e-ISSN 2654 - 4733 Elektron Jurnal Ilmiah Volume 10 Nomor 1 Juni 2018

## Prototype Pintu Air Berbasis Android dan Mikrokontroller Menggunakan Bluetooth
M.Irmansyah 1 , Junaldi 2 , Arya Bima Surya 3
123 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang mirmansyah38@gmail.com
Kampus Politeknik Negeri Padang, Limau Manis Padang
Abstract— Generally, in existing dams facilitated by sluice are used to control the amount of water on that dam. This sluice is controlled by a human that has a duty to maintain the stability of the water on that dams or not to be more than existing limitation. Therefore the doorman clerk must be ready at all times and it is impossible for him to do it over time.  The water gate drain human energy when open and then close it again. This tool is using as a replacement for  human  power.  By  the  statement  improved  advanced  technology  development  taht  combines  Android  with Bluetooth-based  Atmega 328  microcontroller  instruments.  This remote  sluice  control  works  automatically.  The Ping sensor measures the level of the water and sluice, after that the recorded data will be processed by microcontroller and send it into the Android through Bluetooth. Besides that, the Android data that consist of water level and sluice will be captured on the LCD screen. On the other hand, the Beeb voice that getting from a buzzer will active when the level of the  water  sign  exceeds  3  cm.  In  this  research,  Android  is  used  as  a    monitoring  tool  and  control  system  remotely . Furthermore,  this tool also uses a DC motor in order to open and close sluice, so it makes the water gate capable to be closed and opened based on expected distance. This system hopefully can automatically open the water gate if the water level higher than a limit position by using an android control system based on operator expectation. That way there is no human power needed to open the water gate. In other words, effectiveness and efficiency will occur. Keywords: SRF04 PING Sensor, Arduino Uno Atmega328, L298 Motor Driver, DC Motor, Bluetooth, Android.
Abstrak— Pada bendungan-bendungan yang sudah ada, digunakan pintu air untuk mengatur banyaknya air dalam bendugan itu. Pintu air dikendalikan oleh manusia yang bertugas menjaga supaya air dalam bendungan tetap stabil. Dalam hal ini tidak melebihi batas yang sudah ada. Oleh karena itu, petugas penjaga pintu air harus siap siaga setiap saat. Tapi sangat tidak mungkin petugas itu setiap saat ada untuk menjaga pintu air. Pintu air suatu bendungan yang menguras tenaga  manusia untukmembukanya  lalu  menutupnya  kembali.  Alat ini berguna  sebagai  pengganti tenaga manusia.  Dengan  pernyataan  semakin  berkembangnya  teknologi  yang  canggih,  dengan  mengkombinasikan  antara android  dengan instrumen  mikrokontroller  Atmega  328  berbasis bluetooth.  Alat  pengendali  pintu  air jarak  jauh  ini bekerja secara otomatis. Sensor ping mengukur ketinggian air dan pintu air dan diolah oleh microcontroller lalu data dikirim ke android melalui bluetooth. Data pada android berupa data ketinggian air dan pintu air yang dideteksi dan akan ditampilkan pada layar LCD. Sedangkan buzzer sebagai tanda apabila air melebihi ketinggian 3 cm dan buzzer akan berbunyi. Pada alat ini android berfungsi sebagai alat monitoring dan control jarak jauh. Untuk dapat membuka dan menutup pintu air digunakan motor DC. Sehingga pintu air dapat dikontrol sesuai jarak perintah yang diberikan. Alat  ini  untuk  meringankan  pekerjaan  serta  memudahkan  dalam  pengendalian  pintu  air  bendungan  dengan menggunakan android berbasis bluetooth. Yang nantinya akan secara otomatis membuka pintu air jika ketinggian air telah melewati batas dengan mengontrol menggunakan android yang sesuai dengan keinginan operator. Dengan begitu tidak dibutuhkan lagi tenaga manusia untuk membuka pintu air. Dengan kata lain akan terjadi efektifitas dan efisiensi
Kata kunci: Sensor PING SRF04, Arduino Uno Atmega328, Driver Motor L298, Motor DC, Bluetooth, Android.
© 2018 Elektron Jurnal Ilmiah

