SENSOR ULTRASONIK SR 04 UNTUK MENDETEKSI BANJIR
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh
Arif Nurcahya 11.01.2905
Kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2014
SR 04 ULTRASONIC SENSORS FOR DETECTING FLOODING SENSOR ULTRASONIK SR 04 UNTUK MENDETEKSI BANJIR Arif Nurcahya, Joko Dwi Santoso Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA ABSTRACT Detecting flooding using Ultrasonic Sensor SR04 is a tool designed to simplify the officer to know how high that can cause catastrophic flooding with flood detection equipment is expected to reduce the loss of life when the water level exceeds the minimum water level and cause flooding . Making this flood detection devices use the microcontroller Atmega 8535 which is the control center . Mobile , tools equipped LCD ( Lycuid Crystal Display ) to display the results SR04 ultrasonic sensor distance readings as readers and fairly accurate altitude . This tool has a feature in the form of SMS (Short message service) as an indicator and buzzer . As well as using the Basic programming language . In testing hardware and software, works in real time. That the detection system can be more efficient and cheaper than using manpower or a water level sensor made by the manufacturer. This tool has the features of a buzzer and SMS (Short Message Service) as an indicator.. keywords: Ultrasonic Sensor SR04, Microcontroller Atmega 8535, LCD (Liquid Crystal Display)
1.
Pendahuluan Banjir adalah peristiwa terbenamnya daratan karena volume air yang meningkat. Banjir dapat terjadi karena peluapan air yang berlebihan di suatu tempat akibat hujan besar, peluapan air sungai, atau pecahnya bendungan sungai. Maka dari itu dirancang alat deteksi banjir yang akan memberi kode-kode tertentu apabila ada kemungkinan terjadi bencana banjir. Pembuatan deteksi banjir ini menggunakan mikrokontroler Atmega 8535 sebagai kontrol dan lcd di gunakan sebagai penampil hasil dari pembacaan sensor ultrasonik SR04 sedangkan buzzer sebagai system peringatan dan modem serial sebagai penghubung untuk mengirimkan sms ke handphone yang disusun sehingga terangkai menjadi sebuah alat deteksi banjir.
2.
Landasan Teori
2.1 Sensor Ultrasonic Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa sensor
ultrasonik
terdiri
dari
rangkaian
pemancar
ultrasonik
disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver.
yang 1
Gambar 2.1. Sensor Ultrasonik HC-SR04 (Sumber Data Sheet HC-SR04)
2.2 Pengertian Umum Mikrokontroler Mikrokontroller merupakan bentuk minimum dari sebuah mikrokomputer, ada perangkat kerasnya dan ada perangkat lunaknya serta juga ada memori, CPU, RAM, ROM dan lain sebagainya yang terintegrasi dalam keping IC.
1
Data Sheet, Ultrasonic Ranging Module HC - SR04. hal.1
1
2.2.1 Mikrokontroler Atmega 8535 Mikrokontroler Atmega 8535 merupakan mikrokontroler 8-bit teknologi CMOS dengan konsumsi daya rendah yang berbasis arsitektur enchanced RISC AVR. Mikrokontroler Atmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR Atmega 8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll.2
Gambar 2.3. Konfigurasi pin ATMega8535 (Sumber : Syahrul 2012) 2.3
LCD ( Liquid Crystal Display ) LCD ( Liquid Crystal Display ) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, Menampilkan teks atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrik dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakter dibentuk oleh baris pixel dan kolom pixel ( 1 baris pixel terakhir adalah kursor )
2
Syahrul, Mikrokontroler AVR Atmega8535, Informatika Bandung, Bandung, 2012, hal. 10
2
2.4
Sms ( short message system ) SMS
merupakan
fasilitas
standar
dari
Global
System for
Mobile
Communication (GSM) yang memungkinkan perangkat Stasiun Seluler Digital (Digital Cellular Terminal, seperti ponsel) untuk dapat mengirim dan menerima pesan-pesan teks dengan panjang antra 160 karakter huruf atauangka, 140 karakter ringtone dan image – smart messaging dan maximum 70 karakter yang memuat huruf non-Latin.SMS adalah data tipeasynchoronous message yang pengiriman datanya dilakukan dengan mekanisme protocol store and forward..
