I. PENDAHULUAN
Air merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui namun dengan pertambahan penduduk dan pembangunan perkotaan yang pesat, keberadaan air semakin menurun baik dari segi kuantitas maupun kualitas. Dalam hal ini menjadi suatu tantangan bagi manusia agar lebih cerdas dan bijak dalam penggunaan air. Saat ini pengisian air bak penampungan/tangki yaitu menggunakan pompa air, dimana pompa tersebut berfungsi menghisap dan memasukkan air kedalam tangki. Sistem kerja pengisian air masih membutuhkan pengawasan, pompa air harus dihidupkan bila bak kosong dan harus dimatikan bila penuh. Hal ini cukup merepotkan, apabila lupa mematikan pompa maka air pada penampungan akan penuh hingga meluap yang merupakan pemborosan air dan listrik.
Permana, dkk. (2015) mengembangkan sistem kerja alat yang dilakukan dengan sistem monitoring ketinggian air dengan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroler AVR. Sistem ini menggunakan handphone yang dihubungkan dengan bluetooth sebagai perangkat untuk menampilkanketinggian air dalam bentuk animasi. Apabila level ketinggian air rendah, maka sensor memberikan sinyal kepada mikrokontroler untuk mengaktifkan pompa air dan mengirimkan data ketinggianair pada handphone. Handphone akan menerima dan mengolah data untuk ditampilkan pada aplikasi handphone. Pengujian sistem dilakukan pada bak penampungan air dengan ukuran (65×45×38) cm³.Hasil pengujian menunjukkan, sistem monitoring ini dapat menampilkan ketinggian air secara aktualdan melakukan pengisian air pada saat bak penampungan air kosong dan menghentikan proses pengisian saat air mencapai ketinggian yang telah diatur pengguna yaitu 20 cm dari sensor. Kekurangan alat ini menggunakan AVR ATMEGA8 karena proses penulisan program tergantung pengguna yang menulis dengan menambahkan program bisa menggunakan codevision, bascom, win AVR dan pembacaan datanya lama selama 20 detik, sedangkan Arduino Uno semua program sudah ada di software Arduino Uno dan pembacaan datanya cepat selama 5 detik (Ajifahreza, 2008).
Berdasarkan hal ini, maka diperlukan sistem yang mampu mengatur dan mengontrol penggunaan air secara otomatis. Ketika bak penampungan kosong maka pompa air akan otomatis hidup, dan jika penuh pompa air akan mati. Pengaturan dan pengendalian aliran air yang efisien merupakan aspek penting dalam berbagai aplikasi, termasuk rumah tangga, pertanian, dan industri. Sistem pompa air otomatis telah menjadi solusi yang populer untuk memastikan pasokan air yang stabil dan efisien. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, teknologi mikrokontroler seperti Arduino Uno dan penggunaan relay sebagai sistem kontrol menjadi pilihan yang menarik dan efektif.
II. METODE
2.1 Perancangan Sistem Diagram Blok
Perancangan mesin pompa air otomatis ini bisa dilihat pada Gambar 1, dimana alat yang digunakan adalah sensor ultrasonic HC-SR04, arduino uno, relay, pompa DC, LCD dan baterai. Secara garis besar dapat dilihat berdasarkan diagram blok dibawah ini.
Gambar 1 Perancangan sistem diagram blok
Sistem keseluruhan yang dibuat merupakan sebuah sistem yang dapat bekerja secara otomatis
yang dikontrol Arduino uno dan terhubung dengan sensor ultrasonik, relay dan LCD. Rancangan perangkat pompa air otomatis ini dimulai dengan mengaktifkan catu daya ke seluruh blok rangkaian yang akan dihubungkan dengan mikrokontroler Arduino Uno R3 sebagai pusat pengolahan data yang berkaitan dengan input dan output sistem yang diatur pada program. Perangkat yang akan digunakan sebagai input adalah sensor ultrasonik. Pada penampungan dipasang sensor ultrasonik HC-SR04 yang berfungsi mendeteksi ketinggian air dalam tangki. Ketika ketinggian air di dalam wadah 5 cm dari sensor, maka pompa air akan otomatis Off dan jika masih di atas 5 cm maka pompa masih tetap menyala.
2.2 Perancangan dan Pengujian perangkat Lunak Sistem
Diagram alir pada Gambar 2 menunjukkan proses kerja alat pengontrolan pompa air otomatis. Pada awal program akan dilakukan inisialisasi program sensor ultrasonik diberi data input. Program pada mikrokontroler Arduino uno dibuat dengan bahasa C. Diagram alir program pengontrolan sistem pompa air otomatis ini dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Diagram alir program pengontrol sistem
Data ini diteruskan ke mikrokontroler untuk diproses. Proses pada pengoperasian alat ini yaitu Sensor ultrasonik HC-SR04 pada wadah yang berisi air, berfungsi mendeteksi ketinggian air. Saat bak atau tangki penampungan kosong kemudian pompa air dihidupkan dan di atas wadah sudah diletakkan sensor ultrasonik yang diposisikan agar dapat mengukur level ketinggian air. Kemudian apabila air pada tangki sudah dibawah 5 cm dari sensor maka pompa otomatis akan off secara otomatis.
