BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, sebuah sistem pengukuran ketinggian suatu tempat sangatlah dibutuhkan. Berbagai bidang di kehidupan kita banyak yang membutuhkan suatu alat yang dapat mengukur berapa ketinggian suatu tempat, apalagi kegiatan yang berhubungan dengan ketinggian. Dalam bidang pertanian, seorang petani dapat mengetahui tanaman apa yang cocok ia tanam untuk tanaman dengan ketinggian tertentu. Dalam bidang olahraga, seorang pendaki bisa mengetahui berapa ketinggian tempat yang ia daki dan seorang penerjun payung bisa mengetahui berapa ketinggian saat ia terbang. Masih banyak lagi kegunaan alat pengukur ketinggian di dalam segala bidang, seperti penerbangan, navigasi, pementauan cuaca, dan yang lainnya. Sebagai seorang mahasiswa, permasalahan tersebut dapat menjadi sebuah tantangan untuk bagaiamana membuat sebuah alat yang dapat mengukur ketinggian tempat dengan harga yang terjangkau dan berbentuk portable. Pengukuran ketinggian tempat dapat dilakukan dengan mengetahui tekanan udara di tempat tersebut. Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer atau sensor tekanan udara. Perhitungan ketinggian tempat dengan menggunakan tekanan udara dapat dihitung dengan menggunakan rumus barometrik internasional yang sudah ada. Pada alat yang dibuat, pengukuran tekanan udara diukur dengan menggunakan sensor tekanan BMP 085, yang kemudian nilai tekanan udara tersebut dikonversi ke nilai ketinggian menggunakan mikrokontroler Arduino Uno. 1
2 I.2 Rumusan Masalah Adapun permasalahan yang dirumuskan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana membuat dan merancang alat ukur ketinggian dari permukaan air laut berbasis Arduino Uno? 2. Bagaimana membuat alat tersebut teruji oleh standarnya? 3. Bagaimana perbandingan hasil pengukuran alat yang dibuat dengan acuan ketinggian yang standar? I.3 Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah : 1. Membuat alat ukur ketinggian tempat dari permukaan air laut. 2. Membandingkan hasil pengukuran altimeter yang dibuat suatu acuan ketinggian tempat yang standar. 3. Membuat alat ukur yang dibuat menjadi portable (mudah dibawa) I.4 Batasan Masalah Batasan masalah yang dimaksud dalam tugas akhir ini adalah: 1. Mikrokontroler yang digunakan ialah Arduino Uno 2. Objek yang diukur adalah tekanan udara dan ketinggian suatu tempat 3. Sensor yang digunakan adalah sensor BMP 085 I.5 Manfaat penelitian 1. Mampu membuat dan merancang alat yang dapat mengukur ketinggian tempat dan tekanan udara di suatu tempat 2. Menambah pengetahuan serta mengembangkan minat dan kreativitas mahasiswa dalam mengaplikasikan ilmu yang dimiliki dalam suatu bentuk alat ukur yang dibuat. I.6 Metode Penelitian Metode yang dilakukan dalam penelitian dan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
3 1. Studi Literatur - Penelusuran pustaka untuk materi mengenai tekanan udara, hubungan antara ketinggian dan tekanan udara, ARDUINO UNO, dan sensor tekanan udara yang akan digunakan. 2. Konsultasi - Mengajukan konsultasi ataupun pertanyaan dengan dosen pembimbing dan rekan-rekan untuk mendapatkan saran serta masukan yang bermanfaat dalam tuags akhir ini. 3. Perancangan Alat dan Sistem - Hardware (perangkat keras) Meliputi perancangan mekanik dan perancangan sensor yang dihubungkan ke Arduino Uno. - Software (perangkat lunak) Meliputi alat dengan pengolahan program untuk mikrokontroller Arduino IDE 1.4 4. Hasil dan Pengujian meliputi: - Menguji alat dengan pengolahan data keluaran alat yang telah dibuat dan memastikan bahwa software dan hardware telah bekerja dengan baik. 5. Pembahasan - Pembahasan dilakukan dengan membahas hasil penelitian yang didapat dari pengujian yang telah dilakukan sebelumnya. Selain itu dilakukan berbagai analisis setelah alat selesai dikerjakan. I.7 Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan Tugas Akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, yang masing-masing dirinci dalam beberapa bab, yaitu: BAB 1 PENDAHULUAN Dalam bab ini penulis menguraikan secara singkat latar belakang masalah yang membahas mengenai gambaran permasalahan, rumusan masalah yang membahas
