SISTEM PINTAR PENGISIAN TANGKI AIR DARI SUMBER AIR …
Transcript of SISTEM PINTAR PENGISIAN TANGKI AIR DARI SUMBER AIR …
1
SISTEM PINTAR PENGISIAN TANGKI AIR DARI SUMBER
AIR PDAM BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN WEB
MONITOR
Roni Angkasa Putra1, Mokhammad Nurkholis Abdillah2
1,2 Universitas Bumigora, Indonesia
Artikel Info
Kata-kata kunci
Sistem pintar
PDAM
sensor ultrasonic
water flow sensor
NodeMcu
web monitoring
ABSTRAK
Permasalahan dalam pengisian tangki air bersumber dari PDAM (Perusaan Daerah
Air Minum) seringkali tekanan airnya berubah-ubah di waktu-waktu tertentu sehingga disaat
tekanan air lemah dibutuhkan bantuan pompa untuk mengisi tangki dan disaat tekenan air
kuat, air dapat mengisi tangki hingga meluap jika keran tidak ditutup. Bilamana terjadi
kondisi kelalaian lupa membuka keran, maka pompa akan bekerja tanpa adanya air yang
dihisap sehingga menyebabkan pemborosan listrik. Penelitian ini mengusulkan pembuatan
prototipe sistem pintar pengisian tangki air yang bersumber dari PDAM berbasis
mikrokontroler dengan antarmuka web untuk monitoring. Sistem ini memakai sensor
ultrasonic sebagai pendeteksi ketinggian air, water flow sensor mendeteksi aliran air PDAM
yang tekanannya selalu berubah-ubah, keran elektrik berfungsi membuka dan menutup aliran
air, dan NodeMcu menjadi kendali utama sensor-sensor yang digunakan dan sebagai web
server sehingga sistem memiliki web monitoring yang dapat di akases untuk memonitor kerja
dan status perangkat. Berdasarkan hasil penelitian, sistem pintar pengisian tangki air otomatis
ini dapat bekerja dengan baik sesuai dengan harapan yaitu dapat mendeteksi aliran air,
mengisi secara otomatis kemudian mematikan pompa serta keran jika tangki penuh,
mentransmisikan informasi data perangkat ke web monitoring. Hasil pengujian delay
transmisi data rata-rata 943 milidetik dan hasil pengujian delay ketika melakukan on/off relay
rata-rata 254,2 milidetik.
Keywords
Smart
Ultrasonic Sensor
Water flow sensor
NodeMcu
Web monitoring
ABSTRAC
The problem in filling the water tank sourced from the PDAM (Perusaan
Daerah Air Minum) often changes the water pressure at certain times so that when
the water pressure is weak, a pump is needed to fill the tank and when the pressure
is strong, the water can fill the tank until it overflows if the tap not closed. In the
event of negligence, forgetting to open the tap, the pump will work without water
being sucked in, causing a waste of electricity. This research proposes making a
prototype of a smart water tank filling system sourced from a microcontroller-based
PDAM with a web interface for monitoring. This system uses an ultrasonic sensor
as a water level detector, a water flow sensor detects the PDAM water flow whose
pressure is always changing, the electric tap functions to open and close the water
flow, and NodeMcu is the main control for the sensors used and as a web server so
that the system has web monitoring that can be accessed to monitor work and device
status. Based on the results of the research, this smart automatic water tank filling
system can work properly as expected, namely it can detect water flow, fill
automatically then turn off pumps and taps if the tank is full, transmits device data
information to web monitoring. The results of the data transmission delay test
average 943 milliseconds and the results of the delay test when doing the on / off
relay an average of 254.2 milliseconds.
Penulis Korespondensi:
Roni Angkasa Putra,
Program Studi Ilmu Komputer,
Universitas Bumigora,
Email : [email protected]
2
1. PENDAHULUAN
Perkembangan kota yang saat ini semakin padat pemukiman dan penduduk menyebabkan permasalahan untuk
membuat sumur dengan sumber air yang bersih dan baik menjadi sulit. Hal tersebut dikarenakan setiap rumah
memiliki septic tank (wadah penampungan pembuangan kotoran), terlampir pada POKJA AMPL (Kelompok Kerja
Air Minum Dan Penyehatan Lingkungan) jarak antara sumur dengan septic tank yaitu 10 meter dikarenakan air pada
septic tank mengandung bakteri E-coli pathogen yang mempunyai tingkat harapan hidup 3 hari dan cepat rambat air
di dalam tanah yaitu 3 meter per hari dengan begitu bakteri tersebut akan mati sebelum sampai ke sumur [1], namun
dengan jarak yang begitu dekat antar rumah satu dengan rumah yang lain dan tidak bisa mengikuti ketentuan Standar
Nasional Indonesia (SNI) 2398:2017[2] dan peraturan menteri kesehatan No.3 Tahun 2014 Tentang Sanitasi Total
Berbasis Masyarakat [3], oleh karena itu penduduk kota menggunakan sumber air PDAM sebagai kebutuhan air
sehari-hari yang ditampung menggunakan tangki air [4].