Berikut skema perancangan alat bentuk fisik untuk pompa air secara otomatis dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Skema perancangan alat pompa air otomatis
Gambar 4 Penempatan sensor pada wadah
Pada Gambar 4 diatas merupakan pemasangan atau peletakan sensor ultrasonik yang diletakkan di ketinggian 5 cm di atas wadah atau tangki. Dimana arah sensor harus menghadap ke dasar wadah atau ke arah bertambahnya air agar dapat mengindera dan membaca level ketinggian air dengan jelas. sehingga hasil yang di terjemahkan oleh sensor terbaca dengan baik oleh LCD yang diteruskan ke relay untuk mematikan atau menghidupkan pompa saat proses pengisian air dalam wadah atau tangki.
III HASIL DAN DISKUSI
3.1 Data Hasil
Berdasarkan percobaan alat pompa air otomatis yang sudah dijalankan untuk mematikan pompa air secara otomatis didapatkan data hasil sebagai berikut.
Tabel 1 Hasil pengukuran ketinggian air terhadap waktu
Ketinggian (cm) Waktu (ms)
4 119
5 115
7 100
9 91
11 89
15 76
17 74
Tabel 2 Hasil pengukuran ketinggian air terhadap kondisi pompa
Ketinggian (cm) Kondisi pompa
4 Mati
5 Hidup
7 Hidup
9 Hidup
11 Hidup
15 Hidup
17 Hidup
Berdasarkan Tabel 1 terlihat bahwa ketinggian air dari sensor yang didapatkan semakin lama semakin kecil yang artinya jarak air dengan pompa semakin dekat namun waktu yang didapatkan akan semakin lama. Sehingga hubungan antara ketinggian air dengan waktu yang didapatkan adalah berbanding lurus, dimana semakin dekat jarak atau ketinggian air ke sensor ultrasonik maka waktu yang dibutuhkan juga akan semakin lama. Sedangkan pada Tabel 2 yaitu hubungan antara ketinggian air dengan kondisi pompa, dimana kondisi pompa mati pada saat 4 cm sesuai dengan input yang diberikan kepada sensor ultrasonik yang membuat pompa mati secara otomatis. Namun selain dalam kondisi kecil dari 5 cm dari sensor maka pompa secara otomatis masih menyala. Sehingga sensor yang digunakan dapat dikatakan berfungsi dengan baik.
3.2 Hubungan Ketinggian Air Terhadap Waktu
Berdasarkan hasil yang didapatkan dari percobaan yang dilakukan dalam pengujian pompa air otomatis yang menggunakan sensor ultrasonic HC-SR04 untuk mengukur ketinggian air pada pengisian air dalam bak, kita dapat melihat bagaimana hubungan antara ketinggian air (cm) terhadap waktu yang didapatkan seperti terlihat pada Gambar 5 berikut.
Gambar 5 Grafik hubungan ketinggian terhadap waktu
Berdasarkan grafik pada Gambar 5 diperoleh grafik yang menunjukkan bahwa hubungan antara ketinggian air terhadap waktu adalah linear. Grafik menunjukkan linear turun karena pengukuran sensor dimulai dari data yang tertinggi ke yang rendah Namun secara teori engukuran yang dilakukan sudah benar dan dapat kita lihat berdasarkan nilai R2 yang didapatkan adalah sebesar 0,939 ms, yang artinya semakin jauh jarak yang dideteksi oleh sensor ultrasonik maka semakin besar pula waktu yang dibutuhkan oleh gelombang untuk dipantulkan kembali ke sensor. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa sensor jarak yang digunakan dapat berfungsi dengan baik untuk mendeteksi ketinggian air. Hal ini dikarenakan hasil yang didapatkan telah sesuai dengan teori yang ada, yaitu besar jarak berbanding lurus terhadap waktu (Suryono, 2018).
IV KESIMPULAN
Berdasarkan pengujian dan analisa yang telah dilakukan, maka didapatkan kesimpulan bahwa
rancang bangun mesin air otomatis yang berbasis arduino uno menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 secara otomatis pada pengisian bak atau tangki telah berhasil dilakukan. Sistem berhasil mengontrol pompa air berdasarkan ketinggian air dalam wadah atau tangki yang dideteksi oleh sensor ultrasonik jika nilainya dibawah 5 cm dari sensor maka pompa air otomatis Off dan apabila ketinggian ≥ 5 cm maka pompa air akan tetap menyala. Fungsi transfer yang didapatkan menunjukkan bahwa sensitifitas sensor sebesar -3,4607 cm/ms dan tegangan offset sebesar 128,48 ms dan regresi linear sebesar 0,939.
