SISTEM PERINGATAN DAN PEMANTAUAN

CURAH HUJAN

Ardana Shinta Rahmatika¹, Nanda Septian Hidayat², Samuel Beta Kuntarjo³

Email: ¹ardanashinta@gmail.com, ²septianhidayat013@gmai.com, ³sambetak2@gmai.com

Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang

Jln. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275

Telp. (024)7473417, Website :www.polines.ac.id, email: sekretariat@polines.ac.id

Abstract - The rainy season often disrupts human activities. With the development of today's technology, someone will take advantage of this sophistication and convenience to facilitate every job and also other things. In its current implementation, a warning system when it rains is also needed. With the help of existing technology, it will provide convenience and very useful functions. One of the information he needs is a rainfall warning which is very useful both in knowing the intensity of rainfall in a place so that it can reduce the bad impacts that will occur such as floods and landslides. In making this system the tool gets information from the rainfall sensor which is displayed on the display screen and the alarms contained in this tool. This tool uses an FC-37 rain sensor which has an analog output. Therefore, it requires an Analog Data Converter (ADC) to measure. Some of the tools used to build this system include the Arduino UNO microcontroller for reading sensor input values, data processing, and programming.

Intisari –Musim penghujan seringkali membuat aktivitas manusia terganggu. Dengan adaya perkembangan teknologi saat ini, seseorang akan memanfaatkan kecanggihan dan kemudahan tersebut untuk memudahkan setiap pekerjaan dan juga hal-hal lainnya. Dalam implementasinya saat ini sistem peringatan saat hujan juga diperlukan. Dengan bantuan teknologi yang ada, akan memberi kemudahan dan fungsi yang sangat bermanfaat. Salah satu informasi yang diperlukannya itu peringatan curah hujan yang sangat berguna baik dalam mengetahui intensitas curah hujan pada suatu tempat sehingga dapat mengurangi dampak buruk yang akan terjadi seperti bencana banjir dan tanah longsor. Pada pembuatan sistem ini alat mendapatkan informasi dari sensor curah hujan yang ditampilkan pada layar penampil dan alarm yang terdapat pada alat ini. Alat ini menggunakan sensor hujan FC-37 yang memiliki keluaran analog. Maka dari itu, memerlukan Analog Data Converer (ADC) untuk mengukur. Beberapa alat yang digunakan untuk membangun sistem ini antara lain mikrokontroller Arduino UNO untuk pembacaan nilai sensor masukan, pengolahan data, dan pemrograman.

Kata kunci – Arduino UNO, Sensor Hujan FC-37, Layar Penampil, dan Alarm

I. PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Dengan adaya perkembangan teknologi saat ini, seseorang akan memanfaatkan kecanggihan dan kemudahan tersebut untuk memudahkan setiap pekerjaan dan juga hal-hal lainnya. Salah satu perkembangan teknologi saat ini adalah sistem pemantauan atau disebut dengan monitoring. Hal tersebut tidak lepas dari kebutuhan para pengguna (user) baik secara khusus maupun secara umum atau luas. Sistem pemantauan ini bertujuan untuk mengetahui atau mendapatkan sebuah informasi pada sebuah keadaan atau kondisi tertentu, sehingga dapat membantu tugas manusia dalam melakukan pemantauan, salah satunya adalah pemantauan curah hujan.

Musin penghujan seringkali membuat aktivitas manusia terganggu. Dalam implementasinya saat ini sistem peringatan saat hujan juga diperluk an. Dengan bantuan teknologi yang ada, akan memberi kemudahan dan fungsi yang sangat bermanfaat. Salah satu informasi yang diperlukannya itu peringatan curah hujan yang sangat berguna baik dalam mengetahui intensitas curah hujan

Curah hujan merupakan unsur meteorologi yang mempunyai variasi tinggi dalam skala ruang dan waktu sehingga paling sulit untuk diprediksi. Akan tetapi, informasi curah hujan sangat penting dan dibutuhkan oleh hampir semua bidang seperti pertanian, transportasi, perkebunan, hingga untuk peringatan dini bencana alam, banjir, dan kekeringan. Dengan demikian alat ini diharapkan dapat memudahkan setiap pekerjaan dan juga hal-hal lainnya.

1. 2. Perumusan Masalah

Dari identifikasi yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana cara membuat sistem peringatan dan pemantauan curah hujan menggunakan sensor hujan FC-37?

2. Bagaimana merancang dan membangun wiring sistem peringatan dan pemantauan data curah hujan?

3. Bagaimana cara memprogram sistem peringatan dan pemantauan curah hujan dengan Arduino UNO?

4. Bagaimana sistem dapat memberi peringatan ketika terjadi curah hujan yang berbeda-beda?

1. 3. Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Proyek Arduino ini adalah sebagai berikut:

1. Membuat alat peringatan dan pemantauan curah hujan dengan menggunakan mikrokontroller Arduino UNO.

2. Membuat program untuk sistem peringatan dan pemantauan curah hujan dengan Arduino UNO.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Arduino UNO

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

Arduino Uno berbeda dari semua board Arduino sebelumnya, Arduino UNO tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai ke versi R2) diprogram sebagai sebuah pengubah USB ke serial. Revisi 2 dari board Arduino Uno mempunyai sebuah resistor yang menarik garis 8U2 HWB ke ground, yang membuatnya lebih mudah untuk diletakkan ke dalam DFU mode.

