Kontak

Email | elektronikaabcd2015@gmail.com

Search This Blog

MENU

Tuesday, January 30, 2018

Pemantau Kecepatan dan Arah Angin


PEMANTAU KECEPATAN DAN ARAH ANGIN
Ahmad Jamiluddin Septya Ekavian1, Royand2, Waluyo Febrianto3
Samuel BETA4
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : 1ahmadjamiluddin22@gmail.com, 2royand99@yahoo.co.id, 3waluyofebrianto01@gmail.com, 4sambetak2@gmail.com

Abstrak
Nelayan Indonesia belum begitu mengerti tentang ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya dalam dunia kelautan , mereka masih menggunakan perkiraan tentang cuaca laut sebelum mencari ikan ke laut. Perubahan cuaca di tengah laut yang sangat cepat akan membahayakan nelayan, maka dari itu dibutuhkan alat untuk mengetahui cuaca di tengah laut untuk mengurangi resiko kecelakaan ketika terjadi perubahan cuaca yang sangat cepat. 
Pemantau Cuaca Laut Secara Realtime merupakan alat yang dapat mengirimkan data berupa kecepatan dan arah angin. Alat ini menggunakan ARM sebagai pengolah data dan Teknologi LoRa (Long Range) sebagai media untuk pengiriman data, dilengkapi juga dengan peringatan dini jika terjadi suatu cuaca buruk yang akan dikirimkan ke pesisir (pantai) sehingga masyarakat pesisir mengetahui jika terjadi cuaca buruk di tengah laut.
Kata Kunci : Nelayan, Cuaca, Arduino , LoRa


Abstract
Indonesian fishermen have not really understood the science and technology especially in the marine world, they still use the forecast of sea weather before fishing to the sea. Rapid weather changes in the middle of the sea will endanger fishermen, so it is necessary tool to know the weather in the middle of the sea to reduce the risk of accidents when the weather changes very quickly. Realtime Sea Weather Monitor is a tool that can transmit data such as wind speed and direction. This tool uses ARM as a data processor and LoRa Technology (Long Range) as a medium for data transmission, equipped with an early warning if there is a bad weather that will be sent to the coast (coast) so that coastal communities know if there is bad weather in the middle of the sea.
Keywords: Fisherman, Weather, Arduino, LoRa

BAB I
PENDAHULUAN
1.1     Latar Belakang
Dalam segi ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya dalam dunia kelautan nelayan Indonesia masih kurang. Saat ini masih banyak nelayan tradisional yang menggunakan perkiraan tentang cuaca laut sebelum mencari ikan ke laut. Teknologi yang terlalu canggih juga akan membingungkan nelayan untuk menggunakan teknologi tersebut. Dilansir dari surat kabar elektronik. 
Sistem pemantauan cuaca di laut secara realtime atau langsung yang memanfaatkan teknologi komunikasi LoRa (Long Range) yang dapat mengirimkan data berupa kecepatan angina dan arah angin dari tengah laut ke desa pesisir dan dilengkapi juga dengan peringatan dini saat cuaca laut dalam kondisi darurat. Hal tersebut dapat digunakan nelayan untuk mengetahui kondisi laut sebelum mereka mencari ikan ditengah laut. Alat ini juga dapat dibawa oleh nelayan saat berlayar jadi cuaca laut dapat terpantau secara langsung.

1.2     Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Bagaimana membuat dan merancang Pemantau Kecepatan dan Arah Angin
2. Bagaimana cara menampilkan hasil pengukuran pada sebuah tampilan LCD 16x2.
3. Bagaimana cara mengatur alat Pemantau Kecepatan dan Arah Angin agar sesuai dengan 
    kecepatan dan arah mata angin yang sebenarnya.

1.3  Ruang Lingkup
Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :
a.  Sensor kecepatan angin menghasilkan pulsa yang selanjutnya di konversi ke dalam satuan KNOT.
b.   Optocoupler sebagai sensor kecepatan angin serta Photo Transistor dan LED Infrared sebagai sensor arah angin.

1.4    Tujuan
Tujuan dari pembuatan Proyek ARM ini adalah :
a.    Membantu orang awam terutama nelayan untuk menentukan kecepatan dan arah angin.
b.    Menampilkan hasil kecepatan dan arah mata angin pada sebuah tampilan LCD 16x2 agar lebih mudah dalam pembacaannya.
c.    Membuat inovasi untuk menciptakan alat yang mudah digunakan dengan biaya terjangkau.
       
