Monitoring dan Pendeteksian Lokasi Kebocoran Pipa Saluran Air Bersih Menggunakan Flow Liquid Meter Sensor pada Sensor Network

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Banzi, M. & Shiloh, M. 2014. Getting Started with Arduino. 3�� Edition. Maker Media : Sebastopol.

Bell, C. 2013. Beginning Sensor Networks with Arduino and Raspberry Pi. Apress Media : New York.

Chaudary, R.P. & Chakraborty, S. 2014. Ethernet Based, Industrial Furnace Control and Data Acquisition. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering (IJETAE) 2 (10): 124-128.

Fielding, R. 1999. Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1. Dokumen RFC. RFC. Foe, F.G. 2013. Rancang Bangun Sistem Informasi Monitoring Debitur Litigasi di PT

Bank Tabungan Negara pada Area Collection III Surabaya. Skripsi. STIKOM Surabaya.

Rani, M.U., Kamalesh, S., Preethi, S., Shri, C.K.C., & Suganya, C. 2013. Web Based Service to Monitor Water Flow Level in Various Applications Using Sensors. International Journal of Biological, Ecological and Environmental Sciences (IJBEES) 2 (5): 119-122.

Rizwan, M. & Paul, I.D. 2015. Leak Detection in Pipeline System Based on Flow Induced Vibration Methodology in Pipeline. International Journal of Science and Research (IJSR) 4 (4): 3326-3330.

Sadeghioon, A.M., Metje, N., Chapman, D.N., & Anthony, C.J. 2014. SmartPipes: Smart Wireless Sensor Networks for Leak Detection in Water Pipelines. Journal of Sensor and Actuator Networks (JSAN) 3: 64-78.

(2)

Suresh, N., Balaji, E., Anto, K.J., & Jenith, J. 2014. Raspberry PI Based Liquid Flow Monitoring and Control. International Journal of Research in Engineering and Technology (IJRET) 3 (7): 122-125.

Verma, H.C. 1999. Concepts of Physics. Bharati Bhawan: Kanpur.

(3)

BAB 3

ANALISIS DAN PERANCANGAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai analisis dan perancangan sistem. Pada tahap

analisis akan dilakukan analisis terhadap data yang digunakan untuk mendeteksi dan

menentukan letak lokasi kebocoran pada pipa. Pada tahap perancangan akan dibahas

(4)

Hardware

Bagian ini memperlihatkan proses pengambilan data oleh sensor untuk kemudian

dikirim ke Arduino serta pengiriman data yang dilakukan oleh arduino ke sistem

aplikasi monitoring dengan bantuan ethernet shield.

Proses ini dimulai dari air yang akan mengalir pada pipa dan akan melalui flow liquid meter sensor yang sebelumnya telah dipasang pada pipa. Sensor akan mengumpulkan data dari air yang melewatinya, dan akan dikirim ke arduino. Flow liquid meter sensor akan mengirimkan data ke arduino melalui digital pin 2.

Arduino kemudian menghitung berapa debit air per detik yang melalui sensor

berdasarkan data ini. Debit air yang telah diperoleh per detiknya disimpan terlebih

dahulu di localhost server pada PC untuk kemudian akan langsung mengirim data tersebut ke sistem aplikasi monitoring secara realtime. Penyimpanan data dari arduino ke localhost server pada PC menggunakan bantuan ethernet shield dan untuk menghubungkan PC dengan arduino, arduino akan mengakses IP address dari PC,

setelah terhubung arduino akan mengirim data debit air menggunakan method POST

dengan mengakses halaman web pada PC. Ethernet shield dipasang secara stackable

pada arduino dan akan menghubungkan arduino dengan PC secara langsung

menggunakan RJ-45.

Pada Arduino penulis juga akan membuat sebuah program untuk mendeteksi

jika terjadi kebocoran pada pipa. Kebocoran akan terdeteksi oleh Arduino ketika debit

air yang awalnya normal perlahan terus menurun hingga debit air berhenti pada

kecepatan tertentu dan tidak kembali menurun maupun kembali normal. Arduino akan

mengolah data ini sehingga diperoleh letak lokasi kebocoran dan mengirimkannya ke

sistem aplikasi monitoring.

Sistem Aplikasi monitoring flow liquid meter sensor

Sistem aplikasi monitoring yang akan dibangun merupakan sistem aplikasi berbasis

web menggunakan PHP

Web Server

(5)

15

Web server akan menerima data debit air yang dikirim oleh PC. Data debit air ini selanjutnya akan disimpan ke dalam database dan siap diolah untuk di representasikan kembali kepada client dalam bentuk grafik. Grafik ini akan ditampilkan dalam interval waktu tertentu dan akan selalu bergerak ter-update setiap detiknya secara otomatis selama arduino mengirimkan data debit air ke sistem. Proses

pengolahan data debit air sehingga siap untuk direpresentasikan kembali ke client

akan selalu dilakukan baik ketika client mengakses web server maupun ketika client

tidak mengakses web server.

Ketika web server menerima data tentang terjadinya kebocoran dari Arduino,

web server akan menyimpan informasi dan waktu saat terjadinya kebocoran sesuai dengan waktu di sisi server pada database. Informasi tentang waktu terjadinya kebocoran dan letak lokasi kebocoran pada pipa akan dikirimkan oleh web server ke

client dalam sebuah notifikasi.

Client

Client akan mengakses sebuah halaman web pada web server untuk melakukan

monitoring dan hanya client khusus yang mendapatkan izin untuk mengakses halaman tersebut. Halaman ini akan berisikan grafik debit air yang melalui pipa, dan setiap

grafik ini selalu akan bergerak dan ter-update secara otomatis setiap detiknya tanpa perlu si client untuk melakukan refreshing terhadap halaman web. Selain itu, pada halaman web ini juga akan diberikan informasi mengenai setiap sensor yang digunakan, dan pada halaman ini client akan melihat notifikasi jika terjadi kebocoran pada pipa serta client dapat melihat data – data laju debit air sebelumnya.

3.2. Data yang digunakan

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data yang didapat langsung dari

sensor. Arduino akan menerima data dari sensor yang merupakan jumlah putaran

kincir yang ada di dalam sensor diakibatkan mengalirnya air melalui sensor. Jumlah

putaran kincir ini selanjutnya diolah menggunakan persamaan 2.1 sehingga didapat

(6)

3.3. Monitoring dan Deteksi Lokasi Kebocoran pada Pipa

3.3.1. Monitoring

Setiap data debit yang dihasilkan Arduino akan dikirim ke PC yang langsung

terhubung dengan arduino melalui ethernet. Data ini selanjutnya dikirim ke web server dan siap untuk direpresentasikan kepada client dalam bentuk grafik yang

ter-update otomatis setiap detiknya dan client dapat melihat seluruh informasi mengenai sensor serta keadaan kondisi pipa.

