## ALAT UKUR ELEKTRONIK PEMAKAIAN AIR
(Hasil Penelitian)
Oleh: Sulistyo Warjono 1 , Adi Wisaksono 1 , Ahmad Misbahur 2 , Difa Amalia 2 , M Husni Mubarok 2
1 Staf Pengajar dan 2 Mahasiswa  Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275 E-mail : kaklist123@gmail.com

## Abstrak
Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) merupakan salah satu unit usaha milik daerah, yang bergerak dalam distribusi air bersih bagi masyarakat umum. Pemenuhan kebutuhan air minum dari PDAM kadang kala menimbulkan permasalahan. Permasalahan yang terjadi  di masyarakat adalah dalam pembayaran bulanan  yang  dikenakan  ke  konsumen  terdapat  perselisihan  yang  tidak  sesuai  antara  pembayaran  dan volume air yang digunakan oleh konsumen. Permasalahan lain yang muncul adalah adanya udara pada pipa.  Dengan  kemajuan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi  terutama  di  bidang  elektronika  dan instrumentasi,  dapat  diterapkan  untuk  mengatasi  masalah  tersebut,  yaitu  dengan  membuat  alat  ukur elektronik  pemakaian  air  yang  bekerja  secara  elektronik  dengan  mepasang  sistem  air  release  valve sebagai pembuang udara pada air dan dilengkapi modul pengirim data. Pemakaian air ini dapat diukur dengan  menggunakan  sensor  laju  aliran  air,  yang  kemudian  diproses  oleh  Arduino  Mega  2560,  data akan ditampilkan pada LCD 20x4 yaitu berupa volume pemakaian air dan biaya pemakaian air. Alat ini menggunakan modul RF 433 MHz sebagai pengirim dan penerima data yang diolah oleh Arduino, data yang  ditampilkan  bisa  dilihat  oleh  pengguna  di  dalam  rumah  dan  juga  tersimpan  pada  data  logger penyimpanan microSD.
Kata Kunci : PDAM, Arduino Mega 2560, RF 433 MHz, LCD 20x4
1. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
Pemenuhan  kebutuhan  air  minum  dari PDAM kadang kala menimbulkan permasalahan  yang  cenderung  merugikan konsumen.  Permasalahan  yang  terjadi    di masyarakat  adalah  dalam  pembayaran bulanan  yang  dikenakan  ke  konsumen  ada perselisihan  yang  tidak  sesuai  antara pembayaran dan volume air yang digunakan  oleh  konsumen  sehingga  sering menjadi keluhan
kepada
PDAM.
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, terutama di bidang elektronika dan instrumentasi, pada prinsipnya dapat diterapkan untuk mengatasi masalah tersebut.  Pemakaian  air  PDAM  dapat diukur  dengan  sensor  laju  aliran  air, kemudia diproses oleh Arduino Mega 2560 dan ditampilkan pada LCD 20x4, data yang ditampilkan  yaitu  volume  pemakaian  air dan biaya pemakaian air.

