SISTEM PEMANTAU KEKERUHAN AIR PADA BENDUNGAN

SISTEM PEMANTAU KEKERUHAN AIR PADA BENDUNGAN

M.Shiraath Hidayatullah¹, Melinda Setiani², Moch. Fadhli Hidayat³, Rizki Sofyannanda⁴, Samuel BETA⁵

¹Mahasiswa dan ²Dosen Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro,

Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia

E-mail : ¹muhammadhidayatullah1996@gmail.com , ²melindasung25@gmail.com, 

³mochfadhlihidayat@gmail.com , ⁴rizkisofyannanda99@gmail.com ,

⁵sambetak2@gmail.com

Intisari -- Bendungan merupakan kontruksi yang dibangun untuk menahan laju air menjadi waduk. Oleh karena itu diperlukan suatu pemantau yang secara berskala agar bendungan dapat berjalan sebagaimana fungsinya. Salah satu faktor yang dimonitoring pada bendungan adalah kekeruhan airnya, maka dibuatlah sistem pemantau kekeruhan air dengan menggunakan sensor warna yang kemudian data hasil pengukurannya ditampilkan pada android melalui ESP8266.
Kata kunci : Sensor warna TCS3200, ESP8266

1.      PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

    Bendungan merupakan salah satu bangunan yang memiliki begitu banyak manfaat bagi masyarakat, namun apabila tidak dijaga dan dirawat dengan baik dapat menimbulkan bencana apabila kekuatan bendungan tidak mampu menahan air yang melaluinya. Oleh karena itu pemantauan keadaan pada bendungan sangat diperlukan agar dapat menanggulangi bencana.
Faktor – faktor yang diukur pada bendungan antaralain yaitu kekeruhan air, kemiringan bendungan, keretakan bendungan dan lain lain. Dengan menggunakan Sistem Pemantau Kekeruhan Air pada Bendungan berbasis Arduino ini dapat mengurangi adanya resiko bencana disebabkan kelalaian manusia dalam memberikan laporan keadaan bendungan. Karena alat ini dapat memantau langsung kemudian data dikirimkan pada android kemudian dapat di simpan sesuai waktu yang diinginkan.
1.2  Tujuan
Tujuan pembuatan alat ini adalah :

1. Sebagai Modul pemonitoring kekeruhan air pada bendungan
2. Sebagai penampil data pengukuran kekeruhan air pada bendungan

1.3  Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, terdapat beberapa rumusan masalah antara lain :

1. Bagaimana alat yang dibuat dapat mengukur kekeruhan air dengan menggunakan sensor warna TCS3200 ?
2. Bagaimana menampilkan hasil pengukuran kekeruhan air pada Android menggunakan ESP8266-D1 ?

1.4  Pembatasan Masalah

1.     Kecerahan dari luar mempengaruhi nilai frekuensi yang dihasilkan oleh sensor warna
2.       Waktu pengiriman data ke thingspeak sudah ditentukan oleh platform thingspeak

2.      TINJAUAN PUSTAKA

Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan Arduino UNO ini.

2.1  Sensor Warna TCS3200

Gambar 1. Bentuk fisik Sensor Warna TCS3200

Sensor warna TCS3200 yang diluncurkan oleh TAOS adalah suatu sensor deprogram untuk mengkonversi cahaya ke frekuensi. Dioda silikon dan converter frekuensi terintegrasi dalam IC CMOS tunggal dengan filter merah, hijau, biru. Dalam mengkonversi cahaya ke frekuensi, sensor TCS3200 membaca nilai array fotodioda berukuran 8x8. Enam belas fotodioda memiliki filter warna biru, enam belas fotodioda memiliki filter warna hijau, enam belas fotodioda memiliki filter warna merah dan enam belas sisanya tanpa filter (clear). Filter setiap warna merata di seluruh bagian array untuk menghilangkan bias lokasi antar warna.

