## MONITORING KETINGGIAN DAN SUHU AIR DALAM TANGKI BERBASIS WEB MENGGUNAKAN ARDUINO UNO & ETHERNET SHIELD
T.W.Wisjhnuadji 1) , Irfan Fauzi 2) 1,2 Sistem Komputer, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Budi Luhur Jl. Raya Ciledug, Petukangan Utara, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12260 Telp. (021) 5853753, Fax. (021) 5866369 E-mail : wisjhnuadji@gmail.com 1) , irfanfauzi.bl@gmail.com 2)

## Abstract
The use of Internet network as a monitoring media has been  widely used, one of them to monitor the height and temperature of water in the water tank. The purpose of this system design is to help humans to know until where the water level has been filled and how many degrees of hot water temperature in the tank. Ultrasonic sensor  for  detecting  water  level  distance  in  the  tank  and  equipped  with  LED  indicator  that  will  light  up  if maximum  water  height  has  been  reached  and  DS18B20  Temperature  Sensor  to  detect  water  temperature inside  tank.  Process  control  system  in  this  tool  using  Arduino  Uno  and  Ethernet  Shield  that  serves  as connector of information from tool to computer through web browser. .
Keywords: water tank, ultrasonik sensor,  DS18B20 temperature sensor, indikator  led, web browser, ethernet shield, arduino uno

## Abstrak
Penggunaan  jaringan  internet  sebagai  media  monitoring  telah  banyak  digunakan,  salah  satunya  untuk memantau    ketinggian  dan    suhu  air  di  dalam  tangki  air.  Tujuan  dari  perancangan  sistem  ini  adalah  agar dapat membantu  manusia untuk mengetahui sampai dimana ketinggian air sudah terisi dan berapa derajat suhu air panas dalam tangki.  Sensor ultrasonik untuk mendeteksi  jarak  ketinggian  air di  dalam tangki  dan dilengkapi  dengan  indikator  LED  yang  akan  menyala  jika  tinggi  air  maksimum  sudah  tercapai  dan  Sensor Suhu  DS18B20  untuk  mendeteksi  suhu  air  di  dalam  tangki.  Sistem  pengendali  proses  pada  alat  ini menggunakan Arduino Uno dan Ethernet Shield yang berfungsi  sebagai penyambung informasi dari alat ke komputer melalui web browser.
Kata kunci : tangki air, sensor ultrasonik, sensor suhu DS18B20, indikator  led, web browser, ethernet shield, arduino uno.

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  sekarang  ini telah  mengalami  peningkatan  sedemikian pesatnya  hingga  ke  berbagai  sisi  kehidupan manusia  termasuk  dalam  bidang  elektronika. Perkembangan tersebut didukung oleh tersedianya  perangkat  keras  ( hardware ) maupun  perangkat  lunak  ( software )  yang semakin
canggih dan meningkat kemampuannya  sehingga  membuat  para ilmuwan banyak melakukan penelitian baru. Salah satu penelitian yang amat diminati adalah  dalam  bidang  teknologi  komunikasi dan  informasi  yang  merupakan  perpaduan dari berbagai aplikasi disiplin ilmu elektronika  beserta  ilmu  lainnya  yang  bisa membuat  suatu  sistem  yang  canggih  dan tentunya  lebih  menghemat  dari  segi  biaya pembuatan maupun biaya pemeliharaan.
Banyaknya  sensor-sensor  yang  semakin canggih  bermunculan  di  dunia  elektronika saat  ini  dapat  menunjang  manusia  untuk
membuat  berbagai  macam  alat  yang  kini tidak sedikit peminatnya. Manusia diharapkan  dapat  membuat  suatu  alat  yang tentunya akan sangat berguna untuk mempermudah pekerjaan manusia.
Berdasarkan  dari  hal  tersebut,  penulis mencoba untuk merancang sebuah alat untuk memantau  sebuah  level  ketinggian  dan  suhu air  pada  tangki/bak  yang  dapat  mengirim informasi  melalui  jaringan  internet ke  laptop atau  komputer.  Sehingga  manusia  bisa menonaktifkan  air  yang  sedang  mengalir  ke dalam  tangki  ketika  ketinggian  air  sudah mulai waspada tanpa harus mendatangi tangki tersebut secara langsung.

