BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.10. Rangkaian Keseluruhan Alat
Di bawah ini adalah gambar dari alat yang akan dibuat dan digunakan dalam penelitian :
Gambar 3.4 Alat Deteksi Banjir
Di bawah ini adalah tampilan interface di database firebase :
Gambar 3.5 Interface Database Firbase
Pada Gambar 3.5 merupakan tampilan interface di firebase realtime database dimana setiap data ketinggian air akan tampil secara realtime.
Gambar 3.6 Interface Smartphone
Pada Gambar 3.6 merupakan tampilan awal interface pada smartphone android, pada tampilan ini pengguna dapat melihat status ketinggian air yaitu normal, waspada, dan bahaya secara realtime, sehingga warga dapat memonitoring dan melihat situasi ketinggian air secara otomatis.
Gambar 3.7 Interface Thingspeak
Pada Gambar 3.7 merupakan tampilan Interface Thingspeak diamana setiap nilai ketinggian air yang dibaca sensor akan tersimpan ke Thingspeak.
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Perancangan Alat Deteksi Banjir
Rancangan Sistem alat deteksi banjir ini pada prinsipnya untuk memonitoring ketinggian air serta memberi peringatan berupa suara buzzer apabila ketinggian diatas batas normal, dan data akan disimpan secara real time ke ThingSpeak. Sistem pengiriman data pada alat ini menggunakan Sensor Ultrasonik, selanjutnya data tersebut diterima oleh user dalam bentuk nilai angka dan ditampilkan di Smartphone Android. Kemudian di proses oleh Microcontroller NodeMcu ESP32S untuk mengolah data ketinggian air serta memberi memberi koneksi jaringan internet ke Smartphone Android. Arsitektur jaringan alat deteksi banjir dapat dilihat pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. Arsitektur Dalam Jaringan
Sensor Ultrasonik
NodeMcu 32s Buzzer
4.2. Perakitan Perangkat Keras
Perakitan perangkat keras alat deteksi banjir ini dibuat berdasarkan bentuk diagram blok. Adapun perangkat keras yang digunakan pada sistem ini sebagai berikut :
1. Sensor Ultrasonik untuk membaca nilai ketinggian air.
2. Microcontroller NodeMcu ESP32S berfungsi untuk mengolah data.
3. Buzzer sebagai pengahasil suara ketika dalam status waspada dan bahaya.
Gambar 4.2 Rangkaian Sistem
Tabel. 4.1 Alokasi pin sensor ultrasonik ke NodeMcu
Sensor Ultrasonik NodeMCU
Pin Echo Pin D26
Pin Trig Pin D14
Pin VCC Pin 3,3 V
Pin GND Pin GND
Tabel 4.2 Alokasi Pin Buzzer Ke NodeMCU
4.3. Pembuatan perangkat lunak
Pada proses pembuatan perangkat lunak Alat Deteksi banjir yaitu dengan menggunakan software Arduino IDE, Aplikasi ini disediakan untuk membuat sebuah program, dimana program tersebut akan di upload atau dimasukan perintah kedalam mikrokontroler NodeMcu. Program yang dibuat oleh penulis untuk sistem deteksi banjir adalah sebagai berikut.
1. Model Board yang digunakan
Pada saat ingin mengupload program, penulis harus memilih board terlebih dahulu. Pada penelitian ini penulis menggunakan NodeMcu ESP32S sebagai koneksi wifi. Dapat dilihat pada contoh gambar 4.3.
Gambar 4.3 Model Board
Buzzer NodeMCU
Pin Positif Pin D13
Pin Negative Pin GND
2. Port yang digunakan
Pemilihan untuk port pada Arduino IDE. Pada penelitian ini penulis menggunakan port COM6. Dapat dilihat pada contoh gambar 4.4.
Gambar 4.4 Pemilihan Port
3. Program koneksi WIFI dan Firbase
Program ini digunakan untuk menghubungkan perangkat microkontroler NodeMcu ESP32S ke smartphone Android. Dapat dilihat pada contoh gambar 4.5.