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1  Optocoupler
Komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Pada dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi sumber cahaya.


Gambar 2.1 Optocoupler
2.2  Phototransistor
Photo Transistor adalah Transistor yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik dan memiliki penguat (gain) Internal. Penguat Internal yang terintegrasi ini menjadikan sensitivitas atau kepekaan Photo Transistor terhadap cahaya jauh lebih baik dari komponen pendeteksi cahaya lainnya seperti Photo Diode ataupun Photo Resistor. Cahaya yang diterima oleh Photo Transistor akan menimbulkan arus pada daerah basis-nya dan menghasilkan penguatan arus hingga ratusan kali bahkan beberapa ribu kali.  Photo Transistor juga merupakan komponen elektronika yang digolongkan sebagai Transduser.



Gambar 2.2 Photo Transistor

2.3  Led Infrared
LED Infra merah adalah sebuah benda padat penghasil cahaya, yang mendekati/menghasilkan spectrum cahaya infra merah. LED (diode cahaya)Infra merah menghasilkan panjang gelombang yang sama dengan yang biasa diterima oleh photodetektor silikon. Oleh karena itu LED infra merah bisa dipasangkan dengan foto transistor dan foto diode. LED inframerah sama seperti LED biasa hanya saja output cahayanya tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Untuk melihat cahaya LED inframerah, kita dapat menyalakannya dengan baterai dan menambahkan resistor, kemudian melihatnya menggunakan sebuah kamera ponsel. Dengan demikian akan terlihat pencahayaan pada layar. LED inframerah terkadang bening dan kadang berwarna hitam. Mereka beroperasi sama seperti LED merah dengan karakteristik yang sama, drop tegangan sekitar 1.7v. Kadang-kadang LED inframerah berdenyut dengan arus tinggi untuk jangka waktu yang sangat singkat tetapi hal yang perlu diingat adalah penyerapan daya LED 5mm adalah sekitar 70mW. Ini berarti arus konstan tidak boleh lebih dari 40mA.
LED inframerah juga disebut TRANSMITTING LED karena mereka memancarkan cahaya. Ini dinamakan panjang Tx (untuk transmisi). Sebuah LED inframerah dapat dihubungkan ke suplai 5V melalui resistor pembatas arus 220R untuk arus 15mA. Receiver inframerah (Rx) dapat terlihat persis seperti LED inframerah, tetapi led ini tidak memancarkan cahaya IR. Led ini mendeteksi pencahayaan inframerah dan harus terhubung dengan cara yang benar dalam sebuah rangkaian. Mereka memiliki resistansi yang sangat tinggi jika tidak menerima iluminasi IR dan resistansi menurun dengan meningkatnya iluminasi.
Gambar 2.3 LED Infrared

2.4  ARM NUC120RXXBN
DT-ARM C120 Board merupakan modul pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device programmer eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.


    2.4 Gambar ARM NUC120RXXBN

2.5  LCD (Liquid Crystral Display)
LCD (Liquid Cristal 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 Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

 Gambar 2.3 LCD 16x2


 BAB III
 METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam pembuatan pemantau kecepatan dan arah angin adalah sebagai berikut:
1.        Metode Persiapan
Berisikan tentang pemilihan materi serta jurnal yang akan dijadikan dasar atau literatur dalam pembuatan pemantau kecepatan dan arah angin.
2.        Metode Perencanaan
Menentukan rancangan sistem, alat, serta program aplikasi yang akan digunakan dalam pembuatan pemantau kecepatan dan arah angin.
3.        Metode Perancangan
Proses pembuatan pemantau kecepatan dan arah angin. Pembuatan program sensor kecepatan dan sensor arah angin sebagai masukan dan LCD sebagai luaran pada Arduino Uno.
4.      Pengujian Alat
Melakukan pengujian pemantau kecepatan dan arah angin. Apakah sudah sesuai rencana atau belum.
5.      Tahap Penyusunan Laporan
Menyusun laporan hasil dari pembuatan alat dalam bentuk laporan penelitian.


BAB IV
PERANCANGAN ALAT

Bab ini akan dibahas tentang perancangan dan pembuatan pemantau kecepatan dan arah angin. Perancangan system ini meliputi perancangan perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware).
4.1    Perangkat keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun komponen yang digunakan adalah:
1.      Optocoupler
2.      Photo Transistor
3.      Led Infrared
4.      ARM NUC120RXXBN 
5.      LCD 16x2

4.2    Perancangan Diagram Blok
Blok diagram pemantau kecepatan dan arah angin. Luaran dari modul ini akan ditampilkan pada LCD. Berikut ini adalah blok diagram pemantau kecepatan dan arah angin.
          
