skripsi rancang bangun alat pendeteksi air pada …

SKRIPSI

RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI AIR PADA DISPENSER AIR

MINUM DENGAN JARINGAN SENSOR NIRKABEL

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Komputer

Oleh

MUHAMMAD SHOBIRIN IRSAN

NIM : 150402009

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2020

Universitas Sumatera Utara

i

ABSTRAK

Sebagian besar masyarakat di Indonesia mengkonsumsi air minum

kemasan galon menggunakan dispenser air minum, baik di rumah maupun di

kantor yang memiliki banyak ruangan dan banyak dispenser air minum. Masalah

yang sering terjadi adalah pengguna tidak menyadari air pada dispenser habis.

Dengan kemajuan teknologi memungkin untuk mengembangkan prototipe alat

pendeteksi air pada dispenser air minum dengan jaringan sensor nirkabel yang

dapat memantau air pada banyak dispenser air minum dari jarak jauh secara

online walaupun hanya 1 alat yang terhubung dengan internet.

Sistem ini diletakkan dibawah dispenser air minum untuk mendeteksi air

yang tersedia pada dispenser. Sistem sensing menggunakan sensor berat dengan

ESP8266 sebagai kontroler, media komunikasi yang digunakan pada alat adalah

Wi-Fi, server yang digunakan pada tugas akhir ini Google firebase dan aplikasi

android sebagai penampil data atau aplikasi pemantau.

Dari hasil penelitian yang dilakukan, sistem berhasil memantau

ketersediaan air pada dispenser. jarak koneksi maksimum antar alat pada lokasi

pengujian satu lantai atau tidak bertingkat dengan kondisi satu alat di dalam

ruangan tertutup dan alat lainya diluar ruangan didapat jarak maksimum koneksi

antar alat 19 meter, dengan menggunakan 1 buah sensor berat dan 4 buah pegas

sebagai penyeimbang beban rata-rata persen error pengukuran sebesar 1,161%.

Kata kunci : Jaringan Sensor Nirkabel, Load Cell, Wi-Fi, Mikrokontroler.


ii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah subhanahu wa

ta‟ala, karena atas berkat dan rahmat-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan

diselesaikan. Sholawat dan salam penulis sampaikan kepada nabi Muhammad

shallallahu alaihi wa sallam. Serta penulis sangat berterimakasih kepada orang tua

penulis yang menjadi motivasi bagi penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan

untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu

di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas

Akhir ini adalah :

“RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI AIR PADA DISPENSER AIR

MINUM DENGAN JARINGAN NIRKABEL”

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada orangtua yang teristimewa

yaitu ayahanda Muza‟ir dan ibunda Nur‟asiah Sitorus yang selalu memberikan

semangat dan mendoakan penulis selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga

banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu

penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada:

1. Bapak Soeharwinto, S.T., M.T., selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir

yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu


iii

memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis

selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Kasmir Tanjung, MT., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir

yang telah memberikan banyak masukan demi perbaikan Tugas Akhir

ini.

3. Bapak Tigor Hamonangan Nasution, ST., MT.,selaku Dosen Penguji

Tugas Akhir yang telah memberikan banyak masukan demi perbaikan

Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir. Surya Hardi, MS, PhD., selaku dosen wali penulis yang telah

banyak memberikan bimbingan selama perkuliahan.

5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen teknik elektro, khususnya kepada bapak

Ir. T. Ahri Bahriun, M.Sc., bapak Ir. Pernantin Tarigan, M.Sc., bapak

Soeharwinto, S.T., M.T., bapak Tigor Hamonangan Nasution, ST.,

MT., bapak Ir. Kasmir Tanjung, bapak Dr. Fahmi, ST M.Sc. Ph.D.,

bapak Suherman, ST., M.Comp., Ph.D., bapak ir. M. Zulfin, MT., yang

telah banyak mengajarkan dan berbagi pengalaman kepada penulis.

6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU Kak Umi,

Kak Fika, Bang Divo dak pak Darsono yang telah membantu penulis

dalam pengurusan administrasi.

7. Siti Rahma Irsiani, Muhammad Fahri Irnas dan Putri Balqis Irsiana

selaku saudara/i penulis yang memberikan dukungan langsung kepada

penulis selama masa studi maupun saat penulisan tugas akhir ini.

8. Teman - teman saib‟er selaku teman diskusi dan bermain yang

memberikan motivasi kepada penulis.


iv

9. Tim Mandike Instruments bang budi, bang rizki, kak intan dan rico

yang telah banyak membatu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

10. Jepi, Fahmi, Rico, Azfar, Arif, Ibnu, Daud, Fajar, Liyon, Hari, Alwi,

Rati merupakan tim Robot sepak bola beroda Si-Hatop 2019 Robotik

Sikonek USU yang memberikan dukungan kepada penulis.

11. Tim Si-Hatop 2018, tim Sikorala 2017 Robotik Sikonek USU yang

memberikan dukungan kepada penulis.

12. Khairul ilmi selaku keponakan yang membatu pengujian sistem yang

dibuat pada Tugas Akhir ini.

13. Teman-teman satu angkatan 2015 Teknik Elektro FT USU sebagai

teman seperjuangan yang selalu memberikan dukungan.

14. Serta semua keluarga, kerabat, dan teman lainya yang telah banyak

membatu penulis dalam menyelesaikan studi yang tidak dapat

disebutkan satu persatu.

Saran dan kritik dari pembaca sangat penulis harapkan untuk

menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang terkait Tugas Akhir

ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi

pembacanya.

Medan, 2020

Penulis,

Muhammad Shobirin Irsan

150402009


v

DAFTAR ISI

ABSTRAK ............................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii

DAFTAR ISI ........................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

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

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 3

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

1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 4

1.6 Sistematika Penelitian .............................................................................. 4

BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 5

2.1 Air Minum Kemasan Galon dengan Dispenser ........................................ 5

2.2 Jaringan Sensor Nirkabel .......................................................................... 6

2.3 Load Cell .................................................................................................. 6

2.4 Analog to Digital Converter ..................................................................... 8

2.5 Mikrokontroler ....................................................................................... 10

2.6 Android Studio ....................................................................................... 11

2.7 Server ...................................................................................................... 12

2.8 Google Firebase ...................................................................................... 12

2.9 NTP (Network Time Protocol) Server .................................................... 13

BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 15


vi

3.1 Umum ..................................................................................................... 15

3.2 Perancangna Sistem ................................................................................ 16

3.2.1 Kebutuhan Sistem ........................................................................... 17

3.2.2 Desain Alat ...................................................................................... 22

3.2.3 Perancangan Perangkat Keras ......................................................... 23

3.2.4 Perancangan Perangkat Lunak ........................................................ 24

3.3 Implementasi Rancangan Sistem ............................................................ 33

3.3.1 Implementasi Perancangan Perangkat Keras .................................. 33

3.3.2 Implementasi Perancangan Perangkat Lunak ................................. 34

3.4 Konfigurasi Server ................................................................................. 35

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA .............................................................. 37

4.1 Kalibrasi dan Pengujian Sensor Load Cell ............................................. 37

4.2 Pengujian Komunikasi ........................................................................... 38

4.2.1 Pengujian Komunikasi Antar Alat .................................................. 39

4.2.2 Pengujian Jarak Koneksi Antar Alat ............................................... 40

4.2.3 Pengujian NTP Server ..................................................................... 41

4.2.4 Pengujian Pengiriman Data ke Database ........................................ 41

4.2.5 Pengujian Tundaan Perubahan Data ............................................... 42

4.2.6 Pengujian Pengiriman Notifikasi .................................................... 44

4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem ............................................................... 45

4.4 Analisa Sistem ........................................................................................ 52

4.4.1 Batasan Analisa sistem .................................................................... 52

4.4.2 Analisa Sistem Pengukuran............................................................. 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 56


vii

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 56

5.2 Saran ....................................................................................................... 56

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 58

LAMPIRAN .......................................................................................................... 60


viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Jumlah pengguna air minum berdasarkan sumber air ........................ 5

Gambar 2.2. Gambar umum arsitektur jaringan sensor nirkabel ............................ 6

Gambar 2.3 Rangkain Jembatan Wheatstone .......................................................... 7

Gambar 2.4. Penerapan jembatan Wheatstone pada load cell ................................ 8

Gambar 2.5 ADC dengan kecepatan sampling rendah dan tinggi .......................... 9

Gambar 2.6. Proses konversi analog to digital ..................................................... 10

Gambar 2.7 Mikrokontroler .................................................................................. 11

Gambar 3.1 Diagram keseluruhan sistem ............................................................. 16

Gambar 3.2 Diagram blok sistem ......................................................................... 17

Gambar 3.3 Sensor Load Cell ............................................................................... 20

Gambar 3.4 Modul HX711 ................................................................................... 21

Gambar 3.5 Module NodeMCU ESP8266 ............................................................ 21

Gambar 3.6 Desain bentuk alat ............................................................................. 23

Gambar 3.7 Diagram blok perangkat keras........................................................... 23

Gambar 3.8 Rangkaian skematik .......................................................................... 24

Gambar 3.9 Diagram alir Sistem ........................................................................... 26

Gambar 3.10 Diagram alir alat 3 ........................................................................... 27

Gambar 3.11 Diagram alir alat 2 ........................................................................... 28

Gambar 3.12 Diagram alir persentase ketersediaan alat 1 .................................... 29

Gambar 3.12 Diagram alir pendeteksian lama air berada pada dispenser ............ 30


ix

Gambar 3.15 Diagram alir pengiriman notifikasi ................................................. 32

Gambar 3.16 Tampilan home aplikasi pemantau .................................................. 33

Gambar 3.17 Perangkat keras yang telah terintegrasi ........................................... 34

Gambar 3.18 Perangkat pendeteksi air pada dispenser air minum ....................... 34

Gambar 3.19 Desain database .............................................................................. 35

Gambar 4.1 Proses kalibrasi sensor ...................................................................... 37

Gambar 4.2 Pengujian komunikasi antar alat ....................................................... 39

Gambar 4.3 Lokasi pengujian jarak ...................................................................... 40

Gambar 4.4 Pengujian NTP Server ....................................................................... 41

Gambar 4.5 Pengiriman data ke database............................................................. 42

Gambar 4.6 Pengujian notifikasi ........................................................................... 45

Gambar 4.7 Penanda kapasitas air pada galon ...................................................... 45

Gambar 4.8 Pengukuran berat dispenser ............................................................... 46

Gambar 4.9 Peletakan alat saat pengujian............................................................. 47

Gambar 4.10 Pengujian persentase ketersediaan air ............................................. 47

Gambar 4.11 Pengujian pembaharuan stok persediaan......................................... 48

Gambar 4.12 Notifikasi persentase air .................................................................. 49

Gambar 4.13 Penambahan alat .............................................................................. 50

Gambar 4.14 Pengurangan alat ............................................................................. 51

Gambar 4.15 Pengujian penambahan hari ............................................................ 52

Gambar 4.16 Grafik selisih pengukuran berat setiap alat ..................................... 55


x

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Pengujian sensor ................................................................................... 38

Tabel 4.2 Pengukuran jarak koneksi antar alat ..................................................... 40

Tabel 4.3 Data pengujian waktu pengiriman data ................................................. 42

Tabel 4.4 Data pengujian persentase ketersediaan air ......................................... 48

Tabel 4.4 Selisih pengukuran ................................................................................ 53

Tabel 4.5 Persen error pengukuran dari setiap alat, ............................................. 54


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air pada umumnya sangat dibutuhkan oleh tubuh manusia. Faktanya sekitar

60-70 persen tubuh manusia terdiri dari air. Oleh karenanya manusia memerlukan

air minum yang cukup untuk dikonsumsi setiap hari. Air minum yang layak

digunakan merupakan air mineral yang bersih dan terbebas dari berbagai macam

bakteri yang dapat membahayakan bagi tubuh manusia. Hal ini yang membuat

semakin banyaknya produsen air mineral berkemasan untuk memenuhi kebutuhan

dan permasalahan tersebut.

