BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Air Air adalah unsur yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia, bahkan dapat dipastikan tanpa pengembangan sumberdaya air secara konsisten peradaban manusia tidak akan mencapai tingkat yang dinikmati sampai saat ini. Oleh karena itu pengembangan dan pengolahan sumber daya air merupakan dasar peradaban manusia (Sunaryo, dkk, 2005). Salah satu faktor penting penggunaan air dalam kehidupan sehari-hari adalah untuk kebutuhan air minum. Air bersih merupakan air yang harus bebas dari mikroorganisme penyebab penyakit dan bahan-bahan kimia yang dapat merugikan kesehatan manusia maupun makhluk hidup lainnya. Air merupakan zat kehidupan , di mana tidak ada satupun makhluk hidup di bumi ini yang tidak membutuhkan air . Sebagian besar penduduk di Indonesia masih menggunakan air sumur sebagai sumber air bersih untuk memenuhi kebutuhan hidupnya sehari-hari. Dengan bertambahnya aktivitas dan jumlah penduduk, maka jumlah air bersih yang diperlukan manusia akan semakin meningkat. Secara global kuantitas sumber daya tanah dan air relatif tetap, sedangkan kualitasnya makin hari makin menurun.
7
8
2.2 Pengertian Meteran Air Alat untuk mengukur banyaknya aliran air secara terus menerus melalui sistem kerja peralatan yang dilengkapi dengan unit sensor, unit penghitung, dan unit indikator pengukur untuk menyatakan volume air yang lewat. Sedangkan badan meter air merupakan bagian utama yang ditengahnya merupakan ruang untuk menempatkan alat hitung dan mempunyai saluran masuk dan saluran keluar pada sisi yang berlawanan. (SNI 2547:2008)
2.3 Alat Pencatat Penggunaan Air Saat ini Bagi pelanggan PDAM, istilah 'sistem tembak' pencatatan meteran sudah tidak asing lagi. Istilah ini timbul karena petugas pencatat biasanya tidak datang ke rumah pelanggan melihat langsung angka di meteran airnya. Mereka hanya 'main tembak' dari jauh. Tidak heran jika kemudian banyak konsumen yang melayangkan keluhannya ke perusahaan. Tapi itu dulu. PDAM kemudian berbenah. Dengan memanfaatkan teknologi yang ada, sejak April 2012 lalu digunakanlah sistem barcode dalam pencatatan meteran. Penerapan sistem baru ini bertujuan untuk meningkatkan akurasi dan efisiensi pencatatan meter air. Dengan menggunakan sistem baru, petugas pencatat hanya tinggal memfoto barcode dan angka yang tertera dalam meteran air, dengan menggunakan handphone
berprogram
khusus.
Barcode
tersebut
sudah
langsung
teridentifikasi dengan ID pelanggan. Keuntungannya, laporan bisa dilengkapi dengan foto. Sistem ini juga akan mempermudah petugas di lapangan, akurasi data pencatatan, lebih terpercaya, dan mengefisiensikan waktu pencatatan.
9
Petugas juga diwajibkan datang ke lokasi. Jika tidak datang, mereka tidak akan bisa mencatat stan meteran. Diharapkan data hasil transaksi merupakan data aktual dari lokasi pelanggan langsung. Pencatat meteran PDAM yang berada di tidak lagi memasukkan angka meteran dengan perkiraan pemakaian per bulan. Dengan menggunakan teknologi barcode maka proses input data hanya pada saat pencatatan di lapangan saja. Sehingga pada saat upload data, data tersebut bisa diakses langsung sehingga tidak ada sistem input yang rawan kesalahan. Hanya saja, dalam perjalanannya banyak barcode yang hilang, baik karena dicabut, terhapus karena hujan dan beberapa penyebab lainnya. Sehingga yang efektif memanfaatkan sistem ini sekitar 60-70 persen pelanggan. Untuk pembacaan meteran menggunakan dua barcode. Ada yang ukuran sebesar tempat menulis nama di undangan pernikahan, dan ada yang kecil. Barcode ukuran besar yang terdapat data pelanggan biasanya ditempel di pagar bagian depan rumah. Sementara yang ukuran kecil ditempel di meteran. Ketika petugas pembaca meteran datang, mereka langsung scan barcode melalui handphone. Kemudian muncul nomor pelanggan. Ponsel meminta untuk memfoto angka meteran. Setelah ok, langsung disimpan. Penggunaan sistem ini bukanlah tanpa cela. Sebab dengan barcode ada kemungkinan terjadi pembaca meteran salah obyek. Itu karena barcode sudah tidak ada. Jika ini terjadi, termasuk ketika pembacaan meteran tidak bisa dilakukan karena pelanggan tidak di rumah dan pintu pagar dalam kondisi
