Kontrol Dan Monitoring Penstabil Level Air Disertai Pendeteksi Kejernihan Air Menggunakan Ponsel Pintar
Kontrol Dan Monitoring Penstabil Level Air Disertai
Pendeteksi Kejernihan Air Menggunakan Ponsel Pintar
Amiroh Mukminah1, Firda Khoirunnisa2, Mangaratua Simanihuruk3,
Syahla Shabrina Afanien4 Samuel BETA5
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Semarang
Jl.
Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
Abstrak – Kontrol dan monitoring penstabil level air disertai
pendeteksi kejernihan air adalah sebuah modul pengontrol dan memonitoring
level air suatu wadah yang dapat di kontrol secara nirkabel menggunakan ponsel
pintar android sebagai pengontrolnya. Dengan menggunakan sensor
Bluetooth sebagai perantara antara
modul Arduino dengan ponsel pintar yang nantinya dikontrol
melalui ponsel pintar tersebut. Pengguna dapat menambah dan mengurangi
level air yang di inginkan dan dapat mengetahui berapakah level air pada wadah
saat ini beserta status kejernihan air tersebut. Pengguna
dapat mengetahui
level air dan status kejernihan air saat ini dengan melihat
LED Bargraph dan LCD.
Kata Kunci : Arduino, Android, LED
Bargraph, Bluetooth, LCD
Abstract
- Control and monitoring of water level stabilizer is a controller module and
monitoring the water level of a container that can be controlled wirelessly
using Android Smartphone as a controller. By using Bluetooth as an intermediary
between the sensor module Arduino with Smartphone that will be controlled via
the Smartphone. Users can fill in how the water level in want and can find out
what the water level in the container at this time. Without using smartphone
users can also control and monitor manually. By using the push button swith
users can fill in how the water level in want and can find the current water
level by looking at the LED Bargraph and LCD.
Keywords:
Arduino, Android, LED Bargraph, Bluetooth, LCD
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Saat ini hampir setiap orang tidak terlepas dari ponsel sebagai sarana
telekomunikasi. Awalnya fungsi ponsel hanya sebagai alat komunikasi,
namun karena perkembangannya sangat pesat maka pemanfaatan ponsel bukan sekedar
untuk komunikasi saja. Pemanfaatan teknologi telekomunikasi dengan media ponsel
saat ini salah satunya adalah sebagai alat pengontrol lampu.
Ponsel pintar
merupakan device yang memiliki sistem operasi yang memungkinkan
untuk menjalankan berbagai
aplikasi. Salah satunya dalam aplikasi kontrol
dan monitoring penstabil level air disertai kejernihan air menggunakan ponsel pintar. Dalam aplikasi ini, Ponsel pintar digunakan sebagai pemantau status kejernihan air yang dideteksi oleh sensor LDR dan led laser dan mengontrol level air yang dideteksi oleh sensor elektroda .
1.2 Perumusan
Masalah
Dari
identifikasi yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah, yaitu:
1.
Bagaimana cara membuat perangkat yang dapat mengatur dan
memonitoring kestabilan level air disertai
kejernihan air?
2.
Bagaimana cara memprogram perangkat yang dapat mengatur dan
memonitoring kestabilan level air disertai
kejernihan air?
3.
Bagaimana cara mengendalikan alat melalui media Bluetooth ?
4.
Bagaimana cara membuat
aplikasi pada ponsel pintar untuk memonitoring dan mengontrol kestabilan level air disertai kejernihan air ?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Proyek Arduino ini adalah
sebagai berikut:
1.
Dapat membuat perangkat yang dapat mengatur dan
memonitoring kestabilan level air disertai pendeteksi
kejernihan air.
2.
Dapat memprogram perangkat
yang dapat mengatur dan memonitoring kestabilan level air disertai pendeteksi kejernihan air.
3.
Dapat mengendalikan alat
melalui media Bluetooth.
4.
Dapat membuat aplikasi pada ponsel pintar untuk memonitoring dan mengontrol kestabilan level air disertai pendeteksi kejernihan air.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka
disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi
menggunakan mikrokontroler ARDUINO UNO.
2.1 Bluetooth HC05
Bluetooth
HC-05 Adalah
sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk
komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke
Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data
Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi
untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk
melakukan komunikasi bluetooth dengan
piranti lain.
Dalam penggunaannya, HC-05 dapat
beroperasi tanpa menggunakan driver
khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi
berikut :
1.
Komunikasi harus antara master dan slave.
2.