Gambar 4.5 Program koneksi WIFI dan Firbase
4. Inisiasi Program Void Setup dan Void Loop
Gambar 4.6 Void Setup
Gambar 4.7 Void Loop
5. Program kondisi Status Ketinggian Air
Gambar 4.8 program status Ketinggian Air
6. Program Koneksi Ke Thingspeak
Gambar 4.9 Program Thingspeak 7. Android Studio
Software ini digunakan untuk pembuatan Aplikasi di smartphone Android yaitu aplikasi deteksi banjir, dimana ada tampilan beranda pada aplikasi . Di bawah ini program di aplikasi Android Studio adalah sebagai berikut :
A. Program Tampilan Beranda
Berikut merupakan program tampilan beranda interface dengan menampilkan status serta ketinggian air di Aplikasi smartphone Android dapat dilihat pada contoh gambar 4.10.
Gambar 4.10. Program Tampilan beranda
B. Program Koneksi Pengambilan Nilai Sensor Ultrasonik
Berikut merupakan program koneksi pengambilan nilai sensor Ultrasonik dari NodeMcu ESP32S .Gambar program dapat dilihat pada contoh gambar 4.11 dan 412
Gambar 4.11 Program Pengambilan Nilai Sensor
Gambar 4.12 Lanjutan Program Pengambilan Nilai Sensor
4.4. Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui tingkat kesalahan sistem apakah fungsi-fungsi yang telah direncanakan bekerja dengan baik atau tidak.
Hasil dari pengujian alat ini juga berguna untuk mengetahui tingkat kinerja dari fungsi tersebut, pengujian ini dilakukan pada setiap blok rangkaian sehingga
apabila terjadi suatu kesalahan akan dapat diketahui secara pasti. Sehingga bagaimana mengetahui cara kerja sensor ultrasonik untuk mendeteksi ketinggian air sungai dan memberikan peringatan saat sensor mendeteksi air, level ketinggian air ini terbagi menjadi 3 bagian antara lain yaitu normal, waspada dan bahaya.
Dapat diketahui bahwa jika status air normal dan ketinggian air mencapai
> 0 <= 5 cm maka akan tampil status dan ketinggian air di smartphone android dan data status ketinggian air akan langsung tersimpan ke ThingSpeak. Dan untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada contoh gambar 4.13 dibawah ini.
Gambar 4.13 Pengujian Alat (Status Normal)
Diketahui jarak mencapai > 6 <= 10 cm maka akan tampil status ketinggian air di smartphone android sebagai tanda level ketinggian air berada pada tahap Waspada, dan buzzer akan berbunyi selanjutnya data ketinggian air akan langsung tersimpan di ThingSpeak. untuk lebih jelasnya bisa dilihat dicontoh gambar 4.14 untuk pengujian alat status Waspada.
Gambar 4.14 Pengujian Alat (Status Waspada)
Diketahui jarak mencapai > 10 cm maka akan tampil status ketinggian air di smartphone android sebagai tanda level ketinggian air berada pada tahap bahaya, dan buzzer akan berbunyi selanjutnya data ketinggian air akan langsung tersimpan di ThingSpeak. untuk lebih jelasnya bisa dilihat di contoh gambar 4.15 untuk pengujian alat pada status bahaya.
Gambar 4.15 Pengujian Alat (bahaya)
Berikut ini merupakan data status ketinggian air yang tersimpan di aplikasi Thingspeak. Dan untuk lebih jelasnya bisa dilihat di contoh gambar 4.16.
Gambar 4.16 Data Yang Tersimpan Di ThingSpeak
4.5. Hasil Pengujian Alat Sensor Ultrasonik
Setelah semua sudah dilakukan pengujian dan berjalan dengan baik dari program maupun alat maka hasil dari pengujian sensor ultrasonik dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik
No Status Jarak Buzzer
Berbunyi 1 Normal > 0 <= 5 OFF 2 Waspada >6 <= 10 ON
3 Bahaya >10 ON
4.6. Pengujian Sistem
Pengujian sistem ini dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang telah dibuat sudah sesuai dengan tujuan pembuatan sistem dan sudah memenuhi persyaratan pengguna. Dalam pengujian ini akan dilakukan beberapa uji coba seperti pengujian perangkat keras, konektivitas dan pengujian secara langsung dengan pengguna.
