Sistem Jasa Informasi Tagihan Air (Jasinta) Melalui Saluran Telepon

Transkripsi

1 Sistem Jasa Informasi Tagihan Air (Jasinta) Melalui Saluran Telepon Taruna Aditya Siswanto Hendro Gunawan A.F.L. Tobing Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya Jl. Kalijudan Surabaya, tel 0-9, fax 0-9 ( contact person) Abstract Dengan pengembangan teknologi yang sebagian besar sudah digital dan otomatis akan menciptakan efisiensi dari berbagai segi. Oleh sebab itu, penulis merancang alat yang diberi judul Sistem Jasa Informasi Tagihan Air Melalui Saluran Telepon. Saat ini petugas PDAM masih melakukan pemeriksaan meteran air secara manual, hal ini tentu saja harus membutuhkan petugas yang banyak dan tentu saja tidak menutup kemungkinan-kemungkinan terjadinya kesalahan dalam mendata meteran air disetiap rumah. Hal ini jelas akan sangat merugikan bagi PDAM maupun pelanggan. Sistem ini ditunjang dengan teori tentang: pencatatan data air menggunakan Water Flow Sensor, LED dan photodiode, operational amplifier, dual tone multiply frequency, mikrokontroler AT9S, Water Flow Sensor, sistem komunikasi serial, LCD, relay, dan bahasa program visual basic. Pada sistem yang dirancang terdapat suatu alat yang dapat mengirim data air yang diukur atau dihitung dengan menggunakan sensor flow, kemudian data dikirimkan ke PC server oleh mikrokontroler melalui saluran telepon (PABX) dengan menggunakan IC MT. Data yang dikirim akan diterima oleh DTMF dan didistribusikan ke PC server dengan menggunakan komunikasi serial RS. Dari hasil pengukuran dan pengujian alat dapat disimpulkan alat bekerja dengan baik. Keywords: water flow sensor, PABX, DTMF. Pendahuluan Saat ini pencatatan data pada meteran air yang ada masih dilakukan secara manual, yaitu dengan melakukan pencatatan ke tiap-tiap konsumen oleh petugas PDAM. Petugas PDAM diberikan waktu ± menit untuk melakukan pencatatan meter air atau memeriksa meter air. Berikut contoh form pencatatan meter air yang digunakan petugas PDAM pada Gambar. V R 0 D LED R 0k D PHOTODIODE Gambar. Form Pencatatan Meter Air Gambar. Rangkaian flow sensor Setelah melakukan pencatatan data pemakaian air yang telah dicatat dari konsumen tadi akan dibawa petugas ke kantor PDAM menurut SUBZONA masing-masing wilayah. Oleh karena itu, tiap-tiap konsumen wajib membayar pemakaian pada kantor PDAM sesuai SUBZONA atau dapat melalui autodebet pada bank-bank tertentu yang bekerjasama dengan pihak PDAM.

