RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING KECEPATAN ARUS LAUT DAN ARAH ARUS LAUT UNTUK SISTEM KEPELABUHANAN Aprizal Penulis, Program Studi Teknik Elektro, FT UMRAH,
[email protected] Rozeff Pramana Dosen Pembimbing, Program Studi Teknik Elektro, FT UMRAH,
[email protected],id ABSTRAK Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang perangkat alat pengukur kecepatan arus laut dan arah arus laut berbasis arduino ATmega2560 yang dapat memberikan informasi data secara realtime, untuk keperluan aktifitas di pelabuhan dan transportasi laut dan dapat memberikan informasi awal bagi nelayan terkait arus laut sehingga memberikan opsi untuk memulai aktivitasnya. Alasan melakukan penelitian tersebut karena kurangnya data dan informasi keadaan laut yang disebabkan jauhnya pusat informasi untuk para nelayan dan sistem transportasi laut. BMKG Batam Kepulauan Riau (2015), pada tanggal 04 januari memperkirakan bahwa gelombang laut di perairan Kepri mencapai 4,5 meter dengan kecepatan arus laut hingga 60 cm/detik sehingga berbahaya bagi transportasi laut khususnya bagi nelayan yang akan pergi melaut. Perancangan alat dilakukan dengan sistem kerja alat yang terintegrasi secara menyeluruh. Setiap sistem terdiri dari input sensor kecepatan dan sensor arah yang akan diproses oleh mikrokontroler, data yang diproses akan ditampilkan pada bagian output berupa LCD. Hasil pengukuran kecepatan memiliki satuan unit cm/detik dan dapat menentukan arah pergerakan arus laut. Pada pengukuran secara keseluruhan alat memiliki nilai rata-rata error sebesar 2,75% - 6,71% dibandingkan dengan data BMKG daerah Tanjungpinang, Bintan pada tanggal 04 januari 2015. Kata kunci : BMKG, ATmega2560, nelayan, arus laut.
I. PENDAHULUAN efesiensi dan keselamatan bagi kegiatan di laut
A. Latar Belakang Indonesia
merupakan
Negara
(Suratno, 2011).
kepulauan yang sebagian besar wilayahnya
Keselamatan
pelayaran
dan
adalah lautan, oleh karena itu sebagian besar
transportasi laut membutuhkan data dan
aktifitas di laut pelayaran dan penangkapan
informasi yang akurat bagi nelayan dalam
ikan
perjalanan ke suatu tempat yang di tuju. Badan
merupakan
bagian
penting
bagi
masyarakat Indonesia. Segala aktifitas yang
Meteorologi,
berkaitan dengan kelautan tentu sangat sensitif
Batam, Kepulauan Riau (2015), pada tanggal
terhadap perubahan yang terjadi dilaut. Kuat
04
arus, arah arus dan gelombang laut merupakan
gelombang laut di peraiaran kepri mencapai
fenomena alam yang sangat mempengaruhi
4,5 meter dengan kecepatan arus laut hingga 60
1
januari
cm/detik
Kalimatologi
2015
dan
Geofisika
memperkirakan
sehingga
berbahaya
bahwa
bagi
transportasi laut, khususnya bagi nelayan yang
Selain itu dilakukan juga pengukuran
akan pergi melaut. Informasi ini sangat
arus laut dengan metode euler, dimana dalam
bermanfaat bagi nelayan akan tetapi tidak
pengukuran di dapatkan arah dan kecepatan
semua nelayan yang mendapatkan informasi
arus dengan menggunakan ADCP (Accustic
data tersebut. Jauhnya pusat informasi keadaan
Doppler Current Profiler) tipe RDI Sentinel 4
laut membuat para nelayan dan transportasi
Beam (Hadi, Safwan, 1992).
laut
mengalami
kondisi
Berdasarkan permasalahan yang ada,
perairan mengalami perubahan yang buruk.
maka penulis tertarik untuk merancang bangun
Kondisi perairan yang buruk ini dapat
sistem monitoring kecepatan arus laut dan arah
menyebakan
bahaya
dan
arus laut di pelabuhan, dengan adanya sistem
transportasi
laut.
dengan
monitoring ini akan diperoleh data dan
perkembangan
masalah
ketika
bagi
nelayan
Seiring
Ilmu
Pengetahuan
dan
informasi bagi pengguna transportasi laut.
Teknologi (IPTEK) di zaman modern ini telah
B. Rumusan Masalah
mendorong manusia untuk melakukan inovasi-
Adapun rumusan masalah pada penelitian
inovasi yang kreatif dengan memanfaatkan kemajuan
teknologi
untuk
ini adalah sebagai berikut :
keselamatan
1.
Bagaimana
merancang
perangkat
manusia. Salah satu kemajuan teknologi ini
untuk mengukur kecepatan arus laut
adalah
dan arah arus laut.
bertujuan
di
lakukannya untuk
penelitian
kegiatan
yang
navigasi
dan
2.
