## 
Abstrak - Pemanfaatan  hujan  yang  tepat  dapat  memberikan keuntungan  yang  banyak.  Untuk  itu  diperlukan  pemetaan  wilayah curah hujan. Hal ini bertujuan   agar   dapat   menentukan   tingkatan siaga  bencana  untuk  masing-masing  daerah.  Dalam  pemetaan dibutuhkan  alat  untuk  menghitung  curah  hujan  yang  turun.      Di pasaran    hanya      terdapat      alat      ukur      secara  manual,  sedangkan tidak  tersedia  alat  ukur  curah  hujan  yang  dapat  mengukur  secara otomatis  dan  langsung  melainkan    diperlukan    peralatan    tambahan secara  terpisah.  Selain  itu  hasil  pengukuran  tidak  dapat  dilihat  oleh publik. Oleh karena itu dibutuhkan alat yang bekerja secara  otomatis yang    dapat    menampilkan    hasil  pengukuran  secara  langsung  dan dapat  dilihat  langsung  oleh  publik.  Dengan  demikian  masyarakat dapat melihat dan  mengukur  curah  hujan  yang  turun.
Pada  perencanaan  ini  dibuat  Automatic  Rain  Recording  dengan menggunakan  sensor  jarak  yang  diletakkan  di  atas  gelas  ukur  dan sensor  tersebut  terhubung  dengan  Development  Board  AVR128 sebagai  pusat  kendali  mengubah  data  sensor  ke  dalam  data  ADC( Analog  to  Digital  Converter  ).  Alat  ini  terhubung  dengan  mikroSD dengan  kapasitas  8Gbyte  untuk  menyimpan  data  level  curah  hujan. AVR128  akan  melakukan  penyimpanan  setiap  2    menit  dengan jumlah  data  sebanyak  275.368  data  dan  kemampuan  simpan  selama 382 hari.
Kata-Kunci : curah hujan, ARR, ADC, AVR128, mikroSD
Abstract - The right use of rain can provide many benefits. For this reason,  mapping  of  rainfall  areas  is  needed.  This  is  intended  to determine  the  level  of  disaster  preparedness  for  each  region.  In mapping,  a  tool  is  needed  to  calculate  the  rainfall  that  falls.  In  the market  there  are  only  manual  measuring  devices,  while  rainfall gauges  are  not  available  which  can  measure  automatically  and directly  but  additional  equipment  is  needed  separately.  In  addition, the  measurement results cannot be seen by the public.  Therefore  we need  a  tool  that  works  automatically  that  can  display  measurement results  directly  and  can  be  seen  directly  by  the  public.  Thus  the community can see and measure rainfall that falls.
In this plan  Automatic Rain Recording  is used by using a proximity sensor placed on top of a measuring cup and the sensor is connected to the  AVR128 Development Board as the  control  center to  convert sensor data into ADC (Analog to Digital Converter) data. This tool is connected with a microSD with a capacity of 8Gbyte to store rainfall level data. AVR128 will store every 2 minutes with a total of 275,368 data and 382 days of storage capability.
Keywords : rainfall, ARR, ADC, AVR128, mikroSD

## I. PENDAHULUAN
Suatu  sistem  Peringatan  Dini  Banjir  atau  sering  disebut sebagai Flood Early Warning System terdiri  atas  beberapa
buah    Agen  Telemetri.  Salah  satunya  adalah  Agen  Telemetri dengan  kemampuan  membaca  dan  mengirimkan  data  curah hujan pada suatu  tempat.
Gambar  1 .  Peta  Data Curah  Hujan  di Indonesia
Piranti  ini  memegang  peranan  yang  sangat vital  bagi sistem Early    Warning .    Peralatan    ini  akan      secara kontinyu    melaporkan    data    curah hujan.
Adapun  tujuan  dari  penyusunan    penelitian  ini  adalah merancang  suatu  sistem  penakar  hujan  automatis  berbasis mikrokontroler  dengan  LCD  sebagai  penampil  data  curah hujan serta dapat tersimpan dalam mikroSD.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 PENAKAR  CURAH  HUJAN
Hujan  adalah  peristiwa  turunnya  titik-titik  air  atau kristal-kristal    es  dari  awan  sampai  ke  permukaan    tanah. Alat    untuk    mengukur    jumlah  curah  hujan  yang  turun kepermukaan  tanah  per  satuan  luas,  disebut Penakar  Curah Hujan . Curah hujan  1 (satu)  milimeter,  artinya  dalam  luasan satu  meter  persegi  pada  tempat  yang  datar  tertampung  air setinggi  1  (satu)  milimeter  atau  tertampung  air  sebanyak    1 (satu  )  liter  atau  1000  ml.  Secara umum   penakar   hujan dibedakan      menjadi      dua,  yaitu    penakar    curah    hujan manual  dan  penakar curah hujan  otomatis.
Penakar      hujan      tipe tipping      bucket ,      nilai  curah hujannya    tiap bucket berjungkit    tidak  sama,  serta  luas permukaan  corongnya  beragam  tegantung  dari  merk pembuatnya.  Misalnya  ada yang  0.1  mm,  0.2  mm , 0.5 mm dan lain-lain.