Password harus benar (saat melakukan pairing).
Gambar 2.1
Bluetooth HC-05
Jarak sinyal dari HC-05 adalah 10
meter, dengan kondisi tanpa halangan. Adapun
spesifikasi dari HC-05 adalah :
a.
Hardware :
·
Sensitivitas -80dBm (Typical)
·
Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.
·
Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O.
·
Kontrol PIO.
·
Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.
·
Dengan antena terintegrasi.
b.
Software :
·
Default
baudrate 9600, Data
bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, Mendukung baudrate
: 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.
·
Auto koneksi
pada saat device dinyalakan (default).
·
Auto
reconnect pada menit
ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.
2.2 Mikrokontroler ARDUINO UNO
Arduino Uno adalah board mikrokontroler
berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin
input dari output digital dimana 6 pin
input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16
MHz osilator kristal, koneksi USB, jack
power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler
agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer
dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau
baterai untuk menjalankannya.
Gambar 2.2 ARDUINO UNO
2.3 LCD (Liquid Crystal Display)
Display
elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai
tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Crystal Display) adalah salah
satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak
menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya
terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid
Crystal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk
karakter, huruf, angka ataupun grafik.
LCD
adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan
elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika
elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang
panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan
reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang
telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan
membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.
Pin,
kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Crystal Display) diantaranya adalah : Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin
ditampilkan menggunakan LCD (Liquid
Crystal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain
seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit. Pin RS (Register Select)
berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah
data atau perintah. Logika low
menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data. Pin R/W
(Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau
keluar. Pin VLCD berfungsi mengatur
kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm,
jika tidak digunakan dihubungkan ke ground,
sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
Gambar 2.3 LCD
(Liquid Crystal Display)
2.4 Sensor Elektroda
Sensor elektroda adalah sensor yang
terbuat dari logam yang di susun sesuai panjang tiap volume air. Ketika logam mendeteksi
air maka air sebagai perantara atau konduktor. Sehingga sensor logam ini
seperti saklar yang diaktifkan melalui air.
Gambar 2.4 Sensor
Elektroda
2.5 Pompa Air
Pompa beroperasi dengan prinsip
membuat perbedaan tekanan antara bagian hisap (suction) dan bagian tekan
(discharge). Perbedaan tekanan tersebut dihasilkan dari sebuah mekanisme
misalkan putaran roda impeler yang membuat keadaan sisi hisap nyaris vakum. Perbedaan
tekanan inilah yang mengisap cairan sehingga dapat berpindah dari suatu
reservoir ke tempat lain.
Gambar 2.5 Pompa Air
2.6 Led Bargraph
Pada proyek ini,
digunakan LED Bargraph sebagai luaran. LED Bargraph adalah susunan dari
beberapa LED (Light Emitting Diode) yang disusun satu baris dalam satu
kemasan khusus. LED bargraph yang digunakan adalah jenis LED bargraph yang
mempunyai 10 segmen, yaitu rangkaian 10 buah LED yang disusun berurutan dalam
sebuah kemasan.
LED bargraph
dihubungkan ke perangkat ARM, yang difungsikan sebagai luaran. Ada dua jenis
LED bargraph yang digunakan dalam rangkaian variasi LED bargraph ini, yaitu
satu buah LED bargraph aktif tinggi dan satu buah LED bargraph aktif rendah.
LED bargraph aktif tinggi akan menyala jika diberi logika rendah ‘1’, dan LED
bargraph akan padam jika diberi logika tinggi ‘0’. LED bargraph aktif rendah
akan menyala jika diberi logika rendah ‘0’, dan LED bargraph akan padam jika
diberi logika tinggi ‘1’. Agar tampilan LED bargraph ini dapat aktif, maka
kabel penghubung memungkinkan LED harus dihubungkan singkat.
Gambar 2.6
LED Bargraph
2.7 Buzzer
Buzzer adalah
sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik
menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan
loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada
diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi
elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung
dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma
maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik
sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa
digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu
kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Gambar 2.7
Buzzer
2.8 SSR (Solid State Relay)
Solid State
Relay (SSR) adalah relay/saklar elektronik semikonduktor yang memiliki
kelebihan dan kekurangan dibandingkan dengan relay konvensional (elektro
mekanik). Sistem isolasi pada solid state relai pada umumnya terisolasi secara
optik sedangkan relay konvensional (elektro mekanik) terisolasi secara fisik,
akondisi ini akan memberikan keuntungan dan kerugian tersendiri antara solid
state relay dan relay konvensioanl. Kelebihan dan kekurangan antara solid state
relay dengan relay konvensional (elektro mekanik) dapat dilihat dari sisi
pengoperasiannya dan performasinya.