## 1.2. Tinjauan Pustaka
Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini
diperlukan
untuk mempermudah
pemahaman  tentang  cara  kerja  rangkaian, dasar-dasar  perencanaan  pembuatan  alat. Teori-teori  yang  akan  mendukung  meliputi Sensor  Laju  Aliran  Air,  Arduino  Mega 2560, RF 433 MHz, dan LCD 20x4.
Sensor Laju Aliran Air
Gambar 1. Sensor & katup air
Sensor laju aliran air (gambar 1) terdiri dari tubuh  katup  plastik,  rotor  air,  dan  sensor efek  hall.  Ketika  air  mengalir  melalui gulungan  rotor-rotor  terjadi  perubahan dengan  tingkat  aliran  yang  berbeda.  Sesuai sensor  efek  hall,  keluaran  berupa  sinyal pulsa. Kelebihan sensor ini hanya membutuhkan satu sinyal (SIG) selain jalur 5 V DC dan Ground.
Alat Ukur………Sulistyo Warjono 1 , Adi Wisaksono 1 ,Ahmad Misbahur 2 ,Difa Amalia 2 ,M Husni Mubarok 2
Sensor  laju  aliran  air  ini  terdiri  atas  katup plastik,  rotor  air,  dan  sebuah  sensor  efek hall . Prisnsip kerja sensor ini adalah dengan memanfaatkan  fenomena  efek hall .  Efek hall ini  didasarkan  pada  efek  medan magnetik terhadap partikel bermuatan  yang bergerak.  Ketika  arus  listrik  yang  mengalir pada  efek hall yang  ditempatkan  dalam medan  magnet  yang  arahnya  tegak  lurus arus  listrik,  pergerakan  pembawa  muatan akan  berbelok  arah  ke  salah  satu  sisi  dan menghasilkan  medan  listrik.  Medan  listrik terus  membesar  hingga  gaya Lorenzt yang bekerja pada partikel menjadi nol. Perbedaan  potensial  antara  kedua  sisi perangkat  tersebut  disebut  potensial hall . Potensial hall ini  sebanding  dengan  medan magnet dan arus listrik yang melalui sensor efek hall .
Arduino  Mega  2560  Arduino  (gambar  2) adalah single board microcontroller (mikrokontroler dalam satu papan rangkaian)  yang  bersifat open  source dan populer  pada chip utama.  Perangkat  keras Arduino  diprogram  menggunakan  bahasa pemrograman C atau C++, hanya saja sudah disederhanakan  dan  dimodifikasi.  Arduino mengikuti  pola  pemrograman Wiring. Sementara untuk pengedit pemrogramannya
(IDE – Integrated Development Environment ) dikembangkan
dari Proccessing. saat  ini.  Arduino  merupakan turunan dari platform Wiring dan dirancang supaya  pembuatan  proyek  mikrokontroler menjadi lebih mudah dilakukan oleh semua kalangan.  Sistem  Arduino  adalah  berupa perangkat  keras  yang  menggunakan chip Atmel  AVR ,  perangkat  lunak  yang  berupa pemrograman  standar  C,  serta bootloader yang dipasang
Gambar 2. Arduino Mega 2560
Arduino  Mega  2560  adalah  papan  berbasis mikrokontroler  ATMega  2560.  ATMega
2560  mempunyai  total  100  pin  yang mempunyai  fungsi  masing-masing.  Pada papan  Arduino  ini,  pin-pin  tersebut  dibagi menjadi  54  pin  masukan  atau  keluaran,  16 pin masukan analog, 4 UART (port serial), 16  MHz  Oscilator  kristal,  koneksi  USB, jack listrik, header ICSP , dan tombol reset. Pin-pin  ini  berisi  semua  yang  dibutuhkan untuk  medukung  mikrokontroler.  Papan  ini kompatibel dengan kebanyakan shield yang umumnya disediakan untuk Arduino Duemilanove atau Diecimila .RF 433 MHz
Gambar 3. Rangkaian RF 433 MHz
Modul  Radio  Frekuensi  yang  digunakan adalah  433  RF Transmitter  Receiver (gambar  3)  yang  bekerja  pada  frekuensi 433,92 MHz.
Spesifikasi Modul Radio Frekuensi :
a. Suplai Tegangan   : 5V.
b. Rentang Data
: 1.200-19.200 baud.
c. Frekuensi : 433,92 MHz
d. Jarak Transmisi : 20 meter
Liquid  Crystal  Display (LCD)  20x4 Liquid  Crystal  Display 20x4  (gambar  4) merupakan  sebuah  teknologi  layar  digital yang  menghasilkan  citra  pada  sebuah permukaan yang rata dengan memberi sinar pada  kristal  cair  dan filter berwarna,  yang mempunyai  struktur  molekul  polar,  diapit dua  elektroda  yang  transparan.  Bila  medan listrik  diberikan,  molekul  menyesuaikan posisinya pada medan yang akan membentuk susunan kristalin yang mempolarisasi  cahaya  yang  melaluinya. Teknologi ini merupakan pengolahan kristal  cair  berupa  cairan  kimia,  yang molekul-molekulnya dapat diatur
sedemikian  rupa  bila  diberi  medan  elektrik seperti  molekul-molekul  metal  bila  diberi medan  magnet.  Bila  diatur  dengan  benar, sinar  dapat  melewati  kristal  cair  tersebut. Banyak  sekali  kegunaan  LCD  dalam
perancangan suatu sistem yang ditampilkan yaitu  total  pemakaian  air,  harga  pemakaian air, tanggal dan waktu.
Gambar 4. LCD 20x4

## 1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Rancang  bangun  alat  elektronik  ini  untuk mengukur
pemakaian air dengan pembuangan  udara air  release  valve .  Data disimpan pada MicroSD dikirim dengan RF 433 MHz yang kemudian ditampilkan pada LCD 20x4.
Manfaatnya untuk mempermudah pelanggan  dalam  melihat  pemakaian  air,
dan bagi pengelola PDAM untuk meningkatkan  pelayanan  dan  fasilitas pelanggan.

## 2. Metode Penelitian
Dengan  menggunakan  metode  pembuatan atau  rancang  bangun  alat,  perancangan perangkat  keras  dan  perangkat  lunak,  serta pengujian sistem.