4.7. Koneksi NodeMCU ESP 32S
Sistem ini menggunakan firebase untuk dapat menghubungkan antara interface dengan NodeMcu dan Thingspeak sebagai penyimpan data sehingga interface dapat menampilkan nilai status ketinggian air yang telah dibaca sensor
ultrasonik yang terhubung ke Nodemcu. Dibawah ini merupakan Field firbase dan data status ketinggian air yang tersimpan ke thingspeak. Dapat dilihat pada gambar 4.17 dan 4.18.
Gambar 4.17 Field Firbase
Gambar 4.18 Data Ketinggian Air Di Thingspeak 4.8. Hasil Koneksi dengan NodeMcu ESP32S
Hasil pengujian Firbase dan thingspeak dilakukan untuk mengetahui apakah firebase ini dapat terhubung antara interface dengan NodeMCU dan Thingspeak dapat menyimpan data status ketinggian air, sehingga interface dapat menampilkan nilai dan status ketinggian air yang telah dibaca sensor yang terhubung dengan NodeMCU. Rata-rata waktu data yang dikirimkan oleh sensor ke Firbase dan ThingSpeak adalah 4,28 detik perhitungan waktu ini dibantu dengan alat stopwatch.
Tabel 4.4 Pengujian delay pengiriman data
No Pengiriman
Data Status Lama
Pengiriman
1 6 cm waspada 6 detik
2 8 cm waspada 5 detik
3 7 cm waspada 3 detik
4 9 cm waspada 4 detik
5 11 cm bahaya 2 detik
6 13 cm bahaya 3 detik
7 12 cm bahaya 3 detik
8 1 cm normal 4 detik
9 0 cm normal 3 detik
10 3 cm normal 6 detik
11 7 cm waspada 3 detik
12 9 cm waspada 4 detik
13 3 cm normal 5 detik
14 5 cm Normal 4 detik
15 12 cm bahaya 5 detik
Pada Tabel 4.4 pengujian diatas akan diuji berapa lama delay yang dihasilkan modul wifi mikrokontroller NodeMCU ESP32s saat pengiriman data.
Tabel 4.5 Pengujian delay pengiriman data ke Aplikasi
No
. Pengiriman Data Status Lama Pengiriman
1 7 cm waspada 0.4 detik
2 8 cm waspada 0.3 detik
3 7 cm waspada 0.3 detik
4 6 cm waspada 0.4 detik
5 13 cm bahaya 0.2 detik
6 12 cm bahaya 0.3 detik
7 12 cm bahaya 0.3 detik
8 1 cm normal 0.4 detik
9 4 cm normal 0.3 detik
10 3 cm normal 0.6 detik
11 8 cm waspada 0.3 detik
12 9 cm waspada 0.4 detik
13 0 cm normal 0.5 detik
14 1 cm normal 0.5 detik
15 12 cm bahaya 0.5 detik
Pada tabel 4.5 pengujian diatas ini akan diuji lama delay pengiriman data dari database ke aplikasi. Pengujian ini dilakukan dengan cara menghitung berapa lama waktu yang diperlukan aplikasi untuk melakukan pembaruan data tersebut. Pada hasil yang didapatkan bahwa dalam pengiriman data dari database ke aplikasi dapat dikatakan cepat karena dari setiap data yang dikirim didapat rata- rata lama waktu pengiriman data adalah 0,37 detik.
Tabel 4.6 Pengujian Koneksi Antara Interface dengan NodeMCU
No. Aktivitas Pengujian
Sistem yang Diharapkan
Hasil pengujian
1 Cek koneksi
User dapat menerima pesan status yang dikirimkan oleh
Firebase.
Sesuai
2 Pengujian ThingSpeak
Thingspeak dapat menyimpan data dan menerima perubahan data terbaru secara otomatis.
Sesuai
3 Pengujian Firbase
Data status ketinggian air secara realtime akan masuk ke firbase dan langsung mengirimkan ke smartphone
android.
