BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN

Transkripsi

1 BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN 3.1 Analisis Permasalahan Setiap makhluk hidup pasti membutuhkan air. Sungai adalah salah satu pemasok air terbesar untuk kebutuhan makhluk hidup. Itulah sebabnya banyak kebudayaan yang bermula dan berlangsung ribuan tahun di tepi sungai. Misalnya kebudayaan Mesir di tepi sungai Nil dan kebudayaan India di tepi sungai Gangga. Berikut ini beberapa manfaat air sungai bagi kehidupan manusia: 1. Tidak hanya manusia yang membutuhkan air sungai, hewan dan tumbuhan pun membutuhkan air untuk kelangsungan hidupnya. Sejak dahulu manfaat air sungai bagi manusia antara lain untuk keperluan makan, minum, mandi, mencuci dan berbagai kebutuhan dasar lainnya. 2. Dengan menggali tanah dan membuat saluran air, manusia menggunakan air sungai untuk mengairi sawah. 3. Aliran air sungai yang deras dapat digunakan sebagai sumber energi pambangkit listrik. Untuk skala yang besar, dibangun pusat Pembangkit Listrik Tenaga Air ( PLTA ). 4. Adapun air sungai bisa dimanfaatkan untuk sebagai sarana transportasi, untuk perikanan, sektor pariwisata dan lain lain. Selain mempunyai beberapa manfaat seperti yang disebutkan di atas, air sungai juga dapat mendatangkan sebuah bencana banjir. Banjir adalah peristiwa yang terjadi ketika aliran air yang berlebihan merendam daratan. Banjir diakibatkan oleh volume air di suatu sungai yang meluap atau menjebol bendungan sehingga air keluar dari batasan alaminya. Banjir sering mengakibatkan kerusakan rumah, pertokoan, sarana dan prasara umum yang berada di sekitar sungai yang meluap tersebut. Bahkan bencana banjir juga dapat mengancam nyawa atau jiwa manusia.

2 3.1.1 Sistem Peringatan Dini Banjir Metode yang sering digunakan untuk memantau tinggi permukaan air sungai pada suatu titik saat ini masih menggunakan garis mistar di setiap sungai. Untuk cara ini tidak lah efektif dikarenakan masih bergantung pada pengamatan manusia,sedangkan monitoring ketinggian permukaan air sungai harus dilakukan secara terus menerus selama 24 Jam. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem yang secara otomatis dapat memonitoring ketinggian permukaan air sungai serta mentrasmisikan datanya secata otomatis, sehingga dapat dilakukan pengaturan pada pintu air sebagai upaya untuk meminimalisasi terjadinya banjir akibat luapan air sungai. Berdasarkan kondisi diatas dibuatlah suatu Sistem monitoring pengukuran ketinggian air dengan menggunakan AT89S52. Sistem monitoring ketinggian permukaan air dapat disebut dengan istilah Early Warning System of floods. Sistem peringatan dini ini didesain untuk memberi informasi peringatan dini, sehingga mampu mengurangi jumlah korban akibat ketidaksiapan masyarakat dalam menghadapi bencana banjir, dan juga untuk memberikan tindakan dini pada instansi terkait dengan masyarakat sehingga adanya koordinasi yang baik. Sistem peringatan dini banjir dapat terdiri dari proses pendeteksian curah hujan dan ketinggian air pada titik tertentu. Data curah hujan dapat diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika. Data tinggi permukaan air sungai diperoleh melalui pengukuran secara terus menerus. Data curah hujan dan data tinggi permukaan air sangat penting untuk diperbaharui dan diketahui oleh seluruh warga yang berada di sekitar bantaran sungai, karena faktor penting penyebab dominan banjir adalah curah hujan yang tinggi. Sedangkan tinggi permukaan air sungai harus diukur secara terus menerus selama 24 jam guna mendapatkan informasi yang benar dan terbaru mengenai ketinggian permukaan air sungai. Informasi mengenai tinggi permukaan air sungai ini sangat berguna sekali sebagai salah satu peringatan dini bagi warga terhadap bahaya atau bencana banjir yang kemungkinan bisa terjadi.