      Gambar 4.1 Diagram Blok
4.3    Cara Kerja Alat
Masukan dari sistem ini adalah sensor kecepatan (optoocoupler) dan sensor arah angin (phototransistor dan led infrared).
Alat kecepatan angin bekerja jika angin menerpa baling-baling. Baling-baling akan memutar retory encoder sehingga menghasilkan pulsa. Kemudian pulsa tersebut dikonversi ke dalam satuan KNOT. Alat arah mata angin cara kerjanya sama dengan alat kecepatan angin namun tidak menghasilkan pulsa melainkan menunjukkan arah mata angina dengan bujur anak panahnya.

4.4   Perancangan Perangkat Keras
      Membuat rancangan perangkat keras meliputi pembuatan rangkaian elektronik untuk catu daya dan sistem secara keseluruhan. Berikut adalah gambar dari rangkaian yang dibuat.
              1. Rangkaian catudaya 
                 Dalam perancangan perangkat keras ini menggunakan IC regulator 7805 dan IC 7809 maka dapat dihasilkan tegangan yang dibutuhkan untuk mengaktifkan ARM dan luaran yang digunakan.      


                                                          Gambar 4.2 Rangkaian catudaya

            2. Rangkaian alat
                Pada gambar di bawah ini ditunjukkan keseluruhan rangkaian yang dilengkapi dengan pengawatan yang menunjukkan terletak di pin mana saja masukan dan luaran alat.

Gambar 4.3 Rangkaian alat


                Pada gambar dibawah ini ditunjukkan pengawatan pin ARM dengan komponen       
                lainnya.
Gambar 4.4  Pengawatan dalam


Gambar 4.5 Pengawatan luar

4.5   Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak ini berfungsi untuk mengatur kinerja secara keseluruhan dari sistem. Perangkat lunak untuk alat ini menggunakan software CooCox CoIDE. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program dan memudahkan pembuatan perangkat lunak maka dibuatlah diagram alir sebagai berikut:


Gambar 4.6 Diagram Alir


  BAB V
 PENGUJIAN ALAT
Setelah uji coba alat. berikut hasil yang diperoleh:
1.      Alat dapat mengukur kecepatan dan arah mata angin.
2.     Putaran rotary encoder menghasilkan pulsa dan dikonversikan ke dalam satuan KNOT
3.      Arah mata angin bergerak sesuai dengan tiupan angin.
4.      Indikator arah mata angin dihasilkan oleh putaran piringan yang diberi sebuah lubang dan dilengkapi komponen phototransistor dan LED Infrared.


 DAFTAR PUSTAKA
[1] Belajar Mikrokontroler 2016. Tersedia : http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/
[2] Pengertian Optocoupler dan Prinsip Kerjanya. [online] : http://teknikelektronika.com/pengertian-optocoupler-fungsi-prinsip-kerja-optocoupler/
[3] Pengertian Photo Transistor dan Prinsip Kerjanya. [online] : http://teknikelektronika.com/pengertian-photo-transistor-prinsip-kerja-phototransistor/
[4] Liguid Crystal Display (LCD) 16 x 2. [online] : http://www.leselektronika.com/2012/06/liguid-crystal-display-lcd-16-x-2.html

Download:
9. Jurnal
10. Laporan

Video Demo :




    Nama penulis: Ahmad Jamiluddin Septya Ekavian. 
Penulis dilahirkan di Bojonegoro, 30 September 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di MI Mansyaul Huda Gunungsari, Baureno, Bojonegoro, SMP Negeri 1 Baureno, SMKN 4 Bojonegoro. 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. 3.32.15.3.01. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: ahmadjamiluddin22@gmail.com


Nama penulis: Royand. 
Penulis dilahirkan di Pemalang, 9 Maret 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 3 Kebondalem Pemalang, SMP Negeri 2 Pemalang, SMA Negeri  1 Pemalang. 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. 3.32.15.3.18. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: royand99@yahoo.co.id


Nama penulis: Waluyo Febrianto.
Penulis dilahirkan di Semarang, 14 Februari 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Tandang 03, SMP Negeri  17 Semarang, SMK Negeri  4 Semarang. 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. 3.32.15.3.18. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: waluyofebrianto01@gmail.com

Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com







No comments:

Post a Comment