MONITORING DAN PENGONTROLAN SECARA TERPUSAT BAK PENAMPUNG AIR MENGGUNAKAN FLOW PROGRAMING BERBASIS JARINGAN LAN
TUGAS AKHIR Oleh : DEDEN SAPUTRA 1311011009
PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI PADANG 2017
MONITORING DAN PENGONTROLAN SECARA TERPUSAT BAK PENAMPUNG AIR MENGGUNAKAN FLOW PROGRAMING BERBASIS JARINGAN LAN Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Dari Politeknik Negeri Padang
DEDEN SAPUTRA 1311011009
PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI PADANG 2017
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir yang berjudul Monitoring Dan Pengontrolan Secara Terpusat Bak Penampung Air Menggunakan Flow Programing Berbasis Jaringan LAN, telah disidangkan atau di pertanggung jawabkan di depan tim penguji sebagai berikut pada hari Kamis, 5 Oktober 2017 di Program Studi DIV Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang.
No
Nama
Jabatan
1
Yultrisna,ST.,MT NIP. 19700715 199512 2 001
Ketua
2
Ir .Amril.,MT NIP. 19580715 198903 1 001
Sekretaris
3
Anton Hidayat,ST.,MT NIP. 19761025 200501 1 002
Anggota
4
Andrizal,ST,.MT NIP. 19681005 199303 1 001
Anggota
Tanda Tangan
Mengetahui:
Ketua Jurusan Teknik Elektro
DR. Afrizal Yuhanef, ST.,M.Kom NIP. 19640429 199003 1 001
Ketua Program Studi Teknik Elektronika
Ir. Suryadi, MT NIP. 19600827 198803 1 002
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tanagan di bawah ini : Nama
: Deden Saputra
Nomor BP
: 1311011009
Program Studi
: DIV Elektronika
Judul Tugas Akhir
:Monitoring
Dan
Pengontrolan
Secara
terpusat
bak
penampung air mengunakan Flow programing berbasis jaringan lan
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan tugas akhir ini berdasarkan hasil penelitian,pemikiran dan pemaparan saya sendiri(tidak palagiat). Jika terdapat kutipan atau saduran orang lain, saya cantumkan dalam daftar pustaka. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya,apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidak benaran dalam pernyataan ini,maka saya bersedia menerima sanksi yang berlaku di Politeknik Negeri Padang.
Padang, Yang membuat pernyataan
( DEDEN SAPUTRA) No BP. 1311011009
No. Alumni
No. Alumni Fakultas DEDEN SAPUTRA (a) Tempat / Tgl Lahir : Padang / 09 Maret 1995 (b) Nama Orang Tua : Asnidar Yanti (c) Perguruan Tinggi : Politeknik Negeri Padang (d) Jurusan / Prodi : Teknik Elektro / D4 Teknik Elektronika (e) No. BP : 1311011009 (f) Tanggal Lulus : 05 Oktober 2017 (g) Predikat Lulus : Sangat Memuaskan (h) IPK : 3,08 (i) Lama Studi : 4 Tahun, 1 Bulan (j) Alamat Orang Tua : Jalan Muara padang, Bukit Gadao-Gado, No. 24. “MONITORING DAN PENGONTROLAN SECARA TERPUSAT BAK PENAMPUNG AIR MENGGUNAKAN FLOW PROGRAMING BERBASIS JARINGAN LAN ” Nama : Deden Saputra Pembimbing: 1. Andrizal, ST.,MT 2. Nadia Alfitri, ST.,MT ABSTRAK
Kegiatan monitoring persediaan air bersih pada bak penampungan air di PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) kota padang menjadi hal yang sangat penting, karena air bersih menjadi salah satu pokok kebutuhan masyarakat dan menjaga kualitas air agar aman dikomsumsi. Proses monitoring bak penampungan air di PDAM masih dilakukan secara manual untuk pengamatan kondisi bak penampung hanya menggunakan lampu Emergency dan untuk mengaktifkan pompa / motor hanya menggunakan saklar on / off. Pembualatan alat ini menggunakan 2 bak penampung dengan sistem otomatis, untuk mendeteksi ketinggian air digunakan sensor Sharp GP dan antara bak penampung dengan sistem kontrol room cukup jauh bisa dilakukan komunikasi secara Ethernet LAN dan untuk tampilan diruangan kontrol room digunakan Flow Programing yaitu berupa kondisi cairan di bak penampung apakah di level rendah dan penuh. Sistem monitoring ini dapat menampilkan ketinggian air secara aktual pada Flow Programing dan melakukan pengisian air pada saat sensor membaca ketinggian air 0 % (<32cm) maka pompa 1 akan hidup dan air akan mengalir pada bak 1 kemudian langsung di pompa pada bak 2 jika pada bak 2 ketinggian air sudah mencapai 100 % (>8cm) maka pompa 2 akan mati dan pompa 1 tetap hidup sampai bak 1 dalam kondisi 100%. Kata kunci : Sistem Monitoring, Sharp GP, Ethernet LAN, Flow Programing Tugas akhir ini telah dipertahankan di depan sidang penguji dan dinyatakan lulus pada tanggal : 05 Oktober 2017 Abstrak telah disetujui oleh penguji : Tanda Tangan Nama
Ketua
Sekretaris
Anggota
Pembimbing I
Yultrisna, ST., MT
Ir.Amril., MT
Anton Hidayat, ST., MT
Andrizal, ST., MT
Mengetahui : Ketua Jurusan Teknik Elektro :
DR. Afrizal Yuhanef ST.,M.Kom NIP : 19640429 199003 1 001 Alumni telah mendaftar ke Perguruan Tinggi Politeknik Negeri Padang dan mendapat nomor alumni : Petugas Fakultas / Universitas Nomor Alumni Fakultas Nama Tanda Tangan Nomor Alumni Universitas
Nama Tanda Tangan
MONITORING DAN PENGONTROLAN SECARA TERPUSAT BAK PENAMPUNG AIR MENGGUNAKAN FLOW PROGRAMING BERBASIS JARINGAN LAN Andrizal,ST.,MT1, Nadia Alfitri ,ST.,MT2 ,Deden Saputra3
ABSTRAK Kegiatan monitoring persediaan air bersih pada bak penampungan air di PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) kota padang menjadi hal yang sangat penting, karena air bersih menjadi salah satu pokok kebutuhan masyarakat dan menjaga kualitas air agar aman dikomsumsi. Proses monitoring bak penampungan air di PDAM masih dilakukan secara manual untuk pengamatan kondisi bak penampung hanya menggunakan lampu Emergency dan untuk mengaktifkan pompa / motor hanya menggunakan saklar on / off. Pembualatan alat ini menggunakan 2 bak penampung dengan sistem otomatis, untuk mendeteksi ketinggian air digunakan sensor Sharp GP dan antara bak penampung dengan sistem kontrol room cukup jauh bisa dilakukan komunikasi secara Ethernet LAN dan untuk tampilan diruangan kontrol room digunakan Flow Programing yaitu berupa kondisi cairan di bak penampung apakah di level rendah dan penuh. sistem monitoring ini dapat menampilkan ketinggian air secara aktual pada Flow Programing dan melakukan pengisian air pada saat sensor membaca ketinggian air 0 % (<32cm) maka pompa 1 akan hidup dan air akan mengalir pada bak 1 kemudian langsung di pompa pada bak 2 jika pada bak 2 ketinggian air sudah mencapai 100 % (>8cm) maka pompa 2 akan mati dan pompa 1 tetap hidup sampai bak 1 dalam kondisi 100%.
Kata kunci : Sistem Monitoring, Sharp GP, Ethernet LAN, Flow Programing
ix
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji dan Syukur kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya, penulis telah dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul “Monitoring Dan Pengontrolan Secara Terpusat Bak Penampung Air Menggunakan Flow Programing Berbasis Jaringan Lan.”
Laporan ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan perkuliahan pada Program Studi D IV Elektronika Industri, Politeknik Negeri Padang 2017. Dalam menyelesaikan laporan ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Keluarga tercinta khususnya kepada Kedua orang tua dan saudarasaudara penulis yang dengan susah payah memberikan dukungan moril dan materil sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebaik mungkin
2.
Bapak Aidil Zamri, ST., MT selaku Direktur Politeknik Negeri Padang.
3.
Bapak Dr. Afrizal Yuhanef, ST,. M.Kom , selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang.
4.
Bapak Suryadi, ST., MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika D.IV Politeknik Negeri Padang.
ii
5.
Bapak Andrizal, ST., MT selaku pembimbing I dan ibuk Nadia Alfitri,ST.M.T selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis dalam pembuatan dan penyelesaian laporan ini.
6.
Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen yang telah memberikan masukan dan arahan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
7.
Teman-teman jurusan elektro terutama pada Program Studi Teknik Elektronika D.IV.
8.
Untuk semua pihak yang mungkin tidak dapat penulis sebutkan secara satu persatu yang telah memberikan masukan sampai laporan ini selesai tepat pada waktunya.
Penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca umumnya. Sekiranya ada kesalahan dalam penulisan laporan ini, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan penulisan selanjutnya.