Masyarakat pada umumnya menampung Air PDAM pada malam hari karena pada pagi hari air PDAM sulit
mengalir yang disebabkan saat pagi hari, rata-rata para penduduk menggunakan air secara bersamaan untuk memulai
aktifitasnya setiap hari. Permasalahannya adalah banyak penduduk yang harus mengisi tangki airnya setiap malam
dan menunggu hingga tangki penuh untuk mematikan keran PDAM agar tangki air tidak meluap yang menyebabkan
air terbuang sia-sia [4], pemborosan air bersih dan kerugian tagihan air menjadi naik. Selain itu terdapat kondisi
dimana penduduk lupa atau lalai untuk mematikan keran air pengisian tangki sehingga menyebabkan air meluap
mengingat tekanan air PDAM pada malam hari semakin kuat dan mengalir deras dikarenakan aktifitas penggunaan
air oleh penduduk-penduduk berkurang pada saat itu.
Permasalahan lain adalah penduduk menggunakan pompa air untuk mengatasi air PDAM yang aliran airnya
rendah pada waktu pagi hingga malam sebelum tekanan air mulai tinggi untuk mengisi tangki penampungan air tetapi
cara ini banyak menyebabkan pemborosan dan kerugian seperti mesin pompa air menyala saat suplai Air PDAM tidak
ada yang menyebabkan pemborosan listrik yang terbilang tidak sedikit dikarenakan daya beban listrik mesin pompa
air tidak kecil.
Perkembangan Teknologi yang semakin luas dan berkembang pesat pada saat ini dapat dimanfaatkan untuk
membuat sebuah sistem yang bisa membantu pekerjaan manusia[5], khususnya masalah yang dibahas pada penelitian
ini, Peralatan utama dari sistem kontrol ini adalah sebuah mikrokontroler. Mikrokontroler merupakan IC yang
biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika[6], dengan memanfaatkan
mikrokontroler yang digabungkan dengan sensor water flow untuk mendeteksi aliran air, sensor ultrasonik untuk
mendeteksi ketinggian air pada tangki ,dan Solenoid valve berfungsi membuka dan menutup aliran air, solenoid valve
adalah salah satu keran yang dirancang menggunakan solenoida sebagai kontrol nya yang aktif ketika diberikan
tegangan[7], kemudian sistem dapat dimonitor melalu web yang akan menampilkan seluruh status sensor, perangkat,
kecepatan aliran air, total air mengalir dan juga dapat memberi perintah memennuhkan tangki secara manual.
Penelitian ini membuat suatu Sistem Pintar Pengisian Tangki Air Dari Sumber Air Pdam Berbasis Mikrokontroller
dengan Web Monitor.
2. METODE PENELITIAN
Metode penelitian adalah cara atau jalan yang ditempuh sehubungan dengan penelitian yang dilakukan, yang
memiliki langkah-langkah yang sistematis. [8] menyatakan bahwa “metode penelitian dapat diartikan sebagai cara
ilmiah untuk mendapatkan data yang valid dengan tujuan dapat ditemukan, dikembangkan, dan dibuktikan, suatu
pengetahuan tertentu sehingga dapat digunakan untuk memahami, memecahkan, dan mengantisispasi masalah”.
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian eksperimen. “Metode
penelitian eksperimen dapat diartikan sebagai metode penelitian yang digunakan untuk mencari pengaruh
perlakuan tertentu terhadap yang lain dalam kondisi yang terkendalikan” [8], dimana metode ini akan digunakan
untuk melakukan serangkaian percobaan terhadap prototipe sistem yang dikembangkan. Percobaan pengujian yang
dilakukan yaitu pengujian fungsionalitas sistem, pengujian transmisi data informasi dari perangkat ke web monitor,
pengujian penghitungan penggunaan air perhari, dan pengujuan waktu tunda relay dalam melakukan perintah on/off
(menghidupkan /mematikan). Adapun alur penelitian diawali dari studi literatur, penentuan tujuan penelitian,
pengumpulan data, menganalisis kebutahan, pembuatan alat, pengujian dan ujicoba prototipe yang telah dibuat.
Tahap-tahap penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 1.
3
Gambar 1 alur penelitian
Pada gambar 1 di atas pembuatan alat meliputi pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak. Pengujian
dan analisis meliputi pengujian sensor ultrasonik, pengujian water flow sensor, pengujian keseluruhan sistem,
fungsional, delay transmisi data perangkat ke antarmuka web, delay relay dalam melakukan on/off, dan perhitungan
penggunaan air.