2 . Tinjauan Pustaka.. Perancangan Water Flow Sensor Pada sub bab ini akan dijelaskan perancangan flow sensor yang digunakan. Sensor ini memanfaatkan aliran air yang mengalir sehingga menggerakan kincir yang ada pada sensor. Pada masing-masing sisi kincir tersebut dipasangkan komponen yaitu super bright LED dan photodiode yang berfungsi menghasilkan output tegangan pada sensor tersebut, rangkaian dapat dilihat pada gambar. Pada perancangan pemancar ini menggunakan Super Bright LED dengan resistor 0Ω yang dihubungkan secara seri, dapat dilihat pada Gambar.. Dalam perancangan rangkaian ini menggunakan resistor 0Ω berdasarkan pada perhitungan jika diketahui I yang dibutuhkan adalah 0 ma 0 ma dan V yang digunakan adalah V, maka R = V / I () R = / 0.0 R = 0 ohm Dimana V adalah tegangan (volt), I adalah arus (ampere), dan R adalah hambatan (ohm). Pada perancangan rangkaian photodiode dihubungkan seri dengan resistor 0KΩ. Rangkaian ini untuk menerima cahaya infa merah yang dipancarkan oleh rangkaian pemancar. Dalam perancangan rangkaian ini menggunakan resistor 0KΩ berdasarkan pada perhitungan bahwa photodiode tersebut bekerja pada tegangan sebesar V dengan arus sebesar 0,mA. Diketahui : Range Yang digunakan Vmax/Vr = V; Vcc = V Vf (Forward Voltage) =,V,V Vf = V If = 0nA<min If = 0.mA V Vf R = If () V V R = 0,mA = 9,0909KΩ Dimana V adalah voltage (volt), Vf adalah Forward Voltage (volt), If adalah Forward Current (ampere), dan R adalah Resistor. Karena R=9,0909K tidak tersedia di pasaran, maka yang diambil adalah R=0KΩ. Rangkaian di atas dipasangkan diantara kincir air agar pada saat berputar sensor bekerja dengan mengeluarkan level tegangan tertentu. Tegangan sensor memiliki kondisi yaitu saat sensor terhalang oleh kincir dan saat sensor tidak terhalang oleh kincir: Besar tegangan output sensor saat terhalang kincir adalah.00 V Besar tegangan output sensor saat tidak terhalang kincir adalah 0.0 V Putaran kincir sangat berpenguruh dari arus yang mengalir melalui sensor dari putaran kincir akan dihasilkan pulsa. Gambar flow sensor dapat dilihat pada Gambar. Pada perancangan water flow sensor pada penelitian ini penulis membuat sensor dengan memanfaatkan putaran kincir. Pada sensor terdapat mata kincir yang menerima dorongan aliran arus air yang mengalir sehingga kincir berputar, ketika masing-masing mata kincir melewati sensor (super bright LED dan photodiode) maka sensor akan mengeluarkan beda tegangan. Beda tegangan inilah yang dinamakan counter satu mata kincir yang melewati sensor (super bright LED dan photodiode) mewakili counter, kemudian dari hasil kalibrasi didapat counter menghasilkan liter debit air. 0

3 Rangkaian Sensor V Rangkaian Pengkondisi Sinyal V V R R VAR 0k R V 0 LED R R 0 0k D PHOTODIODE D LM UA + - V+ V- OUT D LED OUTPUT Gambar. Flow Sensor Gambar. Schematic Rangkaian RPS P0 R-PACK 0K 00 Sw 0u V Reset K GND 0p 0p Xtal CRYSTAL MHz Xtal 0 9 P xtal xtal Reset XTAL PSEN 9 XTAL 0 RST ALE/PROG 0 P0.0/AD0 P0./AD P0./AD P0./AD P0./AD P0./AD P0./AD P0./AD P.0/T P./T-EX P. P. P./SS P./MOSI P./MISO P./SCK EA/VPP AT9S P.0/A P./A9 P./A0 P./A P./A P./A P./A P./A P.0/RXD P./TXD P./INTO P./INT P./TO P./T P./WR P./RD 0 P P GND Gambar. Rangkaian AT9S.. Rangkaian Pengkondisi Sinyal (RPS) Pada perancangan rangkaian pengkondisi sinyal ini digunakan IC LM yang bertindak sebagai pembanding atau komparator. Komparator mempunyai suatu keluaran dua tingkat, tegangan rendah atau tegangan tinggi. Perancangan rangkaian komparator dapat dilihat pada Gambar. Sesuai dengan teori yang didapat maka perhitungan yang dilakukan untuk menentukan Vref adalah jika diketahui R = 000 ohm, R = 000 ohm, Vcc = V, maka R Vref = Vcc () R + R 000 = x 0000 =. V Dimana Vref adalah Tegangan Referensi (volt) dan Vcc adalah Tegangan Input Supply. Ketika Vin lebih besar dari Vref, tegangan masukan diferensial adalah positif dan keluaran tegangan adalah high. Ketika Vin lebih kecil daripada Vref, tegangan masukan diferensial adalah negatif dan tegangan keluaran adalah low.