Padang, 12 Oktober, 2017
DEDEN SAPUTRA
iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi DAFTAR TABEL............................................................................................... xiii ABSTRAK
...................................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................1 1.1 Latar Belakang............................................................................................2 1.2 Tujuan Tugas Akhir ....................................................................................2 1.3 Perumusan Masalah ....................................................................................2 1.4 Batasan Masalah .........................................................................................2 1.5 Manfaat Alat ...............................................................................................3 1.6 Metode Penyelesaian Tugas Akhir .............................................................3 1.7 Sistematika Penulisan .................................................................................4
BAB II TEORI DASAR..........................................................................................5 2.1 Sistem Monitoring.......................................................................................6 2.2 Sensor Sharp GP 2Y0A21 ..........................................................................6 2.2.1 Prinsip kerja sensor sharp gp..............................................................7 2.3 Microkontroler............................................................................................9 2.4 Ethernet shield ..........................................................................................10 2.5 Pengertian dan fungsi kabel UTP dan konektor RJ45 ..............................11 2.6 Pengertian dan cara kerja mesin pompa air ..............................................12 2.7 Relay .........................................................................................................16 2.7.1 Fungsi Relay...................................................................................17 2.7.2 Cara Kerja Relay ............................................................................17 2.8 Pemograman LabVIEW ...........................................................................18 2.9 Komunikasi serial LabVIEW ...................................................................22 2.9.1 Visa .................................................................................................22 2.10 Tinjauan Singkat Arsitekstur Protocol TCP/IP .......................................23 2.11 Pembagaian Protocol TCP/IP ..................................................................26
iv
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT ....................................29 3.1 Metodologi Penelitian...............................................................................29 3.2 Perancangan Blog diagram .......................................................................30 3.2.1 Pinsip Kerja sistem .........................................................................32 3.3 Perancangan Hardware ............................................................................33 3.3.1 Desain Mekanik Alat ......................................................................33 3.4 Perancangan Elektronika ..........................................................................34 3.4.1 Rangkaiaan Power supply ..............................................................34 3.4.2 Rangkaiaan Driver Realy ...............................................................36 3.4.3 Rangkaiaan Sensor sharp gp ...........................................................38 3.4.4 Rangkaiaan Sistem keseluruhan arduino ........................................39 3.5 Perancangan Software ..............................................................................40 3.5.1 Algoritma ........................................................................................40 3.5.2 Flowchart ........................................................................................42 3.5.3 Penjelasan Flowchart ......................................................................43 3.6 Langkah-langkah pemograman alat dan spesifikasi alat ..........................44 3.6.1 Langkah-langkah menggunakan LabVIEW ...................................44 3.6.2 Cara Mengoperasian Alat ...............................................................45 3.6.3 Interface Ethernet Shield ke arduino ..............................................46 3.6.4 Interface Ethernet Shield ke arduino dan labview ..........................48 3.7 Monitoring Sistem ....................................................................................49 3.7.1 Menampilkan data ketinggian air ...................................................51 3.8 Spesifikasi Alat .........................................................................................52
BAB IV PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISA DATA ....................................53 4.1 Pengujian dan analisa Power Supply ........................................................53 4.2 Pengujian Sensor Sharp GP .....................................................................55 4.3 Pengujian Ethernet Shield ........................................................................58 4.4 Pengujian Monitoring di LabView............................................................59 4.5 Pengujian Rangkaiaan Driver Pompa .......................................................62 4.5.1Pengujian Pompa .............................................................................64 4.6 Pengujian Alat Keseluruhan .....................................................................65
v
BAB V PENUTUP .................................................................................................68 5.1
Kesimpulan .............................................................................................68
5.2
Saran........................................................................................................69
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................70 LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1
Proses sistem monitoring ....................................................................5
Gambar 2
Sensor sharp gp ...................................................................................6
Gambar 3
Ilustrasi cara kerja sensor Sharp GP GP2Y0A21 ................................8
Gambar 4
Modul arduino uno ..............................................................................9
Gambar 5
Ethernet Shield ..................................................................................11
Gambar 6
kabel UTP..........................................................................................11
Gambar 7
Connector RJ45 .................................................................................12
Gambar 8
Pompa ................................................................................................13
Gambar 9
Prinsip dan cara kerja mesin pompa air ............................................15
Gambar 10 Gambar dan Simbol Relay.................................................................16 Gambar 11 Bagian-Bagian Relay .........................................................................18 Gambar 12 Front panel.........................................................................................19 Gambar 13 Blok diagram Labview ......................................................................20 Gambar 14 Control palette...................................................................................21 Gambar 15 Function pallete.................................................................................21 Gambar 16 Aplikasi koneksi Client dengan labview ...........................................25 Gambar 17 Aplikasi koneksi ke server ................................................................25 Gambar 18 Model konsep empat layer ................................................................26 Gambar 19 Blog diagram Sistem .........................................................................30 Gambar 20 Mekanik alat ......................................................................................33 Gambar 21 Rangkaian Power Supply ..................................................................34 Gambar 22 Layout Rangkaian Power Supply ......................................................34
v
Gambar 23 Layout Rangkaian Power Supply ......................................................35 Gambar 24 Rangkaian Driver Relay ...................................................................36 Gambar 25 Layout Rangkaian Driver dan tata letak komponen ..........................36 Gambar 26 Rangkaiaan Sensor Sharp GP ............................................................38 Gambar 27 Rangkaiaan Keseluruhan Modul arduino ..........................................40 Gambar 28 Flowchart sistem kontrol bak penampung ........................................41 Gambar 29 Flowchart monitoring bak penampung air ........................................42 Gambar 30 Software Labview ..............................................................................44 Gambar 31 New VI LabVIEW ..............................................................................44 Gambar 32 Front panel dan blok diagram LabVIEW ..........................................45 Gambar 33 IP address computer ..........................................................................46 Gambar 34 Cara memasukan IP address ethernet shield .....................................46 Gambar 35 Cara mengetahui IP addres ethernet shield .......................................47 Gambar 36 Kabel UTP .........................................................................................47 Gambar 37 Ethernet shield telah terhubung.........................................................48 Gambar 38 Program koneksi ethernet ke labview ...............................................48 Gambar 39 Menyesuaikan alamat IP dan port arduino dan labview ...................49 Gambar 40 Blog diagram komunikasi port arduino dengan labview ..................49 Gambar 41 TCP open conection ..........................................................................50 Gambar 42 TCP Read ..........................................................................................50 Gambar 43 TCP Close .........................................................................................50 Gambar 44 Menampilkan data ketinggian Air .....................................................51 Gambar 45 Index array ........................................................................................51 Gambar 46 String to byte .....................................................................................51
vi
Gambar 47 Titik Pengukuran rangkaiaan power supply ......................................54 Gambar 48 Blog diagram komunikasi port arduino dengan labview...................54 Gambar 49 Kurva perbandingan jarak sensor ......................................................57 Gambar 50 Library ethernet Shield......................................................................58 Gambar 51 Nilai yang terbaca pada labview .......................................................58 Gambar 52 Saat Tanki (0%) di labview ...............................................................59 Gambar 53 Saat Tanki 2 (50%) di labview ..........................................................59 Gambar 54 Saat Tank 1 (50%) di labview ...........................................................60 Gambar 55 Saat Tanki (100%) di labview ...........................................................60 Gambar 56 Rangkaian Driver Pompa ..................................................................62 Gambar 57 Saat kondisi alat 100 % .....................................................................67 Gambar 58 Monitoring alat di Labview saat 100 %.............................................68
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 1
Keterangan bagian arduino ....................................................................9
Tabel 2
Hasil Titik Pengukuran Power supply dengan Multimeter ...................54
Tabel 3
Hasil pengujian jarak pada sensor Sharp GP 2 F 6959 .........................56
Tabel 4
Hasil Titik Pengukuran pada Driver Relay ...........................................62
Tabel 5
Hasil Pengujian Relay ...........................................................................63
Tabel 6
Pengukuran Kecepatan pompa mengisi tangki .....................................64
viii
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Memonitoring Persediaan air bersih di Perusahaan daerah air minum sangat
diperlukan. Hal ini sangat penting dilakukan karena air bersih menjadi salah satu kebutuhan pokok masyarakat dan juga untuk menjaga kualitas air agar aman dikonsumsi. Dari Studi literatur yang dilakukan di pelayanan jasa air bersih di Perusahaan daerah air minum kota Padang, proses operasi dan monitoring persedian bak air penampung masih dilakukan secara manual. Seperti : 1.
Pengamatan untuk kondisi bak penampung hanya menggunakan lampu Emergency untuk mengetahui apakah cairan sudah penuh.
2.
Untuk mengaktifkan pompa/motor hanya menggunakan saklar on/off .
Proses manual ini bisa dilakukan otomatisasi dengan cara : 1.
Untuk mendeteksi ketinggian air bisa digunakan sensor SHARP GP.
2.
Karna silo-silo penampungan atau bak penampungan air itu cukup banyak maka antara bak penampung dengan sistem kontrol room bisa dilakukan komunikasi secara ethernet LAN.
3.
Tampilan diruangan kontrol room, bisa berupa kondisi cairan di bak penampung apakah di level rendah dan penuh.
Kemudian sistem ini bisa bekerja secara otomatis untuk mengaktifkan dan menon-aktifkan pompa ketika kondisi cairan sesuai yang di inginkan. Berdasarkan ini penulis mengajukan judul penelitian, “Monitoring Dan Pengontrolan Secara Terpusat Bak Penampung Air Menggunakan Flow Programing Berbasis Jaringan LAN.”
2
1.2 . Tujuan Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini yaitu merancang suatu alat untuk Monitoring ketinggian air secara Real Time pada bak penampungan serta dapat melakukan Pengontrolan terpusat menggunakan jaringan LAN dan memudahkan pihak PDAM melakukan pekerjaan.
1.3 . Perumusan Masalah Berdasarkan Latar Belakang di atas maka dapat dirumuskan masalah yaitu : 1. Bagaimana cara menampilkan hasil dari pengukuran sensor Sharp Gp pada sebuah PC (Personal Computer) dengan menggunakan Flow Programing ? 2. Bagaimana cara merancang alat untuk monitoring dan pengontrolan secara terpusat bak penampung air pada PDAM dan cara mengkumunikasikan dengan ethernet lan? 3. Bagaimana perancangan program sistem keseluruhan di Flow Programing ?
1.4 Batasan Masalah Berdasarkan dari perumusan masalah diatas, agar dapat dilakukan secara lebih terfokus, maka perlu adanya batasan masalah sebagai tolak ukur untuk ketercapaian target dari pembuatan tugas akhir ini, yaitu : 1. Sistem ini dibuat dalam bentuk Prototype dengan 2 bak penampung. 2. Alat ini tidak berfungsi untuk melakukan menfiltering cairan. 3. Hanya sebagai monitoring dan pengontrolan bak penampung air. 4. Di Flow Programing hanya bisa monitoring dan untuk pengontrolan hanya bisa di arduino
karena untuk pengontrolan dilabview menggunakan TCP yaitu proses
pengiriman data melalui jaringan lan, karena pengiriman data dari port digital arduino ke labview tidak diketahui.
3
1.5 Manfaat Adapun manfaat dari perancangan sistem monitoring ini adalah sebagai berikut : 1. Mempermudah dalam monitoring persedian air di bak penampungan. 2. Memonitoring persedian air di bak penampungan dapat dilakukan secara terpusat dengan menggunakan sistem komputer.
1.6 Metode Penyelesaian Tugas Akhir Untuk menyelesaikan tugas akhir ini dilakukan tahap-tahap berikut, yaitu: 1. Studi Literatur Studi literatur dilakukan untuk memperoleh teori dasar dan teori pendukung pelaksanaan tugas akhir. 2. Konsultasi dengan Pembimbing Konsultasi dengan dosen pembimbing tugas akhir dilakukan agar penulis mendapat bimbingan/masukan dalam penyelesaian tugas akhir. 3. Perancangan dan pembuatan Merancang dan membuat dalam bentuk software dan hardware. 4. Pengukuran, pengujian dan analisis Setelah perancangan dan pembuatan alat selesai maka dilakukan pengukuran, pengujian terhadap alat dan selanjutnya dilakukan analisis. 5. Membuat kesimpulan Pengambilan kesimpulan dilakukan dengan melihat hasil dari pengujian alat yang telah dilakukan.
4
1.7 SISTEMATIKA PENULISAN BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latang belakang, tujuan, manfaat, rumusan masalah, batasan masalah, metode penyelesaian, dan sistematika penulisan BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini membahas tentang teori penunjang yang berhubungan dengan tugas akhir ini. BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Bab ini berisi tentang perancangan, pembuatan rangkaian, perangkat keras, dan perangkat lunak. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini berisi pengujian dari alat yang dibuat, dan dilanjutkan dengan analisa sesuai dengan teori yang berhubungan dengan tugas akhir. BAB V PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari tugas akhir yang dibuat.
