LAPORAN AKHIR
PENELITIAN HIBAH BERSAING INSTITUSI
Pengembangan Sistem Kontrol Otomatis Kran Solenoid
Berbasis Radio Frequency Identification (RFID)
Pada Sistem Pelayanan Air Minum Desa
Tahun ke-2 dari rencana 2 tahun
I Gede Nurhayata, S.T., M.T (NIDN : 0004047507)
Dr. I Nyoman Santiyadnya,S.Si.,M.T. (NIDN : 0016067103)
Dibiayai dari
Dana DIPA BLU
Universitas Pendidikan Ganesha
nomor SP DIPA/042.01.2.400987/2017 tanggal 7 Desember 2016
Sesuai dengan Kontrak Penelitian
Nomor : 680/UN48.15/LT/2017
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA
Bulan Oktober, Tahun 2017
i
HALAMAN PENGESAHAN
PENELITIAN HIBAH BERSAING INSTITUSI
Judul Penelitian : Pengembangan Sistem Kontrol Kran
Solenoid Berbasis Radio Frequency
Identification (RFID) pada Sistem Pelayanan
Air Minum Desa.
Kode/Nama Rumpun Ilmu : 451 / Teknik Elektro
Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap : I Gede Nurhayata, S.T., M.T.
b. NIDN : 0004047507
c. Jabatan Fungsional : Lektor
d. Program Studi : Teknik Elektro
e. Nomor Hp : 081.338489669
f. Alamat sure1 (email) : [email protected]
Anggota Peneliti (1)
a. Nama Lengkap : Dr. I Nyoman Santiyadnya,S.Si., M.T.
b. NIDN : 0016067103
c. Perguruan Tinggi : Universitas Pendidikan Ganesha
Tahun pelaksanaan : Tahun ke -2 dari rencana 2 tahun
Biaya Tahun Berjalan : Rp. 18.125.000,-
Biaya Penelitian Keseluruhan : Rp. 38.125.000,-
Singaraja, 31 Oktober 2017
MengetaMengehui
Mengetahui Ketua Peneliti
Ketua LPPM Undiksha
Prof. Dr. I. Gede Astra Wesnawa,M.Si I Gede Nurhayata,S.T.,M.T
NIP. 196204251990031002 NIP. 197504042002121001
mailto:[email protected]
ii
PRAKATA
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-
Nya maka penyusunan laporan kemajuan penelitian hibah bersaing institusi tahun
pelaksanaan 2017 dengan judul “ Pengembangan Sistem Kontrol Kran Solenoid Berbasis
Radio Frequency Identification (RFID) pada Sistem Layanan Air Minum Desa “ , dapat
diselesaikan tepat waktunya.
Laporan akhir ini memaparkan kegiatan yang telah dilakukan selama proses
penelitian dan hasil penelitian yang sudah dicapai. Kegiatan penelitian ini bertujuan
mengembangkan sistem pembayaran layanan air minum desa dengan sistem layanan
prabayar berbasis rfid melalui proses pengembangan sistem perangkat keras dan lunak
berbasis rfid untuk pengendalian kran solenoid berdasarkan identitas pelanggan dan nilai
pulsa air secara otomatis. Hasil yang dicapai dalam penelitian yakni prototipe sistem
layanan prabayar menerapkan pulsa air untuk pengendalian kran solenoid berbasis rfid.
Kami menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih terdapat
kekurangan. Oleh karena itu, segala kritik dan saran sangat kami harapkan demi
kesempurnaan laporan ini. Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak
yang telah membantu dalam proses penelitian ini.
