Presentasi Tugas Akhir Teknik Sistem Komputer mengenai Aplikasi Monitoring untuk keamanan, kemudahan dan efisiensi penggunaan air

1. Muhammad Kautsar | 21120110141001
Teknik Sistem Komputer
UNIVERSITAS DIPONEGORO

2. Latar Belakang...

4. FAKTA TENTANG AIR
Planet bumi disebut
juga sebagai planet
biru karena ¾ nya
terdiri dari air
> Hanya 3% yang dapat digunakan
sebagai air bersih (tawar) dan 1%
dari jumlah tersebut yang bisa
digunakan sebagai air minum
> Jumlah air tersebut harus
mencukupi kebutuhan sekitar 6
miliar penduduk bumi yang masih
terus bertambah sementara jumlah
air tidak akan bertambah
> Sekitar 100 juta
penduduk belum memiliki
akses terhadap air minum
> Pencemaran yang terus
terjadi mengakibatkan
berkurangnya jumlah air
bersih (ketersediaan air di
pulau Jawa terus
berkurang sebesar 10%,
Stk. Lingkungan Hidup

6. Penyedia Jasa Air Bersih (PDAM)

7. Watermeter PDAM

8. Sehingga, dibutuhkan alat ukur
yang lebih menarik, mudah
untuk digunakan dan
dikembangkan

9. Rumusan Masalah
Bagaimana merancang sistem yang dapat
mengukur debit air, volume, biaya secara
digital dan mendeteksi tingkat kekeruhan air?
Bagaimana membuat purwarupa yang dapat
mengukur debit, volume, biaya air dan
mendeteksi kekeruhan air?

10. Tujuan
1. Merancang sistem yang mengukur debit air
secara elektronik dan mendeteksi kekeruhan air
2. Mengimplementasikan purwarupa yang
mengukur debit dan mendeteksi kekeruhan air.
3. Menguji sistem pengukuran penggunaan debit
air dan pendeteksi kekeruhan air.

11. Batasan Masalah
1. Sistem bekerja menggunakan papan Arduino Nano
versi 3.0 dengan mikrokontroler berbasis ATMega328.
2. Sistem bekerja menggunakan sensor aliran air G1/2
sebagai alat pengukur debit air digital.
3. Volume air yang di ukur menggunakan sampel dari
bak penampungan air.
3. Sensor fotodiode yang digunakan hanya untuk
mendeteksi tingkat kekeruhan air.
4. Bahasa pemograman yang digunakan adalah Bahasa
C.

12. Menurut Peraturan Mentri Kesehatan No.416/1990 menyatakan
tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air bersih.
Parameter Fisika Satuan Kadar Max Keterangan
Suhu C Suhu udara ± 3
Rasa - - Tidak berasa
Kekeruhan Skala NTU 5 NTU
Jumlah zat padat terlarut Mg/l 500
Bau - - Tidak berbau
Warna SkalaTCU 15
“Air bersih ialah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari
yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum
apabila telah dimasak”.
Standar kualitas tersebut ditunjukan oleh parameter fisika, kimia,
mikrobiologi, dan radiologi.

13. Kekeruhan
Merupakan sifat optik dari suatu larutan yang menyebabkan
cahaya yang melaluinya terabsorsi dan terbias. Air yang
dikatakan keruh apabila air tersebut mengandung begitu banyak
partikel bahan tersuspensi, sehingga memberikan warna yang
kotor dan berlumpur. (sutrisno, 2004)
Kekeruhan dinyatakan dalam satuan tubinitas setara dengan 1
mg/SiO2. Peralatan yang pertama kali yang digunakan yaitu
Jacson Candle Turbidimeter yang membandingkan sampel air
standar secara visual. Namun sering juga digunakan metode
Nepheleometric dimana sumber cahaya dilewatkan pada sampel
air dengan satuan NTU (Nepheleometric Turbidity Unit).

