SENSOR ULTRASONIK SR 04 UNTUK MENDETEKSI BANJIR

NASKAH PUBLIKASI

diajukan oleh

Arif Nurcahya

11.01.2905

Kepada

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

AMIKOM YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2014

SR 04 ULTRASONIC SENSORS FOR DETECTING FLOODING

SENSOR ULTRASONIK SR 04 UNTUK MENDETEKSI BANJIR

Arif Nurcahya, Joko Dwi Santoso

Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA

ABSTRACT

Detecting flooding using Ultrasonic Sensor SR04 is a tool designed to simplify the officer to know how high that can cause catastrophic flooding with flood detection equipment is expected to reduce the loss of life when the water level exceeds the minimum water level and cause flooding . Making this flood detection devices use the microcontroller Atmega 8535 which is the control center . Mobile , tools equipped LCD ( Lycuid Crystal Display ) to display the results SR04 ultrasonic sensor distance readings as readers and fairly accurate altitude . This tool has a feature in the form of SMS (Short message service) as an indicator and buzzer . As well as using the Basic programming language . In testing hardware and software, works in real time. That the detection system can be more efficient and cheaper than using manpower or a water level sensor made by the manufacturer. This tool has the features of a buzzer and SMS (Short Message Service) as an indicator.. keywords: Ultrasonic Sensor SR04, Microcontroller Atmega 8535, LCD (Liquid Crystal Display)

1

1. Pendahuluan

Banjir adalah peristiwa terbenamnya daratan karena volume air yang

meningkat. Banjir dapat terjadi karena peluapan air yang berlebihan di suatu tempat

akibat hujan besar, peluapan air sungai, atau pecahnya bendungan sungai.

Maka dari itu dirancang alat deteksi banjir yang akan memberi kode-kode

tertentu apabila ada kemungkinan terjadi bencana banjir.

Pembuatan deteksi banjir ini menggunakan mikrokontroler Atmega 8535

sebagai kontrol dan lcd di gunakan sebagai penampil hasil dari pembacaan sensor

ultrasonik SR04 sedangkan buzzer sebagai system peringatan dan modem serial

sebagai penghubung untuk mengirimkan sms ke handphone yang disusun sehingga

terangkai menjadi sebuah alat deteksi banjir.

2. Landasan Teori

2.1 Sensor Ultrasonic

Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas

frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa

sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang

disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver.1

Gambar 2.1. Sensor Ultrasonik HC-SR04

(Sumber Data Sheet HC-SR04)

2.2 Pengertian Umum Mikrokontroler

Mikrokontroller merupakan bentuk minimum dari sebuah mikrokomputer, ada

perangkat kerasnya dan ada perangkat lunaknya serta juga ada memori, CPU,

RAM, ROM dan lain sebagainya yang terintegrasi dalam keping IC.

1 Data Sheet, Ultrasonic Ranging Module HC - SR04. hal.1

2

2.2.1 Mikrokontroler Atmega 8535

Mikrokontroler Atmega 8535 merupakan mikrokontroler 8-bit teknologi CMOS

dengan konsumsi daya rendah yang berbasis arsitektur enchanced RISC AVR.

Mikrokontroler Atmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR

Atmega 8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal,

Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll.2

Gambar 2.3. Konfigurasi pin ATMega8535

(Sumber : Syahrul 2012)

2.3 LCD ( Liquid Crystal Display )

LCD ( Liquid Crystal Display ) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu

nilai hasil sensor, Menampilkan teks atau menampilkan menu pada aplikasi

mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrik dengan konfigurasi 16

karakter dan 2 baris dengan setiap karakter dibentuk oleh baris pixel dan kolom

pixel ( 1 baris pixel terakhir adalah kursor )

2 Syahrul, Mikrokontroler AVR Atmega8535, Informatika Bandung, Bandung, 2012, hal. 10

3

2.4 Sms ( short message system )

SMS merupakan fasilitas standar dari Global System for Mobile

Communication (GSM) yang memungkinkan perangkat Stasiun Seluler Digital

(Digital Cellular Terminal, seperti ponsel) untuk dapat mengirim dan menerima

pesan-pesan teks dengan panjang antra 160 karakter huruf atauangka, 140

karakter

ringtone dan image – smart messaging dan maximum 70 karakter yang memuat

huruf non-Latin.SMS adalah data tipeasynchoronous message yang pengiriman

datanya dilakukan dengan mekanisme protocol store and forward.. 3

2.4.1 AT-Command

AT-Command adalah program yang digunakan pada handphone atau

GSM/CDMA modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk mengirim dan

menerima SMS. Antar perangkat handphone dan GSM/CDMA modem bisa

memiliki AT-Command yang berbeda-beda, namun biasanya mirip antara satu

perangkat dengan perangkat lain.