3.3.2. Deteksi Lokasi Kebocoran pada Pipa

Setiap detiknya data debit air akan dibandingkan oleh Arduino, jika terdapat

penurunan debit yang cukup drastis dari debit normal, data debit ini akan disimpan

sementara hingga diperoleh debit yang stabil dengan cara membandingkan tiap data

debit, jika data debit belum stabil maka waktu akan bertambah. Setelah data debit air

telah stabil, dengan menggunakan persamaan 2.2data debit normal dan debit setelah

terjadinya kebocoran akan dioalah sehingga dapat diketahui data kecepatan air normal

dan kecepatan air setelah kebocoran.

Data kecepatan air dan waktu selama proses penurunan debit selanjutnya

dengan menggunakan persamaan 2.3 akan diketahui berapa besar percepatan yang

dialami oleh air yang mengalir. Berdasarkan data percepatan dan data waktu,

menggunakan persamaan 2.4 akan dihitung sehingga diperoleh letak lokasi kebocoran

pada pipa. Adapun pseudocode proses deteksi letak lokasi kebocoran pada pipa yang dilakukan arduino sebagai berikut.

Simpan jumlah putaran kincir sensor ();

Hitung debit air ();

If (debit air < debit air normal)

If (debit air == debit bocor dan pengiriman data deteksi kebocoran != 1) Hitung kecepatan air normal () ;

Hitung kecepatan air bocor () ;

Hitung percepatan air ();

Hitung jarak letak lokasi kebocoran ();

(7)

17

Else

Debit bocor = debit air ;

Waktu bertambah ;

Else if (debit air > debit normal) Debit normal = debit air ;

Waktu = 0 ;

Pengiriman data deteksi kebocoran = 0 ;

Else

Waktu = 0 ;

Pengiriman data deteksi kebocoran = 0 ;

Kirim data ke server ();

Proses deteksi letak lokasi kebocoran sesuai dengan pseudocode menggunakan contoh data jumlah putaran kincir dari sensor yang dikirim secara berurutan ke

arduino (79, 66.75, 66.75) dapat diilustrasikan sebagai berikut.

1. Simpan data jumlah putaran kincir (pulseCount = 79)

2. Mengubah data jumlah putaran kincir sehingga didapat data debit air (flowrate

= 10,53 L/min)

3. Periksa apakah data debit air lebih kecil, lebih besar, atau sama dengan data

debit normal.

4. Data debit air yang pertama kali diterima nilainya lebih besar dari data debit

normal yang awalnya bernilai 0 dan selanjutnya jika data debit air lebih besar

daripada data debit normal maka data debit air ini akan disimpan sebagai data

debit normal (flowrateNormal = 10,53 L/min). Variabel waktu dan variabel pengiriman data kebocoran diberi nilai 0 untuk menyatakan bahwa data

kebocoran belum pernah dikirim.

5. Jika data debit air tidak lebih kecil dan lebih besar dari data debit air normal

maka data debit ini dianggap stabil dan tidak terjadi kebocoran. Variabel

waktu dan variabel pengiriman data kebocoran diberi nilai 0 untuk menyatakan

bahwa data kebocoran belum pernah dikirim.

6. Debit air yang telah diperiksa akan dikirim ke server.

(8)

8. Ulangi langkah 2 sehingga didapat debit air (flowrate = 8,9 L/min) dan langkah 3

9. Data debit air lebih kecil maka akan terdeteksi kebocoran, dan diperiksa

apakah data debit air ini sama dengan data debit kebocoran dan data kebocoran

belum dikirim atau tidak. Debit air tidak sama dengan debit bocor maka nilai

debit air akan disimpan menjadi debit kebocoran (flowrateLeak = 8,9 L/min) dan waktu akan bertambah. Waktu ini akan terus bertambah hingga debit

dinyatakan stabil.

10.Ulangi langkah 6

11.Simpan data jumlah putaran kincir berikutnya (pulsecount = 66,75).

12.Ulangi langkah 2 sehingga didapat debit air (flowrate = 8,9 L/min) dan langkah 3

13.Ulangi langkah 9. Data debit air sama dengan debit kebocoran ini menandakan

bahwa debit air telah stabil dan jika data kebocoran belum pernah dikirim,

maka arduino akan menghitung kecepatan air normal (velocityNormal = 0,55 m/s), kecepatan air setelah kebocoran (velocityLeak = 0,46 m/s), percepatan air (acceleration = -0,09 m/�2) dan letak kebocoran (leakDistance = 0.50 m) serta menyimpan nilai (datasent = 1) untuk menyatakan bahwa data kebocoran telah dikirim.

14.Ulangi langkah 6

15.Proses deteksi letak lokasi kebocoran ini akan dilakukan terus menerus hingga

sensor berhenti mengirimkan data jumlah putaran kincir.

Letak lokasi kebocoran pada pipa ini akan dikirim arduino ke localhost server

pada PC untuk disimpan dan akan langsung mengirimkan data ini ke web server untuk kemudian akan direpresentasikan kembali kepada client dalam bentuk notifikasi dan informasi bahwa telah terjadi kebocoran. Notifikasi ini berisi informasi tanggal,

waktu, posisi sensor dan jarak letak lokasi kebocoran pipa dari sensor.

3.4. Perancangan Hardware

3.4.1. Perancangan Flow Liquid Meter Sensor dan arduino

(9)

19

Gambar 3.2. Flow Liquid Meter Sensor pada Pipa

Arduino memiliki beberapa pin yang berfungsi sebagai tempat pengolahan

data dan power, pada sistem ini pin digunakan untuk pengolahan data yang dikirim

dari sensor. Sensor flow liquid meter akan dihubungkan dengan digital pin 2 untuk menerima data dari sensor, GND pin dan 5V pin sebagai power untuk sensor, seperti pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Arduino dan Flow Liquid Meter Sensor

3.4.2. Perancangan Ethernet Shield dan arduino

Ethernet shield merupakan modul tambahan yang digunakan pada arduino untuk terhubung ke PC meneggunakan RJ-45. Modul ini akan dipasang secara stackable

(10)

Gambar 3.4. Arduino dan Ethernet Shield

3.5. Perancangan Sistem

3.5.1. Use case diagram

Use case diagram merupakan sebuah model yang menggambarkan kebutuhan sistem dan fungsionalitas yang diharapkan dari suatu sistem dari sudut pandang pengguna

sistem. Use case dibuat untuk memudahkan pengguna atau pembaca dalam mengerti alur kerja suatu sistem sehingga sistem dapat digunakan sebaik mungkin. Adapun

(11)

21

Gambar 3.5. Sistem Aplikasi Monitoring

Adapun penjelasan mengenai kegiatan-kegiatan di dalam diagram use case

sistem aplikasi monitoring tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Aplikasi Monitoring

No Use Case Deskripsi

1 Login Proses yang harus dilalui user untuk masuk ke dalam sistem.

2 Logout Proses untuk keluar dari sistem dan hanya dapat

dilakukan apabila user telah login.

3 Forgot Password Proses yang dilakukan user ketika user tidak mengingat password yang dimilikinya.

4 Dashboard Menampilkan data debit aliran air yang sedang

(12)

Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Aplikasi Monitoring (lanjutan)

No Use Case Deskripsi

5 Sensor Menampilkan Informasi sensor yang digunakan dan

dimana letak posisi sensor.