## RANCANG BANGUN  AUTOMATIC RAIN RECORDING  (ARR ) BERBASIS DEVELOPMENT BOARD MIKROAVR128
Andi Kurniawan Nugroho 1) , Edy Susilo 2) , Diah Setyati Budiningrum 3)
1)2) 3) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Semarang Email : andikn76@gmail.com
Gambar  2 .   Penakar  Curah  Hujan  Manual
Penakar  curah  hujan  otomatis  memanfaatkan  keluaran dari sistem  manual dengan  menampung ke dalam gelas ukur yang  dipasang  sensor  jarang  dengan  nilai  jangkauan  1cm sampai dengan 300 cm sehingga dapat diamati ketinggian air hujan yang tertampung dalam gelas ukur tersebut.
Gambar  3 .   Penakar  Curah  Hujan  Otomatis

## 2.2 Development Board MikroAVR128
Sistem  yang  memiliki  kinerja  tinggi  ini  sangat  ideal  untuk beragam aplikasi, termasuk embedded controller , robot, sistem remote  control dan  yang  lainnya.  Board  ini  memaksimalkan kemampuan yang dimiliki ATmega128, dengan flash memory yang  besar,  kecepatan  eksekusi  yang  tinggi,  jumlah  pin  I/O dalam  jumlah  besar, analog  to  digital  converter ,  dan  yang lainnya.  Program  dapat  di- download ke  dalam  chip  melalui koneksi  ISP  yang  sudah  disediakan  (ISP  Programmer opsional).
Modul menyediakan 8 kanal A/D Converter 10-bit, 2 buah PWM 8-bit yang dapat digunakan untuk mengendalikan motor dan  2  buah  UART  untuk  interfacing  dengan  komputer  atau sistem  monitor  lainnya.  Dengan  53  pin  I/O,  sangat  memadai untuk  kebutuhan interfacing dalam  jumlah  yang  besar. Sejumlah  modus power  saving tersedia  untuk  mendukung pengoperasian  dengan  batere.  Juga  Real-Time  Counter  dan dua 16-bit Timer yang tersedia di dalam mikrokontroler.
Sejumlah besar IDE – Integrated Development Environment dan compiler tersedia  untuk  pemrograman, seperti BASIC, C dan Assembly Language. Berikut adalah fitur yang diusung MikroAVR128:
 Termasuk  mikrokontroler  Atmel  ATmega128  dengan 128kb Internal Flash Program Memory
 Kristal  16MHz  yang  akan  memberikan throughput kecepatan tinggi.
 Koneksi ISP untuk pemrograman  53 pin I/O  8 kanal ADC 10-bit  2 buah USART
 Dua 16-Bit Timers dengan dua 8-bit kanal PWM
 On-Chip Real-Time Counter
 Tersedia soket  yang  memudahkan untuk mencabut  pasang chip
Gambar 4. Development Board MikroAVR128 ( Sumber http://www.mikroe.com/avr/development-boards )
2.3 Micro  SD  Card  Modul  SPI  Antarmuka  Mini  card reader TF
Modul  (MicroSD  Card  Adapter)  adalah  modul  pembaca kartu Micro SD, melalui sistem file dan SPI antarmuka driver, MCU  untuk  melengkapi  sistem  file  untuk  membaca  dan menulis  kartu  MicroSD.  Pengguna  Arduino  langsung  dapat menggunakan Arduino IDE dilengkapi dengan kartu SD untuk menyelesaikan  inisialisasi  kartu  perpustakaan  dan  membaca- menulis.
Gambar 5 .  Kartu Mikro SD ( Sumber : http://indo-ware.com )
Fitur modul adalah sebagai berikut:
1. Mendukung kartu Micro SD, kartu Micro SDHC (kartu kecepatan tinggi)
2. tingkat konversi papan sirkuit yang antarmuka level untuk 5V atau 3.3V 3. power supply adalah 4.5V ~ 5.5V, regulator tegangan 3.3V papan sirkuit 4. adalah komunikasi antarmuka SPI antarmuka standar 5, empat (4) M2 lubang sekrup posisi untuk kemudahan instalasi

