226
Rancang Bangun
Prototype
Sistem
Penguras Kolam Renang Berbasis Iot
“Sistem Dan
Prototype
Penguras Kolam Renang”
Clemens Henricus Putra Karmelino1, Ir. Sri Danaryani, M.T.2
Program Studi Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakarta Jalan Prof. Dr. G. A. Siwabessy, Kampus Baru UI Depok 16425, Indonesia
E-mail : karmelpareira@gmail.com1, sri.danaryani@electro.pnj.ac.id2
Abstrak
Kolam renang pintar merupakan kolam renang yang dapat mendeteksi nilai kekeruhan dan nilai ketinggian dari air kolam renang serta dilengkapi dengan sistem monitoring kekeruhan dan ketinggian air melalui web dan sistem kontrol pengurasan serta pengisian air dengan pengaktifan modul relay melalui Telegram. Kekeruhan air kolam renang diidentifikasi menggunakan sensor kekeruhan, sedangkan ketinggiannya diidentifikasi menggunakan sensor ultrasonik. NodeMCU akan mambaca nilai keruh dan tinggi air kolam serta menggunakan modul relay 2 channel sebagai pengontrol solenoid valve dan pompa air yang diberi perintah oleh Telegram. Ketika nilai keruh mencapai batas 50 – 75 % maka akan tampil notifikasi pada telegram dan ketika nilai keruh melewati batas 75 % maka air kolam akan otomatis terkuras. Ketika ketinggian air yang terkuras telah mencapai 0%, maka air kolam akan berhenti terkuras dan pengisian air akan dilaksanakan. Pengisian air dilakukan hingga air mencapai ketinggian 90 % dan apabila ketinggian air berada di nilai 50 – 75% maka telegram akan memberi notifikasi. Berdasarkan hasil pengujian, nilai keruh yang terbaca untuk air jernih sebesar 22 ntu (0 %), untuk air yang dicampur lumut sebesar 49 ntu (43 %) dan untuk air yang dicampur tanah sebesar 85 ntu (100 %). Nilai tinggi air yang terbaca pada persentase ketinggian 50% adalah 10 cm, pada persentase ketinggian 75 % sebesar 6 cm, dan pada persentase ketinggian 100 % adalah 3 cm. Penggunaan modul relay 2 channel dengan pengaktifan low pada solenoid valve dan pompa air.
Kata Kunci : kolam renang pintar, modul relay, nodemcu, pompa air, sensor kekeruhan, sensor ultrasonik, solenoide valve
Abstract
The smart swimming pool is a swimming pool that can detect the value of turbidity and the height value of swimming pool water and is equipped with a monitoring system for turbidity and water level via the web and a control system for draining and filling water by activating the relay module via Telegram. Turbidity of the pool water was identified using a turbidity sensor, while the height was identified using an ultrasonic sensor. NodeMCU will read the turbid and high values of pool water and use a 2-channel relay module to control the solenoid valve and the water pump given orders from Telegram. When the turbid value reaches the limit of 50 - 75%, a notification will appear on the telegram and when the turbid value exceeds the 75% limit, the pool water will automatically be drained. When the drained water level has reached 0%, the pool water will stop draining and water filling will be carried out. The water filling is carried out until the water reaches a height of 90% and if the water level is at a value of 50 - 75% then the telegram will notify you. Based on the test results, the readable turbidity value for clear water is 22 ntu (0%), for water mixed with moss is 49 ntu (43%) and for water mixed with soil is 85 ntu (100%). The height value of water read at the percentage of height of 50% is 10 cm, at the percentage of height of 75% is 6 cm, and at the percentage of height of 100% is 3 cm. The 2 channel relay module should be activate with low activation on the solenoid valve and water pump.
Key Words : nodemcu, relay module, smart swimming pool, solenoid valve, turbidity sensor, ultrasonic sensor, water pump
227
1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi telekomunikasi saat ini sangat pesat, salah satunya adalah munculnya Internet of Things(IoT). Hal ini sangat relevan untuk diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, salah satu penerapan IoT dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai pemonitor kekeruhan air kolam renang. Sebelum adanya teknologi ini, pemilik kolam harus memantau kekeruhan kolam renang dengan melihatnya secara langsung. Namun dengan adanya IoT memungkinkan pemilik kolam dapat memantau kondisi air dan mengurasnya dari jarak jauh. Pemantauan ini dapat melalui beberapa media, sebagai contohnya adalah web.