6 Notification Menampilkan detail informasi terjadinya kebocoran.

berupa informasi waktu, tanggal, dan hasil deteksi

letak lokasi kebocoran.

7 Tambah, Edit,

Hapus

Proses untuk menambah, mengedit, ataupun

menghapus data seperti data sensor dan notifikasi

8 History Menampilkan form tanggal untuk menentukan data debit air yang ingin dilihat sesuai tanggal

9 Submit Proses untuk menampilkan data debit air sesuai

tanggal yang telah ditentukan

10 Data History Menampilkan data debit air dan data kebocoran

sesuai tanggal yang telah ditentukan

11 Print as Report Proses untuk mencetak data history sebagai laporan

3.5.2. Perancangan database

Perancangan database pada sistem ini digunakan untuk menyimpan

informasi-informasi yang berkaitan dengan sistem aplikasi monitoring dan deteksi letak loaksi kebocoran. Penjelasan mengenai tabel-tabel pada database yang dirancang adalah

sebagai berikut :

1. Tabel user, berfungsi sebagai tempat penyimpan data-data yang berhubungan dengan proses login seorang user.

2. Tabel stat_note, berfungsi sebagai tempat penyimpanan status notifikasi. 3. Tabel note, berfungsi sebagai tempat penyimpanan notifikasi.

(13)

23

5. Tabel water, berfungsi sebagai tempat penyimpanan detail informasi debit air tiap detik hasil kiriman dari microcontroller arduino.

Adapun database relationship dari database yang dirancang untuk sistem aplikasi

monitoring ini dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Database Relationship

3.5.3. Rancangan tampilan antarmuka

Tampilan antarmuka merupakan sebuah desain awal dari antarmuka sistem yang akan

dibangun.

Rancangan Halaman Login

Pada halaman login, user harus melakukan proses login dengan mengisikan username

dan password yang sesuai lalu menekan tombol “login” untuk menggunakan sistem.

(14)

Gambar 3.7. Rancangan Halaman Login

Rancangan Halaman Forgot Password

Pada halaman forgot password, user mengisikan alamat email yang sesuai dengan

username yang dimilikinya. lalu menekan tombol “recover” dan sistem akan mengirimkan password user ke alamat email tersebut. Rancangan halaman forgot password dapat dilihat pada Gambar 3.8.

.

Gambar 3.8. Rancangan Halaman Forgot Password

Rancangan Halaman Utama

Setelah user berhasil login, maka user akan masuk ke halaman utama sekaligus halaman dashboard. Pada halaman utama ini terdapat menu-menu yaitu menu

dashboard, menu sensor, menu notification, menu history, dan sebuah menu

dropdown nama user dengan submenu profile dan log out yang dapat diakses oleh

(15)

25

Gambar 3.9. Rancangan Halaman Utama

Keterangan :

a. Jumlah notifikasi yang belum dilihat oleh user.

b. Menu dropdown yang memungkinkan user untuk mengakses halaman profile

dan untuk keluar dari sistem aplikasi dan kembali ke halaman login.

c. Menu “Dashboard” memungkinkan user untuk mengakses halaman dashboard untuk melihat data aliran debit air yang sedang mengalir pada pipa dalam

bentuk grafik.

d. Menu “Sensor” memungkinkan user untuk mengakses halaman sensor untuk melihat informasi sensor yang digunakan.

e. Menu “Notification” memungkinkan user untuk mengakses halaman notification untuk melihat detail informasi terjadinya kebocoran.

f. Menu “History” memungkinkan user untuk mengkases halaman history untuk melihat data aliran debit air yang telah tersimpan.

Rancangan Halaman Sensor

Halaman sensor akan muncul apabila user memilih menu sensor. Di halaman ini user

dapat melihat, menambah, mengedit, menghapus informasi sensor yang digunakan

serta melihat dimana letak lokasi sensor yang digunakan. Rancangan halaman sensor

(16)

Gambar 3.10. Rancangan Halaman Sensor

Keterangan:

a. Tabel informasi sensor yang digunakan dan memungkinkan user untuk menambah, mengubah, menghapus informasi sensor serta dapat melihat letak

lokasi sensor yang digunakan melalui tombol “show maps”.

b. Form “insert” atau “update” yang memungkinkan user menambah atau mengubah informasi sensor.

c. Halaman “map” yang memungkinkan user untuk melihat letak lokasi sensor melalui map.

Rancangan Halaman Notification

Halaman notification akan muncul apabila user memilih menu notificaiton. Di halaman ini, user dapat melihat detail informasi terjadinya kebocoran berupa informasi waktu, tanggal, hasil deteksi letak lokasi kebocoran, serta menghapus

(17)

27

Gambar 3.11. Rancangan Halaman Notification

Keterangan:

a. Tabel detail informasi terjadinya kebocoran berupa informasi waktu, tanggal,

hasil deteksi letak lokasi kebocoran dan memungkinkan user untuk melihat letak lokasi sensor yang mendeteksi kebocoran serta menghapus notifikasi.

Rancangan Halaman History

Halaman history akan muncul apabila user memilih menu history. Di halaman ini,

(18)

Gambar 3.12. Rancangan Halaman History

Keterangan:

a. Form tanggal yang memungkinkan user untuk menentukan data aliran debit air pada tanggal berapa yang ingin dilihat.

b. Grafik data aliran debit air yang memungkinkan user untuk melihat data aliran debit air sesuai tanggal yang telah ditentukan.

c. Tabel data kebocoran debit air yang memungkinkan user untuk melihat data kebocoran yang pernah terjadi dalam rentang tanggal tertentu.

(19)

BAB 4

IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

Bab ini membahas hasil yang didapatkan dari implementasi dan pengujian sistem

dalam melakukan monitoring dan mendeteksi lokasi kebocoran pada pipa saluran air

bersih bawah tanah sesuai dengan analisis dan perancangan yang telah dibahas pada

Bab 3.

4.1. Implementasi Sistem

Pada tahap implementasi sistem, monitoring diimplementasikan menggunakan bahasa

pemrograman PHP dan untuk mendeteksi letak lokasi kebocoran menggunakan

bahasa pemrograman C.

4.1.1. Spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan

Spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan pada pembangunan

sistem adalah sebagai berikut.

1. Processor Intel Core i3-2330 CPU @ 1.80GHz.

2. Sistem Operasi Windows 7 Ultimate 32-bit.

3. Memory 2.00 GB RAM DDR3.

4. Kapasitas harddisk 500GB.

5. PHP 5.4.7.

6. Arduino 1.6.1.

7. XAMPP versi 3.1.0.

4.1.2. Implementasi perancangan antarmuka

Adapun implementasi perancangan antarmuka pada sistem yang telah dibangun

(20)

Halaman Login

Halaman ini merupakan halaman awal saat sistem dijalankan. Pengguna harus

melakukan proses login terlebih dahulu untuk menggunakan sistem dengan cara

memasukkan username dan password. Halaman login dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Halaman Login

Halaman Forgot Password

Halaman ini merupakan halaman yang diakses ketika pengguna tidak mengingat

password yang digunakannya. Pengguna akan mengisi email sesuai username yang

dimilikinya dan sistem akan mengirimkan password pengguna ke email pengguna.