## I. PENDAHULUAN
Ilmu  pengetahuan  dan  teknologi  yang  semakin berkembang pada saat ini yang menciptakan teknologi canggih khususnya  teknologi komunikasi yaitu ponsel pintar atau smartphone yang berbasis dengan android. Ponsel pintar atau smartphone merupakan pengembangan dari ponsel–ponsel lama yang didalamnya  ditambahkan  sebuah  OS  atau  operational system.  Sistem  pengendalian  dan  sistem  pemantuan merupakan  sistem  yang  mampu  mengendalikan  dan mengawasi  sebuah  kejadian  atau  suatu  kegiatan  yang dapat terjadi pada suatu tempat atau sebuah lokasi yang dianggap  penting  untuk  dijaga  tingkat  keamananya. Semakin  bertambahnya  permintaan  akan  ponsel  atau smartphone ini dikarenakan terdapatnya fitur–fitur atau
aplikasi  di  dalamnya  yang  dapat  meringankan  atau mempermudah suatu pekerjaan manusia[10]. Banyaknya aplikasi yang terdapat di dalamnya, dimana salah satunya dapat digunakan untuk mengontrol atau mengendalikan suatu hal yang dianggap penting. Setiap manusia menginginkan pekerjaannya dapat dikerjakan dengan  santai,  mudah  dan  ringan.  Contohnya  pada pintu  air  suatu  bendungan  yang  menguras  tenaga manusia untuk membukanya lalu menutupnya kembali. Pintu air merupakan tempat keluar atau pembuangan air yang  banjir  atau  melebihi  kapasitas  dari  suatu bendungan. Dengan semakin berkembangnya teknologi,  penulis  ingin  mengkombinasikan  antara smartphone android dengan instrumen mikrokontroller Atmega 328. Berdasarkan itulah dikembangkan sebuah “Prototype  Pintu  Air  Berbasis  Android  Dan
Mikrokontroller  Menggunakan  Bluetooth”  .Alat  ini berfungsi untuk memonitor dan mengontrol bendungan dengan  alat  pengontrol  menggunakan  smartphone android. Alat ini akan bekerja jika kedua device  yaitu smartphone  android  terhubung  dengan  jaringan bluetooth. Agar kedua alat dapat membaca antara yang satu  dengan  yang  satunya  maka  diperlukan  perangkat lunak  seperti  App  Invertor  yang  dapat  di  instal  pada smartphone  android  dan  personalcomputer.  App Invertor  sebuah  aplikasi  builder  untuk  membuat aplikasi yang berjalan di sistem operasi Android yang disediakan oleh googlelabs.

## II. METODE PENELITIAN
Blok  diagram  merupakan  gambaran  secara  umum dari alat prototype pintu air. Berdasarkan blok diagram ini  dijelaskan  fungsi  masing-masing  komponen  yang saling terhubung sebagai I/O rangkaian. Seperti terlihat pada gambar 1 berikut.

## Gambar 1. Blok Diagram Prototype Pintu Air
Alat prototype pintu air ini bekerja secara otomatis. Sensor ping mengukur ketinggian air dan pintu air dan diolah oleh mikrokontroler lalu data dikirim ke android melalui  bluetooth.  Data  pada  android  berupa  data ketinggian  air  dan  pintu  air  yang  dideteksi  dan  akan ditampilkan  pada  layar  LCD.  Sedangkan  buzzer sebagai tanda apabila air melebihi ketinggian 3 cm dan akan  buzzer  akan  berbunyi.  Pada  alat  ini  android berfungsi  sebagai  alat  monitoring  dan  control  jarak jauh.  Untuk  dapat  membuka  dan  menutup  pintu  air digunakan  motor  DC.  Sehingga  pintu  air  dapat dikontrol sesuai jarak perintah yang diberikan.
Level ketinggian air berdasarkan tingginya :
1. Level air 0 – 2 cm (aman)
2. Level air 2 – 3 cm (normal)
3. Level air > 3 cm (waspada buzzer bunyi).