Bagaimana menganalisis pengukuran
keselamatan pelayaran. Pengukuran arus laut
perangkat sistem dengan data hasil
telah dilakukan sejak dahulu dengan beberapa
BMKG Kepulauan Riau.
metode baik secara langsung, data kecepatan
C. Tujuan Penelitian
dan arah arus langsung ditampilkan oleh alat-
Tujuan dari skripsi ini adalah sebagai
alat pengukur arus yang digunakan, maupun secara
tidak
langsung
yaitu
berikut:
dengan
1.
Merancang perangkat alat pengukur
memanfaatkan peranan suhu, salinitas, tekanan
kecepatan arus laut dan arah arus laut
dan gradien potensial listrik di dalam laut
berbasis Arduino ATmega 2560.
(Stowe, 1987). Salah satu metode yang
2.
Dapat
merancang
perangkat
dan
digunakan adalah metode lagrangian yang
menganalisis pengukuran kecepatan
dilakukan dengan pengamatan gerak arus
arus laut dan arah arus laut dengan
permukaan dari suatu titik ketitk berikutnya
membandingkan hasil data BMKG
dalam rentang waktu tertentu (Poerbandono
Kepulauan Riau.
dan Djunasjah, 2005).
2
Edhy WK, dkk(2013) merancang
D. Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini
bangun instrumentasi pengukur kecepatan arus
yaitu 1.
2.
3.
air berdasarkan sistem kerja baling-baling Memberikan
kecepatan
(blade). Sistem ini menggunakan ATMega
arus laut dan arah arus laut bagi
8535, photodioda dan baling-baling sebagai
pengguna transportasi laut.
sensor. ATMega 8535 di gunakan sebagai
Memberikan
informasi
informasi
bagi
pencacah sinyal digital, pengontrolan waktu
pengguna transportasi laut sehingga
dan pengambilan data. Pengujian diukur
dapat
dengan dengan cara mengukur arus air sungai
menentukan
pilihan
keberangkatannya.
dan membandingkannya dengan alat ukur
Menambah pengetahuan di bidang
standar (Flow Meter Conversion Kit Model
teknologi maritim yang pada saat ini
001). Alat ini memiliki nilai RASME (Root
masih minim, sehingga dapat menjadi
Mean quare Error) sebesar 0,345 %.
bahan referansi bagi peneliti lainnya.
B. Landasan Teori 1. Mikrokontroller dan Arduino Mikrokontroller merupakan sebuah
II. TEORI PENDUKUNG
chip microprosesor
A. Kajian Terdahulu
pengontrol rangkaian elektronik dan umumnya
Sebagai bahan rujukan dari penelitian
dapat menyimpan program di dalamnya.
ini, berikut adalah beberapa hasil penelitian
Mikrokontroller
yang pernah dilakukan
microprosesor
Priyanti NY ,dkk (2009) merancang
sebagai
pendukung seperti Analog Digital Converter
yaitu sensor yang terdiri dari baling-baling,
(ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.
encoder, dan optocoupler. Output dari flow
Mikrokontroller juga mempunyai masukan
meter adalah sinyal analog yang kemudian
dan keluaran serta kendali dengan program
dengan modul ADC di konversikan menjadi
yang bisa di tulis dan di hapus dengan cara
sinyal digital yang dapat ditampilkan dalam
khusus. Kelebihan utamanya ialah tersedianya
LCD komputer. Dari hasil penelitian kontur semakin
berfungsi
chip
terdiri dari CPU, memori, I/O dan unit
sensor yang di gunakan adalah flow meter
sungai,
yang
sebuah
menyimpan program dengan bagian yang
berbasis mikrokontroller AT89S8252. Jenis
aliran
memiliki
pengontrol rangkaian elektronik dan dapat
alat pengukuran kecepatan arus air sungai
pola
yang berfungsi sebagai
RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga
dangkal
mikrokontroller sangat membantu dalam usaha
kedalaman sungai maka semakin lambat
pengendalian
kecepatan arusnya.
sistem
otomatis
karena
komponan-komponen yang di butuhkan sudah
3
terintegrasi di dalamnya. Hal ini menyebabkan
2. Arduino 1.0.5
pengguna mikrokontroller berkembang dengan
Arduino 1.0.5 adalah software yang
pesat dalam beberapa tahun ini.
digunakan
untuk
penulisan
kode
dan
Arduino merupakan sebuah platform
downloading program. Software ini dapat
single-board yang bersifat open-source, yang
digunakan di berbagai sistem operasi seperti
dirancang untuk memudahkan penggunaan
Windows, Mac OS X, dan Linux.
elektronik dalam berbagai bidang (Setiawan Deny, 2014). Arduino secara fisik berbentuk papan
rangkaian
dengan
mikrokontroller
sebagai pusat processing datanya. Arduino banyak di gunakan pada pengontrollan LED, Web server, MP3 player, pengendali robot, pengendali motor dan sensor lainnnya. Salah
Gambar 4. Tampilan jendela arduino IDE
satu keistimewaannya adalah sifat platform ini
1.6.5
adalah opensource. Diciptakan oleh ilmuan-
Pada arduino 1.0.5 terdapat program
ilmuan dermawan dari beberapa negara di
area yaitu area yang berisi baris-baris program
dunia. Arduino dapat di gunakan oleh siapa
yang akan dimasukkan ke dalam ATMega328.