Sesuai
Dalam pengujian Pada tabel 4.6 diatas dilakukan uji coba. Tujuan pengujian yang dilakukan ini untuk mengetahui apakah pengujian koneksi antara interface dengan NodeMcu yang telah dibuat sudah sesuai dengan tujuan pembuatan sistem dan sudah memenuhi persyaratan pengguna.
4.9. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Pengujian alat secara keseluruhan dilakukan dengan cara pengujian prototipe, dimana pengujian tersebut digunakan untuk mengetahui apakah sistem bekerja dengan normal, seperti menguji sensor dan menguji respon perangkat keras dengan perangkat lunak serta pengujian dilakukan secara realtime.
4.9.1. Kalibrasi Sensor Ultrasonik Dari Dasar Sungai
Kalibrasi sensor ultrasonik dilakukan menggunakan penggaris sebagai alat pengukur jarak standar. Disini penulis mengkalibrasikan jarak dari dasar sungai ke sensor ultrasonik. Dengan jarak permukaan sungai ke sensor ultrasonik yaitu 30 cm. Berikut merupakan contoh gambar kalibrasi sensor ultrasonik dari dari dasar sungai ke sensor ultrasonik. Dapat dilihat pada gambar 4.19.
Gambar 4.19. Kalibrasi Dari dasar Sungai
Sedangkan untuk hasil pengujian , penulis mengkalibrasikan jarak dari dasar sungai sungai ke sensor dengan melakukan 10 kali pengujian, terdapat 8 pengujian yang sesuai dan 2 yang tidak sesuai. Berikut merupakan tabel kalibrasi sensor ultrasonik dari dasar sungai ke sensor ultrasonik. Dapat dilihat pada tabel 4.7.
Tabel 4.7. Kalibrasi Sensor Ultrasonik Dari Dasar Sungai
4.9.2. Kalibrasi Sensor Ultrasonik Dari Permukaan Sungai
Kalibrasi sensor ultrasonik dilakukan menggunakan penggaris sebagai alat pengukur jarak standar. Disini penulis mengkalibrasikan jarak permukaan sungai ke sensor. Dengan jarak permukaan sungai ke sensor ultrasonik yaitu 10 cm. Berikut merupakan contoh gambar kalibrasi sensor ultrasonik dari
No. Data
Pengujian
Ultrasonik Penggaris Dasar Sungai
Permukaan Sungai
Hasil
1. Data 1 16 cm 17 cm 3 cm 20 cm Tidak
Sesuai 2. Data 2 13 cm 13 cm 7 cm 20 cm Sesuai 3. Data 3 11 cm 11 cm 9 cm 20 cm Sesuai 4. Data 4 12 cm 12 cm 8 cm 20 cm Sesuai 5. Data 5 16 cm 16 cm 4 cm 20 cm Sesuai 6. Data 6 10 cm 11 cm 9 cm 20 cm Tidak Sesuai 7. Data 7 13 cm 13 cm 7 cm 20 cm Sesuai 8. Data 8 5 cm 4 cm 16 cm 20 cm Tidak sesuai 9. Data 9 6 cm 6 cm 14 cm 20 cm Sesuai 10. Data 10 14 cm 14 cm 6 cm 20 cm Sesuai
permukaan sungai ke sensor ultrasonik. Dapat dilihat pada gambar 4.20.
Gambar 4.20. Kalibrasi Dari permukaan Sungai
Sedangkan untuk hasil pengujian , penulis mengkalibrasikan jarak dari permukaan sungai ke sensor dengan melakukan 7 kali pengujian, terdapat 6 pengujian yang sesuai dan 1 yang tidak sesuai. Berikut merupakan tabel kalibrasi sensor ultrasonik dari permukaan sungai ke sensor ultrasonik. Dapat dilihat pada tabel 4.8.
