LAPORAN AKHIR

PENELITIAN HIBAH BERSAING INSTITUSI

Pengembangan Sistem Kontrol Otomatis Kran Solenoid

Berbasis Radio Frequency Identification (RFID)

Pada Sistem Pelayanan Air Minum Desa

Tahun ke-2 dari rencana 2 tahun

I Gede Nurhayata, S.T., M.T (NIDN : 0004047507)

Dr. I Nyoman Santiyadnya,S.Si.,M.T. (NIDN : 0016067103)

Dibiayai dari

Dana DIPA BLU

Universitas Pendidikan Ganesha

nomor SP DIPA/042.01.2.400987/2017 tanggal 7 Desember 2016

Sesuai dengan Kontrak Penelitian

Nomor : 680/UN48.15/LT/2017

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

Bulan Oktober, Tahun 2017

i

HALAMAN PENGESAHAN

PENELITIAN HIBAH BERSAING INSTITUSI

Judul Penelitian : Pengembangan Sistem Kontrol Kran

Solenoid Berbasis Radio Frequency

Identification (RFID) pada Sistem Pelayanan

Air Minum Desa.

Kode/Nama Rumpun Ilmu : 451 / Teknik Elektro

Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : I Gede Nurhayata, S.T., M.T.

b. NIDN : 0004047507

c. Jabatan Fungsional : Lektor

d. Program Studi : Teknik Elektro

e. Nomor Hp : 081.338489669

f. Alamat sure1 (email) : gede_nur@yahoo.co.id

Anggota Peneliti (1)

a. Nama Lengkap : Dr. I Nyoman Santiyadnya,S.Si., M.T.

b. NIDN : 0016067103

c. Perguruan Tinggi : Universitas Pendidikan Ganesha

Tahun pelaksanaan : Tahun ke -2 dari rencana 2 tahun

Biaya Tahun Berjalan : Rp. 18.125.000,-

Biaya Penelitian Keseluruhan : Rp. 38.125.000,-

Singaraja, 31 Oktober 2017

MengetaMengehui

Mengetahui Ketua Peneliti

Ketua LPPM Undiksha

Prof. Dr. I. Gede Astra Wesnawa,M.Si I Gede Nurhayata,S.T.,M.T

NIP. 196204251990031002 NIP. 197504042002121001

ii

PRAKATA

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-

Nya maka penyusunan laporan kemajuan penelitian hibah bersaing institusi tahun

pelaksanaan 2017 dengan judul “ Pengembangan Sistem Kontrol Kran Solenoid Berbasis

Radio Frequency Identification (RFID) pada Sistem Layanan Air Minum Desa “ , dapat

diselesaikan tepat waktunya.

Laporan akhir ini memaparkan kegiatan yang telah dilakukan selama proses

penelitian dan hasil penelitian yang sudah dicapai. Kegiatan penelitian ini bertujuan

mengembangkan sistem pembayaran layanan air minum desa dengan sistem layanan

prabayar berbasis rfid melalui proses pengembangan sistem perangkat keras dan lunak

berbasis rfid untuk pengendalian kran solenoid berdasarkan identitas pelanggan dan nilai

pulsa air secara otomatis. Hasil yang dicapai dalam penelitian yakni prototipe sistem

layanan prabayar menerapkan pulsa air untuk pengendalian kran solenoid berbasis rfid.

Kami menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih terdapat

kekurangan. Oleh karena itu, segala kritik dan saran sangat kami harapkan demi

kesempurnaan laporan ini. Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak

yang telah membantu dalam proses penelitian ini.

Singaraja, 31 Oktober 2017

Peneliti

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN i

PRAKATA ii

DAFTAR ISI iii

DAFTAR TABEL v

DAFTAR GAMBAR vi

ABSTRAK viii

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Tujuan Khusus Penelitian 4

1.4 Urgensi Penelitian 4

1.5 Manfaat Penelitian 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 RFID (Radio Frequency Identification) 6

2.2 Mikrokontroller AT89S51 8

2.3 Kran Solenoid 9

2.4 Sensor Aliran Air 10

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian 11

3.2 Lokasi Penelitian 29

3.3 Subyek dan Obyek Penelitian 29

3.4 Metode Pengumpulan Data 29

3.5 Analisa Data 29

BAB 4. HASIL PENELITIAN

4.1 Hasil Penelitian 30

4.2 Pembahasan 39

BAB 5. PENUTUP

5.1 Simpulan 41

5.2 Saran 41

iv

DAFTAR PUSTAKA 42

LAMPIRAN :

01 : Biodata Ketua Peneliti

02 : Biodata Anggota Peneliti

03 : Artikel publikasi

04 : Produk prototipe

v

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Pengujian driver solenoid

34

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Bentuk fisik dan tata Letak Pin RFID Reader ID-12 7

Gambar 2.2. Hardware dan Arsitektur Mikrokontroller AT89S51 8

Gambar 2.3. Kran air solenoid 9

Gambar 2.4. Sensor aliran air 10

Gambar 3.1. Sistem layanan air desa berbasis kran manual 12

Gambar 3.2. Model sistem layanan air minum desa berbasis rfid 13

Gambar 3.3. Sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID 14

Gambar 3.4. Algoritma perangkat lunak layanan air minum desa berbasis RFID 16

Gambar 3.5. Rangkaian pembaca kartu RFID tipe 125 kHz 17

Gambar 3.6. Konstruksi kran solenoid 18

Gambar 3.7. Rangkaian penggerak (driver) kran solenoid 19

Gambar 3.8. Rangkaian inverter pompa air aquarium 20

Gambar 3.9. Prototipe perangkat keras layanan air minum desa berbasis RFID 20

Gambar 3.10 Format data kartu RFID ID-12 21

Gambar 3.11. Algoritma program pembaca kode ID Card 22

Gambar 3.12 Sensor aliran dengan spesifikasinya 24

Gambar 3.13. Algoritma program pengukur volume air 25

Gambar 3.14. Sistem penyimpanan pulsa air pada memory eksternal 26

Gambar 3.15. Sistem pembacaan pulsa air pada memory eksternal 27

Gambar 3.16. Sistem pengendalian kran air 28

Gambar 4.1. Hardware pembaca kartu RFID dan jenis kartunya 30

Gambar 4.2. Identifikasi nomor pelanggan dengan kartu RFID 32

Gambar 4.3. Hardware pembaca volume air 32

Gambar 4.4. Pembukaan kran solenoid dengan kartu RFID 33

Gambar 4.5. Pembacaan volume air pada volume 1,5 Liter. 33

vii

Gambar 4.6. Rangkaian dan Hardware driver kran solenoid 34

Gambar 4.7 Hardware inverter pompa air aquarium 35

Gambar 4.8. Bentuk tegangan keluaran inverter pompa air 35

Gambar 4.9. Kinerja inverter pompa air aquarium 36

Gambar 4.10. Tampilan prototipe sistem layanan air minum 37

Gambar 4.11. Power on dan permintaan kartu RFID 37

Gambar 4.12. Mendekatkan kartu RFID dan air mengalir keluar 38

Gambar 4.13. Proses estimasi nilai sisa pulsa air 38

viii

ABSTRAK

Penggunaan kran air manual pada sistem pelayanan air minum desa

berdampak pada ketidaksesuaian pendapatan dana sukarela dengan volume air

yang dikeluarkan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan sistem

pelayanan air minum desa dengan kran solenoid otomatis berbasis Radio

Frequency Identication (RFID). Penelitian ini mengembangkan pengendalian

buka dan tutup pada kran solenoid secara otomatis dengan kartu RFID sebagai

identitas pelanggan. Untuk membatasi pengambilan volume air minum oleh

pelanggan maka dikembangkan sistem layanan prabayar dengan sistem pulsa air.

Hasil penelitian menunjukkan sistem mampu mengidentifikasi nomor pelanggan

dengan tepat pada jarak maksimum 10 cm. Kran solenoid terbuka otomatis jika

nomor pelanggan telah terdaftar dan nilai pulsa air tidak kosong. Sistem juga

berhasil membatasi volume air yang keluar sesuai kebutuhan pelanggan. Ketika

nilai pulsa air telah habis, sistem berhasil menutup kran secara otomatis.

Kata kunci: rfid, solenoid, kontrol

ABSTRACT

The use of manual water tap on the drinking water service system of the village

affects the incompatibility of voluntary fund revenues with the volume of water

released. The purpose of this study is to develop a system of drinking water

service village with automatic solenoid faucet based Radio Frequency

Identication (RFID). This research develops open and close control on solenoid

faucets automatically with RFID card as customer identity. To limit the taking of

drinking water volume by customers then developed a prepaid service system with

water pulse system. The results showed that the system was able to identify the

customer number correctly at a maximum distance of 10 cm. The solenoid valve

opens automatically if the customer number has been registered and the water

pulse value is not empty. The system also successfully limits the volume of water

out as per customer requirements. When the water pulse value has been

exhausted, the system manages to close the faucet automatically.

Keywords: rfid, solenoid, control

ix

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Desa Banyuning merupakan salah satu desa di Bali terletak di tengah

kota Singaraja, kabupaten Buleleng. Desa ini memiliki salah satu kekayaan

sumber daya alam vital berupa mata air Candi Kuning yang bersih dan siap

diminum sehingga air tersebut perlu dikelola dengan baik agar bermanfaat bagi

penduduk desa. Pengelolaan air minum desa Banyuning dilakukan melalui

pemasangan pipa saluran air ke rumah penduduk. Namun karena kondisi jarak dan

letak geografis yang tidak mendukung maka tidak semua penduduk desa

mendapat layanan air minum langsung dari sumber mata air. Oleh karena itu,

pengelola air minum desa Banyuning menyediakan tempat layanan umum air

minum melalui kran air umum dengan memilih lokasi strategis di pinggir jalan

sehingga mudah dijangkau oleh penduduk desa setempat maupun penduduk di

luar desa.

Setiap penduduk desa Banyuning yang hendak mengambil air minum

melalui layanan kran umum dikenakan biaya pengelolaan dan pemeliharaan pada

kotak amal (punia) yang telah disediakan sebesar Rp.500 untuk setiap volume 20

liter air yang mana setara dengan volume air satu galon Aqua. Harga volume air

tersebut masih sangat murah bila dibandingkan dengan harga air kemasan isi

ulang dengan volume air yang sama. Berdasarkan data pada meteran air dari

pengelola air minum desa Banyuning menunjukkan bahwa jumlah pemakaian air

minum desa rata-rata 200 kubik per bulan. Apabila jumlah volume tersebut

dibandingkan dengan volume air yang diambil oleh setiap penduduk sebesar 20

liter atau 0,02 kubik maka banyaknya galon pengambilan air minum sebesar 10

ribu galon per bulan. Jika jumlah galon tersebut dikalikan dengan harga per galon

Rp. 500 maka jumlah total pendapatan air minum desa Banyuning sebesar 5

(lima) juta rupiah.

2

Namun pada kenyataannya beberapa penduduk desa bahkan di luar desa

ada yang tidak melaksanakan kewajibannya membayar ketika mengambil air

minum dari kran umum sehingga perolehan pendapatan untuk biaya pengelolaan

air minum desa pada kotak amal (punia) rata-rata 2 juta per bulan. Dengan

pendapatan dari kotak amal tersebut maka biaya pengelolaan air minum

mengalami kerugian sebesar 3 juta atau hampir 60 persen dari biaya sebenarnya.

Hal ini menunjukkan bahwa masih lemahnya kesadaran penduduk desa untuk

menghargai keberadaan sumber daya alam desanya dan juga jerih payah pengelola

desa dalam pengembangan dan pemeliharaan saluran air minum. Disamping itu

khususnya bagi penduduk luar desa yang tidak membayar sudah jelas merupakan

suatu tindakan pencurian. Namun karena tidak ada bukti yang kuat maka

pengelola desa tidak ada yang berani melaporkan dan dibiarkan begitu saja air

desa dinikmati oleh penduduk luar desa. Kelemahan lain dari sistem pelayanan air

minum desa tersebut adalah tidak adanya pengawasan terhadap penduduk yang

sudah atau belum membayar dengan uang koin pada kotak amal yang telah

disediakan. Pembayaran pada kotak amal dengan uang koin Rp. 500 memberikan

peluang alasan terutama bagi warga yang tidak punya uang koin untuk tidak

membayar karena terbiasa membawa uang kertas.

Berdasarkan permasalahan tersebut, maka pada penelitian ini akan

berupaya memperbaiki sistem layanan umum air minum desa dengan penerapan

teknologi RFID (radio frequency identification) untuk pengendalian kran air

solenoid secara otomatis berdasarkan nomor identitas pelanggan. Dengan upaya

ini akan menjamin bahwa tidak sembarang penduduk desa dapat mengambil air

minum dari kran umum kecuali sudah teregistrasi melalui kartu RFID. Penerapan

teknologi ini memungkinkan sistem pembayaran air minum dengan sistem

layanan prabayar seperti layaknya pada handphone ataupun kWh meter digital.

Pada sistem layanan ini setiap penduduk desa yang berniat mengambil air minum

desa diwajibkan mendaftarkan diri untuk mendapat kartu RFID dengan nomor

register khusus. Alasan menggunakan kartu RFID karena nomor identitas bersifat

unik dan sangat rahasia sehingga tidak mudah diduplikasi oleh pihak yang tidak

bertanggungjawab. Setelah memperoleh nomor identitas, maka penduduk desa

diwajibkan membayar pulsa air minum minimal lima ribu rupiah. Kemudian

3

setiap kali penduduk desa hendak mengambil air, maka cukup dengan

mendekatkan kartu RFID pada sistem layanan otomatis yang akan mengecek

nomor identitas pelanggan dan sisa pulsa air. Bila nomor identitas pelanggan dan

sisa pulsa air memenuhi syarat maka sistem layanan akan membuka kran solenoid

sehingga penduduk desa dapat menampung air yang sudah keluar. Jika air yang

keluar sudah sesuai dengan batas volume yang sudah ditentukan sebesar 20 liter

maka kran solenoid akan menutup kembali secara otomatis.

Pengembangan sistem layanan air minum otomatis ini memerlukan

sistem perangkat keras dan perangkat lunak. Sistem perangkat keras meliputi

pembaca kartu RFID, sistem kontroler dengan mikrokontroler AT89S51,

penggerak kran solenoid, dan sensor aliran serta display LCD sebagai informasi

sisa pulsa air. Sedangkan perangkat lunak meliputi program membaca nomor

identitas kartu RFID, program pengujian sisa kuota pulsa air minum, program

kendali kran solenoid.

Pada penelitian sebelumnya ”Pengembangan prototipe sistem kendali

MP3 player berbasis Radio Frequency Identification dengan mikrokontroler

AT89S51 pada Sistem Pelayanan Informasi Objek Museum “ (Gede Nurhayata :

2014) telah berhasil melakukan pembacaan nomor identitas kartu RFID berbasis

mikrokontroler AT89S51 sehingga sistem ini dapat diterapkan pada aplikasi

sistem layanan umum air minum otomatis untuk mengindentifikasi identitas

pelanggan. Rancangan penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi

untuk meningkatkan sistem layanan umum air minum desa khususnya desa

Banyuning sehingga berdampak pada meningkatnya pendapatan biaya

pengelolaan dan pemeliharaan air minum desa.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas maka rumusan

permasalahannya adalah bagimanakah pengembangan sistem kontrol kran

solenoid berbasis RFID sehingga dapat menerapkan layanan air minum prabayar

secara otomatis?

