APLIKASI EMBEDDED SYSTEM SEBAGAI KENDALI KETINGGIAN AIR
DENGAN ALGORITMA MEAN FILTER MENGGUNAKAN ARDUINO
MEGA2560 DAN SMART PHONE
Arief Budijanto Universitas Widya Kartika .
Jl.
Sutorejo Prima Utara I No.
Email : ariefbudijanto@widyakartika.
Abstrak Penelitian ini menjelaskan tentang peningkatan hasil pengukuran pada alat pengendali ketinggian air menggunakan algoritma mean filter yang dapat dipantau melalui smart phone.
Alat ini menggunakan komponen utama yaitu arduino mega2560.
Komponen ini berfungsi sebagai pusat pengendali seluruh proses yang terjadi pada alat pengendali ketinggian air.
Hasil pengukuran ketinggian air dapat dipantau melalui penampil LCD .
iquid Crystal Displa.
dan melalui layar smart phone yang menggunakan komunikasi data lewat bluetooth.
Hasil pengukuran ketinggian air menunjukan bahwa sistem pengukuran yang menerapkan algoritman mean filter mempunyai hasil yang paling mendekati dengan setting ketinggian air.
Kata Kunci : Ketinggian Air.
Pengendali.
Arduino Mega 2560.
Bluetoot, smart phone, mean filter
PENDAHULUAN
Embedded System merupakan bagian dari bidang ilmu elektronika dan komputer yang saat ini perkembangan aplikasiny sangat Salah satu aplikasinya adalah sebagai alat pengendali ketinggian air.
Penelitian dibidag ini telah banyak dilakukan oleh penelitiAepenelti Penelitian tersebut yang talah dilakukan adalah pembuatan alat kendali ketinggian air
PIC16F84
dengan 8 buah kawat/plat logam penghantar yang difungsikan sebagai sensor untuk mendeteksi ketinggian permukaan yang dapat dipantau melalaui komputer.
Sehingga hanya dengan 8 buah sensor ketinggian dalam bentuk kawat logam, maka alat tersebut hanya dapat mendeteksi kondisi ketinggian air sebanyak 8 tingkatan saja.
Kemudian dilakukan juga penelitian tentang pengendali dan pemantau ketinggian air lebih dari satu tangki yang dikendalikan dengan microcontroller 8051 dengan tampilan pada LCD dan menggunakan sensor kawat logam .
Sistem kendali ketinggian air yang dapat dipantau secara nirkabel dengan indikator LED menggunakan Programmable Logic Controller (PLC) SIEMENS LOGO! 24RL RTXMID-3V juga sudah dikembangkan, sehingga dapat di-monitoring secara jarak jauh .
Apalagi sekarang dengan berkembangnya teknologi komunikasi data, sehingga banyak penelitian-penelitian yang memanfaatkan teknologi tersebut.
Beberapa penelitian yang peralatan-peralatan elektronik.
Selain sistem pengendalian dan monitoring yang diterapkan pada peralatan yang tidak kalah pentingnya adalah hasil pengukuran harus Dengan latar belakang dari beberapa penelitian yang tersebut maka dapat kembangkan suatu penelitian alat pengendali ketinggian air agar lebih teliti maka dapat diterapkan algoritma mean filter .
ilter ratarat.
dan dapat dipantau secara nirkabel melalui smartphone menggunakan bluetooth.
Sedangkan sensor yang digunakan pada peneltian ini menggunakan sensor ultrasonic sehingga pengendalian ketinggian air lebih Mean Filter Mean filter adalah filter yang digunakan untuk mengambil data hasil pengukuran sebayak Di, kemudian data tersebut dihitung nilai rata-ratanya, sehingga akan memperkecil kesalahan dalam melakukan pengukuran.
Dengan demikian algoritma mean filter ini dapat diterapkan pada alat pengendali ketinggian air .
Rumusan mean filter dapat dilihat pada persamaan .
R = (D1 D2 D3 aD.
/ JD .
R adalah nilai rata-rata hasil pengukuran JD adalah banyaknya data hasil pengukuran.
Di adalah data ke i Dari persamaan .
maka rumusan untuk menhitung rata-rata dapat disederhanakan R = T/JD.
Dimana T adalah total data keseluruhan dari hasil pengukuran.
Sehingga dari rumusan diatas dibuat algoritma mean filter yang ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 3 Konfigurasi Pin Sensor PING.
Protokol Komunikasi
PING
sensor mendeteksi objek dengan memancarkan sinyal ultrasonik dalam bentuk short burst dan kemudian dipantulkan .
Dengan menggunakan kendali microcontroller pulse trigger dapat dibangkitkan, sehingga sensor memancarkan sinyal 40 kHz .
dalam bentuk burst.
Sinyal burst ini merambat melalui udara dan mengenai obyek, kemudian memantul kembali ke sensor.
Senso PING r memberikan output pulsa ke microcontroller dimana lebar pulsa tersebut sesuai dengan jarak ke target.
Bentuk sinyal burst diperlihatkan pada gambar 4.
Gambar 1.
Algoritma Mean Filter N adalah banyaknya nilai sampel data pengukuran yang dimasukkan pada variabel JD.
Sensor Ultrasonic PING sensor adalah modul sensor Jarak yang dapat mengukur jarak antara dirinya dengan benda di dekatnya secara akurat dengan memancarkan dan memantulkan gelombang ultrasonic pada benda yang diukurnya.
