Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
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 bersih dan siap
diminum sehingga air tersebut perlu dikelola dengan baik agar bermanfaat bagi
penduduk desa. Pengelolaan air minum desa Banyuning dilakukan melalui
pemasangan pipa saluran air ke rumah penduduk. Namun karena kondisi jarak dan
letak geografis yang tidak mendukung maka tidak semua penduduk desa
mendapat layanan air minum langsung dari sumber mata air. Oleh karena itu,
pengelola air minum desa Banyuning menyediakan tempat layanan umum air
minum melalui kran air umum dengan memilih lokasi strategis di pinggir jalan
sehingga mudah dijangkau oleh penduduk desa setempat maupun penduduk di
luar desa.
Setiap penduduk desa Banyuning yang hendak mengambil air minum
melalui layanan kran umum dikenakan biaya pengelolaan dan pemeliharaan pada
kotak amal (punia) yang telah disediakan sebesar Rp.500 untuk setiap volume 20
liter air yang mana setara dengan volume air satu galon Aqua. Harga volume air
tersebut masih sangat murah bila dibandingkan dengan harga air kemasan isi
ulang dengan volume air yang sama. Berdasarkan data pada meteran air dari
pengelola air minum desa Banyuning menunjukkan bahwa jumlah pemakaian air
minum desa rata-rata 200 kubik per bulan. Apabila jumlah volume tersebut
dibandingkan dengan volume air yang diambil oleh setiap penduduk sebesar 20
liter atau 0,02 kubik maka banyaknya galon pengambilan air minum sebesar 10
ribu galon per bulan. Jika jumlah galon tersebut dikalikan dengan harga per galon
Rp. 500 maka jumlah total pendapatan air minum desa Banyuning sebesar 5
(lima) juta rupiah.
2
Namun pada kenyataannya beberapa penduduk desa bahkan di luar desa
ada yang tidak melaksanakan kewajibannya membayar ketika mengambil air
minum dari kran umum sehingga perolehan pendapatan untuk biaya pengelolaan
air minum desa pada kotak amal (punia) rata-rata 2 juta per bulan. Dengan
pendapatan dari kotak amal tersebut maka biaya pengelolaan air minum
mengalami kerugian sebesar 3 juta atau hampir 60 persen dari biaya sebenarnya.
Hal ini menunjukkan bahwa masih lemahnya kesadaran penduduk desa untuk
menghargai keberadaan sumber daya alam desanya dan juga jerih payah pengelola
desa dalam pengembangan dan pemeliharaan saluran air minum. Disamping itu
khususnya bagi penduduk luar desa yang tidak membayar sudah jelas merupakan
suatu tindakan pencurian. Namun karena tidak ada bukti yang kuat maka
pengelola desa tidak ada yang berani melaporkan dan dibiarkan begitu saja air
desa dinikmati oleh penduduk luar desa. Kelemahan lain dari sistem pelayanan air
minum desa tersebut adalah tidak adanya pengawasan terhadap penduduk yang
sudah atau belum membayar dengan uang koin pada kotak amal yang telah
disediakan. Pembayaran pada kotak amal dengan uang koin Rp. 500 memberikan
peluang alasan terutama bagi warga yang tidak punya uang koin untuk tidak
membayar karena terbiasa membawa uang kertas.
Berdasarkan permasalahan tersebut, maka pada penelitian ini akan
berupaya memperbaiki sistem layanan umum air minum desa dengan penerapan
teknologi RFID (radio frequency identification) untuk pengendalian kran air
solenoid secara otomatis berdasarkan nomor identitas pelanggan. Dengan upaya
ini akan menjamin bahwa tidak sembarang penduduk desa dapat mengambil air
minum dari kran umum kecuali sudah teregistrasi melalui kartu RFID. Penerapan
teknologi ini memungkinkan sistem pembayaran air minum dengan sistem
layanan prabayar seperti layaknya pada handphone ataupun kWh meter digital.
Pada sistem layanan ini setiap penduduk desa yang berniat mengambil air minum
desa diwajibkan mendaftarkan diri untuk mendapat kartu RFID dengan nomor
register khusus. Alasan menggunakan kartu RFID karena nomor identitas bersifat
unik dan sangat rahasia sehingga tidak mudah diduplikasi oleh pihak yang tidak
bertanggungjawab. Setelah memperoleh nomor identitas, maka penduduk desa
diwajibkan membayar pulsa air minum minimal lima ribu rupiah. Kemudian
3
setiap kali penduduk desa hendak mengambil air, maka cukup dengan
mendekatkan kartu RFID pada sistem layanan otomatis yang akan mengecek
nomor identitas pelanggan dan sisa pulsa air. Bila nomor identitas pelanggan dan
sisa pulsa air memenuhi syarat maka sistem layanan akan membuka kran solenoid
sehingga penduduk desa dapat menampung air yang sudah keluar. Jika air yang
keluar sudah sesuai dengan batas volume yang sudah ditentukan sebesar 20 liter
maka kran solenoid akan menutup kembali secara otomatis.
Pengembangan sistem layanan air minum otomatis ini memerlukan
sistem perangkat keras dan perangkat lunak. Sistem perangkat keras meliputi
pembaca kartu RFID, sistem kontroler dengan mikrokontroler AT89S51,
penggerak kran solenoid, dan sensor aliran serta display LCD sebagai informasi
sisa pulsa air. Sedangkan perangkat lunak meliputi program membaca nomor
identitas kartu RFID, program pengujian sisa kuota pulsa air minum, program
kendali kran solenoid.
Pada penelitian sebelumnya ”Pengembangan prototipe sistem kendali
MP3 player berbasis Radio Frequency Identification dengan mikrokontroler
AT89S51 pada Sistem Pelayanan Informasi Objek Museum “ (Gede Nurhayata :
2014) telah berhasil melakukan pembacaan nomor identitas kartu RFID berbasis
mikrokontroler AT89S51 sehingga sistem ini dapat diterapkan pada aplikasi
sistem layanan umum air minum otomatis untuk mengindentifikasi identitas
pelanggan. Rancangan penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi
untuk meningkatkan sistem layanan umum air minum desa khususnya desa
Banyuning sehingga berdampak pada meningkatnya pendapatan biaya
pengelolaan dan pemeliharaan air minum desa.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas maka rumusan
permasalahannya adalah bagimanakah pengembangan sistem kontrol kran
solenoid berbasis RFID sehingga dapat menerapkan layanan air minum prabayar
secara otomatis?
4
1.3. Tujuan Khusus Penelitian
Tujuan khusus yang ingin dicapai melalui penelitian Hibah Bersaing
Institusi ini adalah :
1. Pada tahun pertama, melakukan pengembangan perangkat keras dan
perangkat lunak untuk sistem kendali otomatis pada kran selenoid berbasis
RFID sehingga dapat mengeluarkan air dengan batas volume tertentu
sebesar 20 liter per galon Aqua.
2. Pada tahun kedua, melakukan pengembangan perangkat lunak pada
mikrokontroller AT89S51 untuk penerapan layanan sistem prabayar.
1.4. Urgensi Penelitian
Permasalahan pada sistem pelayanan air minum desa khususnya di desa
Banyuning adalah sistem pembayaran air minum pada kran umum masih berbasis
sukarela pada kotak amal yang sudah disediakan sehingga biaya pendapatan
pengelola air desa akan sangat bergantung pada tingkat kesadaran warga. Adanya
kerugian biaya pengelolaan air desa rata-rata per bulan sebesar 60 persen menjadi
dasar utama penelitian ini dimana diperlukan upaya perbaikan terhadap sistem
pelayanan air minum desa dengan sistem registrasi berbasis radio frequency
identification (RFID) untuk pengendalian kran solenoid secara otomatis sehingga
dapat diterapkan sistem layanan prabayar kepada penduduk desa.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh melalui hasil penelitian Hibah Bersaing
Institusi ini antara lain :
1. Sebagai salah satu rancangan pengembangan sistem layanan air minum
otomatis melalui kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID dengan
sistem layanan prabayar
2. Bagi pembangunan dan pengembangan dibidang IPTEK dapat berguna
sebagai salah satu pengembangan aplikasi dibidang sistem kontrol
otomatis.
5
3. Bagi pembangunan dan pengembangan dibidang Sosial dapat berguna
terciptanya sistem pelayanan air minum desa secara merata sehingga
meningkatkan kesejahtraan masyarakat dalam menikmati air minum desa.
4. Bagi pembangunan dan pengembangan dibidang Budaya diharapkan
melalui sistem layanan air minum otomatis dapat meningkatkan kesadaran
warga untuk menghargai ketersediaan sumber daya air minum desa yang
sangat terbatas dengan melaksanakan kewajiban membayar iuran air
minum.
5. Bagi Peneliti memberikan pengalaman dalam perancangan sistem layanan
air minum otomatis melalui kendali kran selenoid berbasis RFID dan
penerapan sistem layanan prabayar.
6. Bagi Institusi, hasil rancangan produk inovativ ini diharapkan dapat
meningkatkan kualitas pendidikan lembaga Undiksha melalui penerapan
IPTEK.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. RFID (Radio Frequency Identification)
RFID adalah proses identifikasi menggunakan frekuensi gelombang radio
(Roy Want, 2006). RFID menggunakan frekuensi radio untuk membaca informasi
dari sebuah alat yang disebut RFID Tag Card (Li Yang, 2007). Sebuah sistem
RFID terdiri dari RFID Reader dan RFID Tag Card. RFID Reader dan RFID Tag
Card tersedia dalam bermacam-macam jenis, khusus untuk RFID Tag Card setiap
kartu memiliki data ASCII yang berbeda-beda. Fungsi umum dari RFID Reader
adalah sebagai penerima gelombang radio (RF), sedangkan fungsi umum dari
RFID Tag Card sebagai pemancar gelombang radio (RF). RFID Reader hanya
dapat menangkap data RFID Tag Card yang telah disesuaikan. RFID Tag Card
akan mengenali diri sendiri ketika mendeteksi sinyal dari alat yang kompatibel,
yaitu RFID Reader. RFID merupakan teknologi identifikasi yang fleksibel, mudah
digunakan dan sangat cocok untuk operasi otomatis. RFID mengkombinasikan
keunggulan yang tidak tersedia pada teknologi identifikasi yang lain. RFID dapat
disediakan dalam alat yang hanya dapat dibaca saja (Read Only) atau dibaca dan
ditulis (Read/Write), tidak memerlukan kontak langsung maupun jalur cahaya
untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai variasi kondisi lingkungan,
dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi. Sebagai tambahan, karena
teknologi ini sulit dipalsukan, maka RFID dapat menyediakan tingkat keamanan
yang tinggi. Pada sistem RFID, umumnya Tag Card ditempelkan pada suatu
obyek. Ketika Tag Card ini melalui medan listik yang dihasilkan oleh RFID
Reader yang sesuai, Tag Card akan mentransmisikan informasi yang ada pada
Tag Card kepada RFID Reader, sehingga proses identifikasi dapat dilakukan.
RFID terdiri dari tiga komponen, di antaranya adalah:
RFID Tag Card yaitu alat yang menyimpan informasi untuk identifikasi
objek. RFID Tag Card juga sering disebut transponder.
7
RFID Reader yaitu alat yang kompatibel dengan Tag Card RFID yang
berkomunikasi secara wireless dengan Tag Card
Antena yaitu alat untuk mentransmisikan sinyal RF antara RFID Reader
dengan RFID Tag Card.
RFID Reader ID-12
RFID Reader selain mempunyai penerima internal gelombang RF yang
berfungsi menangkap gelombang elektromagnetik, juga mempunyai fungsi khusus
untuk menangkap data-data analog dari gelombang RF yang dipancarkan oleh
RFID Tag Card dan mengubahnya menjadi data-data digital. Gambar 1
menunjukkan bentuk fisik dan tata letak dari masing-masing pin pada RFID
Reader ID-12. (Sparkfun, 2013).
(a). Bentuk fisik RFID Reader (b). Pin RFID Reader
Gambar 2.1 Bentuk fisik dan tata Letak Pin RFID Reader ID-12
RFID Reader ID-12 mempunyai spesifikasi:
Tegangan pada kaki 11 adalah +4,6 Volt hingga +5,5 Volt
Frekuensi yang digunakan adalah 125 KHz
Keluaran data digital dapat berupa format ASCII ataupun format Wiegand
pada kaki 8 dan kaki 9
Hanya dapat menangkap data dari RFID Tag Card yang berjenis EM 4001
RFID Tag Card EM 4001
RFID Tag Card EM 4001 adalah alat yang dibuat dari rangkaian elektronika dan
antena yang terintegrasi di dalam rangkaian tersebut. Rangkaian elektronik dari
RFID Tag Card umumnya memiliki memori sehingga Tag Card ini mempunyai
8
kemampuan untuk menyimpan data. Memori pada Tag Card dibagi menjadi sel-
sel. Beberapa sel menyimpan data Read Only, misalnya serial number yang unik
yang disimpan pada saat Tag Card tersebut diproduksi. Sel lain pada RFID Tag
Card mungkin juga dapat ditulis dan dibaca secara berulang. Berdasarkan catu
dayanya, RFID
Tag Card dapat digolongkan menjadi:
Tag Card Aktif yaitu Tag Card yang catu dayanya diperoleh dari baterai,
sehingga akan mengurangi daya yang diperlukan oleh RFID Reader dan
Tag Card dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang lebih jauh.
Kelemahan dari tipe ini adalah harganya yang mahal dan ukurannya yang
lebih besar karena lebih kompleks.
Tag Card Pasif: yaitu Tag Card yang catu dayanya diperoleh dari medan
listrik yang dihasilkan oleh RFID Reader, rangkaiannya lebih sederhana,
dan harganya jauh lebih murah, ukurannya kecil, dan lebih ringan.
Kelemahannya adalah Tag Card hanya dapat mengirimkan informasi
dalam jarak yang dekat.
2.2 Mikrokontroller AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 merupakan sebuah sistem mikroprosseor
lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan
keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara
khusus (Benny, 2012). Mikrokontroller memiliki kemasan 40 pin dengan
arsitektur seperti pada Gambar 2.
Gambar 2.2. Hardware dan Arsitektur Mikrokontroller AT89S51
( Rachmad Setiawan,2006).