3
2.4.1 AT-Command AT-Command adalah program yang digunakan pada handphone atau GSM/CDMA modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk mengirim dan menerima SMS. Antar perangkat handphone dan GSM/CDMA modem bisa memiliki AT-Command yang berbeda-beda, namun biasanya mirip antara satu perangkat dengan perangkat lain. 2.5. Komunikasi Serial RS232 Suatu komunikasi yang merupakan salah satu alternatife yang relative lebih murah untuk menggantikan komunikasi paralel karena transfer data parallel menggunakan 8 jalur konduktor / kawat unutk mentransfer 8 bit sekaligus dengan menggunakan komunikasi serial maka hal tersebut dapat dilakukan dengan hanya menggunakan satu kawat konduktor saja tetapi di transfer bit demi bit sebanyak 8 kali untuk dapat menyelesaikan transfer satu bit data. 2.6 Buzzer Buzzer
adalah
sebuah
komponen
elektronika
yang
berfungsi
untuk
mengubahgetaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampirsama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma.
3
Lingga Wardhana, Belajar sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535, Andi Ofset, Yogyakarta, 2006, hal. 136
3
Gambar 2.5. Bentuk Buzzer 2.7 Bascom AVR Bascom adalah Integrated Development Environment ( IDE ) 8051 keluarga mikrokontroler dan beberapa turunan serta Atmel AVR mikrokontroler bahwa dukungan itu dua produk yang avaible untuk berbagai mikrokontroler Bascom-8051 dan Bascom-AVR. Bascom AVR adalah salah satu dari sekian banyaknya bahasa Basic yang digunakan untuk memperogram microkontroler, misal bahasa assembly, Bahasa C, dan bahasa yang lainya.4 3.
Gambaran Umum
3.1. Analisis Kebutuhan Tujuan dari fase analisis adalah memahami dengan sebenar – benarnya kebutuhan dari sistem baru dan mengebangkan sebuat sistem yang mewadahi kebutuhan tersebut. 3.1.1 Kebutuhan Hardware ( Perangkat Keras ) 1. AMD dual core 2. Memory 2 GB 3. Hardisk 320 GB 4. Mikrokontroler ATMEGA 8535 5. LCD 16x2 6. Resistor 7. Sensor Ultrasonik SR-04 8. Buzzer 9. LED 10. USP ASP Downloader 11. Modem Serial
4
Dididn Wahyudin, Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM-8051, Informatika Bandung, Bandung, 2012, hal. 43
4
3.1.2 Kebutuhan Software ( Perangkat lunak ) 1. Bascom AVR 2. Microsoft Windows / Operating System 3. Cadsoft EAGLE 3.2
Perancangan Sistem Perangkat Keras Konsep rancangan perangkat keras yang digunakan adalah perangkat keras yang berfungsi mendeteksi perubahan ketinggian air. Perangkat ini menggunakan mikrokontroler Atmega8535. Chip mikrokontroler Atmega8535 ini dirangkai menjadi sebuah sistem minimum agar bisa bekerja. Sistem minimum mikrokontroler ini digunakan untuk mengolah data dari sensor dan mengirimkan data berupa tampilan hasil pembacaan sensor di LCD, suara dan SMS dari modem GSM ke ponsel pengguna
3.2.1 Blok Diagram Dan Kerja Alat
LCD 12x6
Sensor Ultrasonik
Sistem Minimum Modem Serial
AT8535
Ponsel
Gambar 3. Blok Diagram Alat
5
Buzzer
Gambar 3.2. Rancangan keseluruhan deteksi banjir
6
3.2.3 Sistem Pewaktuan Mikrokontroler Kecepatan proses yang dilakukan oleh mikrokontroler ditentukan oleh sumber clock ( pewaktuan ) yang mengendalikan mikrokontroler tersebut. Sistem yang dirancang ini menggunakan external crystal. 3.2.4 Perancangan Perangkat lunak Pembuatan perangkat lunak deteksi banjir yang mengunakan mikrokontroler Atmega 8535 ini didasarkan pada semua kemungkinan kejadian yang harus dikerjakan oleh perangkat keras.Pembuatan perangkat lunak ini berdasarkan sensor ultrasonik SR-04 mengunakan bahasa Basic
7
Start
Inisialisasi PORT Inisialisasi LCD Cek sms
Ukur Tinggi
Status Aman
Tinggi > 100 cm?