Gambar 2. 1 Arduino UNO

B. Sensor Hujan FC-37

Sensor Hujan FC-37 terbagi kedalam dua bagian, yaitu bagian sirkuit elektronik dan bagian papan penampang untuk menerima tetesan air hujan. Terdapat dua jenis output dari modul sensor ini, yaitu output analog dan output digital. Modul Sensor Hujan FC-37 memiliki potensiometer bawaan yang berfungsi untuk mengatur sensitivitas dari sensor pada mode pembacaan digital. Input tegangan yang dibutuhkan oleh modul ini untuk dapat beroperasi adalah 5 VDC.

Resistensi dari papan penampang penerima tetesan air hujan akan bervariasi karena tergantung dari air yang mengenai papan penampang. Ketika papan penampang semakin basah, maka nilai resistansi akan semakin besar sehingga nilai keluaran tegangan akan semakin kecil. Ketika papan penampang semakin kering, maka nilai resistensi akan semakin kecil sehingga nilai keluaran tegangan akan semakin besar.

Spesifikasi :

1. Tegangan kerja: 3.3V – 5V

2. Dual mode luaran: Analog dan Digital

3. Ukuran papan pengendali: 32 x 14 mm

4. Ukuran papan sensor air: 54 x 40 mm

Gambar 2. 2 Sensor hujan FC-37

C. Alarm

Alarm adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, alarm yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis alarm yang sering ditemukan dan digunakan adalah alarm yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan alarm Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya.

Gambar 2. 3 Alarm

D. LED (Light Emitting Diode)

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Gambar 2. 4 Lampu Indikator (LED)

E. Saklar

Gambar 2. 5 Saklar

Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan.

F. Modul Step Down (Penurun Tegangan)

Modul step down atau penurun tegangan DC LM2596 ini akan menyelesaikan masalah perbedaan tegangan yang dibutuhkan dengan yang tersedia. Seringkali dalam pembuatan rangkaian elektronika atau modul-modul mikrokontroler terdapat perbedaan tegangan kerja antar modul sehingga memerlukan sebuah modul regulator untuk menyesuaikan tegangan. Modul step down DC to DC LM2596 ini membantu anda untuk menurunkan tegangan ke tegangan yang lebih rendah.

· Tegangan Masukan : DC 3V-40V

· Tegangan Keluaran : DC 1.5V – 35V

· Arus maksimal : 3A

· Ukuran Papan : 42 mm x 20 mm x 14 mm

Gambar 2. 6 Modul Step Down DC LM2596

Modul regulator penurun tegangan ini mengunakan bahan solid capacitor dan PCB berkualitas untuk menjamin kualitas tegangan yang dibutuhkan. Untuk menyesuaikan tegangan cukup dengan memutar potensio yang ada pada board. Perhatikan pada tanda input dan output, serta polaritas positif dan negatif jangan sampai terbalik karena akan merusak modul.

G. Power Supplay (Adaptor)

Gambar 2. 7 Modul Power Supplay 12V 3A

Modul power supply dengan keluaran 12 Volt dan 3 Ampere, cukup efisien untuk mensuplai/mencatu segala jenis peralatan elektronik terutama yang memerlukan tegangan 12V. bisa juga sebagai pengganti trafo konvensional yang sangat memakai space luas dan volume yang berat utk ukuran yg setara (10 Ampere) Baik dipergunakan utk Camera CCTV, Hobby ataupun profesional. dilengkapi proteksi overload, overcurrent dan short circuit. Pada penelitian kali ini digunakan sebagai penyuplai fan DC.

Spesifikasi :

· Dimensi : 20 x 10 x 4.5 cm

· Masukan : 220 Volt AC

· Keluaran : 12 Volt DC 10 Amper

· Dengan teknologi Auto Off Jika terjadi Korslet

H. LCD/Layar Penampil

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD (Liquid Crystal Display) bisa menampilkan suatu gambar/karakter dikarenakan terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun Kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. LCD 16x2 dapat menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari 2 baris dan tiap baris dapat menampilkan 16 karakter. Pada LCD 16×2 pada umumnya menggunakan 16 pin sebagai kontrolnya, tentunya akan sangat boros apabila menggunakan 16 pin tersebut. Karena itu, digunakan driver khusus sehingga LCD dapat dikontrol dengan modul I2C atau Inter-Integrated Circuit. Dengan modul I2C, maka LCD 16x2 hanya memerlukan dua pin untuk mengirimkan data dan dua pin untuk pemasok tegangan. Sehingga hanya memerlukan empat pin yang perlu dihubungkan ke NodeMCU yaitu :

• GND : Terhubung ke ground

• VCC : Terhubung dengan 5V

• SDA : Sebagai I2C data dan terhubung ke pin A4

• SCL : Sebagai I2C data dan terhubung ke pin A5

Gambar 2. 8 LCD I2C

III. PERANCANGAN

Bab ini membahas keseluruhan dari perancangan sistem yang akan dibuat. Perancangan sistem terdiri dari perancangan perangkat mekanik, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak.