Tabel 4.8 kalibrasi Sensor Ultrasonik Dari Permukaan Sungai
No. Data
Pengujian Pe ngujan
Ultrasonik Penggaris Permukaan Sungai
Hasil
1. Data 1 4 cm 3 cm 4 cm Tidak
Sesuai 2. Data 2 6 cm 6 cm 6 cm Sesuai 3. Data 3 7 cm 7 cm 7 cm Sesuai 4. Data 4 9 cm 9 cm 9 cm Sesuai 5. Data 5 3 cm 3 cm 3 cm Sesuai 6. Data 6 5 cm 5 cm 5 cm Sesuai 7. Data 7 2 cm 2 cm 2 cm Sesuai
4.9.3. Pengujian keseluruhan
Pengujian alat dilakukan menggunakan prototipe, dimana sensor mendeteksi ketinggian air kemudian data yang dikirimkan oleh mikrokontroler berupa nilai dan status dari ketinggian air tersebut ke firbase dan ThingSpeak.
Kemudian firbase menghubungkan nya ke interface aplikasi yang menampilkan status dan nilai dari ketinggian air dengan status normal, waspada, dan bahaya.
Tabel 4.9 Hasil Pengujian Keseluruhan
No. Data
Pengujian
Hasil Ultrasonik Penggaris Firbases ThingSpeak Aplikasi Status
1
Data 1 3 cm 4 cm 3 cm 3 cm 3 cm Normal Tidak Sesuai 2 Data 2 7 cm 7 cm 7 cm 7 cm 7 cm Waspada Sesuai 3 Data 3 9 cm 9 cm 9 cm 9 cm 9 cm Waspada Sesuai 4 Data 4 8 cm 8 cm 8 cm 8 cm 8 cm Waspada Sesuai 5 Data 5 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm Normal Sesuai
6 Data 6 9 cm 10 cm 9 cm 9 cm 9 cm Waspada Tidak Sesuai 7 Data 7 7 cm 7 cm 7 cm 7 cm 7 cm Waspada Sesuai
8 Data 8 13 cm 12 cm 13 cm 13 cm 13 cm Bahaya Tidak sesuai 9 Data 9 14 cm 14 cm 14 cm 14 cm 14 cm Bahaya Sesuai 10 Data 10 6 cm 6 cm 6 cm 6 cm 6 cm Waspada Sesuai
Pada tabel 4.9 diatas merupakan hasil dari pengujian yang telah dilakukan terdapat 10 kali pengujian. Dimana dari 10 pengujian tersebut terdapat 7 pengujian yang berhasil dan sesuai dengan hasil dari alat tersebut. Kemudian terdapat 3 pengujian yang gagal atau tidak sesuai dengan pengujian alat
prototipe. Dalam pengujian yang gagal atau tidak sesuai tersebut disebabkan oleh nilai yang dibaca oleh sensor tidak sesuai dengan pengukur manual (meteran), koneksi internet yang tidak stabil, terdapatnya delay dalam pengiriman data ke interface, dan pergerakan air yang tidak stabil.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Setelah penelitian yang telah dilakukan dan pengujian dari aplikasi alat pendeteksi banjir ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Pada alat peringatan pendeteksi dini banjir ini dapat berkerja dengan baik. Alat ini dibuat dengan menggunakan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroller NodeMCU ESP32S.
2. Sistem atau alat pendeteksi dini banjir ini telah berhasil memberikan informasi mengenai banjir secara realtime serta data tersimpan ke ThingSpeak.
3. Aplikasi peringatan dini banjir ini telah mampu mengirimkan peringatan kepada masyarakat agar dapat melakukan antispasi dini dengan penyelematan diri atau barang berharga.
5.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian penulis yang telah dibuat, masih ada beberapa ditemukan kendala selama proses pembuatan dan pengujian prototype sistem deteksi banjir yang dapat diperbaiki serta dilengkapi. Maka diharapkan kepada pembaca pada pengembangan selanjutnya disarankan untuk melakukan hal-hal sebagai berikut:
1. Sensor yang digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 yang dimana sensor ini masih memiliki tingkat akurat yang sepenuhnya belum sempurna. Disarankan untuk
menggunakan water level float sensor switch.
2. Adanya pengembangan lebih lanjut untuk interface aplikasi yang lebih menarik dan inovatif, serta ditambah fitur notifikasi pemberitahuan agar tidak perlu membuka aplikasi yang ada smartphone.
3. Diharapkan untuk peniliti selanjutnya agar kedepannya dikembangkan suara bunyi peringatan di ganti dengan suara sirine agar cakupan suara peringatan banjir lebih luas.