Nilai intensitas cahaya yang terbaca oleh array fotodioda akan mengakibatkan perubahan arus. Selanjutnya perubahan arus tersebut dikonversi menjadi frekuensi oleh IC CMOS. Output frekuensi berupa square wave (gelombang kotak) dengan duty cycle 50%. Frekuensi keluaran dari TCS3200 sekitar 2 Hz ~ 500 kHz. Pada aplikasi, sensor ini dapat dikontrol menggunakan pin digital (HIGH/LOW). Pengontrolan itu meliputi pemilihan filter fotodiode yang aktif maupun membuat skala pada frekuensi output.

2.2  ESP8266

Gambar 2. Bentuk fisik ESP8266

ESP8266 merupakan modul wifi yang berfungsi sebagai perangkat tambahan mikrokontroler seperti Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan membuat koneksi TCP/IP.

Modul ini membutuhkan daya sekitar 3.3v dengan memiliki tiga mode wifi yaitu Station, Access Point dan Both (Keduanya). Modul ini juga dilengkapi dengan prosesor, memori dan GPIO dimana jumlah pin bergantung dengan jenis ESP8266 yang kita gunakan. Sehingga modul ini bisa berdiri sendiri tanpa menggunakan mikrokontroler apapun karena sudah memiliki perlengkapan layaknya mikrokontroler.

Firmware default yang digunakan oleh perangkat ini menggunakan AT Command, selain itu ada beberapa Firmware SDK yang digunakan oleh perangkat ini berbasis opensource yang diantaranya adalah sebagai berikut :

• NodeMCU dengan menggunakan basic programming lua
• MicroPython dengan menggunakan basic programming python
• AT Command dengan menggunakan perintah perintah AT command

Untuk pemrogramannya sendiri kita bisa menggunakan ESPlorer untuk Firmware berbasis NodeMCUdan menggunakan putty sebagai terminal control untuk AT Command.

Selain itu kita bisa memprogram perangkat ini menggunakan Arduino IDE. Dengan menambahkan library ESP8266 pada board manager kita dapat dengan mudah memprogram dengan basic program arduino.

2.3  Arduino UNO

Gambar 6. Bentuk Fisik Arduino UNO

Arduino UNO adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Uno memiliki 14 pin digital input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Uno dibangun berdasarkan apa yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, sumber daya bisa menggunakan power USB (jika terhubung ke komputer dengan kabel USB) dan juga dengan adaptor atau baterai. Arduino Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal tidak menggunakan FTDI chip driver USB-toserial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai versi R2) diprogram sebagai konverter USB-toserial. Revisi 2 dari Uno memiliki resistor pulling 8U2 HWB yang terhubung ke tanah, sehingga lebih mudah untuk menggunakan mode DFU.

Mikrokontroler	ATmega328
Operasi tegangan	5Volt
Input tegangan	disarankan 7-11Volt
Input tegangan batas	6-20Volt
Pin I/O digital	14 (6 bisa untuk PWM)
Pin Analog	6
Arus DC tiap pin I/O	50mA
Arus DC ketika 3.3V	50Ma
Memori flash	32 KB (ATmega328) dan 0,5 KB digunakan oleh bootloader
SRAM	2 KB (ATmega328)
EEPROM	1 KB (ATmega328)
Kecepatan clock	16 MHz

2.4  Pengubah Nilai RGB Ke Nilai Kekeruhan Air

Berikut merupakan tabel hasil pengukuran dari sampel air yang telah diukur dengan menggunakan turbidymeter :

Tabel 1. Contoh warna air

Tabel 2 Nilai Kekeruhan

Dari tebel tersebut kemudian di presentasikan dari 0% - 100%. 

