Untuk Draft Proposal Bisa Didownload Disini

versi pdf

PERANCANGAN SISTEM KONTROL DAN MONITORING PEMAKAIAN AIR PDAM MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER NODEMCU BERBASIS IOT

PROPOSAL METODOLOGI PENELITIAN

Karya Ilmiah sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah

Metodologi Penelitian

Oleh

Deminggus Kurnia Putra

1710951038

Pembimbing 1	Pembimbing 2
Dr. Darwison, M.T	Aulia, Ph.D
NIP. 19640914 199512 1 001	NIP. 19680423 199702 1 001

Program Studi Sarjana

Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Universitas Andalas

2021

LEMBAR PENGESAHAN

Proposal Tugas Akhir

Perancangan Sistem Kontrol Dan Monitoring Pemakaian Air Pdam Menggunakan Mikrokontroler Nodemcu Berbasis Iot

Oleh

Deminggus Kurnia Putra

1710951038

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Disetujui pada Tanggal :

Pembimbing 1

Dr. Darwison, M.T

NIP. 19640914 199512 1 001

Pembimbing 2

Aulia, Ph.D

NIP. 19680423 199702 1 001

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Proposal dengan judul “Perancangan Sistem Kontrol Dan Monitoring Pemakaian Air Pdam Menggunakan Mikrokontroler Nodemcu Berbasis Iot” dengan baik.

Proposal ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan mata kuliah Metodologi Penelitian

Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa dan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr.Eng. Muhammad Ilhamdi Rusydi, S.T, M.T selaku ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Andalas,

2. Bapak Heru Dibyo Laksono, M.T., selaku Kepala Prodi Strata-1 Jurusan Teknik Elektro Universitas Andalas

3. Bapak Dr. Darwison, M.T. dan Aulia, Ph.D., selaku dosen pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan dan meluangkan waktu dalam membimbing penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

Dalam penulisan Proposal ini masih banyak terdapat kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritikan yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan Proposal Tugas Akhir yang dapat dikirim melalui surel demingguskp@gmail.com Semoga Proposal bisa berguna bagi pembaca dan bagi penulis sendiri.

Padang, Juni 2021

Penulis

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi NodeMCU ESP8266 15

Tabel 3.1 Rincian anggaran biaya yang dibutuhkan

Tabel 3.2 Rencana kegiatan penelitian

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Internet Of Things

Gambar 2.2 Firebase 8

Gambar 2.3 MIT App Inventor 8

Gambar 2.4 Halaman muka MIT App Inventor 9

Gambar 2.5 Software Arduino Ide 10

Gambar 2.6 Tampilan Arduino Ide

Gambar 2.7 NodeMCU ESP8266

Gambar 2.8 Bagian Solenoid Valve

Gambar 2.9 Solenoid Valve

Gambar 2.10 Water Flow Sensor

Gambar 2.11 Bagian Komponen Relay

Gambar 2.12 Modul Relay 5V 1 channel

Gambar 3.1 Blok diagraam alat

Gambar 3.2 Flowchart kerja rancangan alat

Gambar 3.3 Diagram alir tahapan perancangan alat

Gambar 3.4 Rangkaian alat dalam Software Fritzing

Gambar 3.5 Tampilan Muka Firebase

Gambar 3.6 Halaman Muka MIT App Inventor

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring meningkatnya jumlah populasi penduduk di Indonesia, maka kebutuhan air juga semakin tinggi. Air berfungsi untuk memenuhi keperluan sehari–hari seperti mandi, mencuci, memasak dan lain sebagainya. Hal tersebut wajar karena air sebagai kebutuhan utama umat manusia di dunia. Air juga bermanfaat di berbagai industri contohnya untuk pertanian, perkebunan, peternakan, dan semuanya membutuhkan air sebagai bahan baku utama [1].

Dalam pemakaian, manusia tidak pernah memperhatikan berapa jumlah debit air yang telah digunakan, inilah yang menjadi persoalan utama karena tidak bisa memonitoring jumlah pemakaian air tersebut. Sehingga boros dalam pemakaian, selain masalah tersebut ada masalah lain dari pelanggan PDAM yaitu mengenai kebocoran pipa, pencurian air dan tagihan air yang tidak wajar. Hal tersebut bisa merugikan konsumen dan PDAM [2].