Pengurasan air kolam renang dapat menggunakan media pengendali seperti Telegram. Telegram mampu mengirim pesan lebih cepat dibandingkan aplikasi serupa lainnya dikarenakan aplikasinya berbasis cloud. Sehingga kendali kuras air dapat dilakukan hanya dengan memberikan pesan melalui Telegram.
Menilik dari pemeriksaan kondisi kolam yang masih manual dan munculnya teknologi IoT, maka pada tugas akhir ini dengan judul “Rancang Bangun Prototype Sistem Penguras Kolam Renang Berbasis IoT” dengan sistem penguras otomatis yang terintegerasi dengan Web dan Telegram. Web berfungsi untuk memantau persentase kekeruhan air kolam renang dan penampil riwayat pengurasan kolam, sedangkan telegram berfungsi sebagai media yang akan menerima notifikasi jika air kolam sudah keruh dan kemudian akan mengirim perintah pengurasan air kolam pada sistem.
2. METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan dengan menentukan alur dari perancangan sistem penguras kolam renang. Sistem penguras kolam renang memiliki sistem
kerja seperti yang ditunjukkan pada diagram blok pada gambar 1.
Gambar 1 Diagram Blok Sistem Penguras Kolam Renang
Langkah – langkah sistem kerja dari diagram blok dijabarkan dalam diagram alir. Berikut diagram alir sistem penguras kolam renang ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2 Diagram Alir Sistem Penguras Kolam Renang
A.Perancangan Hardware Sistem Penguras Kolam Renang
Perancangan hardware terdiri dari rangkaian sistem penguras kolam renang dan rangkaian catu daya.
1. Rangkaian Pengukur Nilai Kekeruhan Air Kolam Renang
Rangkaian ini menggunakan sensor kekeruhan sebagai pengukur nilai kekeruhan air kolam renang. Berikut skematik dari rangkaian sensor kekeruhan ditunjukkan pada gambar 3.
228 Gambar 3 Skematik Rangkaian
Sensor Kekeruhan
2. Rangkaian Pengukur Ketinggian Air Kolam Renang
Rangkaian ini menggunakan sensor ultrasonik untuk mengukur ketinggian air kolam renang. Gambar 4 menunjukkan skematik dari sensor ultrasonik:
Gambar 4 Skematik Rangkaian Sensor Ultrasonik
3. Rangkaian Pengontrol Sistem Kuras Dan Pompa Air Kolam Renang Rangkaian ini terdiri dari modul relay 2 channel, solenoidvalve, dan pompa air. Modul relay 2 channel digunakan sebagai pengaktif dan penonaktif dari
solenoid valve maupun pompa air.
Solenoid valve berfungsi untuk
menguras air kolam renang. Sedangkan pompa air berfungsi untuk mengisi air kolam renang. Berikut gambar 5 memperlihatkan skematik dari modul relay 2 channel, solenoid valve dan pompa air:
Gambar 5 Skematik Rangkaian Modul Relay 2 Channel, SolenoidValve dan
Pompa Air
4. Rangkaian Indikator Prototipe Sistem Penguras Kolam Renang
Rangkaian ini menggunakan LCD I2C sebagai indikator. Dengan mengindikasikan secara langsung nilai kekeruhan di dekat kolam renang. Berikut gambar skematik dari rangkaian LCD I2C:
Gambar 6 Skematik Rangkaian LCD I2C
5. Rangkaian Catu Daya
Catu Daya berfungsi untuk menyuplai sumber daya tegangan dan arus pada rangkaian elektronika. Tegangan yang dibutuhkan pada rangkaian ini adalah 5 V sehingga digunakan IC Regulator 7805. Catu daya 5 V DC dibutuhkan untuk menyuplai sumber daya tegangan ke NodeMCU Lolin V3, relay, sensor kekeruhan, sensor ultrasonik, pompa air, solenoid valve dan LCD. Berikut skematik rangkaian catu daya dapat dilihat pada gambar 7:
229 Gambar 7. Skematik Rangkaian Catu
Daya
B.Perancangan Software Sistem Penguras Kolam Renang
Perancangan software ialah berupa pembuatan program (source code) pada Arduino IDE. Pembuatan program ini harus didasari diagram alir yang telah dibuat terlebih dahulu sesuai dengan cara kerja alat yang dibuat seperti gambar 2.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dan pembahasan menunjukkan hasil pengujian dari perancangan rangkaian sistem penguras kolam renang dan rangkaian catu daya.