9
Beberapa fungsi operasi pada mikrokontroller AT89S51 akan digunakan dalam
proses penelitian ini sebagai berikut :
a) Operasi Aritmatika dan Logika yaitu suatu operasi mikrokontroller yang
mengatur dalam proses pengolahan data secara matematik dan pengambilan
keputusan dengan menggunakan fungsi logika. Operasi ini digunakan dalam
mendukung proses timer dan counter serta komunikasi data serial.
b) Operasi Timer dan Counter yaitu suatu operasi mikrokontroller yang
mengatur untuk pembangkitkan fungsi pewaktuan dan proses pencacahan
jumlah sinyal data yang masuk. Operasi ini digunakan dalam proses
pembacaan data Tag ID dari RFID Reader.
c) Operasi Komunikasi Data Serial yaitu suatu operasi mikrokontroller yang
mengatur proses komunikasi secara serial antara mikrokontroller dengan
perangkat luar seperti komputer (PC). Operasi ini digunakan dalam proses
pembacaan dan pengiriman data kode remote control dari sistem ke komputer
(PC).
2.3. Kran Solenoid
Gambar 2.3. Kran air solenoid
Kran air merupakan pintu untuk mengatur besarnya debit aliran air yang
keluar. Secara umum kran air dikendalikan secara manual menggunakan tangan
dengan cara memutar tuas kran. Kelemahan umum dari kran air manual adalah
mudah mengalami kerusakan mekanis sehingga kran ini memiliki umur yang
pendek. Disamping itu kelemahan khususnya adalah tidak dapat dilakukan
10
pengendalian secara kelistrikan sehingga tidak dapat digunakan pada sistem
kontrol dengan pengendalian tegangan.
Pada Gambar 3 memperlihatkan salah satu model kran air selenoid dimana
pada kran tersebut tidak terdapat tuas mekanik sebagai pengatur debit. Prinsip
kerja dari kran seleoid ini adalah dengan memberikan sinyal kendali listrik pada
kabel yang tersedia maka sebuah katup akan melakukan operasi membuka aliran.
Sebaliknya dengan meniadakan sinyal kendali listrik maka katup akan menutup
kembali. Kelemahan dari kran ini adalah tidak dapat dilakukan pengaturan variasi
debit air yang keluar seperti pada kran manual karena hanya memiliki 2 operasi
yakni operasi buka dan tutup.
2.4. Sensor Aliran
Pada Gambar 4 memperlihatkan sebuah sensor aliran air. Sensor ini
berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran air. Berdasarkan kecepatan aliran air
maka dapat diketahui besarnya jumlah volume air yang keluar. Penerapan sensor
aliran ini dapat dilihat pada sistem pengisian bahan bakan bermotor di SPBU
dimana volume bensin yang keluar dapat dibatasi berdasarkan biaya yang dibayar
oleh pembeli. Aplikasi sensor aliran ini akan dapat juga diterapkan pada sistem
layanan air minum otomatis dimana volume air yang dikeluarkan akan
disesuaikan dengan nilai pembayarannya.
Gambar 2.4. Sensor aliran air
11
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian riset terapan untuk menguji dan
menerapkan teori dengan mengembangkan serta menghasilkan produk sehingga
dapat memecahkan persoalan secara nyata. Dalam riset pengembangan atau
Research and Development (R & D) bertujuan untuk mengembangkan, menguji
kemanfaatan dan efektivitas produk (model) yang dikembangkan, baik produk
teknologi, material, organisasi, metode, alat-alat dan sebagainya. Secara umum,
riset pengembangan mencakup langkah-langkah pengembangan dan pengujian
produk sebagai berikut:
a. melakukan kajian, baik secara teori maupun produk sejenis yang sudah ada,
untuk menghasilkan produk baru yang ”lebih baik”
b. mengembangkan prototipe produk baru
c. melakukan uji terhadap produk yang telah dikembangkan, baik melalui ahli,
pengguna maupun kemanfaatan.
d. merevisi produk berdasarkan hasil uji produk tersebut
e. melakukan uji ulang produk yang telah diperbaiki; dan
f. merumuskan produk akhir, dan panduan penggunaannya
Berdasarkan langkah pengembangan pertama di atas telah dilakukan suatu kajian
literatur terhadap keberadaan produk sejenis yang akan dikembangkan. Dari hasil
kajian diperoleh bahwa aplikasi radio frequency identifcation (RFID) pada proses
pengendalian kran air solenoid untuk layanan air minum memang belum pernah
ada. Saat ini, aplikasi RFID lebih banyak dimanfaatkan pada sistem identifikasi
benda seperti sistem absensi karyawan, dan sistem identifikasi barang serta sistem
keamanan. Oleh karena itu, pada tahap pertama ini, diperlukan kajian secara teori
untuk mengetahui kebutuhan yang diperlukan dalam pengembangan produk
layanan air minum desa berbasis RFID. Pada Gambar 4.1. memperlihatkan hasil
pengamatan di lapangan di Desa Banyuning, Singaraja.
12
Gambar 3.1. Sistem layanan air minum desa berbasis kran manual
Tampak pada gambar di atas dimana pengambilan air minum desa oleh
penduduk masih melalui kran secara manual. Karena kran air dioperasikan
banyak tangan, sering kali mengakibatkan kran air mengalami kerusakan. Oleh
karena itu, dibutuhkan biaya perawatan untuk pengadaan sejumlah kran pada tiap
tahunnya. Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan, tampak warga di luar desa
juga ikut mengambil air dalam volume banyak (diangkut dengan mobil dengan
tujuan bisnis untuk dijual kembali) di atas jam 10 malam tanpa membayar. Hal
tersebut tentu saja merupakan kasus pencurian yang dilakukan oleh warga luar
desa sehingga mengakibatkan kerugian dari hasil pendapatan air desa.
Disamping masalah kran air, ada masalah yang paling utama yakni tidak
maksimalnya pendapatan air desa melalu sistem pembayaran melalui kotak amal.
Pendapatan air yang tidak maksimal karena tidak semua warga sadar untuk
membayar setelah mengambil air desa. Beberapa alasan yang menyebabkan
sebagian warga tidak membayar antara lain : sebagian besar warga hanya
memiliki uang kertas minimal Rp.1000,- sedangkan pada kotak amal telah
ditentukan biaya pengambilan air desa per galon sebesar Rp. 500,-. sehingga
warga tidak berkenan membayar kecuali mengambil air lebih dari dua galon.
Disamping itu, tidak adanya pengawasan terhadap kotak amal sehingga ada warga
yang dengan sengaja tidak mau membayar. Kondisi inilah yang memberikan
peluang terjadinya pencurian air minum desa oleh warga di luar desa.
13
Oleh karena itu, berdasarkan hasil pengamatan di atas terhadap masalah di
lapangan, dapat diperoleh hasil kajian sebagai berikut :
1. Dibutuhkan pengembangan produk dimana produk yang baru tidak lagi
menggunakan layanan melalui kran air secara manual sehingga warga luar
desa tidak dapat dengan mudah mengakses air minum desa.
2. Dibutuhkan sistem pembayaran dimana produk baru yang tidak lagi
menggunakan layanan kotak amal baik dengan uang logam (koin) maupun
uang kertas sehingga diharapkan tidak membutuhkan tenaga pengawas.
Berdasarkan analisis kebutuhan di atas maka tahap pengembangan yang kedua
adalah merancang suatu model produk baru seperti tampak pada Gambar 3.2 .
Pada gambar tersebut, terlihat tidak lagi menggunakan kran air manual melainkan
hanya sebuah pipa pengeluaran. Untuk proses mengambil air desa, syaratnya
adalah warga harus memiliki kartu identitas sebagai pelanggan air minum desa.
Sebagai kartu tanda pengenal pelanggan, dalam penelitian ini menggunakan
identifikasi kartu dengan sistem gelombang radio atau radio frequency
identification (RFID). Alasan memilih kartu jenis ini yakni memberikan
kemudahan dalam penggunaannya dimana arah kartu dapat dilakukan pada
sembarang posisi asalkan posisi kartu masih dalam jangkauan sensor pembacanya.
Disamping itu, kartu jenis ini dipilih karena nomor identitas kartu tidak tampak
secara nyata dan tidak dapat diduplikat oleh siapapun sehingga memberikan
sistem keamanan yang cukup tinggi. Oleh karena itu, pada model produk yang
dikembangkan ini membutuhkan komponen sensor RFID sebagai pembaca kartu
pelanggan air minum desa.
Gambar 3.2. Model sistem layanan air minum desa berbasis RFID
14
Setelah mengembangkan model sistem layanan air minum desa di atas, maka
langkah berikutnya adalah mengembangkan sistem kontrol dari model tersebut
secara detail dalam bentuk diagram blok sistem seperti diperlihatkan pada Gambar
3.3. di bawah ini.
Gambar 3.3. Sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID
Pada gambar di atas, tampak beberapa komponen yang digunakan untuk
membangun sistem layanan air minum desa antara lain :
1 RFID reader
berfungsi untuk mendeteksi atau mengenali kartu jenis RFID dan
membaca nomor identitas kartu.
2 Mikrokontroller
berfungsi mengatur proses pembacaan nomor kartu RFID, pengecekan
nomor identitas kartu yang terdaftar, pengendalian kran solenoid,
pembacaan volume aliran dan menampilkan informasi volume air dan
kuota pulsa airnya.
3 Sensor aliran
berfungsi untuk mengukur volume air yang mengalir berdasarkan
kecepatan aliran airnya.
15
4 Kran solenoid
berfungsi untuk membuka dan menutup aliran air dari sumber air menuju
pipa saluran keluaran.
5 Display (LCD)
berfungsi untuk menampilkan informasi proses pembacaan kartu ,
pembacaan volume air dan informasi pulsa air.
Cara kerja sistem :
Pelanggan yang hendak mengambil air minum desa, harus mendekatkan
kartunya pada sensor RFID reader. Nomor identitas kartu pelanggan akan dibaca
oleh RFID reader dan dikirim ke mikrokontroller. Sebelum mikrokontroler
membuka kran solenoid, maka mikrokontroler akan melakukan pengecekan secara
sistematis mulai dari valiadasi nomor pelanggan yakni apakah nomor pelanggan
telah terdaftar pada sistem ataukah belum. Jika nomor pelanggan dinyatakan
terdaftar, kemudian mikrokontroller akan melakukan pengecekan berikutnya
terhadap kuota pulsa airnya yakni apakah pulsa airnya telah habis atau belum.
Apabila salah satu dalam proses pengecekan tidak terpenuhi, maka kran solenoid
akan tetap tertutup. Sebaliknya apabila nomor pelanggan dinyatakan telah
terdaftar dan pulsa airnya masih mencukupi, maka kran air akan terbuka sehingga
air dari sumber akan mengalir menuju pelanggan. Selama proses aliran air
tersebut, mikrokontroler akan melakukan pembacaan jumlah volume air yang
keluar. Apabila volume air sudah mencapai batas yang telah ditentukan maka kran
solenoid akan menutup kembali secara otomatis. Selanjutnya, setelah kran ditutup,
mikrokontroler akan melakukan perubahan data terbaru terhadap pulsa air
pelanggan dengan melakukan pengurangan nilai pulsa pelanggan sesuai tarif yang
telah ditentukan. Demikian prosesnya akan berulang kembali ke awal.
Berdasarkan uraian kerja sistem di atas, maka langkah pengembangan
berikutnya yakni perancangan algoritma perangkat lunaknya seperti tampak pada
Gambar 3.4 di bawah ini.
16
Gambar 3.4. Algoritma perangkat lunak layanan air minum desa berbasis RFID
Pada gambar di atas, algoritma perangkat lunak akan ditanamkan pada
mikrokontroller AT89S52 dengan menggunakan bahasa assembly. Oleh karena
mikrokontroller sebagai jantung utama dalam sistem kontrol maka proses
pengembangan akan dilakukan terhadap perangkat lunak dengan rincian sebagai
berikut :
a) Pembacaan nomor kartu RFID Reader
b) Pengecekan nomor identitas kartu pada tabel
c) Pengendalian kran solenoid
d) Pembacaan volume air yang keluar
e) Pembaharuan pulsa air
Dalam proses pengembangan perangkat lunak di atas memerlukan perangkat keras
yang sesuai untuk proses pengujian kinerjanya. Beberapa perangkat keras yang
dikembangkan pada tahun pertama ini adalah sebagai berikut :
17
1. Pengembangan rangkaian pembacaan nomor kartu RFID tipe 125 kHz
dengan format ID-12 dan hasilnya ditampilkan pada layar LCD M1632.
2. Pengembangan rangkaian driver kran solenoid untuk kendali buka dan
tutup.
3. Pengembangan inverter untuk pengoperasian pompa air dari catu daya DC
12V.
Rangkaian Pembaca Kartu RFID
Rangkaian pembaca kartu RFID berfungsi untuk mengidentifikasi jenis
kartu RFID. Beberapa jenis kartu RFID tersedia dipasaran dengan frekuensi kerja
yang berbeda. Pada penelitian ini dipilih jenis kartu RFID dengan tipe frekuensi
kerja 125 kHz dengan format data ID-12. Jenis kartu ini dipilih karena bekerja
pada frekuensi rendah sehingga memiliki jangkauan pembacaan yang pendek
maksimal 10 cm. Disamping itu, alasan yang lain adalah kemudahan dan
terjangkaunya harga kartu RFID pasif sehingga dapat menekan biaya pengadaan
kartu pelanggan. Untuk mengenali jenis kartu RFID tersebut dibutuhkan tipe
RFID reader yang sesuai sehingga dalam aplikasinya apabila ada pelanggan yang
menggunakan kartu RFID dengan frekuensi kerja yang berbeda, maka tidak akan
dikenali. Adapun pengembangan rangkaian pembaca kartu RFID diperlihatkan
pada Gambar 3.5 di bawah ini.
Gambar 3.5. Rangkaian pembaca kartu RFID tipe 125 kHz
18
Adapun cara kerja rangkaian pembaca kartu RFID pada gambar 3.5 adalah
ketika ada kartu pasif RFID didekatkan pada RFID Reader ID-12 maka RFID
reader akan mendeteksi sinyal elektromagnetik yang dipancarkan oleh kartu
tersebut dan mengubahnya menjadi sinyal data digital untuk dikirim ke
mikrokontroler AT89S52. Kemudian mikrokontroler melakukan proses
pengolahan data digital dan menampilkan nomor identitas kartu pada layar LCD
M1632.
Rangkaian Driver Kran Solenoid
Kran solenoid merupakan kran yang berfungsi untuk mengatur aliran air
dengan menggunakan kumparan solenoid sebagai tenaga penggerak tuasnya.