Sejalan dengan itu sebagian besar masyarakat di Indonesia mengkonsumsi air

minum kemasan galon menggunakan dispenser air minum, baik di kantor maupun

di rumah. Dalam pengkonsumsian air minum menggunakan dispenser air minum,

banyak pengguna tidak menyadari air minum di dalam galon telah habis, hal ini

akan membuat ketidak nyamanan bagi pengguna.

Untuk memudahkan masyarakat dalam permasalahan habisnya air pada

dispenser air minum pada penelitian sebelumnya telah dilakukan penelitian

tentang pendeteksi volume air pada galon memanfaatkan sensor water flow

berbasis internet of things dengan menggunakan Arduino dan Android[1].

Pada penelitian lain yakni realisasi smart galon, sistem pemesanan galon

otomatis berbasis internet yang mendeteksi persediaan air di dalam galon dengan

sensor load cell menggunakan Arduino sebagai pemroses data dan ESP8266

sebagai modul komunikasi untuk terhubung ke internet[2].


2

Penelitian perancangan dan implementasi sistem monitoring kapasitas tabung

gas dan air galon pada smart kitchen berbasis internet of things menggunakan

aplikasi Android untuk memantau persedian air dan gas. Sensor yang digunakan

untuk mendeteksi persedian air dan gas adalah sensor load cell, mikrokontroler

yang digunakan adalah Arduino dan ESP8266. Arduino digunakan sebagai

pemroses data sensor dan ESP8266 sebagai modul komunikasi[3].

Penelitian di atas tidak dapat digunakan pada tempat yang memiliki akses

internet terbatas atau akses internet hanya ada di beberapa ruangan, sehinga alat

tidak bekerja karena setiap alat memerlukan akses internet.

Dari permasalahan persediaan air minum dan terbatasnya akses internet

menjadi dasar untuk mengajukan penelitian tugas akhir yang berjudul “Rancang

bangun alat pendeteksi air pada dispenser air minum dengan jaringan sensor

nirkabel “.

Pada penelitian ini peneliti menggunakan sensor load cell untuk mendeteksi

ketersediaan air di dalam galon. Mikrokontroler yang digunaknan pada penelitian

ini adalah ESP8266 yang mana ESP8266 telah include modul wi-fi. Alat

pendeteksi air pada dispenser air minum ini terintegrasi dengan aplikasi pemantau

persediaan air minum. Alat pendeteksi air minum didesain untuk dapat

berkomunikasi antara alat tanpa menggunakan akses internet sehingga alat dapat

bekerja pada tempat yang jarak akses internetnya terbatas. Alat juga didesain

portable agar dapat digunakan pada dispenser tanpa memodifikasi dispenser yang

ada.


3

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka permasalahan

yang dibahas adalah:

1. Bagaimana memantau air pada dispenser air minum dari jarak jauh.

2. Bagaimana menghubungkan beberapa alat pendeteksi air minum ke

internet jika jarak akses internet terbatas.

1.3 Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah, tujuan dari skripsi ini adalah Menghasilkan

prototype alat pendeteksi air pada dispenser minum dengan jaringan sensor

nirkabel, yang dapat bekerja pada tempat yang jarak akses internet terbatas.

1.4 Batasan Masalah

Untuk mengatasi meluasanya pokok pembahasan, maka pada skripsi ini

peneliti membuat batasan masalah dan ruang lingkup sebagai berikut:

1. Mendeteksi persediaan air minum pada dispenser air minum dengan

cara mendeteksi berat dari galon dan dispenser menggunakan sensor

load cell.

2. Berat maksimum dispenser dan galon dalam keadaan penuh adalah 50

kg.

3. Dispenser yang dideteksi yaitu dispenser yang tidak memiliki lemari

penyimpanan.

4. Alat pendeteksi air pada dispenser air minum menggunakan wi-fi

sebagai media komunikasi.

5. Papan mikrokontroler yang digunakan adalah ESP8266.


4

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah Memudahkan dalam memantau

ketersediaan air pada dispenser air minum dan stok galon secara otomatis dan

oline melalui aplikasi.

1.6 Sistematika Penelitian

Penelitian ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah,

tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika

penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini membahas sekilas mengenai beberapa teori tentang, air minum kemasan

galon, load cell, analog to digital converter, mikrokontroler, android studio,

server, google firebase dan Network Time Protocol server.

BAB III PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini dijelaskan tentang perancangan sistem perancangan perangkat lunak,

dan perancangan perangkat keras.

BAB IV PUNGUJIAN DAN ANALISIS

Bab ini membahas tentang pengujian dan analisis terhadap sistem yang telah

dirancang.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas tentang kesimpulan dari perancangan dan saran-saran yang

mungkin untuk pengembangan lebih lanjut.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Air Minum Kemasan Galon dengan Dispenser

Air minum kemasan galon biasanya disajikan melalui alat dispenser di rumah

maupun di kantor terbukti memberi alternatif utama untuk pemenuhan kebutuhan

hidrasi setiap hari. Air minum dalam kemasan galon ini dapat menjadi solusi

penyediaan air minum yang ramah lingkungan. Karena kemasan air minum galon

bisa digunakan secara berulang dan memberi alternatif penyediaan air minum di

rumah, kantor dan tempat-tempat lainnya. Pakar teknologi lingkungan dari Institut

Teknologi Bandung Prof. Dr. Enri Damanhuri mengatakan air minum dalam

kemasan galon selama puluhan tahun telah memberi solusi penyediaan air minum

yang ramah lingkungan di Indonesia[4].

Jumlah pengguna air minum berdasarkan sumber air dapat terlihat pada

Gambar 2.1 yang bersumber dari Susenas 2005, 2009, 2013, 2017 Badan Pusat

Statistik[5].

Gambar 2.1. Jumlah pengguna air minum berdasarkan sumber air


6

Berdasarkan data dari Survei Sosial Ekonomi Nasional (Susenas) 12 tahun

terakhir, terjadi peningkatan drastis pengguna air kemasan. Bila pada 2005

jumlahnya hanya 4,1 persen dari total keseluruhan konsumsi rumah tangga di

Indonesia, tahun 2017 meningkat menjadi 42,8 persen. Hal ini berarti hampir

separuh dari total populasi rumah tangga di Indonesia menggunakan air minum

kemasan.

2.2 Jaringan Sensor Nirkabel

Jaringan sensor nirkabel adalah kumpulan sejumlah node yang diatur dalam

sebuah jaringan kerjasama. Jaringan sensor nirkabel dibagun dari beberapa node,

yang dimana setiap node terhubung ke satu atau beberapa sensor[6]. Setiap node

biasanya terdiri dari sensor, mikrokontroler, dan modul komunikasi. Masing-

masing node memiliki kemampuan untuk berintegrasi dengan alam, memproses

data, serta dapat melakukan komunikasi sesama node maupun berkomunikasi

dengan base-station tanpa melalui kabel[7]. Gambaran umum jaringan sensor

nirkabel dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Gambar umum arsitektur jaringan sensor nirkabel

2.3 Load Cell

Sensor Load Cell merupakan komponen yang dapat mengubah tekanan dari

suatu beban menjadi sinyal listrik yang dapat diukur. Konversi terjadi secara tidak


7

langsung dalam dua tahap. Lewat pengaturan mekanis, gaya tekan dideteksi

berdasarkan deformasi dari matriks pengukur regangan (strain gauges) dalam

bentuk resistor planar. Regangan ini mengubah hambatan efektif (effective

resistance) empat pengukur regangan yang disusun dalam konfigurasi jembatan

Wheatstone (Wheatstone bridge) yang kemudian dibaca berupa perbedaan

potensial (tegangan)[8]. berikut gambar tangkaian jembatan Wheatstone

Ditunjukkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Rangkain Jembatan Wheatstone

VEX dikenal sebagai tegangan konstan dan VO diukur. Jika semua resistor

seimbang, artinya R1 / R2 = R3 / R4 maka VO adalah nol. Jika ada perubahan

nilai salah satu resistor maka VO akan menghasilkan perubahan yang dapat diukur

dan ditafsirkan menggunakan hukum Ohm. Hukum Ohm menyatakan bahwa arus

(I, diukur dalam ampere) yang mengalir melalui konduktor antara dua titik

berbanding lurus dengan tegangan (V) melintasi dua titik. Perlawanan (R, diukur

dalam Ohm) diperkenalkan sebagai konstanta dalam hubungan ini, terlepas dari

arus. Hukum Ohm dinyatakan dalam persamaan berikut:

.𝐼 =𝑉

𝑅 ( 1 )


8

Pada load cell, resistansi pada jembatan Wheatstone diganti dengan pengukur

regangan dalam pengukuran tegangan dan kompresi bergantian. Keika load cell di

beri beban maka resistansi di setiap pengukur regangan berubah dan

mengakibatkan ada perbedaan tegangan yang dapat diukur. Penerapan jembatan

Wheatstone pada load cell ditunjukkan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Penerapan jembatan Wheatstone pada load cell

2.4 Analog to Digital Converter

Konverter merupakan suatu hal yang penting untuk teknologi kontrol proses

sebagai penerjemah informasi analog kebentuk digital maupun sebaliknya.

Sebagian besar pengukuran variabel –variabel dinamik dilakukan oleh piranti

yang keluaran sinyal listrik analog. Untuk menghubungkan sinyal ini dengan

sebuah komputer atau rangkaian logika digital, perlu dilakukan terlebih dahulu

konversi analog ke digital (ADC).

Analog to Digital Converter (ADC) adalah pengubah sinyal analog menjadi

sinyal digital. ADC banyak digunakan sebagai pengatur proses industri,

komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/ pengujian. Umumnya ADC

digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim

komputer seperti sensor cahaya, suhu, arus, tegangan dan sebagainya kemudian

diproses dengan menggunakan sistim digital[9].


9

ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu

kecepatan sampling dan resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan

seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang

waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per

second (SPS). Gambar sampling kecepatan rendah dan tinggi dapat dilihat pada

Gambar 2.5

Gambar 2.5 ADC dengan kecepatan sampling rendah dan tinggi

Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai

contoh: ADC 4 bit akan memiliki output 4 bit data digital, ini berarti sinyal input

dapat dinyatakan dalam 16 nilai diskrit. ADC 8 bit memiliki 8 bit output data

digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 256 nilai diskrit. Dari

contoh di atas ADC 8 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang

jauh lebih baik daripada ADC 4 bit.

Prinsip kerja ADC adalah merubah sinyal analog ke dalam bentuk besaran

yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai

contoh, bila tegangan referensi 3 volt, tegangan input 1,5 volt, rasio input terhadap

referensi adalah 50%. Jadi, jika menggunakan ADC 4 bit dengan skala maksimum

16, akan didapatkan sinyal digital sebesar 50% x 16 = 8 (bentuk decimal) atau

1000 (bentuk biner).