2.5. Komunikasi Serial RS232

Suatu komunikasi yang merupakan salah satu alternatife yang relative lebih

murah untuk menggantikan komunikasi paralel karena transfer data parallel

menggunakan 8 jalur konduktor / kawat unutk mentransfer 8 bit sekaligus dengan

menggunakan komunikasi serial maka hal tersebut dapat dilakukan dengan hanya

menggunakan satu kawat konduktor saja tetapi di transfer bit demi bit sebanyak 8

kali untuk dapat menyelesaikan transfer satu bit data.

2.6 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubahgetaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer

hampirsama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang

terpasang pada diafragma.

3 Lingga Wardhana, Belajar sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535, Andi Ofset, Yogyakarta,

2006, hal. 136

4

Gambar 2.5. Bentuk Buzzer

2.7 Bascom AVR

Bascom adalah Integrated Development Environment ( IDE ) 8051 keluarga

mikrokontroler dan beberapa turunan serta Atmel AVR mikrokontroler bahwa

dukungan itu dua produk yang avaible untuk berbagai mikrokontroler Bascom-8051

dan Bascom-AVR. Bascom AVR adalah salah satu dari sekian banyaknya bahasa

Basic yang digunakan untuk memperogram microkontroler, misal bahasa

assembly, Bahasa C, dan bahasa yang lainya.4

3. Gambaran Umum

3.1. Analisis Kebutuhan

Tujuan dari fase analisis adalah memahami dengan sebenar – benarnya

kebutuhan dari sistem baru dan mengebangkan sebuat sistem yang mewadahi

kebutuhan tersebut.

3.1.1 Kebutuhan Hardware ( Perangkat Keras )

1. AMD dual core

2. Memory 2 GB

3. Hardisk 320 GB

4. Mikrokontroler ATMEGA 8535

5. LCD 16x2

6. Resistor

7. Sensor Ultrasonik SR-04

8. Buzzer

9. LED

10. USP ASP Downloader

11. Modem Serial

4 Dididn Wahyudin, Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa BASIC Menggunakan

BASCOM-8051, Informatika Bandung, Bandung, 2012, hal. 43

5

3.1.2 Kebutuhan Software ( Perangkat lunak )

1. Bascom AVR

2. Microsoft Windows / Operating System

3. Cadsoft EAGLE

3.2 Perancangan Sistem Perangkat Keras

Konsep rancangan perangkat keras yang digunakan adalah perangkat

keras yang berfungsi mendeteksi perubahan ketinggian air. Perangkat ini

menggunakan mikrokontroler Atmega8535. Chip mikrokontroler Atmega8535 ini

dirangkai menjadi sebuah sistem minimum agar bisa bekerja. Sistem minimum

mikrokontroler ini digunakan untuk mengolah data dari sensor dan mengirimkan

data berupa tampilan hasil pembacaan sensor di LCD, suara dan SMS dari

modem GSM ke ponsel pengguna

3.2.1 Blok Diagram Dan Kerja Alat

Gambar 3. Blok Diagram Alat

Sistem Minimum

AT8535 Buzzer

Sensor Ultrasonik LCD 12x6

Modem Serial

Ponsel

6

Gambar 3.2. Rancangan keseluruhan deteksi banjir

7

3.2.3 Sistem Pewaktuan Mikrokontroler

Kecepatan proses yang dilakukan oleh mikrokontroler ditentukan oleh

sumber clock ( pewaktuan ) yang mengendalikan mikrokontroler tersebut. Sistem

yang dirancang ini menggunakan external crystal.