Adapun kran solenoid yang digunakan dalam penelitian ini diperlihatkan pada
Gambar 3.6. di bawah ini. Kran solenoid pada kondisi normal, katupnya dalam
keadaan tertutup. Untuk membuka kran solenoid maka pada kumparannya harus
dihubungkan dengan sumber tegangan searah sehingga mengalir arus pada
kumparan tersebut dan menimbulkan magnet yang akan menarik tuas kran untuk
membuka. Apabila sumber tegangannya diputuskan maka kran solenoid kembali
pada keadaan normal tertutup.
Gambar 3.6. Konstruksi kran solenoid
Untuk menggerakkan kran solenoid dibutuhkan arus penggerak pada
kumparannya dengan nilai yang cukup besar. Sedangkan sinyal kendali yang
digunakan untuk menggerakkan kran tersebut diberikan oleh mikrokontroller.
Karena arus sinyal kendali dari mikrokontroler sangat rendah dibatasi maksimum
20 mA maka arus keluaran dari mikrokontroller tidak dapat langsung digunakan
19
untuk menggerakkan kran solenoid yang membutuhkan arus kerja sebesar 450
mA. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah rangkaian driver yang sesuai untuk
menghubungkan antara mikrokontroller dengan kran solenoid. Adapun
pengembangan rangkaian penggerak atau driver solenoid diperlihatkan pada
Gambar 3.7 di bawah ini.
Gambar 3.7. Rangkaian penggerak (driver) kran solenoid
Pada gambar di atas, rangkaian penggerak kran solenoid dibangun dengan
menggunakan 2 (dua) buah transistor dalam konfigurasi sebagai transistor
darlington dengan tujuan agar arus basis yang dibutuhkan jauh di bawah arus
kendali dari mikrokontroller sehingga sinyal kendalinya tidak mengalami
pembebanan.
Rangkaian Inverter Pompa Air
Dalam penelitian ini, simulator untuk sumber air menggunakan air yang
disirkulasikan dari bak air dengan menggunakan sebuah pompa air aquarium.
Pompa air aquarium bekerja pada sumber tegangan bolak-balik 220 Vac.
Sedangkan dalam prototipe ini menggunakan sumber tegangan searah 12 Vdc.
Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah rangkaian inverter untuk mengubah sumber
tegangan searah 12Vdc menjadi tegangan bolak-balik 220 Vac sehingga pompa
air dapat bekerja normal. Adapun pengembangan rangkaian inverter untuk pompa
air diperlihatkan pada Gambar 3.8.
20
Gambar 3.8. Rangkaian inverter pompa air aquarium
Pada gambar di atas terlihat bahwa sebuah rangkaian multivibrator astabil
digunakan untuk mengendalikan sebuah transformator step up 12Vdc/220Vac.
Pada keluaran inverter dipasang sebuah kapasitor yang berfungsi sebagai filter
frekuensi harmonisa sehingga diperoleh tegangan keluaran sinus murni.
Pengendalian inverter dilakukan dengan mengendalikan tegangan untuk rangkaian
multivibrator astabil. Apabila sinyal kemudi dari mikrokontroler pada pin P1.1
diberikan logika 1 maka inverter akan diaktifkan, dan sebaliknya jika diberi logika
0 maka inverter dimatikan. Dengan cara tersebut, pompa air dapat dikendalikan
dengan sinyal kemudi yang rendah.
Setelah semua bagian sistem perangkat keras telah dirancang, kemudian
langkah selanjtnya adalah mengembangkan rancangan prototipe produk layanan
air minum desa berbasis RFID seperti diperlihatkan pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9. Prototipe perangkat keras layanan air minum desa berbasis RFID
21
Pengembangan Perangkat Lunak
Setelah prototipe perangkat keras selesai dikembangkan seperti pada
Gambar 3.9 maka langkah selanjutnya adalah pengembangan perangkat lunak
yang meliputi pembacaan kartu RFID, pembacaan sensor aliran untuk mengukur
volume air dan pengendalian kran solenoid serta rangkaian inverter.
Pembaca nomor kartu RFID
Sebagai tanda pengenal atau identitas pelanggan air minum desa
digunakan sebuah kartu jenis RFID yang mana dalam hal ini dipilih tipe EM4001
dengan nomor ID 12 digit. Sebelum mengembangkan perangkat lunaknya perlu
mengetahui format data dari kartu tersebut seperti diperlihatkan pada Gambar 3.10
di bawah ini.
Gambar 3.10 Format data kartu RFID ID-12
pada format data tersebut terlihat bahwa data dikirim dengan diawali oleh start
byte (STX), kemudian diikuti dengan dua byte data (D1-D2) yang menunjukkan
tipe kartu. Setelah dikirim tipe kartu kemudian diikuti dengan 6 byte data (D3-D8)
yang menunjukkan nomor identitas kartu. Untuk menguji kebenaran data yang
diterima dikirimkan pula 2 byte data koreksi (CS1 dan CS2) sebagai ceksum.
Selanjutnya diikuti dengan 3 byte data yakni CR (carrier return) , LF (line feed)
dan ETX (end text) sebagai tanda akhir dari data yang diterima.
Setelah mengenal format data kartu RFID dengan ID-12 tersebut, maka
langkah berikutnya adalah menentukan prosedur yang harus dikembangkan pada
perangkat lunak sebagai instruksi yang akan ditanamkan pada mikrokontroler.
Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pembacaan nomor
kartu RFID adalah sebagai berikut :
1 Mendeteksi byte data start dengan nilai 02h, jika byte data start yang
diterima salah, maka proses ini akan berulang sampai byte start yang
diterima benar.
22
2 Jika byte start benar, kemudian membaca sejumlah 12 byte data yakni D1-
D8, CS1,CS2, CR dan LF sampai diterima data end text (ETX).
3 Setelah data semua diterima, kemudian menguji validasi data yang
tujuannya untuk mengetahui apakah data yang diterima sudah benar
ataukah salah. Hal ini bisa dicek dengan membandingkan data dengan nilai
ceksumnya. Jika data benar maka hasilnya ditandai dengan logika 0,
sebaliknya jika data salah ditandai dengan logika 1.
4 Setelah validasi data benar, kemudian data diolah agar dapat ditampilkan
pada layar LCD M1632. Data yang diterima dari kartu RFID semuanya
masih dinyatakan dalam format bilangan ASCII sehingga harus diubah
terlebih dahulu ke dalam format heksadesimal. Data yang diolah hanyalah
6 byte data yakni (D3 - D8) karena data inilah yang menunjukkan identitas
kartu RFID. Keenam byte data tersebut setelah diolah menjadi bilangan
heksadesimal harus dikonversi lagi menjadi bilangan desimal dengan
menggunakan metode konversi heksa ke desimal.
5 Setelah data identitas kartu dikonversi ke nilai desimal, maka sebelum
dikirim ke LCD M1632 harus diubah lagi setiap nilai desimalnya ke dalam
format ASCII sehingga nilai identitas kartu RFID dalam format desimal
dapat ditampilkan pada display.
Pada Gambar 3.11 memperlihatkan algoritma program utama pembaca kode ID
Card dari RFID Reader ID-12.
Gambar 3.11. Algoritma program pembaca kode ID Card
23
Penjelasan Algoritma pada Gambar 3.9 sebagai berikut :
Saat pertama kali perangkat pembaca kartu RFID dihidupkan maka
mikrokontroler akan melakukan langkah inisialisasi sebagai berikut :
a. Penetapan variabel data untuk penyimpan data nomor kartu dari RFID
reader.
b. Penetapan variabel kontrol dalam proses komunikasi data serial antara
mikrokontroler dengan RFID seperti baud rate atau kecepatan transmisi
data. Dalam penelitian ini menerapkan baud rate 9600 bps.
c. Penetapan variabel kontrol pada layar LCD M1632 dalam proses penulisan
data karakter.
Setelah inisialisasi selesai, maka proses dilanjutkan dengan pembacaan data paket
dari RFID reader. Dalam proses ini terdapat perintah sebagai berikut :
a. Menunggu adanya sinyal start dimulainya penerimaan data serial dari
RFID Reader ID-12 ke mikrokontroller. Jika tidak ada sinyal start, maka
proses akan tetap menunggu sampai ada sinyal start yang valid.
b. Menerima dan menyimpan data yang diterima pada register serial buffer
ke register data memori
c. Menguji validasi data dengan menghitung jumlah data yang diterima
sebanyak 12 data ASCII. Jika jumlah data kurang dari 12 maka data yang
masuk dinyatakan tidak sah (invalid)
Setelah data yang masuk dinyatakan valid dan telah disimpan pada memori data,
maka dilanjutkan dengan pengolahan data dengan mengubah data ASCII menjadi
data heksadesimal. Dalam proses ini terdapat perintah sebagai berikut :
a. Mengambil dan memisahkan nilai data berdasarkan bobotnya mulai dari
MSB sampai LSB.
b. Mengalikan nilai data dengan nilai setiap bobotnya
c. Menjumlahkan semua nilai hasil perkalian untuk diperoleh nilai total
konversi dari heksadesimal ke bilangan desimal.
Setelah konversi data selesai diubah, maka hasilnya ditampilkan ke layar LCD
M1632 dengan instruksi perintah sebagai berikut :
a. Mengirim perintah pemesanan baris dan kolom tempat penulisan data
b. Mengirim data ke layar LCD
24
Pengukur Volume Air
Setelah dilakukan pengembangan perangkat keras untuk pembaca nomor
kartu RFID, maka dilanjutkan dengan pengembangan perangkat lunak untuk
mengukur volume air dengan mengolah data dari sensor aliran seperti pada
Gambar 3.12. Pengukuran volume air bertujuan untuk menyesuaikan agar volume
airnya sesuai dengan aturan yang ditetapkan untuk setiap satu kali pengambilan
air dengan kartu RFID.
Gambar 3.12 Sensor aliran dengan spesifikasinya
Pada spesifikasinya diketahui bahwa laju air berkisar antara 1 Liter sampai 30
Liter per menit. Karena sinyal keluarannya berupa pulsa gelombang kotak maka
frekuensinya dinyatakan dengan rumus :
f = 7,5. Q
dimana :
f = frekuensi pulsa air (Hz)
Q = debit air (Liter/menit)
Jadi dari persamaan tersebut dapat diketahui frekuensi pulsa air berdasarkan
lajunya berkisar antara 7,5 Hz sampai 225 Hz. Pada laju air 1 liter/menit
bersesuaian dengan frekuensi pulsa 7,5 Hz. Dengan demikian nilai 1 pulsa air
sama dengan 2,22 mL. Contoh misalnya jika kita menakar air untuk volume 250
mL maka jumlah pulsa air yang dihasilkan dalam 1 detik sebanyak 112 pulsa.
Dalam proses pengembangan program pembaca volume air pada prinsipnya
adalah membaca jumlah pulsa yang masuk ke mikrokontroller kemudian
mengolah nilainya sehingga dapat menampilkan volume dalam satuan mili Liter
(mL).
25
Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pembacaan volume air
adalah sebagai berikut :
1 Inisialisasi variabel data, komunikasi serial dan kontrol display LCD
M1632.
2 Menghitung jumlah pulsa air dalam periode tetap dan mengubah menjadi
frekuensi.
3 Mengolah data frekuensi menjadi nilai volume yang sebenarnya.
4 Menampilkan nilai volume pada layar LCD M1632.
Berdasarkan algoritma tersebut, dapat digambarkan diagram alir (flow chart)
seperti tampak pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13. Algoritma program pengukur volume air
Pulsa Air
Pulsa air merupakan suatu ukuran yang bersesuaian dengan jumlah volume
air yang dapat dikeluarkan dari kran air. Nilai pulsa air dinyatakan dengan nilai
harga dari volume air. Misalnya, harga satuan pulsa air Rp. 500,- untuk volume air
250 mL. Sehingga jika pelanggan membeli pulsa air dengan nilai harga Rp. 5000,-
maka jumlah volume air yang dapat diambil sebesar 2500 mL. Oleh karena itu,
dalam layanan ini sistem harus mampu menampilkan informasi jumlah pulsa air
dalam bentuk nilai rupiah.
26
Informasi jumlah pulsa air dari pelanggan disimpan pada memori
EEPROM eksternal AT24C02 , seperti pada Gambar 3.14. Memory ini memiliki
kapasitas penyimpanan sebanyak 2 kbyte. Sementara data pulsa pelanggan akan
disimpan pada satu byte register. Sehingga dengan kapasitas dari memori
eksternal ini akan mampu menampung jumlah pelanggan sebanyak 2 ribu
pelanggan. Adapun keunggulan memori ini adalah bersifat non volatile artinya
manakala terjadi pemadaman listrik pada sistem maka data pulsa pelanggan tidak
akan hilang atau lenyap.
Pada satu byte register dari memori eksternal dapat menyimpan nilai data
antara 0 sampai 255. Dengan nilai maksimal 255 dan bila satu pulsa harganya Rp.
500,- maka jumlah pulsa air yang dapat dibeli maksimal sebesar Rp. 127.000,-.
Nilai ini sudah lebih dari cukup untuk pembelian pulsa sesuai kemampuan
pelanggan.
Gambar 3.14. Sistem penyimpanan pulsa air pada memory eksternal
Pada gambar 3.14 terdapat keypad yang berfungsi untuk memasukkan nilai pulsa
air ke memori eksternal AT24C02 ketika terjadi pembelian pulsa air. Nilai pulsa
air yang dimasukkan dinyatakan dalam nilai rupiah. Setelah pulsa dimasukkan
melalui keypad maka mikrokontroller akan mengkonversi nilai pulsa menjadi data
byte dan menambahkannya dengan sisa pulsa pelanggan. Sebaliknya ketika terjadi
proses pengeluaran air dari kran, maka mikrokontroller akan membaca jumlah
volume air sesuai satuan harga per mili liternya dan kemudian melakukan estimasi
untuk memperbaharui jumlah pulsa air pelanggan.
27
Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pembacaan pulsa air
adalah sebagai berikut :
1 Inisialisasi variabel data, komunikasi serial dan kontrol display LCD
M1632.
2 Menghitung jumlah pulsa air pada memori data eksternal dan
menampilkan pada layar LCD nilai pulsa air dalam satuan rupiah.
