konstruksi sistem otomasi pompa air secara wireless ...repository.ub.ac.id/1936/1/bagian...

KONSTRUKSI SISTEM OTOMASI POMPA AIR SECARA WIRELESS MENGGUNAKAN MODUL nRF24L01

Studi kasus : PTPN X PG. PESANTREN BARU KEDIRI

SKRIPSI

KEMINATAN TEKNIK KOMPUTER

Untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Komputer

Disusun oleh:

Faisal Natanael Lubis NIM: 135150301111053

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG 2017

ii

PENGESAHAN

KONSTRUKSI SISTEM OTOMASI POMPA AIR SECARA WIRELESS MENGGUNAKAN MODUL nRF24L01

Studi kasus : PTPN X PG. PESANTREN BARU KEDIRI

SKRIPSI

KEMINATAN TEKNIK KOMPUTER

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Komputer

Disusun Oleh :

Faisal Natanael Lubis NIM: 135150301111053

Skripsi ini telah diuji dan dinyatakan lulus pada

8 Agustus 2017 Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Dosen Pembimbing I

Gembong Edhi Setyawan, S.T, M.T NIK: 201208 761201 1 001

Dosen Pembimbing II

Barlian Henryranu Prasetio, S.T, M.T NIK: 201102 821024 1 001

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Informatika

Tri Astoto Kurniawan, S.T, M.T, Ph.D NIP: 19710518 200312 1 001

iii

PERNYATAAN ORISINALITAS

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa sepanjang pengetahuan saya, di dalam naskah skripsi ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis disitasi dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila ternyata didalam naskah skripsi ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur plagiasi, saya bersedia skripsi ini digugurkan dan gelar akademik yang telah saya peroleh (sarjana) dibatalkan, serta diproses sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku (UU No. 20 Tahun 2003, Pasal 25 ayat 2 dan Pasal 70).

Malang, 1 Agustus 2017

Faisal Natanael Lubis

NIM: 135150301111053

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan YME atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan baik. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dengan judul ”Konstruksi Sistem Otomasi Pompa Air Secara WirelesS Menggunakan Modul nRF24L01 Studi kasus : PTPN X PG. PESANTREN BARU KEDIRI”.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan dukungan, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Tuhan Yang Maha Esa atas senantiasanya menyertai dan melindungi penulis sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik..

2. Bapak Syamsu Rizal Lubis, Ibu Farida br Tampubolon dan abang Tiopan R P Lubis yang telah memberikan nasihat, dorongan baik secara materil dan moril sehingga peneliti dapat menyelesaikan skripsi dengan baik.

3. Bapak Tri Astoto Kurniawan, S.T, M.T, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika

4. Bapak Sabriansyah Rizqika Akbar, S.T., M.eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Komputer

5. Bapak Gembong Edhi Setyawan, S.T, M.T yang telah bersedia membimbing penulis selama pengerjaan penelitian.

6. Bapak Barlian Henryranu Prasetio, S.T, M.T pembimbing II yang telah bersedia membimbing penulis selama pengerjaan penelitian.

7. Bapak Sofi selaku asisten manajer pabrik yang selalu memberikan kemudahan didalam perijinan selama pengerjaan skripsi.

8. Seluruh pekerja PG. Pesantren Baru Kediri yang telah memberikan masukan dan ilmu yang sangat bermanfaat.

9. MTH2D.inc yang telah bersedia memberikan ruangan bagi penulis sehingga peneliti dapat menyelesaikan skripsi dengan baik.

10. Semua keluarga tercinta, Maria, Roy, Arya, Ernesto, teman-teman seperjuangan, serta teman-teman PMK Daniel yang telah memberikan doa serta semangat sehingga peneliti dapat menyelesaikan skripsi dengan baik.

Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan. Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat.

Malang, 1 Agustus 2017

Penulis

[email protected]

v

ABSTRAK

PTPN X PG. PESANTREN BARU merupakan pabrik gula yang terletak di Kediri. Pada pabrik tersebut dibutuhkan pekerja yang harus mengendalikan pompa, salah satunya pada bagian proses produksi gula. Pompa yang dikendalikan berjarak 150m – 650m. Berdasarkan permasalahan tersebut maka dibuatkan sebuah sistem yang nantinya dapat mengendalikan pompa secara wireless. Sistem tersebut bernama mark pump. Sebagai penghubung antara pekerja pabrik dengan sistem, mark pump menggunakan aplikasi antarmuka pada smartphone. Aplikasi smartphone akan terhubung ke node pusat melalui jaringan internet. Node pusat akan terhubung ke node pompa melalui node perantara dengan menggunakan modul radio nRF24L01. Seluruh node menggunakan Arduino sebagai microcontroller. Pada node pompa, relay digunakan untuk memutus dan menyambungkan arus pada pompa air. Saat pengujian, smartphone mengirimkan perintah ke masing-masing pompa. Hasil dari pengujian didapatkan bahwa, untuk mengendalikan pompa secara manual dibutuhkan waktu rata-rata 4,3 menit. Untuk mengendalikan pompa dengan menggunakan sistem mark pump waktu rata-ratanya adalah 245,2ms. Penghematan tarif listrik untuk mengendalikan pompa dengan menggunakan sistem mark pump sebesar Rp489,9 per 4,3 menit. Berdasarkan kuesioner yang disebar kepada 8 pekerja pabrik, didapatkan hasil tingkat kesepakatan terhadap kuesioner sebesar 37,5 % termasuk dalam kategori tinggi dan 62,5% kategori sangat tinggi.