saja, dan di kembangkan oleh siapa saja. Inilah
Apabila terjadi kesalahan pada saat proses
yang
menjadi
uploading maupun pada penulisan program,
perangkat untuk prototyping (Armanto dkk.,
pemberitahuan akan dilakukan melalui error
2013).
area. Bahasa pemrograman yang digunakan
membuat
Arduino
kini
Salah satu jenis Arduino adalah
adalah
bahasa
pemrograman
C
yang
Arduino uno. Arduino uno menggunakan
dikembangkan kembali menjadi lebih mudah
ATMega328P sebagai prosesornya. Arduino
dan sederhana.
jenis ini memiliki 14 digital I/O (6 dapat di
3.Sensor
gunakan untuk PWM output), 6 analog input,
Sensor merupakan peralatan yang di
16MHz clock speed, USB connection, Power
gunakan untuk merubah suatu besaran fisik
jack, ICSP header, dan reset button.
menjadi besaran listrik sehingga dapat di analisa dengan rangkaian listrik tertentu. Hampir seluruh peralatan elektronik yang ada saat ini mempunyai sensor di dalamnya. Sensor tersebut telah di buat dengan ukuran
Gambar 1. Papan Arduino SMD Edition (Sumber: Heri Susanto, 2013)
sangat kecil. Ukuran yang sangat kecil ini
4
sangat
memudahkan
pemakaian
dan
magnet yang berubah-ubah dengan frekuensi
menghemat energi.
sampai 20Khz. Range tegangan supply untuk
Sensor juga berfungsi untuk untuk
sensor
ini
adalah
mendeteksi adanya perubahan energi eksternal
(Yulastri,2009).
yang akan masuk ke bagian input dari
4. Photo Transistor
transducer,
sehingga
perubahan
4,5
V
sampai
6V
kapasitas
Photo transistor merupakan jenis
energi yang di tangkap segera di kirimkan ke
transistor NPN yang mempunyai kaki terminal
bagian konverter dari transducer untuk di
basisnya di ganti dengan sebuah lapisan
rubah menjadi energi listrik.
transparan
untuk
penerima
cahaya
dari
Adapun salah satu jenis sensor,
transmitter. Jadi terminal basis tidak menerima
sensor magnet UGN3503 yang di rancang
arus melainkan menerima cahaya yang di
untuk memberikan tanggapan terhadap efek
biaskan ke basisnya.
medan magnet yang ada di sekitarnya.
Gambar
8.
Simbol
photo
transistor
(http://sensortranduser.blogspot.com/2013)
Gambar
5.
Blok
diagram
dan
skema
Photo transistor memiliki sifat yang
rangkaian sensor UGN3505
sama dengan transistor bipolar NPN yaitu
(Yulastri, 2009).
dapat di gunakan dalam dua konfigurasi
Sensor
ini
memiliki
tiga
buah
common-emiter dan common collector.
terminal, dimana fungsi terminal pin out dari sensor UGN3505 sebagai berikut : a.
Pin 1 : VCC, pin untuk tegangan supply
b.
Pin 2 : GND, pin untuk ground
c.
Pin 3 : Vout, pin tegangan output Pada sensor ini sudah di bangun
Gambar 9. Konfigurasi photo transistor (http://sensortranduser.blogspot.com/2013)
sebuah penguat yang memperkuat sinyal dari ragkaian sensor dan menghasilkan tegangan
Apabila di bandingkan dengan photo
output setengah dari tegangan supply. Sensor
dioda, photo transistor lebih sensitif, memiliki
ini dapat merespon perubahan kekuatan medan
noise yang lebih sedikit dan gain yang lebih
magnet yang statis maupun kekuatan medan
besar. Photo transistor memiliki frekuensi
5
respon yang lebih lambat dan lebih mudah
Papan
panas.
arduino
Atmega
2560
merupakan controller yang berfungsi sebagai pengolah dan pemproses sinyal yang masuk,
III. PERANCANGAN SISTEM
kemudian sinyal tersebut akan dibandingkan
A. Gambaran Umum Sistem
dengan program dan database mirokontroller
Perancangan sistem ini terdiri dari
sehingga dapat menetukan perintah apa yang
perangkat utama dan perangkat penunjang
akan di proses ketika menerima sinyal jenis
yang
tertentu.
saling
terintegrasi
yang
mampu
mengukur kecepatan arus laut dan arah arus
LCD berfungsi sebagai interface
laut. Sistem kerja perangkat ini dapat di
antara manusia dengan sistem. LCD ini
jelaskan sebgai berikut :
memanfaatkan komunikasi 4 bit dengan sistem mikrokontroller dimana LCD terdiri dari input pin VSS, VDD, V0, RS, RW, E, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, A, dan K. LCD yang di gunakan untuk perancangan ini memiliki lampu background
sehingga dapat tetap
terbaca walaupun dalam keadaan gelap dan Gambar 10. Blok diagram sistem kerja alat
tingkat kecerahannya dapat di atur.
secara keseluruhan
PC merupakan perangkat interface
Blok diagram di atas menggambarkan
yang berfungsi memberikan perintah atau
sistem kerja alat secara keseluruhan yang
intruksi kepada mikrokontroller agar sistem
sedang di rancang. Input sensor kecepatan
input sensor-sensor dapat terintegrasi dengan
pada rancangan berfungsi sebagai detektor
mikrokontroller sehingga dapat memberikan
dengan mengirimkan sinyal high dan low ke
output pada LCD. PC juga dapat berfungsi
controller
sebagai output dari mikrokontroller yang dapat
ATmega2560.