3 Membaca jumlah volume air yang keluar dan mengestimasi jumlah pulsa
air pelanggan
4 Menyimpan kembali sisa pulsa pelanggan ke memori eksternal
Berdasarkan algoritma tersebut, dapat digambarkan diagram alir (flow chart)
seperti tampak pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15. Sistem pembacaan pulsa air pada memory eksternal
28
Kendali Kran Solenoid
Kran solenoid berfungsi sebagai pengendali jumlah volume aliran air yang
dibutuhkan oleh pelanggan. Pengendalian kran solenoid berupa proses membuka
dan menutup kran sesuai kondisi bersyarat yang telah ditetapkan pada sistem.
Kondisi bersyarat pada sistem layanan air prabayar ini terdiri dari dua kondisi
yakni pertama, proses membuka kran jika dipenuhi kondisi dimana identitas kartu
RFID pelanggan telah terdaftar pada sistem, dan jumlah pulsa air pelanggan tidak
kosong. Jika salah satu kondisi tersebut tidak dipenuhi, maka kran solenoid tidak
akan terbuka. Kemudian kondisi kedua yakni dalam proses menutup kran terjadi
jika jumlah pulsa air telah habis ketika pelanggan sedang menampung air yang
keluar. Disamping itu, proses penutupan kran dapat terjadi secara paksa ketika
pelanggan masih menampung air dimana tujuannya adalah untuk pembatasan
pulsa air oleh pelanggan sesuai kebutuhan.
Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pengendalian kran air
adalah sebagai berikut :
1 Membaca dan mengecek nomor ID pelanggan
2 Membuka kran jika nomor ID terdaftar dan ada pulsa air
3 Menutup kran jika pulsa air habis atau ada kartu RFID yang terdaftar
Berdasarkan algoritma tersebut, dapat digambarkan diagram alir (flow chart)
seperti tampak pada Gambar 3.16
Gambar 3.16. Sistem pengendalian kran air
29
3.2. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dilakukan di Lab Elektronika dan Workshop 1 Jurusan
D3 Teknik Elektronika (TE) Undiksha Singaraja.
3.3. Subyek dan Obyek Penelitian
Subyek penelitian ini adalah sistem kontrol otomatis kran solenoid
berbasis RFID. Objek penelitian adalah desain perangkat keras (Hardware) dan
perangkat lunak (Software) pada sistem pelayanan air minum desa otomatis
melalui kendali kran selenoid berbasis RFID.
3.4. Metode Pengumpulan Data
Dalam penelitian ini, dilakukan pengujian terhadap kinerja perangkat keras
dan perangkat lunak pada sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID.
Pengumpulan data dilakukan melalui pengukuran parameter dengan alat ukur
voltmeter, dan osiloskop serta pengamatan langsung. Data yang dikumpulkan
meliputi data pembacaan kartu RFID, data pengukuran volume air, data tegangan
inverter serta data tegangan driver kran solenoid.
3.5. Analisis Data
Analisis data bertujuan untuk mengevaluasi hasil pengembangan
perangkat keras dan lunak berdasarkan data pengamatan. Analisis data dilakukan
secara kualitatif dan deskriptif. Analisis kualitatif digunakan untuk mengevaluasi
kinerja perangkat keras, sedangkan analisis deskriptif digunakan untuk
mengevaluasi kinerja sistem secara keseluruhan.
30
BAB IV
HASIL PENELITIAN
4.1. Hasil Penelitian
Berdasarkan pada hasil pengembangan perangkat keras dan lunak selama
proses pelaksanaan penelitian diperoleh hasil penelitian berupa kinerja dari
perangkat keras dan perangkat lunak serta kinerja keseluruhan dalam bentuk
prototipe sistem layanan air minum berbasis radio frequency identification
(RFID). Adapun kinerja hasil penelitian perangkat keras dan lunak meliputi :
1 Kinerja pembacaan kartu RFID
2 Kinerja pengukur volume air
3 Kinerja driver kran solenoid
4 Kinerja inverter pompa aquarium
5 Kinerja pengendalian kran air
6 Kinerja pembacaan pulsa air
Kinerja Pembacaan Kartu RFID
Pada gambar 4.1 menunjukkan hasil pengembangan perangkat keras untuk
proses pembacaan kartu RFID dimana nomor kartu ditampilkan pada display
LCD.
(a). Hardware pembaca kartu RFID (b). Jenis kartu RFID
Gambar 4.1. Hardware pembaca kartu RFID dan jenis kartunya
31
Pada saat perangkat dihubungkan dengan catu daya dari baterai kotak 9 V maka
pertama kali menginisialisasi pada layar LCD dengan menampilkan pesan :
selanjutnya sebuah kartu RFID yang nomornya telah diketahui didekatkan pada
perangkat tersebut. Hasil pembacaan nomor kartu RFID tampak jelas seperti pada
gambar di atas dimana nomor kartu RFID ditampilkan dalam jumlah 8 digit.
Jika kita bandingkan pada nomor kartu yang tertera seperti tampak pada gambar
4.1 (b) dimana nilainya terdiri dari 8 digit yakni 11108305, maka dapat
disimpulkan bahwa kinerja perangkat lunak dalam proses pembacaan nomor kartu
RFID telah bekerja dengan baik.
Setelah perangkat berhasil membaca nomor kartu RFID maka pengujian
berikutnya melihat kinerja apakah perangkat lunak mampu mengidentifikasi
nomor pelanggan sesuai dengan nomor kartu RFID. Karena nomor kartu RFID
yang dibawa pelanggan nomornya acak maka perlu diberi urutan nomor agar
mudah untuk mengenali nomor pelanggan. Pemberian nomor urut pelanggan
dinyatakan dalam digit 000 sampai 999 sehingga memungkinkan kapasitas
pelanggan sebanyak 1000 orang.
Pada gambar 4.2 menunjukkan hasil identifikasi nomor kartu RFID dan nomor
urut pelanggannya. Dari gambar tersebut, setelah catu daya dihidupkan
mikrokontroler menyiapkan permintaan untuk memasukkan kartu RFID. Jika
nomor kartu pelanggan telah terdaftar maka akan muncul pesan seperti tampak
pada gambar 4.2 (b) dimana pada gambar tersebut nomor urut kartu 009 telah
berhasil dideteksi karena sudah terdaftar.
32
(a) Pembacaan kartu RFID (b). Identifikasi nomor pelanggan
Gambar 4.2. Identifikasi nomor pelanggan dengan kartu RFID
Berdasarkan hasil kinerja perangkat keras dan lunak di atas dalam proses
identifikasi nomor pelanggan dapat dinyatakan bahwa perangkat keras dan
programnya sudah bekerja dengan baik sehingga mampu merespon dan
mengidentifikasi nomor pelanggan dengan tepat.
Kinerja Pengukur Volume Air
Pada gambar 4.3 menunjukkan hasil pengembangan perangkat keras untuk
proses pengukuran volume air dengan menggunakan sensor aliran dimana nilai
volumenya ditampilkan pada display LCD.
Gambar 4.3. Hardware pembaca volume air
Pada saat perangkat pengukur volume air dihubungkan dengan catu daya maka
pertama kali menampilkan pesan berupa identifikasi nomor pelanggan sebagai
berikut :
33
Pesan ini bertujuan memberitahukan kepada pelanggan bahwa sistem layanan air
dalam kondisi siap menerima permintaan nomor identitas pelanggan dengan
mendekatkan kartu RFID. Setelah pelanggan memasukkan kartu RFID, dan
apabila kartu dinyatakan terdaftar maka muncul pesan ucapan “ Selamat Datang “
dan menampilkan nomor urut pelanggan “009” seperti gambar 4.4 (a) , kemudian
kran solenoid dibuka seperti gambar 4.4 (b).
(a) Identifikasi pelanggan (b) Pembukaan kran solenoid
Gambar 4.4. Pembukaan kran solenoid dengan kartu RFID
Setelah pembukaan kran solenoid, mulai menampilkan pesan pembacaan volume
air yang dinyatakan dengan satuan Liter seperti pada gambar 4.5. (a).
(a) Persiapan membaca volume air (b) Penutupan kran pada volume 1,5 Liter
Gambar 4.5. Pembacaan volume air pada volume 1,5 Liter.
Kemudian pada gambar 4.5.(b), menampilkan proses pembacaan volume air yang
dibatasi pada nilai volume 1500 mL atau 1,5 Liter. Setelah nilai volume tersebut
tercapai maka instruksi berikunya adalah mikrokontroller AT89S52 mengirim
pesan untuk menutup kran solenoid sehingga aliran air dihentikan. Tujuan
pembatasan volume air ini adalah untuk menguji apakah volume air yang terukur
sudah sesuai dengan takaran volume yang sebenarnya. Dalam pengujian ini,
penakar volume air digunakan sebuah botol aqua dengan volume 1,5 Liter,
sehingga keberhasilan dari pengujian ini adalah volume air tidak melimpah dan
tepat pada batas mulut botol.
34
Kinerja Driver Kran Solenoid
Dalam pengaturan volume air dilakukan dengan mengatur laju aliran air
dengan cara membuka dan menutup kran solenoid berdasarkan nilai volume yang
sudah ditentukan. Untuk operasi membuka dan menutup kran solenoid dengan
cara mengalirkan arus listrik ke kumparannya pada tegangan kerja 12 Volt. Pada
gambar 4.6 menampilkan hasil rancangan driver kran solenoid.
(a) Rangkaian driver (b) Hardware driver
Gambar 4.6. Rangkaian dan Hardware driver kran solenoid
Pengujian kinerja driver solenoid dilakukan dengan menghubungkan sinyal
kendali pada terminal input yang dihubungkan pada pin Port P1.1 dari
mikrokontroller. Kemudian mengukur tegangan kerja pada kumparan solenoid
setelah menerima sinyal kendali tersebut apakah nilainya normal atau tidak. Dari
hasil pengujian diperoleh data seperti pada tabel 5.1 di bawah ini:
Tabel 4.1. Pengujian driver solenoid
Sinyal Input
Tegangan kumparan
kran solenoid
Kondisi
kran solenoid
0 Volt 0 Volt menutup
5 Volt 12 Volt membuka
Pada tabel tersebut terlihat bahwa kumparan kran solenoid mendapat tegangan
kerja normal ketika mendapat sinyal input 5 Volt (logika 1) sehingga kondisi kran
berhasil terbuka secara penuh. Sementara itu, pada saat sinyal input bernilai 0
Volt sehingga tidak ada arus mengalir pada kumparan solenoid akibatnya kondisi
kran kembali pada kondisi awalnya yakni tertutup rapat. Dari hasil tersebut
menunjukkan bahwa driver solenoid dapat bekerja dengan baik sebagai
35
penghubung antara sinyal kendali dari mikrokontroler dengan beban yang
dikendalikan berupa kran solenoid.
Kinerja Inverter Pompa Air
Dalam mensirkulasikan aliran air dari sebuah bak air, maka dibutuhkan
sebuah pompa air dimana dalam penelitian ini menggunakan sebuah pompa air
aquarium pada prototipe sistem layanan air minum. Pada gambar 4.7
memperlihatkan hardware inverter untuk pompa air aquarium.
Gambar 4.7 Hardware inverter pompa air aquarium
Pada gambar tersebut, inverter dicatu pada sumber tegangan arus searah dengan
menggunakan sebuah accu bertegangan 12 Volt. Dalam pengujian ini, kinerja
yang diukur adalah mengamati apakah inverter mampu mengubah bentuk
tegangan arus searah (dc) menjadi bentuk tegangan bolak-balik (ac). Dalam
pengujian ini menggunakan instrumen osiloskop untuk mengamati bentuk
tegangan keluarannya seperti diperlihatkan pada gambar 4.8.
Gambar 4.8. Bentuk tegangan keluaran inverter pompa air
36
Pada gambar di atas terlihat bahwa tegangan keluaran inverter sudah bolak-balik,
namun bentuknya tidak menyerupai sinus murni seperti pada jaringan listrik PLN
melainkan bentuknya menyerupai gelombang persegi atau kotak. Hal ini
disebabkan karena sinyal kendali yang digunakan bekerja secara silih berganti
pada dua kondisi keadaan yakni logika 0 dan logika 1 sehingga tiap sisi dari
transistor driver bekerja selama setengah periode gelombang. Walapun bentuk
tegangan keluaran inverter berupa gelombang bolak-balik persegi, namum karena
pompa air aquarium merupakan beban yang bersifat induktif maka arus yang
dihasilkan akan menyerupai bentuk sinus.
Setelah pengujian kinerja inverter kemudian dilanjutkan dnegan pengujian
langsung kinerja inverter dengan benan berupa pompa air yang tujuannya adalah
untuk mengetahui apakah pompa dapat bekerja normal menyedot air dari bak
penampungan. Adapun hasil operasi pompa air aquarium dengan menggunakan
inverter di atas diperlihatkan pada gambar 4.9. Pada gambar tersebut tampak air
dapat dilontarkan pada ketinggian yang cukup untuk mengangkat air ke atas.
Apabila hasil ini dibandingkan dengan kinerja pompa air yang dihubungkan
langsung dengan sumber tegangan listrik PLN ternyata daya lontar airnya
memiliki ketinggian yang sama. Hal ini berarti kinerja inverter sudah bekerja
dengan baik.
Gambar 4.9. Kinerja inverter pompa air aquarium
37
Kinerja Prototipe Sistem Layanan Air Minum
Setelah menjelaskan kinerja dari masing-masing setiap sub sistem di atas
maka pada bagian ini akan dijelaskan kinerja keseluruhan dari prototipe sistem
layanan air minum. Pada gambar 4.10 menunjukkan persiapan pengujian sistem
layanan air minum.
Gambar 4.10. Tampilan prototipe sistem layanan air minum
Kemudian setelah catu daya dihidupkan maka indikator lampu hijau menyala
menunjukkan kondisi sistem dalam keadaan standby dan pada layar menampilkan
pesan untuk memasukkan kartu RFID seperti diperlihatkan pada gambar 4.11.
Gambar 4.11. Power on dan permintaan kartu RFID
38
Pada gambar 4.12 memperlihatkan langkah memasukkan kartu RFID ke bagian
sensor pembaca kartu. Ketika kartu dideteksi dan nomor kartu pelanggan
dinyatakan valid maka lampu indikator merah akan menyala dan menampilkan
pesan “ Kran dibuka”. Selama lampu indikator merah menyala, maka akan terjadi
aksi penguncian sistem artinya selama proses pengeluaran air apabila ada kartu
RFID didekatkan maka sistem tidak akan merespon untuk membaca kartu sampai
lampu indikator merah mati dan lampu indikator hijau menyala kembali.
