7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Air

Air adalah unsur yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia,

bahkan dapat dipastikan tanpa pengembangan sumberdaya air secara

konsisten peradaban manusia tidak akan mencapai tingkat yang dinikmati

sampai saat ini. Oleh karena itu pengembangan dan pengolahan sumber daya

air merupakan dasar peradaban manusia (Sunaryo, dkk, 2005).

Salah satu faktor penting penggunaan air dalam kehidupan sehari-hari

adalah untuk kebutuhan air minum. Air bersih merupakan air yang harus

bebas dari mikroorganisme penyebab penyakit dan bahan-bahan kimia yang

dapat merugikan kesehatan manusia maupun makhluk hidup lainnya. Air

merupakan zat kehidupan , di mana tidak ada satupun makhluk hidup di bumi

ini yang tidak membutuhkan air .

Sebagian besar penduduk di Indonesia masih menggunakan air sumur

sebagai sumber air bersih untuk memenuhi kebutuhan hidupnya sehari-hari.

Dengan bertambahnya aktivitas dan jumlah penduduk, maka jumlah air bersih

yang diperlukan manusia akan semakin meningkat. Secara global kuantitas

sumber daya tanah dan air relatif tetap, sedangkan kualitasnya makin hari

makin menurun.

8

2.2 Pengertian Meteran Air

Alat untuk mengukur banyaknya aliran air secara terus menerus melalui

sistem kerja peralatan yang dilengkapi dengan unit sensor, unit penghitung,

dan unit indikator pengukur untuk menyatakan volume air yang lewat.

Sedangkan badan meter air merupakan bagian utama yang ditengahnya

merupakan ruang untuk menempatkan alat hitung dan mempunyai saluran

masuk dan saluran keluar pada sisi yang berlawanan. (SNI 2547:2008)

2.3 Alat Pencatat Penggunaan Air Saat ini

Bagi pelanggan PDAM, istilah 'sistem tembak' pencatatan meteran

sudah tidak asing lagi. Istilah ini timbul karena petugas pencatat biasanya

tidak datang ke rumah pelanggan melihat langsung angka di meteran airnya.

Mereka hanya 'main tembak' dari jauh. Tidak heran jika kemudian banyak

konsumen yang melayangkan keluhannya ke perusahaan. Tapi itu dulu.

PDAM kemudian berbenah. Dengan memanfaatkan teknologi yang ada, sejak

April 2012 lalu digunakanlah sistem barcode dalam pencatatan meteran.

Penerapan sistem baru ini bertujuan untuk meningkatkan akurasi dan efisiensi

pencatatan meter air.

Dengan menggunakan sistem baru, petugas pencatat hanya tinggal memfoto

barcode dan angka yang tertera dalam meteran air, dengan menggunakan

handphone berprogram khusus. Barcode tersebut sudah langsung

teridentifikasi dengan ID pelanggan. Keuntungannya, laporan bisa dilengkapi

dengan foto. Sistem ini juga akan mempermudah petugas di lapangan, akurasi

data pencatatan, lebih terpercaya, dan mengefisiensikan waktu pencatatan.

9

Petugas juga diwajibkan datang ke lokasi. Jika tidak datang, mereka tidak

akan bisa mencatat stan meteran. Diharapkan data hasil transaksi merupakan

data aktual dari lokasi pelanggan langsung. Pencatat meteran PDAM yang

berada di tidak lagi memasukkan angka meteran dengan perkiraan pemakaian

per bulan.

Dengan menggunakan teknologi barcode maka proses input data

hanya pada saat pencatatan di lapangan saja. Sehingga pada saat upload data,

data tersebut bisa diakses langsung sehingga tidak ada sistem input yang

rawan kesalahan. Hanya saja, dalam perjalanannya banyak barcode yang

hilang, baik karena dicabut, terhapus karena hujan dan beberapa penyebab

lainnya. Sehingga yang efektif memanfaatkan sistem ini sekitar 60-70 persen

pelanggan.

Untuk pembacaan meteran menggunakan dua barcode. Ada yang

ukuran sebesar tempat menulis nama di undangan pernikahan, dan ada yang

kecil. Barcode ukuran besar yang terdapat data pelanggan biasanya ditempel

di pagar bagian depan rumah. Sementara yang ukuran kecil ditempel di

meteran.

Ketika petugas pembaca meteran datang, mereka langsung scan

barcode melalui handphone. Kemudian muncul nomor pelanggan. Ponsel

meminta untuk memfoto angka meteran. Setelah ok, langsung disimpan.