Ilustrasi pengukuran jarak menggunakan sensor PING dapat dilihat pada gambar 2.
sensor PING hanya sedikit mengkonsumsi daya listrik, dan sangat ideal untuk digunakan dalam mobile robot, sistem keamanan, dan aplikasi lain yang untuk mendeteksi bendabenda di dekatnya, atau mengukur jarak dari sensor.
Gambar 2.
Ilustrasi Pengukuran Jarak Benda dengan Sensor PING.
Gambar 4.
Sinyal Ultrasonic dalam Bentuk Burst.
Posisi Obyek PING sensor tidak dapat secara akurat mengukur jarak ke objek, jika :
C Lebih dari 3 meter.
) C Memiliki permukaan reflektif pada sudut dangkal sehingga sinyal ultrasonic tidak akan dipantulkan kembali ke sensor .
) C Terlalu kecil untuk cukup memantulkan sinyal ultrasonic kembali ke sensor.
Selain itu, jika PING sensor dipasang rendah pada perangkat, maka dapat mendeteksi pantulan sinyal ultrasonic dari lantai.
Gambar 5.
Posisi Sensor Ping Terhadap Obyek.
Android App Inventor App Inventor adalah program yang sangat bagus yang dibuat oleh Google dan sekarang dikembangkan oleh MIT.
Program ini dapat digunakan untuk membuat dan mendesain aplikasi Andriod yang berbasis Web page dan Java interface.
Hanya dengan pengetahuan pemograman yang sedikit, maka sudah dapat membuat sebuah aplikasi Android yang Jika sudah berpengala- man menggunakan App Inventor maka juga dapat membuat program yang sangat rumit dan berguna hanya dengan menggukan App Inventor.
pada gambar 7.
dan gambar 8.
Komponen perangkat keras terdiri dari :
C Arduino Mega2560 yang berfungsi sebagai pusat pengendali.
C Bluetooh berfungsi sebagai media untuk komunikasi data nirkabel pair to pair antar arduino mega2560 dengan smart phone.
C Smart phone berfungsi untuk membaca data hasil pengukuran ketinggian air untuk ditampilkan pada layar smart phone.
C LCD sebagai penampil hasil pengukuran ketinggian air pada panel yang terhubung dengan arduino board C Valve dan relay adalah sebagai kran air yang dikendalikan dengan menberikan tegangan pada kumparannya dari arduino Set Input Output Controller (Arduino Mega2.
Mean Filter Valve & Pompa Penampung Air Level Air Level Sensor Gambar 7.
Diagram blok Sistem Bluetooh Sensor Ultrasonics Display LCD Arduino Mega2560 Pompa Monitoring Level Air Valve Gambar 6.
Tampilan Editor Android App Inventor Setting Level Air Gambar 8.
Diagram blok Sistem
METODOLOGI
Metodologi ketinggian ketinggian permukaan air dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
Perancangan Perangkat Lunak Perankat lunak yang digunakan dalam ini adalah pemrograman C Arduino dan MIT Android App Inventor.
Perancangan perangkat keras Rancangan diagram blok sistem dan perangkat keras diperlihatkan ditunjukkan Secara pengendali alat dapat dilihat pada gambar 11.
dalam bentuk diagram alir.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Peralatan pengendali ketinggian air sudah bekerja sesuai tujuan yaitu dapat mengukur dan mengendalikan ketinggian air serta dapat dipantau melalui smart phone.
Foto peralatan dapat dilihat pada gambar 13.
dan gambar 14.
Mulai Gambar 9.
Rangakain Pengendali Ketinggian Air
Setup Pin
Arduino
Beberapa program fungsi yang digunakan pada alat pengendalian ketinggian air yaitu fungsi untuk menghitung rata-rata hasil
pengukuran ketinggian air diperlihatkan pada Koneksi
Bluetooth
Bluetooh
Terkoneksi Setting Ketinggian Air (S) Baca Hasil
Pengukuran (H) Hitung Rata-Rata Hasil Pengukuran Tampilakan Pada LCD
Kirim ke Smart
Phone
S= H
Gambar 10.
Program Fungsi Rata-Rata Sedangan untuk fungsi yang digunakan untuk memantau melalui smart phone diperlihatkan pada gambar 11.
yaitu fungsi untuk mengaktifkan komunikasi data melalui Pompa Nyala Dan Kran Air Tutup Pompa Mati Dan Kran Air Buka Setting Ketinggian Air ? Sistem Menyala ? Selesai Gambar 12.
Diagram Alir Perangkat Lunak Dan grafik hasil pengukuran mengguna- kan dan tidak menggunakan mean filter dapat dilihat pada gambar 14 dan gambar 15.
Gambar 11.
Blok Koneksi Bluetooth App Inventor Tidak Gambar 13.
Foto Pengendali pengendali ketinggian air Mean Filter Gambar 17.
Pengukuran Ketinggian Air
dengan Setting 50 cm
KESIMPULAN
Alat pengendali ketinggian air sudah berfungsi sesuai tujuan dan melakukan percobaan pengukuran maka dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran ketinggian air dengan setting 30 cm dan 50 cm yang menerapkan mean filter menpuyai hasil yang paling baik, yaitu hampir sama dengan nilai setting ketinggian air.
Gambar 14.
Foto Tampilan pada smart phone
DAFTAR PUSTAKA