Gambar 4.12. Mendekatkan kartu RFID dan air mengalir keluar
Pada gambar 4.13 memperlihatkan proses estimasi nilai pulsa air selama kran
solenoid terbuka. Selama air mengalir keluar dari kran maka nilai pulsa air akan
berkurang sesuai volume air yang keluar.
Gambar 4.13. Proses estimasi nilai sisa pulsa air
39
5.2. Pembahasan
Berdasarkan hasil pengujian secara keseluruhan diperoleh bahwa
perangkat keras dan lunak telah berfungsi dengan baik mulai dari proses
identifikasi nomor pelanggan melalui kartu RFID, dan proses validasi nomor
kartu untuk membuka katup kran solenoid . Selama proses aliran air, sistem telah
berhasil mengukur volume air dan pembatasan volume pada nilai tertentu untuk
menutup kembali katup kran solenoid secara otomatis.
Dalam proses identifikasi kartu RFID dimana jarak kartu harus
diperhatikan terhadap sensor pembaca kartu RFID. Karena sensor ini memiliki
jangkauan maksimum sebesar 10 cm ke arah depan maka apabila kartu RFID
berada pada posisi lebih jauh dari jarak tersebut maka nomor kartunya tidak akan
dapat dibaca. Pembacaan kartu dari arah samping juga akan menurunkan
jangkauan pembacaan karena medan magnet yang melingkupi kartu akan semakin
berkurang. Oleh karena itu, harus dijamin posisi kartu berada dalam jangkauan
pembacaan sehingga nomor kartu dapat berhasil dibaca.
Dalam proses identifikasi, diperlukan adanya validasi kartu RFID karena
ada kemungkinan pelanggan memiliki jenis kartu RFID dengan frekuensi kerja
yang sama sebesar 125 kHz sehingga memungkinkan pelanggan tersebut dapat
mengambil air secara bebas. Oleh karena itu, dalam validasi ini diperlukan
pencatatan nomor identitas kartu pelanggan sehingga hanya pelanggan yang
terdaftar saja dapat mengakses air minum desa sedangkan pelanggan yang
kartunya yang tidak terdaftar akan ditolak secara otomatis.
Dalam prototipe sistem layanan air minum desa ini, terjadi proses
penguncian selama kran solenoid dibuka sampai kran solenoid ditutup kembali.
Hal ini bertujuan untuk menghindari adanya gangguan selama proses mengukur
volume air yang keluar apabila tiba-tiba ada kartu RFID dengan nomor yang sama
atau nomor yang berbeda didekatkan pada sensor pembaca kartu RFID. Pengaruh
dari gangguan tersebut adalah jumlah volume air yang keluar menjadi lebih besar
dari batas volume yang sudah ditentukan, disamping itu adanya peluang kartu
dengan jenis sama yang tidak terdaftar dapat mengakses air minum desa karena
tidak melalui tahapan validasi kartu pelanggan.
40
Pada sistem layanan ini, jumlah volume air yang keluar dibatasi pada satu
nilai volume tertentu saja disesuaikan oleh pihak pengelola air minum. Seperti
contoh misalnya pada kasus di desa Banyuning Singaraja, dimana tarif air minum
dibatasi sebesar Rp.500,- untuk volume 19 Liter (Galon Aqua). Jadi dalam
layanan air ini tidak menyediakan volume air dalam jumlah variasi yang berbeda
sehingga untuk satu kali pembacaan kartu maka akan keluar volume air dengan
batasan maksimum tertentu. Kelemahannya adalah apabila ada pelanggan yang
menampung air tidak menggunakan bak penampung dengan volume maksimum,
maka air yang dikeluarkan akan melimpah terbuang sia-sia. Beberapa alternatif
yang mungkin untuk mengatasi hal ini yakni pertama, perlu dikembangkan tarif
layanan air berdasarkan volume minimum misalnya 1 Liter. Namun
kelemahannya pelanggan akan berulang kali harus mengaktifkan kartunya untuk
volume air yang lebih besar. Kemudian yang kedua, perlu dikembangkan nomor
kartu dengan volume air yang bervariasi sehingga pemotongan tarifnya juga akan
berbeda untuk setiap kali pembacaan kartu. Namun kelemahanya, sulitnya
mengelola layanan kartu dengan volume yang berbeda.
Berdasarkan kelemahan dari pengendalian kran tersebut, maka pada
penelitian tahun kedua ini dilakukan perbaikan dengan menerapkan kendali kran
berbasis kartu RFID. Dalam pengendalian ini, pembukaan kran maupun
penutupan kran dapat dikendalikan secara bebas oleh pelanggan melalui kartu
rfidnya. Dengan perbaikan ini, maka tidak ada lagi pembatasan volume air
maupun pembatasan tarif per liter yang diberikan kepada pelanggan. Disamping
pengendalian kran air oleh pelanggan, juga dikendalikan berdasarkan nilai sisa
pulsa air pelanggan. Jika nilai pulsa air pelanggan sudah habis maka kran secara
otomatis akan tertutup. Jadi pengendalian kran air sepenuhnya dapat dikendalikan
oleh pelanggan hanya jika nilai pulsa air belum habis.
41
BAB V
PENUTUP
5.1. Simpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan pada penelitian tahun kedua ini dapat
disimpulkan sebagai berikut :
1. Mikrokontroler telah berfungsi dengan baik dalam mengindentifikasi dan
memvalidasi nomor identitas pelanggan air minum desa berbasis kartu
RFID serta mampu melakukan kendali pada kran solenoid secara manual
oleh pelanggan dengan kartu tersebut selama nilai pulsa air belum habis.
2. Prototipe sistem layanan air minum berbasis kartu RFID dapat digunakan
sebagai sistem layanan air minum prabayar dengan pengendalian kran
solenoid berdasarkan nilai pulsa air berbasis rfid.
5.2. Saran
Dalam perancangan ini perlu dikembangkan sistem pulsa air prabayar baik
secara off line maupun on line agar sehingga dapat memberikan pendapatan bagi
pengelola air minum desa.
42
DAFTAR PUSTAKA
Atmel .2013, 8-Bit Microcontroller With 4K Bytes AT89S51 Datahseet, Tersedia
pada http://www.atmel.com/images/doc2487.pdf. Diakses pada tanggal
10 Oktober 2013.
Bob Violino. 2005. The History of RFID Technology, Tersedia pada http:// www.
rfidjournal.com/articles/view?1338. Diakses pada tanggal 10 Oktober
2013.
Kalam T T Siregar, 2013, Viskosimeter Digital Menggunakan Water Flow
Sensor G1/2
Berbasis Mikrokontroller 8535, tersedia pada
http://jurnal.usu.ac.id/index.php/sfisika/article/view/4754/2171, diakses
tanggal 10 Januari 2016
Li Yang, Rushi Vyas. 2007. RFID Tag and RF Structures on a Paper Substrate
Using Inkjet-Printing Technology, Published by IEEE
TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,
VOL. 55, NO. 12, DECEMBER 2007
Prasimax Mikron, Sensor Flow Aliran Air 1/2 inch, tersedia pada
http://www.mikron123.com/index.php/Air/Sensor-Flow-Aliran-
Air/Detailed-product-flyer.html, diakses tanggal 10 Januari 2016
Prasimax Mikron, Valve Electronic 1/2 inch, tersedia pada
http://www.mikron123.com/index.php/Sensor/Valve-Electronic-1/2-
inch/Detailed-product-flyer.html, diakses tanggal 10 Januari 2016
Rachmad Setiawan. 2006. Mikrokontroller MCS-51, Penerbit Graha Ilmu,
Yogyakarta.
Rasben Dantes. 2012. Sistem Pelayanan Informasi Objek Wisata Museum
Berbasis RFID. Publikasi Penelitian PENPRINAS MP3EI 2011-2015.
Sparkfun. 2013. ID-Series Datasheet, Tersedia pada
http://www.sparkfun.com/datasheets/Sensor/ID-12-Datasheet.pdf.
Diakses pada tanggal 10 Oktober 2013.
SeedStudioWork.com, 2010, Water Flow Sensor, tersedia pada
http://www.seeedstudio.com/depot/datasheet/water20flow%20sensor%
20datasheet.pdfdiakses tanggal 10 Januari 2016
1
Lampiran 01 :
BIO DATA KETUA PENELITI
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap I Gede Nurhayata, S.T., M.T.
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Jabatan Fungsional Lektor
4 NIP 19750404 200212 1 001
5 NIDN 0004047507
6 Tempat dan Tanggal Lahir Singaraja, 4 April 1975
7 Email [email protected]
8 Nomor Hp 081.338489669
9 Alamat Kantor Jln Udayana Singaraja
10 Nomor Telepon 0362-22571
11 Lulusan yang telah dihasilkan S1 = 100 orang, S2 = - orang, S3 = -
orang
12 Mata Kuliah yang Diampu
Elektronika Analog
Elektronika Digital
Elektronika Daya
Aplikasi Mikrokontroller
Sistem Kendali Berbasis Komputer
Pengantar Robotika
Rangkaian Listrik
Rangkaian logika
Mesin Listrik
B. Riwayat Pendidikan
1 Program S1 S2
2 Nama PT Universitas Brawijaya ITS Surabaya
3 Bidang Ilmu Teknik Elektro Teknik Elektronika
4 Tahun Masuk - Lulus 1998 - 2002 2005 -2008
5 Judul Skripsi/Tesis
Studi Perancangan
Modifikasi Kumparan
Medan dan Jangkar
Motor DC Seri 110
Volt Menjadi Motor
Universal Satu Fasa
220 Volt Dengan
Komutasi yang Baik
Rancang Bangun
Sistem Pengaturan
Kecepatan Motor
Universal Pada
Mesin Pemarut
Kelapa Portable
Berbasis
Disturbance
Observer
6
Nama Pembimbing Ir. Hari Santoso, M.S.
Ir. Herry Purnomo,M.T
Dr. Ir. Djoko
Purwanto, M.Eng.
Dr. Muhammad
Rivai, ST,MT
2
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun Judul Penelitian
Pendanaan
Sumber Jml (juta
Rp)
1 2007
Penerapan Model Pembelajaran
Berbasis Konstruktivisme
Berbantuan Papan Rangkaian
Logika dalam Perkuliahan
Rangkaian Logika di Jurusan Teknik
Elektro IKIP N Singaraja (sebagai
anggota)
DIPA 8
2 2012
Perancangan Behavior-Based Robot
dengan Algoritma Fuzzy Q-
Learning (FQL) Pada Sistem
Navigasi Robot Otonom Beroda
dalam Medan yang Tidak
Terstruktur (sebagai Ketua)
DIPA 11
3 2012
Optimalisasi Layanan Pariwisata
Melalui Implementasi Model
Panduan Wisatawan Otomatis
Berbasis Radio Frequency
Identification (Studi Kasus di
Propinsi Bali) (sebagai anggota)
DIPA 176
4 2013
Optimalisasi Layanan Pariwisata
Melalui Implementasi Model
Panduan Wisatawan Otomatis
Berbasis Radio Frequency
Identification (Studi Kasus di
Propinsi Bali) lanjutan (sebagai
anggota)
DIPA 194
5 2014
Pengembangan Prototipe Sistem
Kendali MP3 Player Berbasis Radio
Frequency Identification (RFID)
dengan Mikrokontroler AT89S51
pada Sistem Pelayanan Objek
Museum (sebagai ketua) tahun
pertama
DIPA 16,5
6 2015
Pengembangan Prototipe Sistem
Kendali MP3 Player Berbasis Radio
Frequency Identification (RFID)
dengan Mikrokontroler AT89S51
pada Sistem Pelayanan Objek
Museum (sebagai ketua) Tahun
akhir
DIPA 20
7 2016
Pengembangan Sistem Kontrol
Otomatis Kran Solenoid Berbasis
Radio Frequency Identification
DIPA 20
3
(RFID) pada Sistem Pelayanan Air
Minum Desa
D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir
No Tahun Judul Pelatihan
Pendanaan
Sumber Jml (juta
Rp)
1 2008
Program Percepatan Pendidikan
Enterpreneur Bidang Listrik,
Elektronika, Komputer, dan Mesin
Pendingin.
DIPA
2 2008
Pelatihan Penjaminan Mutu dan
Penyusunan Dokumen Portofolio
Sertifikasi Guru Kepada Para Guru
SMK Se-Kabupaten Buleleng
DIPA
3 2008
Pelatihan Pengolahan Data Statistik
dengan SPSS untuk Guru-Guru Se-
Kecamatan Buleleng
DIPA
4 2009
Peningkatan Keterampilan Guru
dalam Penelitian Tindakan Kelas
(PTK) pada Pendidikan Teknologi
Kejuruan di Sekolah Menengah Se-
Kabupaten Buleleng, Propinsi Bali
DIPA
5 2010
I b M Pengembangan Assemen Bagi
Guru-Guru Produktif di SMK
Kabupaten Buleleng
DIPA
6 2010
Magang Kewirausahaan Bidang
Listrik dan Komputer Jaringan Bagi
Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro
DIPA
7 2015
Pelatihan Pemandu Wisata Otomatis
Berbasis Radio Frequency
Identification di Museum Buleleng
DIPA 9,5
E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal
No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/
Nomor Nama Jurnal
1 2008
Perbandingan Sistem Kontrol
Berbasis Disturbance
Observer dengan Sistem
Kontrol PI dalam Pengaturan
ISBN:
978-979-
8897
Proceedings 9th
Seminar on
Intelligent
Technology and
4
Kecepatan Motor Universal Its Applications
(SITIA) 2008
2 2008
Perancangan Sistem Kontrol
Kecepatan Motor Universal
Berbasis isturbance Observer
Volume
5/ No. 2/
ISSN:
0216-
3241
Jurnal
Pendidikan
Teknik dan
Kejuruan (JPTK)
3 2010
Aplikasi Internal Loop
Berbasis Disturbance
Observer pada Sistem Kontrol
PI dalam Pengaturan
Kecepatan Motor Universal
Satu Fasa
Volume 5
/ISSN:
1907-
2066
Proceedings
APTEKINDO
4 2013
Perancangan Kendali
Wireless Robot Beroda
dengan Remote kontrol MP3
player berbasis
mikrokontroler AT89S52
Volume
10 No 1
(2013)
ISSN:
0216-
3241
Jurnal
Pendidikan
Teknik dan
Kejuruan (JPTK)
F. Pengalaman Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun Terakhir
No. Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan
Tempat
1
Proceedings 9th Seminar
on Intelligent Technology
and Its Applications
(SITIA) 2008
Perbandingan Sistem Kontrol
Berbasis Disturbance
Observer dengan Sistem
Kontrol PI dalam Pengaturan
Kecepatan Motor Universal
Mei 2008,
ITS Surabaya
2
Workshop Pendidikan
Teknik Elektro
” Rekayasa Teknologi Line
Follower Robot ”
2012,
FTK
Undiksha
3
Seminar Nasional Riset
Inovatif 2014
Aplikasi Mikrokontroler
sebagai kendali MP3 player
berbasis RFID pada sistem
pelayanan informasi objek
museum
21-22
Nopember
2014 di
Grand Inna
Kuta Bali
4
Seminar Nasional Riset
Inovatif 2015
Pengembangan Prototipe
Sistem Kendali MP3 Player
Berbasis Radio Frequency
Identification Pada Sistem
Pelayanan Informasi Objek
Museum
18-19
Nopember
2015 di
Grand Inna
Kuta Bali
5
G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Buku Tahun Jumlah
Halaman
Penerbit
1
2
H. Perolehan HKI dalam 5-10 Tahun Terakhir
No. Judul/Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID
1
2
I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya
dalam 5 Tahun terakhir
No.
