26
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Pengantar Perancangan System
Pada bab ini dibahas tentang perancangan dan pembuatan “Alat Sistem
Monitoring Volume dan Kejernihan Air pada Tangki Air Berbasis Labview
Menggunakan NI MyRio-1900”. Pembuatan sistem ini akan mempermudah
memonitoring kondisi air dalam tangki, dengan menggunakan alat ini, operator
dapat mengetahui kondisi peringatan dini apabila ketinggian air pada tangki sudah
habis dan tingkat kejernihan air pada tangki secara langsung pada komputer
melalui software Labview. Agar sistem tersebut dapat berjalan dengan baik dan
sempurna, maka diperlukan perancangan dan pembuatan sistem, baik secara
software maupun hardware untuk mendukung keseluruhan sistem yang akan di
uji. Alat yang akan digunakan diantaranya NI MyRio-1900 sebagai kontrol dari
sistem, sensor Ultrasonik SRF04 sebagai sensor pendeteksi ketinggian air, sensor
GE Turbidity sebagai pendeteksi kekeruhan air dan output menggunakan Module
relay sebagai saklar pada pompa air, serta PC yang berfungsi sebagai
memoniroting dan juga pengontrol jarak jauh menggunakan sambungan nirkabel
atai wifi pada software Labview.
3.2. Diagram Blok dan Prinsip Kerja System
3.2.1. Diagram Blok Sistem
Studi tentang “Rancang Bangun Alat Sistem Monitoring Volume Dan
Kejernihan Air Pada Tangki Berbasis Labview Dengan Kontroller Ni Myrio”
memiliki prinsip kerja sebagaimana digambarkan pada diagram blokseperti pada
Gambar 3.1.
27
Gambar 3.1.Diagram Blok Perancangan Sistem
Pada proses awal, perancangan dilakukan pada pembuatan tangki prototype
yang telah dibuat sesuai dengan degradasi ukuran dari jarak pendeteksi sensor
ultrasonik SRF04 dimana sensor dapat mendeteksi air dalam tangki dan akan
membaca frekuwensi jarak sehingga dapat menampilkan pada labview. Setelah
perancangan akan diberikan pengalamatan dimana titik minimum dan maksimum
kondisi air yang berfungsi pengiriman sinyal deteksi sebagai mengontrol module
relay untuk on-off pada waterpump atau pengisian air yang otomatis dengan
kontrol NI MyRio.
Pada sensor GE Turbidity sendiri sebagai pendeteksi ketika keadaan air keruh
atau jernih, sehingga dapat mengetahui kondisi level kejernihan air dalam tangki
melalui indikator pada front panel. Semua proses hasil dari pendeteksi sensor
sensor ini diterima MyRio dan akan dikontrol melalui software LabView yang
dihubungkan melalui wireless atau wifi yang sudah diprogram dan dibuat pada
modul NI MyRio-1900 sehingga mampu mengontrol dan memonitoring jarak jauh
tanpa kabel mengirim sinyal hasil pendeteksi sensor. Selain itu melakukan
pemrograman pada PC sebagai media pengontrol aktifitas monitoring yang
merupakan sarana bagi operator untuk mengetahui volume dan kejernihan air
pada tangki prototype. Interaksi yang di lakukan oleh sensor akan mengeluarkan
tampilan berupa informasi monitoring sesuai kondisi air didalam tangki dengan
menggunakan software LabView.
Power
Supply
Water Pump
28
3.2.2. Flow Chart Sistem
T
Y
Gambar 3.2.Flowchart Sistem
Pada flowchart diatas, untuk memulai pekerjaan sebuah sistem maka
harus melakukan tahapan awal yaitu dengan mengaktifkan keseluruhan perangkat,
kemudian sensor membaca volume dan kejernihan air setelah itu melakukan
pencocokan batas minimum ketinggian air dan kekeruhan air, apabila sensor
mendeteksi batas minumum maka relay akan kondisi terhubung sehingga pompa
air akan hidup, dan ketika kondisi air keruh ataupun jernih terdeteksi maka sinyal
MULAI
Mengaktifkan
keseluruhan perangkat
Mendeteksi Sensor Volume
Water high / low
Module
relay
on/off
Waterpump on/off
Memonitoring kondisi volume
dan kejernihan air
SELESAI
29
akan mengirimkan ke NI MyRio-1900 sehingga dapat menampilkan indikator
kondisi air dalam tangki prototype pada front panel pada software LabView.
