1. Pendahuluan Teknologi tanpa kabel atau wireless telah mengalami perkembangan yang pesat dan

penggunaannya sendiri tidak asing bagi masyarakat. Teknologi wireless yang banyak digunakan

seperti Bluetooth, maupun wifi, karena kedua perangkat ini sudah banyak diaplikasikan pada

smartphone, laptop, dan beberapa perangkat lainnya. Zigbee adalah standart IEEE 802.15.4

untuk komunikasi data dengan konsumsi daya yang rendah dan bekerja untuk jaringan personal

tingkat rendah. Perangkat Zigbee biasa digunakan untuk mengendalikan sebuah alat lain maupun

sebuah sensor yang bekerja secara wireless. Irigasi merupakan komponen penting untuk

meningkatkan produktivitas pertanian. Pemberian air irigasi yang terus menerus tanpa

memperhatikan kebutuhan akan mengakibatkan air terbuang percuma. Maka dari itu dibuat suatu

bendung untuk menampung sementara air yang akan dialirkan. Setiap waktu tertentu petugas

melakukan tugasnya untuk membuka dan menutup pintu bendung saluran irigasi dan

memberikan air saat diperlukan. Hal tersebut sangat tidak efisien dan menjadi kendala ketika

petugas lupa mengalirkan air yang mengakibatkan meluapnya air dan pintu bendung jebol. Oleh

karena itu perlu dikembangkan untuk pengaturan air irigasi sesuai dengan kebutuhannya. Sistem

irigasi otomatis akan memudahkan petugas dalam melakukan tugasnya. Komponen utama alat

kendali perangkat ini adalah sensor ultrasonik dan Zigbee. Sensor berfungsi sebagai pendeteksi

perubahan fisik ketinggian air sedangkan Zigbee digunakan sebagai sarana komunikasi.

Kelebihan dalam menggunakan alat ini adalah alat dapat bekerja secara otomatis yang dapat

membantu petugas dalam melakukan tugasnya dari manapun sejauh sinyal Zigbee dapat

berkomunikasi.

2. Tinjauan Pustaka Penerapan WSN pada dasarnya menggabungkan proses sensing, pengendalian dan

komunikasi menjadi satu alat yang disebut sensor node. Pada intinya sebuah sensor node terdiri

dari komponen pengendali (kontroler), sensor/aktuator, memori, perangkat komunikasi, dan catu

daya [1]. Thermocouple adalah salah satu dari sekian banyak sensor node yang digunakan

terutama dalam pengaturan suhu pada gedung bertingkat. Sensor ini dipasang di ruangan pada

setiap lantai dan saling berhubungan membentuk jaringan bintang. Agar sistem node pada sistem

WSN dapat terhubung satu dengan yang lain maka dibutuhkan suatu sistem komunikasi nirkabel

yang membutuhkan data rate yang kecil, konfigurasi sistem yang sederhana, daya baterai yang

kecil dan dapat bertahan bertahun-tahun lamanya. Dalam memenuhi kebutuhan tersebut, IEEE

telah mengembangkan standart jaringan baru 802.15.4. Zigbee termasuk di dalam standar

tersebut. Penggunaan teknologi zigbee dan sensor node thermocouple dirasa sangat tepat dalam

penerapan teknologi WSN untuk mengatur suhu pada gedung bertingkat.

Sensor ultrasonik merupakan sebuah sensor node yang digunakan bersamaan dengan

penerapan WSN. Alat ini biasa diaplikasikan untuk pengukuran ketinggian ataupun jarak. Sensor

ultrasonik menghasilkan gelombang suara yang biasa disebut gelombang ultrasonik [2].

Gelombang ultrasonik merupakan gelombang akustik yang memiliki frekuensi mulai dari 20 kHz

sampai dengan 20 MHZ. Gelombang inilah yang dimanfaatkan dalam pengukuran ketinggian.

Bukan hanya ketinggian pada tempat yang mudah dijangkau akan tetapi juga ketinggian pada

suatu tempat yang tertutup seperti di dalam bejana. Sensor ultrasonik dapat juga digunakan untuk

pengukuran ketinggian air pada penampung air milik PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum)

Tirta Bening Kabupaten Pati yang masih melakukan pengukuruan dan pendataan secara manual

[3]. Dengan memanfaatkan sensor ultrasonik dan menggabungkannya dengan media transmisi

Xbee, maka dapat membuat suatu sistem pengukuran yang dilakukan dari jarak jauh.