4 .. Mikrokontroler AT9S Dalam rangkaian ini fungsi utama dari mikrokontroler adalah sebagai pengolah data dan pengontrol dari peralatan keras. Koneksi tiap pin rangkaian pembuatan mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar Pada penelitian ini menggunakan buah mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima data... Rangkaian Pengirim/Penerima DTMF MT IC ini dipilih karena MT dapat berfungsi sebagai penerima dan pengirim DTMF sekaligus, selain bisa berfungsi sebagai penerima DTMF, bisa pula dipakai untuk membangkitkan nada DTMF sesuai dengan angka biner yang diterimanya. Saluran data (data bus) dan sinyal-sinyal kontrol MT dirancang sesuai dengan karakteristik mikrokontroler buatan Intel. Sehingga DTMF ini dapat digunakan untuk mengirim data dari flow sensor dan menerima data tersebut untuk dikirim ke PC melalui komunikasi serial RS. Berikut Gambar merupakan rangkaian penerima dan pengirim. Input 00n 00k Y 00n Output 00k 0k U 0 IN+ VDD 9 IN- SoGT GS ESt Vref D Vss D OSC D OSC D0 9 TONE IRQ/CP 0 WR RD CS RS0 MT k port mikro Gambar. Rangkaian Penerima / Pengirim DTMF MT Nilai-nilai komponen ini langsung diambil dari lembaran datasheet MT yang sudah disesuaikan dengan karakteristik sinyal DTMF pada umumnya... Rangkaian Call Detector Rangkaian yang ditunjukkan pada gambar merupakan rangkaian yang berfungsi mendeteksi adanya panggilan masuk. Pada rangkaian ini menggunakan LM sebagai detektor adanya panggilan masuk. Digunakan rangkaian komparator sebagai aplikasinya, pada rangakaian di bawah output akan mendeteksi sinyal low saat ada panggilan masuk dan berkondisi high saat tidak ada panggilan masuk. 00n 00n RESISTOR VAR 0k Line Phone R + - LM V+ V- OUT OUT LED 0k n + OUT LM - 0n R 0 00 Gambar. Rangkaian Call Detector Gambar. Rangkaian Penguat LM Perhitungan pembagi tegangan panggilan masuk untuk Vin pada rangkaian call detector adalah ketika diketahui Vin adalah 9. Volt (tegangan saat tidak ada dering), Vout adalah Volt, dan R bernilai K ohm (referensi), maka R Vout = Vin () R + R

5 000 = 9, R x R =. K ohm Dimana Vin adalah Tegangan Masuk, Vout adalah Tegangan Keluar, dan R adalah Resistor, maka resistor yang dibutuhkan pada rangkaian pembagi tegangan tersebut adalah R =. K dan R = K... Rangkaian Penguat LM LM pada perencanaan dan pembuatan penelitian ini dipakai sebagai sebuah penguat sinyal suara yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi pemakaian tegangan rendah berdasarkan pada data sheet LM Low Voltage Audio Power Amplifier. Inputnya adalah ground yang di-referensi-kan. Jika tegangan outputnya saturasi secara otomatis diturunkan menjadi. kali tegangan sumber, rangkaian dapat dilihat pada Gambar... Rangkaian Konverter Level Tegangan RS Karena level tegangan PC (RS-) +V dan -V, sedangkan mikrokontroler AT9S (TTL) 0 dan V maka digunakan rangkaian konverter tegangan TTL/RS-, agar dapat mengirimkan data dari mikrokontroler. Didalam perancangan ini menggunakan IC MAX sebagai konverter tegangan TTL/RS-. Pada IC MAX sebagai dipasang empat buah kapasitor pendukung yang bernilai µf seperti yang terlihat pada gambar.. Pin RIN dihubungkan dengan dengan pin (RX) pada port serial PC dan pin RIN dihubungkan dengan RX (P.0) dari mikrokontroler, ini digunakan untuk mengirimkan data dari PC ke Mikrokontroler. Pin TIN dihubungkan dengan TX (P.) dari mikrokontroler dan pin ROUT dihubungkan dengan pin (TX) pada port serial PC, ini digunakan untuk pengiriman data secara serial dari mikrokontroler ke PC. Rangkaian dapat dilihat pada Gambar 9. MIKRO PORT Tx Rx 0uF 0uF 0uF C C C 0 U RIN RIN TIN TIN C+ C- C+ C- V+ V- MAX ROUT ROUT TOUT TOUT 9 9 P CONNECTOR DB9 0uF C Gambar 9. Gambar Rangkaian IC MAX Gambar 0. Rangkaian LCD.. LCD (Liquid Crystal Display) LCD (Liquid Crystal Display) yang digunakan pada penelitian kali ini adalah tipe LMBA ( x dot- matrix) dengan karakter dan dua baris tampilan. LCD berfungsi untuk menampilkan letak stasiun dan jumlah saldo. Resistor Variabel 0kΩ didalam rangkaian ini digunakan untuk mengatur kontras dari LCD. Rangkaian lengkap LCD yang dihubungkan pada mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar Rangkain Power Supply Power supply V ini digunakan sebagai sumber tegangan untuk seluruh rangkaian. Untuk mendapatkan tegangan yang stabil sebesar V maka digunakan komponen