4

1.3. Tujuan Khusus Penelitian

Tujuan khusus yang ingin dicapai melalui penelitian Hibah Bersaing

Institusi ini adalah :

1. Pada tahun pertama, melakukan pengembangan perangkat keras dan

perangkat lunak untuk sistem kendali otomatis pada kran selenoid berbasis

RFID sehingga dapat mengeluarkan air dengan batas volume tertentu

sebesar 20 liter per galon Aqua.

2. Pada tahun kedua, melakukan pengembangan perangkat lunak pada

mikrokontroller AT89S51 untuk penerapan layanan sistem prabayar.

1.4. Urgensi Penelitian

Permasalahan pada sistem pelayanan air minum desa khususnya di desa

Banyuning adalah sistem pembayaran air minum pada kran umum masih berbasis

sukarela pada kotak amal yang sudah disediakan sehingga biaya pendapatan

pengelola air desa akan sangat bergantung pada tingkat kesadaran warga. Adanya

kerugian biaya pengelolaan air desa rata-rata per bulan sebesar 60 persen menjadi

dasar utama penelitian ini dimana diperlukan upaya perbaikan terhadap sistem

pelayanan air minum desa dengan sistem registrasi berbasis radio frequency

identification (RFID) untuk pengendalian kran solenoid secara otomatis sehingga

dapat diterapkan sistem layanan prabayar kepada penduduk desa.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diperoleh melalui hasil penelitian Hibah Bersaing

Institusi ini antara lain :

1. Sebagai salah satu rancangan pengembangan sistem layanan air minum

otomatis melalui kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID dengan

sistem layanan prabayar

2. Bagi pembangunan dan pengembangan dibidang IPTEK dapat berguna

sebagai salah satu pengembangan aplikasi dibidang sistem kontrol

otomatis.

5

3. Bagi pembangunan dan pengembangan dibidang Sosial dapat berguna

terciptanya sistem pelayanan air minum desa secara merata sehingga

meningkatkan kesejahtraan masyarakat dalam menikmati air minum desa.

4. Bagi pembangunan dan pengembangan dibidang Budaya diharapkan

melalui sistem layanan air minum otomatis dapat meningkatkan kesadaran

warga untuk menghargai ketersediaan sumber daya air minum desa yang

sangat terbatas dengan melaksanakan kewajiban membayar iuran air

minum.

5. Bagi Peneliti memberikan pengalaman dalam perancangan sistem layanan

air minum otomatis melalui kendali kran selenoid berbasis RFID dan

penerapan sistem layanan prabayar.

6. Bagi Institusi, hasil rancangan produk inovativ ini diharapkan dapat

meningkatkan kualitas pendidikan lembaga Undiksha melalui penerapan

IPTEK.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. RFID (Radio Frequency Identification)

RFID adalah proses identifikasi menggunakan frekuensi gelombang radio

(Roy Want, 2006). RFID menggunakan frekuensi radio untuk membaca informasi

dari sebuah alat yang disebut RFID Tag Card (Li Yang, 2007). Sebuah sistem

RFID terdiri dari RFID Reader dan RFID Tag Card. RFID Reader dan RFID Tag

Card tersedia dalam bermacam-macam jenis, khusus untuk RFID Tag Card setiap

kartu memiliki data ASCII yang berbeda-beda. Fungsi umum dari RFID Reader

adalah sebagai penerima gelombang radio (RF), sedangkan fungsi umum dari

RFID Tag Card sebagai pemancar gelombang radio (RF). RFID Reader hanya

dapat menangkap data RFID Tag Card yang telah disesuaikan. RFID Tag Card

akan mengenali diri sendiri ketika mendeteksi sinyal dari alat yang kompatibel,

yaitu RFID Reader. RFID merupakan teknologi identifikasi yang fleksibel, mudah

digunakan dan sangat cocok untuk operasi otomatis. RFID mengkombinasikan

keunggulan yang tidak tersedia pada teknologi identifikasi yang lain. RFID dapat

disediakan dalam alat yang hanya dapat dibaca saja (Read Only) atau dibaca dan

ditulis (Read/Write), tidak memerlukan kontak langsung maupun jalur cahaya

untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai variasi kondisi lingkungan,

dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi. Sebagai tambahan, karena

teknologi ini sulit dipalsukan, maka RFID dapat menyediakan tingkat keamanan

yang tinggi. Pada sistem RFID, umumnya Tag Card ditempelkan pada suatu

obyek. Ketika Tag Card ini melalui medan listik yang dihasilkan oleh RFID

Reader yang sesuai, Tag Card akan mentransmisikan informasi yang ada pada

Tag Card kepada RFID Reader, sehingga proses identifikasi dapat dilakukan.

RFID terdiri dari tiga komponen, di antaranya adalah:

RFID Tag Card yaitu alat yang menyimpan informasi untuk identifikasi

objek. RFID Tag Card juga sering disebut transponder.

7

RFID Reader yaitu alat yang kompatibel dengan Tag Card RFID yang

berkomunikasi secara wireless dengan Tag Card

Antena yaitu alat untuk mentransmisikan sinyal RF antara RFID Reader

dengan RFID Tag Card.

RFID Reader ID-12

RFID Reader selain mempunyai penerima internal gelombang RF yang

berfungsi menangkap gelombang elektromagnetik, juga mempunyai fungsi khusus

untuk menangkap data-data analog dari gelombang RF yang dipancarkan oleh

RFID Tag Card dan mengubahnya menjadi data-data digital. Gambar 1

menunjukkan bentuk fisik dan tata letak dari masing-masing pin pada RFID

Reader ID-12. (Sparkfun, 2013).

(a). Bentuk fisik RFID Reader (b). Pin RFID Reader

Gambar 2.1 Bentuk fisik dan tata Letak Pin RFID Reader ID-12

RFID Reader ID-12 mempunyai spesifikasi:

Tegangan pada kaki 11 adalah +4,6 Volt hingga +5,5 Volt

Frekuensi yang digunakan adalah 125 KHz

Keluaran data digital dapat berupa format ASCII ataupun format Wiegand

pada kaki 8 dan kaki 9

Hanya dapat menangkap data dari RFID Tag Card yang berjenis EM 4001

RFID Tag Card EM 4001

RFID Tag Card EM 4001 adalah alat yang dibuat dari rangkaian elektronika dan

antena yang terintegrasi di dalam rangkaian tersebut. Rangkaian elektronik dari

RFID Tag Card umumnya memiliki memori sehingga Tag Card ini mempunyai

8

kemampuan untuk menyimpan data. Memori pada Tag Card dibagi menjadi sel-

sel. Beberapa sel menyimpan data Read Only, misalnya serial number yang unik

yang disimpan pada saat Tag Card tersebut diproduksi. Sel lain pada RFID Tag

Card mungkin juga dapat ditulis dan dibaca secara berulang. Berdasarkan catu

dayanya, RFID

Tag Card dapat digolongkan menjadi:

Tag Card Aktif yaitu Tag Card yang catu dayanya diperoleh dari baterai,

sehingga akan mengurangi daya yang diperlukan oleh RFID Reader dan

Tag Card dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang lebih jauh.

Kelemahan dari tipe ini adalah harganya yang mahal dan ukurannya yang

lebih besar karena lebih kompleks.

Tag Card Pasif: yaitu Tag Card yang catu dayanya diperoleh dari medan

listrik yang dihasilkan oleh RFID Reader, rangkaiannya lebih sederhana,

dan harganya jauh lebih murah, ukurannya kecil, dan lebih ringan.

Kelemahannya adalah Tag Card hanya dapat mengirimkan informasi

dalam jarak yang dekat.

2.2 Mikrokontroller AT89S51

Mikrokontroler AT89S51 merupakan sebuah sistem mikroprosseor

lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan

keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara

khusus (Benny, 2012). Mikrokontroller memiliki kemasan 40 pin dengan

arsitektur seperti pada Gambar 2.

Gambar 2.2. Hardware dan Arsitektur Mikrokontroller AT89S51

( Rachmad Setiawan,2006).

9

Beberapa fungsi operasi pada mikrokontroller AT89S51 akan digunakan dalam

proses penelitian ini sebagai berikut :

a) Operasi Aritmatika dan Logika yaitu suatu operasi mikrokontroller yang

mengatur dalam proses pengolahan data secara matematik dan pengambilan

keputusan dengan menggunakan fungsi logika. Operasi ini digunakan dalam

mendukung proses timer dan counter serta komunikasi data serial.

b) Operasi Timer dan Counter yaitu suatu operasi mikrokontroller yang

mengatur untuk pembangkitkan fungsi pewaktuan dan proses pencacahan

jumlah sinyal data yang masuk. Operasi ini digunakan dalam proses

pembacaan data Tag ID dari RFID Reader.

c) Operasi Komunikasi Data Serial yaitu suatu operasi mikrokontroller yang

mengatur proses komunikasi secara serial antara mikrokontroller dengan

perangkat luar seperti komputer (PC). Operasi ini digunakan dalam proses

pembacaan dan pengiriman data kode remote control dari sistem ke komputer

(PC).

2.3. Kran Solenoid

Gambar 2.3. Kran air solenoid

Kran air merupakan pintu untuk mengatur besarnya debit aliran air yang

keluar. Secara umum kran air dikendalikan secara manual menggunakan tangan

dengan cara memutar tuas kran. Kelemahan umum dari kran air manual adalah

mudah mengalami kerusakan mekanis sehingga kran ini memiliki umur yang

pendek. Disamping itu kelemahan khususnya adalah tidak dapat dilakukan

10

pengendalian secara kelistrikan sehingga tidak dapat digunakan pada sistem

kontrol dengan pengendalian tegangan.

Pada Gambar 3 memperlihatkan salah satu model kran air selenoid dimana

pada kran tersebut tidak terdapat tuas mekanik sebagai pengatur debit. Prinsip

kerja dari kran seleoid ini adalah dengan memberikan sinyal kendali listrik pada

kabel yang tersedia maka sebuah katup akan melakukan operasi membuka aliran.

Sebaliknya dengan meniadakan sinyal kendali listrik maka katup akan menutup

kembali. Kelemahan dari kran ini adalah tidak dapat dilakukan pengaturan variasi

debit air yang keluar seperti pada kran manual karena hanya memiliki 2 operasi

yakni operasi buka dan tutup.

2.4. Sensor Aliran

Pada Gambar 4 memperlihatkan sebuah sensor aliran air. Sensor ini

berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran air. Berdasarkan kecepatan aliran air

maka dapat diketahui besarnya jumlah volume air yang keluar. Penerapan sensor

aliran ini dapat dilihat pada sistem pengisian bahan bakan bermotor di SPBU

dimana volume bensin yang keluar dapat dibatasi berdasarkan biaya yang dibayar

oleh pembeli. Aplikasi sensor aliran ini akan dapat juga diterapkan pada sistem

layanan air minum otomatis dimana volume air yang dikeluarkan akan

disesuaikan dengan nilai pembayarannya.

Gambar 2.4. Sensor aliran air

11

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian riset terapan untuk menguji dan

menerapkan teori dengan mengembangkan serta menghasilkan produk sehingga

dapat memecahkan persoalan secara nyata. Dalam riset pengembangan atau

Research and Development (R & D) bertujuan untuk mengembangkan, menguji

kemanfaatan dan efektivitas produk (model) yang dikembangkan, baik produk

teknologi, material, organisasi, metode, alat-alat dan sebagainya. Secara umum,

riset pengembangan mencakup langkah-langkah pengembangan dan pengujian

produk sebagai berikut:

a. melakukan kajian, baik secara teori maupun produk sejenis yang sudah ada,

untuk menghasilkan produk baru yang ”lebih baik”

b. mengembangkan prototipe produk baru

c. melakukan uji terhadap produk yang telah dikembangkan, baik melalui ahli,

pengguna maupun kemanfaatan.

d. merevisi produk berdasarkan hasil uji produk tersebut

e. melakukan uji ulang produk yang telah diperbaiki; dan

f. merumuskan produk akhir, dan panduan penggunaannya

Berdasarkan langkah pengembangan pertama di atas telah dilakukan suatu kajian

literatur terhadap keberadaan produk sejenis yang akan dikembangkan. Dari hasil

kajian diperoleh bahwa aplikasi radio frequency identifcation (RFID) pada proses

pengendalian kran air solenoid untuk layanan air minum memang belum pernah

ada. Saat ini, aplikasi RFID lebih banyak dimanfaatkan pada sistem identifikasi

benda seperti sistem absensi karyawan, dan sistem identifikasi barang serta sistem

keamanan. Oleh karena itu, pada tahap pertama ini, diperlukan kajian secara teori

untuk mengetahui kebutuhan yang diperlukan dalam pengembangan produk

layanan air minum desa berbasis RFID. Pada Gambar 4.1. memperlihatkan hasil

pengamatan di lapangan di Desa Banyuning, Singaraja.

12

Gambar 3.1. Sistem layanan air minum desa berbasis kran manual

Tampak pada gambar di atas dimana pengambilan air minum desa oleh

penduduk masih melalui kran secara manual. Karena kran air dioperasikan

banyak tangan, sering kali mengakibatkan kran air mengalami kerusakan. Oleh

karena itu, dibutuhkan biaya perawatan untuk pengadaan sejumlah kran pada tiap

tahunnya. Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan, tampak warga di luar desa

juga ikut mengambil air dalam volume banyak (diangkut dengan mobil dengan

tujuan bisnis untuk dijual kembali) di atas jam 10 malam tanpa membayar. Hal

tersebut tentu saja merupakan kasus pencurian yang dilakukan oleh warga luar

desa sehingga mengakibatkan kerugian dari hasil pendapatan air desa.

Disamping masalah kran air, ada masalah yang paling utama yakni tidak

maksimalnya pendapatan air desa melalu sistem pembayaran melalui kotak amal.

Pendapatan air yang tidak maksimal karena tidak semua warga sadar untuk

membayar setelah mengambil air desa. Beberapa alasan yang menyebabkan

sebagian warga tidak membayar antara lain : sebagian besar warga hanya

memiliki uang kertas minimal Rp.1000,- sedangkan pada kotak amal telah

ditentukan biaya pengambilan air desa per galon sebesar Rp. 500,-. sehingga

warga tidak berkenan membayar kecuali mengambil air lebih dari dua galon.

Disamping itu, tidak adanya pengawasan terhadap kotak amal sehingga ada warga

yang dengan sengaja tidak mau membayar. Kondisi inilah yang memberikan

peluang terjadinya pencurian air minum desa oleh warga di luar desa.

13

Oleh karena itu, berdasarkan hasil pengamatan di atas terhadap masalah di

lapangan, dapat diperoleh hasil kajian sebagai berikut :

1. Dibutuhkan pengembangan produk dimana produk yang baru tidak lagi

menggunakan layanan melalui kran air secara manual sehingga warga luar

desa tidak dapat dengan mudah mengakses air minum desa.

2. Dibutuhkan sistem pembayaran dimana produk baru yang tidak lagi

menggunakan layanan kotak amal baik dengan uang logam (koin) maupun

uang kertas sehingga diharapkan tidak membutuhkan tenaga pengawas.

Berdasarkan analisis kebutuhan di atas maka tahap pengembangan yang kedua

adalah merancang suatu model produk baru seperti tampak pada Gambar 3.2 .

Pada gambar tersebut, terlihat tidak lagi menggunakan kran air manual melainkan

hanya sebuah pipa pengeluaran. Untuk proses mengambil air desa, syaratnya

adalah warga harus memiliki kartu identitas sebagai pelanggan air minum desa.

Sebagai kartu tanda pengenal pelanggan, dalam penelitian ini menggunakan

identifikasi kartu dengan sistem gelombang radio atau radio frequency

identification (RFID). Alasan memilih kartu jenis ini yakni memberikan

kemudahan dalam penggunaannya dimana arah kartu dapat dilakukan pada

sembarang posisi asalkan posisi kartu masih dalam jangkauan sensor pembacanya.

