i

PERANCANGAN SISTEM PERINGATAN DINI BANJIR

BERBASIS SMS MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER

ARDUINO UNO

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

Yoga Ghazela Putra

201210130311137

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

iii

iv

v

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan

rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang

berjudul :

” PERANCANGAN SISTEM PERINGATAN DINI BANJIR BERBASIS

SMS MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO UNO”

Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi cara

membangun sebuah alat pendeteksi banjir, mengolah sistem kontroler dan

pengiriman data dari kontroler ke server dan android.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini

masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti

mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi

perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

Malang, 28 Maret 2018

Penulis

vi

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .......................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................... iv

ABSTRAK ...................................................................................................... v

LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................ vii

KATA PENGANTAR .................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii

DAFTAR TABEL........................................................................................... xiv

DAFTAR ISTILAH ....................................................................................... xv

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 4

BAB II. LANDASAN TEORI

2.1 Flood Forecasting and Warning System (FFWS) ..................................... 6

2.2 Sensor Jarak HY-SRF05 ........................................................................... 6

2.3 Sensor Kecepatan Air tipe FS300A .......................................................... 8

2.4 Mikrokontroller ......................................................................................... 9

2.4.1. Fitur Mikrokontroler ............................................................................... 11

vii

2.4.2. Arduino ................................................................................................... 13

2.4.3. Software Arduino .................................................................................... 16

2.5 GPRS SKhield V1.0 ................................................................................. 17

2.5.1. Fitur ........................................................................................................ 18

2.5.2. Aplikasi ................................................................................................... 19

2.5.3. Perhatian ................................................................................................. 19

2.5.4. Spesifikasi ............................................................................................... 20

2.6 Komponen-komponen Elektronika ........................................................... 20

2.6.1. Komponen Elektronika Pasif .................................................................. 20

2.6.1.1. Resistor Tetap .................................................................................... 20

2.6.2. Komponen Elektronika Aktif ................................................................. 22

2.6.2.1. Transistor ........................................................................................... 22

2.6.2.2. Dioda (PN junction) ........................................................................... 24

2.6.2.3. IC (Integrated Circuit)........................................................................ 27

BAB III. PERANCANGAN SISTEM

3.1 Metodologi Penelitian ............................................................................... 28

3.2 Tahap Penelitian ........................................................................................ 28

3.3 Perancangan Sistem .................................................................................. 29

3.3.1. Perancangan Hardware .......................................................................... 29

3.3.2. Perancangan Software ............................................................................. 30

3.4 Perancangan Mekanik ............................................................................... 31

3.4.1. Pengukur Ketinggian Air ........................................................................ 31

3.4.2. Pengukur Kecepatan Aliran Air.............................................................. 32

3.5 Tahap Pengujian ........................................................................................ 33

3.6 Pembacaan Sensor .................................................................................... 34

3.6.1. Pembacaan Sensor Ultrasonik tipe HY-SRF05 ...................................... 34

3.6.2. Pembacaan Sensor Kecepatan Air tipe FS300A ..................................... 35

3.7 Skema Rangkaian ...................................................................................... 36

viii

3.7.1. Skema Rangkaian Sensor Ultrasonik menggunakan Arduino dan GSM

Shield ....................................................................................................... 36

3.7.2. Skema Rangkaian Sensor Aliran Air menggunakan Arduino dan GSM

Shield ....................................................................................................... 37