## Sensor Jarak Ultrasonik PING
Sensor  jarak  ultrasonik  PING  adalah  sensor  40  KHz produksi  parallax  yang  banyak  digunakan  untuk aplikasi  atau kontes robot cerdas untuk mendeteksi jarak suatu objek.
Gambar 6. Sensor jarak ultrasonik PING ( Sumber : http://parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.3.pdf )
Sensor  PING  mendeteksi  jarak  objek  dengan  cara memancarkan  gelombang  ultrasonik  (  40  KHz  )  selama  t  = 200  us  kemudian  mendeteksi  pantulannya.  Sensor  PING memancarkan  gelombang  ultrasonik  sesuai  dengan  kontrol dari  mikrokontroller  pengendali  (  pulsa  trigger  dengan  tout min 2 us ). Spesifikasi sensor ini :
a. Kisaran pengukuran 3cm-3m.
b.  Input  trigger  –positive  TTL  pulse,  2uS  min.,  5uS tipikal.
c. Echo hold off 750uS dari fall of trigger pulse.
d. Delay before next measurement 200uS.
e. Burst indicator LED menampilkan aktifitas sensor.

## Gambar 7. Diagram waktu sensor PING

## 2.4 Prinsip Kerja Sensor PING
Pada  dasanya,  Sensor  PING  terdiri  dari  sebuah  chip pembangkit  sinyal  40KHz,  sebuah  speaker  ultrasonik  dan sebuah  mikropon  ultrasonik.  Speaker  ultrasonik  mengubah sinyal  40  KHz  menjadi  suara  sementara  mikropon  ultrasonik berfungsi  untuk  mendeteksi  pantulan  suaranya.  Sensor  PING mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik  (40  kHz)  selama  tBURST  (200  μs)  kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan tOUT min. 2 μs).

## Gambar 8. Prinsip kerja sensor PING
Gelombang ultrasonik  ini  melalui udara dengan kecepatan 344  meter  per  detik,  mengenai  obyek  dan  memantul  kembali ke  sensor.  PING  mengeluarkan  pulsa output  high pada  pin SIG  setelah  memancarkan  gelombang  ultrasonik  dan  setelah gelombang  pantulan  terdeteksi  PING  akan  membuat output low pada pin SIG. Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka jarak yang diukur adalah
S   = (tIN x V) ÷ 2                                                         (1) keterangan :
S = Jarak antara sensor ultrasonik dengan objek yang dideteksi V = Cepat rambat gelombang ultrasonik di udara (344 m/s) tIN = Selisih waktu pemancaran dan penerimaan pantulan gelombang.

## III. METODE PENELITIAN

## 3.1 Perancangan Perangkat Keras
Komponen-komponen    yang   digunakan dalam   sistem penakar   curah   hujan   otomatis adalah:
1. Sensor  Ping    Parallax  berfungsi  untuk  menakar ketinggian air hujan
2. Modul  LCD  M1632  berfungsi  menampilkan  data  curah hujan
3. Mikrokontroler              Development    MikroAVR128 berfungsi      mengatur      kinerja      sistem    dalam manajemen  data.
4. RTC  ( Real    Time  Clock ):    berfungsi    sebagai  sumber waktu akurat.
5. Micro SD Card Modul SPI Antarmuka Mini card reader TF, sebagai menyimpan data dalam bentuk notepad.
Gambar  9 .  Blok Diagram  Sistem  Keseluruhan.