5
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 SISTEM MONITORING Sistem monitoring merupakan suatu proses untuk mengumpulkan data dari berbagai sumber daya. Biasanya data yang dikumpulkan merupakan data yang real time. Secara garis besar tahapan dalam sebuah sistem Monitoring terbagi ke dalam tiga proses besar seperti yang terlihat pada gambar 1, yaitu: 1.Proses di dalam pengumpulan data monitoring 2.Proses di dalam analisis data monitoring 3.Proses di dalam menampilkan data hasil montoring
Gambar 1. Proses sistem monitoring (Sumber: Nine shela, 2016) Aksi yang terjadi di antara proses-proses dalam sebuah sistem monitoring adalah berbentuk service, yaitu suatu proses yang terus menerus berjalan pada interval waktu tertentu. Proses-proses yang terjadi pada suatu sistem monitoring
6
dimulai dari pengumpulan data seperti data dari dianalisis pada proses analisis data dan pada akhirnya data tersebut akan ditampilkan. (Nine shela, 2016). 2.2. SENSOR SHARP GP 2Y0A21 Sensor jarak Sharp banyak dipilih untuk proyek yang membutuhkan pengukuran jarak akurat. Sensor ini lebih ekonomis, tapi memberikan kinerja yang jauh lebih baik daripada alternatif IR lainnya. Sensor ini memiliki 3-pin, Voltage, Ground, Signal. Output sensor ini adalah analog tunggal, dapat terhubung ke sebuah konverter analog ke-digital untuk mengambil pengukuran jarak, atau output dapat dihubungkan ke comparator untuk deteksi ambang batas. Jangkauan deteksi versi ini adalah sekitar 10 cm sampai 80 cm (4 "sampai 32"). Bentuk sensor sharp gp dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Sensor sharp gp (Sumber : WanGReadY, 2015)
Data sheet sensor sharp GP2Y0A21 a. operating voltage: 4.5 V to 5.5 V b. average current consumption: 30 mA (typical) c. distance measuring range: 10 cm to 80 cm (4" to 32")
7
d. output type: analog voltage e. output voltage differential over distance range: 1.9 V (typical) f. response time: 38 ± 10 ms g. package size: 29.5×13.0×13.5 mm (1.16×0.5×0.53") h. weight: 3.5 g (0.12 oz).
2.2.1 PRINSIP KERJA SENSOR SHARP GP Sensor ini termasuk pada sensor jarak kategori optik. Pada dasarnya sensor ini sama seperti sensor Infra Red (IR) konvensional, GP2D12 memiliki bagian transmitter/emitter dan receiver (detektor). Bagian transmitter akan memancarkan sinyal IR yang telah dimodulasi, sedangkan pantulan dari IR (apabila mengenai sebuah objek) akan ditangkap oleh bagian detektor yang terdiri dari lensa pemfokus dan sebuah position-sensitive detector. Gambar 06 di atas adalah bentuk fisik dari sensor Sharp. Sensor Shar GP dapat mengukur jarak halangan pada daerah 10 – 80 cm dengan memanfaatkan pemancaran dan penerimaan gelombang infra merah sebagai media untuk mengestimasi jarak. Penggunaan sperktrum infra merah menyebabkan sensor ini tidak mudah terganggu dengan keberadaan cahaya tampak dari lingkungan karena memiliki daerah spektrum yang berbeda. Untuk menghitung jarak objek pada wilayah pandangnya, sensor ini menggunakan metode triangulation dan sebuah linear CCD array sebagai position-sensitive detector. Pertama-tama, emitter memancarkan sinyal IR yang telah dimodulasi ke arah target. Sinar ini berjalan sepanjang sudut pandangnya dan akan dipantulkan oleh objek yang menghalanginya. Jika tidak mengenai
8
objek, IR tidak akan dipantulkan kembali dan sensor mendeteksi ketidakberadaan objek. Pantulan IR akan diterima oleh lensa pada detektor dan difokuskan ke linear CCD array. Detektor akan mendeteksi sudut datang IR hasil pantulan sebagai parameter jarak. Perbedaan sudut sinar datang yang diterima oleh detektor sinar IR ini kemudian akan diproyeksikan oleh lensa pada bagian tertentu dari CCD array sesuai sudut datang dari IR. Dengan kata lain, lokasi penerima cahaya pada CCD array akan merepresentasikan jarak objek. Gambar 03 di bawah ini mengilustrasikan cara kerja sensor Sharp GP2D12 pada saat mendeteksi objek dekat dan saat mendeteksi objek jauh. (WanGReadY, 2015)
Gambar 3. Ilustrasi cara kerja sensor Sharp GP GP2Y0A21 (Sumber : WanGReadY, 2015)
9
2.3 MIKROKONTROLER Arduino memiliki banyak versi yang cukup banyak di antaranya adalah versi arduino Duemilanove yang disebuy sebagai arduino 2009, versi Arduino Uno yang disebut sebagai arduino 2010, dan arduino Mega yang memilki kapasitas memori dan kaki I/O yang lebih banyak. (Dian, 2012). Pada dasarnya bagian-bagian komponen dari Duemilanove dan arduino Uno sama, hanya berbeda IC konverter USB ke serialnya. Arduino Uno menggunakan IC Atmega8U2 sebagai konverter ke serialnya.
Gambar 4. Modul arduino uno (Sumber Dian, 2012) Tabel 1. Keterangan bagian arduino NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Keterangan Pin digital Pin Analog Pin power (5V, 3,3V, ) Port ICSP Port USB Soket power Tombol reset IC converter serial-USB (FTDI) Led Indikator catu daya Mikrokontroler Atmega 328 Led untuk test output kaki D13
10
2.4 ETHERNET SHIELD
Ethernet Shield menambah kemampuan arduino board agar terhubung ke jaringan komputer. Ethernet shield berbasiskan cip ethernet Wiznet W5100. Ethernet library digunakan dalam menulis program agar arduino board dapat terhubung ke jaringan dengan menggunakan arduino ethernet shield. Pada ethernet shield terdapat sebuah slot micro-SD, yang dapat digunakan untuk menyimpan file yang dapat diakses melalui jaringan. Onboard micro-SD card reader diakses dengan menggunakan SD library. Arduino board berkominikasi dengan W5100 dan SD card mengunakan bus SPI (Serial Peripheral Interface). Komunikasi ini diatur oleh library SPI.h dan Ethernet.h. Bus SPI menggunakan pin digital 11, 12 dan 13 pada Arduino Uno. Pin digital 10 digunakan untuk memilih W5100 dan pin digital 4 digunakan untuk memilih SD card. Pin-pin yang sudah disebutkan sebelumnya tidak dapat digunakan untuk input/output umum ketika kita menggunakan ethernet shield. Karena W5100 dan SD card berbagi bus SPI, hanya salah satu yang dapat aktif pada satu waktu. Jika kita menggunakan kedua perangkat dalam program kita, hal ini akan diatasi oleh library yang sesuai. Jika kita tidak menggunakan salah satu perangkat dalam program kita, kiranya kita perlu secara eksplisit mendeselect-nya. Untuk melakukan hal ini pada SD card, set pin 4 sebagai output dan menuliskan logika tinggi padanya, sedangkan untuk W5100 yang digunakan adalah pin 10. DFRduino Ethernet shield adalah sebuah clone dari arduino Ethernet shield yang dibuat oleh DFRobot. Penampakan DFRduino Ethernet shield dapat dilihat pada Gambar 5.
11
Gambar 5. Ethernet Shield
2.5 Pengertian dan fungsi kabel UTP dan konektor RJ45
Gambar 6. Kabel UTP
Gambar 06 adalah bentuk kabel UTP, kabel UTP adalah kepanjangan dari Unshielded Twisted Pair, kabel UTP adalah jenis kabel yang terbuat dari jenis bahan penghantar tembaga, memiliki isolasi dari plastik dan terbungkus oleh bahan isolasi yang mampu melindungi dari apI. Kabel UTP terdiri dari empat pasang inti kabel yang saling berbelit yang masing-masing pasang memilki warna berbeda. Fungsi kabel UTP dalah digunakan sebagai kabel jaringan LAN (Local Area Network) pada sistem komputer, dan biasanya kabel UTP mempunyai impedensi kurang lebih 100 ohm,
12
serta dibagi menjadi beberapa kategori berdasarkan kemampuan nya sebagai penghantar data.
Gambar 7. Connector RJ45 Konektor RJ45 adalah connector tempat dimana kabel-kabel yang ada pada kabel UTP di tempatkan. RJ bisa di ibaratkan kepala dari kabel jaringan dimana melalui RJ45 ini lah kabel di hubungkan ke port jaringan yang ada pada sebuah komputer atau peralatan lainnya, dan juga RJ45 adalah kabel ethernet yang biasa di gunakan dalam topologi jaringan komputer LAN maupun jaringan komputer tipe lainnya. Fungsi konektor RJ45 adalah memudahkan penggantian pesawat telpon atau memudahkan untuk di pindah-pindah serta mudah untuk di cabut tanpa khawatir tersengat aliran listrik dan menghubungkan konektor LAN melalui sebuah pusat network. (Rujai sanjaya, 2014).
2.6. PENGERTIAN DAN CARA KERJA MESIN POMPA AIR Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan
13
tekanan antara 20 bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran. Contoh pompa dalam kehidupan sehari-hari antara lain pompa air, pompa diesel, pompa hydram, pompa bahan bakar dan lain-lain. Dari sekian banyak pompa yang ada tentunya mempunyai prinsip kerja dan kegunaan yang berbeda-beda, walaupun pada akhirnya pompa adalah alat yang di gunakan untuk memberikan tekanan yang tinggi pada fluida.
Gambar 8. Pompa A. Prinsip kerja pompa air Sebuah pompa bekerja dengan cara memindahkan sejumlah volume air melalui ruang suction menuju ke ruang outlet dengan menggunakan impeler, sehingga seluruh ruang udara terisi oleh air dan menimbulkan tekanan fluida untuk ditarik melalui dasar sumur menuju penampungan.
14
B. Cara kerja mesin pompa air Air yang terdapat dalam ruang impeler akan digerakan menggunakan sebuah motor. Selama impler tersebut berputar, air akan terus didorong keluar menuju ke pipa penyaluran atau oulet air. C. Jenis Pompa menurut sistem kerjanya Mesin pompa air pada dasarnya terdiri dari 2 jenis dilihat dari cara kerja dan rancanganya. Jenis pompa tersebut adalah sebagai berikut : a. Pompa sistem rotari Pompa jenis ini memilki impeler yang berputar untuk menimbulkan kekuatan tarikan, sehingga air yang dipindahkan akan mampu terus menerus menarik air dari dasar sumur untu dialirkan menuju kepada pipa outlet pompa. Jenis pompa tersebut banyak dipergunakan pada pompa untuk kebutuhan rumah tangga. Hampir semua jenis pompa kecil menggunakan sistem kerja rotari. b. Pompa sistem sentrifugal Pompa jenis ini banyal dipergunakan pada peralatan marine atau kapal laut untuk membuang air dari dok secara cepat. Jenis pompa ini bekerja dengan kecepatan tinggi, sehingga volume air yang bergerak secara memutar dapat terlempar keluar dari outler air.