10

Proses konversi tersebut dapat digambarkan sebagai proses 3 langkah yaitu

sampling (pencuplikan), quantizing (kuantisasi), dan coding (pengkodean) seperti

diilustrasikan pada Gambar 2.6[10].

Gambar 2.6. Proses konversi analog to digital

2.5 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu chip berupa IC (Integrated Circuit) yang

merupakan sistem mikroprosesor lengkap dengan komponen pendukukung seperti

antarmuka I/O, memori, dan juga periferal lainya[11]. Mikrokontroler dalam

penggunaanya difungsikan sebagai otak dari suatu piranti yang memproses

masukan dapat berupa sensor atau tranducer untuk mengontol akuator seperti

motor, LED, relay dan lain-lain. Dalam pengaplikasiannya mikrokontroler

mengeksikusi proses - proses berdasarkan program yang dimasukkan kedalamnya.

Kecepatan pengolahan data pada mikrokontroler lebih rendah jika

dibandingkan dengan PC. Pada PC kecepatan mikroprosesor yang digunakan saat

ini telah mencapai orde GHz, sedangkan kecepatan operasi mikrokontroler pada

umumnya berkisar MHz. Begitu juga kapasitas RAM dan ROM pada PC yang

bisa mencapai orde Gbyte, dibandingkan dengan mikrokontroler yang hanya

berkisar pada orde byte/Kbyte.


11

Meskipun kecepatan pengolahan data dan kapasitas memori pada

mikrokontroler jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan komputer personal,

namun kemampuan mikrokontroler sudah cukup untuk dapat digunakan pada

sistem yang tidak terlalu kompleks dan tidak memerlukan kemampuan komputasi

yang tinggi. Gambar mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Mikrokontroler

2.6 Android Studio

Android studio merupakan sebuah Integrated Development Environment

(IDE) untuk pengembangan aplikasi android yang bersifat open source. Selain

merupakan editor kode IntelliJ dan alat pengembang yang berdaya guna, Android

Studio menawarkan fitur lebih banyak untuk meningkatkan produktivitas Anda

saat membuat aplikasi Android, seperti Sistem versi berbasis Gradle yang

fleksibel, Emulator yang cepat dan kaya fitur, Lingkungan yang menyatu untuk

pengembangan bagi semua perangkat Android, Instant Run untuk mendorong

perubahan ke aplikasi yang berjalan tanpa membuat APK baru, Alat pengujian

dan kerangka kerja yang ekstensif, Alat Lint untuk meningkatkan kinerja,

kegunaan, kompatibilitas versi, dan masalah-masalah lain, Template kode dan

integrasi GitHub untuk membuat fitur aplikasi yang sama dan mengimpor kode

contoh[12].


12

2.7 Server

Server dapat diartikan sebagai penyedia berbagai macam data, dokumen dan

hal lainnya yang dibutuhkan oleh client. Sever mempunyai banyak jenis dan

mempunyai banyak fungis tergantung pada kegunaannya. Server merupakan

sebuah tempat yang dipenuhi berbagai macam informasi, server memiliki tugas

utama untutk memberikan sebuah layanan atau service bagi para client yang

terhubung dengannya. Dalam lingkungan jaringan, server dapat terdiri dari

beberapa device seperti disk server, database server, file server dan lain-lain.

Server bertugas menyediakan resource seperti sebuah aplikasi untuk dapat

diakses oleh seluruh client. Walaupun server mempunyai banyak jenis, namun

secara umum sebuah server memiliki fungsi yang sama yaitu melayani dan

bertanggung jawab penuh terhadap permintaan data dari client, menyediakan

berbagai macam resource untuk dapat digunakan client, mengatur hak akses data,

menyediakan database[13].

2.8 Google Firebase

Firebase adalah suatu layalanan dari Google untuk memudahkan dalam

pengembangan aplikasi Android , IOS, dan juga web[14]. Selain memudahkan

dalam pengembangan applikasi dan juda web, firebase juga gratis dengan batasan

untuk penyimpanan data dibawah 1 Gb, pembacaan dokumen 50.000 per hari,

penulisan dokumen 20.000 per hari, penghapusan dokumen 20.000 per hari, dan

egrees jaringan 10 Gb per bulan. Ada banyak layanan pada firebase diantaranya

sebagai berikut:


13

1. Firebase Authentication

Banyak aplikasi membutuhkan autentikasi untuk mengetahui identitas

pengguna. Dengan mengetahui identitas pengguna aplikasi dapat

menyimpan data pengguna secara aman. Firebase Authentication

menyediakan layanan backend, SDK yang mudah digunakan yang siap

digunakan pada aplikasi. Pada layanan ini mendukung autentikasi

menggunakan sandi, nomor telepon, media sosial seperti Facebook,

Twitter dan lain – lain.

2. Firebase Realtime Database

Firebase realtime database adalah database yang di-host di cloud. Data

disimpan sebagai JSON dan disinkronkan secara realtime ke setiap client

yang terhubung. Sebagai ganti permintaan HTTP biasa, layanan ini

menggunakan sinkronisasi data setiap kali data berubah, semua perangkat

yang terhubung akan menerima update dalam waktu milidetik.

3. Firebase Cloud Messaging

Firebase Cloud Messaging (FCM) adalah solusi pengiriman pesan lintas

platform yang memungkinkan untuk mengirimkan pesan dengan tepercaya

tanpa biaya.

2.9 NTP (Network Time Protocol) Server

NTP server adalah sebuah protokol yang digunakan untuk sinkronisasi waktu

dalam sistem komputer dan jaringan[15]. Sinkronisasi waktu yang dilakukan

sangat akurat dapat mencapai 0,01 detik. NTP bekerja dengan menggunakan

algoritma Marzullo dengan menggunkan referensi skala waktu UTC.


14

Proses sinkronisasi dilakukan di dalam jalur komunikasi data yang biasanya

menggunakan protokol TCP/IP. Proses ini seperti proses komunikasi biasa yang

hanya melakukan pertukaran paket – paket data seperti biasa.

Pada penelitian ini NTP digunakan untuk perhitungan hari air berada di

dispenser air minum.


15

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Umum

Secara umum sistem yang dirancang untuk dapat mengolah masukkan dari

sensor yang digunakan dan mengirimkan hasil pengolahan baik pengiriman antara

alat maupun pengiriman hasil pengolahan alat ke internet. Sebelum dapat bekerja

seperti yang diinginkan, sistem membutuhkan media editor, compiler, dan

uploader program. Pada penelitian ini menggunakan Arduino IDE sebagai

software untuk memprogram mikrokontroler yang digunakan dan menggunakan

Android studio sebagai software untuk membuat aplikasi mobile yang akan

digunakan sebagai media penampil pendeteksi air pada dispenser air minum.

Agar perancangan ini dapat berjalan dengan efesien dan terarah, maka perlu

dilakukan tahapan – tahapan sebagai berikut:

a. Perancangan Sistem

Pada tahap ini pembuatan model sistem pendetesksi air pada dispenser air

minum sehingga didapatkan kebutuhan sistem diperoleh baik kebutuhan

perangkat lunak maupun perangkat keras.

b. Implementasi Rancangan Sistem

Pada tahap ini ialah tahap implementasi dari perancangan perangkat keras

dan perangkat lunak.

c. Konfigurasi Server

Pada tahap ini dilakukan konfigurasi pada sisi server agar dapat bertukar

informasi dengan alat dan aplikasi pemantau.


16

3.2 Perancangna Sistem

Pada perancangan sistem alat pendeteksi air pada dispenser air minum ini

menggunakan jaringan sensor nirkabel, dimana beberapa sensor atau node yang

ditempatkan pada tempat yang berbeda dapat bertukar informasi. Pada Tugas

Akhir ini alat dirancang dengan jaringan sensor nirkabel agar hanya satu alat yang

terhubung dengan internet sehingga sistem dapat bekerja walaupun jarak

jangkauan internet terbatas. Perancangan alat ini menggunakan media

komunikasi Wi-Fi yang berfungsi untuk media komunikasi antar node maupun

node keserver. Pada Tugas Akhir ini alat dibuat sebanyak 3 buah. Gambar 3.1.

memperlihatkan gambaran perancangan sistem.

Gambar 3.1 Diagram keseluruhan sistem

Pada gambar di atas alat 1 merupakan sink node dimana alat 1 merupakan

tempat pengumpulan data sebelum dikirimkan ke server melalui koneksi internet.

Proses pertukaran informasi dari node ke server atau sebaliknya harus melewati

node – node yang telah ditentukan. Pengiriman data dari alat 3 ke server harus

melalui alat 2 dan dan alat 1 begitu juga pengiriman data dari server ke alat 3

harus melalui alat 1 dan alat 2. Data yang pada server dapat diakses oleh user

melalui aplikasi mobile dengan koneksi internet.


17

Alat pendeteksi air pada dispenser air minum dengan jaringan sensor

nirkabel dirancang mampu mendeteksi ketersediaan air pada dispenser air minum,

mendeteksi lama air berada pada dispenser, mendeteksi persediaan galon yang

tersedia, dan pemantauan secara online.

Pendeteksian ketersediaan ari pada dispenser air minum pada penelitian ini

menggunakan sensor berat. Pada Gambar 3.2 dapat dilihat blok diagram sistem

alat pendeteksi air pada dispenser air minum.

Gambar 3.2 Diagram blok sistem

3.2.1 Kebutuhan Sistem

Pada blok diagram sistem yang ditunjukkan pada Gambar 3.2 dapat

dilihat kebutuhan sistem yang akan di buat. Diantaranya sebagai berikut:

a. Sensor berat

Sensor berat yang dibutuhkan pada penelitian ini adalah sensor berat yang

dapat mengukur lebih dari 25 kg, karena berat dispenser dan galon dalam

keadaan penuh ± 25, untuk minimum pengukuran 1 kg karena berat dari

disperser air minum dalam keadaan tidak ada air di atas 1 kg.


18

b. Penguat tegangan

Penguat tegangan pada penelitan ini difungisikan untuk menguatkan

tegangan keluaran dari sensor berat yang digunakan. Tegangan keluaran

dari sensor load cell sangat kecil, pada saat beban maksimum tegangan

keluaran sebesar 1 mV/V. Jika menggunakan input tegangan sebesar 3,3

volt maka tegangan keluaran saat beban maksimum sebesar 3,3 mV

sehingga sangat memerlukan penguat tegangan.

c. Analog to Digital Converter

Analog to digital converter digunakan untuk merubah sinyal keluaran load

cell berupa sinyal analog yang telah dikuatkan menjadi sinyal digital agar

dapat di proses pada mikrokontroler. Penentuan besar ADC pada

penelitian sangat berpengaruh kepada besar penguatan tegangan dari

keluaran sensor berat yang digunakan. Jika besar penguatan 128 dengan

tegangan keluaran sensor berat sebesar 3,3 mV dan tegangan input 3,3

volt, jika maksimum pengukuran 25 kg dengan perubahan 10 gram maka

membutuhkan ADC 15 bit atau lebih dan jika maksimum pengukuran 50

kg dengan perubahan 10 gram maka membutuhkan ADC 17 bit atau lebih.

d. Mikrokontroler

Mikrokontroler digunakan sebagai otak dari sistem yang dirancang.