10
terkunci, maka sistem taksasipun diberlakukan. Selain barcode, PDAM juga menerapkan penggunaan kamera dalam pencatatan meteran. Sistem ini setidaknya dapat membantu menekan jumlah komplain pelanggan akibat tingginya biaya yang harus dibayar setiap bulannya. Karena jika mereka datang dan mempertanyakan penyebab melonjaknya pembayaran, pihak PDAM bisa langsung menunjukkan bukti dengan memperlihatkan hasil foto meteran yang dimasukkan petugas. suatu sistem elektronik untuk mempermudah dalam…[2] Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini sangatlah berkembang dengan pesat, Sebagai contoh dalam pencatatan penagihan air PDAM pada konsumen saat ini dengan cara mandatangi rumah pelanggan kurang lebih tiga bulan sekali untuk mencatat meteran air. Untuk itu digunakannya infra merah sebagai media transmisi maka alat ini dapat dikendalikan dari jarak jauh hingga ± 5 meter. Sistem ini mengambil data secara otomatis, selain itu petugas dapat menggunakan alat meskipun diluar pagar tanpa harus masuk halaman rumah…[1]
2.4 Komponen 2.4.1 Arduino Arduino adalah sebuah pengendali mikro single-board yang dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Arduino memiliki hardware dengan prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Arduino memiliki program yang disebut bootloader yang sudah tertanam didalamnya
11
sebelum dijual ke pasaran. Bootloader ini menjembatani antara software compiler arduino dengan mikrokontroler
Gambar 2.1 Board Arduino (http://it-ebooks.info/read/5/) Berikut adalah konfigurasi dari Arduino: •
Mikrokontroller ATmega328
•
Beroperasi pada tegangan 5V
•
Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12V
•
Batas tegangan input 6 - 20V
•
Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM)
•
Pin analog input 6
•
Arus pin per input/output 40 mA
•
Arus untuk pin 3.3V adalah 50 mA
•
Flash memory32 KB yang mana 2 KB digunakan untuk bootloader
•
SRAM 2 KB
12
•
EEPROM 1 KB
•
Kecepatan clock 16 MHz
2.4.1.1 Memanfaatkan Arduino IDE tanpa Arduino board Arduino IDE, yaitu software yang beroperasi di komputer. Tugas dari
“Arduino Software” adalah menghasilkan sebuah file
berformat hex yang akan di-download pada papan arduino atau papan sistem mikrokontroler lainnya. Ini mirip dengan Microsoft Visual Studio, Eclipse IDE, atau Netbeans. Lebih mirip lagi adalah IDE semacam Code::Blocks, CodeLite atau Anjuta yang mempermudah untuk menghasilkan file program. Bedanya kesemua IDE tersebut menghasilkan program dari kode bahasa C (dengan GNU GCC) sedangkan Arduino Software (Arduino IDE) menghasilkan file hex dari baris kode yang dinamakan sketch
Gambar 2.2 : Interface dari arduino IDE
13
Pada umumnya sketch yang dibuat di Arduino Software dicompile dengan perintah verify / Compile (Ctrl+R) lalu hasilnya didownload ke papan Arduino seperti Arduino Uno atau Arduino Mega 2560. Program hasil kompilasi itu lalau dijalankan oleh bootloader. Ternyata
hasil
kompilasi
dari
Arduino
Software
dapat
dipergunakan dan dijalankan tidak hanya pada papan arduino (Arduino Boards) atau turunannya yang kompatibel. Program hasil kompilasi itu dapat dijalankan di sistem mikrokontroller Atmel AVR yang sesuai bahkan tanpa menggunakan bootloader. Selain memperluas pilihan varian IC mikrokontroller AVR yang bisa dipergunakan hal ini juga berarti semakin besar program yang bisa kita muat di flash memori IC itu.
