BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sungai adalah saluran air yang terbuka dan memanjang yang mengalir terus-menerus dari hulu (sumber) ke hilir (muara). Sungai merupakan sumber kehidupan bagi masyarakat yang hidup di sepanjang bantaran sungai dan masyarakat yang tinggal di perkotaan sekitar sungai tersebut. Air sungai tersebut diolah menjadi sumber air bersih dan banyak di manfaatkan oleh masyarakat seperti digunakan untuk irigasi, perikanan, olahraga dll. Dewasa ini, ketika musim hujan tak jarang air yang berada di sungai meluap. Hal tersebut sebenarnya disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi. Intensitas hujan yang tinggi merupakan salah satu penyebab debit sungai yang besar yang menyebabkan pula ketinggian muka air sungai meningkat sehingga menyebabkan bencana banjir. Dampak bencana banjir antara lain banjir dapat merusak sarana prasarana umum, mengakibatkan terjadinya pemadaman listrik, mengganggu atau bahkan merusak perekonomian, serta banjir dapat mendatangkan wabah penyakit. Salah satu antisipasi terjadinya banjir adalah dengan mengetahui penambahan tinggi air pada muka air sungai. Untuk itu diperlukan pengukuran ketinggian muka air sungai untuk mengetahui seberapa besar potensi terjadinya banjir. Pada tugas akhir ini, penulis mencoba membangun suatu alat yang mampu mengukur tinggi permukaan air sungai sehingga dapat dipantau menggunakan perangkat komputer serta bila dalam keadaan bahaya dapat menginformasikan kepada warga sekitar. Perancangan alat ini bertujuan menerapkan peringatan dini banjir dengan menggunakan teknologi yang sesuai. Penulis juga lebih menekankan unsur metrologi yaitu dengan melakukan pengukuran ketinggian air serta membandingkan pengukuran ketinggian air saat kondisi diam dan saat kondisi bergerak. Pada perancangan alat ini, penulis menggunakan sensor ultrasonik dimana perubahan pada ketinggian air akan menyebabkan pemantulan terhadap 1
2 gelombang yang dipengaruhi nilai sensor ultrasonik itu sendiri. Data kemudian akan diproses oleh mikrokontroler Arduino Uno dan akan mengetahui ketinggian permukaan air yang dibuat dengan level-level tertentu dengan keluaran secara real time untuk memberitahukan level ketinggian permukaan air secara langsung. Data dapat ditampilkan di software LabVIEW sebagai tampilan interface untuk dapat memantau ketinggian muka air dan level status air sungai dengan perangkat komputer. Penulis memvariasi pembuatan rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai dengan penambahan gelombang pada air di dalam akuarium dengan pompa sirkulator akuarium, penulis melakukan pengukuran tinggi gelombang air serta penulis juga mambandingkan ketinggian air pada saat air bergerak dan pada saat air dalam keadaan diam. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka timbul perumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana cara membuat rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis Arduino Uno skala laboratorium? 2. Bagaimana mengimplementasikan data masukan dari sensor untuk pengukuran ketinggian air serta sistem dapat dipantau melalui komputer? 3. Bagaimana hasil pengujian rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis Arduino Uno skala laboratorium dengan mengukur ketinggian air dan membandingkan ketinggian air saat kondisi diam maupun bergerak? 1.3. Batasan Masalah Berdasarkan rumusan masalah di atas, penulis membatasi permasalahan tersebut sebagai berikut : 1. Membuat rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis Arduino Uno skala laboratorium dengan menggunakan sensor ultrasonik.
3 2. Mikrokontroler yang digunakan dalam pembuatan rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai adalah Arduino Uno sebagai pemroses data dan pengatur dari seluruh kegiatan sistem yang dibuat. 3. Mengimplementasikan data masukan dari sensor untuk pengukuran ketinggian air serta sistem dapat dipantau melalui komputer dengan software LabVIEW. 4. Pengujian alat dilakukan pada sebuah akuarium sebagai penampung air. 5. Informasi ketinggian air akan ditampilkan melaui interface LabVIEW berupa nilai ketinggian air dalam satuan cm (centimeter) dan level status air (aman, waspada, dan bahaya). 6. Pengukuran hanya difokuskan pada perubahan dan selisih ketinggian air yang terjadi. 7. Membandingkan ketinggian air pada saat air kondisi diam, bergelombang, dan bergelombang yang diberi hambatan. 8. Volume, tekanan, dan debit air tidak diperhitungkan dalam parameter pengukuran dari sistem. 9. Perhitungan akuisisi data yang disajikan adalah selisih antara tinggi sensor dari set point dengan variable jarak yang terukur oleh sensor ultrasonic. 1.4. Tujuan Tujuan penulisan Tugas Akhir yang diharapkan penulis sebagai berikut : 1. Membuat sebuah rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai skala laboratorium menggunakan mikrokontroler Arduino Uno yang mampu mengukur ketinggian air yang dapat dipantau melalui perangkat komputer menggunakan software LabVIEW. 2. Mengimplementasikan data masukan dari sensor untuk pengukuran ketinggian air serta dapat dipantau melalui perangkat komputer.