14. Debit
 Debit merupakan volume aliran yang mengalir
melalui suatu penampang persatuan waktu.
 Atau yang biasa dirumuskan dengan Q= V/t

15. Identifikasi Masalah dan
kebutuhan sistem
Perancangan Perangkat Keras
Perancangan Perangkat Lunak
Implementasi Perancangan
Perangakat keras dan Lunak
Pengujian Sistem

16. Perancangan Alat

17. Diagram Blok Sistem

18. “Arduino adalah salah satu produk papan elektronik yang
mengandung sebuah mikrokontroler AVR yang menjadi sebuah
kesatuan atau biasa dikenal dengan sistem minimum.
Menurut situs www.arduino.cc, Arduino merupakan sebuah
modul pepan Pengembang yang sifatnya terbuka (open-source),
fleksibel, dan mudah digunakan dalam hal perangkat keras
dan perangkat lunak.”
Pada Arduino Nano mengandung mikrokontroler
ATMega328 yang mempuyai oscillator 16 Mhz
memungkinkan operasi berbasis waktu dapat
dilaksanakan dengan tepat dan regulator
sebagai pembangkit tengangan 5 volt.

19. Arduino Nano V3.0
Komponen Keterangan
Mikrokontroler Atmel ATMega328
Tegangan Operasi (Logic
Level)
5 V
Tegangan Input 7-12 V
Batas Tegangan Input 6-20 V
Digital I/0 14 Pin (tersedia 6 keluaran
PWM)
Analog Input 8 Pin
DC Current per I/O pin 40 mA
Flash Memori 32 KB (ATmega328) 2 KB
bootloader
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Kecepatan Clock 16 MHz
Dimensi 0.73” x 1.70”

20. Perancangan LCD
Pin Arduino :
D3,D4,D5,D6,D7,D8

21. Perancangan sensor kekeruhan Air
Pin Arduino : D2 (spesial Interrupt)

22. Perancangan sensor fotodiode
Penguatan Non Inverting :
Vout =
R1+ R2
R1
x Vin

23. Perancangan Modul Mikro SD
Pin Modul Kartu SD Pin Arduino
MISO (Master In Slave Out) D12
SCK (Serial Clock) D13
SS (Slave Select) D10
MOSI (Master Out Slave In) D11
GND (Ground) GND (-)
VCC VCC (+)

24. Perancangan
Perangkat Lunak
Diagram Alir sub sistem scara keseluruhan

25. Flowchat
Sensor
Aliran Air

26. Mencari Debit dan Volume Air
𝐐 =
𝐉𝐮𝐦𝐥𝐚𝐡 𝐩𝐮𝐥𝐬𝐚
𝟕,𝟓
Dimana konstanta nilai 7,5 merupakan konstanta frekuensi pada
datasheet sensor. Sedangkan untuk mendapatkan volume air dalam
meter kubik digunakan rumusan sebagai berikut.
𝐕𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞 =
𝐐 / 𝟔𝟎
𝟏𝟎𝟎𝟎
Keterangan:
Volume = Jumlah volume air yang terukur m3
Q = kecepatan aliran air
60 = detik
1000 = pembagian nilai liter ke meter kubik

27. Tarif perhitungan biaya air
PDAM Kota Semarang
Golongan Pelanggan
Tarif Pemakaian Air (Rp)
1 2 3
Kelompok 1 (0-10) M3 (11-20) M3 (>20) M3
1 SOSIAL KHUSUS
 Tempat ibadah,Panti Asuhan, Panti
Jompo
 Asrama Badan Sosial , Pondok
Pesantren
 TPA ,Kelompok bermain , TK,dan SD
 Puskesmas dan Klinik Pemerintah
960 1.020 2.035
2 RUMAH TANGGA 1 960 1.475 2.035
3 SOSIAL UMUM
Kram Umum ,Hydrant Umum
-Kamar mandi umum dan wc Umum 2.035 2.035 2.305
Beban 7.500
Sumber: Peraturan walikota semarang No.6A 2009

