## PERANCANGAN  SISTEM  MONITORING  LEVEL
CAIRAN

## MENGGUNAKAN
POWER

## LINE
COMMUNICATIONS
Amperawan, Sudirman Yahya, Ali Nurdin, Sabilal Rasyad Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 e-mail : Amperawan0067@yahoo.com

## ABSTRAK
Power line communications adalah suatu alat yang digunakan untuk berkomunikasi melalui label  listrik  (tegangan  tinggi),  teknik  ini  merupakan  terobosan  baru  yang  banyak  dikembangkan saat ini. Secara umum level cairan yang digunakan untuk mengukur volume cairan didalam suatu tangki penampungan dengan cara manual melalui pipa kaca atau pipa transparan. Metode manual tersebut  tidak  dapat  mengukur  jumlah  cairan  didalam  tangki  secara  tepat  melalui  pengembangan power line communications, jumlah cairan di dalam tangki penampungan ditentukan secara akurat dari  jarak  jauh.  Desain  alat  ukur  monitor  volume  cairan  ini  mengunakan  Arduino  UNO,  sebagai sensor  pembacanya  melalui  sensor  ultrasonic.    Selanjutnya,  komunikasi  melalui  power  line communications  akan  menampilkan  visual  data  volume  dan  waktu  pengisian.  Tujuan  studi  ini adalah memungkinkan untuk memonitor jumlah cairan dalam tangki penampungan dari jarak jauh melalui  proses  power  line  communications    tipe  7  inova  200  Mb  Melalui  jaringan  komputer.  Di dalam  studi  ini,  pembacaan  volume  cairan  yang  ditampilkan  secara  visual    pada  program  delphi melalui  power line communications sebagai client dan power line communications sebagai server pada tegangan 220 Vac menghasilkan volume yang sama.
Kata Kunci : Power Line Communications , Arduino Uno , Sensor Ultrasonic

## PENDAHULUAN
Pada  penelitian  sebelumnya  “Sistem  sentral  memanfaatkan hand  phone untuk  mengetahui bahan bakar minyak di dalam tangki base transceiver station PT Telkomsel Palembang“   masih ada  kekurangannya  tertutama  dalam  pengiriman  data  dan  pembacaan  sensor  melalui  SMS  sering terjadi  keterlambatan  sehingga  waktu  pengisian  bahan  bakar  minyak  juga  menjadi  tertunda sedangkan  waktu  pengisian  bahan  bakar  minyak  harus  pada  saat  itu  juga.    Dengan  penelitian  ini akan dikembangkan metode pengiriman data yang ditumpangi  melalui kabel listrik tegangan tinggi (220 Vac) atau yang lebih dikenal nama Power  Line Communication .   Perkembangan teknologi komunikasi wireless saat ini sangat pesat  sehingga  komunikasi penggunaan wireless bukan untuk menelepon  saja  namun  saat  ini  berkembang  untuk  melakukan  suatu  pengendalian.    Penelitian wireless saat ini mulai mengarah ke power line communications di mana koneksi jalur kabel listrik dari  PT  Perusahaan    Listrik  Negara yang  ada  dapat  digunakan  untuk    mentransfer  data  dan transmisi suara. Teknologi power  line communications dapat mengirim data apa saja baik analog, digital  dan  suara,  dengan  demikian  maka  untuk  mengendalikan    dan  memonitor  sehingga  lebih mudah dan efisien.
Adapun  referensi  atau  jurnal  untuk  membahas  tentang power  line  communications ini berjudul  “Sistem  Monitoring  Arus  Listrik  Jala-Jala  Menggunakan Power  Line  Carrier ”  oleh Mukhlas Ariutomo dari Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)  Jurnal Teknik ITS (Fakultas Teknologi Industri dari Jurusan Teknik Elektro).
Dalam penelitian ini akan  dilakukan  pemanfaatkan power  line communications yang akan menumpangkan  data  pada  kabel  listrik  PT  PLN  untuk  komunikasi  data  menggunakan modem power    line  communications dan  komputer    sebagai  kendali  terpusat  di    Politeknik  Negeri
Sriwijaya.  Permasalahan  pada  penelitian  bagaimana  memonitoring  level  cairan  pada power  line communications dengan  membuat  suatu  rancangan  rangkaian  pada  bagian  pengirim power  line communications ( client) yang  terhubung  dengan  sensor ultrasonic dan arduino  UNO untuk pembacaan  data  level  cairan  dan  pengirim  data  melalui power    line  communications sedangkan pada  penerima    yang power  line  communications ( server) yang  membaca  data  jarak  dari  sensor ultrasonic , volume cairan dan waktu.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  memanfaatkan  kabel  tegangan  220  Vac  untuk  pengiriman data    setelah  membaca    data  sensor ultrasonic ,  sehingga  mampu  menghasilkan  pengembangan metode  dan  prototip  yang  berguna  bagi  perusahan-perusahan  negeri  dan  swasta  yang  ada  di Palembang serta membuat  suatu  pengembangan  metode  untuk  mengetahui isi level suatu cairan pada tempat penampungan/tangki dan prototip.
Manfaat  penelitian  ini  diharapkan  dapat  diterapkan  sebagai    alternatif  pengiriman  data melalui kabel listrik tegangan 220 Vac dari PT PLN serta dapat melakukan pengiriman data berupa teks, suara dan video. Penggunaan sensor ultrasonic dikarenakan sensor ini tidak dipengaruhi oleh warna  atau  cahaya  sekitarnya.  Prinsip  kerja sensor  ultrasonic ini  akan  mengirimkan  gelombang ultrasonic berupa frekwensi  dan akan dipantulkan kembali  bila ada objek (zat padat).