Disamping itu, kartu jenis ini dipilih karena nomor identitas kartu tidak tampak

secara nyata dan tidak dapat diduplikat oleh siapapun sehingga memberikan

sistem keamanan yang cukup tinggi. Oleh karena itu, pada model produk yang

dikembangkan ini membutuhkan komponen sensor RFID sebagai pembaca kartu

pelanggan air minum desa.

Gambar 3.2. Model sistem layanan air minum desa berbasis RFID

14

Setelah mengembangkan model sistem layanan air minum desa di atas, maka

langkah berikutnya adalah mengembangkan sistem kontrol dari model tersebut

secara detail dalam bentuk diagram blok sistem seperti diperlihatkan pada Gambar

3.3. di bawah ini.

Gambar 3.3. Sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID

Pada gambar di atas, tampak beberapa komponen yang digunakan untuk

membangun sistem layanan air minum desa antara lain :

1 RFID reader

berfungsi untuk mendeteksi atau mengenali kartu jenis RFID dan

membaca nomor identitas kartu.

2 Mikrokontroller

berfungsi mengatur proses pembacaan nomor kartu RFID, pengecekan

nomor identitas kartu yang terdaftar, pengendalian kran solenoid,

pembacaan volume aliran dan menampilkan informasi volume air dan

kuota pulsa airnya.

3 Sensor aliran

berfungsi untuk mengukur volume air yang mengalir berdasarkan

kecepatan aliran airnya.

15

4 Kran solenoid

berfungsi untuk membuka dan menutup aliran air dari sumber air menuju

pipa saluran keluaran.

5 Display (LCD)

berfungsi untuk menampilkan informasi proses pembacaan kartu ,

pembacaan volume air dan informasi pulsa air.

Cara kerja sistem :

Pelanggan yang hendak mengambil air minum desa, harus mendekatkan

kartunya pada sensor RFID reader. Nomor identitas kartu pelanggan akan dibaca

oleh RFID reader dan dikirim ke mikrokontroller. Sebelum mikrokontroler

membuka kran solenoid, maka mikrokontroler akan melakukan pengecekan secara

sistematis mulai dari valiadasi nomor pelanggan yakni apakah nomor pelanggan

telah terdaftar pada sistem ataukah belum. Jika nomor pelanggan dinyatakan

terdaftar, kemudian mikrokontroller akan melakukan pengecekan berikutnya

terhadap kuota pulsa airnya yakni apakah pulsa airnya telah habis atau belum.

Apabila salah satu dalam proses pengecekan tidak terpenuhi, maka kran solenoid

akan tetap tertutup. Sebaliknya apabila nomor pelanggan dinyatakan telah

terdaftar dan pulsa airnya masih mencukupi, maka kran air akan terbuka sehingga

air dari sumber akan mengalir menuju pelanggan. Selama proses aliran air

tersebut, mikrokontroler akan melakukan pembacaan jumlah volume air yang

keluar. Apabila volume air sudah mencapai batas yang telah ditentukan maka kran

solenoid akan menutup kembali secara otomatis. Selanjutnya, setelah kran ditutup,

mikrokontroler akan melakukan perubahan data terbaru terhadap pulsa air

pelanggan dengan melakukan pengurangan nilai pulsa pelanggan sesuai tarif yang

telah ditentukan. Demikian prosesnya akan berulang kembali ke awal.

Berdasarkan uraian kerja sistem di atas, maka langkah pengembangan

berikutnya yakni perancangan algoritma perangkat lunaknya seperti tampak pada

Gambar 3.4 di bawah ini.

16

Gambar 3.4. Algoritma perangkat lunak layanan air minum desa berbasis RFID

Pada gambar di atas, algoritma perangkat lunak akan ditanamkan pada

mikrokontroller AT89S52 dengan menggunakan bahasa assembly. Oleh karena

mikrokontroller sebagai jantung utama dalam sistem kontrol maka proses

pengembangan akan dilakukan terhadap perangkat lunak dengan rincian sebagai

berikut :

a) Pembacaan nomor kartu RFID Reader

b) Pengecekan nomor identitas kartu pada tabel

c) Pengendalian kran solenoid

d) Pembacaan volume air yang keluar

e) Pembaharuan pulsa air

Dalam proses pengembangan perangkat lunak di atas memerlukan perangkat keras

yang sesuai untuk proses pengujian kinerjanya. Beberapa perangkat keras yang

dikembangkan pada tahun pertama ini adalah sebagai berikut :

17

1. Pengembangan rangkaian pembacaan nomor kartu RFID tipe 125 kHz

dengan format ID-12 dan hasilnya ditampilkan pada layar LCD M1632.

2. Pengembangan rangkaian driver kran solenoid untuk kendali buka dan

tutup.

3. Pengembangan inverter untuk pengoperasian pompa air dari catu daya DC

12V.

Rangkaian Pembaca Kartu RFID

Rangkaian pembaca kartu RFID berfungsi untuk mengidentifikasi jenis

kartu RFID. Beberapa jenis kartu RFID tersedia dipasaran dengan frekuensi kerja

yang berbeda. Pada penelitian ini dipilih jenis kartu RFID dengan tipe frekuensi

kerja 125 kHz dengan format data ID-12. Jenis kartu ini dipilih karena bekerja

pada frekuensi rendah sehingga memiliki jangkauan pembacaan yang pendek

maksimal 10 cm. Disamping itu, alasan yang lain adalah kemudahan dan

terjangkaunya harga kartu RFID pasif sehingga dapat menekan biaya pengadaan

kartu pelanggan. Untuk mengenali jenis kartu RFID tersebut dibutuhkan tipe

RFID reader yang sesuai sehingga dalam aplikasinya apabila ada pelanggan yang

menggunakan kartu RFID dengan frekuensi kerja yang berbeda, maka tidak akan

dikenali. Adapun pengembangan rangkaian pembaca kartu RFID diperlihatkan

pada Gambar 3.5 di bawah ini.

Gambar 3.5. Rangkaian pembaca kartu RFID tipe 125 kHz

18

Adapun cara kerja rangkaian pembaca kartu RFID pada gambar 3.5 adalah

ketika ada kartu pasif RFID didekatkan pada RFID Reader ID-12 maka RFID

reader akan mendeteksi sinyal elektromagnetik yang dipancarkan oleh kartu

tersebut dan mengubahnya menjadi sinyal data digital untuk dikirim ke

mikrokontroler AT89S52. Kemudian mikrokontroler melakukan proses

pengolahan data digital dan menampilkan nomor identitas kartu pada layar LCD

M1632.

Rangkaian Driver Kran Solenoid

Kran solenoid merupakan kran yang berfungsi untuk mengatur aliran air

dengan menggunakan kumparan solenoid sebagai tenaga penggerak tuasnya.

Adapun kran solenoid yang digunakan dalam penelitian ini diperlihatkan pada

Gambar 3.6. di bawah ini. Kran solenoid pada kondisi normal, katupnya dalam

keadaan tertutup. Untuk membuka kran solenoid maka pada kumparannya harus

dihubungkan dengan sumber tegangan searah sehingga mengalir arus pada

kumparan tersebut dan menimbulkan magnet yang akan menarik tuas kran untuk

membuka. Apabila sumber tegangannya diputuskan maka kran solenoid kembali

pada keadaan normal tertutup.

Gambar 3.6. Konstruksi kran solenoid

Untuk menggerakkan kran solenoid dibutuhkan arus penggerak pada

kumparannya dengan nilai yang cukup besar. Sedangkan sinyal kendali yang

digunakan untuk menggerakkan kran tersebut diberikan oleh mikrokontroller.

Karena arus sinyal kendali dari mikrokontroler sangat rendah dibatasi maksimum

20 mA maka arus keluaran dari mikrokontroller tidak dapat langsung digunakan

19

untuk menggerakkan kran solenoid yang membutuhkan arus kerja sebesar 450

mA. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah rangkaian driver yang sesuai untuk

menghubungkan antara mikrokontroller dengan kran solenoid. Adapun

pengembangan rangkaian penggerak atau driver solenoid diperlihatkan pada

Gambar 3.7 di bawah ini.

Gambar 3.7. Rangkaian penggerak (driver) kran solenoid

Pada gambar di atas, rangkaian penggerak kran solenoid dibangun dengan

menggunakan 2 (dua) buah transistor dalam konfigurasi sebagai transistor

darlington dengan tujuan agar arus basis yang dibutuhkan jauh di bawah arus

kendali dari mikrokontroller sehingga sinyal kendalinya tidak mengalami

pembebanan.

Rangkaian Inverter Pompa Air

Dalam penelitian ini, simulator untuk sumber air menggunakan air yang

disirkulasikan dari bak air dengan menggunakan sebuah pompa air aquarium.

Pompa air aquarium bekerja pada sumber tegangan bolak-balik 220 Vac.

Sedangkan dalam prototipe ini menggunakan sumber tegangan searah 12 Vdc.

Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah rangkaian inverter untuk mengubah sumber

tegangan searah 12Vdc menjadi tegangan bolak-balik 220 Vac sehingga pompa

air dapat bekerja normal. Adapun pengembangan rangkaian inverter untuk pompa

air diperlihatkan pada Gambar 3.8.

20

Gambar 3.8. Rangkaian inverter pompa air aquarium

Pada gambar di atas terlihat bahwa sebuah rangkaian multivibrator astabil

digunakan untuk mengendalikan sebuah transformator step up 12Vdc/220Vac.

Pada keluaran inverter dipasang sebuah kapasitor yang berfungsi sebagai filter

frekuensi harmonisa sehingga diperoleh tegangan keluaran sinus murni.

Pengendalian inverter dilakukan dengan mengendalikan tegangan untuk rangkaian

multivibrator astabil. Apabila sinyal kemudi dari mikrokontroler pada pin P1.1

diberikan logika 1 maka inverter akan diaktifkan, dan sebaliknya jika diberi logika

0 maka inverter dimatikan. Dengan cara tersebut, pompa air dapat dikendalikan

dengan sinyal kemudi yang rendah.

Setelah semua bagian sistem perangkat keras telah dirancang, kemudian

langkah selanjtnya adalah mengembangkan rancangan prototipe produk layanan

air minum desa berbasis RFID seperti diperlihatkan pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Prototipe perangkat keras layanan air minum desa berbasis RFID

21

Pengembangan Perangkat Lunak

Setelah prototipe perangkat keras selesai dikembangkan seperti pada

Gambar 3.9 maka langkah selanjutnya adalah pengembangan perangkat lunak

yang meliputi pembacaan kartu RFID, pembacaan sensor aliran untuk mengukur

volume air dan pengendalian kran solenoid serta rangkaian inverter.

Pembaca nomor kartu RFID

Sebagai tanda pengenal atau identitas pelanggan air minum desa

digunakan sebuah kartu jenis RFID yang mana dalam hal ini dipilih tipe EM4001

dengan nomor ID 12 digit. Sebelum mengembangkan perangkat lunaknya perlu

mengetahui format data dari kartu tersebut seperti diperlihatkan pada Gambar 3.10

di bawah ini.

Gambar 3.10 Format data kartu RFID ID-12

pada format data tersebut terlihat bahwa data dikirim dengan diawali oleh start

byte (STX), kemudian diikuti dengan dua byte data (D1-D2) yang menunjukkan

tipe kartu. Setelah dikirim tipe kartu kemudian diikuti dengan 6 byte data (D3-D8)

yang menunjukkan nomor identitas kartu. Untuk menguji kebenaran data yang

diterima dikirimkan pula 2 byte data koreksi (CS1 dan CS2) sebagai ceksum.

Selanjutnya diikuti dengan 3 byte data yakni CR (carrier return) , LF (line feed)

dan ETX (end text) sebagai tanda akhir dari data yang diterima.

Setelah mengenal format data kartu RFID dengan ID-12 tersebut, maka

langkah berikutnya adalah menentukan prosedur yang harus dikembangkan pada

perangkat lunak sebagai instruksi yang akan ditanamkan pada mikrokontroler.

Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pembacaan nomor

kartu RFID adalah sebagai berikut :

1 Mendeteksi byte data start dengan nilai 02h, jika byte data start yang

diterima salah, maka proses ini akan berulang sampai byte start yang

diterima benar.

22

2 Jika byte start benar, kemudian membaca sejumlah 12 byte data yakni D1-

D8, CS1,CS2, CR dan LF sampai diterima data end text (ETX).

3 Setelah data semua diterima, kemudian menguji validasi data yang

tujuannya untuk mengetahui apakah data yang diterima sudah benar

ataukah salah. Hal ini bisa dicek dengan membandingkan data dengan nilai

ceksumnya. Jika data benar maka hasilnya ditandai dengan logika 0,

sebaliknya jika data salah ditandai dengan logika 1.

4 Setelah validasi data benar, kemudian data diolah agar dapat ditampilkan

pada layar LCD M1632. Data yang diterima dari kartu RFID semuanya

masih dinyatakan dalam format bilangan ASCII sehingga harus diubah

terlebih dahulu ke dalam format heksadesimal. Data yang diolah hanyalah

6 byte data yakni (D3 - D8) karena data inilah yang menunjukkan identitas

kartu RFID. Keenam byte data tersebut setelah diolah menjadi bilangan

heksadesimal harus dikonversi lagi menjadi bilangan desimal dengan

menggunakan metode konversi heksa ke desimal.

5 Setelah data identitas kartu dikonversi ke nilai desimal, maka sebelum

dikirim ke LCD M1632 harus diubah lagi setiap nilai desimalnya ke dalam

format ASCII sehingga nilai identitas kartu RFID dalam format desimal

dapat ditampilkan pada display.

Pada Gambar 3.11 memperlihatkan algoritma program utama pembaca kode ID

Card dari RFID Reader ID-12.

Gambar 3.11. Algoritma program pembaca kode ID Card

23

Penjelasan Algoritma pada Gambar 3.9 sebagai berikut :

Saat pertama kali perangkat pembaca kartu RFID dihidupkan maka

mikrokontroler akan melakukan langkah inisialisasi sebagai berikut :

a. Penetapan variabel data untuk penyimpan data nomor kartu dari RFID

reader.

b. Penetapan variabel kontrol dalam proses komunikasi data serial antara

mikrokontroler dengan RFID seperti baud rate atau kecepatan transmisi

data. Dalam penelitian ini menerapkan baud rate 9600 bps.

c. Penetapan variabel kontrol pada layar LCD M1632 dalam proses penulisan

data karakter.

Setelah inisialisasi selesai, maka proses dilanjutkan dengan pembacaan data paket

dari RFID reader. Dalam proses ini terdapat perintah sebagai berikut :

a. Menunggu adanya sinyal start dimulainya penerimaan data serial dari

RFID Reader ID-12 ke mikrokontroller. Jika tidak ada sinyal start, maka

proses akan tetap menunggu sampai ada sinyal start yang valid.

b. Menerima dan menyimpan data yang diterima pada register serial buffer

ke register data memori

c. Menguji validasi data dengan menghitung jumlah data yang diterima

sebanyak 12 data ASCII. Jika jumlah data kurang dari 12 maka data yang

masuk dinyatakan tidak sah (invalid)

Setelah data yang masuk dinyatakan valid dan telah disimpan pada memori data,

maka dilanjutkan dengan pengolahan data dengan mengubah data ASCII menjadi

data heksadesimal. Dalam proses ini terdapat perintah sebagai berikut :

a. Mengambil dan memisahkan nilai data berdasarkan bobotnya mulai dari

MSB sampai LSB.

b. Mengalikan nilai data dengan nilai setiap bobotnya

c. Menjumlahkan semua nilai hasil perkalian untuk diperoleh nilai total

konversi dari heksadesimal ke bilangan desimal.