Dalam pengecekan air oleh pihak PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum), dibutuhkan proses pengecekan jumlah penggunaan air yang disalurkan ke masing-masing pelanggan setiap bulan. Cara yang digunakan masih manual yaitu mengirimkan petugas ke rumah-rumah pelanggan dan mencatatnya satu persatu. Cara ini kurang efektif dan efisien serta membutuhkan banyak tenaga dan menghabiskan banyak waktu. Meter air yang digunakan PDAM juga masih bersifat analog sehingga data pemakaian air sulit diketahui oleh pelanggan [1].

Dengan alasan tersebut penulis mencoba merancang alat untuk mengontrol serta monitoring pemakaian air sesuai kebutuhan dan keinginan konsumen. Konsumen dapat mengetahui jumlah pemakaian air dalam sehari–hari melalui aplikasi di android sehingga memudahkan pelanggan untuk mengontrol dan memantau pemakaian air tersebut jika kondisi pemakaian air sudah melebihi batas pemakaian.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan di atas, rumusan masalah yang didapatkan adalah :

1. Bagaimana perancangan sistem kontrol dan monitoring pemakaian air pdam secara IoT?

2. Bagaimana menampilkan hasil pembacaan sensor-sensor ke aplikasi android

1.1

1.2

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian dari tugas akhir ini adalah :

1. Merancang sistem kontrol dan monitoring pemakaian air pdam melalui aplikasi android

2. Membuat aplikasi android dan mengintegrasikan hasil pembacaan sensor ke dalam aplikasi

1.1

1.2

1.3

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian dan penulisan tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat berupa :

1. Memberikan informasi perancangan sistem kontrol dan monitoring pemakaian air pdam melalui aplikasi android

2. Mempelajari respon dan tanggapan dari pembacaan sensor secara IoT

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5 Batasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini terdapat beberapa batasan masalah sebagai berikut:

1. Perancangan sistem kontrol dan monitoring pemakaian air pdam melalui aplikasi android

2. Menggunakan water flow Sensor untuk mengukur debit air

3. Menggunakan Solenoid Valve untuk mengontrol aliran air

1.6 Sistematika Penulisan

Pada laporan tugas akhir ini, disusun dalam beberapa bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas mengenai latar belakang dari masalah dalam penelitian ini, tujuan yang ingin dicapai, manfaat yang akan didapatkan, batasan masalah, dan sistematika penulisan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas mengenai teori-teori pendukung yang digunakan dalam menyelesaikan masalah dalam tugas akhir ini.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini memberikan informasi mengenai bagaimana langkah-langkah dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Bersih

Air merupakan elemen yang sangat penting bagi kehidupan di bumi. Air menjadi salah satu kebutuhan utama bagi manusia dan juga menjadi satu prasyarat untuk mengukur kualitas hidup manusia. Kualitas hidup yang dimaksud disini yaitu dalam konteks kesehatan. Pasalnya setiap hari kita tidak bisa lepas dengan penggunaan air bersih. Mulai dari kebutuhan minum, mandi, memasak, mencuci, dan lain sebagainya. Maka dari itu ketersediaan air bersih di sebuah kawasan sangatlah penting guna memenuhi kualitas hidup yang sehat itu sendiri [3].

2.2 PDAM

PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) adalah badan usaha milik pemerintah yang memiliki cakupan usaha dalam pengelolaan air minum dan pengelolaan sarana air kotor untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat yang mencakup aspek sosial, kesehatan dan pelayanan umum. Air, dalam hal ini air bersih merupakan salah satu kebutuhan pokok yang sangat dibutuhkan manusia dalam menjalankan kehidupannya sehari-hari. Sebagai contoh yang paling mudah tetapi paling penting adalah untuk minum. Tanpa minum manusia tidak akan bisa hidup. Sumber air dapat berasal dari mata air di pegunungan, danau, sungai, sumur, hujan, dan lainnya. Air yang ada di bumi tidak pernah terdapat dalam keadaan murni bersih, tetapi selalu ada senyawa atau mineral lain yang terlarut di dalamnya [4].

Air baku dari PDAM yang berasal dari sumber air tidak semerta-merta dapat langsung digunakan untuk kebutuhan air bersih di dalam bangunan. Air tersebut terlebih dahulu harus memenuhi persyaratan kualitas, kuantitas dan kontinuitas. Untuk menjaga kualitas dari air baku tersebut, biasanya air akan mengalami proses pengolahan [4].