3.2.4 Perancangan Perangkat lunak

Pembuatan perangkat lunak deteksi banjir yang mengunakan mikrokontroler

Atmega 8535 ini didasarkan pada semua kemungkinan kejadian yang harus

dikerjakan oleh perangkat keras.Pembuatan perangkat lunak ini berdasarkan

sensor ultrasonik SR-04 mengunakan bahasa Basic

8

Gambar 3.3. Diagram alur hardware

3.3.1 Hubungan IC Max232 dan DB15

Untuk menghubungkan Modem wavecom M1306B dengan mikrokontroler

dapat menggunakan port serial dan port paralel.

3.3.2 Sistem Mikrokontroler Atmega8535

Pada bagian ini mikrokontroller dihubungkan dengan beberapa perangkat

eksternal baik sebagai masukan dan keluaran.

Start

Ukur Tinggi

Tinggi > 100 cm?

Tinggi > 50 cm?

Tinggi > 75 cm?

Kirim sms “ AWAS ” dan buzzer

Kirim sms “ WASPADA”dan

buzzer

Status Aman

Inisialisasi PORT Inisialisasi LCD

Cek sms

Kirim sms “ BAHAYA” dan

buzzer Tinggi < 50 cm?

9

4. Implementasi dan Pembahasan

4.1. Implementasi perangkat keras

4.1.1 Sistem mikrokontroler Atmega 8535

Setelah sistem mikrokontroler Atmega 8535 dirancang, maka langkah terakhir

adalah merakit keseluruhan komponen sistem menjadi satu kesatuan yang utuh.

Sistem mikrokontroler Atmega 8535 yang telah dirakit dapat dilihat pada Gambar

4.1

Gambar 4.1. Sistem Minimum ATMega 8535

10

4.1.2 Implementasi Perangkat Lunak

4.1.2.1 Perangkat Lunak Mikrokontroler

Perangkat lunak mikrokontroler yang telah di-compile dengan etensi “hex”

selanjutnya akan diunduh kedalam chip mikrokontroler ATMega 8535

menggunakan perangkat keras Universal Serial Bus-Internet Provider ( USB-

ISP ) downloader

Gambar 4.2 Alur Compile Program ke Mikrokontroler

Implementasi perangkat lunak yang digunakan dengan mengirimkan file “hex”

untuk ditulis kedalam chip mikrokontroler ATMega 8535

4.2 Perangkat Masukan

Setelah perangkat masukan diintegrasikan dengan sistem minimum ATMega

8535, perangkat masukan harus diuji.

4.3 Perangkat Keluaran

Setelah perangkat keluaran diintegrasikan dengan sistem minimum ATMega

8535, Perangkat keluaran harus diuji terlebih dahulu untuk mengetahui bahwa

perangkat keluaran bekerja dengan baik dan dapat menerjemahkan sinyal yang

diterima dari mikrokontroler secara tepat. Komponen perangkat yang diuji adalah:

11

1. Liquid Crystal Display (LCD) dan Sensor Ultrasonik SR04

Pengujian dilakukan untuk memastikan bahwa LCD mampu mengeluarkan

keluaran yang berupa tulisan / informasi

Gambar 4.6 Rangkaian pengujian LCD dan Sensor Ultrasonik

Dari percobaan yang dilakukan dapat diketahui bahwa LCD dapat menampilkan

keluaran pada layar sesuai dari perangkat masukan Sensor Ultrasonik SR04 dalam

pengujian terlihat bahwa LCD dapat menampilkan baik huruf maupun angka

2. Buzzer

Pengujian dilakukan untuk memastikan buzzer mampu berbunyi sesuai frekuensi

yang telah diprogram

Gambar 4.7 Rangkaian peralatan pengujian buzzer

12

Tabel 4.2 Hasil pengujian frekuensi buzzer sesuai program

No Kondisi Jarak Pembacaan

Sensor Ultrasonik

Delay Frekuensi Buzzer

(100, 300, 500)

1 Tinggi > 100cm 0

2 Tinggi > 75cm 500

3 Tinggi > 50cm 300

4 Tinggi < 50cm 100

Dari pengujian yang dilakukan dapat diketahui bahwa frekuensi buzzer dengan

program telah sesuai dengan kebutuhan.