3 3.1.2 Blok Diagram Input, Proses dan Output Blok diagram input, proses dan output adalah bagian-bagian dan alur kerja sistem yang bertujuan untuk menerangkan cara kerja dan alur kerja sistem tersebut, secara garis besar berupa gambar dengan tujuan agar sebuah sistem dapat lebih mudah dimengerti dan dipahami. Gambar 3.1 adalah gambar blok diagram interface monitoring ketinggian permukaan air. COM1 Mikrokontroler Sensor Gambar 3.1 Blok diagram input proses output Blok diagram diatas terbagi atas 3 bagian, yaitu COM1, mikrokontroler, sensor. bagian mikrokontroler tersebut terhubung dengan COM1 pada komputer dengan media transmisi kabel COM. COM1 difungsikan oleh perangkat lunak monitoring ketinggian air agar dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler. Perangkat lunak monitoring ketinggian air pada komputer di sini bersifat pasif yang berarti hanya menerima data atau informasi dari mikrokontroler, sebaliknya mikrokontroler di sini bersifat aktif yang berarti mengirimkan paket data yang merupakan hasil pembacaan dari sebuah sensor. Misalnya mikrokontroler dalam keadaan ready yang berarti lampu indikator Power ON akan menyala merah. Jika ada pengiriman sebuah data dari mikrokontroller ke COM PC. Hasil pembacaan sensor akan dikirimkan ke PC setiap satu detik, Akan tetapi proses penyimpanan ke dalam basis data bisa disesuaikan mulai dari 1 detik sampai 100 detik.

4 3.1.3 Sistem Pada Perangkat Keras Sistem ini berfungsi untuk melengkapi kinerja daripada masing-masing perangkat keras. Selain itu sistem ini juga bisa merupakan suatu bentuk penghubung (komunikasi) antara dua sumber data. Sistem pada perangkat keras antara lain: 1. Sistem Mikrokontroller AT89S52 Sistem mikrokontroler merupakan sistem yang melengkapi kinerja mikrokontroler AT89S52 agar dapat bekerja dengan baik, Sistem ini berisikan detak (clock), sensor, dan transceiver. Sistem ini mempunyai fungsi masingmasing sesuai dengan bagiannya. Sistem ini akan bekerja jika mikrokontroler AT89S52 dan sistem mikrokontroler mendapat tegangan dari power supply. Lihat gambar 3.2 : Power Supply Sistem Mikrokontroler Mikrokontroler AT89S52 Gambar 3.2 Sistem mikrokontroller AT89S52 2. Sistem Komunikasi Data Komunikasi data merupakan suatu bentuk komunikasi (hubungan) antara dua sumber data yaitu pengirim data (transmiter) dan penerima data (receiver) yang dihubungkan melalui sebuah transmisi. Dalam pengoperasian mikrokontroler sebagai monitoring ketinggian air sistem komunikasi data terjadi pada saat terhubung dengan COM1 melalui media transmisi kabel RS232 dan konektor serial standart RS 232, ada 3 elemen yang harus ada pada komunikasi data yaitu sumber data, media transmisi, dan penerima data, dalam hal ini COM1

5 dapat sebagai pengirim data dan penerima data begitu juga sebaliknya mikrokontroler juga dapat sebagai pengirim data dan penerima data. Adapun blok diagram sistem komunikasi data adalah seperti gambar 3.3 sebagai berikut : Pengirim Data (COM1/Mikrokontroler ) Media Transmisi (RS232) Penerima Data (COM1/Mikrokontroler ) Gambar 3.3 Sistem komunikasi Data 3.2 Perancangan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Perancangan pada tugas akhir ini dibagi menjadi 2 bagian, yaitu perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak. Perangkat keras berupa penyusunan komponen komponen elektronika menjadi satu kesatuan sistem rangkaian yang bisa bekerja sesuai yang diharapkan. Sedangkan perancangan perangkat lunak meliputi program yang dibutuhkan dalam sistem, yang meliputi program pengambilan data dan monitoring melalui komputer Perancangan Perangkat Keras Perangkat keras ini terdiri dari sensor tinggi permukaan air, sistem minimum mikrokontroler, antarmuka, catu daya untuk memberikan tegangan masukan pada sensor dan mikrokontroler. Fungsi dari sensor adalah memberikan informasi real-time pada mikrokontroler mengenai kondisi ketinggian permukaan air. Mikrokontroler mengambil data dari sensor kemudian mengirimkannya ke komputer. Fungsi antarmuka adalah sebagai perantara antara port serial mikrokontroler dan port serial komputer. Secara umum blok diagram tinggi muka air dapat ditunjukkan pada Gambar 3.4.