Gambar 2.8 SSR (Solid State Relay)
2.9 LDR dan LED Laser
Light Dependent Resistor atau disingkat dengan
LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya
tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan
menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika
dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor)
adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas
cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.
Laaser
(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) adalah sebuah alat
yang menggunakan efek mekanika kuantum, pancaran terstimulasi, untuk
menghasilkan sebuah cahaya yang koherens dari medium “lasing” yang dikontrol
kemurnian, ukuran, dan bentuknya.
 |
| Gambar 2.9 LDR dan Laser |
2.10 Transistor
Pengertian Transistor adalah
komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis
(Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor (Pemancar). Komponen ini berfungsi
sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan,
modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Selain itu, transistor
juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga dapat mengalirkan listrik
dengan sangat akurat dan sumber listriknya.
Transistor sebenarnya berasal dari
kata “transfer” yang berarti pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat.
Dari kedua kata tersebut dapat kita simpulkan, pengertian transistor adalah
pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor
pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan
W.H, Brattain. Tetapi, komponen ini mulai digunakan pada tahun 1958. Jenis
Transistor terbagi menjadi 2, yaitu transistor tipe P-N-P dan transistor N-P-N.
Gambar 2.10
Transistor
III.
PERANCANGAN ALAT
3.1
Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun komponen yang digunakan dalam
pembuatan alat pemantau dan pengaman pompa air berdasarkan arus listrik yang
mengalir ini diantaranya:
1. Arduino Uno
2. LCD 16x2
3. Bluetooth HC – 05
4. Buzzer
5. Sensor Elektroda
6. Driver Pompa (SSR)
7. Pompa
8. Sensor Cahaya ( LDR+ Led Laser)
9. Led bargaph
10. Rangkaian Power supply
11. Rangakaian Transistor Penguat BD 139
3.2
Blok Diagram Hubungan Komponen Utama
Gambar 3.1 Diagram Blok
Kontrol Dan Monitoring Penstabil Level Air Disertai Pendeteksi Kejernihan Air Menggunakan Ponsel Pintar
Berikut keterangan singkat dari gambar blok diagram
diatas :
1.
Ponsel pintar digunakan untuk mengirim perintah
mengaktifkan atau mematikan pompa scara otomatis.
2.
Bluetooth HC-05 digunakan
sebagai media perantara yang menghubungkan modul level air dengan APK pada ponsel pintar sehingga dapat mengirimkan data melalui jaringan nirkabel
Mikrokontroler Arduino UNO digunakan untuk memproses data masukkan berupa perintah mati/nyala pompa.
3.
Sensor Elektroda digunakan sebagai
masukan ke arduino untuk mengetahui level air pada wadah.
4.
Sensor LDR dan led laser digunakan sebagai masukan ke arduino untuk
mendeteksi status kejernihan air .
5.
Mikrokontroler Arduino UNO digunakan
untuk memproses data masukkan berupa sensor elektroda dan push button, kemudian
memproses dan mengirimkan data tersebut melalui bluetooth sehingga dapat
ditampilkan data pada apk android dan ke luaran.
6.
Led bargraph 1 warna sebagai indikator untuk keadaan level air pada
wadah.
7.
Led bargraph 3 warna sebagai indikator untuk keadaan status air pada
wadah.
8.
Buzzer digunakan sebagai indikator saat pompa
masuk atau pompa keluar bekerja maka buzzer akan bekerja.
9.
LCD digunakan sebagai indikator nilai setting dan keadaan level air pada
wadah.
3.3
Diagram Alir
Gambar 3.2 Diagram Alir Program Utama
Gambar 3.3 Diagram Alir Sub Program
Bluetooth
Gambar 3.4 Diagram Alir Sub Program
Cek Sensor
Gambar 3.5 Diagram Alir Sub Program Kejernihan
Gambar 3.6 Diagram Alir Sub Program
Kerja Pompa
3.4
Cara Kerja Alat
Cara kerja modul ini menggunakan ponsel
pintar. Dengan cara menggunakan ponsel pintar pertama-tama pengguna menginstal aplikasi
untuk memproses sensor bluetooth.