28. Perancagan
Deteksi
Kekeruhan
Air

29. Implemetasi dan Pengujian

30. Pengujian Sensor Aliran Air

31. Pengujian Sensor Aliran Air

32. Hasil Pengujian
Pengujian
Volume ukur
sensor liter/menit
Volume air
(liter)
Error Akurasi
1 12,7 10,5 1,17% 98,83%
2 13,1 13,2 1,21% 98,79%
3 13,3 13,1 1,23% 98,77%
4 13,2 13,0 1,22% 98,78%
5 13,1 12,8 1,21% 98,78%
Rata-Rata 13,08 12,52 1,20% 98,80%
Error =
Volume sebenarnya − Volume terukur
Volume sebenarnya
x 100%
Error =
13,08 liter − 12,52 liter
12,52 liter
x 100%
=
0,56
13,52
x 100%
= 1,20 %
Akurasi = 100% − Error
= 100% − 1,20%
= 98,80 %

34. Pengujian Sensor Kekruhan Air
Variabel Linguistik
Tubiditymeter Alat yang dibuat
NTU Volt ADC
Jernih
0 0,07 16
0,01 0,19 39
2,44 0,21 42
4,23 0,25 49
Keruh
10,01 0,32 66
23,52 0,34 71
45,52 0,62 127
51,23 1,07 220
Sangat Keruh
144,8 3,91 801
150,6 3,97 812
153,4 4,34 889
164,1 4,42 904
172,13 4,86 994

36. Demo Alat...

37. Kesimpulan
 Alat ini mampu menampilkan pulse, debit air, volume air, biaya, dan kualitas
kekeruhan air yang diharapkan bisa memudahkan pelanggan dalam
memantau penggunaan dan kualitas air yang mereka gunakan. Sehingga
pelanggan tidak perlu khawatir pada saat di loket harus membayar dengan
biaya yang tak terpikirkan sebelumnya.
 Telah dilakukan uji coba kalibarasi dengan pengukuran volume air secara
konvensional dengan menampung volume air dalam kurung waktu tententu
pada sebuah gelas ukur dan didapatkan akurasi yang cukup baik yakni
sekitar 98,8 % dan untuk kalibrasi sensor fotodiode sebagai detektor
kekeruhan air diperoleh sampel data air yang sesuai dengan alat pengujian
alat tubiditymeter dengan batas deteksi maksimal kekeruhan air pada alat
ini mencapai sekitar 173 NTU, sehingga bisa dikatakan alat ini berkerja
cukup baik untuk mendeteksi standar kekeruhan air.
 Pada alat ini tersedia media penyimpanan data yakni kartu memori mikro SD
yang berfungsi melakukan penyimpanan data pembacaan variabel keluaran
secara otomatis setiap 60 detik dalam bentuk format data “.txt”.
 Sumber daya yang dibutuhkan untuk mengatifkan alat ini bisa menggunakan
adaptor 6 - 12 Volt atau baterai 9 Volt.

38. Saran
 Diperlukannya komponen RTC (real time clock), agar data penulisan
dari alat ini bisa diketahui tanggal serta jam penulisannya.
 Untuk meningkatkan sensifitas dari sensor fotodiode ada baiknyak
kondisi sensor berada harus dalam keadaan statip dan tidak ada
interferensi cahaya yang masuk serta jarak antara fotodioda harus
presisi karena hal tersebut akan mempengaruhi proses pembacaan
sensor.
 Diperlukannya sebuah sistem umpan balik, jika air dalam keadaan
keruh atau sangat keruh maka perlu dilakukan pencegahan. Seperti
menon-aktifkan jalur pipa yang mengalirkan air keruh tersebut secara
otomatis, lalu mengatikannya dengan cadangan sumber air lain.
 Baiknya kalibrasi untuk kekeruhan air menggunakan larutan standar
formazin untuk memperoleh nilai pengukuran NTU yang akurat.
 Baiknya alat ini bisa dikembangakan untuk teknologi sensor nirkabel
agar memberikan fleksibilitas yang nyaman bagi pengguna untuk
memantau penggunaan air dan kualitas air yang mereka gunakan.
 Pengambilan data pada kartu SD baiknya dapat diakses melalui USB
atau dapat ditampilkan pada LCD dengan membuat menu untuk
menapilkannya.

39. Terimakasih