6 Mikrokontroller Sensor Gambar 3.4 Perancangan perangkat keras Secara garis besar prinsip kerja pengukur tinggi muka air ini adalah permukaan air mengenai salah satu titik sensor, kemudian perubahan nilai sensor tersebut diterjemahkan oleh mikrokontroller menjadi sebuah data yang dikirim ke komputer Perancangan Mikrokontroler AT89S52 Pada tugas akhir ini digunakan memori internal dari mikrokontroler AT89S52 yaitu pada flash PEROM. Dengan ditempatkannya lokasi program pada flash PEROM AT89S52, maka sistem mikrokontroler yang digunakan menjadi sangat ringkas karena hanya terdiri dari sebuah mikokontroler AT98S52 (single chip mode) dimana rangkaiannya ditunjukkan pada Gambar 3.5. Mikrokontroler AT89S52 bekerja berdasarkan progam yang telah dimasukkan ke dalam memorinya. Pada tugas akhir ini digunakan memori internal dari mikrokontroler AT89S52 yaitu pada flash PEROM. Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroler AT89S5

7 Perancangan Sensor Sensor dirancang dari 9 buah kawat tembaga dengan panjang berbeda beda. Jarak atau beda panjang masing masing kawat adalah 3 cm. Kawat 1 merupakan kawat paling panjang berfungsi sebagai Common dan kawat 2 berukuran 3 cm lebih pendek dari panjang kawat common berfungsi sebagai sensor 1. Kawat 3 berukuran 3 cm lebih pendek dari panjang kawat 2 berfungsi sebagai sensor 2, seterusnya untuk kawat 4 sampai 9. Level ketinggian permukaan air terdiri dari skala 0 8. Berikut ini adalah keterangan skala 0 sampai 8 : 1. Skala 0 berisi keterangan Kering, kondisi ini terjadi ketika permukaan air berada di bawah sensor Skala 1 atau 2 berisi keterangan Aman, kondisi ini terjadi ketika permukaan air berada pada sensor 1 atau sensor Skala 3 atau 4 berisi keterangan Waspada, kondisi ini terjadi ketika permukaan air berada pada sensor 3 atau sensor Skala 5 atau 6 berisi keterangan Siaga, kondisi ini terjadi ketika permukaan air berada pada sensor 5 atau sensor Skala 7 atau 8 berisi keterangan Bahaya, kondisi ini terjadi ketika permukaan air berada pada sensor 7 atau sensor 8. Berikut ini adalah cara kerja sensor dalam mendapatkan nilai : 1. Mikrokontroller selalu memeriksa kondisi sensor 1 sampai 8 secara berulang (setiap detik). 2. Mikrokontroller akan mengirim data 0 jika semua sensor tidak aktif. 3. Sensor aktif apabila terhubung dengan common (air sebagai media penghantar). 4. Sensor aktif ditandai dengan lampu led menyala. 5. Mikrokontroller selalu mengirim status sensor terakhir yang aktif ke Com 32 melalui transmisi RS Data yang dikirim oleh mikrokontroller berupa kode ASCII dalam bentuk string.

8 Berikut ini digram alur untuk cara kerja sensor pada gambar 3.6. Mulai Mikrokontroller memeriksa sensor Sensor Aktif N Kirim data Nol Y Lampu Led Menyala Kirim data bentuk ASCII ke Com1 Selesai Gambar 3.6 Diagram alur kerja sensor Komunikasi Serial Mikrokontroler dengan Komputer Antarmuka serial RS232 dibutuhkan untuk menjembatani jalur komunikasi serial (RS232) komputer dengan sistem mikrokontroler. Hal ini dikarenakan kedua sistem ini memiliki arus tegangan logika yang berbeda (RS232 menggunakan arus -12V dan +12V untuk mewakili logika 1 dan 0, sedangkan keluaran mikrokontroler menggunakan aras tegangan TTL +5V dan 0V). Rangkaian yang digunakan ditunjukkan gambar 3.7 (dikutip dari datasheet MAX232 ).

9 Gambar 3.7 Antar muka serial mikrokontroler dengan komputer Perancangan Perangkat Lunak Pada tugas akhir ini bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa assembler. Dalam membuat tugas akhir ini digunakan program MA51. MA51 merupakan sebuah perangkat lunak pengubah bahasa assembler ke dalam kode kode bahasa mesin. Bahasa assembler sendiri memungkinkan kita untuk berkomunikasi dengan mikrokontroller sehingga alat dapat berkerja. Selain menggunakan bahasa assembler pada perancangan sistem monitoring ketinggian air ini juga menggunakan bahasa Visual Basic untuk antarmuka. 1. Perancangan Proses Perancangan diagram alir sistem monitoring ketinggian permukaan air terdiri dari beberapa perancangan diagram alir yaitu: menu login, monitoring data, cari data, cetak data dan lihat grafik. Perancangan diagram alir sistem monitoring ketinggian permukaan air akan menggambarkan urut-urutan/tahapan kegiatan yang dilakukan oleh operator serta tahapan penggunaan tampilan informasi pada PC monitoring. Diagram alir sistem monitoring ketinggian permukaan air ditunjukkan pada gambar 3.8.