Setelah konversi data selesai diubah, maka hasilnya ditampilkan ke layar LCD

M1632 dengan instruksi perintah sebagai berikut :

a. Mengirim perintah pemesanan baris dan kolom tempat penulisan data

b. Mengirim data ke layar LCD

24

Pengukur Volume Air

Setelah dilakukan pengembangan perangkat keras untuk pembaca nomor

kartu RFID, maka dilanjutkan dengan pengembangan perangkat lunak untuk

mengukur volume air dengan mengolah data dari sensor aliran seperti pada

Gambar 3.12. Pengukuran volume air bertujuan untuk menyesuaikan agar volume

airnya sesuai dengan aturan yang ditetapkan untuk setiap satu kali pengambilan

air dengan kartu RFID.

Gambar 3.12 Sensor aliran dengan spesifikasinya

Pada spesifikasinya diketahui bahwa laju air berkisar antara 1 Liter sampai 30

Liter per menit. Karena sinyal keluarannya berupa pulsa gelombang kotak maka

frekuensinya dinyatakan dengan rumus :

f = 7,5. Q

dimana :

f = frekuensi pulsa air (Hz)

Q = debit air (Liter/menit)

Jadi dari persamaan tersebut dapat diketahui frekuensi pulsa air berdasarkan

lajunya berkisar antara 7,5 Hz sampai 225 Hz. Pada laju air 1 liter/menit

bersesuaian dengan frekuensi pulsa 7,5 Hz. Dengan demikian nilai 1 pulsa air

sama dengan 2,22 mL. Contoh misalnya jika kita menakar air untuk volume 250

mL maka jumlah pulsa air yang dihasilkan dalam 1 detik sebanyak 112 pulsa.

Dalam proses pengembangan program pembaca volume air pada prinsipnya

adalah membaca jumlah pulsa yang masuk ke mikrokontroller kemudian

mengolah nilainya sehingga dapat menampilkan volume dalam satuan mili Liter

(mL).

25

Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pembacaan volume air

adalah sebagai berikut :

1 Inisialisasi variabel data, komunikasi serial dan kontrol display LCD

M1632.

2 Menghitung jumlah pulsa air dalam periode tetap dan mengubah menjadi

frekuensi.

3 Mengolah data frekuensi menjadi nilai volume yang sebenarnya.

4 Menampilkan nilai volume pada layar LCD M1632.

Berdasarkan algoritma tersebut, dapat digambarkan diagram alir (flow chart)

seperti tampak pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13. Algoritma program pengukur volume air

Pulsa Air

Pulsa air merupakan suatu ukuran yang bersesuaian dengan jumlah volume

air yang dapat dikeluarkan dari kran air. Nilai pulsa air dinyatakan dengan nilai

harga dari volume air. Misalnya, harga satuan pulsa air Rp. 500,- untuk volume air

250 mL. Sehingga jika pelanggan membeli pulsa air dengan nilai harga Rp. 5000,-

maka jumlah volume air yang dapat diambil sebesar 2500 mL. Oleh karena itu,

dalam layanan ini sistem harus mampu menampilkan informasi jumlah pulsa air

dalam bentuk nilai rupiah.

26

Informasi jumlah pulsa air dari pelanggan disimpan pada memori

EEPROM eksternal AT24C02 , seperti pada Gambar 3.14. Memory ini memiliki

kapasitas penyimpanan sebanyak 2 kbyte. Sementara data pulsa pelanggan akan

disimpan pada satu byte register. Sehingga dengan kapasitas dari memori

eksternal ini akan mampu menampung jumlah pelanggan sebanyak 2 ribu

pelanggan. Adapun keunggulan memori ini adalah bersifat non volatile artinya

manakala terjadi pemadaman listrik pada sistem maka data pulsa pelanggan tidak

akan hilang atau lenyap.

Pada satu byte register dari memori eksternal dapat menyimpan nilai data

antara 0 sampai 255. Dengan nilai maksimal 255 dan bila satu pulsa harganya Rp.

500,- maka jumlah pulsa air yang dapat dibeli maksimal sebesar Rp. 127.000,-.

Nilai ini sudah lebih dari cukup untuk pembelian pulsa sesuai kemampuan

pelanggan.

Gambar 3.14. Sistem penyimpanan pulsa air pada memory eksternal

Pada gambar 3.14 terdapat keypad yang berfungsi untuk memasukkan nilai pulsa

air ke memori eksternal AT24C02 ketika terjadi pembelian pulsa air. Nilai pulsa

air yang dimasukkan dinyatakan dalam nilai rupiah. Setelah pulsa dimasukkan

melalui keypad maka mikrokontroller akan mengkonversi nilai pulsa menjadi data

byte dan menambahkannya dengan sisa pulsa pelanggan. Sebaliknya ketika terjadi

proses pengeluaran air dari kran, maka mikrokontroller akan membaca jumlah

volume air sesuai satuan harga per mili liternya dan kemudian melakukan estimasi

untuk memperbaharui jumlah pulsa air pelanggan.

27

Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pembacaan pulsa air

adalah sebagai berikut :

1 Inisialisasi variabel data, komunikasi serial dan kontrol display LCD

M1632.

2 Menghitung jumlah pulsa air pada memori data eksternal dan

menampilkan pada layar LCD nilai pulsa air dalam satuan rupiah.

3 Membaca jumlah volume air yang keluar dan mengestimasi jumlah pulsa

air pelanggan

4 Menyimpan kembali sisa pulsa pelanggan ke memori eksternal

Berdasarkan algoritma tersebut, dapat digambarkan diagram alir (flow chart)

seperti tampak pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15. Sistem pembacaan pulsa air pada memory eksternal

28

Kendali Kran Solenoid

Kran solenoid berfungsi sebagai pengendali jumlah volume aliran air yang

dibutuhkan oleh pelanggan. Pengendalian kran solenoid berupa proses membuka

dan menutup kran sesuai kondisi bersyarat yang telah ditetapkan pada sistem.

Kondisi bersyarat pada sistem layanan air prabayar ini terdiri dari dua kondisi

yakni pertama, proses membuka kran jika dipenuhi kondisi dimana identitas kartu

RFID pelanggan telah terdaftar pada sistem, dan jumlah pulsa air pelanggan tidak

kosong. Jika salah satu kondisi tersebut tidak dipenuhi, maka kran solenoid tidak

akan terbuka. Kemudian kondisi kedua yakni dalam proses menutup kran terjadi

jika jumlah pulsa air telah habis ketika pelanggan sedang menampung air yang

keluar. Disamping itu, proses penutupan kran dapat terjadi secara paksa ketika

pelanggan masih menampung air dimana tujuannya adalah untuk pembatasan

pulsa air oleh pelanggan sesuai kebutuhan.

Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pengendalian kran air

adalah sebagai berikut :

1 Membaca dan mengecek nomor ID pelanggan

2 Membuka kran jika nomor ID terdaftar dan ada pulsa air

3 Menutup kran jika pulsa air habis atau ada kartu RFID yang terdaftar

Berdasarkan algoritma tersebut, dapat digambarkan diagram alir (flow chart)

seperti tampak pada Gambar 3.16

Gambar 3.16. Sistem pengendalian kran air

29

3.2. Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dilakukan di Lab Elektronika dan Workshop 1 Jurusan

D3 Teknik Elektronika (TE) Undiksha Singaraja.

3.3. Subyek dan Obyek Penelitian

Subyek penelitian ini adalah sistem kontrol otomatis kran solenoid

berbasis RFID. Objek penelitian adalah desain perangkat keras (Hardware) dan

perangkat lunak (Software) pada sistem pelayanan air minum desa otomatis

melalui kendali kran selenoid berbasis RFID.

3.4. Metode Pengumpulan Data

Dalam penelitian ini, dilakukan pengujian terhadap kinerja perangkat keras

dan perangkat lunak pada sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID.

Pengumpulan data dilakukan melalui pengukuran parameter dengan alat ukur

voltmeter, dan osiloskop serta pengamatan langsung. Data yang dikumpulkan

meliputi data pembacaan kartu RFID, data pengukuran volume air, data tegangan

inverter serta data tegangan driver kran solenoid.

3.5. Analisis Data

Analisis data bertujuan untuk mengevaluasi hasil pengembangan

perangkat keras dan lunak berdasarkan data pengamatan. Analisis data dilakukan

secara kualitatif dan deskriptif. Analisis kualitatif digunakan untuk mengevaluasi

kinerja perangkat keras, sedangkan analisis deskriptif digunakan untuk

mengevaluasi kinerja sistem secara keseluruhan.

30

BAB IV

HASIL PENELITIAN

4.1. Hasil Penelitian

Berdasarkan pada hasil pengembangan perangkat keras dan lunak selama

proses pelaksanaan penelitian diperoleh hasil penelitian berupa kinerja dari

perangkat keras dan perangkat lunak serta kinerja keseluruhan dalam bentuk

prototipe sistem layanan air minum berbasis radio frequency identification

(RFID). Adapun kinerja hasil penelitian perangkat keras dan lunak meliputi :

1 Kinerja pembacaan kartu RFID

2 Kinerja pengukur volume air

3 Kinerja driver kran solenoid

4 Kinerja inverter pompa aquarium

5 Kinerja pengendalian kran air

6 Kinerja pembacaan pulsa air

Kinerja Pembacaan Kartu RFID

Pada gambar 4.1 menunjukkan hasil pengembangan perangkat keras untuk

proses pembacaan kartu RFID dimana nomor kartu ditampilkan pada display

LCD.

(a). Hardware pembaca kartu RFID (b). Jenis kartu RFID

Gambar 4.1. Hardware pembaca kartu RFID dan jenis kartunya

31

Pada saat perangkat dihubungkan dengan catu daya dari baterai kotak 9 V maka

pertama kali menginisialisasi pada layar LCD dengan menampilkan pesan :

selanjutnya sebuah kartu RFID yang nomornya telah diketahui didekatkan pada

perangkat tersebut. Hasil pembacaan nomor kartu RFID tampak jelas seperti pada

gambar di atas dimana nomor kartu RFID ditampilkan dalam jumlah 8 digit.

Jika kita bandingkan pada nomor kartu yang tertera seperti tampak pada gambar

4.1 (b) dimana nilainya terdiri dari 8 digit yakni 11108305, maka dapat

disimpulkan bahwa kinerja perangkat lunak dalam proses pembacaan nomor kartu

RFID telah bekerja dengan baik.

Setelah perangkat berhasil membaca nomor kartu RFID maka pengujian

berikutnya melihat kinerja apakah perangkat lunak mampu mengidentifikasi

nomor pelanggan sesuai dengan nomor kartu RFID. Karena nomor kartu RFID

yang dibawa pelanggan nomornya acak maka perlu diberi urutan nomor agar

mudah untuk mengenali nomor pelanggan. Pemberian nomor urut pelanggan

dinyatakan dalam digit 000 sampai 999 sehingga memungkinkan kapasitas

pelanggan sebanyak 1000 orang.

Pada gambar 4.2 menunjukkan hasil identifikasi nomor kartu RFID dan nomor

urut pelanggannya. Dari gambar tersebut, setelah catu daya dihidupkan

mikrokontroler menyiapkan permintaan untuk memasukkan kartu RFID. Jika

nomor kartu pelanggan telah terdaftar maka akan muncul pesan seperti tampak

pada gambar 4.2 (b) dimana pada gambar tersebut nomor urut kartu 009 telah

berhasil dideteksi karena sudah terdaftar.

32

(a) Pembacaan kartu RFID (b). Identifikasi nomor pelanggan

Gambar 4.2. Identifikasi nomor pelanggan dengan kartu RFID

Berdasarkan hasil kinerja perangkat keras dan lunak di atas dalam proses

identifikasi nomor pelanggan dapat dinyatakan bahwa perangkat keras dan

programnya sudah bekerja dengan baik sehingga mampu merespon dan

mengidentifikasi nomor pelanggan dengan tepat.

Kinerja Pengukur Volume Air

Pada gambar 4.3 menunjukkan hasil pengembangan perangkat keras untuk

proses pengukuran volume air dengan menggunakan sensor aliran dimana nilai

volumenya ditampilkan pada display LCD.

Gambar 4.3. Hardware pembaca volume air

Pada saat perangkat pengukur volume air dihubungkan dengan catu daya maka

pertama kali menampilkan pesan berupa identifikasi nomor pelanggan sebagai

berikut :

33

Pesan ini bertujuan memberitahukan kepada pelanggan bahwa sistem layanan air

dalam kondisi siap menerima permintaan nomor identitas pelanggan dengan

mendekatkan kartu RFID. Setelah pelanggan memasukkan kartu RFID, dan

apabila kartu dinyatakan terdaftar maka muncul pesan ucapan “ Selamat Datang “

dan menampilkan nomor urut pelanggan “009” seperti gambar 4.4 (a) , kemudian

kran solenoid dibuka seperti gambar 4.4 (b).

(a) Identifikasi pelanggan (b) Pembukaan kran solenoid

Gambar 4.4. Pembukaan kran solenoid dengan kartu RFID

Setelah pembukaan kran solenoid, mulai menampilkan pesan pembacaan volume

air yang dinyatakan dengan satuan Liter seperti pada gambar 4.5. (a).

(a) Persiapan membaca volume air (b) Penutupan kran pada volume 1,5 Liter

Gambar 4.5. Pembacaan volume air pada volume 1,5 Liter.

Kemudian pada gambar 4.5.(b), menampilkan proses pembacaan volume air yang

dibatasi pada nilai volume 1500 mL atau 1,5 Liter. Setelah nilai volume tersebut

tercapai maka instruksi berikunya adalah mikrokontroller AT89S52 mengirim

pesan untuk menutup kran solenoid sehingga aliran air dihentikan. Tujuan

pembatasan volume air ini adalah untuk menguji apakah volume air yang terukur

sudah sesuai dengan takaran volume yang sebenarnya. Dalam pengujian ini,

penakar volume air digunakan sebuah botol aqua dengan volume 1,5 Liter,

sehingga keberhasilan dari pengujian ini adalah volume air tidak melimpah dan

tepat pada batas mulut botol.

34

Kinerja Driver Kran Solenoid

Dalam pengaturan volume air dilakukan dengan mengatur laju aliran air

dengan cara membuka dan menutup kran solenoid berdasarkan nilai volume yang

sudah ditentukan. Untuk operasi membuka dan menutup kran solenoid dengan

cara mengalirkan arus listrik ke kumparannya pada tegangan kerja 12 Volt. Pada

gambar 4.6 menampilkan hasil rancangan driver kran solenoid.

(a) Rangkaian driver (b) Hardware driver

Gambar 4.6. Rangkaian dan Hardware driver kran solenoid

Pengujian kinerja driver solenoid dilakukan dengan menghubungkan sinyal

kendali pada terminal input yang dihubungkan pada pin Port P1.1 dari

mikrokontroller. Kemudian mengukur tegangan kerja pada kumparan solenoid

setelah menerima sinyal kendali tersebut apakah nilainya normal atau tidak. Dari

hasil pengujian diperoleh data seperti pada tabel 5.1 di bawah ini:

Tabel 4.1. Pengujian driver solenoid

Sinyal Input

Tegangan kumparan

kran solenoid

Kondisi

kran solenoid

0 Volt 0 Volt menutup

5 Volt 12 Volt membuka

Pada tabel tersebut terlihat bahwa kumparan kran solenoid mendapat tegangan

kerja normal ketika mendapat sinyal input 5 Volt (logika 1) sehingga kondisi kran

berhasil terbuka secara penuh. Sementara itu, pada saat sinyal input bernilai 0

Volt sehingga tidak ada arus mengalir pada kumparan solenoid akibatnya kondisi

kran kembali pada kondisi awalnya yakni tertutup rapat. Dari hasil tersebut

menunjukkan bahwa driver solenoid dapat bekerja dengan baik sebagai

35

penghubung antara sinyal kendali dari mikrokontroler dengan beban yang

dikendalikan berupa kran solenoid.