## TINJAUAN PUSTAKA
Power  Line Communications (PLC) Power  line  communications adalah  teknologi  koneksi  jalur  kabel  listrik  yang  dapat memberikan pasokan energi listrik, dan di saat yang bersamaan dapat digunakan untuk mentransfer data dan transmisi suara (Halid,2004:30).
Perangkat-perangkat  yang  dibutuhkan  dalam  merealisaikan  jaringan power  line communication s yaitu base station, modem, repeater, dan gateway . Base station dan modem adalah perangkat dasar dari sistem power line communication s.
1. Modem
Sebuah modem  power  line  communication s  merupakan  alat  dasar  komunikasi  data  yang digunakan  oleh  pengguna  melalui  media  transmisi  kabel  listrik.  Pada  sisi  pengguna  ada beberapa standard  interface yang  dapat  digunakan,  misalnya Ethernet dan  USB  dan  RJ45. Modem  power  line  communication s  ini  dihubungkan  dengan  kabel  listrik  yang  menggunakan metode kopling khusus sehingga dapat menginjeksikan sinyal data ke media kabel listrik.
2. Base Station
Sebuah base station power line communication s menghubungkan sistem akses dari power line communication s  ke  jaringan backbone . Base  Station ini  merealisasikan  hubungan  antara jaringan  komunikasi backbone yang  terhubung  dengan  jaringan  komunikasi  multiple,  seperti xDSL, SDH dan media transmisi kabel listrik.
3. Repeater
Dalam beberapa kasus, jarak antara pengguna power line communication s yang ditempatkan di jaringan layanan low-voltage dan base station terlalu jauh untuk saling terhubung. Agar dapat terealisasi maka dibutuhkan beberapa Repeater . Repeater berfungsi membagi jaringan menjadi beberapa  segmen,  dan  dapat  mengubah  jangkauan  yang  dapat  dicakupi  oleh  jaringan  sistem power  line  communication s.  Segmen  pada  jaringan  dipisah  menggunakan  frekuensi  yang berbeda-beda gateway.
Ada  2  pendekatan  untuk  koneksi  yang  dapat  dilakukan  oleh  pengguna power  line communication s  melalui soket dinding ke jaringan sistem power line communication s:
1. Direct connection , yaitu koneksi langsung
2. Indirect connection over a gateway , yaitu koneksi melalui tidak langsung.
Pada  kasus  pertama, modem  power  line  communication s  langsung  dihubungkan  ke  seluruh jaringan low  voltage dan  juga  langsung  terkoneksi  ke base  station .  Tidak  ada  pembagian  antara area outdoor dan indoor dan sinyal komunikasi ditransmisikan melalui unit power meter .
Pada  kasus  kedua,  sistem indirect  connection digunakan  sebuah  g ateway dan  sering digunakan sebagai solusi untuk the direct connection . Gateway digunakan untuk membagi jaringan akses power  line  communication s  dengan  jaringan power  line  communication s  di  dalam  gedung atau rumah.
Power  line  communication s    dapat  dilihat  penerapan  seperti  pada  gambar  1. Power  line communication s untuk  distribusi  data internet (Halid,2004:33).
Gambar 1. Power line Communication s untuk Distribusi  Data Internet (Halid,2004:33).