Input
sensor
kecepatan ini terdiri dari sensor hall yang di
ditampilkan di layar PC.
gerakkan oleh dua sisi magnet yaitu, magnet
Power Supply merupakan unit yang
tipe U dan magnet tipe S.
berfungsi menyuplai daya yang akan di
Input sensor arah berfungsi sebagai
gunakan oleh sistem secara keseluruhan.
detektor yang mengirimkan sinyal high dan
Power supply memiliki dua tegangan output
low ke controller ATmega 2560. Input sensor
yang berbeda yaitu, tegangan 5V DC dan
ini terdiri dari dua buah komponen yaitu
tegangan 12V DC. Tegangan 5V DC akan
photodioda dan infrared.
menyuplai ke input sensor kecepatan dan input sensor arah sedangkan output tegangan 12V
6
DC di gunakan untuk menyuplai tegangan
medan magnet tipe U dan S sensor mempunyai
Controller ATMega 2560 dan LCD.
output on dan off seperti switch kemudian
1. Cara Kerja Sistem
dengan rangkaian schimit trigger di perkuat
Cara kerja sistem pada perancangan
sehingga mempunyai output berbentuk pulsa,
ini adalah pada saat sensor kecepatan memiliki
output ini berfungsi sebagai input kontroller.
output tegangan berupa pulsa yang diperoleh
Bentuk output pulsa ini yang di gunakan untuk
dari perputaran baling-baling (blade) oleh
menghitung kecepatan arus laut.
sensor hall yang di gerakkan arus laut, output akan di kirimkan ke controller yaitu ATMega 2560 mikrokontroller akan memproses output sensor tersebut yang telah di berikan intruksi oleh PC. Setelah output di proses oleh
Gambar 11. Rangkaian sensor kecepatan arus
mikrokontroller data atau informasi akan di
laut
tampilkan pada LCD dan PC. Begitu juga cara
3. Rangkaian Sensor Arah Arus laut
kerja sensor arah, ketika sensor arah memiliki
Sensor arah laut yang di gunakan
output tegangan high yang di peroleh dari
adalah rangkaian yang terdiri dari komponen
pergerakan arah arus laut, dimana pada saat
photodioda, infrared, dan schimit trigger.
pengukuran sensor arah harus ditentukan titik
Rangkaian ini di catu sumber tegangan DC 5V
arah koordinatnya untuk menetukan arah
. rangkaian sensor ini bergantung kepada
pergerakan
di
pantulan infrared dan kemudian output di
kirimkan ke controller, ATMega 2560 akan
perkuat dengan schimit trigger sebagai input
memproses output tersebut dan mengirimkan
arduino dalam penetuan arah arus laut.
output ke PC dan LCD untuk di tampilkan.
Adapun gambar rangkaiannya adalah sebagai
Pada perancangan ini sumber tegangan di
berikut :
arus
laut.
Ketika
output
peroleh dari power supply yang memiliki dua tegangan output yaitu 5V dan 12V dengan arus 1A. 2. Rangkaian Sensor Kecepatan Arus laut Rangkaian sensor kecepatan arus laut di gunakan untuk menghitung kecepatan arus laut. Rangakaian ini terdiri dari sebuah sensor
Gambar 12. Rangkaian sensor arah
Hall dengan tipe AH276 dan rangkaian
4. Power Supply
schimit trigger. Sistem kerja pada rangkaian
Power supply di gunakan untuk
ini adalah ketika sensor hall di pengaruhi
menyuplai daya yang di butuhkan sistem agar
7
dapat bekerja. Daya yang di butuhkan di
indikator tegangan. Power supply ini terdapat
antaranya di supplai untuk :
dua output keluaran yaitu 12V dan 5V yang
a.
Rangkaian sensor arah arus laut dengan
nantinya di gunakan menyuplai daya pada
tegangan 5V
sistem perangkat kontroller dan perangkat
Rangakaian sensor kecepatan arus laut
rangkaian sensor arah arus laut dan kecepatan
dengan tegangan 5V
arus laut.
b.
c.