Halaman forgotpassword dapat dilihat pada Gambar 4.2.

(21)

31

Halaman Utama

Setelah user berhasil login, maka user akan masuk ke halaman utama sekaligus

halaman dashboard. Pada halaman utama ini terdapat menu-menu yaitu menu

dashboard, menu sensor, menu notification, menu history, dan sebuah menu

dropdown nama user dengan submenu profile dan log out yang dapat diakses oleh

user untuk menggunakan sistem. Pada halaman ini juga terdapat nama logo aplikasi.

Halaman utama dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Halaman Utama

Halaman Sensor

Halaman sensor merupakan halaman dimana user dapat melihat, menambah,

mengedit, menghapus informasi sensor yang digunakan serta melihat dimana letak

(22)

Gambar 4.4. Halaman Sensor

Halaman Notification

Halaman notification merupakan halaman untuk melihat detail informasi terjadinya

kebocoran berupa informasi waktu, tanggal, hasil deteksi letak lokasi kebocoran,

,melihat dimana letak lokasi sensor yang digunakan serta menghapus notifikasi.

(23)

33

Gambar 4.5. Halaman Notification

Halaman History

Halaman history merupakan halaman untuk melihat data aliran debit air yang telah

tersimpan sesuai dengan tanggal yang diinginkan. Halaman history dapat dilihat pada

Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Halaman History

Pada halaman history terdapat sebuah form tanggal yang digunakan untuk

(24)

menekan tombol submit. Tombol ini akan memproses halaman history untuk

menampilkan data debit air sesuai tanggal dalam bentuk grafik dan menampilkan data

kebocoran air yang pernah terjadi dalam rentang waktu tanggal tersebut. Tampilan

data debit air sesuai tanggal ini dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7. Tampilan Data Debit Air

Untuk mencetak halaman ini sebagai laporan, disediakan sebuah tombol print

as report di bagian bawah halaman. Tampilan laporan yang akan dicetak dapat dilihat

(25)

35

Gambar 4.8. Tampilan Laporan

Tampilan notifikasi kebocoran

Ketika terdeteksi adanya kebocoran, akan tampil sebuah notifikasi berupa notifikasi

suara dan notifikasi popup message. Pada notifikasi popup message terdapat sebuah

tombol More Details. Fungsi tombol ini adalah untuk melakukan navigasi ke halaman

notification melihat informasi kebocoran yang dideteksi secara lebih lengkap dan

dapat terlihat pada grafik bahwa ketika terdeteksi adanya kebocoran, grafik akan

berwarna merah menandakan adanya penurunan debit air. Halaman tampilan

notifikasi kebocoran dapat dilihat pada Gambar 4.9.

(26)

Ketika user menekan tombol More Details, maka user akan berpindah ke halaman notification dan melihat informasi terkait tentang kebocoran yang dideteksi.

Halaman notification dapat dilihat pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10. Tampilan Halaman Notification

4.2. Pengujian Kinerja Sistem

Pengujian kinerja sistem dilakukan untuk mengetahui kinerja sistem dalam melakukan

monitoring dan mendeteksi letak lokasi kebocoran pada pipa aliran air bawah tanah.

Sebuah prototype akan dirancang untuk menguji kinerja sistem dengan menggunakan

pipa pvc berdiameter ½” dan dengan panjang 5 meter. Pipa ini memiliki lubang dengan jarak masing – masing 0,77 meter, 1,55 meter, 2,08 meter, 2,58 meter dan 3,1 meter dari sensor. Setiap lubang pada pipa ini akan diuji dengan 3 variasi debit yang

berbeda yaitu 5 liter per menit, 10 liter per menit, dan 15 liter per menit. Rancangan

(27)

37

Gambar 4.11. Rancangan Prototype

Pada saat pengujian, awalnya air akan mengalir secara normal melalui pipa

dan sensor dengan kondisi setiap lubang ditutup. Sebuah lubang akan dibuka dan

arduino akan mendeteksi bahwa telah terjadi kebocoran. Hasil deteksi kebocoran ini

akan terlihat pada halaman notification.

Pengujian kinerja sistem pada saat melakukan monitoring debit air, terlihat

bahwa grafik bergerak otomatis tidak hanya setiap detik, namun terdapat juga

pergerakan grafik setiap dua detik. Ini diakibatkan adanya delay waktu ketika data

dikirim dari PC menuju web server. Adapun hasil kinerja sistem dalam monitoring

debit air dapat dilihat pada Gambar 4.12.

(28)

Pengujian kinerja sistem dalam mendeteksi letak lokasi kebocoran dilakukan

sebanyak 10 kali untuk setiap variasi debit air pada setiap lubang. Pengujian pertama

dilakukan untuk lubang kesatu berjarak 0,77 meter dari sensor. Untuk laju debit 5 liter

per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di titik 0,85 meter, 0,57 meter dan

0,56 meter dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit air dari debit

normal hingga debit stabil selama waktu masing – masing 3 detik, 2 detik dan 2 detik. Untuk laju debit 10 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di titik

1,05 meter dan 1,06 meter dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit

air dari debit normal hingga debit stabil selama waktu masing – masing 2 detik dan 2 detik. Untuk laju debit 15 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di

titik 2,3 meter, 1,57 meter dan 1,56 meter dari sensor dengan lama waktu proses

penurunan laju debit air dari debit normal hingga debit stabil selama waktu masing – masing 3 detik, 2 detik dan 2 detik.

Pengujian pertama menunjukkan bahwa pada laju debit air 5 liter per menit

hasil deteksi lokasi kebocoran adalah yang paling mendekati dengan lokasi kebocoran

yang sebenarnya. Hal ini diakibatkan lama waktu proses penurunan laju debit air yang

lebih akurat jika dibandingkan dengan penggunaan debit 10 liter per menit dan 15 liter

per menit. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Jarak Lubang 0,77 meter

(29)

39

Pengujian kedua dilakukan pada lubang kedua berjarak 1,55 meter dari sensor.

Untuk laju debit 5 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di titik 0,82

meter dan 0,83 meter dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit air

dari debit normal hingga debit stabil selama waktu 3 detik. Untuk laju debit 10 liter

per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di titik 1,5 meter, 1,51 meter, 1,52

dari debit normal hingga debit stabil selama waktu 3 detik. Untuk laju debit 15 liter

per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di titik 3,75 m dan 3,78 m dari

sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit air dari debit normal hingga

debit stabil selama 5 detik.

Pengujian kedua menunjukkan bahwa pada laju debit air 10 liter per menit

Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit Hasil

Pengujian ketiga dilakukan pada lubang ketiga berjarak 2,08 meter dari sensor.

(30)

dari debit normal hingga debit stabil selama waktu masing – masing 3 detik dan 4 detik. Untuk laju debit 10 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di

titik 1,06 meter dan 2,1 meter dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju

debit air dari debit normal hingga debit stabil selama waktu masing – masing 2 detik dan 4 detik. Untuk laju debit 15 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi

kebocoran di titik 1,6 meter dan 2,4 meter dari sensor dengan lama waktu proses

penurunan laju debit air dari debit normal hingga debit stabil selama waktu masing – masing 2 detik dan 3 detik.