Mikrokontroler memproses masukan dari sensor berat sehingga menjadi

keluran berupa persentase ketersediaan air pada dispenser air minum.


19

e. Modul Wi-Fi

Modul wi-fi digunakan sebagai media untuk terhubung dengan jaringan

internet dan juga untuk media penghubung antar node.

f. NTP server

NTP server pada penelitian ini digunakan sebagai pewaktu untuk

pendeteksian lama air berada pada dispenser air minum.

g. Server

Server digunakan sebagai tempat penyimpanan data persentase air pada


h. Aplikasi pemantau

Aplikasi pemantau berfungsi sebagai media penampil persetase air pada


i. LED Indikator

LED indikator digunakan sebagai penanda ketersediaan pada dispenser air

minum.

Dari kebutuhan sistem di atas, dibutuhkan pemilihan tipe perangkat

yang sesuai dengan kebutuhan sistem yang dirancang.

1. Load Cell 50 kg

Sensor Load Cell adalah sensor yang digunakan pada penelitian ini

untuk mendeteksi pesediaan air minum di dalam galon. Load cell termasuk

dalam perangkat yang menggunakan prinsip-prinsip pengukur regangan

internal yang sering digunakan untuk pengukuran massa[16].

Sensor load cell juga merupakan bagian dari sensor yang termasuk

dalam jenis sensor mekanis yang mendeteksi perubahan tekanan. Sensor load


20

cell mengubah tekanan menjadi kuantitas listrik[17]. Berikut bentuk sensor

load cell yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Sensor Load Cell

Maksimum pengukuran sensor load cell yang digunakan adalah 50

kg[18]. Spesifikasi sensor load cell yang digunakan dapat dilihat pada

lampiran.

2. Modul HX711

Modul HX711 adalah sebuah komponen terintegrasi dari Avia

Semiconductor, HX711 presisi 24-bit analog to digital converter (ADC) yang

dirancang untuk sensor timbangan digital dan industri kontrol aplikasi untuk

interface langsung dengan sensor jembatan, Modul HX711 juga telah

dilengkapi penguat dengan penguatan 32, 64 dan 128 kali[19].

Pada penelitian ini digunakan sebagai interface sensor load cell dengan

mikrokontroler. HX711 membaca keluaran dari sensor load cell berupa data

analog dan di convert ke digital, keluaran dari modul HX711 akan dijadikan

masukan mikrokontroler. Berikut bentuk HX711 ditunjukkan pada Gambar

3.4.


21

Gambar 3.4 Modul HX711

Berikut spesifikasi dari Modul HX711:

Tegangan operasi 2,6 – 5,5 Volt

Konsumsi Arus < 1,5 mA

Penguatan 32 , 64, 128

ADC 24 bit

memiliki digital interface

3. NodeMCU ESP8266

NodeMCU ESP8266 merupakan open source single board

mikrokontroler yang telah include modul wi-fi di dalamnya. NodeMCU ESP

8266 banyak digunakan untuk pengembangan IOT (Internet Of Thinks).

NodeMCU dapat diprogram menggunakan software Arduino IDE dengan

bahasa pemrograman Arduino. Berikut bentuk fisik dari NodeMCU ESP 8266

ditunjukkan pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Module NodeMCU ESP8266


22

Pada penelitian ini NodeMCU ESP 8266 digunakan sebagai

mikrokontroler yang akan memproses data masukan dari modul HX711 yang

berupa masukan digital dan juga menghubungkan alat ke internet tanpa

menggunakan modul tambahan. NodeMCU ESP8266 ini mengintegrsasikan

GPIO, PWM, I2C, 1 Wire dan ADC dalam 1 board[20].

4. Google Firebase

Pada penelitan ini server yang digunakan adalah google firebase yang

memiliki layanan realtime database layanan ini menggunakan sinkronisasi

data setiap kali data berubah, semua perangkat yang terhubung akan menerima

update dalam waktu milidetik. Pada penelitian ini juga menggunakan layanan

Firebase Cloud Messaging untuk mengirimkan notifikasi ke aplikasi

pemantau.

3.2.2 Desain Alat

Fungsi dari pembuatan desain alat pada perancangan alat pendeteksi

air pada dispenser air minum adalah untuk meningkatkan efesiensi dari segi

bentuk alat dan juga menjadi acuan dalam pembuatan alat. Alat pendeteksi

didesain berbentuk persegi 35 x 35 cm. Material yang digunakan kayu atau

papan.

Alat didesain portable, dalam penggunaannya alat hanya diletakkan di

bawah dispenser air minum sehingga tidak perlu memodifikasi dispenser yang

ada. Desain alat dapat dilihat pada pada Gambar 3.6


23

Gambar 3.6 Desain bentuk alat

3.2.3 Perancangan Perangkat Keras

Pada Tugas Akhir ini untuk mendeteksi air pada dispenser air minum

menggunkan sensor berat. Sensor berat yang digunakan maksimum untuk

pengukuran beban 50 kg. Perancangan alat ini menggunakan modul HX711

sebagai penguat dan ADC utnuk antarmuka sensor dengan mikrokontroler.

Pada Gambar 3.7 dapat dilihat blok diagram perangkat keras.

Gambar 3.7 Diagram blok perangkat keras

Pada Gambar 3.7 dapat dilihat catu daya yang digunakan adalah

berupa adaptor 3,3 volt, dengan menggunakan adaptor 3,3 volt tidak perlu

menambahkan rangkain interface untuk penyesuaian tegangan terhadap


24

mikrokontroler. Pada Gambar 3.7 juga dapat dilihat pada sistem ini

menggunakan LED indikator yang digunakan untuk indikator ketesediaan air

pada dispenser air minum.

Pada Gambar 3.8 dapat dilihat rangkaian skematik alat pendeteksi air

pada dispenser air munim.

Gambar 3.8 Rangkaian skematik

Pada gambar rangkain skematik di atas dapat dilihat modul HX711

terhubung dengan GPIO 16 dan GPIO 4 pada NodeMCU ESP8266,

sedangkan LED indikator yang digunakan terhubung dengan GPIO 0 dan

GPIO 2.

3.2.4 Perancangan Perangkat Lunak

Tahap perancangan perangkat lunak alat pendeteksi air pada dispenser

air minum dengan jaringan sensor nirkabel ialah tahap pembuatan alur

program atau algoritma alat bekerja dan tahap pembuatan desain aplikasi

mobile yang digunakan untuk memantau alat.


25

Pada saat sistem dijalankan hal pertama yang dilakukan adalah alat 1

mengambil data jenis dispenser, batas ketersediaan dan batas hari alat 1, alat 2

dan alat 3, dan juga batas stok galon dari database, kemudian alat 1

mengirimkan data jenis dispenser dan batas ketersediaan alat 2 dan alat 3 ke

alat 2 dan alat 2 mengirimkan data jenis dispenser dan dari batas ketersediaan

alat 3 ke alat 3, berikutnya melakukan pendeteksian persentase air pada

dispenser air minum pada alat 3 dan mengirimkan data ke alat 2, selanjutnya

melakukan pendeteksian persentase air pada alat 2 dan mengirimkan data alat

2 dan 3 ke alat 1, selanjutnya melakukan pendeteksian persentase air pada alat

1 dan mengirimkan data alat 1, 2 dan 3 ke server, selanjutnya melakukan

pendeteksian lama air berada dispenser untuk menentukan berapa lama air

berada pada dispenser yang diproses pada alat 1, selanjutnya melakukan

pembaharuan stok persediaan galon yang diproses pada alat 1 dan selanjutnya

pengiriman notifikasi kapasitas air, jumlah hari dan stok galon ke aplikasi

pemantau. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 3.9.


26

Gambar 3.9 Diagram alir Sistem

Setelah melakukan pengaturan jenis dispenser, batas ketersediaan,

dan batas hari. Berikutnya melakukan pendeteksian air pada dispenser air

minum.


27

Pada alat 3 tahapan pendeteksian dimulai dengan melakukan

perhitungan persentase air pada dispenser air minum berdasarkan jenis

dispenser yang digunakan dan pembacaan sensor berat, selanjutnya

membandingkan hasil persentase air dengan batas persentase air dan juga

membandingkan apakah air pada dispenser melebihi batas hari untuk

memberikan indikator tukar galon pada alat, indikator pada alat berupa

LED. Selanjutnya membandingkan data persentase air dengan persentase

air sebelumnya jika ada perubahan data, maka data persentase ketersediaan

air dikirmkan ke alat 2 proses ini dapat Pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Diagram alir alat 3


28

Pada alat 2 tahapan pendeteksian air pada dispenser air minum

sama dengan tahapan pada pendeteksian alat 3, yang berbeda pada alat 2

data persentase air dikirim ke alat 1 dan apabila ada data yang diterima alat

2 dari node 3 maka alat 2 meneruskan data ke alat 1. Proses ini dapat

dilihat Pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11 Diagram alir alat 2


29

Pada alat 1 tahapan pendeteksian dimulai dengan inisialisasi

jumlah node sama dengan 3, berikutnya melakukan pensdeteksian seperti

alat 2, yang berbeda pada alat 1 data persentase air dikirim ke server dan

juga jika ada data yang diterima alat 1 dari alat 2, maka alat 1 melakukan

pengecekan terlebih dahulu data yang dikirim alat 2 merupakan data

persentase air alat 2 atau alat 3 lalu dikirimkan ke server. Proses ini dapat

dilihat pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Diagram alir persentase ketersediaan alat 1


30

Pendeteteksian lama air berada pada disperser air minum di proses

pada alat 1, dimulai dengan inisialisasi jumlah alat atau node sama dengan 3

berikutnya melakukan pengecekan waktu pada alat 1, 2 dan 3 dengan waktu

NTP server guna melakukan penambahan hari, berikutnya membandingkan

jumlah hari pada alat 1, 2, dan 3 dengan batas hari yang ditentukan untuk

setiap alat gunu untuk memberikan indikator hari sama atau melebihi batas

hari yang ditentukan pada alat. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 3.13.

Gambar 3.12 Diagram alir pendeteksian lama air berada pada dispenser


31

Pada Gambar 3.12 terdapat proses pengecekan penambahan hari dan

proses membandingkan jumlah hari dengan batas hari, proses ini dapat dilihat

pada lampiran.

Selanjutnya melakukan pembaharuan stok galon yang tersedia proses

ini dilakukan pada alat 1. Pembaharuan stok galon dimulai dengan pengecekan

perubahan persentase air setiap alat dari 0% menjadi 100% guna mengetahui

adanya pergantian galon, jika ada pergantian galon maka stok galon dikurangi

1 dan stok galon di update, berikutnya mengatur ulang jumlah hari sama

dengan 0 pada alat yang terjadi pergantian galon dan jumlah hari di update.