Judul Tema/Jenis
Rekayasa Sosial
Lainnya yang Telah
ditetapkan
Tahun Tempat
Penerapan
Respon
Masyarakat
1
2
J. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir
No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi
Penghargaan Tahun
1
Piagam Penghargaan
Sebagai Dosen Pembimbing Tim Robot
Undiksha (Ganesh) dalam peran serta “
Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI)
divisi beroda”
Dirjen DIKTI 2011
2
Piagam Penghargaan
Sebagai Dosen Pembimbing Tim Robot
Undiksha (Ganesh) dalam peran serta “
Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI)
divisi beroda”
Dirjen DIKTI 2012
3
Piagam Penghargaan
Sebagai Dosen Pembimbing Tim Robot
Undiksha (Ganesh) dalam peran serta “
Kontes Robot Pemadam Api Indonesia
(KRPAI) divisi beroda”
Dirjen DIKTI 2013
6
Semua data yang yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila kemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Bersaing Institusi
Singaraja, 31 Oktober 2017
Hormat saya
I Gede Nurhayata, S.T.,M.T.
NIP. 197504042002121001
7
Lampiran 02 :
BIODATA ANGGOTA PENELITI
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap dan Gelar Dr. Nyoman Santiyadnya, S.Si,M.T.
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Jabatan Fungsional Lektor Kepala
4 NIP 19710616 199903 1 007
5 NIDN 0016067103
6 Tempat dan Tanggal Lahir Klungkung, 16 Juni 1971
7 Alamat e-mail [email protected]
8 No. HP 081558692268
9 Alamat Kantor Kampus Tengah JL. Udayana, Singaraja
10 No. Telp./Faks (0362) 25571
11 Lulusan yang dihasilkan S-1 = 100 orang, S-2= - orang, S-3= -
orang
12 Mata Kuliah yg Diampu
1. Sistem Kendali
2. Kewirausahaan
3. Telaah Kurikulum
4. Penilaian Hasil Belajar
5. Microteaching
B. Riwayat Pendidikan
1 Program S1 S2 S3
2 Nama PT UGM ITS UNJ
3 Bidang Ilmu Elektronika &
instrumentasi
Sistem
Pengaturan
PEP
4 Tahun Masuk -
Lulus
1991-1997 1999-2003 2011-2014
5 Judul
Skripsi/Tesis
Pemanfaatan
ultraphone
dalam system
telekomunikasi
Pengaturan
motor sinkron
menggunakan
Neuro-Fuzzy
Evaluasi
Program
Pelaksanaan Uji
Kompetensi
Keahlian di
SMK N 3
Singaraja
8
C. Pengalaman Penelitian
No Tahun Judul Penelitian Pendanaan
Sumber Jml ( juta
Rp)
1. 2004 Pengkajian Workshop
untuk menujang
pembelajaran keterampilan
mahasiswa di Jurusan
Teknik Elektro dan
Manajemen Informatika
IKIP Negeri Singaraja
DIK-S IKIP
Negeri
Singaraja
2,5
2. 2005 Peningkatan Kualitas
Perkuliahan Rangkaian
Listrik melalui model
pembelajaran kooperatif di
Jurusan Teknik Elektro
IKIP Negeri Singaraja
Dirjen Dikti 6
3 2008 Pemanfaatan matlab dalam
meningkatkan aktivitas
dan hasil belajar
mahasiswa Jurusan Teknik
Elektro pada mata kuliah
sistem kendali
DIPA 5
4 2009 Penelusuran Alumni
Jurusan Teknik Elektro DIPA 7,5
5 2009 Studi kekayakan
pembentukan Program
studi Pendidikan Teknik
Mesin
DIPA 5
6 2010 Pengembangan modul sain
berbasis TIK untuk siswa
SMP
DIKTI 26
7 2011 Pengembangan modul sain
berbasis TIK untuk siswa
SMP (lanjutan)
DIKTI 41,5
9
D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir
No Tahun Judul Pelatihan Pendanaan
Sumber Jml (juta
Rp)
1 2010 IbM Peternak Babi di Desa
Banyuning
DIKTI 50
2 2010 IbW di kawasan lahan
kering Kecamatan
Grokgak Kabupaten
Buleleng tahun I
DIKTI + DIPA
Pemda Buleleng 250
3 2010 IbM Pengolahn sampah di
TPA
DIKTI 50
4 2011 Iptek bagi kewirausahaan
(IbK) di Universitas
Pendidikan Gansha
(Undiksha) tahun I
DIKTI +
Undiksha 190
5 2011 IbW di kawasan lahan
kering Kecamatan
Grokgak Kabupaten
Buleleng tahun II
DIKTI + DIPA
Pemda Buleleng 300
6 2012 Iptek bagi kewirausahaan
(IbK) di Universitas
Pendidikan Gansha
(Undiksha) tahun II
DIKTI +
Undiksha 170
7 2012 IbW di kawasan lahan
kering Kecamatan
Grokgak Kabupaten
Buleleng tahun III
DIKTI + DIPA
Pemda Buleleng 300
8 2013 Iptek bagi kewirausahaan
(IbK) di Universitas
Pendidikan Gansha
(Undiksha) tahun III
DIKTI +
Undiksha 180
9 2013 IbW di kawasan Greenbelt
Kecamatan Sukasada
Kabupaten Buleleng tahun
I
DIKTI + DIPA
Pemda Buleleng 250
10
No Tahun Judul Pelatihan Pendanaan
Sumber Jml (juta
Rp)
10 2014 IbW di kawasan Greenbelt
Kecamatan Sukasada
Kabupaten Buleleng tahun
II
DIKTI + DIPA
Pemda Buleleng 250
11 2015 IbW di kawasan Greenbelt
Kecamatan Sukasada
Kabupaten Buleleng tahun
III
DIKTI + DIPA
Pemda Buleleng 250
12 2015 KEM Kolok Bengkala
(tahap 1)
Pertamina 500
E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal
No Tahun Judul Tulisan Volume/no
mor
Nama Jurnal
1 2006 Pemanfaatan Matlab Sebagai
Alat untuk Menguji
Observable dan Controllable
dar Suatu Sistem Kendali
Vol. 3
Nomor 2
Juli 2006
Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
2 2007 Peningkatan Kualitas
Perkuliahan Rangkaian
Listrik melalui model
pembelajaran kooperatif di
Jurusan Teknik Elektro IKIP
Negeri Singaraja
Vol. 41
Nomer 1
Januari 2007
Jurnal
Pendidikan dan
Pengajaran
3 2008 Tracking Robot Otomatis Vol. 5
Nomor 2
Juli 2008
Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
4 2008 Pemanfaatan Matlab Pada
Mata kuliah Sistem Kendali
Untuk Meningkatkan
Aktivitas Dan Hasil Belajar
Mahasiswa Jurusan Teknik
Elektro
Vol. 5
Nomor 2
Juli 2008
Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
11
No Tahun Judul Tulisan Volume/no
mor
Nama Jurnal
5 2010 Menumbuhkan Budaya
Wirausaha Mahasiswa
Undiksha Melalui Kuliah
Kewirausahaan
Prosiding Seminar internasional dengan tema “Peran LPTK Dalam Pengembangan Pendidikan Vokasi di Indonesia”,
6 2011 Implementasi Uji Kompetensi
dan Pengaruhnya terhadap
Kualitas Lulusan SMK
Negeri Bidang Teknologi di
Provinsi Bali
Vol. 8
Nomor 1
Januari
2011
Jurnal
Pendidikan
Teknologi dan
Kejuruan
7 2012 Optimalisasi Lingkungan
Sekolah Guna Menciptakan
Pembelajaran yang Efektif
dan Efisien di SMK
Teknologi
Prosiding
Seminar
Nasional dengan
Tema
“Optimalisasi
Lingkungan,
Organisasi, dan
Task Menuju
Pembelajaran
yang Enase”
F. Pemakalah Seminal Ilmiah (Oral Prenstation) dalam 5 Tahun Terakhir
No. Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan
Tempat
G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Buku Tahun Jumlah
Halaman
Penerbit
1
2
12
H. Perolehan HKI dalam 5-10 Tahun Terakhir
No. Judul/Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID
1
2
I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya
dalam 5 Tahun terakhir
No.
Judul Tema/Jenis
Rekayasa Sosial
Lainnya yang Telah
ditetapkan
Tahun Tempat
Penerapan
Respon
Masyarakat
1
2
Semua data yang yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila kemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Bersaing Institusi
Singaraja, 31 Oktober 2017
Hormat saya
Dr. Nyoman Santiyadnya, S.Si,M.T.
NIP. 19710616199903 1 007
13
Lampiran 03: Artikel Penelitian
PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KRAN SOLENOID BERBASIS RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION
PADA SISTEM LAYANAN AIR MINUM DESA
I Gede Nurhayata1), I Nyoman Santiyadnya2) 1,2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Kejuruan
Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, Indonesia
email : [email protected],
Abstrak
Layanan air minum desa menerapkan sistem pembayaran secara sukarela melalui suatu kotak amal. Permasalahan dari sistem pembayaran tersebut yakni adanya perbedaan cukup besar dalam perolehan pendapatan dari kotak amal dengan jumlah volume air yang dikeluarkan. Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan sistem pembayaran layanan air minum desa dengan sistem layanan prabayar berbasis rfid. Penelitian ini merupakan riset terapan dengan pengembangan sistem perangkat keras dan lunak berbasis rfid untuk pengendalian kran solenoid berdasarkan identitas pelanggan dan nilai pulsa air secara otomatis. Hasil penelitian berupa prototipe sistem layanan air minum prabayar dimana mampu mengidentifikasi nomor identitas kartu pelanggan dan nilai pulsa airnya dengan tepat dalam mengendalikan kran solenoid secara otomatis. Disamping itu, sistem mampu mengestimasi dan memperbaharui nilai pulsa air pelanggan sesuai dengan volume air yang dikeluarkan. Kata kunci : RFID, Kran Solenoid, Sistem Kontrol
Abstract
The payment system voluntarily to the village drinking water services through charity boxes are big enough difference between the proceeds of funds from the donation box of the actual funds from the volume of water that dikeluarkan.Tujuan this research is to improve the payment system services the village drinking water by implementing prepay customer identification system RFID-based. This research is an applied research begins with needs analysis, system model development, design and manufacture of automatic control system solenoid valves, as well as system testing and implementation. The results showed the control system is able to automatically identify a customer RFID card number and activate the solenoid valves only if the customer's card number has been registered on the system and pulse the water is still insufficient. In addition, the control system is able to automatically adjust the volume of water that comes out in accordance with a predetermined water rates. Keywords: RFID, Solenoid Valves, Control Systems
1
Pendahuluan 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 bersih dan siap diminum sehingga air tersebut perlu dikelola dengan baik agar bermanfaat bagi penduduk desa. Pengelolaan air minum desa Banyuning dilakukan melalui pemasangan pipa saluran air ke rumah penduduk. Namun karena kondisi jarak dan letak geografis yang tidak mendukung maka tidak semua penduduk desa mendapat layanan air minum langsung dari sumber mata air. Oleh karena itu, pengelola air minum desa Banyuning menyediakan tempat layanan umum air minum melalui kran air umum dengan memilih lokasi strategis di pinggir jalan sehingga mudah dijangkau oleh penduduk desa setempat maupun penduduk di luar desa.
Setiap penduduk desa Banyuning yang hendak mengambil air minum melalui layanan kran umum dikenakan biaya pengelolaan dan pemeliharaan pada kotak amal (punia) yang telah disediakan sebesar Rp.500 untuk setiap volume 20 liter air yang mana setara dengan volume air satu galon Aqua. Harga volume air tersebut masih sangat murah bila dibandingkan dengan harga air kemasan isi ulang dengan volume air yang sama. Berdasarkan data pada meteran air dari pengelola air minum desa Banyuning menunjukkan bahwa jumlah pemakaian air minum desa rata-rata 200 kubik per bulan. Apabila jumlah volume tersebut dibandingkan dengan volume air yang diambil oleh setiap penduduk sebesar 20 liter atau 0,02 kubik maka banyaknya galon pengambilan air minum sebesar 10 ribu galon per bulan. Jika
jumlah galon tersebut dikalikan dengan harga per galon Rp. 500 maka jumlah total pendapatan air minum desa Banyuning sebesar 5 (lima) juta rupiah.
Namun pada kenyataannya beberapa penduduk desa bahkan di luar desa ada yang tidak membayar ketika mengambil air minum dari kran umum sehingga perolehan pendapatan untuk biaya pengelolaan air minum desa pada kotak amal (punia) rata-rata 2 juta per bulan. Dengan pendapatan dari kotak amal tersebut maka biaya pengelolaan air minum mengalami kerugian sebesar 3 juta atau hampir 60 persen dari biaya sebenarnya. Hal ini menunjukkan bahwa masih lemahnya kesadaran penduduk desa untuk menghargai keberadaan sumber daya alam desanya dan juga jerih payah pengelola desa dalam pengembangan dan pemeliharaan saluran air minum. Disamping itu khususnya bagi penduduk luar desa yang tidak membayar sudah jelas merupakan suatu tindakan pencurian. Namun karena tidak ada bukti yang kuat maka pengelola desa tidak ada yang berani melaporkan dan dibiarkan begitu saja air desa dinikmati oleh penduduk luar desa. Kelemahan lain dari sistem pelayanan air minum desa tersebut adalah tidak adanya pengawasan terhadap penduduk yang sudah atau belum membayar dengan uang koin pada kotak amal yang telah disediakan. Pembayaran pada kotak amal dengan uang koin Rp. 500 memberikan peluang alasan terutama bagi warga yang tidak punya uang koin untuk tidak membayar karena terbiasa membawa uang kertas.