A.Hasil dan Pembahasan Pengujian Pengukuran Kekeruhan Air
Pengujian ini bertujuan untuk memastikan sensor kekeruhan dapat mengukur nilai kekeruhan air. Pengujian dilakukan dengan mengukur nilai kekeruhan air dari jenis air yang berbeda. Hasil pengujian pada pengukuran kekeruhan air ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian Pengukuran Kekeruhan Air
Berdasarkan hasil pengujian, diperoleh nilai ukur kekeruhan dalam bentuk persentase (%) yang merupakan hasil mapping nilai kekeruhan air(ntu) dengan mengambil nilai minimum dari
nilai kalibrasi air jernih yaitu 22 ntu. Sedangkan nilai maksimumnya adalah 85 ntu. Diambil 3 jenis air, yaitu: air jernih, air yang dicampur lumut, dan air yang dicampur tanah. Pada air jernih diperoleh nilai kekeruhan air sebesar 22,07 ntu (0 %). Pada air yang dicampur lumut diperoleh nilai ukur kekeruhan air 49,61 ntu (43%). Sedangkan pada air yang dicampur tanah, diperoleh nilai ukur kekeruhan air 85,64 ntu (100%). B.Hasil dan Pembahasan Pengujian
Pengukuran Ketinggian Air
Tujuan dari pengujian ini adalah untuk memastikan sensor ultrasonik dapat mengukur ketinggian air pada
prototype kolam. Pengujian dilakukan dengan mengukur ketinggian air yang berbeda. Berikut hasil dari pengujian ketinggian air ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengujian Pengukuran Ketinggian Air
Berdasarkan hasil pengujian, didapat nilai ukur ketinggian dalam persen diambil berdasarkan hasil mapping dari nilai ukur ketinggian dalam cm dengan mengambil nilai minimum 22 cm untuk dasar kolam. Sedangkan untuk nilai maksimumnya diambil 3 cm. Pada nilai ketinggian kolam sebesar 22 cm, diperoleh nilai ukur ketinggian air sebesar 21 cm (1%) pada serial monitor. Ketika nilai ketinggian kolam sebesar 16 cm, diperoleh nilai ukur ketinggian air sebesar 15 cm (24%). Sedangkan pada nilai ketinggian kolam sebesar 10 cm,
230 didapat nilai ukur ketinggian air sebesar 9 cm (51 %). Yang keempat, pada saat nilai ketinggian kolam sebesar 6 cm, didapat nilai ukur ketinggian air sebesar 5 cm (74%). Dan yang terakhir adalah saat nilai ketinggian kolam sebesar 3 cm, didapat nilai ukur ketinggian air sebesar 2 cm (100%).
C.Hasil dan Pembahasan Pengujian Sistem Kuras dan Pompa Air
Pengujian ini bertujuan untuk memastikan modul relay dapat digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan solenoid valve dan pompa air. Pengujian dilakukan dengan melihat kondisi aktif awal relay dan kondisi akhir dari solenoid valve maupun pompa air. Berikut tabel 3 menunjukkan hasil pengujian sistem kuras dan pompa air.
Tabel 3. Hasil Pengujian Sistem Kuras dan Pompa Air
Diperoleh hasil pengujian sistem kuras dan pompa air dengan kondisi awal relay dan kondisi akhir pada solenoid valve dan pompa air. Modul relay 2
channel ini menggunakan metode aktif Low untuk mengaliri arus ke komponen lainnya. Ketika relay 1 diaktifkan,
solenoid valve pun menyala. Lalu ketika relay 2 diaktifkan, pompa air yang menyala.