Kinerja Inverter Pompa Air

Dalam mensirkulasikan aliran air dari sebuah bak air, maka dibutuhkan

sebuah pompa air dimana dalam penelitian ini menggunakan sebuah pompa air

aquarium pada prototipe sistem layanan air minum. Pada gambar 4.7

memperlihatkan hardware inverter untuk pompa air aquarium.

Gambar 4.7 Hardware inverter pompa air aquarium

Pada gambar tersebut, inverter dicatu pada sumber tegangan arus searah dengan

menggunakan sebuah accu bertegangan 12 Volt. Dalam pengujian ini, kinerja

yang diukur adalah mengamati apakah inverter mampu mengubah bentuk

tegangan arus searah (dc) menjadi bentuk tegangan bolak-balik (ac). Dalam

pengujian ini menggunakan instrumen osiloskop untuk mengamati bentuk

tegangan keluarannya seperti diperlihatkan pada gambar 4.8.

Gambar 4.8. Bentuk tegangan keluaran inverter pompa air

36

Pada gambar di atas terlihat bahwa tegangan keluaran inverter sudah bolak-balik,

namun bentuknya tidak menyerupai sinus murni seperti pada jaringan listrik PLN

melainkan bentuknya menyerupai gelombang persegi atau kotak. Hal ini

disebabkan karena sinyal kendali yang digunakan bekerja secara silih berganti

pada dua kondisi keadaan yakni logika 0 dan logika 1 sehingga tiap sisi dari

transistor driver bekerja selama setengah periode gelombang. Walapun bentuk

tegangan keluaran inverter berupa gelombang bolak-balik persegi, namum karena

pompa air aquarium merupakan beban yang bersifat induktif maka arus yang

dihasilkan akan menyerupai bentuk sinus.

Setelah pengujian kinerja inverter kemudian dilanjutkan dnegan pengujian

langsung kinerja inverter dengan benan berupa pompa air yang tujuannya adalah

untuk mengetahui apakah pompa dapat bekerja normal menyedot air dari bak

penampungan. Adapun hasil operasi pompa air aquarium dengan menggunakan

inverter di atas diperlihatkan pada gambar 4.9. Pada gambar tersebut tampak air

dapat dilontarkan pada ketinggian yang cukup untuk mengangkat air ke atas.

Apabila hasil ini dibandingkan dengan kinerja pompa air yang dihubungkan

langsung dengan sumber tegangan listrik PLN ternyata daya lontar airnya

memiliki ketinggian yang sama. Hal ini berarti kinerja inverter sudah bekerja

dengan baik.

Gambar 4.9. Kinerja inverter pompa air aquarium

37

Kinerja Prototipe Sistem Layanan Air Minum

Setelah menjelaskan kinerja dari masing-masing setiap sub sistem di atas

maka pada bagian ini akan dijelaskan kinerja keseluruhan dari prototipe sistem

layanan air minum. Pada gambar 4.10 menunjukkan persiapan pengujian sistem

layanan air minum.

Gambar 4.10. Tampilan prototipe sistem layanan air minum

Kemudian setelah catu daya dihidupkan maka indikator lampu hijau menyala

menunjukkan kondisi sistem dalam keadaan standby dan pada layar menampilkan

pesan untuk memasukkan kartu RFID seperti diperlihatkan pada gambar 4.11.

Gambar 4.11. Power on dan permintaan kartu RFID

38

Pada gambar 4.12 memperlihatkan langkah memasukkan kartu RFID ke bagian

sensor pembaca kartu. Ketika kartu dideteksi dan nomor kartu pelanggan

dinyatakan valid maka lampu indikator merah akan menyala dan menampilkan

pesan “ Kran dibuka”. Selama lampu indikator merah menyala, maka akan terjadi

aksi penguncian sistem artinya selama proses pengeluaran air apabila ada kartu

RFID didekatkan maka sistem tidak akan merespon untuk membaca kartu sampai

lampu indikator merah mati dan lampu indikator hijau menyala kembali.

Gambar 4.12. Mendekatkan kartu RFID dan air mengalir keluar

Pada gambar 4.13 memperlihatkan proses estimasi nilai pulsa air selama kran

solenoid terbuka. Selama air mengalir keluar dari kran maka nilai pulsa air akan

berkurang sesuai volume air yang keluar.

Gambar 4.13. Proses estimasi nilai sisa pulsa air

39

5.2. Pembahasan

Berdasarkan hasil pengujian secara keseluruhan diperoleh bahwa

perangkat keras dan lunak telah berfungsi dengan baik mulai dari proses

identifikasi nomor pelanggan melalui kartu RFID, dan proses validasi nomor

kartu untuk membuka katup kran solenoid . Selama proses aliran air, sistem telah

berhasil mengukur volume air dan pembatasan volume pada nilai tertentu untuk

menutup kembali katup kran solenoid secara otomatis.

Dalam proses identifikasi kartu RFID dimana jarak kartu harus

diperhatikan terhadap sensor pembaca kartu RFID. Karena sensor ini memiliki

jangkauan maksimum sebesar 10 cm ke arah depan maka apabila kartu RFID

berada pada posisi lebih jauh dari jarak tersebut maka nomor kartunya tidak akan

dapat dibaca. Pembacaan kartu dari arah samping juga akan menurunkan

jangkauan pembacaan karena medan magnet yang melingkupi kartu akan semakin

berkurang. Oleh karena itu, harus dijamin posisi kartu berada dalam jangkauan

pembacaan sehingga nomor kartu dapat berhasil dibaca.

Dalam proses identifikasi, diperlukan adanya validasi kartu RFID karena

ada kemungkinan pelanggan memiliki jenis kartu RFID dengan frekuensi kerja

yang sama sebesar 125 kHz sehingga memungkinkan pelanggan tersebut dapat

mengambil air secara bebas. Oleh karena itu, dalam validasi ini diperlukan

pencatatan nomor identitas kartu pelanggan sehingga hanya pelanggan yang

terdaftar saja dapat mengakses air minum desa sedangkan pelanggan yang

kartunya yang tidak terdaftar akan ditolak secara otomatis.

Dalam prototipe sistem layanan air minum desa ini, terjadi proses

penguncian selama kran solenoid dibuka sampai kran solenoid ditutup kembali.

Hal ini bertujuan untuk menghindari adanya gangguan selama proses mengukur

volume air yang keluar apabila tiba-tiba ada kartu RFID dengan nomor yang sama

atau nomor yang berbeda didekatkan pada sensor pembaca kartu RFID. Pengaruh

dari gangguan tersebut adalah jumlah volume air yang keluar menjadi lebih besar

dari batas volume yang sudah ditentukan, disamping itu adanya peluang kartu

dengan jenis sama yang tidak terdaftar dapat mengakses air minum desa karena

tidak melalui tahapan validasi kartu pelanggan.

40

Pada sistem layanan ini, jumlah volume air yang keluar dibatasi pada satu

nilai volume tertentu saja disesuaikan oleh pihak pengelola air minum. Seperti

contoh misalnya pada kasus di desa Banyuning Singaraja, dimana tarif air minum

dibatasi sebesar Rp.500,- untuk volume 19 Liter (Galon Aqua). Jadi dalam

layanan air ini tidak menyediakan volume air dalam jumlah variasi yang berbeda

sehingga untuk satu kali pembacaan kartu maka akan keluar volume air dengan

batasan maksimum tertentu. Kelemahannya adalah apabila ada pelanggan yang

menampung air tidak menggunakan bak penampung dengan volume maksimum,

maka air yang dikeluarkan akan melimpah terbuang sia-sia. Beberapa alternatif

yang mungkin untuk mengatasi hal ini yakni pertama, perlu dikembangkan tarif

layanan air berdasarkan volume minimum misalnya 1 Liter. Namun

kelemahannya pelanggan akan berulang kali harus mengaktifkan kartunya untuk

volume air yang lebih besar. Kemudian yang kedua, perlu dikembangkan nomor

kartu dengan volume air yang bervariasi sehingga pemotongan tarifnya juga akan

berbeda untuk setiap kali pembacaan kartu. Namun kelemahanya, sulitnya

mengelola layanan kartu dengan volume yang berbeda.

Berdasarkan kelemahan dari pengendalian kran tersebut, maka pada

penelitian tahun kedua ini dilakukan perbaikan dengan menerapkan kendali kran

berbasis kartu RFID. Dalam pengendalian ini, pembukaan kran maupun

penutupan kran dapat dikendalikan secara bebas oleh pelanggan melalui kartu

rfidnya. Dengan perbaikan ini, maka tidak ada lagi pembatasan volume air

maupun pembatasan tarif per liter yang diberikan kepada pelanggan. Disamping

pengendalian kran air oleh pelanggan, juga dikendalikan berdasarkan nilai sisa

pulsa air pelanggan. Jika nilai pulsa air pelanggan sudah habis maka kran secara

otomatis akan tertutup. Jadi pengendalian kran air sepenuhnya dapat dikendalikan

oleh pelanggan hanya jika nilai pulsa air belum habis.

41

BAB V

PENUTUP

5.1. Simpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan pada penelitian tahun kedua ini dapat

disimpulkan sebagai berikut :

1. Mikrokontroler telah berfungsi dengan baik dalam mengindentifikasi dan

memvalidasi nomor identitas pelanggan air minum desa berbasis kartu

RFID serta mampu melakukan kendali pada kran solenoid secara manual

oleh pelanggan dengan kartu tersebut selama nilai pulsa air belum habis.

2. Prototipe sistem layanan air minum berbasis kartu RFID dapat digunakan

sebagai sistem layanan air minum prabayar dengan pengendalian kran

solenoid berdasarkan nilai pulsa air berbasis rfid.

5.2. Saran

Dalam perancangan ini perlu dikembangkan sistem pulsa air prabayar baik

secara off line maupun on line agar sehingga dapat memberikan pendapatan bagi

pengelola air minum desa.

42

DAFTAR PUSTAKA

Atmel .2013, 8-Bit Microcontroller With 4K Bytes AT89S51 Datahseet, Tersedia

pada http://www.atmel.com/images/doc2487.pdf. Diakses pada tanggal

10 Oktober 2013.

Bob Violino. 2005. The History of RFID Technology, Tersedia pada http:// www.

rfidjournal.com/articles/view?1338. Diakses pada tanggal 10 Oktober

2013.

Kalam T T Siregar, 2013, Viskosimeter Digital Menggunakan Water Flow

Sensor G1/2

Berbasis Mikrokontroller 8535, tersedia pada

http://jurnal.usu.ac.id/index.php/sfisika/article/view/4754/2171, diakses

tanggal 10 Januari 2016

Li Yang, Rushi Vyas. 2007. RFID Tag and RF Structures on a Paper Substrate

Using Inkjet-Printing Technology, Published by IEEE

TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,

VOL. 55, NO. 12, DECEMBER 2007

Prasimax Mikron, Sensor Flow Aliran Air 1/2 inch, tersedia pada

http://www.mikron123.com/index.php/Air/Sensor-Flow-Aliran-

Air/Detailed-product-flyer.html, diakses tanggal 10 Januari 2016

Prasimax Mikron, Valve Electronic 1/2 inch, tersedia pada

http://www.mikron123.com/index.php/Sensor/Valve-Electronic-1/2-

inch/Detailed-product-flyer.html, diakses tanggal 10 Januari 2016

Rachmad Setiawan. 2006. Mikrokontroller MCS-51, Penerbit Graha Ilmu,

Yogyakarta.

Rasben Dantes. 2012. Sistem Pelayanan Informasi Objek Wisata Museum

Berbasis RFID. Publikasi Penelitian PENPRINAS MP3EI 2011-2015.

Sparkfun. 2013. ID-Series Datasheet, Tersedia pada

http://www.sparkfun.com/datasheets/Sensor/ID-12-Datasheet.pdf.

Diakses pada tanggal 10 Oktober 2013.

SeedStudioWork.com, 2010, Water Flow Sensor, tersedia pada

http://www.seeedstudio.com/depot/datasheet/water20flow%20sensor%

20datasheet.pdfdiakses tanggal 10 Januari 2016

1

Lampiran 01 :

BIO DATA KETUA PENELITI

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap I Gede Nurhayata, S.T., M.T.

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Jabatan Fungsional Lektor

4 NIP 19750404 200212 1 001

5 NIDN 0004047507

6 Tempat dan Tanggal Lahir Singaraja, 4 April 1975

7 Email gede_nur@yahoo.co.id

8 Nomor Hp 081.338489669

9 Alamat Kantor Jln Udayana Singaraja

10 Nomor Telepon 0362-22571

11 Lulusan yang telah dihasilkan S1 = 100 orang, S2 = - orang, S3 = -

orang

12 Mata Kuliah yang Diampu

Elektronika Analog

Elektronika Digital

Elektronika Daya

Aplikasi Mikrokontroller

Sistem Kendali Berbasis Komputer

Pengantar Robotika

Rangkaian Listrik

Rangkaian logika

Mesin Listrik

B. Riwayat Pendidikan

1 Program S1 S2

2 Nama PT Universitas Brawijaya ITS Surabaya

3 Bidang Ilmu Teknik Elektro Teknik Elektronika

4 Tahun Masuk - Lulus 1998 - 2002 2005 -2008

5 Judul Skripsi/Tesis

Studi Perancangan

Modifikasi Kumparan

Medan dan Jangkar

Motor DC Seri 110

Volt Menjadi Motor

Universal Satu Fasa

220 Volt Dengan

Komutasi yang Baik

Rancang Bangun

Sistem Pengaturan

Kecepatan Motor

Universal Pada

Mesin Pemarut

Kelapa Portable

Berbasis

Disturbance

Observer

6

Nama Pembimbing Ir. Hari Santoso, M.S.

Ir. Herry Purnomo,M.T

Dr. Ir. Djoko

Purwanto, M.Eng.

Dr. Muhammad

Rivai, ST,MT

2

C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir

No. Tahun Judul Penelitian

Pendanaan

Sumber Jml (juta

Rp)

1 2007

Penerapan Model Pembelajaran

Berbasis Konstruktivisme

Berbantuan Papan Rangkaian

Logika dalam Perkuliahan

Rangkaian Logika di Jurusan Teknik

Elektro IKIP N Singaraja (sebagai

anggota)

DIPA 8

2 2012

Perancangan Behavior-Based Robot

dengan Algoritma Fuzzy Q-

Learning (FQL) Pada Sistem

Navigasi Robot Otonom Beroda

dalam Medan yang Tidak

Terstruktur (sebagai Ketua)

DIPA 11

3 2012

Optimalisasi Layanan Pariwisata

Melalui Implementasi Model

Panduan Wisatawan Otomatis

Berbasis Radio Frequency

Identification (Studi Kasus di

Propinsi Bali) (sebagai anggota)

DIPA 176

4 2013

Optimalisasi Layanan Pariwisata

Melalui Implementasi Model

Panduan Wisatawan Otomatis

Berbasis Radio Frequency

Identification (Studi Kasus di

Propinsi Bali) lanjutan (sebagai

anggota)

DIPA 194

5 2014

Pengembangan Prototipe Sistem

Kendali MP3 Player Berbasis Radio

Frequency Identification (RFID)

dengan Mikrokontroler AT89S51

pada Sistem Pelayanan Objek

Museum (sebagai ketua) tahun

pertama

DIPA 16,5

6 2015

Pengembangan Prototipe Sistem

Kendali MP3 Player Berbasis Radio

Frequency Identification (RFID)

dengan Mikrokontroler AT89S51

pada Sistem Pelayanan Objek

Museum (sebagai ketua) Tahun

akhir

DIPA 20

7 2016

Pengembangan Sistem Kontrol

Otomatis Kran Solenoid Berbasis

Radio Frequency Identification

DIPA 20

3

(RFID) pada Sistem Pelayanan Air

Minum Desa

D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir

No Tahun Judul Pelatihan

Pendanaan

Sumber Jml (juta

Rp)

1 2008

Program Percepatan Pendidikan

Enterpreneur Bidang Listrik,

Elektronika, Komputer, dan Mesin

Pendingin.