2.1 Analisis Kebutuhan
2.1.1. Analisis Data dan Informasi
Pada tahap analisa kebutuhan diperlukan mengindentifikasi terlebih dahulu diagram blok sistem dan deskripsi
kerja sistem sebelum menganalisa kebutuhan hardware dan software yang diperlukan dalam membangun sistem. 2.1.2. Diagram Blok Sistem
Sistem pengisian tangki air otomatis ini memiliki diagram blok sebagai berikut :
Gambar 2 diagram blok sistem
2.1.3. Deskripsi Kerja Sistem
Pada tahapan ini dilakukan perancangan skematik dan alur kerja perangkat. Adapun perancangan sistem
elektronik pada sistem pengisian tangki air secara otomatis ini meliputi bagian kendali yaitu mikrokontroler yang
sebagai inti dari semua perangkat pendukung yang digunakan, bagian sensor pendeteksi aliran air yang berfungsi
mendeteksi ada atau tidaknya air mengalir, bagian sensor pendeteksi ketinggian air yang berfungsi untuk mengetahui
4
seberapa tinggi permukaan air pada tangki, dan bagian penutup dan pembuka keran air dengan solenoid valve dengan
begitu pengisian tangki air dapat bekerja secara otomatis saat sebelum air pada tangki habis, keran terbuka kemudian
jika aliran terdeteksi mengalir pompa tidak dihidupkan sedangkan jika air terdeteksi tidak mengalir pompa akan
dihidupkan, akhirnya saat tangki sudah penuh pompa akan mati dan keran akan tertutup otomatis dan juga melaui web
ditampilkan status perangkat dan ketinggian air pada tangki.
2.1.4. Analisis kebutuhan hardware
Setelah memahami berbagai referensi maka dapat diperoleh komponen atau bahan-bahan apa saja yang di
butuhkan dalam pembangunan sistem pada penelitian ini. Adapun bahan-bahan perangkat keras yang dibutuhkan
terlihat pada Tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1. Kebutuhan alat dan bahan
No. Nama Jumlah Keterangan
1 Node MCU V3 1 pcs Mikrokontroler atau mikro komputer
2 Modul sensor ultrasonik
HC-SR04
1 pcs Sebagai sensor pendeteksi tinggi
permukaan air
3 Relay solid state 5v 1 pcs Sebagai pemutus dan pnyambung
aliran listrik 220v AC
4 Adaptor 12v 1 pcs Untuk mensuplay perangkat
pengendali
5 Selenoid valve 1 pcs Sebagai penutup dan pembuka arus air
6 Water flow sensor 1 pcs Sebagai sensor pendeteksi aliran air
7 Kabel 30 m Menyambungkan sensor dari tangki ke
alat
8 Casing 1 pcs Tempat untuk memasang seluruh
rangkaian sistem agar mudah
diaplikasikan
9 Step-Down 1 pcs Untuk menurunkan tegangan 12v
menjadi 5v untuk suplai daya
mikrokontroler
2.1.5. Analisis kebutuhan software Software yang dibutuhkan dalam mendukung pembuatan perangkat lunak untuk sistem ini yaitu Arduino IDE
yang berguna untuk memprogram mikrokontroler dan memasukan kode program web HTML dan javascript ke
memori mikrokontroler.
2.2 Pembuatan Alat
Pada tahapan pembuatan ini dilakukan perancangan skematik untuk membangun perangkat agar sesuai alur
kerja perangkat. Pada penelitian ini di gunakan jenis modul mikrokontroler ESP8266 / NodeMcu sebagai inti dari
semua perangkat pendukung, yang digunakan sebagai alat kendali utama yang akan diprogram atau tempat program
koding yang dibuat akan di masukan kedalam alat tersebut sehingga menjadi pengkontrol utama ,DNS Server , Acces
Point dan Webserver sebagai perantara untuk menampilkan WEB GUI alat dengan smartphone, laptop /komputer
untuk memonitoring status perangkat. Webserver dapat
2.2.1 Pembuatan hardware
Gambar 3 skema perancangan sistem pintar pengisi tangki air otomatis
5
Berikut nama alat-alat yang digunakan dalam merancang alat:
1. Adaptor 12V DC
2. Sensor ultrasonic
3. DC Step-Down 12V to 5V
4. Mikrokontroler modul NodeMcu
5. Relay Module 2Ch
6. Terminal
7. Selenoid Valve
8. Water flow sensor
Berikui penjelasan dari rangkaian sistem berbasis mikrokontroler diatas.
Pertama adaptor mengalirkan daya 12V kemudian dilakukan penurunan teganang dengan modul Step-Down
menjadi 5V untuk menghidupkan mikrokontroler dan perangkat pendukung lainnya. Saat sistem mulai beroperasi
sistem akan mengecek jarak permukaan air dengan senso ultrasonik , setelah jarak didapatkan , apabila air memiliki
jarak degan sensor 125cm (air pada tangki Hampir habis) maka sistem akan menghidupkan relay untuk mebuka keran
/ Selenoid Valve dan sekaligus sistem mendeteksi aliran air yang melewati sensor water flow , disini sistem akan
mengecek jika air mengalir atau tidak, jika tidak ada terdeteksi aliran air makan sistem mikrkontroller akan mengirim
sinyal untuk menghidupkan relay yang akan menghidupkan pompa untuk membantu mendorong air jika kuat arus air
tidak cukup kuat untuk mengisi tangki, dan sistem akan mengecek setiap detik air yang mengalir melalu sensor
waterflow, Jika pompa sudah dihidupkan tetapi sistem tetap tidak mendeteksi adanya aliran air maka sistem akan
mematikan relay untuk mematikan pompa agar tidak terjadi pemborosan listrik/menghemat energi, dan sistem akan
melakukan pengisian jika sudah terdeteksi aliran air atau mencoba menghidupkan pompa beberapa saat kemudian,
setalah air mengalir sistem akan mendeteksi jaraknya dari sensor ultrasonic sampai mencapai 20cm dari sensor maka
pengisian selesai.
