Kata Kunci: Internet Of Things, Pendeteksi Banjir, Raspberry PI, Twitter, Ultrasonik

(1)

Prototype Pemantau Banjir Berbasis Raspberry PI Dengan Sensor

Ultrasonik dan Webcam Berbasis Internet Of Things

1_{Muhammad Rizqi Alfarabi,}2_{Mariza Wijayanti}

Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi, Jurusan Sistem Komputer Universitas Gunadarma

Jl. Margonda Raya No. 100, Depok 16424, Jawa Barat

1_{alfarabirizki8@gmail.com,}2_{mariza_w@staff.gunadarma.ac.id}

ABSTRAK

Perkembangan teknologi berkembang dengan pesatnya untuk membantu manusia dalam melaksanakan keggiatan sehari-hari. Diikuti dengan perkembangan informasi yang juga berkembang seiring berjalannya waktu, terdapat berbagai informasi layaknya informasi cetak, tulisan, lisan dan Informasi yang dapat di internet sekarang ini. Hal tersebut menjadikan salah satu alasan informasi dalam bentuk elektronik yang dapat dilihat secara langsung atau realtime yang dibutuhkan oleh masyarakat khususnya untuk bencana alam yang sering terjadi di Indonesia, salah satunya yaitu Banjir. Oleh sebab itu, supaya dapat memperoleh informasi dalam bentuk elektronik, maka platform Twitter menjadi pilihan. Dalam pengembangan alat Pendeteksi Banjir Berbasis Internet of Things akan di memperoleh informasi tersebut dengan mengggunakan sensor ultrasonic sebagai Indikator kamera webcam yang akan memperoleh gambar muatan air dan Raspberry PI sebagai otak dan pemroses source code yang akan mengirim output ke platform Twitter sebagai informasi yang akan diterima oleh masyarakat. Prototype pendeteksi banjir dapat diatur pada sensor ultrasonik yang merupakan indikator atau input dengan nilai dari jarak dimana jika jarak sensor ultrasonic dengan objek kurang dari 15cm maka Sensor akan memberikan inputan, camera mengambil gambar dan Microcomputer melakukan proses pengiriman informasi ke platform Twitter, dan jika lebih dari 15 cm maka akan melakukan penembakan gelombang elektromagnetik secara terus menerus hingga mendapatkan kondisi yang diinginkan. Dengan adanya Pendeteksi Banjir berbasis Raspberry PI B+ dengan Internet of Things , maka Informasi bencana alam berupa banjir dapat ditanggulangi dengan baik.

Kata Kunci:

Internet Of Things, Pendeteksi Banjir, Raspberry PI, Twitter, Ultrasonik

Prototype Flood Monitoring Based on Raspberry PI With Ultrasonic

Sensor and Internet Of Things Based Webcam

ABSTRACT

The development of technology develops rapidly to assist humans in carrying out their daily activities. Followed by the development of information that also develops over time, there is a variety of information such as printed, written, oral and information available on the internet today. This makes one of the reasons for information in electronic form that can be seen directly or in real time that is needed by the community, especially for natural disasters that often occur in Indonesia, one of which is flood. Therefore, in order to obtain information in electronic form, the Twitter platform is an option. In developing an Internet of Things-based Flood Detector, this information will be obtained by using an ultrasonic sensor as an indicator for a webcam camera that will get an image of the water content and the Raspberry PI as the brain and source code processor that will send the output to the Twitter platform as information that will be received by Public. The flood detection prototype can be set on an ultrasonic sensor which is an indicator or input with a value from the distance where if the distance between the ultrasonic sensor and the object is less than 15cm, the sensor will provide input, the camera takes pictures and the Microcomputer carries out the process of sending information to the Twitter platform, and if more than 15 cm then it will shoot electromagnetic waves continuously until it gets the desired conditions. With the Raspberry PI B + based Flood Detector with the Internet of Things, information on natural disasters in the form of floods can be handled properly.

(2)

Keywords :

Flood Detection, Internet of Things, Raspberry PI, Twitter, Ultrasonic.