2.3 Internet of things ( IoT )

Internet of things adalah suatu konsep atau program dimana sebuah objek memiliki kemampuan untuk mentransmisikan atau mengirimkan data melalui jaringan tanpa menggunakan bantuan perangkat komputer dan manusia. Internet of things atau sering disebut dengan IoT saat ini mengalami banyak perkembangan [5] .

Gambar 2.1 Internet of things [6]

Perkembangan IoT dapat dilihat mulai dari tingkat konvergensi teknologi nirkabel, microelectromechanical (MEMS), internet, dan QR (Quick Responses) Code. IoT juga sering diidentifikasi dengan RFID (Radio Frequency Identification) sebagai metode komunikasi [5].

2.3.1 Unsur – unsur IoT

Setelah mengenal apa itu internet of things, selanjutnya masuk pada pembahasan mengenai unsur – unsur IoT. Setidaknya, terdapat lima unsur pembentuk dari internet termasuk juga kecerdasan buatan, konektivitas, sensor, dan lain sebagainya [5]. Berikut merupakan penjabarannya:

1. Artificial Intelligence

Artificial Intelligence (AI) atau dalam bahasa Indonesia berarti kecerdasan buatan merupakan merupakan sebuah penemuan yang dapat memberikan kemampuan bagi setiap teknologi atau mesin untuk berpikir (menjadi “smart”).

2. Konektivitas

Konektivitas atau biasa disebut dengan hubungan koneksi antar jaringan. Di dalam sebuah sistem IoT yang terdiri dari perangkat kecil, setiap sistem akan saling terhubung dengan jaringan.

3. Perangkat ukuran kecil

Di dalam perkembangan teknologi masa kini, semakin kecil sebuah perangkat maka akan menghasilkan biaya yang lebih sedikit, namun efektifitas dan skalabilitas menjadi tinggi.

4. Sensor

Sensor merupakan unsur yang menjadi pembeda dari IoT dengan mesin canggih yang lain. Dengan adanya sensor, mampu untuk mendefinisikan sebuah instrumen, yang mana dapat mengubah IoT dari jaringan standar yang cenderung pasif menjadi sistem aktif yang terintegrasi dengan dunia nyata.

5. Keterlibatan aktif

Banyak mesin modern yang masih menggunakan keterlibatan (engagement) secara pasif. Namun, yang menjadi pembeda dari mesin yang lain, IoT telah menerapkan metode paradigma aktif dalam berbagai konten, produk, serta layanan yang tersedia.

2.3.2 Manfaat internet of things

Adapun Manfaat dari IoT dapat dibagi menjadi tiga bagian.

1. Memudahkan proses konektivitas

Manfaat IoT yang pertama adalah memudahkan dalam proses konektivitas antar perangkat atau mesin. Semakin koneksi antar jaringan baik, maka sistem perangkat dapat berjalan dengan lebih cepat dan fleksibel.

2. Ketercapaian efisiensi

Manfaat internet of things yang kedua adalah tercapainya efisiensi kerja. Semakin banyak konektivitas jaringan yang terbentuk, semakin kecil pula jumlah penurunan waktu untuk melakukan tugas. Sehingga, aktivitas dan kinerja manusia menjadi lebih terbantu dengan adanya IoT.

3. Meningkatkan efektivitas monitoring kegiatan

Dengan menggunakan internet of things, efektivitas untuk mengontrol dan monitoring sebuah pekerjaan menjadi lebih mudah. Selain itu, teknologi cerdas juga mampu untuk memberikan rekomendasi atau alternatif pekerjaan yang lebih mudah bagi pengguna.

2.4 Firebase

Firebase adalah suatu layanan dari Google untuk memberikan kemudahan bahkan mempermudah para developer aplikasi dalam mengembangkan aplikasinya. Firebase alias BaaS (Backend as a Service) merupakan solusi yang ditawarkan oleh Google untuk mempercepat pekerjaan developer. Dengan menggunakan Firebase, apps developer bisa fokus dalam mengembangkan aplikasi tanpa memberikan effort yang besar untuk urusan backend [7] .

