BAB III PERANCANGAN ALAT
advertisement
BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada tugas akhir ini yaitu berupa hardware dan software. Table 3.1. merupakan alat dan bahan yang digunakan. Tabel 3.1. Alat dan Bahan Hardware Arduino UNO R3 Software Software Arduino 1.0.5 Charger 5 Volt Modem GSM Handphone Relay Sensor Ultrasonic 3.2. Rancangan Monitoring dan Sistem Kontrol Sumur Resapan Modern Berbasis SMS Gateway Sistem Kontrol Berbasis Mikrokontroller Deteksi memiliki cara kerja yang membantu mempermudah monitoring sumur dari cara konventional. Yaitu dengan mengirimkan kode melalui SMS maka mikrokontrller akan mengirimkan laporan ketinggian airnya, Serta mampu melakukan kontrol on / off melalui SMS. Dengan sistem ini maka pengguna sumur ini tidak perlu lagi membuka tutup sumur yang kotor atau bisa saja sudah di tutupi hiasan taman, sehingga saat ingin mengetahui ketinggian air dalam sumur dapat dengan mudah, dimanapun dan kapanpun asal 32 http://digilib.mercubuana.ac.id/ 33 terdapat jaringan sinyal dari provider, pengguna dapat mengetahui ketinggian air dan juga melakukan kontrol on / off. Pada sisi alat ditempatkan (Bak Kontrol pada sumur resapan modern kombinasi Ground Water Tank Modern) 1. Mikrokontroller Basis Arduino Modul ini terdiri dari berbagai komponen elektronika dan terdapat mikrokontroller yang digunakan sebagai pengendali system. Mikrokontroller yang tertanam pada modul tersebut yaitu mikrokontroller ATMega 328. Pada perancangan ini penulis menggunakan Jenis Arduino Uno R3, merupakan versi keluaran terbaru dari beberapa Arduino yang sudah ada sebelumnya. 2. Modem Serial Wavecom Fastrack Pada sisi kendaraan terdapat modem serial wavecom fastrack yang berfungsi sebagai SMS Gateway . Arti SMS Gateway disini adalah sebagai media pengiriman SMS kepada Operator, apabila air dalam kondisi penuh dan kosong dan kondisi Arduino dan Modem Serial dalam keadaan aktif maka modem serial Wavecom Fastrack tersebut akan memberikan informasi berupa SMS kepada operator. 3. Sensor Ultrasonic Sensor ultrasonic merupakan sensor yang bekerja sebagai pencari informasi suatu besaran level air dalam suatu wadah. Dalam alat ini sensor ultrasonic akan memberikan informasi kepada Arduino dimana informasi yang diberikan adalah suatu kondisi level air. 4. Rangkaian Display LCD http://digilib.mercubuana.ac.id/ 34 Rangkaian ini dimaksudkan sebagai monitor secara visual. Pada suatu keadaan tertentu operator dapat mengetahui ketika berada dekat dengan alat. Pada sisi Operator. 1. HP (Handphone) Pada sisi operator alat ini operator terdapat HP yang digunakan sebagai sarana komunikasi informasi antara kedua sisi. Jenis HP yang digunakan tidak harus bagus ataupun mahal, asalkan HP tersebut dapat menerima dan mengirim SMS dengan baik sesuai fungsinya. 3.2.1. Perancangan Aplikasi Pada sistem yang kami buat ini kami menggunakan mikrokontroller, dengan sensor yang di buat oleh rekan saya, saya sendiri berfokus pada pengembangan Gateway SMS. Berikut diagram blok sistem keseluruhan rancang bangun sumur resapan kombinasi ground water tank berbasis mikrokontroller via sms gateway : Handphone Modem Arduino Uno R3 Sensor Ultrasonic LCD Relay POMPA Gambar 3.1. Diagram Blok Keseluruhan Monitoring dan Sistem Kontrol Sumur Resapan Kombinasi Ground Water Tank Modern Berbasis Short Message Service Gateway http://digilib.mercubuana.ac.id/ 35 Dari diagram blok pengaturan. Perubahan yang diterima dalam bentuk data digital, melalui TX dan RX. Mikrokontroler yang digunakan yaitu Arduino UNO R3 dengan Atmega328. Sensor yang digunakan adalah Sensor Ultra Sonic Untuk mengukur ketinggian air, serta penggunaan relay untuk menyalakan motor. 