## Arduino UNO
Modul arduino  UNO di  dalamnya  terdapat  mikrokontroler    ATMega328  dan  dilengkapi dengan  osilator  16  MHz,  regulator  5  Volt,  sejumlah  pin    tersedia  di board arduino  UNO pin  0 sampai  dengan  13,  pin  A0  sampai  dengan  A5  digunakan  untuk  isyarat  analog  (Basavaraj,  2014). Sedangkaan static random-acces memory (SRAM) berukuran 2 KB dan flash memory berukuran 32 KB, memorinya erasable programmable read-only memory (Abdul, 2013:36).
Arduino adalah platform  open-source elektronik  berdasarkan hardware yang  mudah digunakan  dan  perangkat  lunak.  Ini  ditujukan  untuk  siapapun  yang  membuat  proyek  interaktif (Abdul, 2013::36).
Arduino dikatakan  sebagai  sebuah platform dari physical  computing yang  bersifat open source .  Pertama-tama  perlu  dipahami  bahwa  kata  “platform”  di  sini  adalah  sebuah  pilihan  kata yang  tepat. Arduino tidak  hanya  sekedar  sebuah  alat pengembangan,  tetapi board  arduino adalah kombinasi  dari  hardware,  bahasa  pemrograman  dan Integrated  Development  Environment (IDE) yang  canggih.  IDE  adalah  sebuah software yang  sangat  berperan  untuk  menulis  program,  meng- compile menjadi  kode  biner  dan  meng- upload ke  dalam memory  microcontroller .  Ada  banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan arduino , selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah  platform  karena  ia  menjadi  pilihan  dan  acuan  bagi  banyak  praktisi.  Salah  satu  yang membuat arduino banyak  disukai  orang  adalah  karena  sifatnya  yang open  source ,  baik  untuk hardware maupun software -nya.  Diagram    rangkaian    elektronik arduino digratiskan  untuk semua  orang.  Desain  perangkat  keras,  bahasa  pemrograman  dan  IDE arduino yang  berkualitas tinggi dan sangat berkelas.
Arduino dikembangkan  oleh  sebuah  tim  yang  beranggotakan  orang-orang  dari  berbagai belahan dunia. Anggota inti dari tim ini adalah:
- Massimo Banzi Milano, Italy
- David Cuartielles Malmoe, Sweden
- Tom Igoe New York, US
- Gianluca Martino Torino, Italy
- David A. Mellis Boston, MA, USA
Pada gambar 2 terlihat dari pada sistem board arduino UNO (Abdul, 2013:41).
Gambar 2. Arduino UNO (Abdul, 2013:41).
Modul Sensor Ultra Sonic
Modul  sensor ultrasonic berfungsi  untuk  mengukur  jarak    benda  (objek)  dengan memancarkan gelombang ultrasonic dengan frekwensi 40 KHz untuk pengambilan datanya.
Gambar 3. Modul Sensor Ultrasonic (Lingga, 2006:23)
Modul  Sensor ultrasonic dalam  pengambilan  datanya    berdasarkan  lama  waktu  saat    t TXRX dari logika “1”  ke logika “0”. Dengan memberikan signal  logika “0”  1 micro second , logika “1” 2 micro scond dan t HOLDOFF (waktu penundaan sebelum pengambilan waktu  t TXRX )
Gambar 4. Signal Modul Sensor Ultrasonic untuk Pengambilan Waktu  t TXRX
Volume Tabung
Volume  tabung  adalah  hasil  kali  luas  kali  tinggi.  Dapat  dilihat  rumus  volume  tabung  di bawah ini (Tatag,2006:20) .
V= τ r 2 t
Di mana :
V = Volume D = Diameter tabung τ  = 3,14
t   = tinggi
r  =  jari-jari tabung

## Software
Software yang  digunakan  dalam    pembuatan  program  pada board  arduino    UNO mengunakan software  a rduino  1.0.1.    dalam  melakukan flash board  arduino    UNO .    (Abdul, 2013:47). Software Delphi  Versi  7.0 .  digunakan  untuk  koneksi  komputer    dengan arduino  UNO dan data untuk penyimpanan data pengukuran level cairan (Euis, 2009:42).