DAFTAR PUSTAKA
ADELIA, M. (2020). Sistem Pendeteksi Bencana Banjir Menggunakan Arduino Berbasis Web. Kumpulan Karya Ilmiah Mahasiswa Fakultas Sains Dan Tekhnologi, 2(2), 125.
Artra, W. (2012). Augmented Reality Objek 3 Dimensi dengan Perangkat Artoolkit dan Blender. Jurnal Teknologi Informasi DINAMIK Volume, 17(2), 107–
117.
Astuti, W., & Fauzi, A. (2018). Perancangan Deteksi Banjir Menggunakan Sensor Kapastif Mikrokontroler ATMega328p dan SMS Gateway. Jurnal Informatika, 5(2), 255–261.
Bahar, B., & Purwanto, A. (2015). Model Sistem Peringatan Dini Banjir Di Kecamatan Satui Menggunakan Sensor Kapasitif Aluminium Foil. Jutisi: Jurnal Ilmiah Teknik Informatika Dan Sistem Informasi, 3(2).
Efendi, M. Y. (2019). Implementasi Internet of Things Pada Sistem Kendali Lampu Rumah Menggunakan Telegram Messenger Bot Dan Nodemcu Esp 8266.
Global Journal of Computer Science and Technology.
Mareta, R., Rahmaningsih, A. D., & Firmansyah, R. D. (2017). Pendeteksi Ketinggian Air Interaktif Dengan Aplikasi Telegram Berbasis Raspberry Pi. JST (Jurnal Sains Dan Teknologi), 6(2), 279–289.
Maulana, I. F. (2020). Penerapan Firebase Realtime Database pada Aplikasi E-Tilang Smartphone berbasis Mobile Android. Jurnal RESTI (Rekayasa Sistem Dan Teknologi Informasi), 4(5), 854–863.
Muliantara, A., ER, N. A. S., & Widiartha, I. M. (2015). Perancangan alat ukur ketinggian curah hujan otomatis berbasis mikrokontroler. Jurnal Ilmu Komputer, 8(2), 31–37.
Muzakky, A., Nurhadi, A., Nurdiansyah, A., & Wicaksana, G. (2018).
Perancangan Sistem Deteksi Banjir Berbasis IoT. Conference on Innovation and Application of Science and Technology (CIASTECH), 1(1), 660–667.
Nugraha, N. W., & Rahmat, B. (2018). SISTEM PEMBERIAN MAKANAN DAN MINUMAN KUCING MENGGUNAKAN ARDUINO.
SCAN-Jurnal Teknologi Informasi Dan Komunikasi, 13(3), 41–48.
Purwanto, H., Riyadi, M., Astuti, D. W. W., & Kusuma, I. W. A. W. (2019).
KOMPARASI SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 DAN JSN-SR04T UNTUK
APLIKASI SISTEM DETEKSI KETINGGIAN AIR. Simetris: Jurnal Teknik Mesin, Elektro Dan Ilmu Komputer, 10(2), 717–724.
Rahadi, D. R. (2014). Pengukuran usability sistem menggunakan use questionnaire pada aplikasi android. JSI: Jurnal Sistem Informasi (E-Journal), 6(1).
Samsugi, S., Ardiansyah, A., & Kastutara, D. (2018). Arduino dan Modul Wifi ESP8266 sebagai Media Kendali Jarak Jauh dengan antarmuka Berbasis Android. Jurnal Teknoinfo, 12(1), 23–27.
Sadewo, M. G., Windarto, A. P., & Wanto, A. (2018). Penerapan Algoritma Clustering Dalam Mengelompokkan Banyaknya Desa/Kelurahan Menurut Upaya Antisipasi/Mitigasi Bencana Alam Menurut Provinsi Dengan K-Means. KOMIK (Konferensi Nasional Teknologi Informasi Dan Komputer), 2(1).
Samijayani, O. N., Iftikar, F., Hariomurti, M., & Astharini, D. (2014).
Implementasi Sistem Sensor Sederhana untuk Peringatan Banjir melalui SMS.
Jurnal Al-Azhar Indonesia Seri Sains Dan Teknologi, 2(1), 22–27.