Sistem ini juga memiliki fitur monitoring melalu web, yang pada saat sistem hidup, mikrokontroler akan
menyiarkan sinyal wifi lokal yang dapat di hubungkan ke smartphone, laptop atau computer. Pengguna bisa membuka
halaman web monitor dengan mengunjungi alamat www.water.com , pada halaman web tersebut pengguna bisa
melihat status perangkat , memberi perintah untuk memenuhkan tangki disaat tangki masih terisi tetapi tidak penuh,
dan informasi lain-lain mengenai perangkat.
2.2.2 Pembuatan Software
Pada tahap ini akan dilakukan permrograman Menggunakan Arduino IDE agar antara hardware dan software
saling menginisialisasi yang akan membuat keseluran perangkat saling terintegrasi dan bekerja sesuai harapan.
Arduino IDE merupakan Software Processing yang digunakan untuk menulis program kedalam Arduino.
Processing sendiri merupakan penggabungan antara bahasa C++ dan Java. Software Arduino ini dapat di-install di
berbagai operating system (OS) seperti: LINUX, Mac OS, Windows [9].
Gambar 4 koding program dengan Arduino IDE
2.3 Pembuatan Web
Pembuatan halaman web yang berfungsi untuk memonitor status perangkat /alat saat dihidupkan,
pada tahap ini dilakukan pembuatan koding HTML, HyperText Markup Language (HTML) adalah sebuah bahasa
markup yang digunakan untuk membuat sebuah halaman web[10]. Pembuatan halam web ini menggunakan
HTML dan Asynchronous Javascript And XML (AJAX) merupakan perkembangan dari Dynamic HTML (DHTML)
6
yang menggunakan XMLHttpRequest dan Javascript yang dihubungkan secara asynchronous[11]. AJAX disini
bermanfaat agar informasi yang ditampilkan pada web monitor dapat ter-update tanpa melakukan reload
halaman web pada browser. Berikut desain web monitoring sistem terilahat pada Gambar 6.
Gambar 5 desain web monitor 2.4 Pengujian
Sebelum dan sesudah melakukan pembagunan sistem, maka di lakukan pengujian modul Sensor ultrasonik,
waterflow sensor dan pengujian sistem secara keseluruhan. Apakah sistem berjalan dengan baik atau tidak.
2.4.1 Pengujian Modul Sensor Ultrasonik
Pengujian sensor ultrasonik ini akan di lakukan untuk mengetahui sensor dapat mengukur jarak seberapa
tepat. Pengujian ini juga di lakukan dengan menghubungkan modul sensor ke NodeMcu kemudian memprogram
NodeMcu agar membaca inputan dari sensor kemudian melakukan operasi perhitungan sehingga menghasilkan jarak
dalam satuan centimeter. Adapun cara dalam melakukan ujicoba mendapatkan arak dengan sensor ultrasonic yaitu
dengan menggunkan penggaris untuk membadingkan dengan jarak sebenarnya dan benda yang memilik permukaan
datar dan rata agar gelombang terpantul dengan baik.
Gambar 6 skenario pengujian modul sensor ultrasonik
2.4.2 Pengujian sensor water flow
Pengujian sensor water flow ini akan dilakukan untuk mengetahui sensor water flow dapat mendeteksi aliran
air dan seberapa akurat dalam menghasilkan perhitungan total air yang mengalir. Water Flow sensor terdiri dari bodi
katup plastik, rotor air dan sensor hall effect. Ketika air mengalir melalui rotor, maka rotor akan berputar sesuai dengan
kecepatan aliran air yang mengalir melalui rotor tersebut. Prinsip kerja sensor ini adalah dengan memanfaatkan sensor
Hall Effect[12].
Pengujian dilakukan dengan menghubungkan modul sensor ke NodeMcu dan memprogram agar dapat
membaca inputan sinyal yang dihasil dari sensor water flow kemudian dilakukan operasi perhitungan untuk
mendapatkan debit air dan total air. Adapun cara pengujian yang akan dilakukan dengan megaliri sensor water flow
dengan sejumlah air yang telah diketahui banyaknya yaitu botol berukuran sedang yang memilki takaran 600 mililiter.