## A. Perancangan  Dan  Pembuatan  Perangkat  Keras (Hardware)
Pada  gambar  2  dapat  dilihat,  Alat  prototype  pintu air ini bekerja secara otomatis. Sensor ping mengukur ketinggian  air  dan  pintu  air  dan  diolah  oleh mikrokontroler  lalu  data  dikirim  ke  android  melalui bluetooth. Data pada android berupa data ketinggian air dan pintu air yang dideteksi dan akan ditampilkan pada layar LCD. Sedangkan buzzer sebagai tanda apabila air melebihi  ketinggian  3  cm  dan  akan  buzzer  akan berbunyi.  Pada alat ini  android  berfungsi  sebagai  alat monitoring  dan  control  jarak  jauh.  Untuk  dapat membuka dan menutup pintu air digunakan motor DC. Sehingga pintu air dapat dikontrol sesuai jarak perintah yang diberikan.
Gambar 2. Perancangan Dan Pembuatan Rangkaian Keseluruhan

## B. Perancangan Tampilan Android
APP  Inventor  adalah  sebuah  aplikasi  builder  untuk membuat  aplikasi  yang  berjalan  di  sistem  operasi Android  yang  disediakan  oleh  googlelabs.  Gambar  3 merupakan tampilan aplikasi mobile android menggunakan APP Inventor.
Gambar 3. Aplikasi App Invertor
C. Perancangan dan Pembuatan Mekanik
Alat  yang  dibuat  akan  berupa  pengendalian  pintu  air jarak jauh yang terdiri dari motor dc sebagai penggerak pintu,sensor ping sebagai mengukur ketinggian air dan ketinggian pintu air, lcd sebagai media tampilan data, dan  bluetooth  sebagai  komunikasi  serial  data  dari android ke rangkaian. Tampak keseluruhan pengendalian pintu air  jarak  jauh  dapat  dilihat  seperti pada gambar 4.
Gambar 4. Perancangan dan Pembuatan Tampak Keseluruhan
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  merupakan  langkah  penting  didalam membuat  sebuah  alat  dengan  tujuan  agar  dapat mengetahui  apakah  pembuatan  alat  sudah  sesuai dengan  harapan  atau  ada  kesalahan  yang  dapat mempengaruhi  kinerja  alat  tersebut.  Selain  itu, pengujian  seperti  ini  juga  dapat  untuk  mengetahui kelebihan  dan  kekurangan  dari  system  yang  telah dibuat.Berikut  adalah  pokok  pengujian  dan  analisa yang dilakukan:
1. Rangkaian bluetooth
2. Rangkaian sensor ping
3. Rangkaian driver motor

## A. Pengujian dan Analisa Rangkaian Bluetooth
Setelah  aplikasi  terhubung  dengan  perangkat bluetooth, selanjutnya pengujian aplikasi yang terdapat pada smartphone android. Pada aplikasi terdapat kotak untuk  menghubungkan  dengan  cara  menekan  kotak yang  bergambar  Bluetooth  kemudian  kita  cari perangkat Bluetooth yang ada pada module Bluetooth di rangkaian. Berikut adalah tampilan yang digunakan untuk  memasukkan  password  ke  mikrokontroller ATMega328. Dapat dilihat pada gambar 5 berikut ini.