D.Hasil dan Pembahasan Pengujian Indikator Sistem Kekeruhan Air Pengujian ini bertujuan untuk memastikan sensor kekeruhan dapat mengukur nilai kekeruhan air. Pengujian pun dilakukan dengan memeriksa nilai kekeruhan air dengan nilai yang
ditampilkan pada LCD I2C. Berikut hasil dari pengujian LCD I2C ditunjukkan pada tabel 4.
Tabel 4. Hasil Pengujian Indikator Sistem Kekeruhan Air
Diperoleh data dengan nilai kekeruhan air menggunakan sensor kekeruhan dan tampilan indikator LCD menggunakan LCD I2C. Nilai kekeruhan air dan tampilan indikator dicoba selama 4 kali dan LCD menampilkan nilai yang sama dengan nilai dari sensor kekeruhan.
E. Hasil dan Pembahasan Pengujian Catu Daya
Pengujian rangkaian catu daya bertujuan untuk mengetahui tegangan keluaran yang dihasilkan oleh rangkaian yang telah dibuat. Pengujian dilakukan dengan mengukur besar tegangan keluaran menggunakan multimeter. Hasil yang diperoleh sebesar 4,98 V DC. Berikut gambar 8 menunjukkan hasil tegangan keluaran regulator.
Gambar 8. Tegangan Keluaran Catu Daya
Berdasarkan data hasil pengujian, tegangan keluaran yang diberikan trafo
231 sebesar 9 V AC sebelum diarahkan oleh Dioda Bridge dan masuk ke IC regulator 7805 dengan hasil output tegangan sebesar 4,98 V DC. Hasil ini dikatakan mendekati nilai keluaran yang dibutuhkan oleh rangkaian yaitu 5 V DC.
4. KESIMPULAN
Sistem penguras kolam renang berhasil dirancang dan mampu mengukur nilai kekeruhan dengan air jernih dengan nilai 22 ntu (0%), air yang dicampur lumut sebesar 49 ntu (43 %) dan untuk air yang dicampur tanah sebesar 85 ntu (100 %). Nilai tinggi air yang terbaca pada persentase ketinggian 50% adalah 10 cm, pada persentase ketinggian 75 % sebesar 6 cm, dan pada persentase ketinggian 100 % adalah 3 cm. Penggunaan modul relay 2 channel dengan pengaktifan low pada solenoid valve dan pompa air.
5. UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ir. Sri Danaryani, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam penyusunan laporan akhir ini;
2. Orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan bantuan dukungan material dan moral;
3. Zefanya Marcel Kurnia Jaya selaku teman kelompok Tugas Akhir ini; dan 4. Elisabet, Kak Chiko, KMK PNJ, dan
Teman-Teman Kelas D 2017 yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim. Cara Mengakses Sensor Kekeruhan Arduino. https://www.anakkendali.com/cara- mengakses-sensor-kekeruhan-arduino/ [Juli 20, 2020]
[2] Hambali. Internet Of Things (IoT). https://setjen.pu.go.id/pusdatin/sour ce/File%20pdf/Artikel%20Khusus/I nternet%20of%20Things.pdf [Juni 2, 2020]
[3] Olansyah, Muhammad P. 2019. Rancang Bangun Pendeteksi Ketinggian Volume Air Dengan Notifikasi Chat Menggunakan Aplikasi Telegram. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya
[4] Rosari, Dewi Maria Wahyu. 2018. Rancang Bangun Sistem Monitoring Tempat Sampah Pintar Terintegrasi Jaringan Fiber To The Home (FTTH). Depok : Politeknik Negeri Jakarta.
[5] Rozanto, Novan Eszma. 2015. Tinjauan Kondisi Sanitasi Lingkungan Kolam Renang, Kadar Sisa Khlor, Dan Keluhan Iritasi Mata Pada Perenang Di Kolam Renang Umum Kota Semarang Tahun 2015. Semarang : Universitas Negeri Semarang
[6] Silitonga, Heru. 2019. Pengontrol Suhu Ruangan Otomastis Menggunakan Nodemcu V3 Lolin dan Sensor DHT 11 Berbasis Internet. Medan : Universitas Sumatera Utara
[7] Sukaridhoto, Sitrusta. 2016. Bermain Dengan Internet Of Things & Big Data. http://dhoto.lecturer.pens.ac.id/lectu re_notes/internet_of_things/ [Juni 20, 2020]