Gambar 2.2 Firebase [7]

2.5 MIT App Inventor

Sistem berbasis web dimana aplikasi Android dapat digunakan tanpa perlu tahu bagaimana cara meng-code-nya. Sistem ini telah dihentikan oleh google tapi dirilis kembali oleh google sebagai proyek open-source dan saat ini dikelola oleh Massachusetts Institute of Technology (MIT) [8].

Gambar 2.3 MIT App Inventor [9]

Gambar 2.4 Halaman muka MIT App Inventor [10]

Dengan MIT app inventor, pengguna bisa melakukan pemrograman komputer untuk menciptakan aplikasi perangkat lunak dengan sistem operasi berbasi android.MIT App inventor ini berbasis visual block programming karena memungkinkan pengguna bisa menggunakan, melihat, menyusun dan men-drag and drops block yang merupakan simbol perintah dan fungsi event handler untuk menciptakan sebuah aplikasi yang bisa berjalan di sistem android [8].

MIT App inventor ini juga tidak hanya bisa membantu dalam menciptakan sebuah aplikasi namun juga bisa membantu dalam mengasah logika. Beberapa contoh aplikasi yang bisa dibuat dengan app inventor seperti game dengan grafis 2D dan animasi, utility, aplikasi multinedia, navigasi dan GPS, sistem pengamanan, dan masih banyak lagi [8].

MIT App inventor mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan yaitu :

Kelebihan :

1. Praktis dan simple

2. Tidak memerlukan coding, karena hanya menggunakan sistem drag dan logika

Kekurangan :

1. Masih terdapat komponen yang tidak lengkap

2. Jauh berbeda dengan eclipse yang lebih leluasa

3. Terdapat info credit dari MIT

2.6 Arduino Ide

Arduino IDE (Integrated Development Environment) adalah software yang di gunakan untuk memprogram di arduino, dengan kata lain Arduino IDE sebagai media untuk memprogram board Arduino [11].

Gambar 2.5 Software Arduino Ide [11]

Arduino IDE ini berguna sebagai text editor untuk membuat, mengedit, dan juga mevalidasi kode program. bisa juga digunakan untuk meng-upload ke board Arduino. Kode program yang digunakan pada Arduino disebut dengan istilah Arduino “sketch” atau disebut juga source code arduino, dengan ekstensi file source code .ino [11].

Gambar 2.6 Tampilan Arduino Ide [11]

Ø Verify pada versi sebelumnya dikenal dengan istilah Compile. Sebelum aplikasi di-upload ke board Arduino, biasakan untuk memverifikasi terlebih dahulu sketch yang dibuat. Jika ada kesalahan pada sketch, nanti akan muncul error. Proses Verify / Compile mengubah sketch ke binary code untuk di-upload ke mikrokontroller.

Ø Upload tombol ini berfungsi untuk mengupload sketch ke board Arduino. Walaupun kita tidak mengklik tombol verify, maka sketch akan di-compile, kemudian langsung diupload ke board. Berbeda dengan tombol verify yang hanya berfungsi untuk memverifikasi source code saja.

Ø New Sketch Membuka window dan membuat sketch baru.

Ø Open Sketch Membuka sketch yang sudah pernah dibuat. Sketch yang dibuat dengan IDE Arduino akan disimpan dengan ekstensi file .ino

Ø Save Sketch menyimpan sketch, tapi tidak disertai dengan mengkompile.

Ø Serial Monitor Membuka interface untuk komunikasi serial, nanti akan kita diskusikan lebih lanjut pada bagian selanjutnya.

Ø Keterangan Aplikasi pesan-pesan yang dilakukan aplikasi akan muncul di sini, misal Compiling dan Done Uploading ketika kita mengcompile dan mengupload sketch ke board Arduino

Ø Konsol log Pesan-pesan yang dikerjakan aplikasi dan pesan-pesan tentang sketch akan muncul pada bagian ini. Misal, ketika aplikasi mengcompile atau ketika ada kesalahan pada sketch yang kita buat, maka informasi error dan baris akan diinformasikan di bagian ini.

Ø Baris Sketch bagian ini akan menunjukkan posisi baris kursor yang sedang aktif pada sketch.

Ø Informasi Board dan Port Bagian ini menginformasikan port yang dipakai oleh board Arduino.