Papan
controller
Arduino
dengan
B. Waktu dan Tempat Penelitian
tegangan 12V
Perancangan sistem kecepatan arus
Adapun rangkaian power supply yang
laut dan arah arus laut ini di lakukan di
di rencanakan adalah menggunakan prinsip
pelabuhan BERAKIT BINTAN dan di bengkel
penyearah bridge dengan 1 buah dioda bridge
kerja peneliti sendiri yang membutuhkan
5A.
waktu sekitar 3 bulan untuk mencapai hasil sesuai U1
7805 VO
1
VI
VO
3
12V
2
2
GND
VI
3
GND
5A
IV. PENGUJIAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM Pengujian dan implementasi sistem
U2
7812 1
0V
R1
tujuan.
10k
BRIDGE
C1
C2
1000u
1000u
bertujuan melihat dan memastikan bahwa D1
TRANSFORMATOR 1A
5V
setiap blok sistem yang telah di rancang dapat
LED 0V
TRSAT2P3S
berfungsi
Gambar 13. Rangkaian power supply
dengan
baik
dan
terintegrasi.
Pengujian ini di lakukan secara bertahap
Pada rangkaian terdapat sebuah dioda
terhadap setiap blok pada sistem.
bridge 5A yang berfungsi sebagai penyearah.
step down central tab(CT). Output yang di
A. Pengujian Rangkaian Sensor Kecepatan Arus Laut Pengujian rangkaian Sensor
keluarkan pada rangkaian berupa tegangan 5V
kecepatan di lakukkan dengan menggunakan
dan 12V, transformator tersebut di gunakan
perintah dari Arduino dengan mengaktifkan
untuk menurunkan tegangan dari tegangan AC
pin digital 2 sebagai output rangkaian, output
220V menjadi tegangan DC 12V dan 5V. IC
rangkaian berupa pulsa yang berfungsi untuk
LM7805
menghitung kecepatan. Mikrokontroller yang
Transformator yang di gunakan adalah jenis
di
gunakan
sebagai
regulator
tegangan 5V dan IC LM7812 di gunakan
memproses
sebagai regulator tegangan 12V. Kapasitor C1
tampilkan pada LCD.
dan C2 yang digunakan sebagai pengurang
Output pada rangkaian memiliki dua keadaan
ripple tegangan. Pada rangkaian juga terdapat
yaitu high dan low, dimana pada rangkaian
Lighting Emiting Diode (LED) yang di
terdapat komponen sensor hall. Prinsip kerja
rangkaikan dengan sebuah resistor sebagai
sensor ini apabila sensor di dekatkan dengan
8
hingga
kecepatan
dapat
di
magnet tipe U maka output sensor berupa
salah satu sensor aktif output rangkaian berupa
logika high dan sebaliknya, jika sensor di
logika high maka, pada mikrokontroller akan
dekatkan dengan magnet bertipe S maka,
di proses sesuai dengan arah dan di tampilkan
output berupa logika low.
pada LCD.
Gambar 16. Pengujian sensor arah dan Gambar 15. Tegangan output rangkaian
tegangan output rangkaian dalam keadaan high
sensor kecepatan (kiri) dan hasi pengujian
(kiri) dan low (kanan)
output pada osiloskop (kanan)
Tabel 7. Hasil pengujian output rangkaian sensor arah Sensor Output Status Unit tegangan(V) 4,2 Aktif Utara 0 Tidak Aktif 4,2 Aktif Timur 0 Tidak Aktif 4.2 Aktif Barat 0 Tidak Aktif Selatan 4.2 Aktif 0 Tidak Aktif Timur Laut 4.2 Aktif 0 Tidak Aktif Tenggara 4.2 Aktif 0 Tidak Aktif Barat Daya 4.2 Aktif 0 Tidak Aktif Barat Laut 4.2 Aktif 0 Tidak Aktif
Melalui proses pengujian sistem ini, di peroleh hasil sebagai berikut : Tabel 6. Hasil pengujian output pada rangkaian sensor kecepatan Rangkaian Tipe Output Magnet tegangan(V DC) Sensor U 4,2 Kecepatan S 0
Status Unit High Low
B. Pengujian Rangkaian Sensor Arah Arus Laut Pengujian rangkaian sensor arah ini di lakukkan untuk memastikan bahwa sistem rangkaian berfungsi dan merespon dengan baik sesuai dengan arah yang di tunjukkan.
Berdasarkan hasil pengujian di atas,
Rangkaian sensor arah ini terdiri dari 8 buah
dapat disimpulkan bahwa rangkaian sensor
photo transistor dan infrared yang berfungsi
arah yang di gunakan dapat berfungsi dengan
mendeteksi arah. Prinsip kerjanya, sensor yang
baik.
di gunakan terdiri dari 8 arah mata angina
C. Pengujian Mikrokontroller Arduino
yaitu : utara, timur, barat, selatan, timur laut,
Sebelum mikrokontroller Arduino di
tenggara, barat daya, dan barat laut. Apabila
gunakan untuk sistem, terlebih dahulu di
9
lakukan pengujian setiap port digital dan port
pada rangkaian arduino dapat berfungsi secara
analog Arduino tersebut. Adapun pengujian
baik.
tersebut meliputi pngujian input analog dan
2. Pengujian Output Digital
output digital.