10 Mulai Login T Y Monitoring data Cari data Lihat grafik Cetak data Selesai Gambar 3.8 Perancangan diagram alir monitoring ketinggian air Urutan proses sistem dapat dijelaskan pada saat pengguna melakukan login dan berhasil maka akan langsung terhubung pada tabel monitoring, pada tabel monitoring ini pengguna bisa mendapat informasi mengenai data realtime ketinggian permukaan air di semua gardu yang ada pada sistem monitoring. di dalam tabel monitoring ini pengguna dapat memilih untuk melakukan proses cari data atau proses lihat grafik. Pada proses cari data, data dapat dicari berdasarkan tanggal yang diinginkan. Sistem monitoring akan menampilkan data atau hasil berdasarkan tanggal yang sudah diisi oleh pengguna kemudian pengguna dapat melakukan proses cetak dan keluar sistem. Pada proses lihat grafik pengguna dapat melihat grafik realtime monitoring ketinggian permukaan air pada gardu lokal dan gardu-gardu yang lain dan kemudian keluar sistem.

11 2. Use Case Diagram Diagram Use Case adalah diagram yang menunjukkan fungsionalitas suatu sistem atau kelas dan bagaimana sistem tersebut berinteraksi dengan dunia luar dan menjelaskan sistem secara fungsional yang terlihat user. Biasanya dibuat pada awal pengembangan. Diagram Use case menggambarkan fungsionalitas yang diharapkan dari sebuah sistem. Yang ditekankan adalah apa yang diperbuat sistem, dan bukan bagaimana. Sebuah use case merepresentasikan sebuah interaksi antara aktor dengan sistem. Use case merupakan sebuah pekerjaan tertentu, misalnya login ke sistem, melihat tabel, dan sebagainya. Seorang/sebuah aktor adalah sebuah entitas manusia atau mesin yang berinteraksi dengan sistem untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan tertentu. Use case diagram dapat sangat membantu bila kita sedang menyusun requirement sebuah sistem, mengkomunikasikan rancangan dengan klien, dan merancang test case untuk semua fitur yang ada pada sistem. Sebuah use case dapat meng-include fungsionalitas use case lain sebagai bagian dari proses dalam dirinya. Secara umum diasumsikan bahwa use case yang di-include akan dipanggil setiap kali use case yang meng-include dieksekusi secara normal. Sebuah use case dapat diinclude oleh lebih dari satu use case lain, sehingga duplikasi fungsionalitas dapat dihindari dengan cara menarik keluar fungsionalitas yang common. Sebuah use case juga dapat meng-extend use case lain dengan behaviour-nya sendiri. Sementara hubungan generalisasi antar use case menunjukkan bahwa use case yang satu merupakan spesialisasi dari yang lain. Use case diagram adalah gambaran graphical dari beberapa atau semua actor, use case, dan interaksi diantara komponen-komponen tersebut yang memperkenalkan suatu sistem yang akan dibangun. Use case diagram menjelaskan manfaat suatu sistem jika dilihat menurut pandangan orang yang berada di luar sistem. Diagram ini menunjukkan fungsionalitas suatu sistem atau kelas dan bagaimana sistem tersebut berinteraksi dengan dunia luar. Use case diagram dapat digunakan selama proses analisis untuk menangkap requirements sistem dan untuk memahami bagaimana sistem seharusnya bekerja. Selama tahap desain, use case diagram berperan untuk

12 menetapkan perilaku (behavior) sistem saat diimplementasikan. Dalam sebuah model mungkin terdapat satu atau beberapa use case diagram. Kebutuhan atau requirements sistem adalah fungsionalitas apa yang harus disediakan oleh sistem kemudian didokumentasikan pada model use case yang menggambarkan fungsi sistem yang diharapkan (use case), dan yang mengelilinginya (actor), serta hubungan antara actor dengan use case (use case diagram) itu sendiri. Gambar 3.9 Berikut ini menunjukkan use case sistem monitoring ketinggian air. Melihat data tabel dan grafik Login Petugas pintu air Mencari data Mencetak data <<extend>> Gambar 3.9 Use case sistem monitoring ketinggian air 3. Basis Data Pada perancangan sistem monitoring ketinggian permukaan air basis data yang dipakai menggunakan MS Access Di dalam basis data ini hanya menyimpan tabel config, login dan sensor. Tabel config berisi informasi mengenai alamat ip pada masing-masing gardu, tabel login berisi informasi mengenai user name dan password dan tabel sensor berisi informasi mengenai data ketinggian permukaan air hasil pengukuran sensor. Tabel config terdiri atas 3 field yaitu id, gardu dan alamat ip. Tabel login terdiri atas 4 field yaitu id, username, password dan gardu. Tabel sensor terdiri atas 6 field yaitu id,no_gardu, tanggal, jam, hasil_sensor dan keterangan.