2.7 NodeMCU ESP8266

NodeMCU merupakan sebuah board berbasis chip ESP8266 yang memiliki kemampuan untuk menjalankan fungsi mikrokontroller dan dapat terhubung dengan internet. NodeMCU dapat terhubung dengan internet karena terdapat modul wifi pada board nya. Modul ini banyak digunakan untuk aplikasi monitoring pada proyek-proyek IoT (Internet of Things) [12]. Untuk dapat memprogram NodeMCU dapat menggunakan program compiler Arduino IDE karena secara fungsi, modul NodeMCU hampir menyerupai platform Arduino, tetapi terdapat perbedaan bahwa modul ini dikhususkan untuk penggunaan yang terhubung dengan internet.

Gambar 2. 7 NodeMCU ESP8266 [13]

Berikut fitur dari NodeMCU :

Tabel 2. 1 Spesifikasi NodeMCU ESP8266 [14]

Spesifikasi	NodeMCU V3
Mikrokontroler	ESP8266
Ukuran board	57 mm X 30 mm
Tegangan input	3.3 – 5 V
GPIO	13 Pin
Kanal PWM	10 Kanal
10 Bit ADC Pin	1 Pin
Flash memory	4 MB
Clock speed	40/26/24 MHz
WiFi	IEEE 802.11 b/g/n
Frekuensi	2.4 GHz - 22.5 GHz
USB port	Micro USB
Card reader	Tidak ada
USB to serial converter	CH340G

2.8 Solenoid Valve

Solenoid Valve atau Katup listrik adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai koil sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan piston yang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC, solenoid valve mempunyai lubang keluaran, lubang masukan dan lubang exhaust, lubang masukan diberi kode P, berfungsi sebagai terminal / tempat udara masuk atau supply, lalu lubang keluaran, diberi kode A dan B, berfungsi sebagai terminal atau tempat udara keluar yang dihubungkan ke beban, sedangkan lubang exhaust diberi kode R, berfungsi sebagai saluran untuk mengeluarkan udara terjebak saat piston bergerak atau pindah posisi ketika solenoid valve ditenagai atau bekerja [15].

Gambar 2.8 Bagian Solenoid Valve [15]

Solenoid Valve adalah komponen elektrikal yang berfungsi untuk menggerakkan udara bertekanan untuk menggerakkan valve mekanik. Solenoid valve menggunakan tegangan kerja DC, yaitu 12 Volt, 24 Volt, 48 Volt dan 110 VDC.

Cara kerja solenoid valve secara lebih rinci, yaitu :

1. Pada saat coil magnet teraliri arus (on), maka solenoid valve tertarik menuju coil magnet dan inlet hole terbuka dan udara tekan masuk menekan batang actuator menggerakkan valve actuator on.

2. Pada saat coil magnet tidak teraliri arus (off), maka solenoid valve terdorong menjauh dari coil magnet karena adanya pegas pembalik dan outlet hole terbuka dan udara tekan masuk menekan batang actuator menggerakkan valve actuator off.

Gambar 2.9 Solenoid Valve [16]

Sistem coil magnetic pada solenoid valve ini sama seperti relay. Solenoid valve hanya mempunyai 2 kondisi, yaitu energized (kondisi on) dan de-energized (kondisi off). Solenoid valve membutuhkan tekanan angin untuk bekerja menggerakkan valve actuator yang nilai tekanannya disesuaikan dengan jenis actuator valve tersebut. Responsibilitas jenis valve type solenoid ini sangat cepat. Sehingga sangat cocok digunakan pada sistem kontrol yang membutuhkan kecepatan reaksi tinggi. Solenoid valve digunakan untuk mengendalikan hidrolik, pneumatik, dan aliran air. Solenoid valve ini cocok digunakan untuk aliran dalam satu arah saja dengan tekanan yang diberikan pada bagian atas dari piringan saluran [16].

2.9 Water Flow sensor

Water Flow sensor terdiri dari tubuh katup plastik, rotor air, dan sensor hall efek. Ketika air mengalir melalui, gulungan rotor-rotor.Kecepatan perubahan dengan tingkat yang berbeda aliran. Sesuai sensor hall efek output sinyal pulsa. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG) selain jalur 5V dc dan ground [17].