Dalam pengujian input digital di lakukan melalui compiling program untuk
1. Pengujian Input Analog
mendapatkan nilai tegangan output pada setiap Tegangan Pin Hasil Digital Pengukuran (V DC) 0 4,82 1 4,82 2 4,82 3 4,82 4 4,82 5 4,82 6 4,82 7 4,82 8 4,82 9 4,82 10 4,82 11 4,82 12 4,82 13 4,82 Pengujian Input
Stastus
Tegangan Ideal (V DC)
HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH analog
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 dapat di
Gambar 17. Pengukuran tegangan output
lakukan dengan menggunakan ADC 10 bit
Berdasarkan hasil pengujian tabel
yang telah tersedia pada Arduino. Input analog
diatas dapat disimpulkan bahwa tegangan
yang berupa tegangan di hubungkan pada port
output pada setiap pin digital 4,82 V DC
analog A0 yang kemudian hasil konversi ADC
dalam keadaan high, dan ketika dalam kondisi
di tampilkan pada serial monitor. Adapun hasil
low tegangan outputnya sama dengan 0 V DC.
pin Arduino.
(kiri)
dan
Pengujian
Arduino
Mega
menggunakan LED (kanan)
Tabel 9. Hasil pengujian tegangan output Arduino pada kondisi high
pengujian input analog dapat di lihat dalam
D. Pengujian LCD Sebagai Output
tabel sebagai berikut :
Pengujian LCD ini dilakukan dengan
Tabel 8. Hasil pengujian input analog pada Arduino Tegangan Input (Volt)
Data (bit)
Tampilan pada Serial Monitor
5,0 3,3 0
1023 672 0
255 168 000
tujuan memastikan bahwa output rangkaian yang telah di proses oleh mikrokontroller dapat di tampilkan dengan baik oleh LCD. Pengujian LCD ini juga berguna agar peneliti dapat
membaca
hasil
pengukuran
dari
perancangan alat yang telah dilakukan. Hasil pengujian LCD dapat di lihat pada gambar
Berdasarkan hasil pengujian tersebut
sebagaiu berikut :
dapat di ambil kesimpulan bahwa port analog
10
Tabel 10. Hasil pengujian rangkaian power supply Parameter
Nilai Pengukuran
Tegangan input trafo
215 V AC
Tegangan output Trafo
9,3 V AC
Gambar 18. Tampilan output dari rangkaian
Arus maksimal
1A
(kiri) dan pengujian LCD (kanan)
Tegangan
input
9,3 V AC
output
7,9 V DC
rangkaian Berdasarkan hasil pengujian yang
Tegangan
dilakukan, LCD dapat bekerja dengan baik.
rangkaian
4,8 V DC
Pada LCD akan menempilkan perhitungan kecepatan arus laut dan arah arus laut.
Pengukuran ini bertujuan agar semua
E. Pengujian Rangkaian Power Supply Sebelum
rangkaian
di
sistem dapat bekerja sesuai dengan tegangan
gunakan,
kerja sistem. Berdasarkan data pada tabel di
terlebih dahulu dilakukan pengujian terhadap
atas,
rangkaian power supply yang telah di rakit.
rangkaian power supply dapat bekerja dengan
Pengujian ini di lakukan dengan tujuan
baik dan siap untuk di gunakan pada aetiap
memastikan bahwa rangkaian power supply
rangkaian sistem.
dapat bekerja dengan baik dan memiliki
G. Pengujian Secara Keseluruhan
maka
dapat
di
simpulkan
bahwa
tegangan yang sesuai sehingga dapat di
Pengujian secara keseluruhan alat ini
gunakan pada setiap rangkaian yang ada pada
terdiri dari semua sistem yang telah di
sistem.
gabungkan, dimana modul arduino, sistem rangkain sensor kecepatan arus laut dan sistem rangkaian arah arus laut di berada dalam satu sistem alat. Alat ini bekerja dan dapat menampilkan kecepatan dan arah arus laut secara bersamaan.
Gambar 19. Rangkaian catu daya dan Hasil pengujian nilai tegangan output Rangkaian
Gambar 23. Alat kecepatan dan arah arus laut
11
Pengujian
ini
dilakukan
dengan
V. ANALISA DAN PEMBAHASAN
mengambil data setiap jamnya yang tampil di
Bab
ini
akan
menjelaskan
LCD, tampilan data berupa nilai kecepatan dan
pembahasan terhadap hasil analisa sesuai
arah arus laut yang terjadi saat pengukuran.
dengan maksud dan tujuan penelitian sebagai
Nilai kecepatan arus dan arah arus yang dapat
berikut.
di tampilkan pada LCD berubah – ubah
Proses pembacaan nilai kecepatan
dikarenakan pengaruh dari kedalaman air,
arus laut dan arah arus laut di lakukan setiap
kuatnya gelombang dan kuatnya angin yang
jam. Nilai kecepatan arus laut selalu berubah
terjadi. Berdasarkan hasil pengujian yang telah
tergantung dari cepatnya arus yang ada di laut
di lakukan di lapangan di dapatkan data
pelabuhan. Begitu juga dengan arah arus laut
sebagai berikut :
yang akan selalu menunjukkan arah sesuai
Tabel
11.