3.3. Perancangan dan Pembuatan Mekanik
Pada perancangan dan pembuatan mekanik dalam sistem alat monitoring
volume dan kejernihan air ini akan dibuat dengan spesifikasi seperti pada Gambar
3.3.
Gambar 3.3. Rancangan Mekanik
1. Tangki air prototype yang menyerupai seperti tandon air dengan bahan plat
besi berbentuk tabung berdiameter tinggi 60 cm dan lebar 40 cm dengan daya
tampung air kurang lebih 75 liter, rancangan ini mempunyai satu lubang pipa
di bawah yang berfungsi sebagai keluarnya air dalam tangki dan satu lubang
pipa diatas sebagai pengisisan air dari pompa air.
2. Tiang penyangga dengan ukuran lebar 3 cm panjang 40 cm dan tebal 0,3 cm
yang berfungsi sebagai tiang penompang penempatan letak dari pada sensor.
3. Sensor ultrasonik SRF04 yang berfungsi sebagai alat ukur ketinggian dan
kerendahan kondisi air yang ada didalam tangki.
4. Sensor kekeruhan air yaitu GE Turbidity yang berfungsi sebagai pendeteksi
kondisi air disaat air itu keruh.
5. Water pumpatau pompa air disini berfungsi sebagai pengisian air pada tangki
disaat kondisi air dalam tangki dititik minimum.
30
6. NI MyRio 1900yang berfungsi sebagai kontroler dari alat, yang memiliki
kerja untuk memonitoring volume dan kejernihan air dalam tangki yang
mampu diprogram menggunakan sambungan wireless.
7. PC merupakan human interface yang di kontrol melalui NI MyRio 1900 selain
itu PC berfungsi sebagai memonitoring dengan melalui software Lab View.
3.4. Perancangan Hardware
Pada pembuatan rancang bangun alat sistem monitoring volume dan
kejernihan air pada tangki prototype dengan memiliki rangkaian pendukung
hardware dengan spesifikasi yang di tunjukkan pada gambar di 3.4.
1. Input
2. Sistem Kontrol Wifi
3. Proses monitoring
4. Output
Gambar 3.4. Rangkaian Hardware
Tabel penjelasan pada rangkaian hardware dari semua sistem interface
terhadap pin kontrol NI MyRio 1900.
31
Tabel 3.1. Penjelasan interface komponen terhadap NI MyRio.
No Komponen MXP Connectors A dan B MSP Connectors C
1.
Sensor
Turbidity
V Pin 1 +5V
A Pin 3 AIO
G Pin 6 AGND
2.
Sensor
Ultrasonik
SRF 04
VCC Pin 1 +5V
Trigger Pin 11 DIO 0
Echo Pin 13 DIO 1
Ground Pin 12 DGND
3.
Relay
Water
Pump
VCC Pin 20 5V
IN Pin 18 DIO 7/PWM 1
Ground Pin 19 DGND
3.4.1. Perancangan Sistem Kontrol NI MyRio Menggunakan Wifi
Membuat Jaringan Wireless Menggunakan NI MyRIO (MyRIO Toolkit)
berikut adalah penjelasan menggunakan salah satu fitur yang dimiliki modul NI
MyRio-1900 sebagai jalur akses untuk membuat jaringan nirkabel. Jaringan
nirkabel pada NI MyRio-1900 di sini mampu menerima hingga enam klien
namun, national instruments menyarankan untuk menghubungkan paling banyak
tiga klien untuk suatu jaringan nirkabel.