Pengujian ketiga menunjukkan bahwa pada laju debit air 10 liter per menit

Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit Hasil

Pengujian keempat dilakukan pada lubang keempat berjarak 2,58 meter dari

sensor. Untuk laju debit 5 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di

(31)

41

penurunan laju debit air dari debit normal hingga debit stabil selama waktu masing – masing 2 detik, 3 detik dan 8 detik. Untuk laju debit 10 liter per menit diperoleh hasil

deteksi lokasi kebocoran di titik 1,06 meter dan 2,6 meter dari sensor dengan lama

waktu proses penurunan laju debit air dari debit normal hingga debit stabil selama

waktu masing – masing 2 detik dan 5 detik. Untuk laju debit 15 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di titik 0,78 meter, 2,3 meter dan 2,35 meter

dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit air dari debit normal

hingga debit stabil selama waktu masing - masing 1 detik, 3 detik dan 3 detik.

Pengujian keempat menunjukkan bahwa pada laju debit air 15 liter per menit

Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit Hasil

Pengujian kelima dilakukan pada lubang kelima berjarak 3,1 meter dari sensor.

Untuk laju debit 5 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di titik 0,84

meter, 0,85 meter dan 1,1 meter dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju

(32)

3 detik dan 4 detik. Untuk laju debit 10 liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi

kebocoran di titik 2,1 meter, 2,6 meter, 3,16 meter, 3,18 meter dan 3,2 meter dari

sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit air dari debit normal hingga

debit stabil selama 4 detik, 5 detik, 6 detik, 6 detik dan 6 detik. Untuk laju debit 15

liter per menit diperoleh hasil deteksi lokasi kebocoran di titik 1,55 meter dan 1,58

meter dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit air dari debit normal

hingga debit stabil selama 2 detik.

Pengujian kelima menunjukkan bahwa pada laju debit air 10 liter per menit

Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit Hasil

Setiap data hasil pengujian jika diubah kedalam bentuk grafik 3D dapat dilihat

perbandingan grafik data hasil pengujian dari setiap lubang. Grafik pada lubang 0,77

meter, 1,55 meter, dan 2,08 meter lebih stabil jika dibandingkan dengan grafik pada

(33)

43

kebocoran yang dilakukan sistem tidak berubah – ubah dalam setiap pengujian. Grafik 3D data hasil pengujian sistem dapat dilihat pada Gambar 4.13.

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Gambar 4.13. Grafik 3D Hasil Pengujian

(a) Jarak Lubang 0,77 meter ; (b) Jarak Lubang 1,55 meter ; (c) Jarak Lubang 2,08 meter ; (d) Jarak Lubang 2,58 meter ;

(34)

Setiap data hasil pendeteksian lokasi kebocoran akan dihitung berapa besar

rata – rata selisihnya dengan lokasi kebocoran yang sebenarnya. Berdasarkan rata – rata ini diketahui bahwa pada jarak 1,55 meter, 2,08 meter dan 3,10 meter, rata – rata selisih hasil deteksi terkecil dimiliki laju debit air 10 liter per menit. Pada jarak 0,77

meter, rata – rata selisih hasil deteksi terkecil dimiliki laju debit air 5 liter per menit dan pada jarak 2,58 meter, rata – rata selisih hasil deteksi terkecil dimiliki laju debit air 15 liter per menit. Adapaun rata – rata hasil deteksi dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6. Rata – Rata Selisih Hasil Deteksi Jarak Sebenarnya

Berdasarkan perbandingan grafik pada gambar 4.13 dan rata – rata selisih hasil deteksi pada tabel 4.6 dapat diketahui jika sistem mampu bekerja stabil untuk

menentukan letak lokasi kebocoran dengan jarak maksimal 2 meter dan dengan laju

debit air 10 liter per menit sistem dapat menentukan lokasi kebocoran dengan hasil

deteksi lokasi kebocoran yang paling mendekati dengan lokasi kebocoran yang

(35)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas tentang kesimpulan dari penerapan metode yang diajukan untuk

melakukan monitoring dan pendeteksian lokasi kebocoran pada pipa saluran air bersih

serta saran-saran pengembangan yang dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya.

5.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan pengujian sistem monitoring dan

pendeteksian lokasi kebocoran pada pipa saluran air bersih adalah sebagai berikut:

1. Perhitungan menggunakan ilmu mekanika fluida dan kinematika fisika yang

diimplementasikan pada microcontroller Arduino berbasis chip Atmega328P

dapat digunakan untuk mendeteksi lokasi kebocoran pada pipa dengan

memanfaatkan data laju debit air yang melewatinya.

2. Sistem mampu bekerja stabil untuk menentukan letak lokasi kebocoran dengan

jarak maksimal 2 meter dan dengan laju debit air 10 liter per menit sistem

dapat menentukan lokasi kebocoran dengan hasil deteksi lokasi kebocoran

yang paling mendekati dengan lokasi kebocoran yang sebenarnya.

5.2. Saran

Saran yang dapat penulis berikan untuk pengembangan penelitian selanjutnya adalah

sebagai berikut:

1. Pengembangan lebih lanjut disarankan dapat menentukan letak lokasi

kebocoran dengan jarak lebih dari 2 meter.

2. Pada penelitian selanjutnya dapat dikembangkan dengan memperhatikan

waktu lamanya proses penurunan laju debit air ketika mengalami kebocoran

(36)

3. Pada penelitian selanjutnya dapat menggunakan saluran pipa yang bercabang

(37)

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Monitoring dan Deteksi Lokasi Kebocoran

Monitoring merupakan sebuah proses pengumpulan informasi dari penerapan suatu program termasuk mengecek apakah suatu program telah berjalan sesuai dengan

rencana yang diinginkan sehingga setiap masalah yang ditemukan dapat diatasi (Foe,

2013). Sistem melakukan monitoring terhadap debit air hasil pengolahan data jumlah

putaran kincir yang dikirim oleh sensor ke microcontroller. Pengolahan data dari jumlah putaran kincir menjadi data debit air menggunakan persamaan 2.1.

� = � (2.1)

Dimana : = Jumlah putaran kincir

� = Debit air ( / )

c = Calibration Factor yang memiliki nilai tetapan 7.5 tergantung pada jenis

sensor yang digunakan

Deteksi letak lokasi kebocoran dilakukan dengan membandingkan setiap debit

air yang mengalir dan untuk menentukan dimana letak lokasi kebocoran arduino

menggunakan persamaan mekanika fluida dan kinematika fisika.