Latar Belakang

Perkembangan teknologi yang semakin pesat membuat para pengembang IT untuk terus meningkatkan berbagai macam inovasi dalam berbagai aspek. Salah satunya mencari tekhnologi baru yang dapat membantu dalam hal bencana banjir. Teknologi yang semakin berkembang membuat orang mulai berpikir bagaimana cara untuk mengantisipasi keadaan banjir tersebut. Sensor ultrasonic dan water level merupakan salah satu alat pendukung dan digunakan untuk menjadi parameter peringatan dini sebelum terjadinya banjir

Banjir merupakan peristiwa bencana alam yang terjadi ketika aliran air yang berlebih merendam daratan salah satunya yang sering terjadi di Indonesia termasuk Kota Jakarta. Terkadang banjir terjadi di waktu malam dan di saat penghuni sedang tidak ada dirumah yang dapat menyebabkan kerugian materil. Dampak dari banjir dapat dikurangi jika masyarakat lebih siap dalam menghadapi datangnya bajir tersebut. Salah satu caranya adalah dengan menyebarkan informasi level ketinggian air, kecepatan air, dan bukti konkrit berupa foto secara cepat ke masyarakat.

Mendeteksi ketinggian permukaan air dapat dilakukan dengan menggunakan Sensor

Ultrasonic,Water level dan Camera Webcam , tetapi memerlukan rancangan perangkat keras

yang cukup rumit. Cara tersebut selain rumit memerlukan biaya yang cukup besar. Selain dapat memberikan informasi berupa level ketinggian air dan kecepatan air. Masyarakat juga dapat bisa menerima langsung bukti nyata dalam bentuk foto yang bisa di lihat dalam bentuk postingan di media sosial.

Media Sosial sendiri merupakan sarana yang cepat dan tepat dalam menyebarkan informasi yang akan diterima langsung oleh masyarakat. Ditambah lagi masyarakat menerima data yang memiliki 3 komponen khusus dalam informasi yaitu, Data, Nyata dan Bukti. Twitter merupakan Media sosial / Media internet baru yang mempunyai fitur Retweet, untuk meneruskan apa yang ditulis dan dikirimkan ke beranda user. Share untuk meneruskan dan membagi informasi yang ditulis ke berbagai platform lain. Love menambahkan menjadi tulisan Favorite yang disimpan dalam akun pribadi sang user. Comment fitur untuk memberi komentar pada setiap apa yang ditulis oleh beranda.

(3)

Rumusan Masalah

1. Bagaimana merancang alat yang terdiri dari beberapa komponen untuk memberi peringatan dini tentang datangnya banjir di beberapa titik rawan yang berbasis Internet Of Things.

2. Bagimana dapat membuat semua komponen dapat terkoneksi dengan baik sehingga dapat melakukannya secara otomatis tanpa adanya aksi dari Pengguna untuk melakukannya, hanya menunggu masukan dari sensor.

Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, alat ini hanya terfokus terhadap bendungan air saja yang merupakan focus utama disaat hujan turun atau datangnya air kiriman dari beberapa sungai yang langsung menuju bendungan ini dan juga alat yang hanya memberikan satu kondisi saja untuk peringatan dini.

Raspberry PI

Raspberry Pi juga dikenal sebagai RasPi adalah sebuah Single Board Computer ( SBC ) seukuran kartu kredit yang dikembangkan oleh yayasan Raspberry Pi di Inggris ( UK ). Raspberry Pi dapat bekerja layaknya desktop seperti membuat dokumen, mengolah data dengan spreadsheet, menonton film, bermain game dan tentu saja coding. Raspberry Pi memiliki dua model yaitu model A dan model B. Secara umum Raspberry Pi Model B memiliki memory sebesar 512 MB. Selain itu model B juga sudah dilengkapai dengan ethernet port yang tidak terdapat di model A. Desain Raspberry Pi didasarkan seputar SoC (System-on-a-chip) Broadcom BCM2835, yang telah menanamkan prosesor ARM1176JZF-S dengan 700 MHz.

(4)

Sensor Ultrasonik

Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver.