15
Gambar 9. Prinsip dan cara kerja mesin pompa air
D. Bagian-bagian pompa air a. Motor Bagian ini merupakan bagian utama dari sebuah pompa air. Dengan menggunakan motor tersebut, sebuah pompa baik yang jenis sentrifugal maupun rotari dapat berfungsi. b. Valve Bagian ini berfungsi sebagai untuk memisahkan bagian isap dan bagian pompa, sehingga terjadi perbedaan tekanan dan pemisahan air. Selain terdapat dalam ruang compresi mesin jenis tertentu, valve ini juga terdapat pada ujung pipa untuk menjaga agar ruangan pompa air terus terisi air dan tidak di isi oleh udara. Valve juga dipergunakan untuk melakukan pengendalian terhadap tekanan pompa air agar terhindari dari kerusakan secara otomatis.
16
Valve tersebut umumnya dihubungkan dengan sebuh saklar pemutus arus atau relay. Jika output pompa air mengalami peningkatan tekanan hingga tekanan tertentu, valve atau membran tersebut akan terdorong ke atas dan memutus arus listrik secara otomatis.
2.7 Relay
Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay juga biasa disebut sebagai komponen electromechanical atau elektromekanikal yang terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal.
Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang yang memiliki tegangan lebih tinggi. Berikut adalah gambar dan juga simbol dari komponen relay.
Gambar 10. Gambar dan Simbol Relay
17
2.7.1 Fungsi Relay Namun jika diaplikasikan ke dalam rangkaian elektronika, relay memiliki beberapa fungsi yang cukup unik. Berikut adalah beberapa fungsi komponen relay saat diaplikasikan ke dalam sebuah rangkaian elektronika.
1. Mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan menggunakan bantuan signal tegangan rendah 2. Menjalankan fungsi logika alias logic function 3. Memberikan fungsi penundaan waktu alias time delay function 4. Melindungi motor atau komponen lainnya dari kelebihan tegangan atau korsleting
2.7.2 Cara Kerja Relay
Setelah mengetahui pengertian dan fungsi relay, berikut adalah cara kerja atau prinsip kerja relay yang juga harus anda ketahui.
Dalam sebuah relay terdapat 4 buah bagian penting yakni :
1.
Electromagnet (Coil)
2.
Armature
3.
Switch Contact Point (Saklar)
4.
Spring
18
Gambar 11. Bagian-Bagian Relay
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagne t yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.
2.8 Pemograman Labview
LabVIEW adalah sebuah software pemograman yang diproduksi oleh National instruments dengan konsep yang berbeda. Seperti bahasa pemograman lainnya yaitu C++, matlab atau Visual basic , LabVIEW juga mempunyai fungsi dan peranan yang sama, perbedaannya bahwa labVIEW menggunakan bahasa
19
pemrograman berbasis grafis atau blok diagram sementara bahasa pemrograman lainnya menggunakan basis text. Program labVIEW dikenal dengan sebutan Vi atau Virtual instruments karena penampilan dan operasinya dapat meniru sebuah instrument.
Pada labVIEW, user pertama-tama membuat user interface atau front panel dengan menggunakan control dan indikator, yang dimaksud dengan kontrol adalah knobs, push buttons, dials dan peralatan input lainnya sedangkan yang dimaksud dengan indikator adalah graphs, LEDs dan peralatan display lainnya. Setelah menyusun user interface, lalu user menyusun blok diagram yang berisi kode-kode VIs untuk mengontrol front panel. Software LabVIEW terdiri dari tiga komponen utama, yaitu : (Agus suhendri, 2012)
1. front panel front panel adalah bagian window yang berlatar belakang abu-abu serta mengandung control dan indikator. front panel digunakan untuk membangun sebuah VI, menjalankan program dan mendebug program. Tampilan dari front panel dapat di lihat pada gambar 12.
Gambar 12. Front panel
20
2. Blok diagram dari Vi Blok diagram adalah bagian window yang berlatar belakang putih berisi source code yang dibuat dan berfungsi sebagai instruksi untuk front panel. Tampilan dari blok diagram dapat lihat pada Gambar 13.
Gambar 13. Blok diagram 3. Control dan Functions Pallete Control dan Functions Pallete digunakan untuk membangun sebuah Vi. a. Control Pallete Control Pallete merupakan tempat beberapa control dan indikator pada front panel, control pallete hanya tersedia di front panel, untuk menampilkan control pallete dapat dilakukan dengan mengkilk windows >> show control pallete atau klik kanan pada front panel. Contoh control pallete ditunjukkan pada Gambar 14.
21
. Gambar 14. Control palette 4. Functions Pallete Functions Pallete di gunakan untuk membangun sebuah blok diagram, functions pallete hanya tersedia pada blok diagram, untuk menampilkannya dapat dilakukan dengan mengklik windows >> show control pallete atau klik kanan pada lembar kerja blok diagram. Contoh dari functions pallete ditunjukkan pada gambar 15. .
Gambar 15. Function pallete
22
2.9
Komunikasi Serial Labview Komunikasi serial LabVIEW terdiri dari dua macam, yaitu VISA dan firmata,
dimana fermata ini terdapat LIFA ( LabVIEW Interface For Arduino ) dan LINX. 2.9.1 VISA Untuk melihat fungsi-fungsi komunikasi serial LabVIEW, klik kanan jendela blok diagram, pilih instrument I/O dan kemudian pilih serial. Berikut keterangan singkat dari fungsi-fungsi tersebut: 1. Visa configure serial port. Fungsi ini digunakan untuk mengatur setting komunikasi serial di awal sebelum komunikasi dilangsungkan, termasuk saluran yang digunakan (Visa resource name), kecepatan komunikasi (baud rate), jumlah data bit, stop bit dan lain-lain. 2. Visa Write, fungsi ini dugunakan untuk menulis atau mengirimkan data dari write buffer ke suatu alat atau hardware interface yang ditentukan oleh VISA resource name. 3. Visa Read, fungsi ini digunakan untuk membaca sejumlah byte data dari alat atau hardware interface yang ditentukan oleh VISA resource name. 4. VISA Close, fungsi ini digunakan untuk menutup komunikasi dengan alat yang ditentukan oleh VISA resource name. 5. VISA Bytes at serial Port, fungsi ini digunakan untuk menghitung banyaknya byte yang terdapat dalam buffer di saluran port serial yang ditentukan. 6. VISA Serial Break, fungsi ini digunakan untuk mengirimkan sebuah jendela (break) selama beberapa waktu (duration) pada saluran port serial yang ditentukan oleh VISA resource name.
23
7. VISA Set I/O Buffer Size, fungsi ini digunakan untuk mengatur ukuran Buffer I/O untuk kirim dan terima data dalam jumlah Byte.
2.10 Tinjauan Singkat Arsitektur Protocol TCP/IP Protocol TCP/IP sudah populer digunakan untuk membangun komunikasi data
terutama
jaringan
internet.
Salah-satu
kelebihannya
adalah
memungkinkannya berbagi data dengan kontroler atau komputer lain yang letaknya berjauhan. Pada penelitian ini penulis akan memanfaatkan jaringan LAN sebagai Protocol untuk media akuisisi data menggunakan layer TCP menggunakan perangkat Lunak LabView. Sebuah komputer digunakan sebagai server dan sebuah komputer lagi digunakan sebagai remote/client. Data yang akan diakuisisi dilakukan oleh komputer server dan dimanipulasi menggunakan tampilan front panel LabView, Data-data tersebut kemudian dikirimkan ke komputer remote/client menggunakan program LabView melalui jaringan LAN. Data-data yang diterima di komputer remote/client ditampilkan dalam bentuk grafik. Berdasarkan hasil percobaan menunjukkan bahwa protocol jaringan pada LAN dapat digunakan untuk data akuisisi dengan baik menggunakan fungsi komunikasi TCP pada Labview. Dalam proses komunikasi data antar computer melalui internet dibutuhkan suatu protocol, yaitu kumpulan peraturan yang mengatur proses komunikasi antar piranti elektronik, salah satunya TCP/IP (transmisi yang dikenal dengan protocol internet. TCP/IP merupakan suite protocol yang digunakan untuk mengirim data anatar computer dalam jaringan tanpa adanya batasan perangkat keras maupun perangkat lunak. Protocol ini dapat dimanfaatkan sebagai sarana pengirim data
24
informasi atau kendali melalui jaringan computer. Melalui pemograman socket data informasi dan kendali dapat dikirimkan ke computer yang terrhubung dalam jaringan yang menggunakan protocolTCP/IP. Labview merupakan salah satu program yang mendukung TCP/IP. Labview mengendalikan socket pada TCP/IP. Dalam labview paling sedikit terdapat dua program untuk tujuan komunikasi data melalui protocol ini yaitu program server dan program client. Internet protocol (IP), User datagram halnya pada DAQ (data acquisition), Protokol (UDP), dan Transmission Control instrumentasi dan komunikasi menggunakan Protocol (TCP) merupakan dasar komunikasi port I/O, proses tersebut diawali dengan berbasis jaringan. TCP/IP berasal dari 2 membuka koneksi, membaca dan menulis protoko, yaitu TCP dan IP. informasi dan diakhiri dengan menutup komunikasi TCP/IP memberikan koneksi. interface
yang
sederhana
walaupun
sebenarnya
Pada
kebanyakan
komunikasi sangat kompleks. Dalam penelitian ini menggunakan port I/O, prosesor selalu perangkat lunak Labview digunakan sebagai mengawali dengan koneksi ke server disk drive, tool untuk melakukan pengaturan jalur server instrument eksternal atau server DAQ. komunikasi pada protocol tersebut. FungsiDengan koneksi TCP/IP, computer dapat fungsi yang ada pada perangkat lunak Labview berfungsi sebagai client atau server. Diagram memungkinkan untuk tujuan membangun blok pada Gambar 16, menunjukkan aplikasi komunikasi data. Penggunaan fungsi TCP/IP client untuk koneksi ke server remote untuk terdapat pada palette mulai membuka koneksi. (Sukarman, 2008)
25
Gambar 16. Aplikasi koneksi Client dengan labview User Labview dapat membangun aplikasi server menggunakan nilai keluaran menggunakan komunikasi TCP/IP, dengan alamat computer remote dari sebuah TCP menghubungkan client dan server.karena setiap Listen untuk menentukan apakah remote user dapat terkoneksi ke server, maka perlu mengijinkan akses ke server. Diagram blok pada labview dilihat pada gambar 17.
Gambar 17. Aplikasi koneksi ke server Dalam tulisan ini akan dilakukan akuisisi seluruh tempat dan host serta mengikuti aturan data lewat protocol TCP menggunakan labview, standar tentang bagaimana komputer-komputer data diambil melalui program server dan berkomunikasi dan bagaimana jaringan-dikirimkan ke Client/computer remote untuk jaringan diinterkoneksikan. Protocol-protocol ditampilkan dalam bentuk grafik. TCP/IP mengikuti model konsep empat layer.