Proses ini dapat dilihat pada Gambar 3.14

.Gambar 3.14 Diagram alir pembaharuan stok galon


32

Untuk pengirman notifikasi ke aplikasi pemantau dimulai dengan

membandingakan persentase air setiap alat dengan batas persentase air setiap

alat guna untuk melakukan memicu server untuk mengirimkan notifikasi

persentase air ke aplikasi pemantau, berikutnya membandingkan jumlah hari

setiap alat dengan batas hari setiap alat guna untuk memicu server

mengirimkan notifikasi hari ke aplikasi pemantau, dan berikutnya

membandingkan stok galon yang tersedia dengan batas stok galon guna untuk

memicu server mengirimkan noifikasi stok galon ke aplikasi pemantau. Proses

memicu server untuk mengirimkan notifikasi ke aplikasi pemantau dilakukan

pada alat 1. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15 Diagram alir pengiriman notifikasi


33

Pembuatan desain aplikasi pemantau pendeteksi air pada dispenser

menggunkan software Adobe XD tujuan dari pembuatan desain aplikasi

pemantau ini iyalah untuk sebagai acuan dalam pembuatan dan memudahkan

dalam pembuatan aplikasi dengan software Android Studio. Aplikasi yang

dibuat berfungsi untuk memantau persediaan air pada dispenser air minum,

waktu lamanya air berada di dispenser dan stok galon yang tersedia. Desain

tampilan home aplikasi pemantau dapat dilihat pada Gambar 3.16.

Gambar 3.16 Tampilan home aplikasi pemantau

3.3 Implementasi Rancangan Sistem

Pada tahap implementasi rancangan sistem ialah tahap pembuatan perangkat

keras dan perangkat lunak nberdasatkan perancangan sistem tang telah dibuat.

3.3.1 Implementasi Perancangan Perangkat Keras

Seluruh komponen yang telah ditentukan pada perancangan perangkat

keras dintegrasikan yang terpusat pada NodeMCU ESP8266 sebagai

mikrokontroler.


34

Setelah perangkat keras terintegrasi selanjutnyaa melakukan pembutan

casing alat yang telah didesain sebelumnya. Pada Gambar 3.17 Dapat dilihat

proses pembutan casing alat dan perangkat keras yang terintegrasi dengan

casing.

Gambar 3.17 Perangkat keras yang telah terintegrasi

Hasil dari rancangan alat pendeteksi air pada dispenser air minum

dapat dilihat pada Gambar 3.18.

Gambar 3.18 Perangkat pendeteksi air pada dispenser air minum

3.3.2 Implementasi Perancangan Perangkat Lunak

Implementasi perancangan perangkat lunak ialah tahap pembuatan

program untuk setiap node atau alat berdasarkan algoritma yang telah


35

dirancang, pembutan program menggunakan software Arduino IDE dan

pembuatan aplikasi pemantau aplikasi menggunakan software Android Studio.

3.4 Konfigurasi Server

Server yang digunakan pada tugas akhir ini adalah Firebase. pada tahap

konfigurasi server ini meliputi pembuatan database, konfigurasi server dengan

alat dan konfigurasi server dengan apliaksi. Pada Gambar 3.19 ditunjukkan

database yang dibuat untuk tempat penyimpanan data.

Gambar 3.19 Desain database

Setelah pembuatan database selanjutnya adalah melakukan

konfigurasi server dengan alat untuk dapat bertukar informasi. Pada


36

konfigurasi alat dengan server melakukan penyesuaian alamat server dan

authentication server untuk akses database dan juga melakukan

penyesuaian kunci server cloud message untuk pemicu notifikasi.

Serelah melakukan konfigurasi server dengan alat berikutnya

konfigurasi server dengan aplikasi. Dalam konfigurasi server dengan

aplikasi, pertama harus mendaftarkan aplikasi pemantau dispenser ke

firebase, setelah melakukan pendaftaran download file google-

services.json yang merupakan konfigurasi Android Firebase, file

tersebut ditambahkan ke aplikasi. Penambahan file google-

services.json. Setelah menambahakan file tersebut ke aplikasi

selanjutnya menambahkan plugin google-service ke aplikasi.. Setalah

penambahan plugin terakhir ialah penambahan SDK firebase ke aplikasi.


37

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Kalibrasi dan Pengujian Sensor Load Cell

Kalibrasi sensor load cell bertujuan untuk mendapatkan nilai konstanta yang

sesuai agar nilai pengukuran berat dari sensor sama dengan atau mendekati

dengan alat ukur yang telah ada. Proses kalibrasi dilakukan beberapa kali

sehingga mendapatkan nilai konstanta yang sesuai sehingga hasil pengukuran

sama dengan alat ukur yang ada. Pada Gambar 4.1 ditunjukkan proses kalibrasi

sensor.

Gambar 4.1 Proses kalibrasi sensor

Setelah melakukan kalibrasi sensor dengan melakukan beberapa kali

percobaan sehingga mendapatkan nilai konstanta yang tepat untuk setip alat.

Selanjutnya melakukan pengujian sensor. Data pengujian pengukuran berat pada

setiap alat dapat dilihat pada tabel 4.1.


38

Tabel 4.1 Pengujian sensor

No Pengukuran

Alat Ukur(kg)

Alat 1

(kg)

Alat 2

(kg)

Alat 3

(kg)

1 22,90 22,91 22,91 22,91

2 21,90 21,92 21,95 21,93

3 20,90 20,92 20,94 20,92

4 19.90 19,97 19,94 19,89

5 18,90 18,94 18,96 18,87

6 17,90 17,89 17,93 17,85

7 16,90 16,91 16,95 16,86

8 15,90 15,88 15,93 15,84

9 14,90 14,89 14,93 14,83

10 13,90 13,87 13,91 13,81

11 12,90 12,91 12,92 12,80

12 11,90 11,85 11,84 11,78

13 10,90 10,88 10,85 10,77

14 9,90 9,85 9,80 9,77

15 8,90 8,83 8,82 8,76

16 7,90 7,82 7,77 7,78

17 6,90 6,84 6,77 6,76

18 5,90 5,80 5,74 5,74

19 4,90 4,80 4,76 4,73

20 3,90 3,79 3,75 3,70

4.2 Pengujian Komunikasi

Pada pengujian komunikasi ini meliputi pengujian komunikasi antar alat,

pengujian jarak koneksi antar alat, pengujian NTP server, pengujian pengiriman

data dari alat ke database firebase, pengujian pengiriman notifikasi ke aplikasi

pemantau dan pengujian tundaan pengiriman data ke server .


39

4.2.1 Pengujian Komunikasi Antar Alat

Pada pengujian komunikasi antar alat ini, melakukan 2(dua) pengujian

yang pertama pengiriman data dari alat 2 dan 3 ke alat 1 yang akan

mengirimkan data berupa nilai persentase persediaan air di dalam galon. Yang

kedua pengiriman data dari alat 1 ke alat 2 dan 3 yang berupada data batas

persediaan air, jenis dispenser dan indikator hari Pada Gambar 4.2 dapat

dilihat proses pengujian komunikasi antar alat. Pengujian dilakukan dengan

melihat proses pengiriman data pada serial monitor.

Gambar 4.2 Pengujian komunikasi antar alat

Pada gambar di atas dapat dilihat pengiriman data dari alat 2 dan alat 3

ke alat 1 berhasil ditandai dengan data yang dikirim dari alat 2 dan alat 3 sama

dengan data yang diterima alat 1. Pada gambar di atas juga dapat dilihat

pengiriman data dari alat 1 ke alat 2 dan 3 berhasil ditandai dengan data yang

dikirim dari alat 1 sama dengan data yang diterima alat 2 dan 3.


40

4.2.2 Pengujian Jarak Koneksi Antar Alat

Pengujian jarak koneksi antar alat dilakukan pada lokasi pengujian

yang dapat dilihat pada Gambar 4.3. Lokasi pengujian satu lantai atau tidak

bertingkat dengan kondisi satu alat di dalam rumah atau raungan yang tertutup

dan alat lainya diluar rumah atau ruangan.

Gambar 4.3 Lokasi pengujian jarak

Hasi dari pengujian jarak koneksi antar alat yang dilakukan pada

lokasi pengujian dapat dilihat pada Pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Pengukuran jarak koneksi antar alat

No Jarak (Meter) Status Koneksi

1 11 Terhubung

2 12 Terhubung

3 13 Terhubung

4 14 Terhubung

5 15 Terhubung

6 16 Terhubung

7 17 Terhubung

8 18 Terhubung

9 19 Terhubung

10 20 Tidak Terhubung


41

4.2.3 Pengujian NTP Server

NTP (Nerwork Time Protocol) pada Tugas Akhir ini digunakan untuk

mengetahui lamanya air berada pada dispenser. Pengujian dilakukan dengan

cara menampilkan data waktu yang diambil dari NTP server pada serial

monitor dan membandingkan waktu yang ditampilkan pada serial monitor

dengan waktu pada komputer. Pada Gambar 4.4 dapat dilihat pengujian NTP

server.

Gambar 4.4 Pengujian NTP Server

4.2.4 Pengujian Pengiriman Data ke Database

Pada pengujian pengiriman data dari alat ke dabase firebase ini,

pengujian dilakukan dengan cara membandingkan data pada serial monitor

alat 1 dengan data pada database.

Dapat dilihat pada Gambar 4.5 data pada database sama dengan data

yang ditampilkan pada serial monitor alat 1, dan juga ditandai dengan adanya

perubahan warna tulisan dari warna hitam menjadi warna jingga pada saat data

pada database berubah.


42

Gambar 4.5 Pengiriman data ke database

4.2.5 Pengujian Tundaan Perubahan Data

Pada pengujian tundaan pengiriman data dilakukan pengujian waktu

pengiriman data dari alat 1 ke server, alat 2 ke alat 1, alat 3 ke alat 1 dan

pengujian tundaan perubahan data pada aplikasi pemantau saat data pada

database berubah. Pada pengujian ini melakukan 10 kali percobaan

pengiriman data dari masing-masing alat dan melakukan 10 kali percobaan

pengujian tundaan perubahan data pada aplikasi pemantau saat database

berubah. Pada Tabel 4.3 dapat dilihat waktu tundaan dari pengujian.

Tabel 4.3 Data pengujian waktu pengiriman data

No Alat 1 ke server

(detik)

Alat 2 ke Alat 1

(detik)

Alat 3 ke Alat 1

(detik) Aplikasi

1 0,472 0,130 0,238 0,202

2 0,532 0,122 0,252 0,164

3 0,501 0,078 0,244 0,221

4 0,497 0,152 0,23 0,231

5 0,604 0,129 0,273 0,233


43

6 0,478 0,151 0,264 0,232

7 0,508 0,136 0,234 0,233

8 0,513 0,124 0,211 0,217

9 0,492 0,166 0,286 0,238

10 0,532 0,126 0,212 0,234

Berdasatkan data pada Tabel 4.3 merupakan data dari pengujian waktu

pengiriman data, data pada tabel akan menjadi acuan untuk mengetahui rata-

rata tundaan perubahan data dari setiap alat. Rata – rata waktu pengiriman data

dari alat 1 ke server atau database adalah 0, 513 detik, rata – rata waktu

pengiriman data dari alat 2 ke alat 1 adalah 0,131 detik, rata – rata waktu

pengiriman data dari alat 3 ke alat 1 adalah 0,244 detik dan rata – rata tundaan

penampilan data pada aplikasi saat database berubah adalah 0,221 detik.

Setelah mendapatkan rata – rata waktu tundaan dari setiap percobaan

maka didapat rata–rata waktu tundaan perubahan data saat terjadi perubahan

persentase ketersediaan air pada alat 1, alat 2 dan alat 3. Pada alat 1 rata–rata

waktu tundaan perubahan data saat terjadi perubahan persentase ketersediaan

air adalah 0,733 detik waktu tundaan ini didapat dengan menjumlahkan rata –

rata waktu pengiriman data dari alat 1 ke server atau database dan rata-rata

waktu tundaan penampilan data pada aplikasi pemantau saat data pada

database berubah.