Berdasarkan permasalahan tersebut, maka pada penelitian ini akan berupaya memperbaiki sistem layanan umum air minum desa dengan penerapan teknologi RFID
2
(radio frequency identification) untuk pengendalian kran air solenoid secara otomatis berdasarkan nomor identitas pelanggan. Dengan upaya ini akan menjamin bahwa tidak sembarang penduduk desa dapat mengambil air minum dari kran umum kecuali sudah teregistrasi melalui kartu RFID. Penerapan teknologi ini memungkinkan sistem pembayaran air minum dengan sistem layanan prabayar seperti layaknya pada handphone ataupun kWh meter digital. Pada sistem layanan ini setiap penduduk desa yang berniat mengambil air minum desa diwajibkan mendaftarkan diri untuk mendapat kartu RFID dengan nomor register khusus. Alasan menggunakan kartu RFID karena nomor identitas bersifat unik dan sangat rahasia sehingga tidak mudah diduplikasi oleh pihak yang tidak bertanggungjawab. Setelah memperoleh nomor identitas, maka penduduk desa diwajibkan membayar pulsa air minum minimal lima ribu rupiah. Kemudian setiap kali penduduk desa hendak mengambil air, maka cukup dengan mendekatkan kartu RFID pada sistem layanan otomatis yang akan mengecek nomor identitas pelanggan dan sisa pulsa air. Bila nomor identitas pelanggan dan sisa pulsa air memenuhi syarat maka sistem layanan akan membuka kran solenoid sehingga penduduk desa dapat menampung air yang sudah keluar. Jika air yang keluar sudah sesuai dengan batas volume yang sudah ditentukan sebesar 20 liter maka kran solenoid akan menutup kembali secara otomatis.
Pengembangan sistem layanan air minum otomatis ini memerlukan sistem perangkat keras dan perangkat lunak. Sistem perangkat keras meliputi pembaca kartu RFID, sistem kontroler dengan mikrokontroler AT89S51, penggerak
kran solenoid, dan sensor aliran serta display LCD sebagai informasi sisa pulsa air. Sedangkan perangkat lunak meliputi program membaca nomor identitas kartu RFID, program pengujian sisa kuota pulsa air minum, program kendali kran solenoid.
Pada penelitian sebelumnya ”Pengembangan prototipe sistem kendali MP3 player berbasis Radio Frequency Identification dengan mikrokontroler AT89S51 pada Sistem Pelayanan Informasi Objek Museum “ (Gede Nurhayata : 2014) telah berhasil melakukan pembacaan nomor identitas kartu RFID berbasis mikrokontroler AT89S51 sehingga sistem ini dapat diterapkan pada aplikasi sistem layanan umum air minum otomatis untuk mengindentifikasi identitas pelanggan. Rancangan penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi untuk meningkatkan sistem layanan umum air minum desa khususnya desa Banyuning sehingga dapat meningkatkan pendapatan biaya pengelolaan dan pemeliharaan air minum desa.
Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan riset terapan dimana mengembangkan suatu produk berupa prototipe sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis Radio Frequency Identification (RFID) pada sistem layanan air minum desa. Adapun model sistem dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Model sistem layanan air minum desa berbasis RFID
3
Berdasarkan model sistem tersebut kemudian diperoleh rancangan diagram blok sistemnya seperti tampak pada Gambar 2 di bawah ini.
Gambar 2. Diagram blok sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID
Cara kerja sistem : Pelanggan yang hendak mengambil air minum desa, harus mendekatkan kartunya pada sensor RFID reader. Nomor identitas kartu pelanggan akan dibaca oleh RFID reader dan dikirim ke mikrokontroller. Sebelum mikrokontroler membuka kran solenoid, maka mikrokontroler akan melakukan pengecekan secara sistematis mulai dari valiadasi nomor pelanggan yakni apakah nomor pelanggan telah terdaftar pada sistem ataukah belum. Jika nomor pelanggan dinyatakan terdaftar, kemudian mikrokontroller akan melakukan pengecekan berikutnya terhadap kuota pulsa airnya yakni apakah pulsa airnya telah habis atau belum. Apabila salah satu dalam proses pengecekan tidak terpenuhi, maka kran solenoid akan tetap tertutup. Sebaliknya apabila nomor pelanggan dinyatakan telah terdaftar dan pulsa airnya masih mencukupi, maka kran air akan terbuka sehingga air dari sumber akan mengalir menuju pelanggan. Selama proses aliran air tersebut, mikrokontroler akan melakukan pembacaan jumlah volume air yang
keluar. Apabila volume air sudah mencapai batas yang telah ditentukan maka kran solenoid akan menutup kembali secara otomatis. Selanjutnya, setelah kran ditutup, mikrokontroler akan melakukan perubahan data terbaru terhadap pulsa air pelanggan dengan melakukan pengurangan nilai pulsa pelanggan sesuai tarif yang telah ditentukan. Demikian prosesnya akan berulang kembali ke awal.
Pada Gambar 3 memperlihatkan bentuk fisik dan tata letak dari masing-masing pin pada RFID Reader ID-12. (Sparkfun, 2013). RFID Reader selain mempunyai penerima internal gelombang RF yang berfungsi menangkap gelombang elektromagnetik, juga mempunyai fungsi khusus untuk menangkap data-data analog dari gelombang RF yang dipancarkan oleh RFID Tag Card dan mengubahnya menjadi data-data digital.
Gambar 3. Bentuk fisik RFID Reader ID-12
Pada Gambar 4 memperlihatkan sebuah Tag Card ID EM 4001 sebagai pemancar gelombang radio (RF). Tag Card akan mengenali diri sendiri ketika mendeteksi sinyal dari RFID Reader.
4
Gambar 4. Bentuk fisik Tag Card ID EM 4001 dan prinsip kerjanya
Pada sistem RFID, umumnya Tag Card ditempelkan pada suatu obyek. Ketika Tag Card ini melalui medan listik yang dihasilkan oleh RFID Reader yang sesuai, Tag Card akan mentransmisikan informasi yang ada pada Tag Card kepada RFID Reader, sehingga proses identifikasi dapat dilakukan.
Sebuah Mikrokontroler AT89S51 merupakan sistem mikroprosseor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara khusus (Benny, 2012). Mikrokontroller AT89S51 memiliki kemasan 40 pin seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Mikrokontroller AT89S51
Kran air merupakan pintu untuk mengatur besarnya debit aliran air yang keluar. Secara umum kran air dikendalikan secara manual menggunakan tangan dengan cara memutar tuas kran. Kelemahan umum dari kran air manual adalah mudah mengalami kerusakan mekanis sehingga kran ini memiliki umur yang pendek. Disamping itu
kelemahan khususnya adalah tidak dapat dilakukan pengendalian secara kelistrikan sehingga tidak dapat digunakan pada sistem kontrol dengan pengendalian tegangan. Pada Gambar 6 memperlihatkan salah satu model kran air selenoid dimana pada kran tersebut tidak terdapat tuas mekanik sebagai pengatur debit.
Gambar 6. Kran air solenoid
Prinsip kerja dari kran seleoid
ini adalah dengan memberikan sinyal kendali listrik pada kabel yang tersedia maka sebuah katup akan melakukan operasi membuka aliran. Sebaliknya dengan meniadakan sinyal kendali listrik maka katup akan menutup kembali. Kelemahan dari kran ini adalah tidak dapat dilakukan pengaturan variasi debit air yang keluar seperti pada kran manual karena hanya memiliki 2 operasi yakni operasi buka dan tutup.
Pada Gambar 7 memperlihatkan sebuah sensor aliran air. Sensor ini berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran air
Gambar 7. Sensor aliran air
5
Berdasarkan kecepatan aliran air maka dapat diketahui besarnya jumlah volume air yang keluar. Penerapan sensor aliran ini dapat dilihat pada sistem pengisian bahan bakan bermotor di SPBU dimana volume bensin yang keluar dapat dibatasi berdasarkan biaya yang dibayar oleh pembeli. Aplikasi sensor aliran ini akan dapat juga diterapkan pada sistem layanan air minum otomatis dimana volume air yang dikeluarkan akan disesuaikan dengan nilai pembayarannya.
Dalam proses pengembangan perangkat lunak sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis rfid memerlukan perangkat keras yang sesuai dalam proses pengujian kinerjanya. Beberapa perangkat keras yang dikembangkan pada tahun pertama ini adalah sebagai berikut :
1. Pengembangan rangkaian pembaca nomor kartu RFID tipe 125 kHz dengan format ID-12 dan hasilnya ditampilkan pada layar LCD M1632.
2. Pengembangan rangkaian driver kran solenoid untuk kendali buka dan tutup.
3. Pengembangan inverter untuk pengoperasian pompa air dari catu daya DC 12V.
Rangkaian pembaca kartu RFID berfungsi untuk mengidentifikasi jenis kartu RFID. Beberapa jenis kartu RFID tersedia dipasaran dengan frekuensi kerja yang berbeda. Pada penelitian ini dipilih jenis kartu RFID dengan tipe frekuensi kerja 125 kHz dengan format data ID-12. Untuk mengenali jenis kartu RFID tersebut dibutuhkan tipe RFID reader yang sesuai sehingga dalam aplikasinya. Adapun pengembangan rangkaian pembaca kartu RFID diperlihatkan pada Gambar 8 di bawah ini.
Gambar 8. Perangkat keras pembaca kartu
RFID
Adapun cara kerja rangkaian pembaca kartu RFID pada gambar 8 adalah ketika ada kartu pasif RFID didekatkan pada RFID Reader ID-12 maka RFID reader akan mendeteksi sinyal elektromagnetik yang dipancarkan oleh kartu tersebut dan mengubahnya menjadi sinyal data digital untuk dikirim ke mikrokontroler AT89S52. Kemudian mikrokontroler melakukan proses pengolahan data digital dan menampilkan nomor identitas kartu pada layar LCD M1632.
Untuk menggerakkan kran solenoid dibutuhkan arus penggerak pada kumparannya dengan nilai yang cukup besar. Sedangkan sinyal kendali yang digunakan untuk menggerakkan kran tersebut diberikan oleh mikrokontroller. Karena arus sinyal kendali dari mikrokontroler sangat rendah dibatasi maksimum 20 mA maka arus keluaran dari mikrokontroller tidak dapat langsung digunakan untuk menggerakkan kran solenoid yang membutuhkan arus kerja sebesar 450 mA. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah rangkaian driver yang sesuai untuk menghubungkan antara mikrokontroller dengan kran solenoid. Adapun rangkaian penggerak atau driver solenoid diperlihatkan pada Gambar 9 di bawah ini.
6
Gambar 9. Perangkat keras driver kran solenoid
Pada gambar di atas, rangkaian penggerak kran solenoid dibangun dengan menggunakan 2 (dua) buah transistor dalam konfigurasi sebagai transistor darlington dengan tujuan agar arus basis yang dibutuhkan jauh di bawah arus kendali dari mikrokontroller sehingga sinyal kendalinya tidak mengalami pembebanan.
Dalam penelitian ini, simulator untuk sumber air menggunakan air yang disirkulasikan dari bak air dengan menggunakan sebuah pompa air aquarium. Pompa air aquarium bekerja pada sumber tegangan bolak-balik 220 Vac. Sedangkan dalam prototipe ini menggunakan sumber tegangan searah 12 Vdc. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah rangkaian inverter untuk mengubah sumber tegangan searah 12Vdc menjadi tegangan bolak-balik 220 Vac sehingga pompa air dapat bekerja normal. Adapun pengembangan rangkaian inverter untuk pompa air diperlihatkan pada Gambar 10.
Gambar 10. Rangkaian inverter pompa air
Pada gambar di atas terlihat bahwa sebuah rangkaian multivibrator astabil digunakan untuk mengendalikan sebuah transformator step up 12Vdc/220Vac. Pengendalian inverter dilakukan dengan mengendalikan tegangan untuk rangkaian multivibrator astabil. Apabila sinyal kemudi dari mikrokontroler pada pin P1.1 diberikan logika 1 maka inverter akan diaktifkan, dan sebaliknya jika diberi logika 0 maka inverter dimatikan. Dengan cara tersebut, pompa air dapat dikendalikan dengan sinyal kemudi yang rendah.
Setelah semua bagian sistem perangkat keras telah dirancang, kemudian langkah selanjtnya adalah mengembangkan rancangan prototipe produk layanan air minum desa berbasis RFID seperti diperlihatkan pada Gambar 11.
Gambar 11. Prototipe sistem layanan air minum desa berbasis rfid
Sub sistem dari perangkat keras yang telah dirancang sepenuhnya dikendalikan oleh sebuah mikrokontroler sebagai jantung utamanya. Oleh karena kinerja mikrokontroler bekerja berdasarkan urutan instruksi-instruksi secara sekuensial maka pada mikrokontroler perlu ditanam sebuah program intruksi agar dapat bekerja sesuai dengan sub sitem perangkat keras yang telah dirancang. Langkah awal sebelum menanam program pada mikrokontroler adalah merancang
7
instruksi program berdasarkan suatu algoritma. Algoritma merupakan urutan atau langkah-langkah berpikir secara logis dan sistematis.
Setiap sub sistem perangkat keras karena sepenuhnya digunakan sebagai dasar pengujian pada sistem secara keseluruhan, maka dibutuhkan algoritma pada masing-masing sub sistem tersebut yakni :
a) Pembacaan nomor kartu RFID Reader
b) Pengecekan nomor identitas kartu pada tabel
c) Pengendalian kran solenoid d) Pembacaan volume air yang
keluar e) Pembaharuan pulsa air
Adapun algoritma yang
dikembangkan sehubungan dengan pembacaan nomor kartu RFID adalah sebagai berikut :
Mendeteksi byte data start dengan nilai 02h, jika byte data start yang diterima salah, maka proses ini akan berulang sampai byte start yang diterima benar.
Jika byte start benar, kemudian membaca sejumlah 12 byte data yakni D1-D8, CS1,CS2, CR dan LF sampai diterima data end text (ETX).