2.1.1. Mekanika Fluida dan Kinematika Fisika

Mekanika fluida merupakan sebuah cabang ilmu fisika yang membahas mengenai zat

fluida dan gaya yang bekerja pada zat tersebut. Mekanika fluida terbagi lagi dalam

dua kategori yaitu statika fluida dan dinamika fluida. Pada dinamika fluida terdapat

persamaan untuk menghitung kecepatan aliran air (Verma, 1999). Persamaan ini dapat

dilihat pada persamaan 2.2

(38)

=�_� (2.2)

Dimana : = Kecepatan air ( / ) � = Debit air ( / )

A = Luas penampang ( )

Kinematika fisika merupakan sebuah cabang ilmu fisika yang membahas

bagaimana sebuah benda dikatakan bergerak dan bagaimana sebuah benda dikatakan

diam tanpa mempersoalkan gaya penyebab gerakan. Terdapat beberapa persamaan di

dalam cabang ilmu ini diantaranya pergerakan pada garis lurus, pergerakan di dalam

sebuah pesawat terbang, dan pergerakan proyektil. Persamaan yang digunakan dalam

menentukan letak lokasi kebocoran ini ialah pergerakan pada garis lurus yang memliki

dua buah persamaan, yaitu persamaan menghitung kecepatan akhir, dan persamaan

menghitung jarak (Verma, 1999). Persamaan untuk menghitung kecepatan akhir dapat

dilihat pada persamaan 2.3.

Persamaan untuk menghitung jarak dapat dilihat pada persamaan 2.4.

� = _2�− (2.4)

2.2.1. Flow Liquid Meter Sensor

(39)

8

dimana alat ini akan menghasilkan output berdasarkan medan magnet. Output yang dikirimkan ke microcontroller nantinya diubah sehingga diperoleh jumlah putaran kincir. Flow liquid meter sensor ini dapat mengukur kecepatan debit air mulai dari

1-30 Liter per menit dan dapat menahan tekanan air kurang dari atau sama dengan 2

Mpa (Suresh, N. et al. 2014 ). Gambar flow liquid meter sensor dapat diliat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Flow Liquid Meter Sensor

2.2.2. Arduino UNO

Arduino merupakan sebuah board microcontroller yang digunakan untuk berinteraksi

dengan lingkungan sekitar berdasarkan program yang telah dibuat. Arduino memiliki

beberapa jenis board microcontroller. Arduino yang digunakan pada penelitian ini

ialah Arduino UNO. Arduino UNO adalah sebuah microcontroller berbasiskan

ATmega28. Arduino jenis ini memiliki 14 pin digital Input/Output (dimana 6 diantaranya digunakan sebagai Output PWM), 6 analog input, resonator keramik 16Mhz, sebuah koneksi untuk USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset. Power yang digunakan arduino dapat melalui kabel USB yang terkoneksi dengan komputer, atau dengan adapter AC-DC, atau dengan baterai

(Suresh, N. et al. 2014 ).

Pemrograman Arduino menggunakan Arduino IDE yang di-install pada PC.

Program ditulis pada Arduino IDE, untuk kemudian di upload kedalam Arduino

dengan bantuan kabel USB yang terhubung diantara Board Arduino dan PC (Banzi dan Shiloh, 2014:p18 ). Gambar Arduino UNO dapat diliat pada Gambar 2.2.

(40)

2.2.3. Arduino Ethernet Shield

Sebuah modul tambahan yang digunakan pada arduino untuk menghubungkan board

arduino ke internet dengan bantuan RJ-45. Arduino Ethernet Shield bekerja

berdasarkan Wiznet W5100 ethernet chip. Chip ini menyediakan jaringan yang

mendukung TCP dan UDP (Chaudhari dan Chakraborty, 2014). Gambar Arduino

Ethernet Shield dapat diliat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Arduino Ethernet Shield

2.3. Sensor Network

2.3.1. Pengertian sensor network

Sensor network adalah sebuah jaringan komunikasi antara sensor node dan data node yang saling terhubung untuk memonitor keadaan lingkungan tertentu pada lokasi yang

berbeda antara sensor dan titik akhir (end node). Sensor network umumnya digunakan

dalam bidang industri dan pada area – area tertentu seperti untuk memonitor tingkat

pencemaran udara, peningkatan suhu di suatu wilayah, object tracking, sistem keamanan, dan kondisi lainnya (Bell, 2013).

Sensor network memiliki dua media komunikasi dasar yaitu : 1. Wired Networks.

Sebuah desain jaringan yang mengijinkan setiap device saling berkomunikasi satu sama lain menggunakan wire (kabel). Sensor network yang menggunakan

media komunikasi ini menambahkan network hardware didalam jaringannya.

Seperti pada Arduino, untuk menghubungkan antara sensor node dengan data

node arduino menggunakan perangkat tambahan yaitu ethernet shield. 2. Wireless Network.

(41)

10

network, wireless network juga menambahkan network hardware didalam jaringannya. Pada Arduino dengan menambahkan WiFi shield atau pada Raspberry Pi dengan menambahkan WiFi adapters.

2.3.1. Protokol HTTP

Protokol HTTP (Hypertext Transfer Protocol) merupakan sebuah protokol

komunikasi data yang digunakan untuk mengirim data dari microcontroller ke server.

HTTP digunakan untuk mendistribusikan sistem informasi yang berbasis hypertext. Protokol ini merupakan protokol standar yang digunakan untuk mengakses HTML

dan termasuk salah satu protokol aplikasi TCP/IP (Siregar, 2010).

Protokol HTTP memiliki delapan method untuk melayani permintaan data yang dilakukan oleh client diantaranya Options, Get, Post, Head, Put, Delete, Trace, dan Connect (Fielding, et al. 1999). Pada sistem ini arduino bertindak sebagai web client, dan melakukan Post method kepada server untuk mengirimkan data dari arduino dan menyimpannya didalam database server.

2.5. Penelitian Terdahulu

Tahun 2013 Rani, et al. melakukan penelitian untuk melakukan monitoring level aliran air berbasis layanan web dengan menggunakan Zigbee sebagai alat komunikasi,

dan beberapa sensor seperti level sensor, water flow sensor, dan temperature sensor. Selain monitoring melalui web, pemilik sensor juga akan mendapatkan informasi penting mengenai aliran air melalui SMS ke nomor handphone pribadi si pemilik.

Tahun 2014 Sadeghioon, et al. melakukan penelitian untuk mendeteksi terjadinya kebocoran dengan membandingkan perubahan diameter pipa yang

diakibatkan tekanan aliran air dari dalam pipa dan perubahan suhu di sekitar pipa.

FSR sensor digunakan untuk mengukur perubahan diameter pada pipa dan

temperature sensor digunakan untuk mengukur suhu disekitar pipa. Pada penelitian ini mereka menggunakan pipa PVC berdiameter 40 mm dengan tekanan konstan 3

bar.

Tahun 2014 Yano, et al. melakukan penelitan mengukur konsumsi untuk

membandingkan penghematan dari pemakaian air keran menggunakan Wireless

Sensor Network. Penelitian ini menggunakan Rfbee Sensor untuk mengumpulkan data

(42)

data. Data yang dikumpulkan oleh Rfbee sensor akan dikumpulkan untuk kemudian

dikirim secara Wireless kepada komputer yang terkoneksi langsung pada Rfbee sensor

Tahun 2014 Suresh, et al. melakukan monitoring dan control melalui web server. Monitoring dan control ini dilakukan dengan bantuan Hall Effect Flow Sensor,

Arduino, Raspberry PI, dan Solenoid Electro-Valve. Hall Effect Flow Sensor dengan

bantuan arduino akan mengukur debit cairan, sementara raspberry PI akan mengontrol

Solenoid Electro-Valve yang digunakan untuk menutup ataupun membuka aliran

cairan yang melalui pipa.