A. Diagram Blok Sistem

Gambar 3. 1 Diagram Blok

B. Cara Kerja Diagram Blok Sistem

Alat ini akan bekerja saat mendapat sumber tegangan 5V. Sumber tegangan 12V akan diturunkan oleh penurun tegangan menjadi 5V. Tegangan 5V digunakan untuk mengaktifkan mikrokontroller Arduino UNO, sensor hujan FC-37, layar penampil, lampu indikator, dan alarm.

C. Gambar Rangkaian

Gambar 3. 2 Rangkaian

D. Gambar Diagram Alir

Gambar 3. 3 Diagram Alir

E. Gambar Pengawatan

Gambar 3. 4 DiagramPengawatan

IV. PERANCANGAN MEKANIK

Pada alat ini kita menggunakan kotak berbahan dasar kayu dan akrilik sebagai tempat untuk meletakkan komponen-komponen yang digunakan.

Gambar 4. 1 Alat Tampak Samping

Gambar 4. 2 Tampak Dalam

Gambar 4. 3 Alat Tampak Depan

Gambar 4. 4 Alat Tampak Atas

V. PENGUJIAN ALAT

Ada beberapa tahap pengujian yang dilakukan pada alat yang telah dibuat. Tahapan-tahapan tersebut yaitu pengujian perangkat hardware, pengujian pin-pin yang digunakan.

Dimulai saat saklar di on kan, sensor mendeteksi adanya curah hujan yang turun. Saat tidak ada hujan maka LCD akan menampilkan tulisan "tidak hujan dengan nilai <40. Indikator hijau menyala. Saat sensor mendeteksi adanya hujan dengan nilai >40&&<60 maka LCD akan menampilkan " Hujan gerimis dengan indikator hijau dan kuning menyala, buzzer juga akan menyala selama 3 detik dengan jeda 5 detik. Dan saat nilai >60 maka LCD akan menampilkan tulisan "hujan deras " Dan indikator hijau, kuning, dan merah menyala begitu pula dengan buzzer akan tetap menyala

Gambar 5. 1 Tampilan Alat Keseluruhan

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Dengan adanya sistem peringatan dan pemantau curah hujan dengan menggunakan Arduino UNO dapat mempermudah pemantauan saat terjadi hujan agar lebih efektif.

2. Membantu menyelesaikan salah satu masalah ketika terjadinya hujan secara tiba-tiba.

B. Saran

1. Menggunakan komponen yang sesuai seperti penggunaan layar penampil yang lebih besar agar pengguna dapat memantau dari jarak jauh tanpa harus mendekat dengan alat.

2. Meningkatkan kemampuan kerja alat agar dapat berfungsi saat pengguna tidak berada di dekat alat dengan menambah IoT.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Nurdiyanto, Primawan. (2020). Monitoring Data Curah Hujan Berbasis Internet of Things (IoT). (Universitas PGRI Yogyakarta, 2020).

Mufidah. (2018). Sistem Informasi Curah Hujan dengan NodeMCU Berbasis Website. Computers and its Applications Journal Vol. 1, No.1, Desember 2018, 25-34.

Mustar, Wiyagi. (2017). Implementasi Sistem Monitoring Deteksi Hujan dan Suhu Berbasis Sensor Secara Real Time. Semesta Teknika Vol. 20, No. 1, 20-28.

Syahbeni, Budiman, Syelly, Laksmana, Hendra. (2018). Rancang Bangun Pendeteksi Curah Hujan Menggunakan Tipping Bucket Rain Sensor dan Arduino Uno. Agroteknika Vol. 1, No. 2, 51-62.

Wahyuni, Haritsah, Subagyo, Rahmanto. (2021). Rancang Bangun Sensor Node untuk Monitoring ParameterCuaca dan PM2.5 Menggunakan Arduino WiFi. Jurnal Elementer Vol. 7, No. 2, November 2021

VIII. LAMPIRAN

PPT

BIODATA DIRI

Nama Penulis Ardana Shinta Rahmatika. Penulis dilahirkan di kabupaten Grobogan, 25 Mei 2001. Penulis telah menempuh pendidikan formal SD Negeri 05 Gubug , SMP Negeri 21 Semarang, SMA Negeri 1 Gubug. Tahun 2019 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan di Terima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.3.05. Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta apabila terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email ardanashinta@gmail.com

Nama Penulis Nanda Septian Hidayat. Penulis dilahirkan di kabupaten Demak, 25 September 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal SD Negeri Kebonbatur 02, SMP Negeri 3 Mranggen, SMK Negeri 1 Semarang. Tahun 2019 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan di Terima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.3.17. Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta apabila terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email septianhidayat013@gmail.com

SISTEM PERINGATAN DAN PEMANTAUAN CURAH HUJAN