Gambar 2.3 : Board berbasis mikrokontroler 328 Kemudahan untuk mempergunakan berbagai macam varian mikrokontroler dalam tulisan ini mengikuti karya dari Mark Sproul. Beliau telah melakukan pengujian dan kemudian mempublikasikan secara luas uji cobanya untuk mempergunakan Arduino IDE untuk memprogram berbagai uC IC AVR … [5]
14
2.4.2 Mikrokontroller Mikrokontroller merupakan salah satu bagian dasar dari suatu sistem komputer. Sebuah mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama dengan sebuah PC namun mikrokontroler memiliki bentuk yang jauh lebih kecil. AVR adalah keluarga mikrokontroler tipe RISC diproduksi Atmel yang dikembangkan oleh dua orang mahasiswa bernama Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan di Norwegian Institute of Technology yang kemudian diteruskan oleh Atmel Norwegia Mikrokontroler berbeda dengan mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah komputer, karena sebuah mikrokontroler umumnya
telah
berisi
komponen
pendukung
sistem
minimal
mikroprosesor, yakni inti prosesor, memori dan interface I/O yang dapat diprogram. Mikrokontroler biasa digunakan pada produk dan perangkat yang dapat dikontrol secara otomatis, seperti sistem kontrol mesin mobil, perangkat medis, pengendali jarak jauh (remote control), mesin perkantoran,
dan
bahkan
mainan.
Mikrokontroler
berdasarkan
arsitekturnya dibagi ke dalam dua jenis, yaitu Complex Instruction Set Computing (CISC) dan Reduced Instruction Set Computing (RISC). CISC mempunyai lebih banyak instruksi daripada RISC, akan tetapi RISC memiliki fasilitas internal lebih banyak daripada CISC… [6]
15
2.4.2.1 Mikrokontroller 328 Mikrokontroler yang biasa digunakan pada board Arduino. IC mikrokontroler ini cocok bagi Anda yang ingin membuat Arduino sendiri. Dibutuhkan kemampuan untuk menginstall boatloader. Konfigurasi dari MCS 328 •
MCU, 8BIT, AVR, 32K FLASH, 28PDIP
•
Controller Family/Series: AVR MEGA
•
Core Size: 8bit
•
No. of I/O's: 23
•
Program Memory Size: 32 KB
•
EEPROM Memory Size: 1KB
•
RAM Memory Size: 2KB
•
CPU Speed: 20MHz
•
Oscillator Type: External, Internal
•
No. of Timers: 3
•
Peripherals: ADC, Comparator, RTC
•
Embedded Interface Type: I2C, SPI, USART
•
No. of PWM Channels: 6
•
Digital IC Case Style: DIP
•
Supply Voltage Range: 1.8V to 5.5V
•
Operating Temperature Range: -40°C to +85°C
•
No. of Pins: 28
•
SVHC: No SVHC (20-Jun-2011)
•
Base Number: megaAVR
16
•
Clock Frequency: 20MHz
•
Device Marking: ATMEGA328P-PU
•
Flash Memory Size: 32KB
•
IC Generic Number: 328
•
Interface: I2C, Serial, SPI, USART, 2-Wire
•
Interface: I2C, SPI, USART
•
Interface Type: I2C, SPI, USART
•
Logic Function Number: 328
•
No. of ADC Inputs: 6
•
No. of I/O's: 23
•
Package / Case: PDIP
•
Program Memory Size: 32KB
•
Supply Voltage Max: 5.5V
•
Supply Voltage Min: 1.8V
•
Termination Type: Through Hole
Gambar 2.4 : Bentuk Fisik Mikrokontroller 328
17
2.4.3 Sensor Sensor adalah suatu alat yang dapat mengukur atau mendeteksi kondisi sebenarnya di dunia nyata, seperti pergerakan, panas atau cahaya dan mengubah kondisi nyata tersebut ke dalam bentuk analog atau digital.
2.4.3.1 G 1/2 Water Flow sensor Sensor aliran air terbuat dari plastik katup , rotor air , dan sensor aula-efek. Ketika air mengalir melalui rotor, rotor gulungan,Kecepatannya berubah dengan tingkat yang berbeda aliran. Hall-sensor efek output pulsa yang sesuai Signal.
Gambar 2.5 : Water Flow Sensor (http://www.seeedstudio.com/depot/G12-Water-Flow-Sensor-p-635.html)
2.4.4 Real-Time Clock (RTC) DS1307 Real-time clock DS1307 adalah IC yang dibuat oleh perusasahaan Dallas
Semiconductor.
IC
ini
memiliki
kristal
yang
dapat
18
mempertahankan frekuensinya dengan baik. Real-time clock DS1307 memiliki fitur sebagai berikut: 1. Real-time clock (RTC) meyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal dan bulan dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100. 2. 56-byte,
battery-backed,
RAM
nonvolatile
(NV)
RAM
untuk
penyimpanan. 3. Antarmuka serial Two-wire (I2C). 4. Sinyal
keluaran
gelombang-kotak
terprogram
(Programmable
squarewave). 5. Deteksi otomatis kegagalan-daya (power-fail) dan rangkaian switch. 6. Konsumsi daya kurang dari 500nA menggunakan mode baterei cadangan dengan operasional osilator. 7. Tersedia fitur industri dengan ketahanan suhu: -40°C hingga +85°C. 8. Tersedia dalam kemasan 8-pin DIP atau SOIC. Sedangkan daftar pin RTC DS1307 adalah sebagai berikut: 1. VCC – Primary Power Supply. 2. X1, X2 – 32.768kHz Crystal Connection. 3. VBAT – +3V Battery Input. 4. GND – Ground.