3.2.2. Perancangan Perangkat Keras Pada perancangan control relay jarak jauh berbasis SMS Gateway ini digunakan Mikrokontroler Arduino Uno R3, Modem Serial, dan berbagai komponen elektronika lainnya. Arduino Uno R3 disini diisi oleh sebuah program agar sistem ini dapat mengendalikan relay pompa jarak jauh melalui SMS. Program yang diisikan disini berasal dari Bahasa pemrograman CODE AVRISPmkll. CODE AVRISPmkll adalah crosscompiller berbasis Bahasa C, Integrated Development Environment (IDE) dan Program Generator Otomatis yang khusus dirancang untuk miktrokontroler keluarga Atmel AVR Mikrokontroler (Arsana, 2012), yang kemudian didesain sedemikian sehingga dapat mengaktifkan dan menonaktifkan pompa jarak jauh melalui SMS. Program yang dibuat juga dapat digunakan untuk mengirim sms balasan apabila pompa telah aktif atau non aktif. Gambar 3.2 menunjukkan desain rangkaian keseluruhan dari perangkat keras: http://digilib.mercubuana.ac.id/ 36 Gambar 3.2. Desain rangkaian keseluruhan sistem 2 3 1 4 Gambar 3.3. Rangkaian system control (1) 1. USB pada Miktrokontroler Arduino Uno R3 2. Port Serial RS 232 pada Modem 3. Port Serial RS 232 pada IC Max 232 4. Adaptor 5V (220VA) pada Modem GSM http://digilib.mercubuana.ac.id/ 37 5 6 8 9 7 Gambar 3.4. Rangkaian system control (2) 5. Relay Rel 52 (220VA) 6. LCD 16x2 7. Modem WaveCom 8. Sensor UltraSonik 9. Mikrokontroler Arduino Uno R3 3.2.3. Perancangan Miniatur Sistem Penulis menggunakan Ultrasonic sehingga memudahkan dalam pengukuran jarak, ketika ditutup dengan benda padat, misalnya buku,ultrasonic akan memberikan perubahan harga pada mikrokontroller. Saat gateway kami akses dengan modem Wavecom Fastrack. Sistem akan memanggil data yang sudah di baca oleh mikrokontroller. Saat sms on / off (harus huruf kecil) maka dalam program memanggil fungsi relay on / off. 3.2.4. Diagram Alir Sistem Deskripsi sitem rancang bangun sumur resapan modern ini akan otomatis melakukan pembacaan ketinggian air dan sewaktu waktu siap mengirimkan http://digilib.mercubuana.ac.id/ 38 datanya saat di minta (dengan cara di SMS), selain itu sistem ini juga dapat menyalakan relay dan mematikan relay dengan sms. Komunikasi modem dan mikrokontroller menggukan serial port dengan pors komunikasi RS232 Berikut Gambar Flow Chart Program SMS Rancang Bangun sistem Sumur Resapan Modern : NO Mengecheck Koneksi Modem Mulai NOT oke check koneksi & Restart OK Modem Stand By / menunggu perintah &mengaktifkan Sensor Ultrasonic Mikrokontroller membaca jarak Sms “jarak cm” SMS “cek” Mode Stand By / menunggu perintah SMS “Off” SMS “on” Pompa on & Sms “RELAY ON” Selesai Gambar 3.5. Diagram Alir Sistem http://digilib.mercubuana.ac.id/ Pompa Off & SMS “RELAY OFF” 39 Cara kerja alat ini relatif sederhana, setelah peralatan sudah siap, maka proses awal yang akan dilakukan adalah melakukan