26
2.11 Pembagian Protocol TCP/IP Protocol-protocol
TCP/IP
memberikan
dukungan
jaringan
untuk
menghubungkan yang dikenal sebagai model Department of Defense (DOD): Application, Transport, Internet, dan Network Interface, sebagaimana dijelaskan pada gambar 18.
Gambar 18 . Model konsep empat layer (Sumber : Sukarman, 2008) 1. Layer Application
Layer Application terletak di atas pada model TCP/IP konsep empat layer dan merupakan tempat program software memperoleh akses ke jaringan
[6]
. Layer
ini kira-kira sesuai dengan layer Session, layer Presentation, dan layer Application pada model OSI. Beberapa layanan dan utiliti TCP/IP beroperasi pada Layer Application. Layanan dan utiliti tersebut meliputi: 1. HyperText Transfer Protocol (HTTP). HTTP adalah protocol yang dipakai untuk mayoritas komunikasi World Wide Web. Windows 2003 menghadirkan Internet Explorer sebagai client HTTP dan Internet Information Services (IIS) sebagai server HTTP. 2. File Transfer Protocol (FTP). FTP adalah suatu layanan Internet yang
27
mentransfer file-file dari satu komputer ke komputer lain. Internet Explorer dan FTP utiliti yang termasuk command-line bertindak sebagai client FTP. IIS menyediakan server FTP. 3. Simple Mail Transfer Protocol (SMTP). SMTP merupakan suatu protocol yang dipakai server mail untuk mentransfer e-mail. IIS dapat mengirimkan pesanpesan dengan memakai protocol SMTP. 4. Telnet. Telnet adalah suatu protocol yang menyamai terminal yang dapat dipakai untuk me-logon ke host jaringan yang jauh. Telnet menawarkan para pemakai suatu kapabilitas dalam mengoperasikan program-program secara jauh dan memudahkan administrasi yang jauh. Telnet secara praktis memang disediakan untuk semua sistem operasi dan mengurangi integrasi dalam lingkungan jaringan yang heterogen. Windows 2003 memberikan baik server maupun client Telnet. 5. Domain Name System (DNS). DNS merupakan seperangkat protocol dan layanan pada suatu jaringan TCP/IP yang membolehkan para pemakai jaringan untuk mempergunakan nama-nama hierarki yang sudah dikenal ketika meletakkan host ketimbang harus mengingat dan memakai alamat IP- nya. DNS sangat banyak dipakai di Internet dan pada kebanyakan perusahaan pribadi dewasa ini. Saat Anda memakai Web browser, aplikasi Telnet, utiliti FTP, atau utiliti TCP/IP mirip lainnya di Internet, maka Anda mungkin sedang memakai sebuah server DNS. Windows 2003 menyediakan juga server DNS. 6. Simple Network Management Protocol (SNMP). SNMP memungkinkan Anda untuk mengelola node jaringan seperti server, workstation, router, bridge, dan hub dari host sentral. SNMP dapat *** dipakai untuk mengonfigurasi device
28
yang jauh, memantau unjuk kerja jaringan, mendeteksi kesalahan jaringan atau akses yang tidak cocok, dan mengaudit pemakaian jaringan.
2. Network Application API TCP/IP Microsoft menyediakan dua interface bagi aplikasi-aplikasi jaringan untuk memakai layanan-layanan stack protocol TCP/IP: 1. WinSock. Implementasi Windows 2003 sangat banyak memakai Socket API (application programming interface). Socket API adalah mekanisme standar untuk mengakses layanan-layanan datagram dan session pada TCP/IP. 2. NetBIOS. Suatu API standar yang dipakai sebagai suatu mekanisme interprocess communication (IPC) di lingkungan Windows. Meskipun NetBIOS dapat dipakai untuk menyediakan koneksi standar ke protocol yang mendukung layanan-layanan penyampaian pesan dan penamaan NetBIOS, misalnya TCP/IP dan NetBEUI, namun NetBIOS disertakan di dalam Windows 2003 terutama sekali untuk mendukung aplikasi peninggalan. 3. Layer Transport Protocol -protocol transport menghadirkan sesi komunikasi di antara komputer-komputer dan menentukan tipe layanan transport entah berorientasi koneksi (TCP) ataupun berorientasi datagram yang tanpa koneksi (UDP) . TCP menyajikan komunikasi berorientasi koneksi yang dapat diandalkan untuk aplikasi-aplikasi yang secara khusus mentransfer sejumlah besar pada suatu waktu. TCP juga dipakai untuk aplikasi aplikasi yang memerlukan pengakuan bagi data yang diterima. Namun demikian, UDP menyediakan komunikasi tanpa koneksi dan tidak menjamin mampu mengirimkan paket. (Sukarman, 2008).
29
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Metodologi Penelitian 1. Melakukan survey ke PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) kota Padang. survey ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana monitoring bak air yang ada di PDAM kota Padang, sehingga nantinya akan di dapat data-data yang dibutuhkan dalam penulisan tugas akhir ini, seperti sistem Monitoring bak air, sumber air yang di peroleh serta bagaimana pengontrolan air yang ada pada bak penampungan dan informasi-informasi penting lainya yang dapat mendukung dalam penulisan tugas akhir ini. 2. Melakukan perancangan hardware dan perancangan software, Perancangan hardware
disini
yaitu
design
mekanik
alat,
rangkaiaan elektronika,
mikrokontroler serta sensor apa yang akan digunakan untuk sistem monitoring dan pengontrolan secara terpusat bak penampung air pada pdam. Selanjutnya pada perancangan software yaitu jenis serta software pemograman seperti apa yang dibutuhkan untuk memprogram alat pada tugas akhir ini. Selain itu pada tahap ini juga melakukan pemograman terhadap mikrokontroller yang kita gunakan menggunakan software program yang kita pilih. 3. Melakukan pengujian terhadap sensor ultrasonik pada bak penampungan air pengujian dilakukan pada bak penampung air bertujuan untuk mengetahui berapa tinggi pembacaan sensor pada bak penampung. 4. Melakukan pengujian terhadap ethernet lan, pengujian terhadap ethernet lan ini bertujuan untuk mengetahui sebarapa jauh jangkauan ethernet lan yang telah
30
terhubung pada sistem alat untuk melalukan koneksi terhadap personal computer 3.2 Perancangan Blok Diagram Blok diagram alat terdiri dari sensor Sharp GP 2Y0A21 sebagai input dan menggunakan arduino uno sebagai mikrokontroler, Ethernet Lan untuk Komunikasi serial arduino dengan jaringan komputer, dan sebagai output driver 2 buah relay, 2 buah motor untuk memompa air masuk pada tank 1 dan tank 2 dan 1 buah personal computer, dapat dilihat pada gambar 19.
Ethernet
PC (LABIVIEW Program)
Lan
DISPLAY
Sensor Sharp gp
Microkont roler Driver
Pompa
TANK
Relay1
1
1
Driver
Pompa
TANK
Relay2
2
2
Gambar 19. Blog diagram Sistem
31
Fungsi dari masing-masing blok diagram diatas adalah sebagai berikut : 1. Sensor Sharp gp, pada alat ini menggunakan 2 buah Sharp gp, sensor yang berfungsi sebagai alat pendeteksi ketinggian air pada bak penampung, sehingga dengan adanya sensor ini ketinggian air dapat kita ketahui besaran nilai persentase air pada bak penampung. 2. Arduino Uno, digunakan sebagai mikrokontroler untuk memproses data yang masuk dari input sensor dan pengontrolan jalan nya sistem alat sehingga didapatkan output yang di inginkan. 3. Ethernet Shield, befungsi sebagai penghubung antara mikrokontroler arduino uno dengan personal komputer, tanpa harus menggunakan kabel serial arduino yang jaraknya terbatas, sehingga dengan menggunakan ethernet Shield ini memungkinkan arduino tetap terhubung dengan personal komputer dengan jarak yang lebih jauh dibandingkan dengan menggunakan kabel serial arduino. 4. Personal computer, sebagai alat untuk melakukan monitoring data ketinggian air serta pengontrolan persentase air yang masuk pada bak penampung, yang ditampilkan pada software Labview. Jadi pada personal computer dapat dilihat ketinggian air dari ke 2 bak penampungan air, dan juga dapat mengontrol air yang masuak dari bak 1 ke bak 2. 5. Driver relay, projek ini mengunakan 2 buah motor dan 2 buah relay, driver relay merupakan bagian dari ouput sistem, yang berfungsi sebagai rangkaian yang dirancang untuk mengontrol motor, Fungsi relay disini adalah sebagai on/off motor untuk mengalirkan air pada bak 1 dan 2. Apabila jumlah air yang ada pada bak dalam kondisi low maka secara otomatis motor akan hidup sehingga air yang ada pada bak 1 akan mengalir ke bak 2. Dan sebaliknya
32
apabila jumlah air yang ada pada bak 2 dalam kondisi high maka motor tidak akan hidup.
3.2.1 Prinsip Kerja Sistem Ultrasonik sensor sebagai input, akan mendeteksi ketinggian air pada bak penampung, dan hasil data nya diproses oleh mikrokontroler arduino dan software LabVIEW. Untuk menghubungkan arduino uno dengan personal computer digunakan ethernet Shield, sehingga memungkinkan komunikasi jarak yang lebih jauh dibandingkan hanya menggunakan kabel serial arduino. Ketinggian air yang ada pada bak penampung yang di deteksi oleh sensor setelah diproses oleh mikrokontroler arduino dan dihubungkan oleh ethernet lan ke personal computer, maka data tersebut seperti ketinggian air dan berapa lama pengisian air dapat dilihat melalui personal computer pada software LabVIEW. Pada alat ini kita melakukan monitoring menggunakan software LabVEW, sehingga untuk menampilkan seluruh data tersebut pada LabVIEW kita menggunakan data komunikasi yang bernama TCP ( Transmission Control Protokol.) Pada alat ini, selain monitoring kondisi air pada bak penampung dengan kondisi 0 sampai 100 % juga dapat dilakukan pengontrolan, melakukan pengisian air secara otomatis dengan cara menggunakan/mengatur keadaan relay hasil program yang telah dirancang. Bak 1 akan otomatis di isi saat sharp gp sensor mendeteksi bahwa bak penampung 1 dalam kondisi LOW dan air yang ada pada bak 1 langsung dipompa pada bak 2 jika pada bak 2 air sudah dalam kondisi HIGH Maka pada saat itu driver relay 2 akan mati sehingga motor 2 akan mati
33
dan motor 1 tetap hidup sampai air yang ada pada bak 2 dalam kondisi HIGH, dan relay 1 akan mati. 3.3 Perancangan Hardware 3.3.1 Desain Mekanik Alat
Gambar 20. Mekanik alat Pada gambar 20 dapat dilihat rancangan alat monitoring dan pengontrolan secara terpusat bak penampung air dalam bentuk prototype, dengan perancangan alat yang sudah otomatis ini penulis menggunakan toples berukuran 30cm×20cm sebagai bak untuk penampungan air dan menggunakan 2 motor untuk memompa air masuk pada bak 1 dan bak 2, pipa berukuran setengah inci, penyambung pipa dan 2 buah relay. Fungsi relay disini adalah sebagai on/off motor untuk mengalirkan air pada bak 1 dan 2. Apabila jumlah air yang ada pada bak 2 dalam kondisi low maka secara otomatis motor akan hidup sehingga air yang ada pada bak 1 akan mengalir ke bak 2. Dan sebaliknya apabila jumlah air yang ada pada bak 2 dalam kondisi high maka motor tidak akan hidup.