Prinsip kerja dari sensor ultrasonik adalah sebagai berikut :

Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz, biasanya yang digunakan untuk mengukur jarak benda adalah 40kHz. Sinyal tersebut di bangkitkan oleh rangkaian pemancar ultrasonik. Sinyal yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal / gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s.

Gambar 2.2 Sensor Ultrasonik Bagian-bagian dari sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:

 Piezoelektrik Peralatan piezoelektrik secara langsung mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Tegangan input yang digunakan menyebabkan bagian keramik meregang dan memancarkan gelombang ultrasonik. Tipe operasi transmisi elemen piezoelektrik sekitar frekuensi 32 kHz. Efisiensi lebih baik, jika frekuensi osilator diatur pada frekuensi resonansi piezoelektrik dengan sensitifitas dan efisiensi paling baik. Jika rangkaian pengukur beroperasi pada mode pulsa elemen piezoelektrik yang sama dapat digunakan sebagai transmitter dan reiceiver.

 T Transmitter adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai pemancar gelombang ultrasonik dengan frekuensi sebesar 40 kHz yang dibangkitkan dari sebuahosilator. Untuk menghasilkan frekuensi 40 KHz, harus di buat sebuah rangkaian osilator dan keluaran dari osilator dilanjutkan menuju penguat sinyal.

 Receiver Receiver terdiri dari transduser ultrasonik menggunakan bahan piezoelektrik, yang berfungsi sebagai penerima gelombang pantulan yang

(5)

berasal dari transmitter yang dikenakan pada permukaan suatu benda atau gelombang langsung LOS (Line of Sight) dari transmitter.

Kamera Webcam

Kamera Video Konferensi yang juga dikenal dengan Kamera Web (Webcam) adalah kamera yang dirancang penggunaannya pada World Wide Web. Kamera Web sekarang harganya turun dengan cepat yang menjadikannya sebagai suatu produk pasar massa. Pada kamera web Xcam2 yang bentuknya kecil, tetapi mempunyai kemampuan kamera video yang dapat diletakkan di mana saja dan dapat mentransmisikan video berwarna ke TV, VCR atau pada PC (Personal Computer). Webcam secara sederhana terdiri atas kamera digital yang tersambung dengan komputer. Webcam terintegrasi dengan komputer melalui port USB (sebelumnya kamera terhubung ke komputer melalui port paralel). Cara kerja webcam tidak jauh berbeda dengan cara kerja kamera tradisional yang berbasis film, yaitu memilih obyek yang akan direkam dengan menggunakan jendela pengintai.

Gambar 2.3 Kamera Webcam

Buzzer

Buzzer adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah gertaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hamir sama dengan loudspeaker,jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergutar yang akan menghasilkan suara.

(6)

Aksi : Sensor Ultrasonik, , Sensor Suhu DHT11, Camera Webcam

dan Buzzer

Media : Tweet berupa data, Hasil Foto dan bunyi

Gambar 2.4 Buzzer

Bab ini akan menjelaskan metode dan tahapan penelitian pembuatan rancang bangun purwarupa pada Rancang bangun bendungan katulampa pendeteksi banjir berbabasis Raspberry PI menggunakan sensor ultrasonik, webcam , Sensor suhu DHT11 dan buzzer dengan Internet of things:

Gambar3.1 Blok Diagram

Media : Raspberry

PI B+

Proses

Media : Ultrasonik Mendeteksi jarak,Camera webcam mengambil

gambar, Buzzer berbunyi

Input

buzzer di beberapa titik Aksi: Foto yang telah diambil dan real time

waktu.

Output

Aktivator 5V

(7)

Blok Input

Gambar 3.2 Sensor Dan Indikator

Blok input adalah bagian yang akan menjelaskan tentang masukan yang terdapat pada alat. Masukan pada alat ini adalah sensor ultrasonik yang menembakan gelombang dan menunggu tertutup oleh indikator dengan kondisi <15cm dan akan memicu kerja untuk sensor dan komponen lainnya.