3.8 Rangkaian ................................................................................................. 37

3.8.1. Rangkaian Sensor Ketinggian Air .......................................................... 37

3.8.2. Rangkaian Sensor Aliran Air .................................................................. 38

3.9 Software Arduino ...................................................................................... 39

BAB IV. HASIL DAN PENGUJIAN

4.1 Pengujian Sensor Ketinggian Air .............................................................. 41

4.1.1. Tujuan Pengujian .................................................................................... 41

4.1.2. Blok Diagram Rangkaian yang Diuji ..................................................... 42

4.1.3. Peralatan yang Diperlukan ...................................................................... 42

4.1.4. Prosedur Pengujian ................................................................................. 43

4.1.5. Hasil Pengujian ....................................................................................... 44

4.1.6. Ringkasan Hasil Pengujian ..................................................................... 45

4.2 Pengujian Sensor Kecepatan Air............................................................... 45

4.2.1. Tujuan Pengujian .................................................................................... 45

4.2.2. Blok Diagram Rangkaian yang Diuji ..................................................... 46

4.2.3. Peralatan yang Diperlukan ...................................................................... 47

4.2.4. Prosedur Pengujian ................................................................................. 48

4.2.5. Hasil Pengujian ....................................................................................... 49

4.2.6. Ringkasan Hasil Pengujian ..................................................................... 50

BAB IV. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 51

5.2 Saran ......................................................................................................... 51

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sensor Ultrasonik Tipe HY-SRF05.............................................. 7

Gambar 2.2 Sensor Aliran Air Tipe FS300A ................................................... 8

Gambar 2.3 Papan Mikrokontroler Arduino Uno ............................................ 13

Gambar 2.4 Tampilan Jendela Software Arduino IDE .................................... 17

Gambar 2.5 Papan Modul GSM/GPRS SIM900.............................................. 18

Gambar 2.6 Bentuk Resistor Tetap .................................................................. 21

Gambar 2.7 Simbol Resistor Tetap .................................................................. 21

Gambar 2.8 Bentuk Transistor ......................................................................... 23

Gambar 2.9 Simbol Transistor ......................................................................... 23

Gambar 2.10 Bentuk Dioda penyearah ............................................................ 24

Gambar 2.11 Simbol Dioda penyearah ............................................................ 25

Gambar 2.12 Bentuk LED................................................................................ 25

Gambar 2.13 Simbol LED................................................................................ 25

Gambar 2.14 Bentuk Foto Dioda ..................................................................... 26

Gambar 2.15 Simbol Foto Dioda ..................................................................... 26

Gambar 2.16 IC (Integrated Circuit) ................................................................ 27

Gambar 3.1 Diagram Blok Perancangan Hardware FWS ............................... 29

Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Software FWS................................... 31

Gambar 3.3 Rangcangan Mekanik Pengukur Ketinggian Air ......................... 32

Gambar 3.4 Rangcangan Mekanik Pengukur Aliran Air ................................. 33

x

Gambar 3.5 Skematik alat pengukur ketinggian air ......................................... 34

Gambar 3.6 Skematik alat pengukur kecepatan air .......................................... 35

Gambar 3.7 Rangkaian sensor ultrasonik......................................................... 36

Gambar 3.8 Rangkaian sensor aliran air .......................................................... 37

Gambar 3.9 Rangkaian pengukur ketinggian air.............................................. 38

Gambar 3.10 Rangkaian pengukur kecepatan aliran air .................................. 39

Gambar 3.11 Tampilan jendela ide arduino .................................................... 40

Gambar 4.1 Blok Diagram Pengujian Sensor Ketinggian Air ......................... 42

Gambar 4.2 Tampilan serial monitor arduino sensor ketinggian air ................ 44

Gambar 4.3 Tampilan data SMS sensor ketinggian air.................................... 44

Gambar 4.4 Blok Diagram Pengujian Sensor Kecepatan Air .......................... 47

Gambar 4.5 Tampilan serial monitor arduino sensor kecepatan air ................. 49

Gambar 4.6 Tampilan data SMS sensor kecepatan air .................................... 49

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Sensor Aliran Air ........................................................... 9

Tabel 2.1 Spesifikasi Modul GSM SIM900 ..................................................... 20

Tabel 2.2 Kode warna resistor axial ................................................................ 22

xii

DAFTAR ISTILAH

Arduino Salah satu jenis mikrokontroler yang menggunakan bahasa

pemrograman C.

Assembly Salah satu bahasa pemrograman.

Axial Pemasangan komponen elektronika dalam posisi tidur.

Bootloader Sebuah program kecil yang dijalankan pada saat boot dan

memiliki kemampuan untuk me-load sebuah program

aplikasi lengkap ke dalam memori prosesor sehingga dapat

dieksekusi.

Compile Menerjemahkan program komputer yang ditulis dalam

bahasa pemrograman tertentu menjadi program yang ditulis

dalam bahasa pemrograman lain.

Display Penampil data, seperti lcd, monitor, dsb.