Setelah aplikasi terinstall lalu pengguna membuka aplikasi tersebut dan
sebelumnya pastikan bluetooth dalam
keadaan aktif. Pada tampilan menu awal tekan bagian Bluetooth lalu pilih device bluetooth
sensor yang akan di hubungkan. Setelah itu maka akan tertulis Connected. Terdapat tampilan menu yaitu set level
air, nilai setting level air, level
air, status kejernihan, pompa keluar, dan pompa masuk. Set level air digunakan
untuk pengguna berapa level air yang
diinginkan. Nilai setting level air
sebagai monitor berapa level air yang
diinginkan. Level air sebagai monitor
berapa level air saat ini. Status
kejernihan sebagai tanda kondisi air jernih atau kotor. Pompa keluar sebagai
monitor pada pompa yang keluar apakah bekerja atau tidak. Pompa masuk sebagai
monitor pada pompa yang masuk apakah bekerja atau tidak. Setelah pengguna men set dari menu bagian set level air di situ terdapat level 1, level 2, level 3, dan
lain lain maka pompa akan aktif mengisi/membuang air pada wadah.
Setelah itu kita dapat memantau
berapa level saat ini di LED Bargraph atau dapat di pantau melalui LCD.
3.5
Pengujian Alat
Tampilan APK
Android
1. Tampilan
Awal
2. Menghubungkan
Perangkat
3. Tampilan Awal
Setelah Bluetooth Terkoneksi
4. Proses Setting Level Air 4 ke Level 3
IV. PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Setelah melakukan
percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat
pada penelitian ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.
Pemantauan penstabil level air dapat
dilakukan menggunakan rangkaian sensor elektroda dan diproses dengan
mirkrokontroller Arduino.
2.
Masukan dari rangkaian sensor elektroda
diproses sesuai dengan program yang dituliskan pada arduino yang bertujuan
membaca ada tidaknya air pada tiap level.
3.
Pengendalian perangkat dapat menggunakan
smartphone yang berkumunikasi dengan media bluetooth yang terhubung dengan
serial komunikasi pada mikrokontroller arduino.
4.
Aplikasi yang digunakan
sebagai antar muka pada smartphone
dibuat dengan aplikasi App Inventor
yang bertujuan mempermudah pengiriman dan penyajian data.
4.2 Dokumentasi Alat
4.2 Dokumentasi Alat
REFERENSI
[1]http://www.geraicerdas.com/?error=404GeraiCerdas.
[2]http://www.geraicerdas.com/mikrokontroler/module/bluetooth-module-hc-06-detail
[2]http://www.geraicerdas.com/mikrokontroler/module/bluetooth-module-hc-06-detail
Nama penulis Amiroh Mukminah. Penulis dilahirkan di kota Semarang
tanggal 15 Januari 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di,
SD N Karanganyar 02 Semarang,
SMP N 18 Semarang, dan SMK Penerbangan Semarang. Tahun 2015 penulis
telah menyelesaikan pendidikan SMK.
Pada tahun 2015
penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi
mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines)
dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis
terdaftar dengan NIM. 3.32.15.0.02. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan
mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: amiroh.mukminah@gmail.com.
Nama penulis Firda Khoirunnisa. Penulis dilahirkan di kota Semarang tanggal 16 Mei 1997.
Penulis telah menempuh pendidikan formal di MI Al-Khoiriyyah 1 Semarang, SMP N 10 Semarang, dan SMA N 09 Semarang. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015
penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi
mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines)
dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis
terdaftar dengan NIM. 3.32.15.0.11. Apabila ada kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui
email: firda.khoir16@gmail.com 
Nama penulis Mangaratua
Simanuhuruk.Penulis lahir di kota Semarang tanggal 15 Agustus 19967 Penulis telah menempuh
pendidikan formal di SD N Gebangsari 01/02 Semarang, SMP PL Bonifasio Semarang, dan SMA N 10 Semarang. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015
penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi
mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines)
dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis
terdaftar dengan NIM 3.32.15.0.14. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa
menghubungi penulis melalui email: mangaratua46@gmail.com 
Nama penulis Syahla Shabrina Afanien.
Penulis dilahirkan di kota Semarang tanggal 29 Agustus 1997. Penulis telah menempuh
pendidikan formal di SD Islam Darul Mu’minin Tangerang, SMP N 08 Semarang, dan SMK N 04 Semarang. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015
penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi
mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines)
dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis
terdaftar dengan NIM. 3.32.15.0.24. Apabila ada kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui
email: syahlashabrina@gmail.com 
No comments:
Post a Comment