Blok Proses

Gambar 3.3 Skematik Proses

Pada Blok Proses ini data yang didapatkan dari sumber tegangan 5v untuk mengaliri semua komponen seperti Sensor Ultrasonik yang menembakan gelombang elektromagnetik, Kamera Webcam yang akan mengambil gambar, Sensor Suhu DHT11 mengambil data sekitaran bendungan, Buzzer yang akan berbunyi untuk memberi peringatan dini untuk masyarakat di sekitaran bendungan. Setelah semua terkoneksi Mikrokontroller mengirimkan secara langsung ke Platform twitter tanpa campur tangan dari pengguna / secara otomatis.

(8)

Blok Output

Gambar 3.4 Blok Output

Pada Blok ini, hasil dari Input dan pemrosesan akan diubah menjadi keluaran. Keluaran utama pada rancang bangun alat ini adalah berupa informasi yang tertuang dalam tweet pada akun twitter @Floatingraspi, yang terdapat data berupa waktu secara realtime, Gambar dari bendungan berupa luapannya, Suhu dan kelembapan, dan juga terdapat data di gambar yang diambil berupa waktu dan tanggal secara realtime tanpa mengubah hasil dari gambar.

Analisa Rangkaian Secara Detail.

(9)

Hasil Penelitian

Hasil penelitian ini merupakan hasil penelitian dari fisik robot dan juga jalur

yang digunakan.

Fisik Alat

Penelitian ini menghasilkan sebuah rancang bangun yang menyerupai bendungan katulampa yang terdiri dari miringan, sumber air. Terdapat juga beberapa komponen dan sensor yang sudah dipasang pada tempatnya untuk memastikan semuanya dapat bekerja sesuai dengan tujuan awal alat ini dibuat, dan dijalankan secara otomatis hanya tinggal menunggu masukan dari sensor ultrasonik dengan kondisi <15cm maka itu akan memicu semua komponen dan sensor lain bekerja.

Gambar 4.1 Fisik Rancang Bangun

Pada pengujian alat diatas terdapat perantara berupa koneksi internet yang harus terhubung untuk melakukan pengiriman data ke platform twitter. Dibawah ini adalah penelitian dari beberapa provider yang sudah penulis lakukan.

Tabel 4.1 Data Konektifitas Perangkat

Provider Hasil

First Media Komunikasi akan berjalan

dengan lancar antar alat dan perangkat smartphone tanpa delay

(10)

Telkomsel Komunikasi akan berjalan dengan lancar antar alat dan perangkat smartphone tanpa delay

Indosat Komunikasi akan berjalan

Three Komunikasi akan berjalan

sedikit terganggu antar alat dan perangkat smartphone dengan delay 2- 3 detik

XL Komunikasi akan berjalan

Pada pengujian konektifitas komunikasi wifi antara alat dengan rancang bangun pendeteksi banjir dengan platform twitter mendapatkan hasil,

 Jika user menggunakan jaringan provider dari first media maka komunikasi akan berjalan dengan lancar antara alat dan pengiriman informasi melalui platform Twitter.

 Jika user menggunakan jaringan provider dari telkomsel maka komunikasi akan berjalan dengan lancar antara alat dan pengiriman informasi melalui platform Twitter.

 Jika user menggunakan jaringan provider dari indosat maka komunikasi akan berjalan dengan lancar antara alat dan pengiriman informasi melalui platform Twitter.

 Jika user menggunakan jaringan provider dari three maka komunikasi akan berjalan tidak lancar atau mengalami gangguan antara alat dan pengiriman informasi melalui platform Twitter dengan delay waktu 2-3 detik.

 Jika user menggunakan jaringan provider dari xl maka komunikasi akan berjalan dengan lancar antara alat dan pengiriman informasi melalui platform Twitter.

Namun untuk konektifitas yang lancar di tunjang dengan kestabilan jaringan dan keadaan daerah tertentu.

(11)

Kesimpulan

Berdasarkan pada hasil pengujian alat, dapat dibuktikan bahwa alat ini dapat membuat peringatan dini tentang luapan air/banjir yang akan dating dan juga mengirim informasi ini secara Internet of Things atau langsung menuju Platform twitter secara otomatis tanpa campur tangan pengguna.