## METODE  PENELITIAN
Di dalam penelitian ini, proses perancangan yang dilakukan antara lain:
1.  Metode literatur/ dokumentasi
Mencari  dan  mengumpulkan  data-data  atau  literatur-literatur  yang  dapat  digunakan  untuk melengkapi  penulisan,  baik  yang  berasal  dari  buku  bacaan,  internet,  maupun  sumber-sumber lain yang berhubungan dengan materi yang akan dibahas.
2.  Metode observasi
Metode  pengumpulan  data  ini  dilakukan  dengan  cara  membuat  perancangan  rangkaian elektronikanya  yaitu  melakukan  pengujian  sensor, power  line  communications , koneksi arduino dengan program dephi serta melakukan  pengamatan dan pelaksanaan kerja dari hasil pengukuran terhadap perancangan rangkaian elekronika tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Rangkaian  pengujiaan      sensor ultrasonic dengan arduino melalui    komunikasi modem power line communications ( client ).
Gambar  5.  Rangkaian  Sensor Ultrasonic Arduino melalui  Komunikasi Modem Power line Communications pada Komputer Client
Rangkaian  Pengujiaan      pengambilan  data  melalui    komunikasi modem  power  line communications ( server ) pada komputer.
LAN
Server Modem      Powerline Communications Gambar  6.  Rangkaian  Komunikasi Modem   Power Line Communications dengan Komputer Server Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan maka pengiriman data melalui power line communications pembacaan data sensor ultrasonic pada gambar 7.
Gambar  7. Foto Rangkaian  Sensor Ultrasonic Arduino melalui  Komunikasi Modem  Power Line Communications
Pengujian data penerimaan modem power line communications menggunakan program delpi.
Gambar 8.  Foto Penerimaan dan Pengiriman Data Posisi dan Jarak  yang ditampilkan melalui Program Delphi melalui Power Line Communications
Pengujian  pengiriman  data  melalui power  line  communications pembacaan  data  sensor ultrasonic pada gambar  9.
Gambar  9.  Tampilan  Visual  Pengujian    Pengiriman  dan  Penerimaan  Data  melalui Modem Power Line Communications dengan Tampilan Visual pada Delphi
Tabel 1. Pembacaan  dan  pengiriman data Sensor Ultra sonic melalui Power Line Communications ( client ) Pembacaan Sensor pada Level Cairan (cm) Pembacaan Tinggi Level Cairan (cm) Volume Tabung (liter) Waktu 15 85 667,25 9.58:22 34 66 518,2 9.58:23 49 29 400,35 9.58:24 29 28 557,35 9.58:25 28 72 565,2 9.58:26 50 50 392,5 9.58:28 11 89 698,65 9.58:29 9 91 714,35 9.59:57 12 88 690,8 10.00:01 13 87 682,95 10.58:02
Tabel 2. Pembacaan  dan  Penerimaan Data Sensor Ultrasonic melalui
Power Line Communications ( server ) Pembacaan Sensor pada Level Cairan (cm) Pembacaan Tinggi Level Cairan (cm) Volume Tabung (liter) Waktu 15 85 667,25 9.58:27 34 66 518,2 9.58:32 49 29 400,35 9.58:37 29 28 557,35 9.58:42 28 72 565,2 9.58:26 50 50 392,5 9.58:47 11 89 698,65 9.58:52 9 91 714,35 9.59:58 12 88 690,8 10.00:02 13 87 682,95 10.58:06
Berdasarkan  hasil  pengujian  di  atas,  dapat  dilihat  pada  tabel  1  bahwa  data  dari  pembacaan sensor ultrasonic akan  dikirim  setiap  1  detik  pengujian  1  sampai  dengan  7  kemudian  9  sampai dengan 10, pada pengujian ke 8 selama 32 detik.   Dari hasil  10 kali pengujian didapat pengukuran pembacaan  tinggi  level  cairan  berdasarkan  pengukuran  dengan  cara  manual  (pengukuran  dengan pengaris) hasilnya sama.
Pada  pengukuran  volume    yang  dibaca  oleh  sensor ultrasonic sama  dengan  perhitungan menggunakan rumus volume tabung.
Pada  tabel  1,  hasil  pengujian  1  perhitungan  dengan  menggunakan  rumus  volume  tabung didapat  volume yang sama dengan hasil pengukuran, hal ini dapat dilihat pada perhitungan berikut. Di mana:
t  =  85 cm D = 100 cm
Maka:
V = τ r 2 t = 3,14 x (50 cm) 2 85 cm = 66725 cm 3
Untuk mendapat volume dalam liter maka dibagi 1000.
V = 66725 cm 3 / 1000 = 667,25 liter
Hasil  perhitungan    dan  pengujian  bila  dilihat    mendapatkan    jumlah  volume  yang  sama sesuai dengan tabel 1 dari pengujian 1 sampai dengan 10.
Kemudian berdasarkan hasil pengujian untuk tabel 2 dapat dilihat bahwa data dari power line communications ( server )  menghasilkan  data  sama  hanya  membutuhkan  waktu  selama  5  detik. Setiap  pengiriman  data  dari power  line communications ( client ) ditampilkan  pada  visual  delphi. Dari  hasil    10  kali  pengujian  didapat  pengukuran  pembacaan  tinggi  level  cairan  berdasarkan pengukuran  hasilnya sama. Pengujian pada server  data  tinggi level cairan dan volume mempunyai nilai  yang  sama    dengan  data  pada power  line communications ( client )    yang  ditampilkan  pada masing-masing visual delphi  dari server maupun client .
Dari program bahwa data  dari sensor ultrasonic yang diambil setiap pengiriman data 8  bit secara  berurutan  dari  byte  tertinggi  sampai  byte  terendah  kemudian  memeriksa  apakah  data variabel A sudah ditemukan, jika belum maka data byte (8 bit) ditambah. Apabila  data variabel A sudah  ditemukan  maka  data  tersebut  merupakan  data  yang  harus  dikirim  dari    komunikasi  serial arduino UNO  ke program  delphi melalui power line communications ( client ).
Pada  tabel  1untuk  pengujian  1  data  tinggi  level  cairan  85  cm.    Data  dikirim  melalui  serial arduino UNO berupa data 85A, dimana data 85 merupakan tinggi 85 cm sedangkan A  menunjuk bahwa data sudah benar, untuk pengambilan data berikutnya maka data  sebelumnya harus dihapus. Pengujian  selanjutnya  akan  sama  cara  yang  akan  dilakukan  serial arduino UNO  kemudian program  Delphi  menampilkan  data  visual  yang  selanjutnya  dikirim  melalui power  line communications ( client) .
Pada tabel 2 untuk  pengujian 1 data tinggi level cairan 85 cm.  Data diterima melalui power line communications ( server ), data dari power line communications diterima serial arduino UNO berupa data 85A, di mana data 85 merupakan tinggi 85 cm sedangkan A menunjukan bahwa data sudah  benar.    Untuk  pengambilan  data  berikutnya  maka    data    sebelumnya  harus  dihapus. Pengujian  selanjutnya  dilakukan  dengan  cara  yang  sama  serial arduino UNO  yang  datanya  akan ditampilkan ke program delphi melalui power line communications ( server ).