6 regulator 0. Pada rangkaian ini ditambahkan relay yang difungsikan untuk switch ke power supply cadangan (accu) untuk mengantisipasi jika sewaktu-waktu terjadi pemadaman listrik. Mengenai gambar rangkaian power supply volt lebih detailnya dapat dilihat pada Gambar. LM0/TO GND VIN D T - + CAPACITOR K RELAY SPDT VDC ACCU TRANSFORMER DIODE BRIDGE C CAPACITOR VOUT Gambar. Rangkaian Power Supply VDC.0. Flow Chart Program Suatu sistem akan memperoleh hasil yang optimal jika penyusunan perangkat keras pada sistem yang telah direncanakan dipadu dengan perangkat lunak (software). Perangkat lunak yang digunakan adalah bahasa Assembly pada mikrokontroler dan visual basic pada Personal Computer. Perangkat lunak (sofware) pada mikrokontroler digunakan menjalankan dari perangkat keras dan mengirimkan data ke PC, sedangkan perangkat lunak pada PC difungsikan untuk database pemakaian air. Software tersebar pada tiga perangkat keras yang berbeda yaitu software pada DTMF pengirim (Gambar ), software pada DTMF penerima (Gambar ), dan software pada PC Server (Gambar ).. Hasil dan Pembahasan.. Pengukuran Sensor Pada bagian ini akan diukur tegangan output yang keluar dari sensor setelah melalui RPS (Rangkaian Pengkondisi Sinyal) dengan menggunakan avometer. Sensor diukur pada saat sensor (super bright dan photodiode) terhalang kincir dan pada saat sensor tidak terhalang kincir untuk rangkaian pengukuran dapat dilihat pada Gambar. Hasil pengukuran sensor pada kondisi berbeda yaitu saat sensor (super bright dan photodiode) terhalang oleh kincir dan saat sensor tidak terhalang oleh kincir. Besar tegangan output sensor saat tidak terhalang kincir adalah 0.0 VDC Besar tegangan output sensor saat terhalang kincir adalah.00 VDC Tegangan yang keluar dari sensor kemudian dihubungkan ke port mikro yang mana kondisi dari hasil pengukuran sensor di atas dianggap sebagai keadan high dan low. Keadaan ini dimanfaatkan sebagai counter untuk water flow sensor dari hasil kalibrasi yang paling mendekati 000ml adalah counter. Tabel adalah hasil pengujian kapasitas air terhadap putaran dari flow sensor. Dari Tabel, persen error tiap liter dihitung menggunakan rumus: selisih % error = x 00% 000 Sehingga dari perhitungan tabel di atas didapat rata-rata error sebesar: jumlah % error 0 Rata-rata % error = = =. % 0 0 Dari hasil pengujian keluaran air dari sensor flow didapat rata-rata error tiap liternya sebesar.%.

7 Gambar. Flowchart DTMF Konsumen Gambar. Flowchart PC Server Gambar. Flowchart DTMF Server Gambar. Pengukuran Sensor

8 Tabel. Pengujian Kapasitas Air yang Keluar dari Sensor Pengujian Ke Kapasitas Air Dalam Bejana Ukur Error %Error 0 ml 0 ml % 900 ml 00 ml 0% 90 ml 0 ml % 0 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 0 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 0 ml 90 ml 9% 9 90 ml 0 ml % 0 90 ml 0 ml % 0 ml 0 ml % 0 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 0 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 0 ml 0 ml % 9 00 ml 00 ml 0% 0 0 ml 90 ml 9% 90 ml 0 ml % 00 ml (-0) ml % 0 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 0 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 90 ml 0 ml % 9 0 ml 90 ml 9% 0 90 ml 90 ml 9% = 0.. Pengujian Cara Kerja Alat Berikut adalah tahapan pengujian alat secara keseluruhan, yaitu:. Air yang dipakai oleh konsumen akan mengalir melalui flow sensor, yang akan menggerakkan kincir sehingga menghasilkan input seperti pada gambar. Gambar. Air Mengalir Melaui Sensor Flow Gambar. DTMF Pengirim. Kemudian banyaknya air yang terpakai akan ditampilkan pada LCD (gambar ), pada perancangan alat ini data akan dikirim setiap 0 liter. Secara otomatis alat akan mendial ke nomer tujuan PC server yaitu nomor extention dan kemudian mengirimkan data melalui saluran telepon.. Data yang dikirim oleh DTMF konsumen akan diterima oleh DTMF PC server (gambar ). Untuk mendistribusikan data ke PC server digunakan komunikasi serial RS (gambar 9). Gambar. DTMF Penerima Gambar 9. Serial Port pada PC