Gambar 7 skenario pengujian modul water flow sensor
7
2.4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem
Setelah melakukan pengujian pada semua perangkat sensor dan web monitoring yang dibuat, maka akan
dilakukan pengujian keseluruhan sistem. Pada tahap pengujian ini diperlukan semua perangkat sensor terhubung ke
sistem, instalisasi sensor water flow dan keran elektrik ke pipa pengisian tangki, instalasi sensor ultrasonik pada tangki
air, dan pompa air di hubungkan melalui terminal listrik yang ada pada alat. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui
keberhasilan sistem yang di bangun. Adapun sekenario pada pengujian ini terlihat pada Tabel 3. Tabel 2. Skenario pengujian keseluruhan sistem
No
Kondisi
Hasil yang diharapkan
Sensor
ultrasonik
(pembacaan
jarak
dalam cm)
Sensor
water
flow
Relay
Keran
Elektrik
Relay
Terminal
Pompa
Sensor
Deteksi
Air keluar
(Ya/Tidak)
1 >120cm > 0
L/min
ON OFF YA Air Mengalir mengisi tangki tanpa
bantuan pompa
2 >120cm 0 L/min ON OFF Tidak Tekanan Air tidak dapat naik mengisi
pompa menunggu 30 detik jika tidak juga
tedeteksi aliran air makan pompa akan di
hidupkan
3 >120cm >0L/min ON ON YA Air mengalir mengisi tangki air
4 <15 cm 0 L/min OFF OFF Tidak Sistem men- off kan relay pompa dan
keran elektrik ,pengisian selesai
5 > 15 cm >0
L/min
ON ON Ya Mengisi tangki samapai jarak sensor
dengan permukaan air <=15 cm dengan
bantuan pompa
6 > 15 cm >0
L/min
ON OFF Ya Mengisi tangki samapai jarak sensor
dengan permukaan air <=15 cm dengan
tanpa bantuan pompa
7 > 15 cm 0 L/min ON ON Tidak Sistem tidak mendeteksi air keluar dan
aliran air, sistem mematikan pompa
3. HASIL DAN ANALISIS
Setelah melakukan tahap analisis dan perancangan/pembuatam sistem, selanjutnya yaitu implementasi dari
perancangan dan pengujian dari sistem yang telah dibuat sehingga sistem dan perangkat dapat
digunakan/diimplementasikan dikenyataan seperti di rumah,dunia kerja, atau yang lainnya.
Pada bagian ini dibahas mengenai hasil dari pengujian sistem yang telah dibangun. Implementasi sistem pintar
pengisi tangki air otomatis sumber air PDAM dengan web monitoring, dihasilkan perangkat pengendali utama,
beberapa sensor, dan suatu halaman web yang dibangun dengan HTML dan AJAX javascript.
Perangkat pengendali dan perangkat sensor akan di program menggunakan Bahasa Pemrograman C++ pada
aplikasi Arduino IDE yang dapat meng-upload program pada modul mikrokontroller jenis NodeMCU sebagai inti dari
perangkat pendukung seperti sensor-sensor dan komponen yang lain.
3.1 Perakitan Perangkat Keras Pada tahap perakitan perangkat keras ini dilakukan pembuatan perangkat yaitu perakitan sesuai skema yang
telah dibuat pada tahap perancangan dan membuatkan casing / wadah untuk rangkaian perangkat agar tersusun rapi
dan mudah untuk diaplikasikan.
Gambar 9 merupakan rangkaian perangkat dengan pin-pin komponen yang telah terhubung satu degan yang
lainnya munggunakan kabel yang dirangkai sesuai skema perancangan perangkat.
Gambar 8 rangkaian alat pada papan prototipe
3.2 Pengujian NodeMcu dengan Sensor Utrasonik HC-SR04
Pada pengujian dilakakuan ujicoba dalam medapatkan jarak dengan sensor ultrasonik dan dibandingkan
dengan jarak sebenarnya pada penggaris. HC-SR adalah seri dari sensor jarak dengan gelombang ultrasonik, dimana
8
didalam sensor terdapat dua bagian yaitu receiver dan transmitter yang mempunyai fungsi sebagai penghasil dan
penerima gelombang [13].
.
Gambar 9 ujicoba sensor ultrasonik Dalam melakukan pengukuran dengan sensor, jarak yang diambil diukur dari ujung tabung receiver dan
transmitter dari sensor ultrasonic. Berikut data hasil pengujian.
Tabel 3. Hasil pengujian menghitung jarak dengan sensor ultrasonik
No.
Hasil
Perhitungan
Jarak
menggunakan
Sensor
Jarak dengan
Penggaris
(sebenarnya)
Persentase
Error
1 10 cm 10cm 0%
2 18 cm 20cm 10%
3 27 cm 30cm 10%
4 38 cm 40cm 5%
5 50 cm 50cm 0%
6 59 cm 60cm 1,7%
7 68 cm 70cm 2,8%
8 72 cm 80cm 10%
9 82 cm 90cm 8,9%
10 91 cm 100cm 9%
Diperlihatkan dari data uji di atas perhitungan menggunakan sensor mendapatkan hasil pengukuran yang
cukup tepat, dengan error rata-rata yaitu 5,74% .