pengecheckan port komunikasi antara mikrikontroller dan modem. Setelah semua OK maka alat memasuki fase stand by dan sensor ultrasonik bekerja, hingga ada perubahan nilai dari masukkan serial port. Dengan menggunakan Ultrasonic kami melakukan pengukuran jarak, Sensor Ultrasonic akan memberikan perubahan harga pada mikrokontroller dan di kalkulasi untuk memberikan harga atau nilai dalam bentuk metering jarak (centimeter). Saat mikrokontroller kami akses dengan modem Wavecom Fastrack. Sistem akan memanggil data yang sudah di baca oleh mikrokontroller. Proses ini mengunakan port serial dengan baudrate 9600 bps. Setelah itu pembecaan SMS akan menentukan aksi selanjutnya. Ketika menerima SMS cek, maka modem akan mengirimkan data pembacaan sensor. Selain itu, jika ada triger dari SMS on / off (harus huruf kecil) maka dalam program memanggil fungsi relay on / off. Setelah proses itu berlalu maka sistem akan kembali kepada mode Standby / menunggu perintah. 3.3. Schematic Arduino berbasis SMS Gateway Skematik Arduino berbasis SMS Gateway adalah tahapan untuk mengetahui pin yang bekerja, serta koneksi antara modem dengan Mikrokontroler Arduino Uno R3, LCD dengan Arduino, Relay dengan Arduino dalam pengaplikasiannya. http://digilib.mercubuana.ac.id/ 40 Gambar 3.6. Schematic Arduino berbasis SMS 3.4. Rangkaian Arduino Modem Wavecom Fastrack Komponen Wavecom Fastrack menggunakan TX dan RX. Karena TX dan RX dari sistem komunikasi serial dikenal model serial RS232. Dengan standar level logika pada komunikasi serial RS232 adalah Logika ‘mark/high’ = -3 s/d -30 Volt, Logika ‘space/low’ = +3 s/d +30 Volt, maka dibutuhkan IC MAX232 http://digilib.mercubuana.ac.id/ 41 Gambar 3.7. Rangkaian IC 232 Yang perlu diperhatikan dalam komunikasi ini adalah kecepatannya yang biasa disebut baud rate, secara default baud rate berbeda- beda untuk setiap modem, misalnya 115200 bps. 3.5. Setting Modem Wavecom Fastrack Sebelum digunakan, modem harus disetting terlebih dahulu agar dapat berkomunikasi dengan Arduino secara ‘sinkron’. Untuk mengatur parameternya akan menggunakan Hyperterminal, software yang sudah di sediakan oleh Windows. Pasang kabel serial untuk menghubungkan modem dengan komputer (untuk komputer atau laptop seri terbaru sebagian besar sudah tidak ada port serial sehingga diperlukan converter ke USB). Pasang power supply modem http://digilib.mercubuana.ac.id/ 42 Gambar 3.8. Modem Wavecom Fastrack dan Pengkabelannya Langkah selanjutnya adalah membuka Hyperterminal. Caranya Dari menu Start All Programs Accessories Communications Hyperterminal. Kemudian muncul tampilan ‘New Connection’. Beri nama bebas, misalnya ‘set modem’. http://digilib.mercubuana.ac.id/ 43 Gambar 3.9. Keterangan “Connection Description” pada Laptop / PC Klik OK sehingga muncul tampilan berikutnya Gambar 3.10. Keterangan “Connect To” pada Laptop / PC http://digilib.mercubuana.ac.id/ 44 Pilih nomor com yang sesuai dengan com serial di komputer, misal COM1 kemudian klik OK. Selanjutnya muncul properties : Gambar 3.11. Keterangan “COM 1 Properties” pada Laptop / PC Isi baudrate dengan 9600 bps (untuk setiap modem bisa saja nilai awal baud rate berbeda, mohon disesuaikan). Data bits tetap 8, Parity juga None, Stop bits tetap isi 1 dan terakhir Flow control