Tahun 2015 Rizwan dan paul melakukan penelitian untuk mendeteksi

terjadinya kebocoran dengan memanfaatkan getaran pada dinding pipa yang

diakibatkan dari hasil tumbukan antara aliran air dengan dinding pipa. Getaran ini

diukur menggunakan MEMS sensor, dengan membandingkan getaran ketika aliran air

normal dan getaran ketika terjadi kebocoran pada pipa. Pengujian dilakukan dengan

variasi tekanan 3 bar hingga 10 bar dengan debit aliran air yang konstan 300 /ℎ . Rangkuman penelitian terdahulu dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Penelitian Terdahulu

pada pipa dan perubahan suhu di

lingkungan sekitar pipa

penggunaan air pada dua buah jenis

(43)

12

Tabel 2.1. Penelitian Terdahulu (lanjutan)

No. Peneliti

Perbedaan penelitian yang dilakukan dengan penelitian terdahulu adalah jika

penelitian terdahulu melakukan monitoring terhadap aliran air, serta mendeteksi ada

tidaknya kebocoran pada pipa, maka pada penelitian ini akan ditambahkan suatu

fungsi untuk mengetahui letak lokasi kebocoran yang terjadi pada pipa memanfaatkan

(44)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan utama setiap makhluk hidup untuk itu diperlukan sistem

penyaluran distribusi air bersih yang baik. Kondisi lapangan yang tidak

memungkinkan penyaluran air di atas tanah dan berkembangnya dunia konstruksi

menyebabkan saat ini penyaluran air ke setiap perumahan, perkantoran, dan

perindustrian melalui pipa yang berada di bawah tanah.

Monitoring terhadap saluran air pada pipa bawah tanah akan lebih sulit

dilakukan jika dibandingkan dengan saluran air yang berada pada pipa di atas tanah.

Juga membutuhkan waktu, sumber daya, dan dana perbaikan yang lebih besar untuk

melakukan deteksi dan perbaikan terhadap kebocoran yang mungkin terjadi pada pipa

tersebut. Terdapat beberapa faktor yang menyebabkan kebocoran ini terjadi,

diantaranya pemasangan saluran pipa yang kurang baik, usia pipa yang sudah tua, dan

force majeure (bencana alam, human error, dan sebagainya).

Sebelumnya penelitian tentang monitoring saluran air dan deteksi kebocoran

pada pipa pernah dilakukan, diantaranya adalah penelitian untuk melakukan

monitoring level aliran air berbasis layanan web (Rani et al, 2013), penelitian

selanjutnya untuk mendeteksi kebocoran dengan memanfaatkan perubahan diameter

pada pipa dan perubahan suhu di lingkungan sekitar pipa (Sadeghioon et al, 2014),

penelitian lainnya untuk mendeteksi adanya kebocoran melalui perbandingan getaran

pada pipa (Rizwan et al, 2015), juga ada penelitian yang dilakukan untuk

membandingkan penghematan penggunaan air pada dua buah jenis keran air (Yano et

al, 2014), dan penelitian yang dilakukan untuk melakukan monitoring dan

mengendalikan saluran air (Suresh et al, 2014).

Flow liquid meter sensor merupakan salah satu alat sensor yang digunakan

(45)

2

hall effect sensor di dalamnya untuk mengukur kecepatan debit air dan diletakkan

pada pipa yang memiliki ukuran diameter sama dengan diameter sensor tersebut.

Sensor akan mengambil data dari laju debit air yang melaluinya, data ini berupa

jumlah putaran kincir pada sensor. Sebuah microcontroller dibutuhkan untuk

mengolah data ini sehingga diketahui berapa laju debit air yang melaluinya. Kemudian

data ini selanjutnya dikirimkan oleh microcontroller ke titik akhir (end node) melalui

jalur akses internet.

Pada penelitian ini, penulis akan menggunakan flow liquid meter sensor untuk

melakukan monitoring dan deteksi lokasi kebocoran pada pipa saluran air. Dengan

sistem aplikasi ini diharapkan dapat membantu pengawasan terhadap saluran air pada

pipa dan dapat mendeteksi lokasi kebocoran pada pipa. Berdasarkan latar belakang di

atas maka penulis mengajukan proposal penelitian dengan judul “MONITORING

DAN PENDETEKSIAN LOKASI KEBOCORAN PIPA SALURAN AIR BERSIH

MENGGUNAKAN FLOW LIQUID METER SENSOR PADA SENSOR NETWORK”.

1.2. Rumusan Masalah

Air bersih merupakan kebutuhan utama dalam kehidupan manusia, oleh karena itu

diperlukan sistem penyaluran air yang baik. Saat ini, penyaluran air bersih umumnya

dilakukan melalui pipa di bawah tanah dimana pipa saluran air ini akan lebih sulit

untuk diawasi daripada saluran pipa air yang berada di atas tanah pada ruang terbuka.

Keadaan ini akan menyebabkan kerugian permanen jika terdapat gangguan pada pipa

seperti kebocoran. Kebocoran pada pipa dapat diakibatkan oleh beberapa faktor,

seperti usia pakai pipa, pemasangan yang kurang baik, dan kondisi force majeure.

Untuk itu diperlukan sebuah solusi untuk mendeteksi serta menentukan letak lokasi

kerusakan saat terjadi kebocoran pada sistem pemipaan.

1.3. Batasan Masalah

Permasalahan yang dibahas pada penelitian ini dibatasi ruang lingkupnya pada:

1. Diameter pipa adalah sama pada lintasan pada satu rangkaian;

2. Debit air yang mengalir adalah konstan;

(46)

1.4. Tujuan Penelitian

Monitoring dan penentuan letak lokasi kebocoran pada rangkaian pipa di saluran air

bersih menggunakan flow liquid meter sensor yang terhubung pada sensor network.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini yaitu :

1. Membantu melakukan monitoring terhadap saluran air serta mendukung

langkah perbaikan dengan pendeteksian titik kebocoran yang terjadi pada

kerusakan pemipaan.

2. Menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya dalam pengembangan di bidang

computer system.

1.6. Metodologi

Terdapat beberapa tahapan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dalam rangka mengumpulkan dan mempelajari

informasi-informasi dari buku, paper, jurnal, atau sumber referensi lain mengenai flow liquid

meter sensor,sensor network dan metode untuk menentukan letak lokasi kebocoran

pada pipa saluran air bawah tanah.

2. Analisis Permasalahan

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap bahan referensi yang telah dikumpulkan

sebelumnya untuk mendapatkan pemahaman mengenai metode yang akan

digunakan untuk diimplementasikan dalam permasalahan penentuan letak lokasi

kebocoran pada pipa saluran air bawah tanah.

3. Perancangan

Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak yang dibangun, seperti

perancangan arsitektur dan antarmuka sistem. Proses perancangan dilakukan

berdasarkan hasil analisis terhadap studi literatur yang sudah dikumpulkan.