DIPA

2 2008

Pelatihan Penjaminan Mutu dan

Penyusunan Dokumen Portofolio

Sertifikasi Guru Kepada Para Guru

SMK Se-Kabupaten Buleleng

DIPA

3 2008

Pelatihan Pengolahan Data Statistik

dengan SPSS untuk Guru-Guru Se-

Kecamatan Buleleng

DIPA

4 2009

Peningkatan Keterampilan Guru

dalam Penelitian Tindakan Kelas

(PTK) pada Pendidikan Teknologi

Kejuruan di Sekolah Menengah Se-

Kabupaten Buleleng, Propinsi Bali

DIPA

5 2010

I b M Pengembangan Assemen Bagi

Guru-Guru Produktif di SMK

Kabupaten Buleleng

DIPA

6 2010

Magang Kewirausahaan Bidang

Listrik dan Komputer Jaringan Bagi

Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro

DIPA

7 2015

Pelatihan Pemandu Wisata Otomatis

Berbasis Radio Frequency

Identification di Museum Buleleng

DIPA 9,5

E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal

No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/

Nomor Nama Jurnal

1 2008

Perbandingan Sistem Kontrol

Berbasis Disturbance

Observer dengan Sistem

Kontrol PI dalam Pengaturan

ISBN:

978-979-

8897

Proceedings 9th

Seminar on

Intelligent

Technology and

4

Kecepatan Motor Universal Its Applications

(SITIA) 2008

2 2008

Perancangan Sistem Kontrol

Kecepatan Motor Universal

Berbasis isturbance Observer

Volume

5/ No. 2/

ISSN:

0216-

3241

Jurnal

Pendidikan

Teknik dan

Kejuruan (JPTK)

3 2010

Aplikasi Internal Loop

Berbasis Disturbance

Observer pada Sistem Kontrol

PI dalam Pengaturan

Kecepatan Motor Universal

Satu Fasa

Volume 5

/ISSN:

1907-

2066

Proceedings

APTEKINDO

4 2013

Perancangan Kendali

Wireless Robot Beroda

dengan Remote kontrol MP3

player berbasis

mikrokontroler AT89S52

Volume

10 No 1

(2013)

ISSN:

0216-

3241

Jurnal

Pendidikan

Teknik dan

Kejuruan (JPTK)

F. Pengalaman Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun Terakhir

No. Nama Pertemuan

Ilmiah/Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan

Tempat

1

Proceedings 9th Seminar

on Intelligent Technology

and Its Applications

(SITIA) 2008

Perbandingan Sistem Kontrol

Berbasis Disturbance

Observer dengan Sistem

Kontrol PI dalam Pengaturan

Kecepatan Motor Universal

Mei 2008,

ITS Surabaya

2

Workshop Pendidikan

Teknik Elektro

” Rekayasa Teknologi Line

Follower Robot ”

2012,

FTK

Undiksha

3

Seminar Nasional Riset

Inovatif 2014

Aplikasi Mikrokontroler

sebagai kendali MP3 player

berbasis RFID pada sistem

pelayanan informasi objek

museum

21-22

Nopember

2014 di

Grand Inna

Kuta Bali

4

Seminar Nasional Riset

Inovatif 2015

Pengembangan Prototipe

Sistem Kendali MP3 Player

Berbasis Radio Frequency

Identification Pada Sistem

Pelayanan Informasi Objek

Museum

18-19

Nopember

2015 di

Grand Inna

Kuta Bali

5

G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir

No. Judul Buku Tahun Jumlah

Halaman

Penerbit

1

2

H. Perolehan HKI dalam 5-10 Tahun Terakhir

No. Judul/Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID

1

2

I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya

dalam 5 Tahun terakhir

No.

Judul Tema/Jenis

Rekayasa Sosial

Lainnya yang Telah

ditetapkan

Tahun Tempat

Penerapan

Respon

Masyarakat

1

2

J. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir

No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

Penghargaan Tahun

1

Piagam Penghargaan

Sebagai Dosen Pembimbing Tim Robot

Undiksha (Ganesh) dalam peran serta “

Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI)

divisi beroda”

Dirjen DIKTI 2011

2

Piagam Penghargaan

Sebagai Dosen Pembimbing Tim Robot

Undiksha (Ganesh) dalam peran serta “

Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI)

divisi beroda”

Dirjen DIKTI 2012

3

Piagam Penghargaan

Sebagai Dosen Pembimbing Tim Robot

Undiksha (Ganesh) dalam peran serta “

Kontes Robot Pemadam Api Indonesia

(KRPAI) divisi beroda”

Dirjen DIKTI 2013

6

Semua data yang yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar

dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila kemudian hari ternyata

dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu

persyaratan dalam pengajuan Hibah Bersaing Institusi

Singaraja, 31 Oktober 2017

Hormat saya

I Gede Nurhayata, S.T.,M.T.

NIP. 197504042002121001

7

Lampiran 02 :

BIODATA ANGGOTA PENELITI

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap dan Gelar Dr. Nyoman Santiyadnya, S.Si,M.T.

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Jabatan Fungsional Lektor Kepala

4 NIP 19710616 199903 1 007

5 NIDN 0016067103

6 Tempat dan Tanggal Lahir Klungkung, 16 Juni 1971

7 Alamat e-mail Santiyadnya@yahoo.com

8 No. HP 081558692268

9 Alamat Kantor Kampus Tengah JL. Udayana, Singaraja

10 No. Telp./Faks (0362) 25571

11 Lulusan yang dihasilkan S-1 = 100 orang, S-2= - orang, S-3= -

orang

12 Mata Kuliah yg Diampu

1. Sistem Kendali

2. Kewirausahaan

3. Telaah Kurikulum

4. Penilaian Hasil Belajar

5. Microteaching

B. Riwayat Pendidikan

1 Program S1 S2 S3

2 Nama PT UGM ITS UNJ

3 Bidang Ilmu Elektronika &

instrumentasi

Sistem

Pengaturan

PEP

4 Tahun Masuk -

Lulus

1991-1997 1999-2003 2011-2014

5 Judul

Skripsi/Tesis

Pemanfaatan

ultraphone

dalam system

telekomunikasi

Pengaturan

motor sinkron

menggunakan

Neuro-Fuzzy

Evaluasi

Program

Pelaksanaan Uji

Kompetensi

Keahlian di

SMK N 3

Singaraja

8

C. Pengalaman Penelitian

No Tahun Judul Penelitian Pendanaan

Sumber Jml ( juta

Rp)

1. 2004 Pengkajian Workshop

untuk menujang

pembelajaran keterampilan

mahasiswa di Jurusan

Teknik Elektro dan

Manajemen Informatika

IKIP Negeri Singaraja

DIK-S IKIP

Negeri

Singaraja

2,5

2. 2005 Peningkatan Kualitas

Perkuliahan Rangkaian

Listrik melalui model

pembelajaran kooperatif di

Jurusan Teknik Elektro

IKIP Negeri Singaraja

Dirjen Dikti 6

3 2008 Pemanfaatan matlab dalam

meningkatkan aktivitas

dan hasil belajar

mahasiswa Jurusan Teknik

Elektro pada mata kuliah

sistem kendali

DIPA 5

4 2009 Penelusuran Alumni

Jurusan Teknik Elektro DIPA 7,5

5 2009 Studi kekayakan

pembentukan Program

studi Pendidikan Teknik

Mesin

DIPA 5

6 2010 Pengembangan modul sain

berbasis TIK untuk siswa

SMP

DIKTI 26

7 2011 Pengembangan modul sain

berbasis TIK untuk siswa

SMP (lanjutan)

DIKTI 41,5

9

D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir

No Tahun Judul Pelatihan Pendanaan

Sumber Jml (juta

Rp)

1 2010 IbM Peternak Babi di Desa

Banyuning

DIKTI 50

2 2010 IbW di kawasan lahan

kering Kecamatan

Grokgak Kabupaten

Buleleng tahun I

DIKTI + DIPA

Pemda Buleleng 250

3 2010 IbM Pengolahn sampah di

TPA

DIKTI 50

4 2011 Iptek bagi kewirausahaan

(IbK) di Universitas

Pendidikan Gansha

(Undiksha) tahun I

DIKTI +

Undiksha 190

5 2011 IbW di kawasan lahan

kering Kecamatan

Grokgak Kabupaten

Buleleng tahun II

DIKTI + DIPA

Pemda Buleleng 300

6 2012 Iptek bagi kewirausahaan

(IbK) di Universitas

Pendidikan Gansha

(Undiksha) tahun II

DIKTI +

Undiksha 170

7 2012 IbW di kawasan lahan

kering Kecamatan

Grokgak Kabupaten

Buleleng tahun III

DIKTI + DIPA

Pemda Buleleng 300

8 2013 Iptek bagi kewirausahaan

(IbK) di Universitas

Pendidikan Gansha

(Undiksha) tahun III

DIKTI +

Undiksha 180

9 2013 IbW di kawasan Greenbelt

Kecamatan Sukasada

Kabupaten Buleleng tahun

I

DIKTI + DIPA

Pemda Buleleng 250

10

No Tahun Judul Pelatihan Pendanaan

Sumber Jml (juta

Rp)

10 2014 IbW di kawasan Greenbelt

Kecamatan Sukasada

Kabupaten Buleleng tahun

II

DIKTI + DIPA

Pemda Buleleng 250

11 2015 IbW di kawasan Greenbelt

Kecamatan Sukasada

Kabupaten Buleleng tahun

III

DIKTI + DIPA

Pemda Buleleng 250

12 2015 KEM Kolok Bengkala

(tahap 1)

Pertamina 500

E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal

No Tahun Judul Tulisan Volume/no

mor

Nama Jurnal

1 2006 Pemanfaatan Matlab Sebagai

Alat untuk Menguji

Observable dan Controllable

dar Suatu Sistem Kendali

Vol. 3

Nomor 2

Juli 2006

Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

2 2007 Peningkatan Kualitas

Perkuliahan Rangkaian

Listrik melalui model

pembelajaran kooperatif di

Jurusan Teknik Elektro IKIP

Negeri Singaraja

Vol. 41

Nomer 1

Januari 2007

Jurnal

Pendidikan dan

Pengajaran

3 2008 Tracking Robot Otomatis Vol. 5

Nomor 2

Juli 2008

Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

4 2008 Pemanfaatan Matlab Pada

Mata kuliah Sistem Kendali

Untuk Meningkatkan

Aktivitas Dan Hasil Belajar

Mahasiswa Jurusan Teknik

Elektro

Vol. 5

Nomor 2

Juli 2008

Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

11

No Tahun Judul Tulisan Volume/no

mor

Nama Jurnal

5 2010 Menumbuhkan Budaya

Wirausaha Mahasiswa

Undiksha Melalui Kuliah

Kewirausahaan

Prosiding Seminar internasional dengan tema “Peran LPTK Dalam Pengembangan Pendidikan Vokasi di Indonesia”,

6 2011 Implementasi Uji Kompetensi

dan Pengaruhnya terhadap

Kualitas Lulusan SMK

Negeri Bidang Teknologi di

Provinsi Bali

Vol. 8

Nomor 1

Januari

2011

Jurnal

Pendidikan

Teknologi dan

Kejuruan

7 2012 Optimalisasi Lingkungan

Sekolah Guna Menciptakan

Pembelajaran yang Efektif

dan Efisien di SMK

Teknologi

Prosiding

Seminar

Nasional dengan

Tema

“Optimalisasi

Lingkungan,

Organisasi, dan

Task Menuju

Pembelajaran

yang Enase”

F. Pemakalah Seminal Ilmiah (Oral Prenstation) dalam 5 Tahun Terakhir

No. Nama Pertemuan

Ilmiah/Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan

Tempat

G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir

No. Judul Buku Tahun Jumlah

Halaman

Penerbit

1

2

12

H. Perolehan HKI dalam 5-10 Tahun Terakhir

No. Judul/Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID

1

2

I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya

dalam 5 Tahun terakhir

No.

Judul Tema/Jenis

Rekayasa Sosial

Lainnya yang Telah

ditetapkan

Tahun Tempat

Penerapan

Respon

Masyarakat

1

2

Semua data yang yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar

dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila kemudian hari ternyata

dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu

persyaratan dalam pengajuan Hibah Bersaing Institusi

Singaraja, 31 Oktober 2017

Hormat saya

Dr. Nyoman Santiyadnya, S.Si,M.T.

NIP. 19710616199903 1 007

13

Lampiran 03: Artikel Penelitian

PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KRAN SOLENOID BERBASIS RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION

PADA SISTEM LAYANAN AIR MINUM DESA

I Gede Nurhayata1), I Nyoman Santiyadnya2) 1,2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Kejuruan

Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, Indonesia

email : gede_nur@yahoo.co.id,

Abstrak

Layanan air minum desa menerapkan sistem pembayaran secara sukarela melalui suatu kotak amal. Permasalahan dari sistem pembayaran tersebut yakni adanya perbedaan cukup besar dalam perolehan pendapatan dari kotak amal dengan jumlah volume air yang dikeluarkan. Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan sistem pembayaran layanan air minum desa dengan sistem layanan prabayar berbasis rfid. Penelitian ini merupakan riset terapan dengan pengembangan sistem perangkat keras dan lunak berbasis rfid untuk pengendalian kran solenoid berdasarkan identitas pelanggan dan nilai pulsa air secara otomatis. Hasil penelitian berupa prototipe sistem layanan air minum prabayar dimana mampu mengidentifikasi nomor identitas kartu pelanggan dan nilai pulsa airnya dengan tepat dalam mengendalikan kran solenoid secara otomatis. Disamping itu, sistem mampu mengestimasi dan memperbaharui nilai pulsa air pelanggan sesuai dengan volume air yang dikeluarkan. Kata kunci : RFID, Kran Solenoid, Sistem Kontrol

Abstract

The payment system voluntarily to the village drinking water services through charity boxes are big enough difference between the proceeds of funds from the donation box of the actual funds from the volume of water that dikeluarkan.Tujuan this research is to improve the payment system services the village drinking water by implementing prepay customer identification system RFID-based. This research is an applied research begins with needs analysis, system model development, design and manufacture of automatic control system solenoid valves, as well as system testing and implementation. The results showed the control system is able to automatically identify a customer RFID card number and activate the solenoid valves only if the customer's card number has been registered on the system and pulse the water is still insufficient. In addition, the control system is able to automatically adjust the volume of water that comes out in accordance with a predetermined water rates. Keywords: RFID, Solenoid Valves, Control Systems

1

Pendahuluan Desa Banyuning merupakan

salah satu desa di Bali terletak di tengah kota Singaraja, kabupaten Buleleng. Desa ini memiliki salah satu kekayaan sumber daya alam vital berupa mata air Candi Kuning yang bersih dan siap diminum sehingga air tersebut perlu dikelola dengan baik agar bermanfaat bagi penduduk desa. Pengelolaan air minum desa Banyuning dilakukan melalui pemasangan pipa saluran air ke rumah penduduk. Namun karena kondisi jarak dan letak geografis yang tidak mendukung maka tidak semua penduduk desa mendapat layanan air minum langsung dari sumber mata air. Oleh karena itu, pengelola air minum desa Banyuning menyediakan tempat layanan umum air minum melalui kran air umum dengan memilih lokasi strategis di pinggir jalan sehingga mudah dijangkau oleh penduduk desa setempat maupun penduduk di luar desa.

