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
MONITORING DAN PENDETEKSIAN LOKASI KEBOCORAN PIPA SALURAN AIR BERSIH MENGGUNAKAN FLOW LIQUID
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
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,
iii
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
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.
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 yang paling mendekati dengan lokasi kebocoran yang sebenarnya.
vi
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.
vii
viii
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 13
3.1 Arsitektur Umum 13
3.2 Data yang Digunakan 15
3.3 Monitoring dan Deteksi Lokasi Kebocoran pada Pipa 16
3.3.1 Monitoring 16
3.3.2 Deteksi Lokasi Kebocoran pada Pipa 16
3.4 Perancangan Hardware 19
3.4.1 Perancangan Flow Liquid Meter Sensor dan Arduino 19
3.4.2 Perancangan Ethernet Shield dan Arduino 20
3.5 Perancangan Sistem 20
3.5.1 Use case diagram 20
3.5.2 Perancangan database 22
3.5.3 Rancangan tampilan antarmuka 23
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 29
4.1 Implementasi Sistem 29
4.1.1 Spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak
yang digunakan 29
4.1.2 Implementasi perancangan antarmuka 29
4.2 Pengujian Kinerja Sistem 36
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 45
5.1 Kesimpulan 45
5.2 Saran 45
ix
DAFTAR TABEL
Hal.
Tabel 2.1. Penelitian terdahulu 11
x
Gambar 3.1. Arsitektur umum 13
Gambar 3.2. Flow Liquid Meter Sensor pada Pipa 19 Gambar 3.3. Arduino dan Flow Liquid Meter Sensor 19
Gambar 3.4. Arduino dan Ethernet Shield 20
Gambar 3.5. Sistem Aplikasi Monitoring 21
Gambar 3.6. Database Relationship 23
Gambar 3.7. Rancangan Halaman Login 24
Gambar 3.8. Rancangan Halaman Forgot Password 24
Gambar 3.9. Rancangan Halaman Utama 25
Gambar 3.10. Rancangan Halaman Sensor 26
Gambar 3.11. Rancangan Halaman Notificaiton 27
Gambar 3.12. Rancangan Halaman History 28
Gambar 4.1. Halaman Login 30
Gambar 4.2. Halaman Forgot Password 30
Gambar 4.3. Halaman Utama 31
Gambar 4.4. Halaman Sensor 32
Gambar 4.5. Halaman Notification 33
Gambar 4.6. Halaman History 33
Gambar 4.7. Tampilan Data Debit Air 34
Gambar 4.8. Tampilan Laporan 35
Gambar 4.9. Tampilan Notifikasi Kebocoran 35
Gambar 4.10. Tampilan Halaman Notification 36
Gambar 4.11. Rancangan Prototype 37
xi
Gambar 4.13. Grafik 3D Hasil Pengujian
(a) Jarak Lubang 0,77 m ; (b) Jarak Lubang 1,55 m ; (c) Jarak Lubang 2,08 m ; (d) Jarak Lubang 2,58 m ;
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 yang paling mendekati dengan lokasi kebocoran yang sebenarnya.
vi
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.
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).
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;
3
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
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
5
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
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
7
=�� (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
Flow liquid meter sensor merupakan sensor yang digunakan untuk menghitung debit
air yang melaluinya. Pengukuran debit air ini menggunakan bantuan Hall Effect
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 UNOdapat diliat pada Gambar 2.2.
9
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 Shielddapat 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.
Sebuah desain jaringan yang mengijinkan setiap device saling berkomunikasi
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
11
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
melakukan monitoring level aliran
air berbasis layanan web
pada pipa dan perubahan suhu di
lingkungan sekitar pipa
penggunaan air pada dua buah jenis
12
melakukan monitoring dan
mengendalikan aliran air
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
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
14
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
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
16
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 2.2 data 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 ();
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.
18
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
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
20
Gambar 3.4. Arduino dan Ethernet Shield
3.5. Perancangan Sistem
3.5.1. Use case diagram
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
22
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.
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.
24
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
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
26
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
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,
28
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.
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
30
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.
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
32
Gambar 4.4. Halaman Sensor
Halaman Notification
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
34
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
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.
36
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
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.
38
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
Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit
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 meter dan 1,53 meter dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit air 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 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 5 liter per menit dan 15 liter per menit. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Jarak Lubang 1,55 meter
Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit
Hasil
40
meter dan 1,14 meter dari sensor dengan lama waktu proses penurunan laju debit air 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 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 5 liter per menit dan 15 liter per menit. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Jarak Lubang 2,08 meter
Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit
Hasil
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 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 5 liter per menit dan 10 liter per menit. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Jarak Lubang 2,58 meter
Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit
Hasil
42
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 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 5 liter per menit dan 15 liter per menit. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Jarak Lubang 3,1 meter
Debit 5 liter per menit Debit 10 liter per menit Debit 15 liter per menit
Hasil
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 ;
44
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
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 bersihadalah 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
46
3. Pada penelitian selanjutnya dapat menggunakan saluran pipa yang bercabang
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.
Siregar, I.M.D. 2010. Perancangan Portal Berbasis Web Dengan Menggunakan Php
Dan MySQL Pada SMA Negeri 18 Medan. Skripsi. Universitas Sumatera
48
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.
Yano, I.H., de Oliveira, V.C., de Araujo, E.V., Campagnuci, A.G., Fabiano, B., and
Demanboro, A.C. 2014. Wireless Sensor Networks for Measuring the
Consumption of Save Water Taps. American Journal of Applied Sciences 11