4 mengenai identifikasi permasalahan, batasan masalah yang membahas mengenai ruang lingkup permasalahan, tujuan dan manfaat studi yang penulis lakukan dan peroleh dari penyusunan Tugas Akhir ini, dan sistematika penulisan yang berisi tahapan yang ada dalam penulisan Tugas Akhir ini. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Berisi peninjauan kembali pustaka tentang masalah yang berkaitan, tidak selalu harus tepat identik dengan bidang permasalahan yang dihadapi tetapi termasuk pula yang seiring dan berkaitan BAB 3 LANDASAN TEORI Pada bab ini membahas mengenai landasan teori dan konseptual dengan menggunakan beberapa teori dan pengertian yang dapat digunakan dalam menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan topik dan fokus kajian. BAB 4 PERANCANGAN SISTEM Memuat perancangan sistem perangkat keras dan perangkat lunak. Sistem tersebut meliputi desain sistem secara keseluruhan, skematik rangkaian, diagram blok dan diagram alir dari sistem ini. BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini penulis membahas tentang Diagram Alir Data, Database dan Relasi, Desain Antar Muka (Menu Utama, Menu Input, dan Menu Output), Flowchart, Listing Program, Hasil Tampilan Program, Spesifikasi Program dan Prosedur Penggunaan Program. BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini penulis menguraikan tentang kesimpulan dan saran dalam penulisan Tugas Akhir ini guna pengembangan sistem untuk menjadi lebih baik.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Arifin (2009) Telah membuat altimeter dengan menggunakan sensor tekanan udara (intgrated silicon pressure sensor) sebagai tranduser yang menghasilkan tegangan keluaran yang proporsional dengan tekanan udara. Rangkaian ADC sebagai pengubah masukan analog menjadi data-data digital dan alat ini dikontrol dengan mikrokontroller dengan display LCD 16x2 sebagai penunjuk informasi ketinggian tempat. Alat ukur yang dibuat memiliki bentuk portable dan mampu mengukur ketinggian tempat dari permukaan air laut pada 350 hingga 464 Meter dengan range tekanan udara yang diukur antara 95kPa hingga 97kPa. Alat ini didesain mampu mengukur ketinggian hingga 4095 Meter pada level tekanan udara sebesar 60kPa. Secara keseluruhan alat ukur yang dibuat memiliki tingkat kesalahan pembaca rata-rata sebesar 9,36%. Irsan (2014) Telah membuat altimeter dengan metode metode yang telah ditetapkan untuk mencari hasil pengukuran tekanan udara berdasarkan tempat tinggal dari atas permukaan laut dengan menggunakan 1 sensor BMP 085 yang fungsinya adalah sensor untuk mengukur tekanan udara (Barometer) dengan nilai output berupa satuan Pa (Pascal), dengan memanfaatkan tekanan udara berdasarkan ketinggian terhadap permukaan laut, maka sensor ini juga dapat mengukur ketingian (Altimeter). Hasil dari tegangan tersebut diubah kedalam bentuk data digital oleh ADC yang terdapat pada mikrokontroler ATMega 8535. Data hasil pengelolahan mikrokontroler akan ditampilkan ke LCD. Anwar (2015) Telah membuat prototype sistem monitoring dan recording keadaaa cuaca dari jarak jauh secara realtime. Sistem ini mengukur nilai suhu, kelembapan udara, intensitas cahaya dan tekanan udara. Sistem ini terdiri dari 2 bagian pengirim dan penerima. Bagian pengirim menggunakan DHT11 untuk mengukur suhu dan kelembapan, sensor BH1750 untuk mengukur intensitas cahaya, sensor BMP 180 untuk mengukur tekanan udara dan RTC DS1307 untuk 5
6 membaca waktu pengukuran. Keseluruhan sensor ini terhubung dengan mikrokontroler ATMEGA 328 sebagai Unit Telemetry Kit 433 MHz receiver dan diproses oleh Arduino UNO yang di dalamnya terdapat ATMEGA 328. Data disimpan dalam database MySQL menggunakan modul Ethernet Shield. Data dalam database dapat dilihat melalui web dalam bentuk tabel dan grafik. Dari hasil pengujian menunjukan bahwa sistem ini dapat bekerja dengan baik sesuai rancangan yang telah dibuat. No. Nama Penulis Judul 1. Arifin (2009) Perancangan dan Pembuatan Alat Pengukur Ketinggian Tempat dari Permukaan Air Laut Berbasis Mikrokontroller AT89C4051 (ALTIMETER DIGITAL) 2. Irsan (2014) Alat Ukur Ketinggian Tempat dari Atas Permukaan Laut Berdasarkan Tekanan Udara Dengan Sensor BMP 085 3. Anwar (2015) Prototipe Sistem Monitoring dan Recording Suhu, Kelembapan Udara, Intensitas Cahaya dan Tekanan Udara Berbasis Mikrokontroler ATMEGA 328 dan Database My SQL dengan Tampilan Web.