Ground Sebuah titik referensi umum atau tegangan potensial sama

dengan tegangan nol.

Hardware Perangkat keras yang dapat terlihat.

Input Masukkan dari suatu sistem.

Listing Susunan baris yang berisi bahasa pemrograman.

Looping Pengulangan sesuatu atau serangkaian program.

Memory Media penyimpanan data sementara.

Mobile Kata sifat yang berarti dapat bergerak atau dapat

digerakkan dengan bebas dan mudah.

Network Beberapa computer yang saling terhubung dalam satu

jaringan.

xiii

Output Hasil atau keluaran dari sistem.

Radial Pemasangan komponen elektronika dengan posisi berdiri.

Real time Pemrosesan data yang tidak boleh ditunda .

Reciever Penerima sinyal.

Software Perangkat lunak, seperti bahasa c, bahasa php, dsb.

Upload Cara untuk mengirimkan berkas.

xiv

DAFTAR PUSTAKA

Windarto, Joko. 2010. Flood Early Warning System Develop at Garang River

Semarang using Information Technologi base on SMS and Web. Published on

International Journal of Geomatics and Geosciences Vol. 1. Di akses 10 Mei 2016

Budiharto, Widodo. 2011. Aneka Proyek Mikrokontroler : Panduan Utama untuk

Riset / Tugas Akhir. Yogyakarta: Graha Ilmu

Wardoyo, Anggoro. 2015. Pengantar Mikrokontroler dan Aplikasi Arduino.

Yogyakarta: Teknosain

Islam, Md Asraful et al. 2014. Implementation of Flash Flood Monitoring System

Based on Wireless Sensor Network in Bangladesh. Published on ICIEV Vol. 3. Di

akses 10 Mei 2016

Soewarno. 2015. KLIMATOLOGI: Pengukuran dan Pengolahan Data Curah

Hujan, Contoh Aplikasi Hidrologi dalam Pengelolaan Sumber Daya Air (Seri

Hidrologi). Yogyakarta: Graha Ilmu

Li, Chenming et al. 2012. Flash Flood Monitor and Early Warning Platform

Design Based on Numerical Simulation. Published on IEEE 2012 2nd International

Conference on Remote Sensing, Environment and Transportation Engineering pp.

1-4. Di akses 12 Mei 2016

Krzhizhanovskaya, V. V. et al. 2011. Flood Early Warning System: Design,

Implementation, and Computational Modules. Published on ICCS. Di akses 15

Mei 2016

Alfierri, L., D. Velasco, dan J. Thielen. 2011. Flash Flood Detection Through a

Multi-Stage Probabilistic Warning System for Heavy Precipitation Event.

Published on Centre of Apllied Reseach in Hydrometeorology. Di akses 25 Mei

2016

Balis, Bartosz et al. 2011. The UrbanFlood Common Information Space for Early

Warning Systems. Published on ICCS. Diakses 10 Juni 2016

xv

Arief, Ulfah Mediaty. 2011. Pengujian Sensor Ultrasonik PING untuk

Pengukuran Level Ketinggian dan Volume Air. Jurnal Ilmiah “Elektrikal

Enjiniring” Vol.9. Universitas Hasanudin

Syahwill, Mohammad. 2013. Panduan Mudah Simulasi dan Praktik

Mikrokontroler Arduino. CV. Andi Offset: Yogyakarta.

Arduino. 2016. “Distance Measurement with an Ultrasonic Sensor HY-SRF05”.

Web. https://create.arduino.cc/projecthub/Nicholas_N/distance-measurement-

with-an-ultrasonic-sensor-hy-srf05-64554e. Di akses 23 Mei 2016

Fatah, Lukman Abdul dan Gean Bimo Pebrianto. 2014. Implementasi Twitter

sebagai Media Penyebar Informasi Ketinggian Air dan Waspada Banjir berbasis

Mikrokontroler. Jurnal LPKIA Vol 1. STMIK LPKIA Bandung

SimCom. 2016. “SIM 900 Modules”. Web. http://simcom.ee/modules/gsm-

gprs/sim900. Di akses 20 Juli 2016.

Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan

Pemrogramannya menggunakan Arduino. Yogyakarta : Andi Publisher