Setelah data semua diterima, kemudian menguji validasi data yang tujuannya untuk mengetahui apakah data yang diterima sudah benar ataukah salah. Hal ini bisa dicek dengan membandingkan data dengan nilai ceksumnya. Jika data benar maka hasilnya ditandai dengan logika 0, sebaliknya jika data salah ditandai dengan logika 1.
Setelah validasi data benar, kemudian data diolah agar dapat ditampilkan pada layar LCD M1632. Data yang diterima dari kartu RFID semuanya masih dinyatakan dalam format
bilangan ASCII sehingga harus diubah terlebih dahulu ke dalam format heksadesimal. Data yang diolah hanyalah 6 byte data yakni (D3 - D8) karena data inilah yang menunjukkan identitas kartu RFID. Keenam byte data tersebut setelah diolah menjadi bilangan heksadesimal harus dikonversi lagi menjadi bilangan desimal dengan menggunakan metode konversi heksa ke desimal.
Setelah data identitas kartu dikonversi ke nilai desimal, maka sebelum dikirim ke LCD M1632 harus diubah lagi setiap nilai desimalnya ke dalam format ASCII sehingga nilai identitas kartu RFID dalam format desimal dapat ditampilkan pada display.
Pada Gambar 12 memperlihatkan algoritma program utama pembaca kode ID Card dari RFID Reader ID-12.
Gambar 12. Algoritma pembaca kartu rfid
Pengembangan perangkat
lunak untuk mengukur volume air dengan mengolah data dari sensor aliran.. Pengukuran volume air bertujuan untuk menyesuaikan agar volume airnya sesuai dengan aturan yang ditetapkan untuk setiap satu kali pengambilan air dengan kartu
8
RFID. Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pembacaan volume air adalah sebagai berikut :
a) Inisialisasi variabel data, komunikasi serial dan kontrol display LCD M1632.
b) Menghitung jumlah pulsa air dalam periode tetap dan mengubah menjadi frekuensi.
c) Mengolah data frekuensi menjadi nilai volume yang sebenarnya.
d) Menampilkan nilai volume pada layar LCD M1632.
Berdasarkan algoritma tersebut, dapat digambarkan diagram alir seperti tampak pada Gambar 13
Gambar 13. Algoritma pembaca kartu rfid
Pengembangan perangkat lunak untuk mengendalikan kran solenoid dilakukan berdasarkan keberadaan kartu RFID. Pengendalian kran ini bertujuan untuk mengendalikan jumlah air yang dikeluarkan. Agar volume air yang keluar sesuai kebutuhan pelanggan maka pengendalian kran tersebut harus dapat dilakukan secara manual dan otomatis. Pengendalian kran air secara manual maksudnya proses pembukaan dan penutupan kran dilakukan secara manual oleh pelanggan dengan kartu rfidnya. Sedangkan secara otomatis
maksudnya kran air akan tertutup otomatis jika nilai pulsa airnya sudah habis. Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pengendalian kran air adalah sebagai berikut :
a) Identifikasi kartu rfid dan nilai pulsa air
b) Jika pulsa air tidak habis, maka kendali kran dapat dilakukan secara manual.
c) Jika pulsa air habis, maka kran otomatis ditutup.
Berdasarkan algoritma tersebut dapat digambarkan diagram alir seperti tampak pada Gambar 14.
Gambar 14 Algoritma kendali kran air
Pengembangan perangkat lunak berikutnya yaitu penerapan sistem pembayaran air minum berbasis pulsa air untuk menggantikan pembayaran air minum yang sebelumnya dengan tarif sukarela. Penerapan berbasis pulsa air bertujuan untuk mengembangkan sistem layanan air minum prabayar sehingga tidak memerlukan transaksi dalam bentuk uang ketika pelanggan membeli air melainkan cukup dengan kartu rfid. Nilai pulsa air pelanggan disimpan pada memori sistem sehingga nilai pulsanya dapat langsung diestimasi dan diperbaharui oleh sistem secara otomatis. Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan
9
penerapan pulsa air adalah sebagai berikut :
a) Identifikasi kartu rfid dan nilai pulsa air.
b) Menghitung volume air yang keluar dan mengestimasi nilai sisa pulsa air
c) Mengkonversi nilai sisa pulsa air dalam satuan rupiah dan menampilkannya ke lcd.
Berdasarkan algoritma tersebut dapat digambarkan diagram alir seperti tampak pada Gambar 15.
Gambar 15 Algoritma estimasi pulsa air
Hasil dan Pembahasan Dari hasil pengembangan
perangkat keras dan lunak selama proses pelaksanaan penelitian diperoleh hasil penelitian berupa kinerja dari perangkat keras dan perangkat lunak serta kinerja keseluruhan dalam bentuk prototipe sistem layanan air minum berbasis radio frequency identification (RFID).
Adapun kinerja hasil penelitian perangkat keras dan lunak meliputi :
a) Kinerja pembacaan kartu RFID b) Kinerja pengukur volume air c) Kinerja driver kran solenoid d) Kinerja inverter pompa air e) Kinerja kendali kran solenoid
f) Kinerja estimasi pulsa air Pada gambar 16
menunjukkan hasil pengembangan perangkat keras untuk proses pembacaan kartu RFID dimana nomor kartu ditampilkan pada display LCD. Hasil pembacaan nomor kartu RFID tampak jelas seperti pada gambar dimana nomor kartu RFID ditampilkan dalam jumlah 8 digit. Jika kita bandingkan pada nomor kartu yang tertera seperti pada gambar 14 (b) dimana nilainya terdiri dari 8 digit yakni 11108305, maka dapat disimpulkan bahwa kinerja perangkat lunak dalam proses pembacaan nomor kartu RFID telah bekerja dengan baik.
(a) Perangkat keras
(b) Kartu rfid (ID: 0011108305)
Gambar 16. Prototipe perangkat keras
sistem pembaca kartu rfid
Pada gambar 17 menunjukkan hasil identifikasi nomor kartu RFID dan nomor urut pelanggannya. Dari gambar tersebut, setelah catu daya
10
dihidupkan mikrokontroler menyiapkan permintaan untuk memasukkan kartu RFID.
Gambar 17. Identifikasi nomor pelanggan
Jika nomor kartu pelanggan telah terdaftar maka akan muncul pesan seperti tampak pada gambar 17 dimana pada gambar tersebut nomor urut kartu 009 telah berhasil dideteksi karena sudah terdaftar.
Pada gambar 18 menunjukkan hasil pengembangan perangkat keras untuk proses pengukuran volume air dengan menggunakan sensor aliran dimana nilai volumenya ditampilkan pada display LCD.
Gambar 18. Perangkat keras pembaca
volume air
Setelah pelanggan memasukkan kartu RFID, dan apabila kartu dinyatakan terdaftar maka muncul pesan ucapan “ Selamat Datang “ dan menampilkan nomor urut pelanggan “009”, kemudian kran solenoid dibuka seperti gambar 19
Gambar 19. Pembukaan kran solenoid
Setelah pembukaan kran solenoid, mulai menampilkan pesan pembacaan volume air yang dinyatakan dengan satuan Liter seperti pada gambar 20. Kemudian pada gambar tersebut menampilkan proses pembacaan volume air yang dibatasi pada nilai volume 1500 mL atau 1,5 Liter. Setelah nilai volume tersebut tercapai maka instruksi berikunya adalah mikrokontroller AT89S52 mengirim pesan untuk menutup kran solenoid sehingga aliran air dihentikan. Tujuan pembatasan volume air ini adalah untuk menguji apakah volume air yang terukur sudah sesuai dengan takaran volume yang sebenarnya. Dalam pengujian ini, penakar volume air digunakan sebuah botol aqua dengan volume 1,5 Liter, sehingga keberhasilan dari pengujian ini adalah volume air tidak melimpah dan tepat pada batas mulut botol.
Gambar 20. Penutupan kran solenoid
Dalam pengaturan volume air dilakukan dengan mengatur laju aliran air dengan cara membuka dan menutup kran solenoid berdasarkan nilai volume yang sudah ditentukan.
11
Untuk operasi membuka dan menutup kran solenoid dengan cara mengalirkan arus listrik ke kumparannya pada tegangan kerja 12 Volt. Pengujian kinerja driver solenoid dilakukan dengan menghubungkan sinyal kendali pada terminal input yang dihubungkan pada pin Port P1.1 dari mikrokontroller. Kemudian mengukur tegangan kerja pada kumparan solenoid setelah menerima sinyal kendali tersebut apakah nilainya normal atau tidak. Dari hasil pengujian diperoleh data seperti pada tabel 1:
Tabel 1 :
Sinyal Input
Tegangan kumparan
kran solenoid
Kondisi kran
solenoid
0 Volt 0 Volt menutup
5 Volt 12 Volt membuka
Pada tabel tersebut terlihat bahwa kumparan kran solenoid mendapat tegangan kerja normal ketika mendapat sinyal input 5 Volt (logika 1) sehingga kondisi kran berhasil terbuka secara penuh. Sementara itu, pada saat sinyal input bernilai 0 Volt sehingga tidak ada arus mengalir pada kumparan solenoid akibatnya kondisi kran kembali pada kondisi awalnya yakni tertutup rapat. Dari hasil tersebut menunjukkan bahwa driver solenoid dapat bekerja dengan baik sebagai penghubung antara sinyal kendali dari mikrokontroler dengan beban yang dikendalikan berupa kran solenoid.
Dalam mensirkulasikan aliran air dari sebuah bak air, maka dibutuhkan sebuah pompa air dimana dalam penelitian ini menggunakan sebuah pompa air aquarium pada prototipe sistem layanan air minum. Pada gambar 21 memperlihatkan hardware inverter untuk pompa air aquarium.
Gambar 21. Perangkat inverter pompa air
Pada gambar 22 terlihat bahwa tegangan keluaran inverter sudah bolak-balik, namun bentuknya tidak menyerupai sinus murni seperti pada jaringan listrik PLN melainkan bentuknya menyerupai gelombang persegi atau kotak.
Gambar 22. Bentuk tegangan keluaran inverter
Gambar 23. Kinerja inverter pompa air
Adapun hasil operasi pompa air aquarium dengan menggunakan inverter di atas diperlihatkan pada gambar 23. Pada gambar tersebut tampak air dapat dilontarkan pada ketinggian yang cukup untuk mengangkat air ke atas. Apabila hasil ini dibandingkan dengan kinerja pompa air yang dihubungkan langsung dengan sumber tegangan
12
listrik PLN ternyata daya lontar airnya memiliki ketinggian yang sama. Hal ini berarti kinerja inverter sudah bekerja dengan baik.
Setelah menjelaskan kinerja dari masing-masing setiap sub sistem di atas maka pada bagian ini akan dijelaskan kinerja keseluruhan dari prototipe sistem layanan air minum. Pada gambar 24 menunjukkan hasil pengujian sistem layanan air minum.
Gambar 24. Hasil kinerja sistem layanan air minum berbasis rfid.
Pada gambar tersebut ketika catu daya dihidupkan, maka lampu hijau menyala menunjukkan kondisi siap menerima kartu rfid dari pelanggan.Jika nomor kartu pelanggan terdaftar, maka lampu merah menyala dan kemudian kran solenoid dibuka sampai mencapai volume air yang sudah ditentukan.
4. Simpulan dan Saran Berdasarkan hasil dan
pembahasan pada penelitian di atas dapat disimpulkan yakni mikrokontroler telah berfungsi baik dalam mengindentifikasi dan memvalidasi nomor kartu rfid pelanggan air minum desa serta mampu melakukan pengontrolan kran solenoid secara otomatis dalam mengeluarkan air pada volume tertentu. Prototipe sistem layanan air minum berbasis kartu RFID dapat digunakan sebagai layanan air minum prabayar dengan menerapkan sistem pulsa air sehingga dapat meningkatkan pendapatan pengelola air minum desa. Ucapan Terima Kasih
Terima kasih kepada Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha (Lemlit Undiksha) yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada peneliti melaksanakan penelitian ”Pengembangan Prototipe Sistem Kontrol Otomatis Kran Solenoid Berbasis Radio Frequency Identification (RFID) Pada Sistem Pelayanan Air Minum Desa “ dengan surat kontrak penelitian nomor : 680/UN48.15/LT/2017.
DAFTAR PUSTAKA [1] Atmel .2013, 8-Bit
Microcontroller With 4K Bytes AT89S51 Datahseet, Tersedia pada http://www.atmel.com/images/doc2487.pdf. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2013.
[2] Bob Violino. 2005. The History of RFID Technology, Tersedia pada http:// www. rfidjournal.com/articles/view?1338. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2013.
[3] Kalam T T Siregar, 2013, Viskosimeter Digital
13
Menggunakan Water Flow Sensor G1/2 Berbasis Mikrokontroller 8535, tersedia pada http://jurnal.usu.ac.id/index.php/sfisika/article/view/4754/2171, diakses tanggal 10 Januari 2016
[4]Li Yang, Rushi Vyas. 2007. RFID Tag and RF Structures on a Paper Substrate Using Inkjet-Printing Technology, Published by IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 55, NO. 12, DECEMBER 2007
[5] Prasimax Mikron, Sensor Flow Aliran Air 1/2 inch, tersedia pada http://www.mikron123.com/index.php/Air/Sensor-Flow-Aliran-Air/Detailed-product-flyer.html, diakses tanggal 10 Januari 2016
[6] Prasimax Mikron, Valve Electronic 1/2 inch, tersedia pada http://www.mikron123.com/index.
php/Sensor/Valve-Electronic-1/2-inch/Detailed-product-flyer.html, diakses tanggal 10 Januari 2016
[7]Rachmad Setiawan. 2006. Mikrokontroller MCS-51, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta.
[8]Rasben Dantes. 2012. Sistem Pelayanan Informasi Objek Wisata Museum Berbasis RFID. Publikasi Penelitian PENPRINAS MP3EI 2011-2015.
[9] Sparkfun. 2013. ID-Series Datasheet, Tersedia pada http://www.sparkfun.com/datasheets/Sensor/ID-12-Datasheet.pdf. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2013.
[10] SeedStudioWork.com, 2010, Water Flow Sensor, tersedia pada http://www.seeedstudio.com/depot/datasheet/water20flow sensor datasheet.pdfdiakses tanggal 10 Januari 2016
2
Lampiran 04 : Produk Penelitian
Prototipe Sistem Kontrol Otomatis Kran Solenoid Berbasis RFID
pada Sistem Pelayanan Air Minum Desa