3. Pengujian Modem Wavecom

Pengujian dilakukan untuk memastikan modem bisa digunakan untuk mengirim

sms

Gambar 4.8 Rangkaian pengujian Modem Wavecom

Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.9, disertai dengan penjelasan. Hasil

ini didasarkan pada pengujian ketika modem mendapatkan perintah sesuai dengan

pengujian yang dilakukan oleh penulis. Sehingga didapatkan hasil yang sesuai

dengan pesan yang dikirim oleh modem , dapat dilihat pada Gambar 4.9

13

Gambar 4.9 .Perintah tes kirim sms modem

4. Pengujian Delay Pengiriman SMS

Pengujian ini dilakukan unutk mengetahui angka waktu yang dibutuhkansistem

deteksi ini unutk mengirim SMS sampai ke ponsel user

Tabel 4.3. Pengujian Delay Pengiriman SMS

No Nomor Ponsel Server Waktu Tempuh SMS

sampai ke user

Provider Server

1 +6285643375057 6,3;6,5;6,2 = 6,3 detik Indosat M3

2 +6285228183760 5,4;5,7;5,3 = 5,5 detik Telkomsel

3 +628989344313 5,6;5,6;5,8 = 5,7 detik Three

4 +6281904177858 5,5;5,5;5,6 = 5,5 detik XL

5 +6285878219951 6,8;6,3;6,9 = 6,7 detik Mentari

Berdasarkan data dari pengambilan sebanyak tiga kali untuk masing-masing nomor

GSM, dan setelah di hitung maka jangka waktu paling cepat adalah 5,5 detik

4.4 Pembahasan

4.4.1 Prinsip Kerja Sistem

Sistem yang telah diuji secara terpisah guna untuk mengetahui fungsi dari

komponen yang digunakan, kemudian di uji secara utuh guna mengetahui kinerja

alat yang dibuat berfungsi sebagaimana yang di kehendaki penulis.

14

BAB V

PENUTUP

5.I Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dan pengujian terhadap sistem Sensor Ultrasonik

SR04 ini maka dapat disimpulkan bahwa:

1 Sistem detektor banjir ini menggunakan mikrokontroler sebagai pengolah data

seluruh sistem untuk menentukan pembacaan sensor ultrasonik apakah Aman,

Waspada, Awas, Bahaya, yang ditampilkan di lcd kemudian apabila kondisi

permukaan air Waspada, Awas, Bahaya maka mikrokontroler akan

memerintahkan sistem untuk mengaktifkan Buzzer, dan modem GSM untuk

mengirim SMS (Short Message Service ) nomer tujuan.

2 Sistem detektor banjir ini berjalan dengan baik dan mudah untuk dioperasikan

semua kalangan.

3. Kecepatan pengiriman SMS sangat tergantung pada kualitas layanan perusahaan

penyedia jaringan GSM. Pemakaian jenis simcard dari produk yang sama akan

mempunyai nilai tempuh SMS yang relatif lebih cepat daripada antar perusahaan

layanan jaringan GSM yang berbeda. Rata-rata waktu tempuh pengiriman SMS

adalah 5,9 detik.

5.2 SARAN

Untuk melanjutkan pengembangan alat yaitu

1 Alat ini bisa dikembangkan dengan menambah fitur meminta informasi ketinggian

permukaan air dengan format sms tertentu karena modem ini sudah

menggunakan modem khusus

2 Alat ini bisa dikembangkan dengan mengintegrasikan ke pintu air otomatis

sehingga apabila ketinggian air tertentu pintu air bisa terbuka secara otomatis

3 Dapat di kembangkan dengan pembuatan aplikasi update nomer ponsel tujuan

sistem maka pengguna tidak perlu memprogram ulang sistem

15

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2014, HC-SR04 Datasheet, http://www.electroschematics.com/80

02/hc-sr04-datasheet/, 8 Maret 2014

Anonim, 2002, DataSheet 16x2, http:/engineersgarage.com/electronic-components/16x2-

lcd-module-datasheet, 16 Maret 2014

Didin Wahyudin, 2012, Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa BASIC

Menggunakan BASCOM-8051, Informatika Bandung, Bandung.

Lingga Wardhana, 2006, Belajar sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535, Andi

Ofset,Yogyakarta.

Syahrul, 2012, Mikrokontroler AVR Atmega8535, Informatika Bandung, Bandung.

Winoto Ardi, 2012, Mikrokontroler AVR Atmega8/16/32/8535, Informatika

Bandung,Bandung.