34
3.4 Perancangan Elektronika 3.4.1 Rangkaian Power Supply
Gambar 21. Rangkaian Power supply
Gambar 22. Layout Rangkaian Power Supply
35
Gambar 23 Tata Letak Komponen Rangkaian Power Supply
Pada Gambar 21 adalah Perancangan modul power supply memiliki input 12 VAC dan memiliki output terdiri dari 2 buah yaitu catu daya 5 Volt DC dan catu daya 12 Volt DC. catu daya 5V DC digunakan untuk menghidupkan dan menyuply daya ke modul Arduino, dan rangkaian driver Pompa. Rangkaian catu daya digunakan sebagai supply terhadap semua rangkaian yang digunakan pada alat. Rangkaian catu daya bekerja merubah tegangan AC (alternating current) menjadi tegangan DC (direct current) melalui sebuah trafo stepdown. Input dari trafo yaitu 220 volt AC dan diturunkan menjadi 15 volt AC kemudian di searahkan melalui jembatan dioda agar mendapatkan tegangan 12 VDC.
36
3.4.2
Rangkaian Driver Relay
Gambar 24. Rangkaian driver relay
Gambar 25. Layout Rangkaian Driver dan tata letak komponen
Gambar 24 adalah rangkaian driver relay, driver relay digunakan untuk mengontrol menghidup dan mematikan pompa untuk aliran air, sehingga pompa bekerja sesuai dengan keadaan yang di atur pada set point program. Jika tidak sesuai, maka relay tidak akan bekerja mengaktifkan pompa. Set point disini adalah persentase tinggi bak penampung.
37
Relay adalah komponen yang terdiri dari sebuah kumparan berinti besi yang akan menghasilkan elektromagnet ketika kumparanya dialiri oleh arus listrik. Elektromagnet
ini
kemudian
menarik
mekanisme
kontak
yang
akan
menghubungkan kontak normally open (NO) dan membuka kontak normally closed (NC). Sedikit menjelaskan, kata Normally disini berarti relay dalam keadaan non-aktif atau non-energized, atau kumparan relay tidak di aliri arus. Jadi kontak normally open (NO) adalah kontak yang pada saat Normal tidak terhubung, dan kontak normally closed (NC) adalah kontak yang pada saat normal terhubung. Pada aplikasi rangkaiaan driver relay, transistor bekerja sebagai saklar yang pada saat tidak menerima arus picuan, maka transistor akan berada pada posisi cut-off dan tidak menghantarkan arus, Ic=0. Dan saat kaki basis menerima arus pemicuan, maka transistor akan berubah ke keadaan saturasi dan menghantarkan arus. Perancangan rangkaian driver relay disni menggunakan beberapa komponen elektronika seperti transistor BN139 sebanyak 2 buah, relay 5V, diode 1N4007. Komponen aktif rangkaiandriver relay ini adalah satu buah transistor jenis NPN yaitu transisitor BD139. Transisitor ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang mengalirkan arus jika terdapat arus bias pada kaki basisnya, dan akan menyumbat arus jika tidak terdapat arus bias pada kaki basisnya. Relay yang dapat digunakan disini salah satunya adalah relay 5V. Selain transisitor, salah satu komponen penting pada rangkaiaan driver relay adalah diode 1N4007. Pada relay, saat aliran arunya diputus, medan magnet hilang dengan cepat dan menyisakan tegangan tinggi yang sangat singkat pada kedua ujung kumparan relay. Tegangan tinggi ini
38
dinamakan spike dan bias merusak transistor maupun IC yang menggerakan relay tersebut. Oleh sebab itu pada relay perlu dipasang diode sebagai pengaman untuk meredam tegangan ini. 3.4.3 Rangkaiaan Sensor Sharp GP Sensor Sharp gp digunakan sebagai pengukur level air pada bak penampung yang sedang digunakan. Sensor sharp gp yaitu transduser dengan 3 pin. Pin 1 (merah) terhubung dengan VCC, pin 2 (hitam) terhubung dengan ground dan pin 3 (kuning) terhubung dengan A0. Gambar 26 rangkiaan sensor sharp gp terhubung dengan mikrokontroler.
Gambar 26. Rangkaian sensor sharp gp
39
3.4.4
Rangkaian Sistem Keseluruhan Arduino
Gambar 27. Skema Rangkaian Keseluruhan Keterangan gambar : 1. Hubungan rangkaian sensor ke pin Analog arduino Yaitu Pin Analog A1 dan A2 untuk data sensor Sharp GP 2. Hubungan rangkaiaan driver ke pin digital arduino Yaitu Pin digital 6 dan 7 untuk data driver relay.
40
3.5 Perancangan Software (Perangkat lunak) Perancangan Software disni digunakan untuk mengontrol Arduino Uno serta untuk mengelola data input dan output : 3.5.1 Algoritma A. Algoritma Pengontrolan -
Mulai
-
Inisialisasi sensor sharp gp, motor ac
-
Start sensor sharp gp membaca set point
-
Pembacaan nilai tinggi tank
-
Saat nilai sensor mendeteksi ( ≤ 32 cm ) maka relay 1 dan relay 2 akan hidup maka pompa 1 dan 2 akan hidup air akan mengalir dari bak 1 ke bak 2, jika sensor mendeteksi ( ≥ 8 cm ) maka relay pompa 1 dan 2 akan off.
-
Proses selesai.
B. Algoritma Monitoring -
Mulai
-
Inisialisasi kabel UTP, PC, Labview
-
Arduino mengirimkan data analog ke labview
-
Data yang dikimkan data komunikasi, dari arduino ke labview
-
Data dikirimkan dari arduino ke labview melalui ethernet shield
-
Labview menampilkan data yang dibaca dari arduino
-
Proses selesai
41
3.5.2 Flowchart
START
SENSOR SHARP GP, MOTOR AC
SENSOR SHARP GP
T
SET POINT SENSOR ≤ 32 CM
Y RELAY 1
T
SET POINT SENSOR ≤ 32 CM
Y MOTOR 1
RELAY 2
Gambar 28. Flowchart sistem kontrol bak penampung
MOTOR 2
42
START
Kabel UTP, PC, Labview
Arduino
Data komuniksai
Ethernet Shield, Kabel UTP
LabView, PC
STOP
Gambar 29. Flowchart Monitoring bak penampungan air
43
3.5.3 Penjelasan Flowchart Flowchart pada alat ini terbagi dalam dua bentuk, yang pertama adalah flowchart proses dan yang kedua adalah flowchart monitoring. Pada flowchart proses di awali dengan start, selanjutnya adalah inisialisasi berupa sensor Sharp GP dan motor AC. Yang merupakan input adalah sensor Sharp GP, yang mana sensor akan bekerja mendeteksi ketingian air yang ada pada bak penampung dan bila ketinggian air berada dalam kondisi LOW, secara otomatis arduino akan memberikan perintah untuk untuk mengaktifkan relay sehingga motor Ac akan hidup dan air akan mengalir pada bak penampung 1 ke bak penmpung 2 dan apabila bak penampung 2 sudah dalam kondisi HIGH maka motor 2 akan mati secara otomatis dan motor 1 tetap akan hidup sampai bak penampung 1 penuh dna apabila bak 1 penuh relay 1 akan mati. Selanjutnya jika ingin mengaktifkan relay dan motor AC harus bergantung pada kondisi ketinggian air pada bak penampung, pada alat ini telah di rancang pengontrolan relay dan motor AC dengan sistem otomatis Pada flowchart monitoring, ethernet shield berfungsi sebagai pengganti kabel serial arduino lebih detailnya untuk monitoring kondisi ketinggian air pada bak penampung melalui softwre LabVIEW pada PC. Arduino dan LabVIEW yang sebagai tempat pemrosesan data melalui program TCP (transmission Control Protocol) atau data komuniksi. Dan hasil program LabVIEW ini nantinya akan dilakukan proses monitoring via ethernet berbasis jaringan. Sehingga kondisi ketinggian air di bak penampung dapat di monitoring secara real time dan dapat melakukan kontrol pengisian pada bak penampung.
44
3.6 Langkah - langkah pemograman alat 3.6.1 Langkah – langkah pemograman menggunakan LabVIEW 1. Buka software LabView terlebih dahulu
Gambar 30. Software LabVIEW 2. Pilih file dan klik new V1
Gambar 31. New VI LabVIEW
45
3. Maka akan muncul front panel dan blok diagram
Gambar 32. Front panel dan blok diagram LabVIEW 4. Setelaah muncul, maka program menggnuakan LabVIEW siap untuk digunakan. 5. Komunikasi antara arduino dengan LabVIEW disini menggunakan TCP (Transmisison Control Protocol). 3.6.2 Cara Mengoperasian Alat 1.
Hubungkan Kabel power ke sumber listrik
2.
Tekan saklar untuk menghidupkan alat
3.
Run program di labview
4.
Sistem akan bekerja sampai setpoint yang ditentukan
5.
Untuk mengakhiri kerja sistem tekan saklar stop dan sistem akan mati
6.
Cabut kabel power
46
3.6.3 Interface Ethernet shield For Arduino 1. Masukan alamat IP address computer dengan cara klik windows R dan klik ok, ketik ipconfig dapat dilihat pada gambar 33 berikut.
Gambar 20: IP address computer
Gambar 33. IP address computer 2. masukan alamat IP address ethernet Shield klik ethernet daan pilih internet protokol versi dengan cara berikut.
Gambar 34. Cara memasukan IP address ethernet shield
47
3. Untuk mengetahui alamat IP addres ethernet Open arduino pilih exampel dan klik ethernet dapat dilihat pada gambar 35 berikut.
Gambar 35. Cara mengetahui IP addres ethernet shield 4. Setelah memasukan alamat IP ethernet dan alamat IP computer kemudian pasang kabel UTP ke etehrnet dan ke PC dapat dilihat pada gambar 36 berikut.
Gambar 36. Kabel UTP
48
5. Kemudian buka mozila dan ketikan alamat ethernet maka akan keluar tampilan gambar 37 maka ethernet shield dan arduino sudah terhubung .
Gambar 37. Ethernet shield telah terhubung 3.6.4 Interface Ethernet shield For Arduino dan Labview 1. Buka program Labview dan ketik program seperti gambar 38 berikut.
Gambar 38. Program koneksi ethernet ke labview
49
2. Masukan alamat IP addres di labview dan sesuaikan alamaat port arduino dengan di labview dapat dilihat pada gambar 39 berikut .
Gambar 39. Menyesuaikan alamat ip dan port arduino dan labview 3. Jalankan program arduino terlebih dahulu dan cocokan data dari arduino dan data dari labview apabila sudah cocok maka interface ethernet shield dan arduino dan labview telah berhasil .