Modul sensor ultrasonik merupakan pemancar dan penerima gelombang ultrasonik. Modul

sensor ultrasonik umumnya berbentuk papan elektronik ukuran kecil dengan beberapa rangkaian

elektronik dan dua buah transduser. Dari dua buah transduser ini, salah satu berfungsi sebagai

transmitter dan satu lagi sebagai receiver. Fungsi utama rangkaian sensor tersebut adalah untuk

memberitahukan kita ketika permukaan air telah mencapai ketinggian tertentu. Pada Gambar 2

menjelaskan bagaimana sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara,

dimana sensor ini memancarkan gelombang suara yang kemudian menangkap pantulannya

kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara

gelombang suara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut

berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Gelombang ultrasonik

merupakan gelombang mekanik dengan frekuensi diatas 20 kHz. Gelombang ini merambat

melalui media padat, cair dan gas, hal ini dikarenakan gelombang ultrasonik merupakan

rambatan energi sebagai interaksi dengan media yang dilaluinya [4]. Gelombang ultrasonik ini

sering dipergunakan dalam pemerikasaan kualitas produksi di dalam industri, untuk diagnosis

dan pengobatan dalam bidang kedokteran. Perambatan gelombang ultrasonik dalam media gas,

cair disebabkan oleh gerak bolak balik dari partikel-partikel yang melewati titik keseimbangan

searah dengan arah rambat gelombangnya. Gelombang ini disebut gelombang longitudinal.

Gambar 1 Gelombang Longitudinal

Sifat dari gelombang ultrasonik adalah memantul, diteruskan dan diserap oleh media.

Prinsip kerja ultrasonik yaitu memanfaatkan hasil pantulan dari gelombang ultrasonik apabila

ditransmisikan pada jaringan tertentu. Gelombang suara frekuensi tinggi dikirimkan ke dalam

media dan akan dipantulkan kembali ketika sampai pada batas medium yang berbeda.

Gelombang tersebut kemudian dideteksi dan mengubah gelombang analog menjadi sinyal

elektonik/digital. Apabila gelombang melalui sebuah medium, secara sistematis besarnya dapat

dihitung menggunakan rumus :

v = s/t (5)

Dimana s adalah jarak (m), v adalah cepat rambat bunyi yaitu 340 m/detik dan t adalah

waktu tempuh dalam satuan detik.

Gambar 2 Ilustrasi Cara Kerja Sensor Ultrasonik HC-SR04.

Gambar 3 Bentuk Fisik Sensor HC-SR04.

Sebuah bendung memiliki fungsi, yaitu untuk meninggikan muka air sungai dan

mengalirkan sebagian aliran air sungai yang ada ke arah tepi kanan dan tepi kiri sungai untuk

mengalirkannya ke dalam saluran melalui sebuah bangunan pengambilan jaringan irigasi. Irigasi

menurut Peraturan Pemerintah (PP) No. 23/1982 Pasal 1 menjelaskan usaha penyediaan dan

pengaturan air untuk menunjang pertanian [6]. Irigasi permukaan merupakan sistem irigasi yang

menyadap air langsung di sungai melalui bangunan bendung maupun melalui bangunan

pengambilan bebas (free intake) kemudian air irigasi dialirkan secara gravitasi melalui saluran

sampai ke lahan pertanian. Dikenal dengan saluran primer, sekunder, dan tersier. Pengaturan air

ini dilakukan dengan pintu air. Prosesnya adalah gravitasi, tanah yang tinggi akan mendapat air

lebih dulu.

Pemodelan alat adalah suatu representasi atau formalisasi dalam bahasa tertentu dari suatu

sistem nyata. Model berisi tentang informasi suatu sistem yang dibuat dengan tujuan untuk

mempelajari suatu perilaku sistem yang sebenarnya [7]. Model dapat berupa tiruan dari suatu

benda, sistem atau peristiwa sesungguhnya yang hanya mengandung informasi yang dipandang

penting untuk ditelaah. Pemodelan alat pengontrol ketinggian air ini dikerjakan dengan metode

eksperimen semu. Metode eksperimen semu adalah penelitian yang mendekati percobaan

sungguhan dimana tidak mungkin mengadakan kontrol atau memanipulasikan semua variabel

yang relevan.