Perancangan sistem kontrol tanpa kabel yang menggunakan wifi disini
berfungsi sebagai penghubung antara kontrol modul NI MyRio-1900 terhadap
Laptop komputer sehingga tidak lagi menggunakan sambungan kabel seperti
modul mikrokontroller yang sudah ada sebelumnya. Artinya modul NI MyRio-
1900 sudah mampu dikontrol dan dimonitoring jarak jauh pada software LabView
pada laptop sehingga dapat mempermudah dan mengurangi kerugian terhadap
efisiensi waktu.
Berikut adalah alur perancangan memprogram sambungan jaringan
nirkabel menggunakan modul NI MyRio-1900 terhadap aplikasi LabView pada
laptop.
32
1. Gunakan kabel USB untuk menghubungkan NI MyRIO-1900 ke komputer.
2. Klik Configure NI myRIO di kotak dialog Monitor USB NI myRIO untuk
meluncurkan NI Konfigurasi & Pemantauan berbasis web di web browser default.
Catatan Jika Anda telah menghubungkan NI myRIO ke komputer
Anda dan tidak memiliki kotak dialog NI myRIO Monitor USB terbuka,
Anda dapat membuka browser web Anda dan masukkan http://172.22.11.2
untuk meluncurkan NI Konfigurasi & Pemantauan berbasis Web.
3. Klik tombol Konfigurasi Jaringan untuk menampilkan halamanKonfigurasi
Jaringan.
4. Pada bagian Adapter Wireless wlan 0, pilih Create jaringan nirkabel dari
menu Wireless mode pull-down.
5. Pilih negara di mana Anda berada dari menu pull-down Country.
6. Tentukan nama untuk jaringan nirkabel dalam kotak teks SSID.
7. (Opsional) Pilih channel dari menu pull-down Channel.
Catatan Kisaran nilai yang valid dari Channel adalah [1, 11]. Instrumen
Nasional merekomendasikan bahwa Anda tentukan untuk 1 Channel.
8. terpilih salah satu dari opsi berikut dari menu pull-down Security:
- Open-Membuat jaringan nirkabel publik.
- WPA2 Pribadi-Membuat jaringan nirkabel pribadi
9. Jika memilih WPA2 Personal pada langkah sebelumnya, masukkan kredensial
keamanan dalam kotak teks frasa sandi WPA. Pastikan bahwa panjang karakter
dalam passphrase WPA anda dalam rentang [8, 63]. Anda dapat memilih apakah
untuk menempatkan tanda centang di Show Caracter kotak centang.
10. Pilih DHCP Only dari Alamat menu Configure IPv4Address pull-down.
11. Klik Save untuk menyimpan pengaturan jaringan nirkabel.
12. Memverifikasi bahwa Anda dapat menghubungkan klien ke jaringan nirkabel
yang dibuat. Wireless LED pada NI MyRIO berubah merah ketika anda mencoba
untuk menghubungkan client ke jaringan. Setelah Anda berhasil menghubungkan
klien ke jaringan, LED Wireless terus berkedip.
Berikut adalah tampilan dari pemrograman pembuatan sambungan
wireless pada laptop ketika sudah terhubung pada modul NI MyRio-1900.
33
Gambar 3.5. Tampilan Kontrol Wireless pada Laptop
3.4.2. Perancangan Input Hardware Sensor Ultrasonik SRF04
Gambar 3.6. Perancangan Input Hardware Sensor Ultrasonik SRF04
Gambar diatas merupakan interface antara Ni MyRio dengan Sensor
Ultrasonik SRF04. Pada sensor ultrasonik yaitu :
VCC +5V.
Trigger
Echo
Ground
34
- Triggerakan dikoneksikan pada Port MXP connector A Ni MyRio pada pin
11 untuk masukan digital.
- Echo ke Port MXP Connectors ANi MyRio pada pin 13 untuk masukan
digital.
- VCCakan di hubungkan pada MXP Connectors A pin 1 dengan besar
tegangan +5V.
- Ground akan dihubungkan pada MXP Connectors A pin 12 untuk digital
Ground.