Gambar 2.10 Water Flow sensor[16]

Sensor berbasis Hall-effect ini dapat digunakan untuk mendeteksi aliran air hingga 30 liter/menit (1.800 L/hour), dapat digunakan dalam pengendalian aliran air pada sistem distribusi air, sistem pendinginan berbasis air, dan aplikasi lainnya yang membutuhkan pengecekan terhadap debit air yang dialirkan [17].

Spesifikasi Sensor

Ø · Debit air yang dapat diukur: 1 - 30 Ltr / menit

Ø · Maksimum tekanan air: 2 MPa

Ø · Tekanan hidrostatik / Hydrostatic Pressure: ≤ 1,75 MPa

Ø · Catu daya antara 4,5 Volt hingga 18 Volt DC

Ø · Arus: 15 mA (pada Vcc = 5V)

Ø · Kapasitas beban: kurang dari 10 mA (pada Vcc = 5V)

Ø · Maksimum suhu air (water temperature usage): 80°C

Ø Rentang Kelembaban saat beroperasi: 35% - 90% RH (no frost)

Ø · Duty Cycle: 50%±10%

Ø · Periode signal (output rise / fall time): 0.04µs / 0.18µs

Ø · Diameter penampang sambungan: 0,5 inch (1,25 cm)

Ø · Amplitudo: Low ≤ 0,5V, High ≥ 4,6 Volt

Ø · Kekuatan elektrik (electric strength): 1250 V / menit

Ø · Hambatan insulasi: ≥ 100 MΩ

Ø · Material: PVC

2.10 Modul Relay 5V

Pada dasarnya, fungsi modul relay adalah sebagai saklar elektrik. Dimana ia akan bekerja secara otomatis berdasarkan perintah logika yang diberikan. Kebanyakan modul relay 5 volt DC digunakan untuk membuat project yang salah satu komponennya butuh tegangan tinggi atau yang sifatnya AC (Alternating Current) [18].

Sedangkan kegunaan relay secara lebih spesifik adalah sebagai berikut:

Ø Menjalankan fungsi logika dari mikrokontroler Arduino

Ø Sarana untuk mengendalikan tegangan tinggi hanya dengan menggunakan tegangan rendah

Ø Meminimalkan terjadinya penurunan tegangan

Ø Memungkinkan penggunaan fungsi penundaan waktu atau fungsi time delay function

Ø Melindungi komponen lainnya dari kelebihan tegangan penyebab korsleting.

Ø Menyederhanakan rangkaian agar lebih ringkas

Adapun bagian dari komponen relay yaitu :

1. Penyangga (Armature)

2. Kumparan (Coil)

3. Pegas (Spring)

4. Saklar (Switch Contact)

5. Inti Besi (Iron Core)

Gambar 2.11 Bagian Komponen Relay [19]

Gambar 2.12 Modul Relay 5V 1 channel [20]

Berdasarkan gambar komponen relay tersebut, kita dapat memahami bahwa relay dapat bekerja karena adanya gaya elektromagnetik. Ini tercipta dari inti besi yang dililitkan kawat kumparan dan dialiri aliran listrik. Saat kumparan dialiri listrik, maka otomatis inti besi akan jadi magnet dan menarik penyangga sehingga kondisi yang awalnya tertutup jadi terbuka (Open). Sementara pada saat kumparan tak lagi dialiri listrik, maka pegas akan menarik ujung penyangga dan menyebabkan kondisi yang awalnya terbuka jadi tertutup (Close) [18].

Secara umum kondisi atau posisi pada relay terbagi menjadi dua, yaitu:

l NC (Normally Close), adalah kondisi awal atau kondisi dimana relay dalam posisi tertutup karena tak menerima arus listrik.

l NO (Normally Open), adalah kondisi dimana relay dalam posisi terbuka karena menerima arus listrik.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Pendahuluan

Pada bagian ini akan dibahas mengenai langkah-langkah dan mekanisme Perancangan Sistem Kontrol Dan Monitoring Pemakaian Air PDAM Menggunakan Mikrokontroler Nodemcu Berbasis Iot .Sistem kendali ini akan mengontrol dan memantau pemakaian air dari konsumen PDAM.