Wireless Personal Area Network (WPAN) dikhususkan pada ruang di sekitar pengguna

atau obyek dengan jarak 10-100 m. Umumnya Wireless Personal Area Network (WPAN)

memiliki jarak komunikasi maksimal 10 m saja. Lebih pendek dibandingkan dengan Wireless

Local Area Network (WLAN). Fokus dari WPAN adalah biaya sedikit (low cost), daya rendah

(low power), jarak pendek (short range) dan ukuran yang kecil. IEEE 802.15 adalah kelompok

kerja dari WPAN. WPAN dibedakan menurut penggunaan baterai, data rate, dan kualitas

layanan. IEEE 802.15.1 / Bluetooth merupakan medium data rate WPAN yang digunakan untuk

telepon selular maupun PDA (Personal Digital Asistance) dan memiliki kualitas layanan yang

cocok untuk suara [8]. Sedangkan IEEE 802.15.4 yang merupakan low rate WPAN digunakan

untuk layanan industri, perumahan, dengan konsumsi daya rendah serta memerlukan data rate

dan kualitas layanan yang tidak terlalu tinggi.

ZigBee adalah standar dari IEEE 802.15.4 untuk komunikasi data pada alat konsumen

pribadi maupun untuk skala bisnis. ZigBee didesain dengan konsumsi daya yang rendah dan

bekerja untuk jaringan personal tingkat rendah. Perangkat ZigBee biasa digunakan untuk

mengendalikan sebuah alat lain maupun sebagai sebuah sensor wireless. ZigBee memiliki fitur

dimana mampu mengatur jaringan sendiri, maupun mengatur pertukaran data pada jaringan.

Kelebihan dari ZigBee lainnya adalah membutuhkan daya rendah, sehingga dapat digunakan

sebagai alat pengatur secara wireless yang penginstalan hanya perlu dilakukan sekali, karena

hanya dengan satu baterai dapat membuat ZigBee bertahan lama. Selain itu ZigBee juga

memiliki topologi jaringan “mesh” sehingga mampu membentuk jaringan yang lebih luas dan

data yang lebih diandalkan.

Teknologi dari ZigBee sendiri dimaksudkan untuk penggunaan pengiriman data secara

nirkabel yang membutuhkan transmisi data rendah dan juga konsumsi daya rendah, dan juga

tidak lebih mahal dibandingkan dengan WPAN lain seperti Bluetooth. Standar ZigBee sendiri

lebih banyak diaplikasikan kepada sistem tertanam (embedded application) seperti pengendalian

industri atau pengendali alat lain secara wireless, data logging, dan lain-lain [9]. ZigBee memilki

transfer rate sekitar 250 Kbps, yang lebih rendah dibandingkan dengan WPAN lain seperti

Bluetooth yang mempunyai transfer rate dengan 1 Mbps. Sedangkan jarak atau range kerja dari

ZigBee sendiri sekitar 76 m, dimana jaraknya lebih jauh dibandingkan dengan Bluetooth.

Dengan konsumsi daya yang rendah, maka sebuah alat yang menggunakan standar ZigBee dapat

menggunakan sebuah baterai yang dapat membuat alat tersebut bertahan lama.

Teknologi Xbee merupakan produk teknologi dari digi international. Xbee menggunakan

teknologi 802.15.4 seperti dengan Zigbee dengan data rate rendah yang ditujukan untuk

otomatisasi, pemantauan dan remote control. Xbee berada dalam WPAN bersama bluetooth dan

UWB (Ultra Wide Band), ketiga teknologi inilah yang sekarang sedang menjadi perhatian dunia

dalam bidang teknologi WPAN, khususnya Xbee yang masih tergolong baru [10]. Xbee

berfungsi pada laju data yang relatif rendah pada jarak yang relatif pendek dibandingkan dengan

wi-fi. Tujuannya untuk mengembangkan teknologi yang berbiaya, berpenggunaan daya dan laju

data yang rendah. Teknologi Xbee memungkinkan koordinasi komunikasi antar ribuan sensor

kecil, yang dapat tersebar dalam kantor, peternakan, pertanian ataupun pabrik. Alat ini dirancang

hemat energi karena akan dibiarkan selama 5 sampai 10 tahun dan baterainya harus bertahan

selama itu. Perangkat Xbee berkomunikasi secara efisien, meneruskan data melalui gelombang

radio dari satu ke yang lain seperti barisan ember.