## KESIMPULAN
1. Sensor ultrasonic dapat  mengukur  ketinggian  level  cairan  dengan  tepat,  sesuai    pembanding pengukuran  pengaris  secara  manual.    Dari  10  kali  pengujian,  data  yang  dihasilkan  sama  dari modem  power  line communications ( client ) dengan modem power  line communications ( server ).
2. Pada  penelitian modem  power  line communications dapat  berkomunikasi,    mengirim  ataupun menerima  berupa  data  teks  setelah  dilakukan  pengujian.    IP  modem power harus  beda  antara modem power line communications untuk server dengan IP:192.168. 13.13 sedangkan modem power line communications untuk client IP:192.168. 0.0.1

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Abdul,K.  2013,  Panduan  Praktis  Mempelajari  Aplikasi  Mikrokontroler  dan  Pemrogramannya Menggunakan Arduino , Penerbit Andi, Yogyakarta.
2. Euis, M. 2009, 10 Jenis Koneksi Delphi  ke  Database. Gava Media, Yogyakarta
3.   Halid  .H.,  Abdefatteh  H.,  Ralf  L.,  2004.  Broadband  Power  Line  Communications  Network Design. Willey.
4. Lingga,  W.  2006,  Mikrokontroler  AVR  Seri  ATMega  8535  Simulasi  dan  Aplikasi . Andi, Yogyakarta
5. Mukhlas,  A.  2006,  Sistem  Monitoring  Arus  Listrik  Jala-Jala  Menggunakan Power  Line Carrie , Jurnal di  Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)  Jurnal Teknik ITS (Fakultas Teknologi Industri dari Jurusan Teknik Elektro).
6. Tatag, S.E.Y, 2006, Matematika 3, Erlangga, Jakarta.