3.3 Pengujian Rangkaian NodeMcu dengan sensor water flow Pada pengujian rangkaian ini , dilakukan ujicoba melihat hasil perhitungan sensor water flow dengan botol air
berkapasitas 600 ml, dengan cara menuangkan air pada botol agar melewati sensor water flow sehingga menggerakkan
rotor didalam sensor dan memberikan efek hall yang akan menghasikan pulsa listrik frekuensi tertentu berdasar aliran
air
.Gambar 10 ujicoba sensor water flow
Tabel 4. Hasil ujicoba sensor water flow
No. Ujicoba
Hasil
perhitungan
sensor water
flow
Persentase
Error
1 Percobaan-1 497ml 17,2 %
2 Percobaan-2 485ml 19,2 %
3 Percobaan-3 486ml 19 %
4 Percobaan-4 492ml 18 %
9
5 Percobaan-5 488ml 18,7 %
6 Percobaan-6 491ml 18,2 %
7 Percobaan-7 495ml 17,5 %
8 Percobaan-8 490ml 18,3 %
9 Percobaan-9 483ml 19,5 %
10 Percobaan-10 492ml 18 %
Diperlihatkan dari data uji di atas perhitungan menggunakan sensor water flow mendapatkan hasil
pengukuran dengan error rata-rata yaitu 18,3%. 3.4 Pengujian NodeMcu Sebagai DNS Server, Access Point dan Webserver
Pada pengujian ini dilakukan pemrograman pada NodeMcu dan melihat fungsinya bekerja atau berjalan agar
menjadi sebagai DNS Server yang akan mengalihkan alamat domain menuju IP perangkat agar web monitor mudah
di akses[14], NodeMCU sebagai Access Point yang mengaktifkan fungsi agar NodeMcu menjadi sebuah pemancar
sinyal wireless yang ditandai dengan SSID yang telah di tentukan pada saat pemrograman, dan NodeMcu sebagai
Web server untuk menyediakan web monitor sistem. Web server adalah sofware yang memberikan layanan data untuk
menerima permintaan HTTP (Hyper Text Trasnfer Protocol) yang dikirimkan oleh klien melalui web browser [15].
Gambar 11 pengujian NodeMcu sebagai access point, web server dan DNS server
Berdasarkan hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 12, pengujian NodeMcu sebagai access point,
DNS server, dan webserver berhasil sesuai harapan. 3.5 Pengujian Keseluruhan Sistem
Prinsip kerja alat secara keseluruhan merupakan gabungan dari serangkaian pengujian yang telah dilakukan.
Pada saat pertama kali alat di aktifkan/dinyalakan, mikrokontroler melakukan inisialisasi input dan output dari sensor-
sensor dan relay, serta mikrokontroler berjalan/beroperasi sebagai DNS Server, access point dan mem-broadcast
sinyal wifi dan sebagai webserver untuk menjadi server dalam web monitoring over wifi connection.
Setelah melakukan percobaan pada pada papan prototipe dan melakukan pengujian, setelah semua perangkat
bekerja sesuai harapan, kemudian dilakukan perakitan pada casing yang dibuat khusus untuk rangkaian pada
penelitian ini.
Gambar 12 alat setelah di rangkai pada casing dan diinstalasi
Tabel 5. Pengujian keseluruhan sistem
No
Kondisi
Hasil
Sensor
ultrasonik
(pembacaan
jarak
dalam cm)
Sensor
water
flow
Relay
Keran
Elektrik
Relay
Terminal
Pompa
Sensor
Deteksi
Air keluar
(Ya/Tidak)
1 121 cm 7,8
L/min
ON OFF Ya Dilakukan pengisian tangki,Air Mengalir
mengisi tangki tanpa bantuan pompa.
10
2 121 cm 0
L/min
ON OFF Tidak Tekanan Air tidak dapat naik mengisi,
pompa menunggu 30 detik jika tidak juga
tedeteksi aliran air makan pompa akan di
hidupkan.
3 120 cm 9,6
L/min
ON ON Ya Air mengalir mengisi tangki air.
4 16 cm 0
L/min
OFF OFF Tidak Sistem men- off kan relay pompa dan keran
elektrik ,pengisian selesai
5 63 cm 8,97
L/min
ON ON Ya Mengisi tangki sampai jarak sensor dengan
permukaan air <=15 cm dengan bantuan
pompa.
6 48 cm 9,2
L/min
ON OFF Ya Mengisi tangki sampai jarak sensor dengan
permukaan air <=15 cm dengan tanpa
bantuan pompa.
7 68 cm 0
L/min
ON ON Tidak Sistem tidak mendeteksi air keluar dan
aliran air, sistem mematikan pompa untuk
menghemat energi
Pada Tabel 6 merupakan percobaan keseluruhan sistem dalam bekerja mengisi tangki air secara otomatis,
dilakukan 5 kali percobaan disetiap kondisi dalam pengisian tangki dan semua fungsi berfungsi dengan baik.
3.6 Pengujian Fungsional
Tabel 6. Pengujian fungsional
No Skenario Sesuai Tidak Sesuai
1 Perangkat dinyalakan dan melakukan broadcast sinyal wifi dengan SSID
“Sistem Pengisi Tangki otomatis” Ya -
2 Sistem Menjalankan DNS Server dan megatur domain “Water.com” mengarah ke
IP perangkat. Ya -
3 Sistem Menampilkan Informasi Hasil pengukuran jarak air dengan sensor
ultrasonik ke web Ya -
4 Perangkat dapat menerima perintah dari web untuk memenuhkan tangki air Ya -
5 Status operasi yang sedang dilakukan oleh perangkat ditampilkan pada web Ya -
6 Saat pengisian Sistem akan mengecek aliran air sebelum menghidupkan pompa Ya -
8 Jika alira air tidak terdeteksi selama 30 detik sistem akan meatikan pompa /
melakukan perintah off pada relay sehingga memutus aliran listrik ke pompa Ya -
9 Sistem akan mematikan keran dan pompa saat tangki sudah penuh / jarak antara
sensor dengan permukaan air 20cm Ya -
10 Sistem akan mengisi secara otomatis jika air pada tangki habis atau jarak
permukaan air dengan sensor >=125cm Ya -
11 Sistem menampilkan status pompa dan keran dalam kondisi off atau on secara
realtime ke web Ya -
12 Sistem menampilkan banyak penggunaan air dalam pengisian dan aliran air di
halaman web monitoring Ya -
3.7 Pengujian Delay Pengiriman Informasi ke Web
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan pengiriman data atau update data dari sistem
ke web yang di akses melalui smartphone dengan koneksi wireless. Berikut data pengujian yang telah di lakukan
sebanyak 15 kali.