Transmitter adalah sebuah perangkat komunikasi yang berfungsi sebagai pengirim data

secara wireless untuk menyalurkan sumber informasi ke sistem komunikasi. Receiver merupakan

rangkaian elektronik yang berfungsi sebagai penerima data. Rangkaian receiver ini adalah

pasangan dari pemancar agar dapat berfungsi sebagai alat komunikasi. Tanpa adanya kedua alat

ini tidak akan tercipta alat komunikasi yang baik [4]. Pembuatan transmitter dan receiver

dipergunakan pada masing-masing alat yaitu berupa rangkaian pemacar dan rangkaian penerima.

Pada rangkaian penerima mempunyai cara kerja yang cukup sederhana dimana tidak ada sistem

modulasi atau pegiriman data yang diterapkan, rangkaian ini hanya difungsikan sebagai pembuka

atau pengontrol pintu air yang dihubungkan dengan sensor ultrasonik. Sedangkan rangkaian

pengirim difungsikan sebagai alat pengirim yang nantinya dikirimkan ke rangkaian penerima,

cara kerja rangkaian ini adalah memanfaatkan transmisi 2,4 GHz sebagai media pembawa

perintah ke rangkaian penerima.

Wireless sensor network (jaringan sensor nirkabel) adalah alat yang menggunakan jaringan

nirkabel serta sensor untuk memonitor fisik atau kondisi lingkungan sekitar seperti, suhu, suara,

getaran, gelombang elektromagnetik, tekanan, gerakan, dan lain-lain. Perkembangan dari

wireless sensor network sebenarnya sudah dimulai dari kebutuhan dalam bidang militer seperti

pemantauan pada saat perang di medan perang [11], akan tetapi sekarang telah dipergunakan

dalam bidang industri dan penggunaan untuk kemudahan masyarakat sipil, melingkupi

pengawasan dan pengontrolan proses dalam industri, mesin pengawasan kesehatan, pemantau

kondisi lingkungan, aplikasi untuk kesehatan, otomatisasi pada rumah, dan pengaturan pada lalu

lintas.

3. Perancangan Sistem Secara umum sistem ini bekerja dengan input dari sensor ultrasonik yang berupa

gelombang ultrasonik yang kemudian diproses dalam sistem dan mengeluarkan hasil atau output

berupa display atau informasi yang ditampilkan pada layar LCD. Gambar 4 merupakan

gambaran secara umum alat bekerja. Sensor ultrasonik mengeluarkan informasi berupa data

analog yaitu gelombang suara ultrasonik yang akan masuk pada mikrokontroler transmitter. Di

dalam mikrokontroler ini data yang berupa data analog akan dikonversi menjadi data digital.

Data digital ini akan diteruskan ke Xbee Transmitter kemudian dilanjutkan ke Xbee receiver.

Data Xbee ini akan dilanjutkan ke Microcontroller Receiver yang akan diterjemahkan menjadi

informasi yang dapat ditampilkan pada LCD.

Receiver Xbee Mikrokontroler Tombol Perintah

LCD

RxTx

Penampung air

Mikrokontroler Transmitter Xbee

Sensor UltrasonikMotor

DC

Gambar 4 Blok Diagram Sistem Transmitter dan Receiver

Pengumpulan informasi dan bahan diawali dengan mencari kebutuhan sistem yang akan

dibuat dan diaplikasikan pada pintu air, melakukan pengukuran ketinggian pada sekitar pintu air

untuk mengetahui berapa ketinggian maksimal dan minimal yang nantinya akan digunakan

sebagai patokan batas. Pada tahapan ini juga dilakukan dilakukan analisis kebutuhan sistem dan

pengguna yaitu dengan memahami cara kerja otentikasi sistem pengatur ketinggian air dengan

memanfaatkan wireless. Dari segi teknis maka yang dibutuhkan adalah sensor ultrasonik,

pengontrol level air, LCD, wireless sensor, transmitter, receiver.