Setiap penduduk desa Banyuning yang hendak mengambil air minum melalui layanan kran umum dikenakan biaya pengelolaan dan pemeliharaan pada kotak amal (punia) yang telah disediakan sebesar Rp.500 untuk setiap volume 20 liter air yang mana setara dengan volume air satu galon Aqua. Harga volume air tersebut masih sangat murah bila dibandingkan dengan harga air kemasan isi ulang dengan volume air yang sama. Berdasarkan data pada meteran air dari pengelola air minum desa Banyuning menunjukkan bahwa jumlah pemakaian air minum desa rata-rata 200 kubik per bulan. Apabila jumlah volume tersebut dibandingkan dengan volume air yang diambil oleh setiap penduduk sebesar 20 liter atau 0,02 kubik maka banyaknya galon pengambilan air minum sebesar 10 ribu galon per bulan. Jika

jumlah galon tersebut dikalikan dengan harga per galon Rp. 500 maka jumlah total pendapatan air minum desa Banyuning sebesar 5 (lima) juta rupiah.

Namun pada kenyataannya beberapa penduduk desa bahkan di luar desa ada yang tidak membayar ketika mengambil air minum dari kran umum sehingga perolehan pendapatan untuk biaya pengelolaan air minum desa pada kotak amal (punia) rata-rata 2 juta per bulan. Dengan pendapatan dari kotak amal tersebut maka biaya pengelolaan air minum mengalami kerugian sebesar 3 juta atau hampir 60 persen dari biaya sebenarnya. Hal ini menunjukkan bahwa masih lemahnya kesadaran penduduk desa untuk menghargai keberadaan sumber daya alam desanya dan juga jerih payah pengelola desa dalam pengembangan dan pemeliharaan saluran air minum. Disamping itu khususnya bagi penduduk luar desa yang tidak membayar sudah jelas merupakan suatu tindakan pencurian. Namun karena tidak ada bukti yang kuat maka pengelola desa tidak ada yang berani melaporkan dan dibiarkan begitu saja air desa dinikmati oleh penduduk luar desa. Kelemahan lain dari sistem pelayanan air minum desa tersebut adalah tidak adanya pengawasan terhadap penduduk yang sudah atau belum membayar dengan uang koin pada kotak amal yang telah disediakan. Pembayaran pada kotak amal dengan uang koin Rp. 500 memberikan peluang alasan terutama bagi warga yang tidak punya uang koin untuk tidak membayar karena terbiasa membawa uang kertas.

Berdasarkan permasalahan tersebut, maka pada penelitian ini akan berupaya memperbaiki sistem layanan umum air minum desa dengan penerapan teknologi RFID

2

(radio frequency identification) untuk pengendalian kran air solenoid secara otomatis berdasarkan nomor identitas pelanggan. Dengan upaya ini akan menjamin bahwa tidak sembarang penduduk desa dapat mengambil air minum dari kran umum kecuali sudah teregistrasi melalui kartu RFID. Penerapan teknologi ini memungkinkan sistem pembayaran air minum dengan sistem layanan prabayar seperti layaknya pada handphone ataupun kWh meter digital. Pada sistem layanan ini setiap penduduk desa yang berniat mengambil air minum desa diwajibkan mendaftarkan diri untuk mendapat kartu RFID dengan nomor register khusus. Alasan menggunakan kartu RFID karena nomor identitas bersifat unik dan sangat rahasia sehingga tidak mudah diduplikasi oleh pihak yang tidak bertanggungjawab. Setelah memperoleh nomor identitas, maka penduduk desa diwajibkan membayar pulsa air minum minimal lima ribu rupiah. Kemudian setiap kali penduduk desa hendak mengambil air, maka cukup dengan mendekatkan kartu RFID pada sistem layanan otomatis yang akan mengecek nomor identitas pelanggan dan sisa pulsa air. Bila nomor identitas pelanggan dan sisa pulsa air memenuhi syarat maka sistem layanan akan membuka kran solenoid sehingga penduduk desa dapat menampung air yang sudah keluar. Jika air yang keluar sudah sesuai dengan batas volume yang sudah ditentukan sebesar 20 liter maka kran solenoid akan menutup kembali secara otomatis.

Pengembangan sistem layanan air minum otomatis ini memerlukan sistem perangkat keras dan perangkat lunak. Sistem perangkat keras meliputi pembaca kartu RFID, sistem kontroler dengan mikrokontroler AT89S51, penggerak

kran solenoid, dan sensor aliran serta display LCD sebagai informasi sisa pulsa air. Sedangkan perangkat lunak meliputi program membaca nomor identitas kartu RFID, program pengujian sisa kuota pulsa air minum, program kendali kran solenoid.

Pada penelitian sebelumnya ”Pengembangan prototipe sistem kendali MP3 player berbasis Radio Frequency Identification dengan mikrokontroler AT89S51 pada Sistem Pelayanan Informasi Objek Museum “ (Gede Nurhayata : 2014) telah berhasil melakukan pembacaan nomor identitas kartu RFID berbasis mikrokontroler AT89S51 sehingga sistem ini dapat diterapkan pada aplikasi sistem layanan umum air minum otomatis untuk mengindentifikasi identitas pelanggan. Rancangan penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi untuk meningkatkan sistem layanan umum air minum desa khususnya desa Banyuning sehingga dapat meningkatkan pendapatan biaya pengelolaan dan pemeliharaan air minum desa.

Metode Penelitian

Penelitian ini merupakan riset terapan dimana mengembangkan suatu produk berupa prototipe sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis Radio Frequency Identification (RFID) pada sistem layanan air minum desa. Adapun model sistem dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Model sistem layanan air minum desa berbasis RFID

3

Berdasarkan model sistem tersebut kemudian diperoleh rancangan diagram blok sistemnya seperti tampak pada Gambar 2 di bawah ini.

Gambar 2. Diagram blok sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis RFID

Cara kerja sistem : Pelanggan yang hendak mengambil air minum desa, harus mendekatkan kartunya pada sensor RFID reader. Nomor identitas kartu pelanggan akan dibaca oleh RFID reader dan dikirim ke mikrokontroller. Sebelum mikrokontroler membuka kran solenoid, maka mikrokontroler akan melakukan pengecekan secara sistematis mulai dari valiadasi nomor pelanggan yakni apakah nomor pelanggan telah terdaftar pada sistem ataukah belum. Jika nomor pelanggan dinyatakan terdaftar, kemudian mikrokontroller akan melakukan pengecekan berikutnya terhadap kuota pulsa airnya yakni apakah pulsa airnya telah habis atau belum. Apabila salah satu dalam proses pengecekan tidak terpenuhi, maka kran solenoid akan tetap tertutup. Sebaliknya apabila nomor pelanggan dinyatakan telah terdaftar dan pulsa airnya masih mencukupi, maka kran air akan terbuka sehingga air dari sumber akan mengalir menuju pelanggan. Selama proses aliran air tersebut, mikrokontroler akan melakukan pembacaan jumlah volume air yang

keluar. Apabila volume air sudah mencapai batas yang telah ditentukan maka kran solenoid akan menutup kembali secara otomatis. Selanjutnya, setelah kran ditutup, mikrokontroler akan melakukan perubahan data terbaru terhadap pulsa air pelanggan dengan melakukan pengurangan nilai pulsa pelanggan sesuai tarif yang telah ditentukan. Demikian prosesnya akan berulang kembali ke awal.

Pada Gambar 3 memperlihatkan bentuk fisik dan tata letak dari masing-masing pin pada RFID Reader ID-12. (Sparkfun, 2013). RFID Reader selain mempunyai penerima internal gelombang RF yang berfungsi menangkap gelombang elektromagnetik, juga mempunyai fungsi khusus untuk menangkap data-data analog dari gelombang RF yang dipancarkan oleh RFID Tag Card dan mengubahnya menjadi data-data digital.

Gambar 3. Bentuk fisik RFID Reader ID-12

Pada Gambar 4 memperlihatkan sebuah Tag Card ID EM 4001 sebagai pemancar gelombang radio (RF). Tag Card akan mengenali diri sendiri ketika mendeteksi sinyal dari RFID Reader.

4

Gambar 4. Bentuk fisik Tag Card ID EM 4001 dan prinsip kerjanya

Pada sistem RFID, umumnya Tag Card ditempelkan pada suatu obyek. Ketika Tag Card ini melalui medan listik yang dihasilkan oleh RFID Reader yang sesuai, Tag Card akan mentransmisikan informasi yang ada pada Tag Card kepada RFID Reader, sehingga proses identifikasi dapat dilakukan.

Sebuah Mikrokontroler AT89S51 merupakan sistem mikroprosseor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara khusus (Benny, 2012). Mikrokontroller AT89S51 memiliki kemasan 40 pin seperti pada Gambar 5.

Gambar 5. Mikrokontroller AT89S51

Kran air merupakan pintu untuk mengatur besarnya debit aliran air yang keluar. Secara umum kran air dikendalikan secara manual menggunakan tangan dengan cara memutar tuas kran. Kelemahan umum dari kran air manual adalah mudah mengalami kerusakan mekanis sehingga kran ini memiliki umur yang pendek. Disamping itu

kelemahan khususnya adalah tidak dapat dilakukan pengendalian secara kelistrikan sehingga tidak dapat digunakan pada sistem kontrol dengan pengendalian tegangan. Pada Gambar 6 memperlihatkan salah satu model kran air selenoid dimana pada kran tersebut tidak terdapat tuas mekanik sebagai pengatur debit.

Gambar 6. Kran air solenoid

Prinsip kerja dari kran seleoid

ini adalah dengan memberikan sinyal kendali listrik pada kabel yang tersedia maka sebuah katup akan melakukan operasi membuka aliran. Sebaliknya dengan meniadakan sinyal kendali listrik maka katup akan menutup kembali. Kelemahan dari kran ini adalah tidak dapat dilakukan pengaturan variasi debit air yang keluar seperti pada kran manual karena hanya memiliki 2 operasi yakni operasi buka dan tutup.

Pada Gambar 7 memperlihatkan sebuah sensor aliran air. Sensor ini berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran air

Gambar 7. Sensor aliran air

5

Berdasarkan kecepatan aliran air maka dapat diketahui besarnya jumlah volume air yang keluar. Penerapan sensor aliran ini dapat dilihat pada sistem pengisian bahan bakan bermotor di SPBU dimana volume bensin yang keluar dapat dibatasi berdasarkan biaya yang dibayar oleh pembeli. Aplikasi sensor aliran ini akan dapat juga diterapkan pada sistem layanan air minum otomatis dimana volume air yang dikeluarkan akan disesuaikan dengan nilai pembayarannya.

Dalam proses pengembangan perangkat lunak sistem kontrol otomatis kran solenoid berbasis rfid memerlukan perangkat keras yang sesuai dalam proses pengujian kinerjanya. Beberapa perangkat keras yang dikembangkan pada tahun pertama ini adalah sebagai berikut :

1. Pengembangan rangkaian pembaca nomor kartu RFID tipe 125 kHz dengan format ID-12 dan hasilnya ditampilkan pada layar LCD M1632.

2. Pengembangan rangkaian driver kran solenoid untuk kendali buka dan tutup.

3. Pengembangan inverter untuk pengoperasian pompa air dari catu daya DC 12V.

Rangkaian pembaca kartu RFID berfungsi untuk mengidentifikasi jenis kartu RFID. Beberapa jenis kartu RFID tersedia dipasaran dengan frekuensi kerja yang berbeda. Pada penelitian ini dipilih jenis kartu RFID dengan tipe frekuensi kerja 125 kHz dengan format data ID-12. Untuk mengenali jenis kartu RFID tersebut dibutuhkan tipe RFID reader yang sesuai sehingga dalam aplikasinya. Adapun pengembangan rangkaian pembaca kartu RFID diperlihatkan pada Gambar 8 di bawah ini.

Gambar 8. Perangkat keras pembaca kartu

RFID

Adapun cara kerja rangkaian pembaca kartu RFID pada gambar 8 adalah ketika ada kartu pasif RFID didekatkan pada RFID Reader ID-12 maka RFID reader akan mendeteksi sinyal elektromagnetik yang dipancarkan oleh kartu tersebut dan mengubahnya menjadi sinyal data digital untuk dikirim ke mikrokontroler AT89S52. Kemudian mikrokontroler melakukan proses pengolahan data digital dan menampilkan nomor identitas kartu pada layar LCD M1632.

Untuk menggerakkan kran solenoid dibutuhkan arus penggerak pada kumparannya dengan nilai yang cukup besar. Sedangkan sinyal kendali yang digunakan untuk menggerakkan kran tersebut diberikan oleh mikrokontroller. Karena arus sinyal kendali dari mikrokontroler sangat rendah dibatasi maksimum 20 mA maka arus keluaran dari mikrokontroller tidak dapat langsung digunakan untuk menggerakkan kran solenoid yang membutuhkan arus kerja sebesar 450 mA. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah rangkaian driver yang sesuai untuk menghubungkan antara mikrokontroller dengan kran solenoid. Adapun rangkaian penggerak atau driver solenoid diperlihatkan pada Gambar 9 di bawah ini.

6

Gambar 9. Perangkat keras driver kran solenoid

Pada gambar di atas, rangkaian penggerak kran solenoid dibangun dengan menggunakan 2 (dua) buah transistor dalam konfigurasi sebagai transistor darlington dengan tujuan agar arus basis yang dibutuhkan jauh di bawah arus kendali dari mikrokontroller sehingga sinyal kendalinya tidak mengalami pembebanan.

Dalam penelitian ini, simulator untuk sumber air menggunakan air yang disirkulasikan dari bak air dengan menggunakan sebuah pompa air aquarium. Pompa air aquarium bekerja pada sumber tegangan bolak-balik 220 Vac. Sedangkan dalam prototipe ini menggunakan sumber tegangan searah 12 Vdc. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah rangkaian inverter untuk mengubah sumber tegangan searah 12Vdc menjadi tegangan bolak-balik 220 Vac sehingga pompa air dapat bekerja normal. Adapun pengembangan rangkaian inverter untuk pompa air diperlihatkan pada Gambar 10.

Gambar 10. Rangkaian inverter pompa air

Pada gambar di atas terlihat bahwa sebuah rangkaian multivibrator astabil digunakan untuk mengendalikan sebuah transformator step up 12Vdc/220Vac. Pengendalian inverter dilakukan dengan mengendalikan tegangan untuk rangkaian multivibrator astabil. Apabila sinyal kemudi dari mikrokontroler pada pin P1.1 diberikan logika 1 maka inverter akan diaktifkan, dan sebaliknya jika diberi logika 0 maka inverter dimatikan. Dengan cara tersebut, pompa air dapat dikendalikan dengan sinyal kemudi yang rendah.

Setelah semua bagian sistem perangkat keras telah dirancang, kemudian langkah selanjtnya adalah mengembangkan rancangan prototipe produk layanan air minum desa berbasis RFID seperti diperlihatkan pada Gambar 11.

Gambar 11. Prototipe sistem layanan air minum desa berbasis rfid

Sub sistem dari perangkat keras yang telah dirancang sepenuhnya dikendalikan oleh sebuah mikrokontroler sebagai jantung utamanya. Oleh karena kinerja mikrokontroler bekerja berdasarkan urutan instruksi-instruksi secara sekuensial maka pada mikrokontroler perlu ditanam sebuah program intruksi agar dapat bekerja sesuai dengan sub sitem perangkat keras yang telah dirancang. Langkah awal sebelum menanam program pada mikrokontroler adalah merancang

7

instruksi program berdasarkan suatu algoritma. Algoritma merupakan urutan atau langkah-langkah berpikir secara logis dan sistematis.