DAFTAR PUSTAKA
Atmaja, Frendy Yudha, 2010, Otomatisasi Kran Dan Penampung Air Pada Tempat Wudhu Berbasis Mikrokontroler, Surakarta: Tugas Ahir Program Diploma III Ilmu Komputer Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret.
Brilianti, F.D., Bukhari, I. dan Sari, K.M., 2019, “Prototype Automatic Hight Water Surface Detection
pada Bak Penampungan Air PDAM Menggunakan Ultrasonic Sensor Berbasis Mikrokontroller”, Smart Comp”, Vol. 08 No. 1, hal 31-37.
Budiharto, Widodo, 2004, “Interfacing Komputer dan Mikrokontroler”, Jakarta : Elek, Media Komputindo.
Djaja, W., Matondang, R.H., dan Haryono., 2009, Profil Usaha Peternakan Sapi Perah di Indonesia.
LIPI Press, Jakarta.
Fakhrunnisa, 2015, Perancangan Alat Ukur Ketinggian Air Menggunakan Sensor HCRS Berbasis Mikrokontroler.
Febriansyah, 2012, Analisis Dan Perancangan Keamanan Data Menggunakan Algoritma Kriptografi Des ( Data Encryption Standard ). Palembang : Skripsi S1 Program Studi Teknik Informatika. Universitas Bina Darma.
Hafez ESE. dan Bouissou M.F,. 1995, “The Behaviour of Cattle Behaviour of Domestic Animals”,
Baltimore: Williams and Wilkims Co, Vol.03, hal 217-223.
Hariyanto, Dwi Pipit dan Anto Cuswanto, 2010, Otomatisasi Pengisian Penampung Air Berbasis Mikrokontroller At8535, Yogyakarta: Skripsi program S1 Jurusan Teknik Informatika Sekolah Tinggi Manajemen Informatika Dan Komputer.
Kadir, Abdul, 2010, Panduan Praktik Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemogramannya menggunakan Arduino, Yogyakarta: Andi.
Oktarifar, Ferry, 2014, Prototype Pengendali Otomatis Pada Water Service Truck Berbasis Matlab Di PT Gapura Angkasa, Skripsi.
Parhan, J., 2018, “Rancang Bangun Sistem Kontrol Kipas Angin dan Lampu Otomatis di Dalam Ruang Berbasis Arduino Uno R3 Menggunakan Multisensor”, Jurnal Fisika Unand, Vol. 7, No. 2, hal 159-165.
Permana, A. Triyanto, D. Rismawan, T., 2015, “Rancang Bangun Sistem Monitoring Volume dan
Pengisian Air Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler AVR ATMEGA8”,
Jurnal Coding Sistem Komputer Untan., Vol. 3, No. 2, hal. 76-87.
Prasetyo, Agus, 2008, Prototipe Sistem Monitoring Ketinggian Air dan Penyimpanan Data di Komputer, Yogyakarta: Skripsi program S1 jurusan teknik elektro Universitas Gadjah Mada.
Puspasari, F., 2020, “Analisis Akurasi Sistem Sensor DHT22 berbasis Arduino terhadap Thermohygrimeter Standar”, Jurnal Fisika, Universitas Gajah Mada., Vol.16, No.1, hal 40- 45.
Subandi. 2014. “Sistem Aplikasi Kran Otomatis Untuk Penghematan Air Berbasis Mikrokontrol Atmega 16”. Jurnal. Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
Sumardi dan Anggoro, M.N., 2016, “Sistem Kontrol Pengisian Air Otomatis Dengan Dua Sumber
Suplai Berbasis Mikrokontroler (ATmega 8535)”, Dinamika UMT, Vol. 01, No. 2, hal 84 – 97.
Suryono, 2018, Teknologi Sensor, Edisi 1, Undip Press, Semarang.
Triady, Rocky, 2015, Prototipe Sistem Keran Air Otomatis Berbasis Sensor Flowmeter Pada Gedung Bertingkat.Jurnal.Universitas Tanjungpura.
Yohannes Christoforus, 2011, “Sistem Penghitung Jumlah Barang Otomatis Dengan Sensor Ultrasonik”, unhas, 66-71.
.jpg)
.png)
.jpg)
Media online www.jurnalissumbar.com adalah portal berita online yang didedikasikan untuk keterbukaan informasi sesuai dengan UU No.14 Tahun 2008, dimana dalam portal berita ini setiap lembaga publik, baik itu instansi pemerintah maupun lembaga non pemerintah (NGO) bisa mempublikasikan profil, kinerja, ekspost kegiatan, dan laporan keuangan dari masing-masing lembaga ke masyarakat luas guna meningkatkan kepercayaan dan meningkatkan kredibiltas dan akuntabilitas. 
0 Comments