Singaraja, 31 Oktober 2017
Peneliti
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN i
PRAKATA ii
DAFTAR ISI iii
DAFTAR TABEL v
DAFTAR GAMBAR vi
ABSTRAK viii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Tujuan Khusus Penelitian 4
1.4 Urgensi Penelitian 4
1.5 Manfaat Penelitian 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 RFID (Radio Frequency Identification) 6
2.2 Mikrokontroller AT89S51 8
2.3 Kran Solenoid 9
2.4 Sensor Aliran Air 10
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian 11
3.2 Lokasi Penelitian 29
3.3 Subyek dan Obyek Penelitian 29
3.4 Metode Pengumpulan Data 29
3.5 Analisa Data 29
BAB 4. HASIL PENELITIAN
4.1 Hasil Penelitian 30
4.2 Pembahasan 39
BAB 5. PENUTUP
5.1 Simpulan 41
5.2 Saran 41
iv
DAFTAR PUSTAKA 42
LAMPIRAN :
01 : Biodata Ketua Peneliti
02 : Biodata Anggota Peneliti
03 : Artikel publikasi
04 : Produk prototipe
v
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Pengujian driver solenoid
34
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Bentuk fisik dan tata Letak Pin RFID Reader ID-12 7
Gambar 2.2. Hardware dan Arsitektur Mikrokontroller AT89S51 8
Gambar 2.3. Kran air solenoid 9
Gambar 2.4. Sensor aliran air 10
Gambar 3.1. Sistem layanan air desa berbasis kran manual 12
Gambar 3.2. Model sistem layanan air minum desa berbasis rfid 13
Gambar 3.3. Sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID 14
Gambar 3.4. Algoritma perangkat lunak layanan air minum desa berbasis RFID 16
Gambar 3.5. Rangkaian pembaca kartu RFID tipe 125 kHz 17
Gambar 3.6. Konstruksi kran solenoid 18
Gambar 3.7. Rangkaian penggerak (driver) kran solenoid 19
Gambar 3.8. Rangkaian inverter pompa air aquarium 20
Gambar 3.9. Prototipe perangkat keras layanan air minum desa berbasis RFID 20
Gambar 3.10 Format data kartu RFID ID-12 21
Gambar 3.11. Algoritma program pembaca kode ID Card 22
Gambar 3.12 Sensor aliran dengan spesifikasinya 24
Gambar 3.13. Algoritma program pengukur volume air 25
Gambar 3.14. Sistem penyimpanan pulsa air pada memory eksternal 26
Gambar 3.15. Sistem pembacaan pulsa air pada memory eksternal 27
Gambar 3.16. Sistem pengendalian kran air 28
Gambar 4.1. Hardware pembaca kartu RFID dan jenis kartunya 30
Gambar 4.2. Identifikasi nomor pelanggan dengan kartu RFID 32
Gambar 4.3. Hardware pembaca volume air 32
Gambar 4.4. Pembukaan kran solenoid dengan kartu RFID 33
Gambar 4.5. Pembacaan volume air pada volume 1,5 Liter. 33
vii
Gambar 4.6. Rangkaian dan Hardware driver kran solenoid 34
Gambar 4.7 Hardware inverter pompa air aquarium 35
Gambar 4.8. Bentuk tegangan keluaran inverter pompa air 35
Gambar 4.9. Kinerja inverter pompa air aquarium 36
Gambar 4.10. Tampilan prototipe sistem layanan air minum 37
Gambar 4.11. Power on dan permintaan kartu RFID 37
Gambar 4.12. Mendekatkan kartu RFID dan air mengalir keluar 38
Gambar 4.13. Proses estimasi nilai sisa pulsa air 38
viii
ABSTRAK
Penggunaan kran air manual pada sistem pelayanan air minum desa
berdampak pada ketidaksesuaian pendapatan dana sukarela dengan volume air
yang dikeluarkan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan sistem
pelayanan air minum desa dengan kran solenoid otomatis berbasis Radio
Frequency Identication (RFID). Penelitian ini mengembangkan pengendalian
buka dan tutup pada kran solenoid secara otomatis dengan kartu RFID sebagai
identitas pelanggan. Untuk membatasi pengambilan volume air minum oleh
pelanggan maka dikembangkan sistem layanan prabayar dengan sistem pulsa air.
Hasil penelitian menunjukkan sistem mampu mengidentifikasi nomor pelanggan
dengan tepat pada jarak maksimum 10 cm. Kran solenoid terbuka otomatis jika
nomor pelanggan telah terdaftar dan nilai pulsa air tidak kosong. Sistem juga
berhasil membatasi volume air yang keluar sesuai kebutuhan pelanggan. Ketika
nilai pulsa air telah habis, sistem berhasil menutup kran secara otomatis.
Kata kunci: rfid, solenoid, kontrol
ABSTRACT
The use of manual water tap on the drinking water service system of the village
affects the incompatibility of voluntary fund revenues with the volume of water
released. The purpose of this study is to develop a system of drinking water
service village with automatic solenoid faucet based Radio Frequency
Identication (RFID). This research develops open and close control on solenoid
faucets automatically with RFID card as customer identity. To limit the taking of
drinking water volume by customers then developed a prepaid service system with
water pulse system. The results showed that the system was able to identify the
customer number correctly at a maximum distance of 10 cm. The solenoid valve
opens automatically if the customer number has been registered and the water
pulse value is not empty. The system also successfully limits the volume of water
out as per customer requirements. When the water pulse value has been
exhausted, the system manages to close the faucet automatically.
Keywords: rfid, solenoid, control
ix
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Desa Banyuning merupakan salah satu desa di Bali terletak di tengah
kota Singaraja, kabupaten Buleleng. Desa ini memiliki salah satu kekayaan
sumber daya alam vital berupa mata air Candi Kuning yang