## 2. LANDASAN TEORI
2.1. Arduino Uno R3
Mikrokontroler  Arduino  UNO  R3 seperti  pada  gambar  2.1  ,  merupakan  salah satu  kit  Mikrokontroler  yang  berbasis  pada
Atmega328.  Modul  ini  sudah  dilengkapi dengan  berbagai  hal  yang  dibutuhkan  untuk mendukung  Mikrokontroler  untuk  bekerja, tinggal  colokkan  ke  power  supply  atau sambungkan melalui kabel USB ke PC maka Arduino UNO  ini sudah siap  sedia.  Arduino Uno  ini  memilki  14  pin  digital  input/output,
6  analog  input,  sebuah  resonator  keramik 16MHz, koneksi USB, colokan power input,
ICSP  header,  dan  sebuah  tombol  reset. Sedangkan,  Mikrokontroler ATMega328 adalah  Mikrokontroler  keluaran  dari  atmel yang  mempunyai  arsitektur  RISC  (Reduce Instruction  Set  Computer)  yang  dimana setiap  proses  eksekusi  data  lebih  cepat  dari pada  arsitektur  CISC  (Complex  Instruction Set Computer). [4]

## Gambar 2.1. Arduino Uno R3

## 2.2. Arduino Ethernet Shield
Arduino  Ethernet  Shield  seperti  pada gambar 2.2, digunakan untuk mengubungkan Arduino  ke  jaringan.  Ethernet  Shield  ini menggunakan  Wiznet  W5100  ethernet  chip. Wiznet  W5100  menyediakan  jaringan  (IP) baik  TCP  maupun  UDP  dan  mendukung hingga empat socket koneksi secara simultan.  Ethernet  Shield  dihubungkan  ke mikrokontroler Arduino melalui header yang diletakan di atas mikrokontroler Arduino [3].
Gambar 2.2 Ethernet Shield
Sensor  jarak  ultrasonik  seperti  pada gambar  2.3  adalah  sensor  dengan  frekuensi 40  KHz  yang  banyak  digunakan  untuk aplikasi/kontes robot. Sensor ini  mempunyai 4  pin  yaitu,  dengan  sinyal  VCC  5  v,  TRIG, ECHO dan GND. [2]

## Gambar 2.3 Sensor Ultrasonik

## 2.4. Sensor Suhu DS18B20
Kebanyakan  sensor  suhu  seperti  pada gambar  2.4    memiliki  tingkat  terukur  yang sempit  serta  akurasi  yang  rendah  namun memilki  biaya  yang  tinggi.  Sensor  suhu DS18B20  dengan  kemampuan  tahan  air ( waterproof ) cocok digunakan untuk mengukur suhu pada tempat  yang sulit, atau basah.  Karena output data  sensor  ini merupakan data digital, maka kita tidak perlu khawatir  terhadap  degradasi  data  ketika menggunakan  untuk  jarak  yang  jauh. DS18B20  menyediakan  9  bit  hingga  12  bit yang dapat dikonfigurasi data. [1]

## Gambar 2.4 Sensor Suhu

## 2.5. Buzzer
Buzzer  seperti  pada  gambar  2.5  adalah sebuah  komponen  elektronika  yang  berfugsi untuk  mengubah  getaran  listrik  menjadi getaran  suara.  Pada  dasarnya  prinsip  kerja buzzer  hampir  sama  dengan  loud  speaker, jadi  buzzer  juga  terdiri  dari  kumparan  yang terpasang  pada  diafragma  dan  kemudian kumparan  tersebut  dialiri  arus  sehingga menjadi  elektromagnet,  kumparan  tadi  akan tertarik kedalam atau keluar, tergantung dari arah  arus  dan  polaritas  magnetnya,  karena kumparan  dipasang  pada  diafragma  maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan  diafragma  secara  bolak-balik
sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. [3]