Setiap sub sistem perangkat keras karena sepenuhnya digunakan sebagai dasar pengujian pada sistem secara keseluruhan, maka dibutuhkan algoritma pada masing-masing sub sistem tersebut yakni :

a) Pembacaan nomor kartu RFID Reader

b) Pengecekan nomor identitas kartu pada tabel

c) Pengendalian kran solenoid d) Pembacaan volume air yang

keluar e) Pembaharuan pulsa air

Adapun algoritma yang

dikembangkan sehubungan dengan pembacaan nomor kartu RFID adalah sebagai berikut :

Mendeteksi byte data start dengan nilai 02h, jika byte data start yang diterima salah, maka proses ini akan berulang sampai byte start yang diterima benar.

Jika byte start benar, kemudian membaca sejumlah 12 byte data yakni D1-D8, CS1,CS2, CR dan LF sampai diterima data end text (ETX).

Setelah data semua diterima, kemudian menguji validasi data yang tujuannya untuk mengetahui apakah data yang diterima sudah benar ataukah salah. Hal ini bisa dicek dengan membandingkan data dengan nilai ceksumnya. Jika data benar maka hasilnya ditandai dengan logika 0, sebaliknya jika data salah ditandai dengan logika 1.

Setelah validasi data benar, kemudian data diolah agar dapat ditampilkan pada layar LCD M1632. Data yang diterima dari kartu RFID semuanya masih dinyatakan dalam format

bilangan ASCII sehingga harus diubah terlebih dahulu ke dalam format heksadesimal. Data yang diolah hanyalah 6 byte data yakni (D3 - D8) karena data inilah yang menunjukkan identitas kartu RFID. Keenam byte data tersebut setelah diolah menjadi bilangan heksadesimal harus dikonversi lagi menjadi bilangan desimal dengan menggunakan metode konversi heksa ke desimal.

Setelah data identitas kartu dikonversi ke nilai desimal, maka sebelum dikirim ke LCD M1632 harus diubah lagi setiap nilai desimalnya ke dalam format ASCII sehingga nilai identitas kartu RFID dalam format desimal dapat ditampilkan pada display.

Pada Gambar 12 memperlihatkan algoritma program utama pembaca kode ID Card dari RFID Reader ID-12.

Gambar 12. Algoritma pembaca kartu rfid

Pengembangan perangkat

lunak untuk mengukur volume air dengan mengolah data dari sensor aliran.. Pengukuran volume air bertujuan untuk menyesuaikan agar volume airnya sesuai dengan aturan yang ditetapkan untuk setiap satu kali pengambilan air dengan kartu

8

RFID. Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pembacaan volume air adalah sebagai berikut :

a) Inisialisasi variabel data, komunikasi serial dan kontrol display LCD M1632.

b) Menghitung jumlah pulsa air dalam periode tetap dan mengubah menjadi frekuensi.

c) Mengolah data frekuensi menjadi nilai volume yang sebenarnya.

d) Menampilkan nilai volume pada layar LCD M1632.

Berdasarkan algoritma tersebut, dapat digambarkan diagram alir seperti tampak pada Gambar 13

Gambar 13. Algoritma pembaca kartu rfid

Pengembangan perangkat lunak untuk mengendalikan kran solenoid dilakukan berdasarkan keberadaan kartu RFID. Pengendalian kran ini bertujuan untuk mengendalikan jumlah air yang dikeluarkan. Agar volume air yang keluar sesuai kebutuhan pelanggan maka pengendalian kran tersebut harus dapat dilakukan secara manual dan otomatis. Pengendalian kran air secara manual maksudnya proses pembukaan dan penutupan kran dilakukan secara manual oleh pelanggan dengan kartu rfidnya. Sedangkan secara otomatis

maksudnya kran air akan tertutup otomatis jika nilai pulsa airnya sudah habis. Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan pengendalian kran air adalah sebagai berikut :

a) Identifikasi kartu rfid dan nilai pulsa air

b) Jika pulsa air tidak habis, maka kendali kran dapat dilakukan secara manual.

c) Jika pulsa air habis, maka kran otomatis ditutup.

Berdasarkan algoritma tersebut dapat digambarkan diagram alir seperti tampak pada Gambar 14.

Gambar 14 Algoritma kendali kran air

Pengembangan perangkat lunak berikutnya yaitu penerapan sistem pembayaran air minum berbasis pulsa air untuk menggantikan pembayaran air minum yang sebelumnya dengan tarif sukarela. Penerapan berbasis pulsa air bertujuan untuk mengembangkan sistem layanan air minum prabayar sehingga tidak memerlukan transaksi dalam bentuk uang ketika pelanggan membeli air melainkan cukup dengan kartu rfid. Nilai pulsa air pelanggan disimpan pada memori sistem sehingga nilai pulsanya dapat langsung diestimasi dan diperbaharui oleh sistem secara otomatis. Adapun algoritma yang dikembangkan sehubungan dengan

9

penerapan pulsa air adalah sebagai berikut :

a) Identifikasi kartu rfid dan nilai pulsa air.

b) Menghitung volume air yang keluar dan mengestimasi nilai sisa pulsa air

c) Mengkonversi nilai sisa pulsa air dalam satuan rupiah dan menampilkannya ke lcd.

Berdasarkan algoritma tersebut dapat digambarkan diagram alir seperti tampak pada Gambar 15.

Gambar 15 Algoritma estimasi pulsa air

Hasil dan Pembahasan Dari hasil pengembangan

perangkat keras dan lunak selama proses pelaksanaan penelitian diperoleh hasil penelitian berupa kinerja dari perangkat keras dan perangkat lunak serta kinerja keseluruhan dalam bentuk prototipe sistem layanan air minum berbasis radio frequency identification (RFID).

Adapun kinerja hasil penelitian perangkat keras dan lunak meliputi :

a) Kinerja pembacaan kartu RFID b) Kinerja pengukur volume air c) Kinerja driver kran solenoid d) Kinerja inverter pompa air e) Kinerja kendali kran solenoid

f) Kinerja estimasi pulsa air Pada gambar 16

menunjukkan hasil pengembangan perangkat keras untuk proses pembacaan kartu RFID dimana nomor kartu ditampilkan pada display LCD. Hasil pembacaan nomor kartu RFID tampak jelas seperti pada gambar dimana nomor kartu RFID ditampilkan dalam jumlah 8 digit. Jika kita bandingkan pada nomor kartu yang tertera seperti pada gambar 14 (b) dimana nilainya terdiri dari 8 digit yakni 11108305, maka dapat disimpulkan bahwa kinerja perangkat lunak dalam proses pembacaan nomor kartu RFID telah bekerja dengan baik.

(a) Perangkat keras

(b) Kartu rfid (ID: 0011108305)

Gambar 16. Prototipe perangkat keras

sistem pembaca kartu rfid

Pada gambar 17 menunjukkan hasil identifikasi nomor kartu RFID dan nomor urut pelanggannya. Dari gambar tersebut, setelah catu daya

10

dihidupkan mikrokontroler menyiapkan permintaan untuk memasukkan kartu RFID.

Gambar 17. Identifikasi nomor pelanggan

Jika nomor kartu pelanggan telah terdaftar maka akan muncul pesan seperti tampak pada gambar 17 dimana pada gambar tersebut nomor urut kartu 009 telah berhasil dideteksi karena sudah terdaftar.

Pada gambar 18 menunjukkan hasil pengembangan perangkat keras untuk proses pengukuran volume air dengan menggunakan sensor aliran dimana nilai volumenya ditampilkan pada display LCD.

Gambar 18. Perangkat keras pembaca

volume air

Setelah pelanggan memasukkan kartu RFID, dan apabila kartu dinyatakan terdaftar maka muncul pesan ucapan “ Selamat Datang “ dan menampilkan nomor urut pelanggan “009”, kemudian kran solenoid dibuka seperti gambar 19

Gambar 19. Pembukaan kran solenoid

Setelah pembukaan kran solenoid, mulai menampilkan pesan pembacaan volume air yang dinyatakan dengan satuan Liter seperti pada gambar 20. Kemudian pada gambar tersebut menampilkan proses pembacaan volume air yang dibatasi pada nilai volume 1500 mL atau 1,5 Liter. Setelah nilai volume tersebut tercapai maka instruksi berikunya adalah mikrokontroller AT89S52 mengirim pesan untuk menutup kran solenoid sehingga aliran air dihentikan. Tujuan pembatasan volume air ini adalah untuk menguji apakah volume air yang terukur sudah sesuai dengan takaran volume yang sebenarnya. Dalam pengujian ini, penakar volume air digunakan sebuah botol aqua dengan volume 1,5 Liter, sehingga keberhasilan dari pengujian ini adalah volume air tidak melimpah dan tepat pada batas mulut botol.

Gambar 20. Penutupan kran solenoid

Dalam pengaturan volume air dilakukan dengan mengatur laju aliran air dengan cara membuka dan menutup kran solenoid berdasarkan nilai volume yang sudah ditentukan.

11

Untuk operasi membuka dan menutup kran solenoid dengan cara mengalirkan arus listrik ke kumparannya pada tegangan kerja 12 Volt. Pengujian kinerja driver solenoid dilakukan dengan menghubungkan sinyal kendali pada terminal input yang dihubungkan pada pin Port P1.1 dari mikrokontroller. Kemudian mengukur tegangan kerja pada kumparan solenoid setelah menerima sinyal kendali tersebut apakah nilainya normal atau tidak. Dari hasil pengujian diperoleh data seperti pada tabel 1:

Tabel 1 :

Sinyal Input

Tegangan kumparan

kran solenoid

Kondisi kran

solenoid

0 Volt 0 Volt menutup

5 Volt 12 Volt membuka

Pada tabel tersebut terlihat bahwa kumparan kran solenoid mendapat tegangan kerja normal ketika mendapat sinyal input 5 Volt (logika 1) sehingga kondisi kran berhasil terbuka secara penuh. Sementara itu, pada saat sinyal input bernilai 0 Volt sehingga tidak ada arus mengalir pada kumparan solenoid akibatnya kondisi kran kembali pada kondisi awalnya yakni tertutup rapat. Dari hasil tersebut menunjukkan bahwa driver solenoid dapat bekerja dengan baik sebagai penghubung antara sinyal kendali dari mikrokontroler dengan beban yang dikendalikan berupa kran solenoid.

Dalam mensirkulasikan aliran air dari sebuah bak air, maka dibutuhkan sebuah pompa air dimana dalam penelitian ini menggunakan sebuah pompa air aquarium pada prototipe sistem layanan air minum. Pada gambar 21 memperlihatkan hardware inverter untuk pompa air aquarium.

Gambar 21. Perangkat inverter pompa air

Pada gambar 22 terlihat bahwa tegangan keluaran inverter sudah bolak-balik, namun bentuknya tidak menyerupai sinus murni seperti pada jaringan listrik PLN melainkan bentuknya menyerupai gelombang persegi atau kotak.

Gambar 22. Bentuk tegangan keluaran inverter

Gambar 23. Kinerja inverter pompa air

Adapun hasil operasi pompa air aquarium dengan menggunakan inverter di atas diperlihatkan pada gambar 23. Pada gambar tersebut tampak air dapat dilontarkan pada ketinggian yang cukup untuk mengangkat air ke atas. Apabila hasil ini dibandingkan dengan kinerja pompa air yang dihubungkan langsung dengan sumber tegangan

12

listrik PLN ternyata daya lontar airnya memiliki ketinggian yang sama. Hal ini berarti kinerja inverter sudah bekerja dengan baik.

Setelah menjelaskan kinerja dari masing-masing setiap sub sistem di atas maka pada bagian ini akan dijelaskan kinerja keseluruhan dari prototipe sistem layanan air minum. Pada gambar 24 menunjukkan hasil pengujian sistem layanan air minum.

Gambar 24. Hasil kinerja sistem layanan air minum berbasis rfid.

Pada gambar tersebut ketika catu daya dihidupkan, maka lampu hijau menyala menunjukkan kondisi siap menerima kartu rfid dari pelanggan.Jika nomor kartu pelanggan terdaftar, maka lampu merah menyala dan kemudian kran solenoid dibuka sampai mencapai volume air yang sudah ditentukan.

4. Simpulan dan Saran Berdasarkan hasil dan

pembahasan pada penelitian di atas dapat disimpulkan yakni mikrokontroler telah berfungsi baik dalam mengindentifikasi dan memvalidasi nomor kartu rfid pelanggan air minum desa serta mampu melakukan pengontrolan kran solenoid secara otomatis dalam mengeluarkan air pada volume tertentu. Prototipe sistem layanan air minum berbasis kartu RFID dapat digunakan sebagai layanan air minum prabayar dengan menerapkan sistem pulsa air sehingga dapat meningkatkan pendapatan pengelola air minum desa. Ucapan Terima Kasih

Terima kasih kepada Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha (Lemlit Undiksha) yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada peneliti melaksanakan penelitian ”Pengembangan Prototipe Sistem Kontrol Otomatis Kran Solenoid Berbasis Radio Frequency Identification (RFID) Pada Sistem Pelayanan Air Minum Desa “ dengan surat kontrak penelitian nomor : 680/UN48.15/LT/2017.

DAFTAR PUSTAKA [1] Atmel .2013, 8-Bit

Microcontroller With 4K Bytes AT89S51 Datahseet, Tersedia pada http://www.atmel.com/images/doc2487.pdf. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2013.

[2] Bob Violino. 2005. The History of RFID Technology, Tersedia pada http:// www. rfidjournal.com/articles/view?1338. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2013.

[3] Kalam T T Siregar, 2013, Viskosimeter Digital

13

Menggunakan Water Flow Sensor G1/2 Berbasis Mikrokontroller 8535, tersedia pada http://jurnal.usu.ac.id/index.php/sfisika/article/view/4754/2171, diakses tanggal 10 Januari 2016

[4]Li Yang, Rushi Vyas. 2007. RFID Tag and RF Structures on a Paper Substrate Using Inkjet-Printing Technology, Published by IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 55, NO. 12, DECEMBER 2007

[5] Prasimax Mikron, Sensor Flow Aliran Air 1/2 inch, tersedia pada http://www.mikron123.com/index.php/Air/Sensor-Flow-Aliran-Air/Detailed-product-flyer.html, diakses tanggal 10 Januari 2016

[6] Prasimax Mikron, Valve Electronic 1/2 inch, tersedia pada http://www.mikron123.com/index.

php/Sensor/Valve-Electronic-1/2-inch/Detailed-product-flyer.html, diakses tanggal 10 Januari 2016

[7]Rachmad Setiawan. 2006. Mikrokontroller MCS-51, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta.

[8]Rasben Dantes. 2012. Sistem Pelayanan Informasi Objek Wisata Museum Berbasis RFID. Publikasi Penelitian PENPRINAS MP3EI 2011-2015.

[9] Sparkfun. 2013. ID-Series Datasheet, Tersedia pada http://www.sparkfun.com/datasheets/Sensor/ID-12-Datasheet.pdf. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2013.

[10] SeedStudioWork.com, 2010, Water Flow Sensor, tersedia pada http://www.seeedstudio.com/depot/datasheet/water20flow sensor datasheet.pdfdiakses tanggal 10 Januari 2016

2

Lampiran 04 : Produk Penelitian

Prototipe Sistem Kontrol Otomatis Kran Solenoid Berbasis RFID

pada Sistem Pelayanan Air Minum Desa