BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada era modern ini, laju perkembangan teknologi semakin hari semakin bertambah maju, dengan mengedepankan digitalisasi suatu perangkat, maka akan berdampak pada kemudahan dalam menggunakan perangkat-perangkat tersebut. Penerapan digitalisasi juga dilakukan pada perangkat industri yang biasanya perangkat tersebut digunakan secara terus-menerus, sehingga suatu industri akan sangat bergantung pada perangkat tersebut kaitannya dengan produktivitas. Penggunaan digitalisasi akan sangat mempermudah dalam pengoperasian perangkat-perangkat tersebut, ditambah lagi meminimalkan penggunaan manusia sebagai tenaga pekerja atau operator perangkat industri yang biasanya memiliki banyak kelalaian, dengan menggunakan sistem yang digital maka akan menambah akurasi dan efisiensi dari sistem tersebut, sehingga produksi yang dihasilkan akan semakin meningkat. Terkait dengan sistem kendali yang modern, telah banyak dikenal suatu kendali digital yang diberi nama SCADA ( Supervisory Control And Data Acuisition). SCADA meliputi kontrol kendali suatu perangkat, dan monitoring akuisi data. SCADA dilakukan dengan software user interface pada perangkat PC dengan perantara PLC atau Embedded system. Salah satu software SCADA yang sering digunakan pada industri adalah LabVIEW. Seiring berkembangnya teknologi kegiatan pengukuran menjadi elemen penting dalam kegiatan sehari-hari. Salah satunya adalah pengukuran volume fluida pada bejana atau tangki silinder yang sangat penting di dalam suatu proses industri seperti produk minyak, pembangkit listrik, dan industri kimia. Penentuan volume fluida pada tangki industri secara umum masih banyak yang menggunakan tongkat duga (depth stick), hal ini dapat menimbulkan pengukuran
ketinggian fluida yang kurang akurat, dimana salah satu penyebabnya adalah tidak tegak lurusnya tongkat duga terhadap permukaan fluida. Pengisian air kedalam bejana menggunakan pompa juga sering kita jumpai di rumah tangga maupun industri, tapi pengendaliannya sebatas kendali manual dengan menggunakan saklar yang tentunya memiliki beberapa kelemahan, diantaranya tidak diketahuinya presentase mesin pompa saat bekerja dalam pengisian air, dan mesin pompa akan lebih sering aktif karena perbedaan variable batas bawah dan atas yang sangat kecil. Penggunaan kendali yang sudah terdigitalisasi terutama menggunakan SCADA Control, maka akan sangat bermanfaat jika diterapkan untuk membuat sistem pengisian cairan pada suatu bejana dimana level fluida dan volume fluida dapat dimonitor dalam penampil user interface menggunakan suatu HMI SCADA yang mewakili suatu PC, processor dan plan yang meliputi sensor dan actuator. Mengacu dari permasalahan tersebut maka dibuat sebuah purwarupa sistem yang mempresentasikan pengukuran dan pengendalian level fluida dan volume fluida yang di integrasikan melalui komputer. diharapkan dapat membantu memecahkan masalah dan menjadikan solusi yang bermanfaat bagi kalangan industri maupun kalangan masyarakat sehingga dapat melakukan pekerjaan yang lebih efektif. 1.2 Rumusan Masalah Dari latar belakang diatas dapat diambil beberapa permasalahan yaitu : 1. Bagaimana membuat peralatan yang mampu memonitor serta mengontrol pengisian dan pengeluaran volume air di dalam bejana? 2. Bagaimana menampilkan data jarak, presentase dan volume air pada perangkat komputer menjadi suatu HMI (Human Mecine Interface) menggunakan interaksi Arduino UNO dan LabVIEW, yang dilengkapi dengan sensor level elektroda dan sensor ultrasonik? 3. Bagaimana membuat sistem pengendalian volume air melalui perangkat komputer menjadi suatu HMI (Human Mecine Interface) menggunakan interaksi Arduino UNO dan LabVIEW?