Hasil
pengujian
alat
secara
dengan gerakan arah arus laut. Melaui
keseluruhan
rangkaian schimit dan sensor hall output yang
HASIL PENGUJIAN WAK TU
KEC(cm/d etik)
07.00
18,12
08.00
18,15
09.00
19,21
10.00
18,11
11.00
19,91
12.00
18,65
13.00
18,71
14.00
18,63
15.00
18,51
16.00
16,66
17.00
19,13
ARAH TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA TENGG ARA
DATA BMKG (04 Agustus 2015) KEC(cm/d ARAH etik) TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA TENGG 20 ARA
di keluarakan berupa tegangan yang berbentuk pulsa, tegangan inilah yang di masukkan sebagi input pada port digital Arduino. Nilai tersebut nantinya akan di proses pada Arduino. Dalam mengaktifkan sensor hall di gunakan dua buah magnet bertipe U dan S, kemudian dengan (blade) baling-baling yang di gerakkan oleh arus laut. Pada sensor arah arus laut di gunakan delapan buah sensor photodioda yang di gunakan untuk menunjukkan arah gerakan arus laut, sitem rangkaian ini bekerja jika salah satu sensor photodioda aktif data yang akan tampil berupa arah arus laut. Sensor arah arus laut harus dikalibrasi letak posisi arah sensor
Dari hasil pengujian data pada tabel
terlebihdahulu ketika perangkat digunakan
diatas dapat di simpulkan bahwa alat dapat
pada
bekerja dengan baik. Alat memiliki nilai yang
sebenarnya
sebagai
perangkat
ini
ini bertujuan agar arah arus dapat terbaca
belum terkalibrasi dengan alat pengukur arus yang
letak
berdasarkan posisi arah mata angin. Kalibrasi
berbeda setiap waktunya di karenakan alat
laut
pengukuran,
sesuai pergerakan yang terjadi di laut.
bahan
pembanding dan mencari nilai error dari hasil pengukuran.
12
Tabel 12. Hasil pengujian dan nilai error alat HASIL PENGUJIAN
WAKTU
KECEPATAN ARUS
A.
Metode Kesalahan Relatif Metode
DATA BMKG KECEPATAN
%ERROR
yang
18,12
20
10,3%
08.00
18,15
20
8,1%
09.00
19,21
20
4,1%
10.00
18,11
20
10,4%
11.00
19,91
20
0,4%
12.00
18,65
20
7,2%
13.00
18,71
20
6,8%
14.00
18,63
20
7,3%
15.00
18,51
20
8%
16.00
18,66
20
7,1%
17.00
19,13
20
4,5%
18.00
18,78
20
6,4%
digunkan
untuk
membandingkan persentase nilai kesalahan
ARUS
07.00
ini
terjadi
pada
pengukuran
alat
di
bandingkan dengan data prakiraan BMKG Kepulan Riau. Dimana nilai rata-rata error keseluruhan pada tabel 11. adalah :
error % =
(1)
=6,71% Jadi, nilai error % hasil pengukuran pada rancangan alat yang di bandingkan dengan data BMKG Kepulauan Riau sebesar 6,71%. B. Metode Standar Deviasi
Metode ini di gunakan unuk mencari seberapa jauh nilai kesalahan pengukuran pada
Dari hasil pengujian yang telah di lakukan
tabel
diatas
rancangan alat memiliki
hasil
rancangan alat.
pengukuran
Maka :
perbedaan dengan
data BMKG di karenakan letak geografis
Nilai rata-rata pada tabel 11.
pelabuhan dan dapat di pengaruhi oleh
x =
= 18,7
(2)
beberapa faktor seperti kuat angin, tinggi gelombang laut, dan pasang surut air laut. Dalam
pengolahan
data
Tabel 13. perhitungan data pengukuran
(X X )
peneliti
2
No.
X
persentase error dan nilai kesalah pengukuran
1
18,7 - 18,12
x -0,58
0,3364
alat
BMKG
2
18,7 - 18,15
-0,53
0,2809
Kepulauan Riau. Metode yang di gunakan
3
18,7 - 19,21
-0,51
0,2601
adalah metode kesalahan relatif dan standar
4
18,7 - 18,11
-0,59
0,3481
Deviasi.
5
18,7 - 19,91
-1,21
1,4641
6
18,7 - 18,65
-0,05
0,0025
7
18,7 - 18,71
-0,001
0,000001
menggunakan dua metode untuk mencari nilai
terhadap
data
prakiraan
13
X
8
18,7 - 18,63
0,07
0,0049
tambahan lainnya dengan sensor hall dan
9
18,7 - 18,51
0,19
0,0361
photodioda . Hasil perancangan ini
10
18,7 - 18,66
0,04
0,0016
mempunyai nilai error 2,75% sampai
11
18,7 - 19,13
-0,43
0,1849
dengan 6,71% di bandingkan data dari
12
18,7 - 18,78
-0,08
0,0064
BMKG kepulauan riau.
n = 12
2. X
Dari hasil pengukuran di dapatkan nilai
2
minimum dan maksimum dan memiliki
= 2,9235
nilai
deviasi
0,515
dengan
nilai
maksimum 19,395 cm/detik dan nilai minimum 17,595 cm/detik.