Tabel 7. ujicoba delay pengiriman data ke web No. Pengujian Waktu Pengiriman
1 Pengiriman data ke-1 1.07 detik
2 Pengiriman data ke-2 1.07 detik
3 Pengiriman data ke-3 1.08 detik
4 Pengiriman data ke-4 1.07 detik
5 Pengiriman data ke-5 1.06 detik
6 Pengiriman data ke-6 1.07 detik
7 Pengiriman data ke-7 1.09 detik
8 Pengiriman data ke-8 1.07 detik
9 Pengiriman data ke-9 1.07 detik
10 Pengiriman data ke-10 474 milidetik
11 Pengiriman data ke-11 380 milidetik
11
12 Pengiriman data ke-12 434 milidetik
13 Pengiriman data ke-13 1.07detik
14 Pengiriman data ke-14 1.07 detik
15 Pengiriman data ke-15 1.07 detik
Dari hasi pengujian di atas, diperlihatkan waktu pengiriman yang relative cepat dengan rata-rata 943 milidetik
dalam mengirim respon dari permintaan web untuk memperbaharui informasi data status sistem, sehingga dapat
memberikan kesan perubahan yang realtime
3.8 Pengujian Delay Relay
Pada pengujian kali ini, dilakukan pengujian untuk mengetahui tingkat kecepatan dan waktu tunda yang terjadi
saat sistem merespon perintah yang akan dilakukan untuk on/off relay.
Tabel 8. Pengujian delay relay eksekusi perintah
No. Pengujian Waktu
1 Pengujian ke-1 251 milidetik
2 Pengujian ke-2 245 milidetik
3 Pengujian ke-3 239 milidetik
4 Pengujian ke-4 280 milidetik
5 Pengujian ke-5 201 milidetik
6 Pengujian ke-6 205 milidetik
7 Pengujian ke-7 203 milidetik
8 Pengujian ke-8 215 milidetik
9 Pengujian ke-9 320 milidetik
10 Pengujian ke-10 340 milidetik
11 Pengujian ke-11 257 milidetik
12 Pengujian ke-12 244 milidetik
13 Pengujian ke-13 270 milidetik
14 Pengujian ke-14 241 milidetik
15 Pengujian ke-15 302 milidetik
Pada pengujian di atas telah di ketahui relay memiliki delay yang kecil dengan rata-rata 254,2 milidetik dan
waktu tunggu tersebut tidak memberikan dampak yang berarti dalam mengurangi performa keakuratan sistem dalam
melakukan perintah disaat di berikan trigger oleh sensor.
3.9 Pengujian Menghitung Penggunaan Air
Pada pengujian ini dilakukan penghitungan debit air yang digunakan dengan memanfaatkan fungsi dari water
flow sensor yang menghasilkan pulsa listrik dengan frekuensi tertentu saat dilewati oleh air yang memutar rotor dan
memicu sensor hall effect, sehingga dapat melakukan perhitungan banyak air yang sudah melewati sensor [12]. Dilakukan pengujian ditempat penghitungan penggunaan air dalam 7 hari pada tangki air dengan dengan
volume 750 liter dan pengguna 7 orang.
Tabel 9. Pengujian menghitung total penggunaan air
No. Pengujian Penggunaan Air
1 Hari ke-1 1.100 liter
2 Hari ke-2 1.050 liter
3 Hari ke-3 983 liter
4 Hari ke-4 1.121 liter
5 Hari ke-5 1.092 liter
6 Hari ke-6 1.080 liter
7 Hari ke-7 1.378 liter
Dari hasil pengujian penggunaan air yang didapatkan memiliki rata-rata perhari 961,85 liter dengan
pengguna 7 orang dan rata-rata per orang perhari yaitu 137,4 liter.
4. KESIMPULAN
Dari hasil ujicoba yang di lakukan untuk pengisian tangki air secara otomatis dapat disimpulkan sebagai
berikut:
1. Sistem yang dibuat mampu mengisi tangki air secara otomatis dengan baik dan semua fungsi dari alat sesuai
harapan.
2. Pengiriman/transmisi data informasi dari sistem ke web memiliki waktu rata-rata 943 milidetik, sehingga dapat
memberikan kesan perubahan yang realtime.
3. Tanggapan relay ketika menerima perintah on/off memiliki waktu tunda rata-rata 254,2 milidetik, sehingga waktu
tunda tersebut tidak memberikan dampak yang berarti dalam mengurangi performa sistem.