## Gambar 5. Tampilan Menu Aplikasi Pada Android
Selanjutnya dilakukan pengujian apakah Bluetooth HC-05  dapat  menerima  informasi  secara  serial  yang dikirim oleh Bluetooth Android, sejauh mana Bluetooth Android  dapat  mengirim  data  pada  Bluetooth  HC-05 yang  akan  dituliskan  pada  mikrokontroller  dengan berbagai  kondisi.  Data  hasil  pengujian  jarak  yang memungkinkan  untuk  berkomunikasi  antar  Bluetooth Android  dengan  Bluetooth  HC  05.    Hasil  pengujian dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil pengujian pengiriman data Bluetooth Nomor Jarak Android Waktu Respon Keterangan 1 2 M 0,6 s Terhubung 2 5 M 0,7 s Terhubung 3 10 M 0,8 s Terhubung 4 15 M 1,0 s Terhubung 5 20 M 1,2 s Terhubung
Setelah  melakukan  pengujian  pada  Bluetooth  HC-05 diperoleh hasil jika modul bluetooth HC-05 masih bisa menerima  data  sampai  jarak  20  meter.  Pada  jarak  15 meter dan 20 meter waktu respon bluetooth menerima data lebih lama.
B. Pengujian dan Analisa Sensor Ping
Pengujian  sensor  ping  ini  bertujuan  untuk mengetahui apakah pengukuran jarak oleh sensor sama dengan  jarak  yang  sebenarnya.  Sensor  1  untuk mengukur  tinggi  air  dan  sensor  2  untuk  mengukur tinggi  pintu  air.  Untuk  pengujian  kali  ini  data pengukuran  jarak  dari  sensor  ping  ditampilkan  pada LCD sedangkan perbandingan dengan jarak sebenarnya menggunkan  meteran.  Untuk  membaca  sensor  1 (sensor  ketinggian  air)  agar  air  tidak  beriak  maka diksihlah steroform agar air bisa stabil dan bisa dibaca oleh  sensor  1.  Apabila  tinggi air melebihi  3  cm  maka buzzer berbunyi dan pintu air akan terbuka 3 cm. Dalam melakukan pengukuran jarak yang terbaca oleh sensor dengan jarak sebenarnya terdapat kesalahan, dan untuk menentukan  presentase  kesalahan  tersebut  digunakan persamaan berikut :
𝐸𝑟𝑜𝑜𝑟 = 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑐𝑎𝑎𝑛 𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟−𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑠𝑒𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟𝑛𝑦𝑎
𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑐𝑎𝑎𝑛 𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟
x 100%

## Hasil pengukuran data dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4. Hasil Pengukuran Jarak Rata-rata dan Persen Kesalahan
Nomor Jarak Sebenarnya Jarak Pembacaan Sensor Kesalahan (%)
Sensor
1
(Tinggi
Air) Sensor
2
(Pintu
Air)
Sensor 1
(Tinggi
Air)
Sensor
2
(Pintu Air 1 1 cm 1,20 cm 1,25 cm 16 % 20 % 2 2 cm 2,28 cm 2,39 cm 12 % 16 % 3 3 cm 3,00 cm 3,00 cm 0 % 0 %
Jika dilihat dari tabel pengujian, pada sensor 1 dan 2 ketika jarak sebenarnya 1 cm dan 2 cm, pembacaan jarak oleh sensor 1 terjadi kesalahan sebesar 16% dan 20 % dan sensor 2 terjadi kesalahan sebesar 12 % dan16 %  hal  ini  dikarenakan  sensor  SRF04  hanya  mampu membaca jarak terdekat sejauh 3 cm. Untuk pembacaan sensor dari 3 cm tidak terjadi kesalahan atau dalam kata lain kesalahan  pembacaan  sensor hanya  0  %.  Dimana semakin  jauh  jarak  objek  dari  sensor maka  kesalahan semakin besar .
C. Pengujian dan Analisa Rangkaian Driver Motor
Pengujian  rangkaian  driver  motor  L298  dilakukan untuk  mengetahui  apakah  rangkaian  dapat  berfungsi dengan  baik  atau  tidak.  Pengujian  driver  motor menggunakan satu buah motor dc sebagai objek  yang akan diatur oleh rangkaian komponen L298, dioda pada rangkaian  driver  motor  untuk  menghambattegangan balik  yang  dihasilkan  oleh  motor  dc  dan  mengurangi tegangan  yang  ada  pada  motor  agar  motor  berputar menjadi  stabil.  Arduino  digunakan  untuk menentukan kondisi  tertentu  (high/low)  pada  kaki  input  L298 sehingga motor dapat bergerak CW ataupun CCW, bisa dilihat pada gambar berikut :
Gambar 6. Rangkaian Pengujian Driver Motor
Hasil pengukuran data dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4. Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor L298
Nomor PIN L298 Kondisi Motor Tegangan (V) 1 TP 1 TP 2 2 0 0 Stop 0,13 V DC 3 0 1 CW 4,27 V DC
4 1 0 CCW 4,25 V DC
Pada  driver  ini  L298  berfungsi  sebagai penggerak motor.  Pada  saat  input  1  pada  rangakain  motor berlogika 0 dan input 2 pada rangkaian motor berlogika 0,  maka  kondisi  motor  tidak  berputar  atau  stop  dan tegangan yang dihasilkan 0,13 VDC. Pada saat input 1 pada  rangkaian  motor  berlogika  0  dan  input  2  pada rangkaian motor berlogika 1, maka kondisi motor CW (Clock Wise) dan tegangan yang dihasilkan 4,27 VDC. Sebaliknya saat input 1 pada rangkaian motor berlogika 1  dan input  2  berlogika 0, maka  kondisi  motor  CCW (Counter  Clock  Wise)  dan  tegangan  yang  dihasilkan 4,25 Vdc