Penggunaan sistem ini bukanlah tanpa cela. Sebab dengan barcode ada

kemungkinan terjadi pembaca meteran salah obyek. Itu karena barcode sudah

tidak ada. Jika ini terjadi, termasuk ketika pembacaan meteran tidak bisa

dilakukan karena pelanggan tidak di rumah dan pintu pagar dalam kondisi

10

terkunci, maka sistem taksasipun diberlakukan.

Selain barcode, PDAM juga menerapkan penggunaan kamera dalam

pencatatan meteran. Sistem ini setidaknya dapat membantu menekan jumlah

komplain pelanggan akibat tingginya biaya yang harus dibayar setiap

bulannya. Karena jika mereka datang dan mempertanyakan penyebab

melonjaknya pembayaran, pihak PDAM bisa langsung menunjukkan bukti

dengan memperlihatkan hasil foto meteran yang dimasukkan petugas.

suatu sistem elektronik untuk mempermudah dalam[2]

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini sangatlah

berkembang dengan pesat, Sebagai contoh dalam pencatatan penagihan air

PDAM pada konsumen saat ini dengan cara mandatangi rumah pelanggan

kurang lebih tiga bulan sekali untuk mencatat meteran air. Untuk itu

digunakannya infra merah sebagai media transmisi maka alat ini dapat

dikendalikan dari jarak jauh hingga 5 meter. Sistem ini mengambil data

secara otomatis, selain itu petugas dapat menggunakan alat meskipun diluar

pagar tanpa harus masuk halaman rumah[1]

2.4 Komponen

2.4.1 Arduino

Arduino adalah sebuah pengendali mikro single-board yang

dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai

bidang. Arduino memiliki hardware dengan prosesor Atmel AVR dan

softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Arduino memiliki

program yang disebut bootloader yang sudah tertanam didalamnya

11

sebelum dijual ke pasaran. Bootloader ini menjembatani antara software

compiler arduino dengan mikrokontroler

Gambar 2.1 Board Arduino (http://it-ebooks.info/read/5/)

Berikut adalah konfigurasi dari Arduino:

Mikrokontroller ATmega328

Beroperasi pada tegangan 5V

Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12V

Batas tegangan input 6 - 20V

Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM)

Pin analog input 6

Arus pin per input/output 40 mA

Arus untuk pin 3.3V adalah 50 mA

Flash memory32 KB yang mana 2 KB digunakan untuk

bootloader

SRAM 2 KB

12

EEPROM 1 KB

Kecepatan clock 16 MHz

2.4.1.1 Memanfaatkan Arduino IDE tanpa Arduino board

Arduino IDE, yaitu software yang beroperasi di komputer.

Tugas dari Arduino Software adalah menghasilkan sebuah file

berformat hex yang akan di-download pada papan arduino atau papan

sistem mikrokontroler lainnya. Ini mirip dengan Microsoft Visual

Studio, Eclipse IDE, atau Netbeans. Lebih mirip lagi adalah IDE

semacam Code::Blocks, CodeLite atau Anjuta yang mempermudah

untuk menghasilkan file program. Bedanya kesemua IDE tersebut

menghasilkan program dari kode bahasa C (dengan GNU GCC)

sedangkan Arduino Software (Arduino IDE) menghasilkan file hex

dari baris kode yang dinamakan sketch

Gambar 2.2 : Interface dari arduino IDE

13

Pada umumnya sketch yang dibuat di Arduino Software di-

compile dengan perintah verify / Compile (Ctrl+R) lalu hasilnya di-

download ke papan Arduino seperti Arduino Uno atau Arduino Mega

2560. Program hasil kompilasi itu lalau dijalankan oleh bootloader.

Ternyata hasil kompilasi dari Arduino Software dapat

dipergunakan dan dijalankan tidak hanya pada papan arduino (Arduino

Boards) atau turunannya yang kompatibel. Program hasil kompilasi itu

dapat dijalankan di sistem mikrokontroller Atmel AVR yang sesuai

bahkan tanpa menggunakan bootloader. Selain memperluas pilihan

varian IC mikrokontroller AVR yang bisa dipergunakan hal ini juga

berarti semakin besar program yang bisa kita muat di flash memori IC

itu.

Gambar 2.3 : Board berbasis mikrokontroler 328

Kemudahan untuk mempergunakan berbagai macam varian

mikrokontroler dalam tulisan ini mengikuti karya dari Mark Sproul.