12
UCAPAN TERIMAKASIH
Dengan selesainya skripsi ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak – pihak yang telah
banyak membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan
terimakasih kepada:
1. Dr. Ir. Anthony Anggrawan, M.T., Ph.D., selaku Rektor Universitas Bumigora.
2. Ibu Ni Gusti Ayu Dasriani, M.Kom. selaku Wakil Rektor I Universitas Bumigora.
3. Ibu Lilik Widyawati, M.Kom. selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu Komputer.
4. Bapak Mokhammad Nurkholis Abdillah, M.Eng. selaku Dosen Pembimbing dalam mengerjakan skripsi ini.
5. Bapak/Ibu Dosen yang telah memberikan ilmu selama dalam perkuliahan.
6. Bapak, ibu dan semua keluarga yang telah memberikan dukungan moril dan dukungan materi.
7. Teman-teman angkatan 2017 yang turut serta mendampingi selama perkuliahan berlangsung.
8. Segenap teman kampus yang memberikan masukan.
9. Teman-teman dari luar kampus yang selalu memberikan semangat yang tiada henti.
REFRENSI
[1] Pokja AMPL, “Mengatur Jarak Sumur dan Septic Tank Rumah Tangga - Pokja AMPL : Air Minum dan Penyehatan
Lingkungan,” Pikiran Rakyat, 2007. http://www.ampl.or.id/digilib/read/mengatur-jarak-sumur-dan-septic-tank-rumah-
tangga/22213 (accessed Feb. 07, 2021).
[2] Standar Nasional Indonesia 2398-2017, “Tata Cara Perencanaan Tangki Septik dengan Pengolahan Lanjutan (Sumur
Resapan, Bidang Resapan, Up flow Filter, Kolam Sanita),” Jakarta, p. 31, 2017.
[3] A. M. Idhom, “Peraturan Detail Septic Tank Ideal dan Jarak Aman dengan Sumur,” Tirto.id, 2019.
https://tirto.id/peraturan-detail-septic-tank-ideal-dan-jarak-aman-dengan-sumur-el3p (accessed Feb. 07, 2021).
[4] M. Imam Muklisin, Ahmad Sholehuddin, “Pendeteksi Volume Tandon Air Secara Otomatis Menggunakan Sensor
Ultrasonic Berbasis Arduino Uno R3,” J. Qua Tek., vol. 7, no. 2, pp. 55–65, 2017.
[5] Z. Abidin and M. A. B. Rizqi, “Rancang Bangun Alat Otomatis Pengisian Tangki Air WSLIC Menggunakan Radio
Frekuensi di Desa Sukobendu Kecamatan Mantup Kabupaten Lamongan,” J. Elektro, vol. 2, no. 1, pp. 24–28, 2017, doi:
10.30736/je.v2i1.37.
[6] S. Sumardi and M. N. Anggoro, “Sistem Kontrol Pengisian Air Otomatis Dengan Dua Sumber Suplai Berbasis
Mikrokontroler (ATmega 8535),” J. Din. UMT, vol. 1, no. 2, pp. 84–97, 2016, doi: 10.31000/dinamika.v1i2.580.
[7] M. La Raufun, Sandi Ardiasyah, “Prototype Pengontrol Pengisian Tandon Air Secara Paralel Menggunakan Solenoid
Valve Berbasis Atmega 2560,” Informatika, vol. 7, no. 2, pp. 30–35, 2018.
[8] Sugiyono, Metode Penelitian. Bandung: Alfabeta, 2017.
[9] J. Arifin, L. N. Zulita, and Hermawansyah, “Perancangan Murottal Otomatis Menggunakan Mikrokontroller Arduino
Mega 2560,” J. Media Infotama, vol. 12, no. 1, pp. 89–98, 2016, [Online]. Available:
https://jurnal.unived.ac.id/index.php/jmi/article/view/276/257.
[10] Harison and A. Syarif, “Sistem Informasi Geografis Sarana pada Kabupaten Pasaman Barat,” J. TEKNOIF, vol. 4, no. 2,
pp. 40–50, 2016.
[11] M. Ali and D. A. Van, A component and push-based Architectural Style for Ajax Application. Elsevier, 2007.
[12] R. Triady and D. Triyanto, “Prototipe Sistem Keran Air Otomatis Berbasis Sensor Flowmeter pada Gedung Bertingkat,”
J. Coding Sist. Komput. Untan, vol. 03, no. 3, pp. 25–34, 2015.
[13] S. Sulbiyah Kurniasih, D. Triyanto, and Y. Brianorman, “Rancang Bangun Alat Pengisi Air Otomatis Berbasis
Mikrokontroler,” J. Coding, Sist. Komput. Untan, vol. 4, no. 3, pp. 43–52, Oct. 2016, Accessed: Nov. 18, 2020. [Online].
Available: https://jurnal.untan.ac.id/index.php/jcskommipa/article/view/16800.
[14] D. Ardiantoro and S. Dns, “P e n g a n t a r D N S ( D o m a i n N a m e S y s t e m ),” pp. 1–4, 2003.
[15] M. K. Indra Warman and A. Zahni, “Rekayasa Web Untuk Pemesanan Handphone Berbasis JQUERY Pada Permata Cell,”
J. Momentum, vol. 15, no. 2, pp. 30–38, 2013.