## Gambar 2.5 Buzzer
2.6. Kabel Jaringan LAN
Kabel LAN seperti gambar 2.6 merupakan  media  transmisi  Ethernet  yang menghubungkan  piranti-2  jaringan  dalam jaringan  komputer.  Desain  kabel  jaringan yang  bagus,  merupakan  unsur  pendukung yang  membuat  jaringan  komputer  LAN  kita nantinya mudah dipelihara dan bisa dikitalkan. Jadi kabel LAN sangat bermanfaat  sekali  dalam  realitas  jaringan. Pertama  kali  LAN  menggunakan  kabel “ coaxial ”.  Kemudian,  kabel  “ twisted  pair ” yang  digunakan  dalam  sistem  telepon  telah mampu  membawa  frekuensi  yang  lebih tinggi dan dapat mendukung trafik LAN.
Gambar 2.6 Kabel UTP

## 2.7. Relay
Relay  sepeti  gambar  2.7  adalah  suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah  kontaktor  yang  tersusun  atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya  dengan  memanfaatkan  tenaga  listrik sebagai  sumber  energinya.  Kontaktor  akan tertutup  (menyala)  atau  terbuka  (mati) karena  efek  induksi  magnet  yang  dihasilkan kumparan  (induktor)  ketika  dialiri  arus listrik.  Berbeda  dengan  saklar,  pergerakan
kontaktor  ( on atau off )  dilakukan  manual tanpa perlu arus listrik.
Gambar 2.7 Relay
3. METODE
3.1. Diagram Blok
Diagram Blok rangkaian dari monitoring  ketinggian  dan  suhu  air  dalam tangki  berbasis  web  menggunakan  arduino uno&  Ethernet  shield  ini  dapat  dilihat selengkapnya pada gambar 3.1 di bawah ini.
ARDUINO UNO WATER PUMP DC SENSOR ULTRASONIC LED (YELLOW) LED (RED) WEB LED (GREEN) SENSOR SUHU PEMANAS AIR BUZZER Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian
3.2. Flowchart Di  dalam menggambarkan  urutan proses  pada  monitoring  ketinggiandansuhu air  dalamtangki  berbasis  web  menggunakan arduino  uno  &  ethernet  shield,  akan digunakan flowchart seperti pada gambar 3.2 ,  3.3  ,  3.4  dan  3.5  untuk  memperjelas  aliran proses.  Dibawah  ini  akan  digambarkan flowchart untuk masing masing proses.
Gambar 3.2. Flowchart Utama Alat
Gambar 3.3. Flowchart Web Server
Gambar 3.4. Flowchart Sensor Suhu
Gambar 3.5. Flowchart Sensor Ultrasonik
4. IMPLEMENTASI
4.1. Pengukuran Tegangan masuk ke Arduino Pengukuran seperti pada tabel 4.1 ini di lakukan  menggunakan  multimeter  dan  di ukur pada bagian port USB dan diamati hasil masukannya.
Tabel  4.1.Hasil  Pengukuran  Tegangan  yang masuk pada Arduino
VDC Pengukuran Voltase In 1 4,9 V 2 4,9 V 3 5 V 4 4,9 V 5 4,8 V Hasil : Output tegangan pada
pengukuran  catu  daya  tampak  sudah  sesuai dengan  perancangan  yaitu  sekitar  5  VDC meskipun  nilai  tegangan  tidak  murni bernilai  5  V,  tetapi  sudah  memadai  untuk digunakan.
4.2. Pengujian Sensor Ultrasonik Pengukuran ini  dilakukan  dengan menggunakan  meteran  yang  memiliki  angka pengukuran  paling  kecil  yaitu  1mm.  Objek pantulan  yang  digunakan  dalam  pengujian ini seperti pada tabel 4.2 yaitu air dalam teko pemanas yang berbahan plastik.

## Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Jarak dengan Sensor
Ultrasonik J arak yang terba ca oleh Sens or, deng an jarak sebe
narnya  memiliki  keakuratan  yang  cukup baik.  Hanya  saja  pengukuran  dengan  jarak kurang  dari  3cm,  Sensor  tidak  dapat membaca  jaraknya.  Hal  ini  terjadi  karena Sensor  memerlukan  jarak  yang  cukup  untuk memantulkan  gelombang  ultrasonik.  Jika jaraknya  terlalu  dekat,  maka  gelombang ultrasonik tidak dapat berpantul dengan baik.
4.3. Pengujian Sensor DS18B20 Pengukuran ini  dilakukan  dengan melakukan  2  kali  percobaan  pengukuran menggunakan multimeter
dan
membandingkan output keluaran yang keluar dari  sensor  DS18B20  beserta  indikator  dan keterangan pada sensor seperti pada tabel 4.3
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sensor DS18B20

## Tabel 4.4. Hasil Pengujian Temperatur Suhu Pada Sensor
Hasil  :  Pada  percobaan  kedua  sensor kurang  tepat  atau  berbeda  dari  nilai  yang didapat  pada  multimeter.  Sedangkan  hasil dari  sensor  tersebut  mempunyai  beberapa tingkatan  dan  indikator  sebagai  tanda pencapaian suhu dari sensor DS18B20.

## 5. PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari  hasil  analisa  terhadap  masalah serta alat dan aplikasi yang telah dikembangkan    dapat  ditarik  kesimpulan sebagai berikut :
a. Sistem  yang  dirancang  yaitu hardware maupun software melakukan  proses sesuai dengan harapan.
b. Sensor  Ultrasonik  dapat  membaca  jarak ketinggian air dengan cukup baik.
c. Sensor  DS18B20  dapat  mendeteksi  suhu air dengan cukup baik.
5.2. Saran Aplikasi  ini  merupakan  prototipe  dan jauh  dari  sempurna,  oleh  karena  itu  saran dari semua pihak sangat dibutuhkan. Adapun hal-hal  yang  dapat  dikembangkan  dari aplikasi ini adalah sebagai berikut :
a. Monitoring  perlu  mempunyai  database agar  setiap  kali  sensor  memberi  data tentang  penggunaan  arus  maka  akan langsung hilang jika ter- refresh .
b. Interface  tampilan  web  yang  standart karena kurangnya memori pada arduino uno  dapat  diperbanyak  memorinya menggunakan sdcard.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Akhyar,  N.  Alat  Pengontrol  Suhu Cairan.  Universitas  Sumatera  Utara, 2015.  Diakses  November  18,  2016, http://repository.usu.ac.id/bitstream/123
456789/46144/4/Chapter%20II.pdf
JarakUltrasonik Ketinggian Air
0 cm
Normal 5 cm 10 cm 11 cm Sedang 15 cm 20 cm 21 cm
Tinggi
25 cm 30 cm
[2] Budiharto,  Widodo,  “Perancangan  dan emrograman  Hasta  Karya  Robot”,
Yogyakarta: Penerbit Andi. 2014
[3] Novar, Rio. Sistem Pengendali Otomatis  Menggunakan  Sensor  RFID Secara Wireless berbasis Mikrokontroler  Arduino  dan  Ethernet
Shield. Jakarta: Tugas Akhir, 2014 [4]  Santoso,  Hari,  “Panduan  Praktis Arduino  Untuk  Pemula”,  20  Januari 2016, http://www.elangsakti.com/2015/07/eb ook-gratis-belajar-arduino-pemula.html