## 3.2 Perancangan  Perangkat  Lunak
Mikrokontroler    tidak   akan   dapat   bekerja tanpa adanya software /perangkat  lunak  di  dalamnya. Software ini  sering disebut sebagai firmware . Yaitu suatu urutan perintah/instruksi  yang  harus  dikerjakan  oleh  CPU,  baik  itu perhitungan  aritmatika,  manajemen  memori,  maupun  akses input/output . Mikrokontroler  keluarga  AVR, dirancang untuk mengakomodasi  bahasa  tingkat  menengah  yaitu  bahasa  C. Sehingga,  pemrogram/ programmer akan  sangat  dimudahkan dalam pembuatan    maupun   pengembangan firmware yang hendak  ditanamkan  pada sistem.

## IV. HASIL DAN ANALISA
4.1 Hasil Rancangan Hardware
Gambar. 10 . Kalibrasi  Pengukuran gelas ukur antara program dengan penggaris
Gambar. 11 . Tampilan program dalam notepad
Proses kerja alat ini yaitu Development Board MikroAVR128 diaktifkan  dengan  tegangan  sebesar  5V  dari baterai  dan  mulai  bekerja  melakukan  instruksi  berupa  sintak- sintaks  dari  software  yang  didisain.  Kemudian  sensor    ping
paralla x  akan  me ma ncarkan  frekuensi  42KHz  akan menge na i peng ha la ng.
Pelet akkan sensor me mpengaruhi ketingg ia n t erhadap  permukaan  a ir.  Unt uk  mencar i  nila i  t ingg i a ir  t erhadap  gelas  ukur,  penelit i  me ngukur  dasar gelas  ukur    terhadap  permukaan.  Sinya l  se nso r  so nar berupa  data  ADC  ya ng  akan  diuba h  secara real  time yang  akan  d icup lik  dat a  set iap  2  me n it   unt uk disimpan  ke  da la m  mikro SD  dala m  be nt uk  dat a ket ingg ia n air hu ja n t erhadap dasar gelas ukur.

## 4.2 Analisa Data
Gambar 12 . Pemasangan alat
Pengukuran yang dilakukan selama 24 jam menghasilkan data cuplikan  selama  2  menit  akan  menghasilkan  data  720  data dengan  kapasitas  data  per  byte  sebesar  40,35  byte  ,  maka dalam  sehari  akan  membutuhkan  kapasitas  data  penyimpanan 29,052  Kbyte.  Apabila  dalam  percobaan  ini  menggunakan  8 Gbyte maka kemampuan menyimpan data ( dengan ketentuan baterai  tetap  konstan  )  selama  382  hari  dengan  jumlah  data sebesar 275.368  data.

## V. KESIMPULAN
1. Peletakan sensor ping  parallax  akan  me mpengaruhi pro ses  kalibrasi  t ingg i  senso r dengan  permukaan a ir gelas ukuri.
2. Besarnya  kapasitas  data  yang  disimpan  mikroSD  untuk satu cuplikan data sebesar 40,35 byte.
3. Jumlah  total  cuplikan  data  untuk  kapasitas  mikroSD sebesar  8  Gbyte  sebesar  275.368  data  dengan  waktu penyimpanan  selama  382  hari  dengan  kondisi  baterai stabil.

## DAFTAR PUSTAKA
Kartika,  Mera.  dkk.  2008.  Aplikasi  Pengontrolan  Dan Monitoring    Ketinggian  Air  Berbasis  Web.Jakarta  : Politeknik Jakarta.
Saleh,  Kairul  dkk.2013  Sistem  Pemantauan  Ketinggian Permukaan  Air  Berbasis  Mikrokontroller  Basic  Stamp-2
LCD
M1632 Development MikroAVR128 RTC Micro SD Card
Menggunakan Memory Stick Sebagai Penyimpan
Data.Lampung: Universitas Lampung.
Sumardi.2009. Penakar Curah Hujan Automatis Menggunakan
Mikrokontroler Atmega 32.Semarang. Jurnal Transmisi
Universitas Diponegoro.
Widiyono,  Farid  Tugas.  2008.  Tugas  Akhir  :  Sistem Monitoring Kendali Pintu Air Jarak  Jauh Berbasis Borland Delphi 7.0. Semarang : Universitas Diponegoro
http://indo-ware.com htt p://www.dig iwarestore.co m http://www.mikroe.com/avr/development-boards http://parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.3.pdf