Kata kunci: arduino, mark pump, nRF24L01, relay, smartphone

vi

ABSTRACT

PTPN X PG. PESANTREN BARU is a sugar factory located in Kediri. At the factory it is required workers who have to control the pump, one of them in the sugar production process. Controlled pumps are within 150m - 650m. Based on these problems then created a system that will be able to control the pump wirelessly. The system is called mark pump. As a connector between factory workers with the system, the mark pump uses the interface application on the smartphone. The smartphone app will connect to the central node over the internet network. The central node will connect to the pump node through an intermediate node using the radio module nRF24L01. All nodes use Arduino as microcontroller. At the pump node, the relay is used to disconnect and connect the current at the water pump. During testing, the smartphone sends commands to each pump. The results of the test show that, to control the pump manually it takes an average time of 4.3 minutes. To control the pump using the pump system the average time is 245.2ms. Electricity bill savings to control the pump by using a mark pump system of Rp489, 9 per 4.3 minutes. Based on the questionnaire distributed to 8 factory workers, the result of the agreement level on the questionnaire of 37.5% included in the high category and 62.5% very high category.

Keywords: arduino, mark pump, nRF24L01, relay, smartphone

vii

DAFTAR ISI

PENGESAHAN ........................................................................................................... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ................................................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................................................... v

ABSTRACT ................................................................................................................ vi

DAFTAR ISI .............................................................................................................. vii

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xi

BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang........................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2

1.3 Tujuan .................................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah .................................................................................... 3

1.5 Manfaat .................................................................................................. 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................ 3

BAB 2 LANDASAN KEPUSTAKAAN ........................................................................... 5

2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................................... 5

2.2 Dasar Teori ............................................................................................. 6

Pompa Air Submersible ................................................................. 6

Perhitungan Daya Listrik ............................................................... 7

Delay .............................................................................................. 9

Relay .............................................................................................. 9

Kategorisasi berdasarkan model distribusi normal.................... 11

nRF24L01 ..................................................................................... 12

BAB 3 METODOLOGI ............................................................................................. 13

3.1 Metodologi Penelitian ......................................................................... 13

3.2 Analisis Kebutuhan .............................................................................. 14

3.3 Perancangan dan Implementasi .......................................................... 14

3.4 Pengujian dan analisis sistem .............................................................. 14

3.5 Kesimpulan........................................................................................... 14

BAB 4 ANALISIS KEBUTUHAN ................................................................................ 15

viii

4.1 Deskripsi Umum ................................................................................... 15

Tujuan .......................................................................................... 15

Kegunaan ..................................................................................... 15

Karakteristik Pengguna ............................................................... 15

Lingkungan Pengguna ................................................................. 16

Kebutuhan Fungsional................................................................. 16

Kebutuhan Non Fungsional ......................................................... 16

4.2 Kebutuhan Antarmuka Eksternal ......................................................... 16

Kebutuhan Perangkat Lunak ....................................................... 17

Kebutuhan Perangkat Keras ........................................................ 20

BAB 5 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ........................................................ 25

5.1 Perancangan Node Sistem Mark Pump ............................................... 25

5.2 Perancangan dan Implementasi Aplikasi Smartphone ........................ 27

Perancangan aplikasi smartphone .............................................. 27

Implementasi aplikasi pada Smartphone .................................... 36

5.3 Perancangan dan Implementasi Node Pusat. ...................................... 38

Perancangan Software dan Hardware Node Pusat .................... 38

Implementasi Software dan Hardware Node Pusat ................... 40

5.4 Perancangan dan Implementasi Node Perantara................................ 43

Perancangan Software dan Hardware Node Perantara ............. 43

Implementasi Software dan Hardware Node Perantara ............ 44

5.5 Perancangan dan Implementasi Node Pompa .................................... 46

Perancangan Software dan Hardware Node Pompa .................. 46

Implementasi Software dan Hardware Node Pompa ................. 48

5.6 Review Sistem Mark Pump .................................................................. 53

BAB 6 PENGUJIAN DAN ANALISIS .......................................................................... 55

6.1 Pengujian dan Analisis Koneksi Router ................................................ 55

Pengujian Koneksi Router ........................................................... 55

Analisis......................................................................................... 56

6.2 Pengujian dan Analisis Aplikasi Node Smartphone ............................. 56

Pengujian Node Smartphone ...................................................... 56