Tinggi > 75 cm?
Kirim sms “ WASPADA”dan buzzer
Tinggi > 50 cm?
Kirim sms “ AWAS ” dan buzzer
Kirim sms “ BAHAYA” dan buzzer
Tinggi < 50 cm?
Gambar 3.3. Diagram alur hardware
3.3.1 Hubungan IC Max232 dan DB15 Untuk menghubungkan Modem wavecom M1306B dengan mikrokontroler dapat menggunakan port serial dan port paralel. 3.3.2 Sistem Mikrokontroler Atmega8535 Pada bagian ini mikrokontroller dihubungkan dengan beberapa perangkat eksternal baik sebagai masukan dan keluaran.
8
4.
Implementasi dan Pembahasan
4.1. Implementasi perangkat keras 4.1.1 Sistem mikrokontroler Atmega 8535 Setelah sistem mikrokontroler Atmega 8535 dirancang, maka langkah terakhir adalah merakit keseluruhan komponen sistem menjadi satu kesatuan yang utuh. Sistem mikrokontroler Atmega 8535 yang telah dirakit dapat dilihat pada Gambar 4.1
Gambar 4.1. Sistem Minimum ATMega 8535
9
4.1.2
Implementasi Perangkat Lunak
4.1.2.1 Perangkat Lunak Mikrokontroler Perangkat lunak mikrokontroler yang telah di-compile dengan etensi “hex” selanjutnya akan diunduh kedalam
chip mikrokontroler ATMega 8535
menggunakan perangkat keras Universal Serial Bus-Internet Provider ( USBISP ) downloader
Gambar 4.2 Alur Compile Program ke Mikrokontroler Implementasi perangkat lunak yang digunakan dengan mengirimkan file “hex” untuk ditulis kedalam chip mikrokontroler ATMega 8535 4.2 Perangkat Masukan Setelah perangkat masukan diintegrasikan dengan sistem minimum ATMega 8535, perangkat masukan harus diuji. 4.3 Perangkat Keluaran Setelah perangkat keluaran diintegrasikan dengan sistem minimum ATMega 8535, Perangkat keluaran harus diuji terlebih dahulu untuk mengetahui bahwa perangkat keluaran bekerja dengan baik dan dapat menerjemahkan sinyal yang diterima dari mikrokontroler secara tepat. Komponen perangkat yang diuji adalah:
10
1. Liquid Crystal Display (LCD) dan Sensor Ultrasonik SR04 Pengujian dilakukan untuk memastikan bahwa LCD mampu mengeluarkan keluaran yang berupa tulisan / informasi
Gambar 4.6 Rangkaian pengujian LCD dan Sensor Ultrasonik Dari percobaan yang dilakukan dapat diketahui bahwa LCD dapat menampilkan keluaran pada layar sesuai dari perangkat masukan Sensor Ultrasonik SR04 dalam pengujian terlihat bahwa LCD dapat menampilkan baik huruf maupun angka 2. Buzzer Pengujian dilakukan untuk memastikan buzzer mampu berbunyi sesuai frekuensi yang telah diprogram
Gambar 4.7 Rangkaian peralatan pengujian buzzer
11
Tabel 4.2 Hasil pengujian frekuensi buzzer sesuai program No
Kondisi Jarak Pembacaan Sensor Ultrasonik
Delay Frekuensi Buzzer (100, 300, 500)
1
Tinggi > 100cm
0
2
Tinggi > 75cm
500
3
Tinggi > 50cm
300
4
Tinggi < 50cm
100
Dari pengujian yang dilakukan dapat diketahui bahwa frekuensi buzzer dengan program telah sesuai dengan kebutuhan. 3. Pengujian Modem Wavecom Pengujian dilakukan untuk memastikan modem bisa digunakan untuk mengirim sms
Gambar 4.8 Rangkaian pengujian Modem Wavecom
Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.9, disertai dengan penjelasan. Hasil ini didasarkan pada pengujian ketika modem mendapatkan perintah sesuai dengan pengujian yang dilakukan oleh penulis. Sehingga didapatkan hasil yang sesuai dengan pesan yang dikirim oleh modem , dapat dilihat pada Gambar 4.9