Pada alat 2 rata–rata waktu tundaan perubahan data saat terjadi

perubahan persentase ketersediaan air adalah 0,865 detik waktu tundaan ini

didapat dengan menjumlahkan rata – rata waktu pengiriman data dari alat 1 ke

server atau database, rata–rata waktu pengiriman data dari alat 2 ke alat 1 dan


44

rata-rata waktu tundaan penampilan data pada aplikasi pemantau saat data


Pada alat 3 rata–rata waktu tundaan perubahan data saat terjadi

perubahan persentase ketersediaan air adalah 0,978 detik waktu tundaan ini

didapat dengan menjumlahkan rata – rata waktu pengiriman data dari alat 1 ke

alat 3, rata–rata waktu pengiriman data dari alat 1 ke server atau database dan

rata-rata waktu tundaan penampilan data pada aplikasi pemantau saat data


. Tundaan perubahan data yang paling lama yaitu perubahan dari alat 3

dikarenakan pengiriman data dilakukan secara beruntut, Untuk pengiriman

data dari alat 3 terlebih dahulu mengirimkan data ke alat 2 dan alat 2

mengirimkan data ke alat 1 lalu alat 1 yang mengirimkan data ke server.

4.2.6 Pengujian Pengiriman Notifikasi

Pengiriman notifikasi dilakukan dengan cara memicu server firebase

untuk mengirimkan notifikasi ke aplikasi pemantau, pada penelitian ini yang

memicu server untuk mengirimkan notifikasi adalah alat 1.

Pengujian pengiriman notifikasi dilakukan dengan cara melihat

respone dari server firebase pada serial monitor dan melihat notifikasi pada

mobile. Pada pengujian ini alat 1 berhasil memicu server ditandai dengan

respone dari server yang ditampilkan pada serial monitor sukses mengirimkan

notifikasi dan juga pada mobile dapat dilihat adanya notifikasi aplikasi

pemantau yang masuk. Pada Gambar 4.6 dapat dilihat alat 1 berhasil memicu

pengujian pengiriman notifikasi.


45

Gambar 4.6 Pengujian notifikasi

4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem

Pada implementasi sistem, alat diletakkan dibawah dispenser air minum

untuk mengetahui ketersediaan air di dalam galon dan aplikasi mobile yang

dirancang digunakan sebagai media penampil dari alat. Ketersediaan air minum

yang ditampilkan pada aplikasi dalam bentuk persentase air di dalam galon.

Persentase ketersediaan air yang ditampilkan pada aplikasi dalam rentang

10% dari kapasitas air dalam keadaan penuh. Kapasitas air di dalam galon saat

galon penuh adalah 19 liter sama dengan 19 kilo gram. Maka untuk persediaan

10% sama dengan 1,9 liter atau 1,9 kilo gram. Agar memudahkan dalam

pengujian maka peneliti memberi tanda berupa garis pada galon yang

menandakan kapasitas air. Gambar 4.7 dapat dilihat garis penanda kapasitas air di

dalam galon.

Gambar 4.7 Penanda kapasitas air pada galon


46

Pemantauan ketersediaan air per 10% bertujuan untuk memberikan

pemberitahuan sebelum air habis dan juga pengguna dapat mengatur saat berapa

persen memberikan notifikasi kapasitas air.

Dalam pengukuran persediaan air di dalam galon alat mengukur berat

galon ditambah dengan berat dispenser, karena berat dispenser berbeda – beda

terantung dengan ukuran maka nilai berat untuk pemambahan juga berbeda untuk

setiap jenis dispenser. Pada Tugas Akhir ini melakukan pengujian dengan

menggunakan dua jenis dispenser air minum yaitu dispenser Miyako tipe WD-19

EX dan Miyako WD-186 H berat dari masing-masing dispenser adalah 3,2 kg dan

1,8 kg. Pada Gambar 4.8 dapat dilihat pengukuran berat dispenser.

Gambar 4.8 Pengukuran berat dispenser

Pada pengujian keseluruhan sistem ini melakukan beberapa pengujian

diantaranya pengujuan pemantauan kapasitas air, pengujian pembaharuan stok

galon, pengujian notifikasi, pengujian penambahan dan pengurangan alat dan

pengujian penambahan jumlah hari.

1. Pengujian pemantauan kapasitas air

Pada pengujian pemantuan kapasitas air ini dilalukan dengan cara

meletakkan alat pada tempat yang berbeda dan meletakkan dispenser air


47

minum di atas setiap alat untuk mendeteksi air pada setiap dispenser air

minum. Pada Gambar 4.19 dapat dilihat penempatan setiap alat pada tempat

yang berbeda.

Gambar 4.9 Peletakan alat saat pengujian

Pada saat pengujian air pada galon dalam keadaan penuh dan perlahan –

lahan air pada setaip dispenser dikurangi untuk menguji berjalannya sistem.

Pengujian dilakukan dengan membandingkan pengukuran ketersediaan air

pada galon secara manual dengan data persentase air yang ditampilkan pada

aplikasi. Pengukuran secara manual yaitu dengan melihat penanda yang telah

dibuat pada galon. Pada Gambar 4.10 dapat dilihat data yang ditampilkan pada

aplikasi pemantau sama dengan ketersediaan air di dalam galon dengan melihat

garis penanda dan pada Tabel 4.4 dapat dilihat data hasil pengujian persentase

ketersediaan air.

Gambar 4.10 Pengujian persentase ketersediaan air


48

Tabel 4.4 Data pengujian persentase ketersediaan air

No Garis

penanda Alat 1 (%) Alat 2 (%) Alat 3 (%)

1 Tidak ada air 0 0 0

2 < 1 10 10 10

3 1 – 2 20 20 20

4 2 – 3 30 30 30

5 3 – 4 40 40 40

6 4 – 5 50 50 50

7 5 – 6 60 60 60

8 6 – 7 70 70 70

9 7 – 8 80 80 80

10 8 – 9 90 90 90

11 > 9 100 100 100

2. Pengujian pembaharuan stok galon

Pada pengujian keseluruhan sistem ini juga melakukan pengujian

pengurangan stok persediaan air minum dengan melihat perubahan database

dan aplikasi pemantau sebelum dan sesudah adanya perubahan persentase

ketersediaan air dari 0% menjadi 100%. Pengujian pengurangan stok galon

yang tersedia ditunjukkan pada Gambar 4.11.

Gambar 4.11 Pengujian pembaharuan stok persediaan


49

Pada Gambar 4.11 dapat dilihat pada saat persediaan pada ruangan-1 0%

jumlah stok galon adalah 5, saat persentase air pada ruangan-1 berubah

menjadi 100% Jumlah stok otomatis berubah menjadi 4 karena adanya

pergantian galon, ditandai dengan adanya perubahan persentase ketersediaan

air dari 0% menjadi 100%.

3. Pengujian pengiriman notifikasi

Untuk pengiriman notifikasi ke aplikasi pemantau saat persentase air

kurang dari batas yang ditentukan, Pada pengujian ini mengurangi air pada

alat 3, batas persentase air pada alat 3 telah diatur pada aplikasi pemantau

yaitu 20%. Pada saat persentase air 20% maka alat 1 memicu server untuk

mengirimkan notifikasi ke aplikasi pemantau. Pengujian pengiriman

notifikasi persentase air ditunjukkan pada Gambar 4.12.

Gambar 4.12 Notifikasi persentase air

Pada pengujian notifikasi di atas dapat dilihat pada saat air pada dispenser

air minum di ruangna 3 20% aplikasi pemantau mendapatkan notifikasi


50

pemberitahuan persentase air pada ruangan 3 tersisa 20%, pada saat air

persentase air 10% aplikasi pemantau mendapatkan notifikasi pemberitahuan

persentase air pada ruangan 3 tersisa 10% dan pada saat air didalam galon

kosong aplikasi pemantau mendapatkan notifikasi pemberitahuan pada

ruangan 3 air habis.

4. Pengujian penambahan dan pengurangan alat

Pada pengujian sistem keseluruhan juga melakukan pengujian

penambahan dan pengurangan alat. Pengujian penambahan alat ditunjukkan

pada Gambat 4.13.

Gambar 4.13 Penambahan alat

Pada Gambar 4.13 dapat dilihat pertama jumlah alat yang ditampilkan

pada aplikasi 3 buah, saat melakukan penambahan alat dengan cara menekan

button tambah pada aplikasi maka aplikasi menuju halaman penambahan alat

atau node, pada halama tambah alat user menginputkan nama ruangan dan

memilih jenis dispenser, batas persediaan dan batas hari berikutnya user

menekan button tambah maka alat akan bertambah. Dapat dilihat pada pada


51

Gambar 4.13 jumlah alat pada database bertambah dan jumlah alat pada

aplikasi juga bertambah.

Untuk pengujian pengurangan alat ditunjukkan pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14 Pengurangan alat

Pada Gambar 4.14 dapat dilihat pertama jumlah alat yang ditampilkan

pada aplikasi sebanyak 4 buah, saat melakukan pengurangan alat dengan cara

menekan button kurang pada aplikasi pemantau maka akan muncul dialog

persetujuan untuk mengurangi alat. Jika user menekan „ya‟ maka alat urutan

paling akhir akan terhapus pada aplikasi dan juga pada database. Pada

Gambar 4.14 jumlah alat pada database dan aplikasi berkurang.

5. Pengujian penambahan jumlah hari

Pada pengujian penambahan jumlah hari dengan cara melihat perubahan

nilai pada database dengan nama list hari setiap alat pada saat hari berganti.

Pergantian hari ditandai dengan hari tidak sama dengan hari sebelumnya dan

jam dan menit sama dengan jam dan menit sebelumnya. Pengujian

penambahan hari dapat dilihat pada Gambar 4.15.


52

Gambar 4.15 Pengujian penambahan hari

4.4 Analisa Sistem

4.4.1 Batasan Analisa sistem

Pada penelitian ini memiliki beberapa batasan analisa sistem diantara

sebagai berikut.

1. Penelitian ini tidak melakukan analisa terhadap penguat tegangan

dan ADC yang digunakan.

2. Penelitain ini tidak melakukan analisa terhadap jenis modul wi-fi

yang digunakan.

3. Penelitian ini tidak melakukan analisa konsumsi daya pada alat.

4.4.2 Analisa Sistem Pengukuran

Dalam penelitian ini mengukur kapasitas air di dalam galon

menggunakan sensor berat. Berdasarkan data pada Tabel 4.1 merupakan data

pengujian dari sistem yang dirancang menjadi acuan untuk melihat selisih

pengukuran dan persentase error dari pengukuran. Pada Tabel 4.4 dapat

dilihat nilai selisih pengukuran.


