil input yang diproses sehingga mempermudah penggunaan alat.
d. Modul SIM800L berfungsi sebagai pengirim SMS yang dalam alat ini berupa
pemberitahuan kesiapaan alat dan kondisi level ketinggian air.
3.3. Skema Rangkaian
Berikut ini skema rangkaian secara keseluruhan dan penjelasan secara umum
rangkaian alat.
70
Sumber: Dokumen pribadi
Gambar III. 2
Skema rangkaian keseluruhan.
Perancangan rangkaian ini adalah Arduino yang menggunakan mikrokontroller
ATMega 328p sebagai pusat pemroses data dan rangkaian elektronika lain sebagai
pendukung system. Terdapat beberapa blok rangkaian dari skema diatas antara lain
catu daya, shield, led dan mikrokontroler arduino itu sendiri. Selain dari rangkaian
71
diatas terdapat modul sensor ultrasonik HC-SR04, LCD/I2C 16x2, SIM800L, dan
buzzer.
3.3.1 Rangkaian Mikrokontroler Atmega 328p
Sumber : Dokumen Pribadi
Gambar III.3
Skema rangkaian Mikrokontroler Atmega 328p
Penjelasan Skema rangkaian sebagai berikut:
Rangkaian diatasadalah Arduino yang menggunakan mikrokontroller ATMega
328p sebagai pusat pemroses data dan rangkaian elektronika lain sebagai
pendukung system. Untuk mengaktifkan sistem, hubungkan sistem dengan catu
daya 12 VDC, jika LED pada Arduino hidup maka alat tersebut siap bekerja, namun
jika LED pada Arduino mati maka periksa tegangan pada catu daya dan cek
rangkaian alat.
72
Pada system Arduino ini terdapat rangkaian converter USB ke Serial dengan
menggunakan IC FTDI FT232RL. Komponen ini berfungsi untuk pengisian
program ke mikrokontroller ATMega 328p secara serial melalui komputer dengan
software Arduino IDE. Interface atau antar muka yang digunakan untuk
berkomunikasi dengan komputer adalah USB type B dimana sering dijumpai
penggunaannya pada mesin cetak atau printer. Dilengkapi dengan sekring otomatis
reset (resettable fuse) 500mA, untuk mengantisipasi terjadinya hubung singkat di
dalam system. Apabila terjadi hubung singkat maka arus yang masuk akan terputus.
Pin 2 USB (data min) terhubung ke pin 16 IC FT232RL dan pin 3 USB (data plus)
terhubung ke pin 15 IC FT232RL. Pin 1 (VCC) dan pin 4 (GND) USB dihubungkan
secara seri dengan kapasitor 100nF untuk meredam noise yang dihasilkan IC
FT232RL.
Terdapat pula IC Op-Amp (LM358) yang berfungsi sebagai pemilih tegangan
otomatis. IC Op-Amp yang ditetapkan sebagai komparator akan memonitor
tegangan pada pin VIN (tegangan DC eksternal) dan jika berada di atas jumlah
minimum, akan mematikan sakelar MOSFET (AO3401) yang mengisolasi daya
USB dari papan Arduino. Jika kedua daya USB dan eksternal tersedia, sirkuit
menggunakan daya eksternal untuk menghidupkan papan Arduino melalui
regulator tegangan +5VDC bawaan yang dinyalakan melalui daya DC eksternal.
Pin 1 (TXD) IC FT232RL terhubung ke pin 2 (RXD) IC ATMega 328p melalui
Resistor 1kΩ untuk membatasi arus yang masuk. Berlaku juga untuk pin 5 (RXD)
IC FT232RL terhubung ke pin 3 (TXD) IC ATMega 328p melalui Resistor 1kΩ
untuk membatasi arus yang masuk. Dilengkapi dengan fitur auto-reset (otomatis
reset) untuk menghindari menekan tombol Reset secara terus menerus saat akan
73
dan sedang melakukan pengisian program. Fitur ini didapat dari pin 2 (DTR#) dan
pin 3 (RST#) pada IC FT232RL dihubungkan dengan kapasitor 100nF yang
terhubung ke Reset IC ATMega 328p.
Pada bagian regulator tegangan menggunakan seri 78M05 dimana menurut
datasheet dapat mensuplai arus hingga 500mA. Yang dalam hal ini berfungsi
sebagai penyuplai tegangan teregulasi sebesar 5VDC untuk mikrokontroler
arduino.
ATMega 328p membutuhkan suplai tegangan kerja (VCC) sebesar 5VDC dan
akan bekerja pada frekuensi oscillator yang dipakai. Mikrokontroller ini memiliki
internal oscillator yang dapat digunakan sebagai penghasil clock untuk
menggerakkan CPU sebesar 8MHz. Pada system ini akan dipakai oscillator crystal
eksternal dengan frekuensi 16MHz dan memakai dua buah kapasitor 22pF yang
dihubungkan dengan pin 9 (XTAL1) dan pin 10 (XTAL2) IC ATMega 328p.
Pemilihan crystal dengan frekuensi ini dikarenakan system Arduino membutuhkan
eksekusi program yang cepat.
Arduino juga dilengkapi dengan konektor ICSP (In Circuit System
Programming) melalui pin header male untuk mengatur fuse bit, mem-burning
bootloader, atau mengisi program menggunakan bantuan downloader AVR. Pin
yang terdapat pada konektor ICSP adalah MOSI, MISO, SCK, Reset, VCC, dan
GND.
Mikrokontroller ATMega 328p memiliki saluran reset aktif rendah (low) sehingga
reset ini harus dijaga agar tetap berada pada kondisi tinggi (high). Pin RESET
digunakan untuk me-reset program (mulai dari awal) dengan memberikan sinyal
low pada pin RESET. Namun digunakan sebuah resistor pull-up dengan nilai 10kΩ
74
yang dihubungkan ke VCC agar pin RESET tidak berada pada kondisi
mengambang (floating) atau kondisi pin RESET berlogika 0 (low). Penggunaan
port atau pin mikrokontroler pada alat ini terdapat di tabel berikut ini:
Tabel III.1 Penggunaan port pada Mikrokontroler Atmega 328p