Gambar 3.1 Blok diagram alat

Gambar 3.1 adalah blok diagram dari sistem Kontrol Dan Monitoring Pemakaian Air PDAM Menggunakan Mikrokontroler Nodemcu Berbasis Iot yang akan dirancang . Alat ini dirancang dengan menggunakan sensor aliran air sebagai input kepada NodeMCU yang nantinya akan di proses oleh NodeMCU ,lalu mengirimkannya ke firebase setelah berhasil mengkoneksikan NodeMCU dengan internet.Air bisa dimatikan secara otomatis bila kondisi tertentu dan bisa secara manual dengan perintah dari smartphone. Alur keja dari alat ini Secara sederhana akan dijelaskan melalui flowchart ini yang dapat dilihat pada gambar 3.2 di bawah.

Gambar 3.2 Flowchart kerja rancangan alat

3.2 Tahapan Pekerjaan

Penelitian ini dimulai dengan melakukan kajian pustaka mengenai sistem Kontrol Dan Monitoring Pemakaian Air PDAM Menggunakan Mikrokontroler Nodemcu Berbasis Iot. Pembelajaran juga dilakukan melalui jurnal-jurnal nasional maupun internasional yang memiliki studi khusus mengenai pengontrolan aliran air dan monitoring pemakaian air, kemudian melalui internet dan buku-buku yang dijadikan sebagai acuan dalam melakukan penelitian. Diagram alir tahapan perancangan sistem kendali ini dapat dilihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Diagram alir tahapan perancangan Alat

Berikut tahapan-tahapan yang akan dilakukan dalam perancangan sistem Kontrol Dan Monitoring Pemakaian Air PDAM Menggunakan Mikrokontroler Nodemcu Berbasis Iot. :

3.2.1 Perancangan rangkaian pada software

Pada tahapan ini dilakukan perancangan rangkaian alat dengan menggunakan software frtizing. Rangkaian alat akan disusun sepeti gambar 3.4 di bawah

Gambar 3.4 Rangkaian Alat dalam Software Fritzing

Dari rancangan alat di atas menggunakan komponen-komponen yaitu :

1. NodeMCU ESP8266

NodeMCU ESP8266 bertugas untuk mengirimkan data yang didapatkan dari sensor ultrasonic melalui Arduino UNO kemudian mengirimkan data-data tersebut ke dalam database.

2. Water Flow Sensor

Sensor ini berfungsi sebagai alat untuk membaca banyak debit air yang telah melalui sensor ini. Sensor berbasis Hall-effect ini dapat digunakan untuk mendeteksi aliran air hingga 30 liter/menit (1.800 L/hour), dapat digunakan dalam pengendalian aliran air pada sistem distribusi air, sistem pendinginan berbasis air, dan aplikasi lainnya yang membutuhkan pengecekan terhadap debit air yang dialirkan.

3. Solenoid Valve

4. Modul Relay 5V 1 Channel

Relay merupakan komponen elektromekanikal yang menggunakan prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Relay akan berfungsi sebagai switch untuk pompa air yang digunakan.Modul relay akan menjadi trigger untuk menghidupkan atau mematikan solenoid valve saat adanya perintah yang dikirim dari smartphone.

5. Battery 4,8 V

Baterai akan digunakan sebagai sumber dari NodeMCU yang memiliki sumber input sebesar 3-5V.

3.2.2 Pembuatan Database di Firebase

Untuk menyimpan data-data dari hasil pembacaan sensor dan perintah-peintah yang akan di berikan melalui android , peneliti menggunakan database dari firebase. Firebase adalah suatu layanan dari Google untuk memberikan kemudahan bahkan mempermudah para developer aplikasi dalam mengembangkan aplikasinya. Dengan menggunakan Firebase, apps developer bisa fokus dalam mengembangkan aplikasi tanpa memberikan effort yang besar untuk urusan backend.

Gambar 3.5 Tampilan muka Firebase [21]

3.2.3 Pembuatan Aplikasi Android

Pembuatan aplikasi android menggunakan software MIT App Inventor,yang memberikan kemudahan dalam pembuatan aplikasi android sederhana. Aplikasi Android nantinya akan menampilkan hasil pemakaian air harian dan bulanan serta dapat memberikan perintah melalui smartphone untuk mematikan air jika terjadi pemborosan air yang tidak diinginkan.

Gambar 3.6 Halaman muka MIT App Inventor [10]

3.3 Rancangan Anggaran Biaya

Anggaran biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan alat dapat dilihat pada tabel 3.1