MULAI

Batas Bawah 5 cm

Batas Atas 15 cm

tidak

Pintu Menutup

ya

Pintu Membuka

Ya

Monitoring Selesai

SELESAI

ya

Inisialisasi alat sensor

monitoring

Monitoring tinggi air

Monitor Penampil, warning

Tidak

Tidak

Gambar 5 Flowchart Alur Kerja Alat

Alat yang dirancang ini bekerja dengan cara mengirimkan gelombang ultrasonik dari

transmitter sensor yang menyala. Sensor ini akan selalu mengirimkan gelombang ultrasonik

yang ditembakkan ke atas permukaan air kemudian gelombang itu akan dipantulkan kembali dan

akan ditangkap oleh receiver ultrasonik yang dipasang pada perangkat sensor yang sama. Data

yang diterima receiver ultrasonik akan diteruskan ke mikrokontroler transmitter. Data dari

receiver ini akan diubah dari data gelombang analog menjadi data digital di dalam

mikrokontroler. Data digital dari mikrokontroler akan diteruskan di Xbee Transmitter. Data dari

Xbee Transmitter akan diteruskan pada Xbee Receiver, kemudian data tersebut akan menjadi

input dari mikrokontroler receiver yang akan diolah dalam mikrokontroler untuk dapat

ditampilkan pada LCD display. Pada rangkaian LCD Display terdapat tombol untuk membuka

dan menutup gate atau pintu air. Ketika display menampilkan ketinggian air yang sudah cukup

tinggi maka operator dapat langsung menekan tombol untuk menutup pintu air, jadi penutupan

pintu air tidak dilakukan secara manual ke tempat pintu air yang biasanya berjarak cukup jauh

dari tempat pengawasan debit air. Pada rangkaian ini juga dibuat secara otomatis. Ketika petugas

lalai untuk melihat status air dan telah memenuhi syarat untuk menutup/membuka gerbang maka

secara otomatis alat dapat beroperasi.

4. Hasil dan Pembahasan Rangkaian masing-masing dihubungkan dengan aliran listrik 220 volt. Pada rangkaian

receiver/penerima terdapat LCD menghasilkan output berupa data digital yang dikirimkan dari

receiver, agar transmitter dan receiver dapat berkomunikasi menggunakan frekuensi yang sama

yaitu 2,4 Ghz. Sedangkan untuk rangkaian transmitter atau pengirim terdapat sensor ultrasonik

yang berfungsi sebagai penghitung jarak ketinggian air. Pada Gambar 6 merupakan hasil yaitu

komponen yang terdiri dari rangkaian transmitter dan receiver.

Gambar 6 Modul Alat Kontrol

Cara kerja model alat ini secara keseluruhan adalah sensor ultrasonik mengukur

ketinggian kemudian data dari sengukuran sensor ini diteruskan untuk ditampilkan pada LCD

melalui media wireless Xbee. Pemacar ultrasonik akan membangkitkan sinyal kurang lebih 40

Khz dan menghasilkan gelombang suara kemudian dipancarkan oleh transducer transmitter.

Pantulan gelombang suara ini akan mengenai benda yang berada di depannya dan ditangkap oleh

transducer receiver. Pengujian pemancar ini dilakukan melalui beberapa media yaitu media

keras dan media air. dalam pengujian ini dilakukan akuisisi pengukuran jarak sensor ultrasonik

dengan jarak yang sebenarnya menggunakan mistar. Pada percobaan pertama pengukuran tinggi

sensor menggunakan media lantai sebagai media keras.