( x x)
s= =
n 1
0,2657
2
=
B. Saran
2,9235 12 1
Penelitian ini masih memerlukan pengembangan di masa yang akan datang .
= 0,515
Adapun saran bagi penelitian selanjutnya
dengan nilai maksimum = 19,91 – 0,515 =
adalah sebagai berikut :
19,395 cm/detik dan nilai minimum =18,11 –
1.
Di perlukan penelitian untuk mengurangi
0,515 = 17,595cm/detik.
penggunaan
Persentase nilai kesalahan dapat di hitung
mobilitas dari tampilan lebih tinggi. Hal
dengan
ini
menggunakan
persamaan
sebagai
berikut :
kabel
dapat
di
serial
sehingga
lakukkan
dengan
pemanfaatan sistem mobile phone via
error% =
x100% = 2,75%
(3)
seluler ataupun penggunaan jaringan
Dari hasil pengolahan data di atas
wireless dengan menggunakan peralatan transmitter dan receiver data.
dapat di simpulkan bahwa pada perancangan 2.
alat memiliki nilai persentase error sebesar
Di
perlukan
kompleks
2,75% .
penelitian
dalam
hal
yang
lebih
pengontrollan
parameter-parameter yang di perlukan seperti pengukuran kecepatan angin, arah VI. PENUTUP
angin, tinggi gelombang,
A. Kesimpulan
udara,
Berdasarkan hasil penelitian yang
pengukuran
telah di lakukan, maka dapat di simpulkan
duhu
khusunya
kemaritiman secara luas.
bahwa : 1.
dan
Kecepatan dan arah arus laut dapat di rancang dengan Arduino dan peralatan
14
kelembaban udara
dalam
di
daerah
Putro, Haryono, 2008. Survey Pelabuhan Dan
DAFTAR PUSTAKA BMKG,2015,Badan Meteorologi Kalimatolog
Perairan
Gieofisika2015, Batam, Kepulauan Riau
Pantai.
Universitas
Gunadarma, Jakarta.
Edhy, Wahyu Kresno., Abdul Muid., Muh,
Schubauer, Galen B, Martin A.Meson, 1937.
Ishak Jumarang. 2013. Rancang Bangun
Performance Characteristics Of A Water
Instrumentasi Pengukur Kecepatan Arus
Current Meter In Water And In Air.
Air Berdasarkan Sistem Kerja Baling-
Research Paper, National Bureau Of
Baling, Skripsi, Universitas Tanjungpura,
Standards, Volume 18.
Pontianak.
Simanjuntak, Armanto Pardamean, Rozeff
http://www.Atmega328P.Datasheet Atmega328P2014
Pramana, ST.,MT,2010. Pengontrolan
(diakses pada jam
Suhu Air Pada Kolam Pendederan dan
23.06,sabtu, 25 mei 2015).
Pembenihan
http://www.forum.arduino.cc.Datasheet
Ikan
Nila
Berbasiskan
Arduino, Skripsi, Universitas maritime
Arduino Uno.2014 (diakses pada jam
Raja Ali Haji, Tanjungpinang.
22.10, jumat, 25 mei 2015). http://www/kainemo.blogspot.com2014
Sudarto, 1993. Pembuatan Alat Pengukur Arus
(diakses pada jam 23.05, jumat 25 mei
Secara Sederhana. Oceana., XVII(1).
2015).
Sudarto,
Wilhelmina
Tarumingkeng, Hutahaean, Anderson, 1987. Pembuatan Alat
permukaan
di
Patty, 2013.
Adrie
Kondisi
perairan
A. arus
pantai
Ukur Arus Secara Sederhana, Buku,
Pengamatan
Oseana, Volume XVIII, Nomor 1 :35-44.
Lagrangian, Universitas Sam Ratulangi,
Kristianto, E. 2013. Monitoring Suhu Jarak
Skripsi,
Suryono, Universitas
Dengan
menggunakan
AC Infra
Noor
Yudha.,
Irjan,
220V
Pada
Merah,
Mikrokontroller
Endro
Karakterisasi
Sensor
Pengukuran
Massa.
Skripsi,
Universitas Diponegoro, emarang.
2009.
Pengukuran Kecepatan Arus Air Sungai Berbasis
2009.
Jatmiko
Sumber Magnet dan Implementasinya
Skripsi, Politeknik Bina Prestasi, Medan. Priyanti,
Riyanti,
Magnetik Efek Hall UGN3503 Terhadap
Purba, Mardaus, 2010. Perancangan Sistem Kelistrikan
Agus
Suseno,
Negeri Yogyakarta, Yogyakarta.
Pensaklaran
Metode
Manado.
Jauh Generator Ac Berbasis Mikrokontroller,
Dengan
:
At89S8252.
Universitas Indonesia, Malang.
15