9 . Pada PC server akan didapat tampilan sebagai berikut : a. Setelah diketahui ada panggilan masuk dari DTMF pengirim secara otomatis telepon pada PC server akan diterima, kemudian akan tampil nomor telepon yang melakukan panggilan dan data air akan diolah dan disimpan pada database visual basic. b. Untuk menampilkan data pemakaian air dan total harga yang harus dibayar terlebih dahulu memilih nomor tagihan yang akan dilihat pada tombol pilihan kemudian tekan tombol show report data akan ditampilkan. Tampilan form visual basic dapat dilihat pada Gambar 0. Gambar 0. Tampilan Form pada visual basic Berikut pada Tabel merupakan pengujian pengiriman data air dari konsumen ke PC Server dan tampilan dengan PC Server. Pengujian dikatakan berhasil apabila jumlah pemakaian air dan biaya pemakaian air bertambah. Tabel. Pengujian Pengiriman Data Air dari Konsumen ke PC Server Pengujian Pengiriman Ke Hasil Pengujian Keterangan Debit Air Harga (Pkl :9:) berhasil 0 liter Rp 00 (Pkl ::0) berhasil 0 liter Rp 00 (Pkl ::0) berhasil 0 liter Rp 00 (Pkl ::) berhasil 0 liter Rp 00 (Pkl 9:0:) berhasil 0 liter Rp 00 (Pkl 9:0:09) berhasil 0 liter Rp 00 (Pkl 9::) berhasil 0 liter Rp 00 (Pkl 9::0) berhasil 90 liter Rp (Pkl 9::0) berhasil 900 liter Rp (Pkl 9:9:) berhasil 90 liter Rp 900 Dari tabel didapat error pengiriman dua kali. Tetapi, error bukan disebabkan karena kegagalan rangkaian namun lebih disebabkan karena adanya gangguan pada jaringan. Data-data air yang terkirim disimpan pada database microsoft access.. Kesimpulan Dari hasil pengujian keluaran air dari sensor flow didapat rata-rata error tiap liternya sebesar.%. Alat bekerja dengan baik, dari sepuluh kali pengiriman data air dari konsumen ke PC Server alat bekerja dengan baik. Daftar Pustaka [] ), Datasheet MAXIM RS- [] Atmel, Microcontroller T9S Data Sheet, 00 [] Dallas Semiconductor, Fundamentals of RS- serial communications [] Data Sheet MITEL Semiconductor, ISO-CMOS MTC- Integrated DTMF Transceiver with Intel Micro Interface [] Ibrahim, KF., Pengantar Sistem Elektronika, PT. Multi Media, Jakarta, 9

10 [] LED, September 00 [] Malvino, Albert Paul, PH.D., E.E., Prinsip-Prinsip Elektronika, jilid satu, hal 9, 9., Salemba Teknika, Jakarta, 00 [] Muhammad Ali Mazidi, Janice Gillispie Mazidi, Rolin D. McKinlay, The 0 Microcontroller and Embedded systems Using Assembly and C, Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, New Jersey 0, 00 [9] Photodiode, September 00 [0] Prasetia, Retna Teori dan Praktek Interfacing Port Paralel dan Port serial komputer dengan Visual Basic.0/ Retna Prasetia & Catur Edi Wibowo:- Ed.- Yogyakarta: Andi 00 [] Prima Elektronik, LCD Module User Manual Data Sheet [] Putra, Agfianto Eko, Belajar Mikrokontroler AT9C//, hal -, Gava Media, Yogyakarta, 00 [] Robert F. Coughlin & Frederick F.Driscoll, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear, Erlangga, 9 [] Sanjaya, Ridwan. S.E, S.Kom, Pemrograman Database Visual Basic.0 dan Acces 000/XP/00 Tingkat Lanjut, Elex Media komputindo, Jakarta 00 [] Transistor, November 00 [] Water flow sensor, Desember 00