Beliau telah melakukan pengujian dan kemudian mempublikasikan secara

luas uji cobanya untuk mempergunakan Arduino IDE untuk memprogram

berbagai uC IC AVR [5]

14

2.4.2 Mikrokontroller

Mikrokontroller merupakan salah satu bagian dasar dari suatu sistem

komputer. Sebuah mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar

yang sama dengan sebuah PC namun mikrokontroler memiliki bentuk

yang jauh lebih kecil. AVR adalah keluarga mikrokontroler tipe RISC

diproduksi Atmel yang dikembangkan oleh dua orang mahasiswa

bernama Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan di Norwegian Institute of

Technology yang kemudian diteruskan oleh Atmel Norwegia

Mikrokontroler berbeda dengan mikroprosesor serba guna yang

digunakan dalam sebuah komputer, karena sebuah mikrokontroler

umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal

mikroprosesor, yakni inti prosesor, memori dan interface I/O yang dapat

diprogram. Mikrokontroler biasa digunakan pada produk dan perangkat

yang dapat dikontrol secara otomatis, seperti sistem kontrol mesin mobil,

perangkat medis, pengendali jarak jauh (remote control), mesin

perkantoran, dan bahkan mainan. Mikrokontroler berdasarkan

arsitekturnya dibagi ke dalam dua jenis, yaitu Complex Instruction Set

Computing (CISC) dan Reduced Instruction Set Computing (RISC). CISC

mempunyai lebih banyak instruksi daripada RISC, akan tetapi RISC

memiliki fasilitas internal lebih banyak daripada CISC [6]

15

2.4.2.1 Mikrokontroller 328

Mikrokontroler yang biasa digunakan pada board Arduino. IC

mikrokontroler ini cocok bagi Anda yang ingin membuat Arduino sendiri.

Dibutuhkan kemampuan untuk menginstall boatloader.

Konfigurasi dari MCS 328

MCU, 8BIT, AVR, 32K FLASH, 28PDIP

Controller Family/Series: AVR MEGA

Core Size: 8bit

No. of I/O's: 23

Program Memory Size: 32 KB

EEPROM Memory Size: 1KB

RAM Memory Size: 2KB

CPU Speed: 20MHz

Oscillator Type: External, Internal

No. of Timers: 3

Peripherals: ADC, Comparator, RTC

Embedded Interface Type: I2C, SPI, USART

No. of PWM Channels: 6

Digital IC Case Style: DIP

Supply Voltage Range: 1.8V to 5.5V

Operating Temperature Range: -40C to +85C

No. of Pins: 28

SVHC: No SVHC (20-Jun-2011)

Base Number: megaAVR

16

Clock Frequency: 20MHz

Device Marking: ATMEGA328P-PU

Flash Memory Size: 32KB

IC Generic Number: 328

Interface: I2C, Serial, SPI, USART, 2-Wire

Interface: I2C, SPI, USART

Interface Type: I2C, SPI, USART

Logic Function Number: 328

No. of ADC Inputs: 6

No. of I/O's: 23

Package / Case: PDIP

Program Memory Size: 32KB

Supply Voltage Max: 5.5V

Supply Voltage Min: 1.8V

Termination Type: Through Hole

Gambar 2.4 : Bentuk Fisik Mikrokontroller 328

17

2.4.3 Sensor

Sensor adalah suatu alat yang dapat mengukur atau mendeteksi

kondisi sebenarnya di dunia nyata, seperti pergerakan, panas atau cahaya

dan mengubah kondisi nyata tersebut ke dalam bentuk analog atau digital.

2.4.3.1 G 1/2 Water Flow sensor

Sensor aliran air terbuat dari plastik katup , rotor air , dan sensor

aula-efek. Ketika air mengalir melalui rotor, rotor gulungan,Kecepatannya

berubah dengan tingkat yang berbeda aliran. Hall-sensor efek output pulsa

yang sesuai Signal.

Gambar 2.5 : Water Flow Sensor

(http://www.seeedstudio.com/depot/G12-Water-Flow-Sensor-p-635.html)

2.4.4 Real-Time Clock (RTC) DS1307

Real-time clock DS1307 adalah IC yang dibuat oleh perusasahaan

Dallas Semiconductor. IC ini memiliki kristal yang dapat

18

mempertahankan frekuensinya dengan baik. Real-time clock DS1307

memiliki fitur sebagai berikut:

1. Real-time clock (RTC) meyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal dan

bulan dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100.

2. 56-byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk

penyimpanan.

3. Antarmuka serial Two-wire (I2C).

4. Sinyal keluaran gelombang-kotak terprogram (Programmable

squarewave).

5. Deteksi otomatis kegagalan-daya (power-fail) dan rangkaian switch.

6. Konsumsi daya kurang dari 500nA menggunakan mode baterei cadangan

dengan operasional osilator.