3.4.3. Perancangan Input Hardware Sensor Turbidity
Gambar 3.7. Perancangan Input Hardware Turbidity Sensor
Gambar diatas merupakan interface antara Ni MyRio dengan Sensor
Kejernihan air. Pada turbidity sensor yaitu :
- Vakan di hubungkan pada MXP Connectors A pin 1 dengan besar tegangan
+5V.
- A ke Port MXP Connectors ANi MyRio pada pin 3 AIO untuk masukan
digital.
- Ground akan dihubungkan pada MXP Connectors A pin 6AGND untuk
digital Ground.
35
3.4.4. Perancangan Output Hardware Relay Module
Gambar 3.8. Perancangan Input Hardware Relay Module
Gambar diatas merupakan interface antara Ni MyRio dengan Relay
module. Pada relay yaitu :
- VCCakan di hubungkan pada MXP Connectors A pin 1 dengan besar
tegangan +5V.
- IN 1 ke Port MXP Connectors ANi MyRio pada pin 11 AIO untuk masukan
digital.
- Ground akan dihubungkan pada MXP Connectors A pin 8AGND untuk
digital Ground.
3.5. Perancangan Perangkat Lunak ( Software ).
3.5.1 Perancangan Sensor Ultrasonik Srf04.
Pada tahapan ini perancangan program pada sensor ultrasonik srf04
dengan kombinasi antara sensor dan Ni MyRio pada FPGA LabView. Berikut
merupakan tampilan dari front panel hasil dari sensor ultrasonik SRF04.
Gambar 3.9.Front Panel Sensor Ultrasonik SRF04 pada LabVIEW
36
Gambar 3.10. Diagram Blok Pemrograman Sensor SRF04 pada LabVIEW
3.5.2. Perancangan Sensor Turbidity.
Pada tahapan ini, perancangan program pada sensor turbidity atau
sensor kekeruhan air dengan kombinasi antara sensor dan Ni MyRio pada FPGA
LabView.Berikut merupakan tampilan dari front paneldari turbidity sensor atau
sensor pendeteksi kekeruhan air.
Gambar 3. 11. Front Panel Sensor kekeruhan air pada LabVIEW
Gambar 3.12. Diagram Blok Pemrograman Sensor kekeruhan air pada LabVIEW
37
3.5.3. Perancangan Output Relay Module
Pada tahapan ini, menjelaskan gambar perancangan program pada
module relay dengan kombinasi antara sensor dan Ni MyRio pada FPGA
LabView. Berikut merupakan tampilan dari front panel dari module relay.
Gambar 3.13.Front PanelModule Relay pada LabVIEW
Gambar 3.14. Diagram Blok Pemrograman Module Relay pada LabVIEW
3.5.4. Perancangan Proses Monitoring
Pada tahapan ini, menjelaskan dimana semua dari sistem komponen
dirancang keseluruhan guna mendapatkan hasil proses dari monitoring ketinggian
dan kejernihan air dalam tangki protype. Berikut ini adalah sebuah tampilan dari
kombinasi antara semua sistem di Ni MyRio pada software FPGA LabView.
Berikut merupakan tampilan dari front panel dari proses monitoring.
38
Gambar 3.15.Front Panel monitoring volume dan kejernihan air pada LabVIEW
Gambar 3.16. Diagram Blok Pemrograman Monitoring pada LabVIEW
3.6. Perancangan Skala Ukuran Tangki
Pada tahapan ini membuat perancangan sistem monitoring tampilan tangki
pada software LabView dibuat dengan tampilan skala berdasarkan ukuran tinggi
daya tampung air pada tangki prototype sehingga mempermudah pembacaan
proses hasil monitoring ketinggian air dalam tangki, berikut ini adalah tampilan
monitoring tangki pada LabView dengan skala tinggi 0 sampai 60.