dipilih None. Klik Apply kemudian OK. Tampilan awal Hyperterminal siap dipakai : http://digilib.mercubuana.ac.id/ 45 Gambar 3.12. Keterangan “Set Modem – Hyperterminal” pada Laptop / PC Pertama ketik ‘AT’ : Gambar 3.13. Keterangan “ Set Modem – Hyperterminal ketik ‘at’ “ http://digilib.mercubuana.ac.id/ 46 Selanjutnya ketik/tekan tombol ENTER pada keyboard : Gambar 3.14. Keterangan “Set Modem – Hyperterminal Enter ‘Ok’ “ Perhatikan bahwa modem merespon dengan ‘OK’. Jika modem tidak merespon ‘OK’ atau karakter tidak terbaca maka ganti nilai baudrate pada Hyperterminal, misal 19200 atau nilai yang lain. Selanjutnya perintah untuk mengganti nilai baudrate di modem. Misalnya di set 9600 bps. Ketik : ‘AT+IPR=9600’ + ENTER. Perhatikan bahwa modem merespon dengan ‘OK’. http://digilib.mercubuana.ac.id/ 47 Gambar 3.15. Keterangan “Set Modem – Hyperterminal Setting Baud Rate” Set supaya ‘ECHO’ tidak aktif. Echo berarti ketika di kirim/ketik sebuah karakter maka modem akan mengirim balik karakter tersebut. contohnya ketika ketik ‘AT’ modem juga akan mengirim balik ‘AT’. Hal ini dapat mengganggu komunikasi dengan Arduino sehingga harus kita ‘disable’. Caranya : ketik ‘ATE0’ + ENTER : http://digilib.mercubuana.ac.id/ 48 Gambar 3.16. Keterangan “Set Modem – Hyperterminal setting Disable ECHO” Terakhir, setting parameter tadi harus disimpan, agar ketika modem ‘RESET’ nilai settingan tetap tersimpan. Cukup kasih perintah ‘AT&W’ + ENTER dan modem pun akan merespon ‘OK’ : http://digilib.mercubuana.ac.id/ 49 Gambar 3.17. Keterangan “Set Modem – Hyperterminal Save Parameter” Modem siap digunakan. 3.6. AT Command Agar modem dapat berfungsi/bekerja maka perlu ada sebuah perintah, dalam hal ini dari mikrokontroler. Perintah yang dipakai menggunakan ‘AT Command’, disebut demikian karena setiap perintah (command) diawali dengan ‘AT’ misalnya : AT+CMGR, AT+IPR dll. Beberpa AT Command yang penting : http://digilib.mercubuana.ac.id/ 50 Gambar 3.18. AT Command List Modem menjadi peripheral yang sangat penting dalam system SMS Gateway. Berfungsi sama persis dengan HP (Hand Phone), hanya saja modem ini nanti berhubungan dengan Arduino. 3.7. Perancangan Simulasi Kondisi Level Air melalui SMS dan Kontrol Relay Perancangan simulasi ini menggunakan Arduino Softwware. Pada pengerjaannya Arduino Software digunakan untuk menghasilkan source code untuk perangkat-perangkat keras yang diinterfacekan ke mikrokontroller Arduino Uno R3. Ditambah Modem Serial Wavecom sebagai media untuk mengirim SMS kepada Operator. http://digilib.mercubuana.ac.id/ 51 3.7.1. Arduino Software Arduino Software merupakan software portable IDE (Integrated Development Enviroment). Software ini khusus disediakan untuk pengguna Arduino dalam memrogram mikrokontrollernya agar dapat melaksanakan perintah yang diinginkan. Program ini ditulis dengan Bahasa C pembuatannya. Program yang sudah dibuat kemudian di compile untuk memastikan program sudah tidak ada kesalahan (error). Program yang sudah di compile tersebut kemudian di upload ke mikrokontroller Arduino uno r3 menggunakan port USB yang menghubungkan antara PC/Laptop dengan Mikrokontroller Arduino Uno r3. Gambar 3.19. Program Utama Perancangan http://digilib.mercubuana.ac.id/ http://digilib.mercubuana.ac.id/
