PERANCANGAN PERANGKAT KERAS PENGUKUR KETINGGIAN MUKA AIR BERBASIS WIRELESS SENSOR NETWORK MENGGUNAKAN PROTOKOL KOMUNIKASI ZIGBEE DAN GPRS (GENERAL PACKET RADIO SERVICE) DENGAN TOPOLOGI STAR

Abstract

Abstrak

Wireless Sensor Network (WSN) adalah jaringan nirkabel yang terdiri dari beberapa node berfungsi untuk melakukan pengukuran suatu besaran. Setiap Wireless Sensor Network memiliki Gateway yang berfungsi sebagai konsentrator dan menghubungkan dengan jaringan lain seperti internet. Pada penelitian ini, dirancang perangkat pengukuran ketinggian muka air berbasis WSN. Perangkat keras yang digunakan yaitu, mikrokontroler Atmega328P berbasis Arduino Uno dan Xbee Pro S2B yang merupakan modul komunikasi yang menggunakan protokol komunikasi Zigbee. Sensor yang digunakan adalah Sensor Ultrasonik SR04. Setiap end device dilengkapi RTC DS3231 dan baterai Li-Ion. Pada Coordinator ditambahkan modul komunikasi GSM dan GPRS berbasis SIM900. Topologi jaringan yang digunakan adalah star yang terdiri dari 2 End Device dan 1 Coordinator. Dari hasil pengujian, didapat nilai throughput maksimum 11,94 kbps, delay maksimum 69,04 ms, PDR 100% dan nilai RSSI sebesar -74 dBm untuk jarak 450 meter dalam kondisi LOS. Hasil pengujian untuk mengukur ketinggian muka air menggunakan perangkat yang dibuat menunjukan selisih nilai 1-3cm dengan hasil dari pengukuran langsung. Dari hasil pengukuran tegangan dan arus didapat perangkat dapat bertahan selama 7 hari 15 jam dan 33 detik pada kondisi skema pengambilan data tiap 20 menit sekali.

Kata kunci : Wireless Sensor Network, Zigbee, Arduino Uno, Xbee Pro S2B, Water Level

Abstract

Wireless Sensor Network (WSN) is a wireless network consisting of multiple nodes to perform measurements. Each WSN has a Coordinator that serves as a concentrator and a device that connects to other networks such as the Internet.

In this research will be designed water level measurement device based on the WSN. Hardware used for this device is ATmega328P microcontroller-based Arduino Uno and XBee Pro S2B, Sensors SR04 Ultrasonic Sensor, RTC DS3231 and Li-Ion battery. In Coordinator added GSM and GPRS communication module SIM900. This research will use star topology network where the network consists of 2 End Device and 1 Coordinator. From the test results, maximum throughput of 11.94 kbps, maximum delay of 69.04 ms, 100% PDR and RSSI value of -74 dBm for a distance of 450 meters in LOS condition , Results of testing to measure the water level using devices made shows the difference in value of 1-3cm with the results of direct measurements. From the results obtained voltage and current measurement device can last for 7 days 15 hours and 33 seconds on the conditions of data collection scheme every 20 minutes.

Keywords: Wireless Sensor Network, Zigbee, water level gauges, Arduino Uno, XBee Pro S2B