53

Tabel 4.4 Selisih pengukuran

No Pengukuran

(kg)

Alat 1

Selisih (kg)

Alat 2

Selisih (kg)

Alat 3

Selisih (kg)

1 22,90 0,01 0,01 0,01

2 21,90 0,02 0,05 0,03

3 20,90 0,02 0,04 0,02

4 19,90 0,07 0,04 0,01

5 18,90 0,04 0,06 0,03

6 17,90 0,01 0,03 0,05

7 16,90 0,01 0,05 0,04

8 15,90 0,02 0,03 0,06

9 14,90 0,01 0,03 0,07

10 13,90 0,03 0,01 0,09

11 12,90 0,01 0,02 0,1

12 11,90 0,05 0,06 0,12

13 10,90 0,02 0,05 0,13

14 9,90 0,05 0,1 0,13

15 8,90 0,07 0,08 0,14

16 7,90 0,08 0,13 0,12

17 6,90 0,06 0,13 0,14

18 5,90 0,1 0,16 0,16

19 4,90 0,1 0,14 0,17

20 3,90 0,11 0,15 0,2

Pada tabel di atas dapat dilihat data selisih pengukuran antara alat ukur

dengan dengan alat pendeteksi persediaan air minum yang diracang. Selilisih

berat paling terbesar adalah 0,11 kg pada alat, 0,15 pada alat 2 dan 0,2 pada

alat 3. Selisih ini dikarenakan sensor yang digunakan pada sistem ini 1 buah

dengan tambahan 4 buah pegas untuk menyeimbangkan beban sehingga beban

tidak sepenuhnya menekan sensor. Berdasarkan Tabel 4.1 juga dapat


54

dijadikan acuan untuk mendapatkan nilai persentase error pengukuran dari

seriap alat. Persen error dari setiap alat ditentukan dengan menggunakan

rumus berikut:

𝑃𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑎𝑡 𝑢𝑘𝑢𝑟 –𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑎𝑡

𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑎𝑡 𝑢𝑘𝑢𝑟 × 100 ( 2 )

Dengan menggunakan persamaan 1, Sehingga didapat data persen

error dari pengujian pengukuran yang dapat dilihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Persen error pengukuran dari setiap alat,

No Pengukuran

(kg)

Alat 1

(%)

Alat 2

(%)

Alat 3

(%)

1 22,90 0,04367 0,04367 0,04367

2 21,90 0,09132 0,22831 0,13699

3 20,90 0,09569 0,19139 0,09569

4 19,90 0,35176 0,20101 0,050251

5 18,90 0,21164 0,31746 0,15873

6 17,90 0,055866 0,1676 0,27933

7 16,90 0,05917 0,29586 0,236686

8 15,90 0,125786 0,18868 0,377358

9 14,90 0,067114 0,20134 0,469799

10 13,90 0,215827 0,07194 0,647482

11 12,90 0,07752 0,15504 0,775194

12 11,90 0,420168 0,504202 1,008403

13 10,90 0,183486 0,458716 1,192661

14 9,90 0,505051 1,010101 1,313131

15 8,90 0,786517 0,898876 1,573034

16 7,90 1,012658 1,64557 1,518987

17 6,90 0,869565 1,884058 2,028986

18 5,90 1,694915 2,711864 2,711864

19 4,90 2,040816 2,857143 3,469388

20 3,90 2,820513 3,846154 5,128205


55

Dari data persen error pada tabel di atas didapat rata – rata persen

error pada alat 1 sebesar 0,586%, pada alat 2 sebesar 0,894% dan pada alat 3

sebesar 1,161%.

Gambar grafik selisih pengukuran setiap alat dengan alat ukur

ditunjukkan pada Gambar 4.16.

Gambar 4.16 Grafik selisih pengukuran berat setiap alat

Dapat dilihat pada Gambar 4.13 selisih pengukuran berat setiap

alat selisih pengkuran yang terbesar adalah 0,2 kg dengan selisih 0,2 kg

alat masih berfungsi dengan baik karena pemantauan kapasitas air dalam

rentang 1,9 kg.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

22

.9

21

.9

20

.9

19

.9

18

.9

17

.9

16

.9

15

.9

14

.9

13

.9

12

.9

11

.9

10

.9

9.9

8.9

7.9

6.9

5.9

4.9

3.9

Alat 1 Alat 2 Alat 3

Berat (kg)

Selis

ih P

engu

kura

n (

kg)

Grafik selisih pengukuran VS Berat Pengukuran


56

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan implementasi yang telah dilakukan pada bab

sebelumnya, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Kapasitas air pada dispenser air minum dapat diukur dengan menggunakan

sensor berat.

2. Pemantauan kapasitas air dapat dilakukan secara online walaupun hanya

satu alat yang terhubung ke internet.

3. Sistem yang dirancang dapat memantau ketersediaan air pada dispenser air

minum, waktu lamanya air berada pada dispenser dan persediaan stok

galon yang ada atau tersedia.

4. Dari hasil pengujian jarak koneksi antar alat pada lokasi pengujian satu

lantai atau tidak bertingkat dengan kondisi satu alat di dalam ruangan

tertutup dan alat lainya diluar ruangan maka didapat jarak maksimum

koneksi antar alat 19 meter.

5. Dengan menggunakan 1 buah sensor dengan 4 buah pegas untuk

penyeimbang beban dari hasil pengujian terdapat rata-rata persen error

sebesar 1,161%.

5.2 Saran

Beberapa saran yang dapat diberikan sehubungan dengan pelaksanaan tugas

akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk perancangan selanjutnya diharapkan lebih banyak mengambil

sampel jenis disperser.


57

2. Untuk perancangan selanjutnya diharapkan menggunakan 4 buah sensor

yang dipasang disetiap sudut agar akurasi lebih akurat.

3. Untuk perancangan selanjutnya diharapkan melakukan pengujian jarak

koneksi antar alat pada lokasi yang memiliki ruangan beberapa lantai.

4. Untuk perancangan selanjutnya diharapkan menggunakan topologi

jaringan mesh agar jika salah satu node bermasalah pertukaran data pada

node lain tidak terganggu.

5. Untuk perancangan selanjutnya diharapkan sistem dapat terhubung

langsung ke para penjual air minum.


58

DAFTAR PUSTAKA

[1] D. Kuriando, A. Noertjahyana, and R. Lim, “Pendeteksi Volume Air pada

Galon Berbasis Internet of Things dengan Menggunakan Arduino dan

Android,” pp. 2–7, 2017.

[2] S. L. Yancy, “Realisasi smart gallon, sistem pemesanan galon otomatis

berbasis internet (Bagian: Sensor dan Pengolahan Data),” Bandung, 2017.

[3] R. Agustina, U. Sunarya, and D. Gusnadi, “Perancangan dan Implementasi

Sistem Monitoring Kapasitas Tabung Gas dan Air Galon Pada Smart

Kitchen Berbasis Internet of Things,” e-Proceeding Appl. Sci., vol. 4, no. 3,

pp. 2663–2669, 2018.

[4] T. Bramantoro, “Air Minum Dalam Kemasan Galon Solusi Penyediaan Air

Minum yang Ramah Lingkungan kata Enri Damanhuri,” 2019. [Online].

Available: https://www.tribunnews.com/lifestyle/2019/02/22/air-minum-

dalam-kemasan-galon-solusi-penyediaan-air-minum-yang-ramah-

lingkungan-kata-enri-damanhuri. [Accessed: 02-Aug-2019].

[5] A. Dhyaksa, “Nyaris separuh rumah tangga Indonesia minum air kemasan,”

2018. [Online]. Available: https://beritagar.id/artikel/gaya-hidup/nyaris-

separuh-warga-indonesia-minum-air-mineral-kemasan. [Accessed: 03-Aug-

2019].

[6] D. I. Af‟idah, A. F. Rochim, and E. D. Widianto, “Perancangan Jaringan

Sensor Nirkabel (JSN) untuk Memantau Suhu dan Kelembaban

Menggunakan nRF24L01+,” J. Teknol. dan Sist. Komput., vol. 2, no. 4, p.

267, 2014.

[7] J. Pamungkas and W. Wirawan, “Desain Real-Time Monitoring Berbasis

Wireless Sensor Network Upaya Mitigasi Bencana Erupsi Gunungapi,” J.

Nas. Tek. Elektro dan Teknol. Inf., vol. 4, no. 3, 2015.

[8] M. R. Putra, “Aplikasi Sensor Load Cell Sebagai Pengukur Berat Serpihan

Cangkir Plastik Air Mineral Untuk Menonaktifkan Motor AC Pada

Rancang Bangun Mesin Penghancur Plastik,” 2016.

[9] D. Hariyanto, “Analog to Digital Converter.”


59

[10] H. Salim, “Pembuatan Modul Pengubah Sinyal Analog Menjadi Sinyal

Digital (Analog To Digital Converter) Untuk Praktikum Laboratorium

Dasar Telekomunikasi,” 2010.

[11] A. N. N. Chamim, “Penggunaan Microcontroller Sebagai Pendeteksi Posisi

Menggunakan Sinyal GSM,” vol. 4, no. 1, pp. 430–439, 2010.

[12] “Android Studio.” [Online]. Available:

https://developer.android.com/studio/intro?hl=ID. [Accessed: 07-Aug-

2018].

[13] Hermawan, “Pengertian Server, Fungsi Server Beserta Cara Kerja dan

Jenis-jenis Server,” 2019. [Online]. Available:

https://www.nesabamedia.com/pengertian-server-dan-fungsi-server/.

[Accessed: 08-Aug-2019].

[14] “Google Firebase.” [Online]. Available: https://firebase.google.com/docs.

[Accessed: 27-Dec-2019].

[15] C. Wijaya and P. Alfadian, “Implementasi Jam Tersinkronisasi dengan

Menggunakan Arduino dan Protokol RS-485,” 2015.

[16] I. Sugriwan, M. S. Muntini, and Y. H. Pramono, “Sensor Massa Untuk

Mengukur Derajat Layu Pada Pengolahan Teh Hitam,” 2013.

[17] B. Siregar, Seniman, D. Fadhillah, U. Andayani, H. Pranoto, and F. Fahmi,

“Simulation of waste transport monitoring based on garbage load capacity

using load cell,” Int. Conf. ICT Smart Soc. ICISS 2017, pp. 1–7, 2017.

[18] “Load sensor - 50 Kg.” [Online]. Available:

https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/loadsensor.pdf. [Accessed:

02-Aug-2019].

[19] R. M. Renaldy, “Otomatisasi Penentuan Harga Berdasarkan Berat dan

Volume Barang Pada Jasa Pengiriman,” Surabaya, 2016.

[20] R. P. Pratama, “Aplikasi WEB Server ESP8266 Untuk Pengendali

Peralatan Listrik,” INVOTEK J. Inov. Vokasional dan Teknol., vol. 17, no.

2, pp. 39–44, 2017.