3.7 Monitoring Interface sistem Berikut bagaimana sistem interface data dari arduino untuk monitoring labview dapat dilihat gambar 40.
Gambar 40. Blog diagram komunikasi port arduino dengan labview.
50
1. TCP open conection (Transmission control protocol) Pada program labview menggunakan TCP open conection (Transmission control protocol) sebagai komunikasi port arduino, membaca IP addres etehernet dan mengirim data dari arduino dengan labview dapat dilihat pada gambar 41.
Gambar 41. TCP open conection 2. TCP read TCP read adalah menerima data Byte dari port serial kemudian mengubah data menjadi type data string pada terminal data out.
Gambar 42. TCP Read 3. TCP Close Menghentikan operasi jika adanya kesalahan atau gangguan pada komunikasi serial. Berikut gambat TCP Close dapat dilihat pada gambar 43.
Gambar 43. TCP Close
51
3.7.1 Menampilkan Data keinggian Air Pada tahap ini penulis menggunaka 2 fungsi agar data yang berupa string dapat ditampilkan pada front panel. Fungsi tersebut antara lain : 1. Index Array 2. String to Byte Array
Gambar 44. Menampilkan data ketinggian Air -Index array Berfungsi untuk membentuk array berdimensi. Membentuk array 2 dimensi yang terdiri dari High byte dan low byte. Berikut adalah Gambar 45 Index array.
Gambar 45. Index array -String to Byte Array Berfungsi sebagai mengubah Type data string ke type data Byte. Karena data yang dapat ditampilkan difront panel adalah data type byte. Berikut dapat dilihat pada gambar 46.
Gambar 46.String to byte
52
3.8 Spesifikasi Alat Tegangan input
: 220VAC/12VDC/5VDC
Frekuensi
: 50HZ
Sensor yang digunakan
: Sensor Sharp gp 69 F YA
Alat selain sensor
: Push Button, Led Indikator, relay, Ethernet
shield, kabel UTP. Mikrokontroler
: Arduino Uno
Kegunaan alat
:Untuk Monitoring dan pengontrolan bak
penampung air menggunakan sensor Sharp GP 69 F YA berbasis jaringan LAN.
53
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA
Pengujian alat di lakukan untuk mengetahui apakah pembuatan alat yang telah di lakukan sesuai dengan
keinginan serta fungsi dari alat itu sendiri.
Pengujian alat terdiri dari beberapa pengujian terhadap rangkaian yang telah dibuat. Dimulai dari rangkaian power supply,rangkaiaan sensor Sharp gp 2Y0A21 F 69dan rangkaian relay untuk mengaktifkan pompa untuk pengisian bak air. Pada setiap rangkaian di uji berdasarkan nilai input dan keluaran dari tegangan yang di butuhkan. Apakah sesuai dengan tegangan keluaran yang semestinya atau tidak, jika tidak sesuai maka kemungkinan akan mengganggu kinerja alat nantinya.
4.1 Pengujian dan Analisa Rangkaian Power Supply Pengujian rangkaian power supply ini dilakukan dengan cara mengukur nilai tegangan keluaran dari power supply. Apakah nilai tegangan keluaran telah sesuai dengan keinginan yang kita butuhkan untuk mensuplay tegangan ke semua rangkaian lainnya. Rangkaiaan power supply yang telah dibuat setelah diuji menghasilkan nilai tegangan keluaran 5V dan 12V DC. Pengukuran titik power supply dapat dilihat pada gambar 47 berikut.
54
Gambar 47. Titik Pengukuran rangkaiaan power supply Tabel 2. Pengukuran tegangan Power Supply Titik Point
Tegangan Power Supply
Keterangan
(Multimeter) TP1
12 VAC
Output 12 V Transformator
TP2
16 VAC
Output dari Jembatan Dioda
TP3
11,9 VDC
Output IC Regulator 7812
TP4
4,9 VDC
Output IC Regulator 7805
Dari tabel 2, dapat dilihat bahwa nilai tegangan keluaran dari rangkaian power supply sesuai yang diharapkan diukur melalui multimeter sebesar 12V dan 5V DC, daya untuk menyuply mini PC Arduino adalah 5VDC.
Analisa : Rangkaian power supply yang dibuat memiliki keluaran 12Vdan 5V DC. Rangkaian ini terdiri dari sebuah trafo stepdown, jembatan dioda, IC regulator 7812, dan IC regulator 7805. Proses perubahannilai tegangan di mulai dari trafo
55
stepdown yang menurunkan tegangan 220 Vac menjadi 12 Vac tegangan keluaran dari trafo masuk ke rangkaian jembatan dioda.
Tegangan DC keluaran diode selanjutnya masuk ke IC regulator 7812 untuk dijadikan tegangan 12V DC, kemudian 12V DC masuk lagi ke IC regulator 7805 untuk diturunkan menjadi tegangan 5V DC.
4.2 Pengujian Sensor Sharp GP Pengujian sensor Sharp gp bertujuan untuk mendapatkan jarak ukur pada bak penampung yang sesuai dengan besaran yang di inginkan. Pengujian di lakukan dengan menggunakan software labview, kemudian data dari sensor Sharp gp dapat dilihat dari labview dan dapat dilihat berapa jarak sensor dari objek. Peralatan : 1. Arduino Uno 2. Sensor Sharp gp 2Y0A21 F 69 3. Software Labview Pengujian Pertama : Sensor Sharp Pin A0 gp
Mikrokontroller Arduino Uno
Software Labview
Gambar 48. Blok Diagram pengujian sensor Sharp GP
56
Tabel 3. Hasil pengujian jarak pada sensor Sharp GP 2 F 69 No
Centimeter
Terukur Sensor
Data Error (%)
1
8 cm
9 cm
1%
2
9 cm
11 cm
2%
3
10 cm
12 cm
2%
4
11 cm
13 cm
2%
5
12 cm
14 cm
2%
6
13 cm
15 cm
2%
7
14 cm
16 cm
2%
8
15 cm
18 cm
2%
9
16 cm
20 cm
2%
10
17 cm
22 cm
2%
11
20 cm
24 cm
2%
12
26 cm
28 cm
2%
13
29 cm
32 cm
3%
14
30 cm
33 cm
3%
15
32 cm
35 cm
3%
Analisis hasil Berdasarkan tabel 3 didapatkan hasil pengukuran, untuk mempermudah analisis maka digunakan kurva perbandingan antara ukuran jarak sebenarnya dengan ukuran yang terukur pada sensor seperti pada gambar dibawah ini :
57
CENTIMETER 35 30 25 Centimeter
20
Nilai yang terbaca pada sensor
15 10 5 0
Gambar 49. Kurva perbandingan antara jarak sensor yang terbaca dengan jarak sebenarnya Dari gambar 49 yang merupakan perbandingan antara jarak sebenarnya dengan jarak yang terukur pada sensor menunjukan nilai yang tidak terlampau jauh dan masih mendekati angka sebenarnya. Jika dilihat dari tabel 2 maka diperoleh data hasil pengukuran keakurasian jarak pada sensor sharp GP 2 F YA yang digunakan. Berdasarkan nilai data error yang telah diperoleh di atas maka sensor sharp gp menghasilkan error hingga 3% untuk kesalahan tertinggi dalam pengukuran 32cm. Rata-rata nilai error sensor yang diperoleh yaitu 2.4%.
58
4.3 Pengujian Ethernet Shield
Pengujian ethernet Shield disini bertujuan untuk melihat apakah ethernet Shield dapat berfungsi dengan baik dan bisa digunakan untuk pengiriman data dengan jaringan dengan kabel UTP.
Pengujian dilakukan dengan cara menguploadprogram Example yang tersedia pada Library Arduino, cara pengujian dapat dilihat pada langkah-langkah berikut. 1. Klik file, example dan ethernet pilih webServer.
Gambar 50. Library ethernet Shield 2. Nilai yang terbaca dilabview
Gambar 51. Nilai yang terbaca pada labview
59
4.4 Pengujian Monitoring di Labview 1. Disaat tank 1 dan tank 2 = 0 % Pada saat Tank 1 dan tank 2 kosong di alat maka monitoring di labview menunjukan 0 % dapat dilihat pada gambar 52.
Gambar 52. Saat Tanki (0%) 2. Disaat tank 2 = 50% Pada saat Tank 1 (0%) dan tank 2 (50%)di alat maka monitoring di labview menunjukan tank 2 (50%) dapat dilihat pada gambar 53.
Gambar 53. Saat Tanki 2 (50%)
60
3.
Disaat tank 1 = 50 % Pada saat Tank 1 (50%) dan tank 2 (100%)di alat maka monitoring di labview
menunjukan tank 1 (50%) dapat dilihat pada gambar 54.
Gambar 54. Saat Tanki 1 (50%) 4. Disaat tank 1 dan tank 2 = 100 % Pada saat Tank 1 (100%) dan tank 2 (100%)di alat maka monitoring di labview menunjukan tank 1 (100%) dapat dilihat pada gambar 55.
Gambar 55. Saat Tanki 100%
61
Analisa : Dari percobaan yang telah dilakukan baik dengan monitoring dilabview maupun dengan alat langsung dapat diambil analisa bahwa : 1. Pada saat sensor 1 mendeteksi pada bak penampung 1 0% atau ≤32 cm maka sensor akan mengirimkan data analog yaitu data 0- 255 ke pin A0 arduino maka arduino mengirimkan perintah ke relay1, relay berada pada pin7 digital maka relay1 akan hidup dan pompa 1 akan aktif dan air akan masuk pada bak 1. 2. Pada saat air masuk pada bak 1 dan sensor 2 mendeteksi bak penampung2 0% atau ≤32cm maka sensor akan mengirimkan data analog yaitu data 0255 ke pin A1 arduino maka arduino mengirimkan perintah ke relay2, relay2 berada pada pin6 digital maka relay akan hidup dan pompa 2 akan aktif dan air yang berada pada bak 1 akan mengalir pada 2. 3. Jika air pada bak 2 sudah penuh 100% atau ≥8 cm maka sensor mengirimkan data ke arduino dan arduino mengirimkan perintah untuk menonaktifkan relay maka pompa 2 akan mati. 4. Pada saat pompa 2 mati maka pompa 1 akan tetap hidup sampai air yang berada pada bak1 penuh. Jika pada kedua tangki sudah penuh maka tidak ada pompa yang akan hidup.
62
4.5 Pengujian Rangkaian driver Pompa
Gambar 56. Titik Pengukuran Driver Pompa Rangkaiaan driver pompa yang dibutuhkan adalah 2 buah, pengujian driver pompa berfungsi untuk mengukur kinerja dari rangkaiaan driver penggerak pompa, driver yang dipakai adalah driver relay yang mana sifatnya ON-OFF. Pada gambar 48 adalah 2 buah rangkaiaan dan titik pengukuran rangkaian driver pompa. Tabel 4. Hasil Titik Pengukuran pada Driver Pompa dengan Multimeter TP 1
TP 2
TP 3
Vin Data
Vbe
4,9 Volt 0 Volt
KondisiPompa
Vce
TP 4 (Output)
0,7 Volt
0 Volt
12 Volt
ON
0 Volt
4,8 Volt
0 Volt
OFF
63
Tabel 5. Hasil Pengujian Relay Program Arduino
Relay
Digitalwrite High (5 V)
Hidup (led menyala)
Digitalwrite Low (0V)
Mati (led Mati)
Analisa : Dari data pengukuran rangkaian driver pompa yang ada pada table diatas, dapat dianalisakan bahwa TP1 merupakan tegangan yang di dapatkan dari input Arduino saat kondisinya HIGH yaitu sebesar 5 Volt dimana pada kondisi ini transistor berada pada posisi saturasi karena tegangan basis (VBE) yang di dapat pada TP2 sebesar 0,75 Volt, tegangan ini telah melebihi tegangan minimal supaya transistor BD139 saturasi yaitu 0,7 Volt.