12
Gambar 4.9 .Perintah tes kirim sms modem 4. Pengujian Delay Pengiriman SMS Pengujian ini dilakukan unutk mengetahui angka waktu yang dibutuhkansistem deteksi ini unutk mengirim SMS sampai ke ponsel user Tabel 4.3. Pengujian Delay Pengiriman SMS No
Nomor Ponsel Server
Waktu Tempuh SMS
Provider Server
sampai ke user 1
+6285643375057
6,3;6,5;6,2 = 6,3 detik
Indosat M3
2
+6285228183760
5,4;5,7;5,3 = 5,5 detik
Telkomsel
3
+628989344313
5,6;5,6;5,8 = 5,7 detik
Three
4
+6281904177858
5,5;5,5;5,6 = 5,5 detik
XL
5
+6285878219951
6,8;6,3;6,9 = 6,7 detik
Mentari
Berdasarkan data dari pengambilan sebanyak tiga kali untuk masing-masing nomor GSM, dan setelah di hitung maka jangka waktu paling cepat adalah 5,5 detik 4.4
Pembahasan
4.4.1 Prinsip Kerja Sistem Sistem yang telah diuji secara terpisah guna untuk mengetahui fungsi dari komponen yang digunakan, kemudian di uji secara utuh guna mengetahui kinerja alat yang dibuat berfungsi sebagaimana yang di kehendaki penulis.
13
BAB V PENUTUP 5.I
Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis dan pengujian terhadap sistem Sensor Ultrasonik SR04 ini maka dapat disimpulkan bahwa: 1 Sistem detektor banjir ini menggunakan mikrokontroler sebagai pengolah data seluruh sistem untuk menentukan pembacaan sensor ultrasonik apakah Aman, Waspada, Awas, Bahaya, yang ditampilkan di lcd kemudian apabila kondisi permukaan
air
Waspada,
Awas,
Bahaya
maka
mikrokontroler
akan
memerintahkan sistem untuk mengaktifkan Buzzer, dan modem GSM untuk mengirim SMS (Short Message Service ) nomer tujuan. 2 Sistem detektor banjir ini berjalan dengan baik dan mudah untuk dioperasikan semua kalangan. 3. Kecepatan pengiriman SMS sangat tergantung pada kualitas layanan perusahaan penyedia jaringan GSM. Pemakaian jenis simcard dari produk yang sama akan mempunyai nilai tempuh SMS yang relatif lebih cepat daripada antar perusahaan layanan jaringan GSM yang berbeda. Rata-rata waktu tempuh pengiriman SMS adalah 5,9 detik. 5.2
SARAN Untuk melanjutkan pengembangan alat yaitu 1 Alat ini bisa dikembangkan dengan menambah fitur meminta informasi ketinggian permukaan air dengan format sms tertentu karena modem ini sudah menggunakan modem khusus 2 Alat ini bisa dikembangkan dengan mengintegrasikan ke pintu air otomatis sehingga apabila ketinggian air tertentu pintu air bisa terbuka secara otomatis 3
Dapat di kembangkan dengan pembuatan aplikasi update nomer ponsel tujuan sistem maka pengguna tidak perlu memprogram ulang sistem
14
DAFTAR PUSTAKA Anonim, 2014, HC-SR04 Datasheet, http://www.electroschematics.com/80 02/hc-sr04-datasheet/, 8 Maret 2014 Anonim, 2002, DataSheet 16x2, http:/engineersgarage.com/electronic-components/16x2lcd-module-datasheet, 16 Maret 2014 Didin Wahyudin, 2012, Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM-8051, Informatika Bandung, Bandung. Lingga Wardhana, 2006, Belajar sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535, Andi Ofset,Yogyakarta. Syahrul, 2012, Mikrokontroler AVR Atmega8535, Informatika Bandung, Bandung. Winoto Ardi, 2012, Mikrokontroler AVR Atmega8/16/32/8535, Informatika Bandung,Bandung.
15