3. PERANCANGAN ALAT

3.1        Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun system yang digunakan yaitu :

1.      Sensor warna TCS3200

2.      ESP8266

3.2        Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Blok diagaram aplikasi arduino menggunakan sensor warna TCS3200, ESP8266 dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

3.3     Perangkat Lunak

Untuk diagram alir pada masukan sensor warna dan keluaran berupa data ESP8266 di bawah ini :

3.4  Tampilan Aplikasi

Gambar Tampilan Aplikasi pada Android

1.1  Tampilan Alat

Gambar Tampilan Alat

4. Pengujian alat

4.1  Pengujian Sensor Warna TCS3200, ESP8266

Pengujian ini bertujuan untuk mengecek masukan sensor warna dapat mengukur kekeruhan air yang kemudian data pengukurannya dapat ditampilkan pada android melalui ESP8266.

4.2  Cara Kerja Alat

Pada alat ini menggunakan sistem ketika sensor warna mendeteksi warna air bendungan kemudian ESP8266 akan mengirimkan hasil pengukuran kekeruhan air di konferensikan menjadi beberapa tingkat. 

5.         HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1  Gambar Rangkaian

5.2  Skema Perkawatan

Pengawatan Dalam

Pengawatan Luar

6. KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai

berikut:

1. Sensor Warna TCS3200 dapat digunakan untuk mendeteksi kekeruhan air dengan pembacaan nilai RGB
2. Data hasil pengukuran dapat di tampilkan pada android dan disimpan di excel dengan komunikasi data menggunakan ESP 8266.
3. Dengan adanya alat ini dapat membantu manusia mengukur kekeruhan air tanpa harus melakukannya langsung

REFERENSI

[1]    E. Novasari, I. M. Muharram, and W. G. Kencono, “PENYELEKSI BOLA PINGPONG BERDASARKAN WARNA,” 2019. [Online]. Available: https://belajar-mikrokontroler2017.blogspot.com/2018/01/penyeleksi-bola-pingpong-berdasarkan.html.

[2] F. I. Rusadi, “Memprogram ESP8266 dengan Arduino UNO,” 2019. [Online]. Available: https://fajran.web.id/2016/12/memprogram-esp8266-dengan-arduino-uno.html.

[3]    F. Vernando, “RANCANG BANGUN ALAT UKUR KEMURNIAN AIR BERBASIS ARDUINO NANO,” Institut Pertanian Bogor, 2016.

LAMPIRAN

1. PPT, klik disini

2. Jurnal, klik disini

3. Program Ard Pdf, klik disini

4. Program Ard, klik disini

5. Pengawatan Dalam, klik disini

6. Pengawatan Luar, klik disini
7. Pengawatan Keseluruhan, klik disini

8. Diagram Alir , klik disini

9. Diagram Blok, klik disini

10. Diagram Rangkaian, klik disini
11. Aplikasi, klik disini

BIODATA

Nama Penulis M. Shiraath Hidayatullah. Penulis dilahirkan di Tuban, 19 Agustus 1996. Penulis menempuh pendidikan formal TK Aisyiyah Bustanul Athfal 3 Tuban, SDN Latsari A Tuban, SMPN 3 Tuban, SMKN 1 Tuban. Pada tahun 2016 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.16.2.14. Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi via email : muhammadhidyatullah1996@gmail.com.

Nama Penulis Melinda Setiani . Penulis dilahirkan di Boyolali, 25 Mei 1998. Penulis menempuh pendidikan formal SDN 1 Karangkepoh, SMPN 1 Klego, SMA N 1 Klego. Pada tahun 2016 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.16.2.15. Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi via email : melindasung25@gmail.com

Nama Penulis Moch. Fadhli Hidayat. Penulis dilahirkan di Tasikmalaya,  08 Desember 1996. Penulis menempuh pendidikan formal TK Negeri Manonjaya,  SDN 1 Manonjaya,  SMPN 1 Manonjaya,  SMKN Manonjaya. Pada tahun 2016 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.16.2.16. Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi via Email : mochfadhlihidayat@gmail.com

Nama Penulis Rizki Sofyannanda. Penulis dilahirkan di Semarang, 05 Februari 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal TK Diponegoro Purwokerto, SD N 02 Kuripan Demak, MTs N 01 Semarang, SMK N 04 Semarang. Pada tahun 2016 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.16.2.23. Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi via email : rizkisofyannanda99@gmail.com