4. Implementasi

Pada tahap ini dilakukan implementasi terhadap analisis yang telah dilakukan ke

(47)

4

5. Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi yang telah dibuat untuk

melakukan monitoring dan menentukan letak lokasi kebocoran pada pipa aliran air

bawah tanah, serta memastikan aplikasi telah berjalan sesuai dengan yang

diharapkan.

6. Penyusunan Laporan

Pada tahap ini dilakukan penulisan laporan mengenai seluruh penelitian yang telah

dilakukan.

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:

Bab 1: Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,

manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.

Bab 2: Landasan Teori

Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas

pada penelitian ini. Pada bab ini dijelaskan tentang flow liquid meter sensor, sensor

network dan metode untuk menentukan letak lokasi kebocoran pada pipa saluran air

bawah tanah.

Bab 3: Analisis dan Perancangan Sistem

Bab ini berisi analisis dari metode yang digunakan untuk menentukan letak lokasi

kebocoran pada pipa saluran air bawah tanah, serta perancangan sistem yang dibuat

seperti pemodelan dengan flowchart dan usecase diagram.

Bab 4: Implementasi dan Pengujian Sistem

Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan sistem

(48)

Bab 5: Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan

(49)

v

ABSTRAK

Penyaluran air bersih umumnya dilakukan melalui pipa di bawah tanah. Monitoring

terhadap saluran pipa air bawah tanah ini akan lebih sulit dilakukan daripada saluran

pipa air yang berada di atas tanah pada ruangan terbuka. Keadaan ini akan

menyebabkan kerugian permanen jika terdapat gangguan pada pipa seperti kebocoran.

Kebocoran pada pipa dapat diakibatkan oleh beberapa faktor, seperti usia pakai pipa,

pemasangan yang kurang baik, dan kondisi force majeure. Untuk itu diperlukan

sebuah solusi untuk mendeteksi serta menentukan letak lokasi kerusakan saat terjadi

kebocoran pada sistem pemipaan. Pendeteksian dan penentuan letak lokasi kebocoran

ini menggunakan metode mekanika fluida dan kinematika fisika dengan

memanfaatkan data laju debit air yang diperoleh menggunakan flow liquid meter

sensor dan Arduino UNO sebagai microcontroller. Hasil pengujian menunjukkan

bahwa metode yang diajukan mampu bekerja stabil untuk menentukan letak lokasi

kebocoran dengan jarak maksimal 2 meter dan dengan laju debit air 10 liter per menit

mampu untuk menentukan lokasi kebocoran dengan hasil deteksi lokasi kebocoran

Kata kunci: monitoring, pendeteksian kebocoran, flow liquid meter sensor, arduino

(50)

WATER PIPELINE MONITORING AND LOCATION OF LEAKAGE

DETECTION USING FLOW LIQUID METER SENSOR

IN SENSOR NETWORK

ABSTRACT

Water distribution is generally done through pipes under the ground. Monitoring the

underground water pipelines will be more difficult than moniroting the water pipelines

located on the ground in open space. This situation will cause a permanent loss if there

is a disturbance in the pipeline such as leakage. Leaks in pipes can be caused by

several factors, such as pipeline’s age, bad installation, and force majeure’s condition.

Therefore, a solution is required to detect and determine the location of damage when

there is a leak in the piping system. The detection and determination of the leak

location will use fluid mechanics and kinematics physics based on harness water flow

rate data obtained using flow liquid meter sensor and Arduino UNO as a

microcontroller. The results show that the proposed method is able to work stably to

determine the location of the leak which the maximum distance was 2 metres and the

system were able to determine the leak location closest to the actual leak location with

the flow rate was 10 liters per minute.

Keywords: monitoring, leak detection, liquid flow meter sensor, arduino UNO, fluid

(51)

MONITORING

DAN PENDETEKSIAN LOKASI KEBOCORAN PIPA

SALURAN AIR BERSIH MENGGUNAKAN

_{FLOW LIQUID}

METER SENSOR

PADA

_{SENSOR NETWORK}

SKRIPSI

INDERA SURYA SATRIA

111402083

PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(52)

METER SENSOR PADA SENSOR NETWORK

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah

Sarjana Teknologi Informasi

INDERA SURYA SATRIA

111402083

PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(53)

ii

PERSETUJUAN

Judul : MONITORING DAN PENDETEKSIAN LOKASI

KEBOCORAN PIPA SALURAN AIR BERSIH

MENGGUNAKAN FLOW LIQUID METER SENSOR

PADA SENSOR NETWORK

Kategori : SKRIPSI

Nama : INDERA SURYA SATRIA

Nomor Induk Mahasiswa : 111402083

Program Studi : S1 TEKNOLOGI INFORMASI

Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI

Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Romi Fadillah Rahmat, B.Comp. Sc., M.Sc Baihaqi Siregar, S.Si., M.T

NIP. 19860303 201012 1 004 NIP. 19790108 201212 1 002

Diketahui/disetujui oleh

Program Studi S1 Teknologi Informasi

Ketua,

Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT

(54)

PERNYATAAN

MONITORING DAN PENDETEKSIAN LOKASI KEBOCORAN PIPA SALURAN

AIR BERSIH MENGGUNAKAN FLOW LIQUID METER SENSOR

PADA SENSOR NETWORK

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, 18 Januari 2016

Indera Surya Satria

(55)

iv

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan rahmat serta restu-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini

sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Informasi.

Pertama, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada keluarga penulis,

Ayahanda Ir. Asrul Azwar, M.M., Ibunda Dra. Nursugiati, dan Adik - adik penulis

Indri Suci Astuti dan Intan Sari Dewi, beserta seluruh keluarga besar yang selalu

memberikan dukungan, motivasi, serta doa kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan skripsi ini.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Baihaqi Siregar, S.Si.,

M.T selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp. Sc.,

M.Sc. selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktunya untuk

membimbing penulis dalam penelitian serta penulisan skripsi ini. Terima kasih juga

penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Syahril Effendi, S.Si., M.IT selaku Dosen

Pembanding I dan Bapak Dr. Sawaluddin, M.IT selaku Dosen Pembanding II yang

telah memberikan saran dan kritik yang bermanfaat dalam penyempurnaan skripsi ini.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Ketua dan Sekretaris Program Studi S1

Teknologi Informasi, Dekan dan Wakil Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi

Informasi, dan seluruh dosen serta staff pegawai di lingkungan Program Studi S1

Teknologi Informasi, yang telah membantu dan membimbing penulis selama masa

perkuliahan.

Terima kasih penulis ucapkan kepada teman-teman penulis yang selalu

memberikan dukungan dan semangat, Dina Fadhillah, Safrina, Nurul Fatihah, Novira,

Icha, Farus, Nisva, Nugha, Ismed, Bang Fay, Udin, Erick, Hans, Dhany, Imam, Ryan,

Roy, Ade, Tikto, serta seluruh teman-teman angkatan 2011 dan teman-teman

mahasiswa Teknologi Informasi lainnya. Semoga Allah SWT membalas segala

(56)