19
5. SDA – Serial Data. 6. SCL – Serial Clock. 7. SQW/OUT – Square Wave/Output Driver.
\ Gambar 2.6 Diagram pin RTC DS1307 …[10] 2.4.5 RF Modem
Gambar 2.7 KYL-200U Transceiver Module KYL-200U adalah salah satu power mikro transceiver . Rendah penggunaan daya . Pengaplikasiannya biasa di remot kontrol. Modul ini dapat di hubungkan secara langsung ke PC , RS485 , dan device lainya dengan sambungan UART langsung.
20
Gambar 2.8 KYL-500L Small Size RF Transceiver KYL-500L, adalah sebuah modul transceiver yang di rancang untuk wireless POS terminal. Dengan ukuran yang kecil, pemakaian daya yang kecil stabil dan handal, dan juga biasanya digunakan untuk sistem embeded yang lainnya.
2.4.6 Output 2.4.6.1 LCD 16 x 2 LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 16 x 2. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
Gambar 2.9 : Bentuk Fisik LCD 16 x 2
21
Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut: •
Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan.
•
Setiap huruf terdiri dari 5x7 dot-matrix cursor.
•
Terdapat 192 macam karakter.
•
Terdapat 80 x 8 bit display RAM (maksimal 80 karakter).
•
Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit.
•
Dibangun dengan osilator lokal.
•
Satu sumber tegangan 5 volt.
•
Otomatis reset saat tegangan dihidupkan.
•
Bekerja pada suhu 0oC sampai 55oC...[8] [9] [10]
2.4.6.2 Komunikasi serial Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data satu persatu pada satuan waktu. Transmisi data pada komunikasi serial dilakukan per bit. Kelebihan dari komunikasi serial dibandingkan dengan komunikasi parallel adalah jalur data yang dibutuhkan hanya dua, yaitu jalur transmitter(TX) dan jalur receiver (RX),selain itu kelebihan lainnya adalah komunikasi data dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dengan jumlah kabel serial lebih sedikit. Kekurangan dari komunikasi serial adalah waktu yang diperlukan untuk pengiriman dan penerimaan data lebih lama. Komunikasi serial pada umumnya memliki dua mode ; •
Synchronous
22
Pada mode ini data dikirim bersamaan dengan sinyal clock, hal ini menyebabkan antara satu karakter dengan karakter lainnya memiliki jeda waktu yang sama. •
Asynchronous Dalam mode ini pengiriman data dikirim tanpa sinyal clock atau sinkronisasi sinyal clock. Oleh karena itu pada mode ini transmitter yang mengirimkan
data
harus
menyepakati
suatu
standar
Universal
Asynchronous Receive Transmit (UART) sehingga komunikasi data dilakukan dengan standar yang telah disepakati antara transmitter dan receiver, Dalam pengaturan UART terdapat perintah-perintahyang berguna sebagai pengatur yaitu start bits,data bits, parity bits, dan juga stop bits. Dibawah ini akan dijelaskan mengenai perintah-perintah diatas : Start Bit Start bit merupakan penanda awal dimana akan dilakukan suatu proses pengiriman bit data. Data Bit Data bit merupakan data yang akan dikirim. Parity Bit Parity bit berfungsi sebagai “flag”, atau bias dikatakan sebagai penanda.
23
Stop Bit Stop bit berguna sebagai penanda proses pengiriman bit data telah selesai. Dalam pengiriman data secara digital terdapat dua buah ukuran yang penting untuk diketahui, yaitu Bit Rate dan Baud Rate. Perbedaan antara Bit Rate dan Baud Rate yaitu: •
Bit Rate Jumlah dari bit yang terkirim atau diterima per satuan waktu (second).
•
Baud Rate Banyaknya perubahan data yang terjadi per satuan waktu (second). Pada komunikasi serial umumnya jumlah data yang dikirim adalah satu bit start, delapan bit data, dan satu bit stop sehingga dalam satu frame data terdapat sepuluh bit dengan baud rate 9600….[11]
24