## IV. KESIMPULAN
Apabila  ketinggian  permukaan  air  berada  dalam rentang 0 cm sampai 2 cm bertanda permukaan normal dan  pintu  masih  tertutup  dan  apabila  ketinggian  air lebih  dari  3  cm  pintu  bendungan  akan  terbuka  alarm buzzer  akan  berbunyi.  Kemudian  apabila  ketinggian permukaan kembali normal (kurang dari 3cm atau kecil sama  dengan  1  cm)  maka  pintu  bendungan  akan kembali menutup otomatis
Proses pengiriman data bluetooth menggunakan Modul HC-05 membutuhkan delay sekitar 0.6 detik sampai 1 detik  ketika  kondisi  bluetooth  tanpa  halangan, sedangkan  pada  saat  kondisi  bluetooth  ada  halangan proses  pengiriman  bluetooth  membutuhkan  delay hingga  mencapai  5  detik,  tergantung  ada  atau  tidak adanya halangan di area tersebut.

## REFERENSI
[1] P. B. de Moura Oliveira. Teaching automation and control with App Inventor applications. 2015 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON). Tallinn, Estonia
[2]  Murat  Karakus.  Suleyman  Uludag.  Evrim  Guler.  Stephen  W. Turner.  Ahmet  Ugur.  Teaching  computing  and  programming fundamentals  via  App  Inventor  for  Android.  2012  International Conference on Information Technology Based Higher Education and Training (ITHET). Istanbul, Turkey
[3] Dhiraj Sunehra ; M. Veena. Implementation of interactive home automation systems based on email and Bluetooth technologies. 2015 International  Conference  on  Information  Processing  (ICIP).  Pune, India
[4] Akhmad Zainuri,  Unggul  Wibawa, Eka Maulana. Implementasi Bluetooth  HC–05  untuk  Memperbarui  Informasi  Pada  Perangkat Running  Text  Berbasis  Android.  Jurnal  EECCIS  Vol.  9,  No.  2, Desember 2015. 163-167
[5]  Ranjbar  MR,  Abdalla  AH.  Development  of  an  Autonomous Remote  Access  Water  Quality  Monitoring  System.  Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. 2017; 8(2): 467-474.
[6]  Bhandari  V,  Abrol  P.  Field  Monitoring  of  Treated  Industrial Waste  Water.  International  Journal  of  Electrical  and  Computer Engineering (IJECE). 2013; 3(5): 629-634.
[7] Offiong NM, Abdullahi SA, Chile-Agada BUN, Raji-Lawal HY, Nweze  NO.  Real  Time  Monitoring  of  Urban  Water  System  for Developing Countries. IOSR-JCE. 2014; 16(3): 11-14.
[8]  Kadir,  Abdul.2013.Paduan  Praktis  Mempelajari  Aplikasi Mikrokontroler  danPemogramannya  Menggunakan  Arduino.  Edisi 22. Yogyakarta: Andi Yogyakarta.
[9]Malvino  Hanafi  Gunawan.  1994  .“Prinsip  Prinsip  Elektronika (edisi kedua)”.Jakarta : Erlangga.