60

LAMPIRAN

Spesifikasi load cell 50 kg

Capacity Kg 50

Comprehensive Error mV/V 0.05

Output Sensitivity mV/V 1.0 ± 0.15

Nonlinearity %FS 0.03

Repeatability %FS 0.03

Hysteresis %FS 0.03

Zero Output mV/V ±0.1

Zero Drift (1 min) %FS 0.03

Creep (3 min) %FS 0.03

Operation Temp. Range ℃ -10 to +50

Temp. Effect on Zero %FS/10℃ 1

Temp. Effect on Output %FS/10℃ 0.05

Overload Capacity %FS 150

Input Resistance Ω 1000±20

Output Resistance Ω 1000±20

Insulation Resistance MΩ ≥5000

Excitation Voltage VDC ≤10


61

Spesifikasi NodeMCU ESP8266

USB Driver CH340

CPU Tensilica L106 32-bit processor

Network Protocols IPv4, TCP/UDP/HTTP

Voltage 2,5 – 3,6 V

Flash 4Mb

Arus Rata-rata 80mA

Temperatur – 40°C –125°C

Voltage Micro USB 5 V

Peripheral Interface UART/ SDIO/ SPI/ I2C/ I2S/ GPIO/

IR Remote Control/ ADC/ PWM

Wi-fi IEEE 802.11 b/g/n

Wi-fi Frequency Range 2.4G ~ 2.5G (2400M ~ 2483.5M)

Wi-fi Mode Station/SoftAP/SoftAP+Station

Wi-fi Security WPA/WPA2

Antenna PCB Trace, External, IPEX

Connector, Ceramic Chip


62

Gambar rangkaian HX711


63

Diagram alir fungsi pengecekan hari dan Diagram alir fungsi pengecekan

hari dengan batas hari


64

Notifikasi


65

Program alat

Pembacaan sensor berat;

#include "HX711.h" // library

HX711 scale(DOUT, CLK);

//set awal

scale.set_scale();

scale.tare();

long zero_factor = scale.read_average();

float bacaSensor() {

float berat;

GRAM = scale.get_units(), 1;

berat = GRAM / 1000;

return berat;

}

Pengiriman data antar node

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <ESP8266HTTPClient.h>

void kirim(String alamat, String Data, char urut) {

String data;

char path[70];

int ode = urut - '0';

int odi = ode - 1;

char Urut = odi + '0';

bool cekKirim = 0;

while (cekKirim == 0) {

String dataKirim;

sprintf(path,"http://192.168.%i.4/dpot?",odi);

HTTPClient http;

Serial.println(path);

http.begin(path);

http.addHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");

data = "alamat=" + alamat;

data += "&";

data += "data=";

data += Data;

int httpCode = http.POST(data);

if (httpCode == 200)cekKirim = 1;

Serial.println(httpCode);

String payload = http.getString();

jenisDispenser = payload[0];

batasPersentase = payload[1] - '0';

hari = payload[2];


66

int _size = payload.length();

if (_size > 3) {

for (int i = 3; i < _size; i++) {

dataKirim += payload[i];

}

dataPengaturan = dataKirim;

}

}

}

Menerima data dari node lain

#include <ESP8266WebServer.h>

ESP8266WebServer server(80);

server.on("/dpot", cekData);

server.begin();

void cekData() {

String pesan = server.arg(0);

String pesan2 = server.arg(1);

server.send(200, "text/html", dataPengaturan);

kirim(pesan, pesan2, node);

}

Mengirim data ke server

#include "FirebaseESP8266.h"

FirebaseData firebaseData;

Firebase.begin(FIREBASE_HOST, FIREBASE_AUTH);

void kirim(String alamat, String data) {

String address = "galon";

address += alamat;

if (Firebase.setString(firebaseData, address + "/persediaan", data))

{

Serial.println("sukses");

}

else {

Serial.println("gagal");

}

}


67

Memicu notifikasi

FirebaseData firebaseData1;

firebaseData1.fcm.begin(FIREBASE_FCM_SERVER_KEY);

firebaseData1.fcm.addDeviceToken(FIREBASE_FCM_DEVICE_TOKEN_1);

firebaseData1.fcm.setPriority("high");

firebaseData1.fcm.setTimeToLive(1000);

void sendMessage(String title, String body)

{

Serial.println("------------------------------------");

Serial.println("Send Firebase Cloud Messaging...");

firebaseData1.fcm.setNotifyMessage(title, body);

firebaseData1.fcm.setDataMessage("{\"myData\":" + String(count) + "}");

//if (Firebase.broadcastMessage(firebaseData1))

//if (Firebase.sendTopic(firebaseData1))

if (Firebase.sendMessage(firebaseData1, 0))//send message to recipient index 0

{

Serial.println("PASSED");

Serial.println(firebaseData1.fcm.getSendResult());

Serial.println("------------------------------------");

Serial.println();

}

else

{

Serial.println("FAILED");

Serial.println("REASON: " + firebaseData1.errorReason());

Serial.println("------------------------------------");

Serial.println();

}

count++;

}

Program ambil data NTP Server

#include <NTPClient.h>

#include <WiFiUdp.h>

WiFiUDP ntpUDP;

char daysOfTheWeek[7][12] = {"Ahad", "Senin", "Selasa", "Rabu", "Kamis",

"Jumat", "Sabtu"};

NTPClient timeClient(ntpUDP, "id.pool.ntp.org", 25200);

void waktuBegin() {

timeClient.begin();

}


68

int cekJam() {

int hours;

timeClient.update();

hours = timeClient.getHours();

return hours;

}

int cekMenit() {

int minutes;

minutes = timeClient.getMinutes();

return minutes;

}

String hariCek() {

timeClient.update();

String hari = daysOfTheWeek[timeClient.getDay()];

Serial.print(hari);

return hari;

}


69

Program aplikasi pemantau

package com.example.tugasahir;

import androidx.appcompat.app.AlertDialog;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout;

import android.content.DialogInterface;

import android.content.Intent;

import android.graphics.drawable.Drawable;

import android.os.Bundle;

import android.util.Log;

import android.view.Menu;

import android.view.MenuInflater;

import android.view.MenuItem;

import android.view.View;

import android.widget.Button;

import android.widget.GridView;

import android.widget.TextView;

import com.example.tugasahir.adapter.adapterKirim;

import com.example.tugasahir.adapter.adapterCekFirebase;

import com.google.firebase.database.DataSnapshot;

import com.google.firebase.database.DatabaseError;

import com.google.firebase.database.DatabaseReference;

import com.google.firebase.database.FirebaseDatabase;

import com.google.firebase.database.ValueEventListener;

public class home extends AppCompatActivity {

ConstraintLayout layoutStok;

GridView gridView;

int jumlahNode;

Button tambah, kurang;

TextView stok;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_home);

tambah = findViewById(R.id.plush);

kurang = findViewById(R.id.minus);

stok = findViewById(R.id.stokGalon);

layoutStok = findViewById(R.id.layStok);

gridView = findViewById(R.id.layoutGrid);

FirebaseDatabase database = FirebaseDatabase.getInstance();

DatabaseReference myRef = database.getReference();

myRef.addValueEventListener(new ValueEventListener() {

@Override

public void onDataChange(DataSnapshot dataSnapshot) {

String jmlDis =

dataSnapshot.child("jmlDis").getValue(String.class);

Log.d("TAG", "Value is: " + jmlDis);

jumlahNode = Integer.parseInt(jmlDis);

String batasGalon =

dataSnapshot.child("batasStok").getValue(String.class);

Log.d("TAG", "Value is: " + batasGalon);

int batasPersediaan = Integer.parseInt(batasGalon);

String stokGalon =

dataSnapshot.child("Stok").getValue(String.class);

Log.d("TAG", "Value is: " + stokGalon);

stok.setText(stokGalon);


70

int cek = Integer.parseInt(stokGalon);

if(cek > batasPersediaan)

layoutStok.setBackgroundResource(R.drawable.stokready2);

else

layoutStok.setBackgroundResource(R.drawable.stokhabis);

String[] persentase = new String[jumlahNode];

String[] hari = new String[jumlahNode];

String[] nama = new String[jumlahNode];

String[] batasHari = new String[jumlahNode];

String[] batasPersentase = new String[jumlahNode];

for(int i = 0; i < jumlahNode;i++ ){

String alamat = "galon"+ Integer.toString(i+1);

nama[i] =

dataSnapshot.child(alamat+"/nama").getValue(String.class);

Log.d("TAG", "Value is: " + nama[i]);

persentase[i] =

dataSnapshot.child(alamat+"/persediaan").getValue(String.class);

Log.d("TAG", "Value is: " + persentase[i]);

hari[i] =

dataSnapshot.child(alamat+"/hari").getValue(String.class);

Log.d("TAG", "Value is: " + hari[i]);

batasPersentase[i] =

dataSnapshot.child(alamat+"/batasPersediaan").getValue(String.class);

Log.d("TAG", "Value is: " + batasPersentase[i]);

batasHari[i] =

dataSnapshot.child(alamat+"/batasHari").getValue(String.class);

Log.d("TAG", "Value is: " + batasHari[i]);

}

MainAdapter adapter = new MainAdapter(home.this, nama,

persentase, hari, batasPersentase, batasHari);

gridView.setAdapter(adapter);

}

@Override

public void onCancelled(DatabaseError error) {

// Failed to read value

Log.w("TAG", "Failed to read value.",

error.toException());

}

});

//jumlahNode =

kurang.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

@Override

public void onClick(View v) {

if(jumlahNode > 2){

showDialog();

}

else {

// showDialog();

}

}

});

tambah.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

@Override

public void onClick(View v) {

Intent intToMain = new Intent(home.this,


71

tambahNode.class);

startActivity(intToMain);

}

});

}

@Override

public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {

MenuInflater inflater = getMenuInflater();

inflater.inflate(R.menu.example_menu, menu);

return true;

}

@Override

public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {

switch (item.getItemId()) {

case R.id.itemStock:

Intent b = new Intent( home.this,update.class);

startActivity(b);

return true;

case R.id.itemRiwayat:

Intent a = new Intent( home.this,riwayat.class);

startActivity(a);

return true;

case R.id.itemPengaturan:

Intent i = new Intent( home.this,pengaturan.class);

startActivity(i);

return true;

case R.id.itemTentang:

Intent c = new Intent( home.this,tentang.class);

startActivity(c);

return true;

case R.id.itemToken:

Intent f = new Intent( home.this,token.class);

startActivity(f);

return true;

default:

return super.onOptionsItemSelected(item);

}

}

private void showDialog(){

final String jumlahAlat = Integer.toString(jumlahNode);

AlertDialog.Builder alertDialogBuilder = new AlertDialog.Builder(

this);

// set title dialog

alertDialogBuilder.setTitle("Hapus alat "+ jumlahAlat);

// set pesan dari dialog

alertDialogBuilder

.setMessage("Yakin mengahpus alat")

.setIcon(R.mipmap.ic_launcher)

.setCancelable(false)

.setPositiveButton("Ya",new

DialogInterface.OnClickListener() {

public void onClick(DialogInterface dialog,int id) {

// jika tombol diklik, maka akan menutup activity ini

adapterKirim delate = new adapterKirim();

delate.kirimDelate(jumlahAlat);

}

})

.setNegativeButton("Tidak",new


public void onClick(DialogInterface dialog, int id) {


72

// jika tombol ini diklik, akan menutup dialog

// dan tidak terjadi apa2

dialog.cancel();

}

});

// membuat alert dialog dari builder

AlertDialog alertDialog = alertDialogBuilder.create();

// menampilkan alert dialog

alertDialog.show();

}

private void showAja(){

AlertDialog.Builder alertDialogBuilder = new AlertDialog.Builder(

this);

// set title dialog

alertDialogBuilder.setTitle("Warning");

// set pesan dari dialog

alertDialogBuilder

.setMessage("Tidak dapat menghapus Node")

.setIcon(R.mipmap.ic_launcher)

.setCancelable(false)

.setPositiveButton("Ok",new


public void onClick(DialogInterface dialog,int id) {

// jika tombol diklik, maka akan menutup activity ini

dialog.cancel();

}

});

// membuat alert dialog dari builder

AlertDialog alertDialog = alertDialogBuilder.create();

// menampilkan alert dialog

alertDialog.show();

}

}


skripsi rancang bangun alat pendeteksi air pada …

Documents