Tabel 1 Evaluasi Terhadap Pengukuran yang Sebenarnya pada Media Keras (Lantai)

No Tinggi dari Dasar (cm) Tinggi Sensor dari Media Keras (cm) eror

1 18 18 0

2 17 17 0

3 16 16 0

4 15 15 0

5 14 14 0

6 13 13 0

7 12 12 0

8 11 11 0

9 10 10 0

10 9 9 0

11 8 8 0

12 7 7 0

13 6 6 0

14 5 5 0

15 4 4 0

16 3 3 0

17 2 2 0

18 1 1 0

19 0 0 0

Tahap pertama yang dilakukan dalam percobaan adalah mengujur alat terhadap jarak

yang sebenarnya. Pengukuran dilakukan dengan mgnggunakan mistar yang diletakkan pada

media yang keras. Pengukuran ini menjadi patokan alat dalam mengukur ketinggian. Percobaan

pertama ini dilakukan untuk mencari eror pada sensor ultrasonik yang terjadi dalam alat ini

terhadap jarak yang sebenarnya. Hasil yang diperoleh adalah jarak yang sebenarnya tidak boleh

ada eror karena akan kembali menjadi patokan dalam pengukuran ketinggian air. Hasil

percobaan dapat dilihat pada Tabel 1. Percobaan kedua dilakukan diatas media air. Pengujian ini

menggunakan tabung yang diisi oleh air dan sensor diletakkan diatas tabung. Tabung yang

dipergunakan juga diberi tanda dengan ukuran cm dengan menggunakan mistar. Hasil percobaan

kedua dapat dilihat pada Tabel 2. Dari hasil percobaan kedua terdapat kekeliruan dalam

pengukuran dan dapat disimpulkan bahwa pengukuran dilakukan secara terbalik agar ditentukan

jarak yang sebenarnya di lapangan. Dari percobaan dengan menggunakan media air ditemukan

beberapa kendala yaitu ketika air bergoyang maka sensor ultrasonik kurang akurat dalam

pengukuran. Oleh karena itu diperlukan percobaan atau pengujian yang selanjutnya

menggunakan media keras dan dapat terapung diatas air. Media ini diharapkan dapat mengurangi

gelombang yang terjadi ketika air bergerak. Media yang dipilih adalah sterofoam atau gabus,

hasil dapat dilihat pada Gambar 7 dan Tabel 2.

Dalam pengujian dilakukan akuisisi pengukuran jarak sensor ultrasonik dengan jarak

yang sebenarnya menggunakan mistar per 0 cm sampai jarak 20 cm. Prinsip kerja sensor

ultrasonik yaitu mendeteksi objek dengan cara mengirimkan gelombang ultrasonik dan kemudian

menerima pantulan gelombang tersebut. Sensor pengirim akan mengirimkan gelombang

ultrasonik ketika ada pulsa trigger yang dibangkitkan dari mikrokontroler. Gelombang ultrasonik

sebesar 40 KHz akan dipancarkan dan merambat dengan kecepatan 340 m/s, mengenai objek

kemudian terpantul kembali ke sensor penerima. Selama menunggu pantulan, sensor pengirim

akan menghasilkan pulsa yang terus menerus dilepaskan. Pulsa akan berhenti ketika gelombang

pantulan terdeteksi oleh sensor penerima. Oleh karena itu lebar pulsa dapat merepresentasikan

jarak antara sensor dengan objek. Selanjutnya mikrokontroler akan mengukur lebar pulsa dan

mengkonversi dalam bentuk jarak. Kemudian hasil perhitungan akan ditransmisikan secara

nirkabel menggunakan Xbee dan ditampilkan pada layar penampil LCD.

Tabel 2 Evaluasi Terhadap Pengukuran pada Media Air

No Tinggi

dari

Dasar

(cm)

Tinggi Sensor dari

Permukaan Air yang

Seharusnya Tertampil

(cm)

Tinggi Sensor dari

Permukaan Air yang

Tertampil pada LCD

(cm)

Tinggi Sensor dari

Permukaan Air

Setelah Ditambah

Gabus (cm)

1 18 0 0 0

2 17 1 0 0

3 16 2 0 2

4 15 3 1 3

5 14 4 2 4

6 13 5 3 5

7 12 6 6 8

8 11 7 7 9

9 10 8 8 10

10 9 9 9 11

11 8 10 10 12

12 7 11 11 13

13 6 12 12 14

14 5 13 13 15

15 4 14 14 16

16 3 15 15 17

17 2 16 16 18

18 1 17 17 19

19 0 18 18 20

Gambar 7 Pengujian Sensor diatas Media Gabus

Dari hasil percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa media sterofoam dapat

mengurangi gelombang yang terjadi ketika air bergerak dan secara bebas naik turun mengikuti

air yang surut atau pasang. Perbedaan jarak hasil pengujian dengan jarak dengan mistar dapat

disebabkan karena noise. Modul sensor bekerja berdasarkan prinsip pemantulan gelombang

ultrasonik, terkadang pantulan gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik dan menyebabkan

hasil pengukuran tidak akurat.