4 3. Menguji hasil dari rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis arduino skala laboratorium. 1.5. Manfaat Hasil perancangan dan pengujian alat yang diharapkan oleh penulis yakni dapat memberikan manfaat sebagai berikut : 1. Dapat mengetahui bagaimana cara kerja mikrokontroler menghitung ketinggian air. 2. Menginformasikan ketinggian muka air sungai pada penampungan dan level status air (aman, waspada, bahaya) tampilan interface LabVIEW. 3. Sebagai media untuk menerapkan mikrokontroler dengan dunia teknologi informasi. 1.6. Metodologi Penelitian Metodologi yang digunakan dalam penelitian tugas akhirrancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis arduino uno skala laboratorium, terdiri dari beberapa tahapan yaitu : 1. Studi pustaka guna mencari materi yang terkait dengan judul tugas akhir ini melalui internet maupun perpustakaan mengenai mikrokontroler Arduino, software Arduino 1.0 (IDE), software interface LabVIEW, sensor ultrasonic, pengukuran ketinggian dengan sensor ultrasonik, dan analisis serta pengolahan data pengujian alat menggunakan sensor ultrasonik. 2. Perancangan alat yang akan dibuat dengan mempersiapkan komponen serta software yang akan digunakan seperti sensor ultrasonic, mikrokontroler Arduino Uno, pompa sirkulator akuarium, akuarium, software Arduino IDE 1.0.1, dan software LabVIEW. 3. Pembuatan rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis Arduino Uno skala laboratorium dalam bentuk hardware dimana alat dirancang sedemikian rupa agar sederhana tetapi menarik dan mudah
5 untuk digunakan dan software yang digunakan untuk mengkoneksikan hardware tersebut menggunakan mikrokontroler Arduino Uno serta megkoneksikan software yang digunakan untuk menampilkan data dan dapat dipantau menggunakan perangkat komputer dengan software LabVIEW. 4. Pengujian rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis arduino uno skala laboratorium dengan mengukur tinggi muka air yang dimasukkan ke dalam akuarium serta membandingkan ketinggian air pada saat air kondisi diam, bergelombang, dan bergelombang yang diberi hambatan. 5. Pengambilan data dan analisis hasil pengujian rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis arduino uno skala laboratorium. Pengambilan data yaitu tinggi air yang terbaca pada LabVIEW serta tingkat keakurasian sensor. Analisis yang dimaksud yaitu membandingkan nilai tinggi standard dengan tinggi yang terbaca pada LabVIEW yang menggunakan sensor ultrasonic serta membandingkan ketinggian air pada saat air kondisi diam, bergelombang, dan bergelombang yang diberi hambatan. 6. Penyusunan laporan 1.7. Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Bab pendahuluan berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, dan sistematika pembahasan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini memuat informasi-informasi tentang hasil penelitian yang telah dilakukan terkait dengan pembuatan rancang bangun alat ukur tinggi muka air sungai berbasis Arduino Uno skala laboratorium menggunakan interface LabVIEW.
6 BAB III DASAR TEORI Pada bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja rangkaian. Teori pendukung pendukung yang dibahas antara lain :pengertian sungai, sensor ultrasonik HC-SR04, mikrokontroler Arduino Uno, software IDE Arduino, dan software LabVIEW BAB IV PERANCANGAN SISTEM Pada bagian ini akan dibahas perancangan alat yairu perancangan sistem, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak. BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini yang akan dibahas tentang hasil pengujian dan analisa dari alat untuk membuktikan kebenaran dari alat yang dibuat. BAB V PENUTUP Bab ini dijelaskan kesimpulan dan saran dari alat / data yang dihasilkan.