39
Gambar 3.17. Perancangan front panel skala ketinggian tangki
3.7 Perancangan Kalibrasi Level Sensor Kekeruhan Air
Pada tahapan ini membuat perancangan sistem monitoring kekeruhan air pada
software LabView dibuat dengan tampilan level berdasarkan tingkat kekeruhan
air pada tangki prototype sehingga mempermudah pembacaan proses hasil
monitoring kekekruhan air dalam tangki dengan cara mengkalibrasi hasil deteksi
nilai indikator sensor tubidity dalam bentuk level nilai indikator dengan skala
kecil satuan Nephelometric Turbidity Units (NTU), berikut ini tampilan hasil
kalibrasi dengan skala kecil satuan kekeruhan air nephelometric turbidity units
(NTU) pada software LabView.
Gambar 3.18. Perancangan front panel kalibrasi satuan kekeruhan air
40
3.8. Tahapan Pengujian
Pada tahapan ini berdasarkan perancangan sistem yang dibuat dilakukan
pengujian untuk mengetahui kehandalan dari perancangan alat sistem monitoring
volume dan kejernihan air pada tangki air prototypeyang telah dibuat.Tahapan
pengujian yang dilakukan antara lain :
3.8.1. Pengujian Sensor
a. Pengujian sensor Ultrasonik SRF04
Sensor SRF04 yang berfungsi untuk mendeteksi volume air sebagai
pembaca jarak antara tinggi tangki ke permukaan air. Jarak yang dibaca
atau diterima akan dikirimkan langsung menuju NI-MyRio. Setelah
mendapatkan data, NI-MyRio mengolah dan memasukkannya ke dalam
PC sehingga dapat memberikan informasi kondisi tinggi rendahnya
kondisi air di dalam tangki.
b. Pengujian sensor kekeruhan air Turbidity
Turbidity sensor yang berfungsi untuk mendeteksi kondisi level kejernihan
air dimana kondisi disaat air didalam tangki mengalami kondisi keruh
maka sinyal dari sensor akan mengirimkan ke NI-MyRio. Setelah
mendapatkan data, NI-MyRio mengolah dan memasukkannya ke dalam
PC sehingga dapat mengetahui kondisi level kejernihan air dalam tangki.
Dimana semakin keruh kondisi air maka nilai resistansi yang ditampilkan
akan semakin kecil.
c. Pengujian Relay Module
Relay Modul disini berfungsi sebagai suatu saklar ON / OFF sebagai
inputan dari pada pompa air DC. Untuk inputan data dari relay sendiri dari
NI-MyRio data dari sensor yang telah diproses pada range yang telah
ditentukan sebagai pengalamatan cara kerja dari relay.
3.8.2. Pengujian Aplikasi Labview
Pada Aplikasi Labview terdapat 3 sistem untuk menjalankan sebuah
pemrograman dari kontrol modul NI MyRio-1900 menggunakan
sambungan wireless atau sambungan jarak jauh tanpa penghubung kabel
41
sehingga akan mampu menampilkan hasil monitoring pada sistem,
diantaranya :
- Chassis FPGA target NI-MyRio-1900 pada tahapan ini program yang
telah dirangkai dan dirancang melalui Field Programmable Gate
Arrayakan di uji dengan menjalankan Run Countinuously.
- RT Vis pada tahapan ini program yang dirancang dengan kombinasi
FPGA akan di uji dengan menjalankan Run Countinuouslyuntuk
mengetahui apakah program yang dilakukan berfungsi.
- Project lvproj program yang dirancang dengan kombinasi dari ketiga
sistem.
3.8.3. Pengujian Sistem Monitoring
Pada aplikasi Labview ini ada 3 mode monitoring yang terdiri dari
Monitoring Sensor Ultrasonik SRF04, Monitoring Turbidity Sensor,
Monitoring Relay Module sebagai inputan dari pompa air DC.
a. Monitoring sensor ultrasonik SRF04 menampilkan skala ketinggian air
dalam tangki.
b. Monitoring turbidity sensor menampilkan kondisi level kejernihan air
pada tangki.
c. Monitoring relay module menampilkan ketika pendeteksi sensor
medeteksi range yang telah ditentukan sehingga pompa air kapan kondisi
menyala dan kondisi mati.
Top Related