7. Tersedia fitur industri dengan ketahanan suhu: -40C hingga +85C.

8. Tersedia dalam kemasan 8-pin DIP atau SOIC.

Sedangkan daftar pin RTC DS1307 adalah sebagai berikut:

1. VCC Primary Power Supply.

2. X1, X2 32.768kHz Crystal Connection.

3. VBAT +3V Battery Input.

4. GND Ground.

19

5. SDA Serial Data.

6. SCL Serial Clock.

7. SQW/OUT Square Wave/Output Driver.

\

Gambar 2.6 Diagram pin RTC DS1307 [10]

2.4.5 RF Modem

Gambar 2.7 KYL-200U Transceiver Module

KYL-200U adalah salah satu power mikro transceiver . Rendah

penggunaan daya . Pengaplikasiannya biasa di remot kontrol. Modul ini

dapat di hubungkan secara langsung ke PC , RS485 , dan device lainya

dengan sambungan UART langsung.

20

Gambar 2.8 KYL-500L Small Size RF Transceiver

KYL-500L, adalah sebuah modul transceiver yang di rancang

untuk wireless POS terminal. Dengan ukuran yang kecil, pemakaian daya

yang kecil stabil dan handal, dan juga biasanya digunakan untuk sistem

embeded yang lainnya.

2.4.6 Output

2.4.6.1 LCD 16 x 2

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil

yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah

digunakan diberbagai bidang misalnya alalalat elektronik seperti

televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi

LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter

16 x 2. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan

digunakan untuk menampilkan status kerja alat.

Gambar 2.9 : Bentuk Fisik LCD 16 x 2

21

Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut:

Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan.

Setiap huruf terdiri dari 5x7 dot-matrix cursor.

Terdapat 192 macam karakter.

Terdapat 80 x 8 bit display RAM (maksimal 80 karakter).

Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit.

Dibangun dengan osilator lokal.

Satu sumber tegangan 5 volt.

Otomatis reset saat tegangan dihidupkan.

Bekerja pada suhu 0oC sampai 55oC...[8] [9] [10]

2.4.6.2 Komunikasi serial

Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman

data satu persatu pada satuan waktu. Transmisi data pada komunikasi

serial dilakukan per bit. Kelebihan dari komunikasi serial dibandingkan

dengan komunikasi parallel adalah jalur data yang dibutuhkan hanya dua,

yaitu jalur transmitter(TX) dan jalur receiver (RX),selain itu kelebihan

lainnya adalah komunikasi data dapat dilakukan dalam jarak yang cukup

jauh dengan jumlah kabel serial lebih sedikit. Kekurangan dari

komunikasi serial adalah waktu yang diperlukan untuk pengiriman dan

penerimaan data lebih lama.

Komunikasi serial pada umumnya memliki dua mode ;

Synchronous

22

Pada mode ini data dikirim bersamaan dengan sinyal clock, hal ini

menyebabkan antara satu karakter dengan karakter lainnya memiliki jeda

waktu yang sama.

Asynchronous

Dalam mode ini pengiriman data dikirim tanpa sinyal clock atau

sinkronisasi sinyal clock. Oleh karena itu pada mode ini transmitter yang

mengirimkan data harus menyepakati suatu standar Universal

Asynchronous Receive Transmit (UART) sehingga komunikasi data

dilakukan dengan standar yang telah disepakati antara transmitter dan

receiver,

Dalam pengaturan UART terdapat perintah-perintahyang berguna

sebagai pengatur yaitu start bits,data bits, parity bits, dan juga stop bits.

Dibawah ini akan dijelaskan mengenai perintah-perintah diatas :

Start Bit

Start bit merupakan penanda awal dimana akan dilakukan suatu proses

pengiriman bit data.

Data Bit

Data bit merupakan data yang akan dikirim.

Parity Bit

Parity bit berfungsi sebagai flag, atau bias dikatakan sebagai penanda.

23

Stop Bit

Stop bit berguna sebagai penanda proses pengiriman bit data telah selesai.

Dalam pengiriman data secara digital terdapat dua buah ukuran

yang penting untuk diketahui, yaitu Bit Rate dan Baud Rate. Perbedaan

antara Bit Rate dan Baud Rate yaitu:

Bit Rate

Jumlah dari bit yang terkirim atau diterima per satuan waktu (second).

Baud Rate

Banyaknya perubahan data yang terjadi per satuan waktu (second).

Pada komunikasi serial umumnya jumlah data yang dikirim adalah satu

bit start, delapan bit data, dan satu bit stop sehingga dalam satu frame data

terdapat sepuluh bit dengan baud rate 9600.[11]

24