Pengujian Tombol Node Pompa 1 .............................................. 56

ix







6.3 Pengujian dan Analisis Node Pompa ................................................... 59

Prosedur dan Tujuan Pengujian Manual ..................................... 60

Prosedur dan Tujuan Pengujian dengan Sistem Mark Pump ..... 60

Pengujian Node Pompa 1 (200m) ............................................... 61



Pengujian Node pompa 4 (500m) ............................................... 67


Pengujian Node Pompa 6 ( 650m) .............................................. 71


6.4 Analisis Keseluruhan Sistem ................................................................ 75

6.5 Pengujian dan Analisis Review Mark Pump ......................................... 76

Pengujian ..................................................................................... 77

Analisis......................................................................................... 77

BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 79

7.1 Kesimpulan........................................................................................... 79

7.2 Saran .................................................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 80

x

DAFTAR TABEL

Tabel 6.1 Waktu pengendalian manual pompa 1 ................................................. 61







Tabel 6.8 Hasil pengujian waktu ........................................................................... 75

Tabel 6.9 Hasil survey mark pump ........................................................................ 77

Tabel 6.10 Kategori subjek berdasarkan hasil review mark pump ....................... 78

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema monitoring smart home .......................................................... 5

Gambar 2.2 Pompa air submersible ....................................................................... 7

Gambar 2.3 Perhitungan Tarif Listrik ...................................................................... 9

Gambar 2.4 Simbol single pole single throw ........................................................ 10

Gambar 2.5 Simbol single pole double throw ...................................................... 10

Gambar 2.6 Simbol double pole single throw ...................................................... 11

Gambar 2.7 Simbol double pole double throw ..................................................... 11

Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian ........................................................ 13

Gambar 4.1 Tugas perangkat lunak ...................................................................... 17

Gambar 4.2 App Inventor component designer ................................................... 18

Gambar 4.3 App Inventor blocks editor ................................................................ 18

Gambar 4.4 Arduino software IDE ........................................................................ 19

Gambar 4.5 Arduino uno....................................................................................... 21

Gambar 4.6 Arduino nano ..................................................................................... 22

Gambar 4.7 Ethernet Shield .................................................................................. 22

Gambar 4.8 Antar muka modul nRF24L01 ........................................................... 23

Gambar 4.9 Relay .................................................................................................. 23

Gambar 4.10 Router .............................................................................................. 24

Gambar 5.1 Denah letak node .............................................................................. 25

Gambar 5.2 Topologi sistem ................................................................................. 26

Gambar 5.3 Halaman Pekerjaan Desain ............................................................... 28

Gambar 5.4 Pembuatan vertical arrangement ..................................................... 28

Gambar 5.5 Pembuatan horizontal arrangement ................................................. 29

Gambar 5.6 Pembuatan judul aplikai .................................................................... 29

Gambar 5.7 Label Pompa ...................................................................................... 30

Gambar 5.8 Perancangan Tombol ON .................................................................. 30

Gambar 5.9 Perancangan Tombol OFF ................................................................. 31

Gambar 5.10 Perancangan label indikator ........................................................... 31

Gambar 5.11 Penambahan komponen non-visible .............................................. 32

Gambar 5.12 Desain aplikasi ................................................................................. 32

Gambar 5.13 Kondisi Tombol On .......................................................................... 33

xii

Gambar 5.14 Kondisi variabel Web1..................................................................... 33

Gambar 5.15 Status enable variable ON ............................................................... 34

Gambar 5.16 Status enabled variabel OFF ............................................................ 34

Gambar 5.17 Perubahan gambar variabel ON ...................................................... 35

Gambar 5.18 Perubahan gambar variabel OFF ..................................................... 35

Gambar 5.19 Perubahan text variabel indikator_1 .............................................. 36

Gambar 5.20 Potongan program aplikasi ............................................................ 36

Gambar 5.21 Tampilan pompa aktif ..................................................................... 37

Gambar 5.22 Tampilan pompa tidak aktif ............................................................ 37

Gambar 5.23 Flowchart program node pusat ....................................................... 39

Gambar 5.24 Rangkaian node pusat ..................................................................... 40

Gambar 5.25 Implementasi node pusat ............................................................... 42

Gambar 5.26 Flowchart program node perantara................................................ 43

Gambar 5.27 Rangkaian node perantara .............................................................. 44

Gambar 5.28 Implementasi node perantara ........................................................ 45

Gambar 5.29 Flowchart node pompa ................................................................... 46

Gambar 5.30 Rangkaian node pompa................................................................... 47

Gambar 5.31 Implementasi node pompa ............................................................. 49

Gambar 5.32 Node pompa 1 ................................................................................. 50







Gambar 5.39 Node pompa .................................................................................... 53

Gambar 6.1 Hasil koneksi melalui router .............................................................. 55

Gambar 6.2 Tampilan node pompa 1 ................................................................... 56





xiii



Gambar 6.9 Roud trip delay node pompa 1 .......................................................... 62

Gambar 6.10 Round trip delay node pompa 2..................................................... 64






konstruksi sistem otomasi pompa air secara wireless ...repository.ub.ac.id/1936/1/bagian...

Documents