13 4. Perancangan Antarmuka Perancangan antarmuka sistem monitoring ketinggian permukaan air adalah program utama yang dibuat dengan bahasa pemrograman Visual Basic. Program ini akan menampilkan data data ketinggian permukaan air dari data yang telah disimpan pada basis data. Untuk pembacaan data dengan menggunakan port serial, diperlukan sebuah komponen tambahan. Komponen serial yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah Mscomm32.ocx, Ms. Adodc, datagrid control. a. Perancangan Antarmuka Login Dalam perancangan ini bertujuan untuk menjalankan atau menghubungkan dengan program monitoring pengukuran ketinggian permukaan air. Sebelum penngguna masuk ke dalam sistem monitoring ketinggian permukaan air ini, pengguna harus melakukan login terlebih dahulu. Dalam perancangan sistem monitoring ketinggian permukaan air ini menampilakan menu : User name, Password, Login, dan Logout. Lihat gambar User Name : Password: Logout Login Gambar 3.10 Interface login 5. Perancangan antarmuka monitoring ketinggian permukaan air

14 TABEL DATA REAL TIME Id No Gardu Tanggal Jam Hasil Sensor Keterangan Gardu 1 Gardu 2 Gardu 3 Gardu 4 Gardu 5 Lihat Grafik Cari Data Cetak Keluar Gambar 3.11 Antar muka monitoring permukaan air 6. Uraian Teknis Setelah proses login berhasil, pengguna langsung akan terhubung dengan tabel data monitoring. Untuk menampilkan data data mengenai ketinggian air dapat dilakukan dengan menekan tombol gardu. Untuk menampilkan data ketinggian permukaan air pada gardu 1 maka tombol yang di tekan adalah gardu 1, untuk menampilkan data ketinggian permukaan air sungai pada gardu 2 maka tombol yang ditekan adalah gardu 2, begitu juga selanjutnya untuk gardu yang lainnya. Pada tabel data monitoring ini pengguna dapat melakukan proses cari data atau proses lihat grafik realtime. Proses cari data berfungsi untuk menampilkan data-data ketinggian permukaan air sungai berdasarkan gardu-gardu yang diminta berdasarkan rentang waktu yang diinginkan. Data yang di tampilkan adalah data ketinggian permukaan air sungai yang telah disimpan dalam basis data. Pengguna dapat memasukan rentang waktu tanggal yang diinginkan. Format tanggal adalah dd/mm/yyyy. Pada proses cari data ini setelah data berhasil ditampilkan oleh sistem monitoring, pengguna dapat mencetak hasil/data atau keluar sistem. Untuk mencetak data yang diinginkan bisa menekan tombol cetak. Fungsi tombol cetak adalah untuk mencetak data hasil pencarian berdasarkan

15 rentang tanggal yang sudah dimasukan oleh pengguna. Rancangan antarmuka monitoring ketinggian permukaan air seperti pada gambar Konfigurasi Jaringan WLAN (Wireless Local Area Network) Hasil yang ditampilkan oleh komputer ini akan di publikasikan melalui jaringan Wireless Local Area Network. Pada perancangan sistem monitoring ketinggian permukaan air ini konfigurasi yang digunakan adalah mode Ad-hoc. Pada mode Ad-hoc ini untuk melakukan interaksi dengan komputer lain, semua komputer pada tiap gardu yang akan dihubungkan harus memiliki wireless adapter atau untuk laptop harus memiliki fasilitas Wi-fi. Langkah-langkah untuk koneksi jaringan adalah sebagai berikut : a. Melakukan setting alamat IP terhadap semua komputer atau laptop. Subnet mask yang digunakan adalah kelas C. b. Mengaktifkan semua wireless pada PC/laptop dan melakukan koneksi jaringan. c. Membuat folder MKA di drive :D pada masing-masing PC/laptop kemudian folder tersebut di share. d. Melakukan setting alamat IP pada masing masing gardu. Untuk mempermudah setting alamat IP pada gardu, dibuat tabel confiq pada basis data yang berisi mengenai id, gardu, alamat IP.