1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Membuat sistem yang dapat mengukur dan mengendalikan volume ketinggian cairan dengan didukung HMI (Human Machine Interface) berbasis LabVIEW. 2. Merancang dan mengimplementasikan sistem monitoring volume fluida dalam bejana menggunakan sensor ultrasonik dan sensor elektroda yang mampu mengendalikan volume cairan pada bejana. 3. Mempermudah proses monitoring suatu sistem pengisian fluida cair kedalam bejana yang sudah disediakan. 4. Meningkatkan efisiensi dalam pengisian air dengan menggunakan rangkaian elektronik dan kendali digital berbasis HMI. 1.4 Batasan Masalah Dalam perancangan alat ini ditentukan batasan-batasan masalah yang meliputi, antara lain: 1. Prinsip kerja alat adalah agar data pengukuran tinggi dan volume air dapat ditampilkan pada perangkat monitor. 2. Pengisian air pada bejana ada dua sistem kendali pilihan yaitu local control yang mengunakan sensor level air elektroda dan remote control yang menggunakan kendali scada pada LabVIEW didukung sensor ultrasonik, kedua kendali dapat digunakan sebagai pengaktifan pompa. 3. Sistem ini menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 atau sensor level air elektroda untuk mengukur tinggi permukaan cairan pada bejana. 4. Menggunakan Board Arduino UNO sebagai perangkat penyalur data input dan output system (buffer). 5. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah blok diagram LabVIEW, pemrograman Arduino hanya dilakukan sekali saat pengisian frimware LabView Interface For Arduino yang sudah tersedia. 6. Sistem ini menggunakan solenoid valve untuk mengeluarkan air pada bejana melalui kendali manual pada LabVIEW.
7. Tidak memperhitungkan aspek gelombang ultrasonik terhadap kelembaban, tekanan, dan suhu. 8. Pengambilan sampel data berdasarkan probabilitas data yang terjadi pada sistem. 1.5 Metode Penelitian Metode-metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1) Menentukan topik yang akan diangkat yang dilatar belakangi dengan keadaan dan permasalahan. 2) Melakukan kajian dan pembelajaran lebih lanjut tentang sistem yang dibahas pada penelitian ini dengan metode: a.) Studi Literatur, yaitu mempelajari dan memahami artikel, karya tulis, jurnal, makalah serta buku yang terkait dengan Board Mikrokontroler Arduino UNO, LabVIEW, sensor ultrasonik HC- SR04, solenoid valve, relay, transistor, dan teknologi yang mendukung dalam sistem tersebut. b.) Konsultasi dengan dosen pembimbing mengenai rancang bangun sistem dan inovasi-inovasi yang bisa diterapkan pada sistem serta masukan rekan-rekan untuk mendapatkan saran yang bermanfaat. 3) Membuat perancangan sistem yang terdiri dari dua bagian, yaitu: 1. Perangkat Keras (Hardware) - Pembuatan simulator aliran yang dibuat meliputi pembuatan mekanik rangka besi penyangga bejana serta penempatan sensor, aktuator, dan rangkaian komponen elektronik. - Penggunan sensor ultrasonik HC-SR04. - Penggunaan Pompa dan solenoid valve. - Pembuatan rangkaian Driver relay yaitu rangkaian pengendali pompa dan solenoid valve. - Pembuatan rangkaian power supply sebagai penyuplai tegangan.
2. Perangkat Lunak (Software ) Meliputi pembuatan interaksi program Arduino UNO dan LabVIEW sebagai software antarmuka pada perangkat PC (Personal Computer) sehingga sistem yang ada dapat berfungsi sebagaimana yang diharapkan. 4) Implementasi dan Pengujian meliputi : - Pengujian pada bagian sistem yang mencakup pengujian terhadap hardware, sensor, hasil perhitungan mikrokontroler menggunakan nilai konstan yang sudah dikalibrasi. - Pengujian sistem secara keseluruhan untuk memastikan bahwa alat telah bekerja dengan baik dan hasilnya sesuai dengan yang diinginkan. 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. 1.6 Sistematika Penulisan Laporan Laporan penelitian dalam pembuatan Tugas Akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut : BAB I. PENDAHULUAN Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang, tujuan, pembatasan masalah, metode pengumpulan data, dan metode penelitian, sistematika penulisan laporan. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini memaparkan hasil penelitian terdahulu atau teknologi yang berkaitan dengan penelitian yang dilakukan oleh penulis. BAB III. LANDASAN TEORI Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian.
BAB IV. PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, rancangan port arduino dari masing-masing komponen dan diagram alir dari program yang akan digunakan pada sistem. BAB V. IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN Pada bab ini berisi penjelasan tentang implementasi dari rancangan yang telah dibuat sebelumnya yang meliputi implementasi secara hardware maupun secara software. BAB VI. ANALISA DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi pengujian sistem secara keseluruhan untuk kemudian dibahas dan dianalisis hasil dan kinerjanya. BAB VII. KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama. DAFTAR PUSTAKA Berisi tentang judul beserta pengarang dari buku-buku yang digunakan untuk menunjang terselesaikannya tugas akhir ini. LAMPIRAN Berisi data-data penunjang dari komponen atau rangkaian.