Pada saat transistor BD139 saturasi maka terdapat proses switching yang menghubungkan colector-emitor sehingga tegangan sumber 5 Volt terhubung membuat relay mendapatkan tegangan input 5 Volt kecoilnya, saat relay mendapat tegangan 5 Volt maka relay yang mula dalamcondisi NO (Normaly Open)
berubah
menjadi
NC
(Normaly Close)
disebabkan
oleh
gaya
electromagnetic yang dihasilkanoleh coil, sedangkan pada saat pin Arduino memberikan kondisi LOW, Vin = 0 Volt maka transistor berada pada posisi cut off atau pada kondisi tidak aktif dikarenakan tegangan basis (VBE) yang dihasilkan mempunyai nilai tegangan sebesar 0 Volt atau kurang dari syarat picu yaitu 0,7 Volt.
64
4.5.1 Pengujian Pompa Pengujian pompa bertujuan untuk menguji kinerja pompa dalam mengisi bak penampung air, disini melakukan pengujian terhadap pompa dalam satuan detik, berikut ini table hasil pengukuran: Tabel 6. Hasil Pengukuran Kecepatan pompa mengisi tangki Waktu
Tank1
Tank2
0 detik
0%
0%
23 detik
25 %
25 %
45 detik
50 %
50 %
62 detik
75 %
75 %
80 detik
100 %
100 %
Analisa
Dari hasil pengukuran pada tabel 6 didapat bahwa, untuk ketinggian 25 % pompa membutuhkan waktu selama 25 detik untuk mengisi tank penampungan air 1 dan 2, untuk ketinggian 50 % pompa membutuhkan waktu selama 45 detik untuk mengisi bak penampung, untuk ketinggian 75 % pompa membutuhkan waktu selama 62 detik untuk mengisi tangki. Jadi untuk mengisi tangki 1 dan tangki 2 yang dijadikan bak penampungan air dengan tinggi 32 cm dibutuhkan waktu 80 detik untuk pengisiannya 100%.
65
4.6 Pengujian Alat Keseluruhan 1. Hasil pengujian Tabel 6. Hasil pengujian keakurasian sensor dalam mengatur Relay Jarak Centimeter
Pompa
Keterangan
1
2
32 (0 %)
YA
YA
Mengalir
30
YA
YA
Mengalir
29
YA
YA
Mengalir
26
YA
YA
Mengalir
20
YA
YA
Mengalir
17
YA
YA
Mengalir
16
YA
YA
Mengalir
15 (50%)
YA
YA
Mengalir
14
YA
YA
Mengalir
13
YA
YA
Mengalir
12
YA
YA
Mengalir
11
YA
YA
Mengalir
10
YA
YA
Mengalir
9
TIDAK
TIDAK
Tidak
TIDAK
TIDAK
Tidak
8 (100%)
66
Analisa Hasil Dari tabel hasil pengujian diatas menunjukan bahwa pada jarak deteksi objek oleh sensor mulai dari jarak 8 cm hingga 32 cm. Hal ini dikarenakan pada jarak tersebut sensor memberikan tegangan output di atas nilai tegangan referensi 0,6 VAC, sehingga mikrokontroler menerima tegangan input 5 VAC dan kemudian memberikan tegangan output untuk mengaktifkan relay. Sedangkan batas jarak deteksi objek oleh sensor diatas 32 cm. Automasi pada pompa dapat bekerja sesuai dengan sistem kerja yang dirancanag dimana pada saat kondisi, Bak 1 akan otomatis di isi saat sharp gp sensor mendeteksi bahwa bak penampung 1 dalam kondisi LOW jarak 32 cm dan air yang ada pada bak 1 langsung dipompa pada bak 2 jika pada bak 2 air sudah dalam kondisi HIGH 8 cm. Maka pada saat itu driver relay 2 akan mati sehingga motor 2 akan mati dan motor 1 tetap hidup sampai air yang ada pada bak 2 dalam kondisi HIGH 8cm ,dan relay 1 akan mati.
67
Realisasi
Gambar 57. Saat kondisi alat 100 %
Gambar 58. Monitoring alat di Labview saat 100 %
68
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari penelitian dan percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa: 1. Untuk dapat melakukan monitoring di labview menggunakan TCP/IP sebagai TCP open conection (Transmission control protocol), sebagai komunikasi port arduino, membaca IP addres etehernet dan mengirim data dari arduino dengan labview. 2. Sistem akan melakukan pengisian pada bak penampung saat < 32cm dan saat 8cm sistem akan berhenti. 3. Pada sistem ini menggunakan sensor sharp gp 2y0A21 F 69, pembacaan sensor memilki error 3-4% dari pembacaan sebenarnya pada pembacaan air pada bak penampung.
5.2 Saran Dari hasil pengujian sistem yang dibuat ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut diantaranya adalah : 1. Pada penelitian selanjutnya untuk pengontrolan dan monitoring sistem ini lebih baik mengunakan HP sebagai media untuk melihat level air di bak penampung. 2. Supaya pembacaan level air lebih akurat di bak penampung gunakan sensor yang lebih sensitifitas pembacaannya pada air.
69
3. memakai pompa yang lebih besar, sehingga air yang dipompa pada bak penampung tidak lambat. 4. Untuk pengembangan selanjutnya dapat ditambahan fasilitas data ketinggian semacam data logger sehingga dapat memudahkan pengguna dalam melihat kembali data – data terdahulu.
70
DAFTAR PUSTAKA [1] Agus Zulhendri, Agus Trisanto, Emir Nasrullah. Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung 1 Januari 2012” Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Level Cairan dengan LabVIEW Berbasis Mikrokontroler Mbed NXP LPC1768” [2] Adhitya Permana, Dedi Triyanto, Tedy Rismawan. 2013 “Rancang bangun sistem monitoring volume dan pengisian air menggunakan sensor ultrasonic berbasis mikrokontroler Avr atmega8” .Universitas Tanjungpura ; Pontianak. [3] Dianita Sawitri.”Prototype of water level control based labview with wireless Comunication” Program Study Elektronika dan Instrumentasi. [4] Dian Artanto, 2012. Interaksi dan LabView : Penerbit PT. Elex Komputindo. [5] Frank D. Petruzella: 1996. Industrial Electronics. Diterjemahkan: Sumanto. MA. [6] Institut Bisnis & Informatika STIKOM. Surabaya “ Sistim Monitoring” [7] Jurnal Riset dan Teknologi Kelautan (JRTK) Volume 14, Nomor 1,Januari Juni 2016. Baharudin.” Dosen Program Studi Teknik Sistem Perkapalan Jurusan Perkapalan - Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Jl. Poros Malino,
Bontomarannu,
Kabupaten Gowa
Telp.
085341168709,
e-
mail:
[email protected]. Perancangan Simulasi Kontrol otomatis Distribusi bahan bakar tangki harian pada KM. Madani Nusantara. [8] Leonardo Robert Vlentino, agustus 2012. Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi. Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga “ Simulasi Apliksi Monitoring Ktinggian Level Air Menggunakan Sensor Ultrasonic HC-SR04”.
71
[9] Moh. Vita Nur Adhitya , Hafidudin, Ir. Mas Sarwoko. 2014 “Perancangan dan realisasi keran dan pengisian tangki air otomatis dengan sensor Ultrasonic dan liquid water level menggunakan Atmega 328”.Universitas telkom : [10] Muhamad Kautsar. R.Rizal Isnanto. Eko Didikk Widianto. Program studi
sistem Komputer Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Jalan Prof. Sudharto. Semarang, Indonesia.
[email protected] “ Sistem Monitoring Digital dan kualitas kekurahan air PDAN berbasis mikrokontroler ATMEga328 menggunakan sensor aliran air dan sensor Fotodiode. [11] Muhamad Hairul Bin Yahaya Juni 2015: “ Real-Time Measurement and Monitoring sistem using zigbe and labview.’Universitas Teknikal Malaysia Melaka. [12] Nedi Julian . Program Studi D3 Elektronika dan Instrumentasi Sekolah Vokasi Universitas Gajah Mada Yogyakarta 2015.Prototipe Sistem Monitoring Level dan suhu didalan tangki Berbasis Labview. [13] Nine. Shela. Sadina.Agustine, Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas jember 2016 “ Sistem Monitoring Air pada PDAM jember Menggunakan Sensor ultrasonik dan Water Flow. [14] Rujai sanjaya : Pengertian Kabel UTP : 10 maret 2017. [15] Sukarman ,Yogyakarta, 25-26 AGUSTUS 2008. Akusisi data lewat Protocol TCP/IP Berbasis labview. [16] Saptaji.Com : Pengertian mikrokontroler : 9, agustus-2017. [17] Yusmar Palapa Wijaya1 1 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Caltex Riau Jl. Umbansari no.1 Umbansari – Rumbai, Pekanbaru, 28265 Email:
72
[email protected]. / Jurnal Sains, Teknologi dan Industri, Vol. 13, No.1, Desember 2015, pp.79-82 ISSN 1693-2390 print/ISSN 2407-0939 online “Simulasi Pengendalian Vlolume Tangki Menggunakan LabvIEW Dan Arduino Uno.
LAMPIRAN A
LAMPIRAN 1
I
II III Nama Bagian
No. Bag
Bahan
Rangkaian Driver Pompa
POLITEKNIK NEGERI PADANG
Ukuran
Skala Dgb r 1:1 Dprs No. BP
Keterangan
Deden Saputra TIM PENGUJI :1311011009
LAMPIRAN 2
I
II III Nama Bagian
No. Bag
Bahan
Rangkaian Power Supply
POLITEKNIK NEGERI PADANG
Ukuran
Skala Dgb r 1:1 Dprs No. BP
Keterangan
Deden Saputra TIM PENGUJI :1311011009
LAMPIRAN 3
I
II III Nama Bagian
No. Bag
Bahan
Rangkaian Keseluruhan
POLITEKNIK NEGERI PADANG
Ukuran
Keterangan
Skala Dgb Deden SAPUTRA r TIM PENGUJI 1:1 Dprs No. BP
:1311011009
LAMPIRAN 4
I
II III Nama Bagian
No. Bag
Bahan
Mekanik Keseluruhan
POLITEKNIK NEGERI PADANG
Ukuran
Skala Dgb r 1:1 Dprs No. BP
Keterangan
Deden Saputra TIM PENGUJI :1311011009