## 2.1. Perangkat  Keras  dan  Rangkaian Elektronika
a. Sensor Laju Aliran Air
b. RF 433 MHz
c. LCD 20x4
d. RTC DS1307
e. Arduino Uno
f. Arduino Mega 2560

## 2.2. Blok Diagram dan Diagram Alir
Blok  diagram  menggunakan  masukan sensor, RTC, dan keypad. Sensor laju aliran air  diproses  oleh  arduino  mega  2560  untuk mendapatkan  data  sesuai  yang  dibutuhkan. Kemudian  hasil  data  yang  diperoleh  dari Arduino ditampilkan pada LCD 20x4.
Diagram blok dari alat ini sebagai berikut :
Tampilan LCD 20x4 Transmitter Receiver RTC Tampilan LCD 20x4 MicroSD M ik r o k o n t r o ll e r 1 M ik r o k o n t r o ll e r 2 Keypad Sensor RTC Gambar 5.  Blok diagram
Cara  kerja  program  ditampilkan  dalam diagram alir sebagai berikut :
Diagram Alir Transmitter
Gambar 6. Diagram Alir Transmitter Diagram Alir Receiver
Gambar 7. Diagram Alir Receiver
2.3. Hasil Pengujian 2.3.1. Pengukuran Pemakaian Air Dengan Standar Alat PDAM .
Tabel 2.1. Perbedaan tampilan Pengujian Tampilan di PDAM (mL) Tampilan di Alat (mL) Kondisi 1 100.000 100.029 Baik 2 100.000 97.133 Baik 3 100.000 96.917 Baik 4 50.000 48.954 Baik 5 50.000 48.998 Baik 6 50.000 48.836 Baik 7 30.000 29.573 Baik 8 30.000 29.351 Baik 9 30.000 29.206 Baik 10 30.000 29.359 Baik
Alat Ukur………Sulistyo Warjono 1 , Adi Wisaksono 1 ,Ahmad Misbahur 2 ,Difa Amalia 2 ,M Husni Mubarok 2
2.3.2. Pengukuran  RF  433  MHz  tanpa Penghalang
Tabel 2.2. Pengukuran RF tanpa
penghalang. No Jarak (meter) Waktu Tunda (detik) 1 1 1 2 2 3 3 3 5 4 4
5 5 5
3 6 6 2 7 7 6 8 8
8 9 9 2 10 10 2 11 11 10
12 12 13 13 13 Tidak bisa menerima

## 2.3.3. Pengukuran  RF  433  MHz  dengan Penghalang
Tabel  2.3.  Penngukuran  RF  dengan penghalang No Jarak (meter) Waktu Tunda (detik) 1 1 3 2 2 5 3 3 1 4 4
10 5 5
6 6 6 6 7
7 Tidak bisa menerima 3. Kesimpulan
Alat ukur pemakaian air PDAM memudahkan  pelanggan  dalam  melihat pemakaian  air  dan  biaya  air  yang  harus dibayarkan.
Alat  ukur  air  PDAM  dapat  dibuat menggunakan beberapa komponen penyusun  yang  diantarannya  adalah  sensor laju  aliran  air  sebagai  masukan,  arduino sebagai  pengolah  data,  LCD  20x4  sebagai penampil  data  hasil  yang  diperoleh  dan diproses  oleh  arduino,  serta  RF  433  MHz sebagai pengirim dan penerima data.
Tampilan  pada  alat  ukur  air  PDAM  terdiri dari waktu, tanggal, volume pemakaian air, dan biaya pemakaian air.
Hasil  data  yang  diolah  oleh  arduino  mega 2560  disimpan  pada data  logger ,  petugas PDAM dapat melihat pemakaian air melalui micro SD Card .
RF  433  MHz  disebutkan  pada  datasheet dapat berkomunikasi sampai jarak 20 meter tapi  pada  kenyataannya  jarak  maksimal yang dapat dicapai adalah 12 meter di ruang terbuka tanpa penghalang.
Tampilan alat ukur air PDAM masih dalam batas  toleransi  tampilan  pada  alat  kalibrasi di PDAM.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2008. Water Flow Sensor .http://www.seeedstudio.com/d epot/G12-    Water-Flow-Sensor-p- 635.html. Anonim. 2014. Flow Sensor .
https://id.wikipedia.org/wiki/Flow_se nsor.
Kadek  Juniastha.  2014. Pengembangan Aplikasi  Sistem  Pencatatan  Rekening Air  Minum  Berbasis  Android  dengan Quick  Response  Code  di  PDAM
Kabupaten Buleleng Cabang Kubutambahan . KARMAPATI. Volume 3, Nomor 6. Rusmadi, Dedy. 2009. Mengenal Komponen  Elektronika .  Bandung: Pioner Jaya Sudjadi, 2005. Teori & Aplikasi Mikrokontroler .  Yogyakarta  :  Graha Ilmu.