Dalam pengujian dengan berbagai skenario, terkadang ada beberapa masalah yang terjadi.

Masalah yang terjadi seperti, kurang kuatnya solder yang menempel pada kaki-kaki komponen,

ada komponen yang tidak berfungsi, dan berbagai masalah lain yang ada selama pengujian.

Karena banyak masalah yang ada selama pengujian ini, diperlukan ketelitian dan kemampuan

trouble shooting yang cukup. Pemeriksaan komponen-komponen dengan multi tester baiknya

dilakukan untuk melihat apakah komponen-komponen masih berfungsi dengan baik atau tidak.

Tak jarang harus membongkar rangkaian karena ada masalah saat pengujian, tentunya setelah

mengetahui penyebab alat tak berfungsi dengan baik.

Hasil yang diperoleh dari pengujian yaitu pada rangkaian transmitter mempunyai fungsi

sebagai pemancar atau pengirim yang memancarkan sinyal untuk dikirim kepada rangkaian

receiver. Pengiriman sinyal ini berupa sinyal digital. Sinyal digital berisi data yang berasal dari

sensor ultrasonik. Sensor ini terdiri dari dua transducer, transducer pertama sebagai pengirim

gelombang ultrasonik, dan transducer kedua sebagai penerima gelombang ultrasonik. Cara kerja

sensor ini adalah, transducer pertama mengirim gelombang, ketika gelombang dipantulkan maka

akan diterima oleh transducer kedua, kemudian transducer penerima akan meneruskan data ke

mikrokontroler, otak yang mengolah semua kegiatan. Di dalam mikrokontroler sendiri terjadi

kegiatan yang mengolah data yang dikirimkan dari sensor ultrasonik ke Xbee kemudian

dipancarkan ke rangkaian modul receiver. Rangkaian transmitter selanjutnya terdapat proses

penerimaan untuk proses buka tutup pintu air. Ketika sinyal diterima maka akan diteruskan ke

mikrokontroler yang kemudian diolah menuju motor DC atau rangkaian pintu dan pintu

membuka atau menutup dengan sendirinya.

Gambar 8 Modul Transmitter dan Receiver Ketika Berjalan

Hasil secara keseluruhan diperoleh setelah mengintegrasikan bagian menjadi suatu

sistem. Bentuk fisik bagian transmitter dan bagian receiver masing-masing. Alat yang dirancang

ini bekerja dengan cara mengirimkan gelombang ultrasonik dari transmitter sensor yang

menyala. Sensor ini akan selalu mengirimkan gelombang ultrasonik yang ditembakkan ke atas

permukaan air kemudian gelombang itu akan dipantulkan kembali dan akan ditangkap oleh

receiver ultrasonik yang dipasang pada perangkat sensor yang sama. Data yang diterima receiver

ultrasonik akan diteruskan ke mikrokontroller Transmitter. Data dari receiver ini akan diubah

dari data gelombang analog menjadi data digital di dalam mikrokontroller. Data digital dari

microcontroller akan diteruskan di Xbee Transmitter. Data dari Xbee Transmitter akan

diteruskan pada Xbee Receiver, kemudian data tersebut akan menjadi input dari mikrokontroller

receiver yang akan diolah dalam mikrokontroler untuk dapat ditampilkan pada LCD. Pada

rangkaian LCD terdapat tombol untuk membuka dan menutup gate atau pintu air. Ketika display

menampilkan ketinggian air yang sudah cukup tinggi maka operator dapat langsung menekan

tombol untuk menutup pintu air. Jadi penutupan pintu air tidak dilakukan secara manual ke

tempat pintu air yang biasanya berjarak cukup jauh dari tempat pengawasan debit air.

Rangkaian receiver menerima sinyal yang dipancarkan dari transmitter. Sinyal yang

diterima akan diolah kemudian ditampilkan pada LCD yang merupakan output. Output pada

Gambar 9 berupa tampilan ketinggian air dalam satuan cm.

Gambar 9 Output LCD

Output ini kemudian digunakan untuk memonitor dan memudahkan untuk melakukan

pengontrolan pintu air. Pengontrol pintu air dilakukan melalui rangkaian receiver ini, terdapat

tombol untuk membuka dan menutup pintu. Ketika ketinggian tertentu, tombol open ditekan,

kemudian diproses untuk diteruskan ke wireless Xbee dan dipancarkan. Proses yang sama terjadi

ketika menekan tombol close. Pemodelan pintu pada Gambar 10 terjadi ketika diberi perintah

untuk membuka. Alat juga dapat bekerja secara otomatis ketika ketinggian tertentu. Pada

ketinggian 4 cm pintu akan secara otomatis menutup sendiri dan ketika ketinggian 15 cm pintu

akan segera membuka hal ini untuk menanggulangi ketika petugas lupa untuk membuka atau

menutup pintu.

Gambar 10 Pintu Membuka

5. Simpulan Berdasarkan pada proses penelitian, proses implementasi dan juga proses pengujian pada

pemodelan alat pengontrol ketinggian air dengan menggunakan jaringan wireless Xbee dan

sensor ultrasonik maka diharapkan dapat memberikan solusi untuk petugas dalam melakukan

tugasnya untuk mengendalikan air pada bendung saluran irigasi. Apabila alat akan dipergunakan

pada keadaan yang sesungguhnya perlu perubahan pada motor yang dipergunakan serta program

untuk menyesuaikan pada kondisi yang sesungguhnya.

6. Pustaka [1] Sugiarto, Bambang, 2010, Perancangan Sistem Pengendalian Suhu padaGedung

Bertingkat dengan Teknologi Wireless Sensor Network, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

Cakra M, 4(1), http://ojs.unud.ac.id/index.php/jem/article/download/2321/1528.

Diakses tanggal 20 November 2013

[2] Arief, U.Mediaty, 2011, Pengujian Sensor Ultrasonik PING untuk Pengukuran Level Ketinggian dan Volume Air, Jurnal Ilmiah “Elektrikal Enjiniring” UNHAS,09(2),

http://journal.unnes.ac.id/sju/index.php/eduel/article/view/1895. Diakses tanggal 20

November 2013

[3] Valentino, Robert, 2012, Simulasi Aplikasi Monitoring Ketinggian Level Air Menggunakan Sensor Ultrasonik HC SR04, Salatiga: UKSW

[4] Yuliyanti, Pradina. 2011. Cara Kerja Rangkaian Receiver dalam Rangkaian Transmitter dan Receiver untuk Komunikasi dalam Media Air. Salatiga:UKSW

[5] Kanginan, Marthen, 2006, IPA Fisika untuk SMP Kelas VIII, Jakarta: Erlangga [6] PP 23/1982, Irigasi, www.penataanruang.net/taru/nspm/PP_No23-1982.pdf. Diakses

tanggal 12 Agustus 2012

[7] Sridadi, Bambang, 2009, Pemodelan dan Simulasi Sistem, Bandung:Informatika [8] Geier, Jim, 2005, Wireless Networks First Step, Yogyakarta: Andi [9] Ahamed, Riaz, 2005, The Role Of Zigbee Technology In future data Communication

System, Journal of Theoretical and Applied Information Technology,5(2),

http://www.jatit.org/volumes/research-papers/Vol5No2/5Vol5No2.pdf. Diakses

tanggal 20 November 2013

[10] Mustofa, Ali, 2011, Zigbee Pada Sensor Nirkabel dan Jaringan Actuator, Dielektrika, 2(2), diakses tanggal 4 Februari 2013

[11] What Is a Wireless Sensor Network?, 2009 , NI Developer Zone, National Instruments http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/8707 . diakses tanggal 21 November 2013

http://ojs.unud.ac.id/index.php/jem/article/download/2321/1528http://journal.unnes.ac.id/sju/index.php/eduel/article/view/1895http://www.jatit.org/volumes/research-papers/Vol5No2/5Vol5No2.pdf