Sistem monitoring adalah suatu system yang melakukan proses pemantauan secara terus menerus[5]

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Banjir

Banjir adalah suatu keadaan sungai dimana airnya tidak tertampung oleh palung sungai, karena debit air lebih besar dari kapasitas sungai yang ada secara umum [5]. Dari sekian banyak bencana alam, banjir merupakan bencana alam yang mempunyai frekuensi paling tinggi dan menimbulkan kerugian materi yang tidak sedikit. Penyebab terjadinya banjir yang disebabkan oleh alam yaitu curah hujan yang tinggi, pengaru fisografi, erosi dan sidimentasi serta berbagai macam pemicu lainnya.

Berdasarkan data dari BNPB, dari tanggal 1 januari 2019 sampai 31 desember 2019 saja tercapat Indonesia dilanda banjir sebanyak 784 kali [4]. Bahkan pada tanggal 1 januari sampai 21 januari 2020, tercatat sebanyak 207 kasus bencana diantaranya 90 kasus puting beliung, 67 peristiwa banjir 45 longsor, dua kejadian gelombang pasang dan 3 kasus kebakaran hutan. Dampak dari ratusan bencana tersebut adalah 82 jiwa meninggal dunia, 3 hilang , 83 luka-luka, dan yang menderita atau mengungsi mencapai 803,996 orang. BNPB juga mencatat kejadian bencana selama 1-21 Januari 2020 telah mengakibatkan 11.305 unit rumah warga di berbagai daerah mengalami kerusakan. Rinciannya: 3.439 rumah rusak berat, 1.584 rusak sedang dan 6.282 rusak ringan [8].

2.2. Penerapan IoT (Internet of Things)[6]

IoT atau kepanjangan dari Internet of Things merupakan sebuah media pengiriman data nirkabel melalui jaringan internet tanpa adanya interkoneksi antara manusia, atau manusia dengan computer.

Konsep IoT sangat membantu proses monitoring jarak jauh melalui sebuah website atau aplikasi mobile.

IoT diharapkan mampu memberikan koneksi canggih perangkat, sistem, dan jasa yang melampaui mesin ke mesin (M2M) dan mencakup berbagai domain, aplikasi dan protocol. Pada sistem pengontrol digital berbasis sensor teknologi IoT banyak digunakan sebagai media transfer data pembacaan sensor jarak jauh, sangat membantu dalam proses monitoring. (Kevin Ashton, 1999).

Topologi IoT terbentuk atas tiga elemen yaitu barang atau perangkat keras yang mampu di koneksikan dengan internet, perangkat koneksi internet seperti modem, router wirless speedy, dan Cloud data senter tempat untuk menyimpan aplikasi beserta data base. Ketiga elemen tersebut akan selalui berinterkoneksi selama jaringan internet tersedia dan dapat di akses secara jarak jauh.

2.3. Sistem Monitoring

Sistem monitoring adalah suatu system yang melakukan proses pemantauan secara terus menerus[5].

Sistem monitoring disini berperan sebagai pemberi data yang nantinya akan diproses lebih lanjut setelah data terkirim dari sebuah sistem monitoring. Sistem monitoring berasal dari bahasa Inggris yaitu “Monitor System” yang dalam bahasa Indonesianya adalah sistem pemantauan. Dalam kehidupan sehari -hari, sistem pemantauan banyak dilakukan penerapannya dan umumnya dilakukan sebagai bentuk tindakan pencegahan[7]. Tujuan dilakukan monitoring adalah untuk mengamati atau mengetahui perkembangan dan mengantisipasi terjadinya bencana alam agar dapat dilakukan penanggulangan bencana.

Sistem monitoring mempunyai dua bentuk konfigurasi data : 3.1. Konfiguraasi data untuk aplikasi monitoring itu sendiri 3.2. Konfigurasi data untuk system yang dipantau

Sistem monitoring air sungai pada perangkat mitigasi bencana umumnya tidak bisa diletakkan ditempat yang tidak terjangkau oleh distribusi listrik dan bersifat ofline, system ini akan diimplementasikan pada sebuah alat yang akan diletakkan disungai agar dapat melakukan pemantauan ketinggian dan debit air untuk memperoleh kondisi tertentu yang dikirimkan melalui network sehingga diperoleh data pada database. Data tersebut akan disimpan pada hard drive dan ditampilkan pada monitor device. System ini menggunakan dua tipe sensor utama untuk mengakusisi data yaitu proximity sensor dan water flow sensor yang memiliki tiga inisiasi level kondisi sungai yaitu sungai aman, sungai dalam keadaan waspada, dan sungai dalam keadaan bahaya yang akan ditampilkan dilayar LCD dan website.

2.4. Tinjauan Komponen Penelitian 2.4.1. Arduino Mega 2560 R3

Arduino mega 2560 adalah papan mikrokontroler ATmega2560, memiliki 54 digital pin input / output (dimana 15 dapat digunakan sebagai output PWM), 16 analog input, 4 UART (hardware port serial), osilator Kristal 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset spesifikasi lengkap mikrokontroler Arduino Mega 2560 dapat dilihat pada Tabel 2.1. [13]

Gambar 2. 1 Arduino Mega 2560 R3

Tabel 2. 1 Spesifikasi Arduino Mega 2560 R3

Parameter Arduino Mega 2560 R3

Input Data dari Sensing oleh sensor

Output Sinyal dengan arus DC

Fungsi Memproses semua masukan dari sensor dan

melaukan aksi pada sistem.

Kebutuhan Suplai Daya 5-12 V DC

Kegunaan Dalam Sistem  Dapat mengkonversikan sinyal analog dari sensor menjadi sinyal digital agar dapat dibaca oleh pengguna.

 Dapat memberikan perintah kepada modul-modul untuk melakukan aksi terhadap masukan yang diterima mikrokontroler.

Spesifikasi  Dimensi : 101,52 mm (P) x 53,3 mm

(L).

 Tegangan kerja : 5V DC

 Tegangan input rekomendasi : 7-12V

 Arus : 20 – 50 mA

 Flash Memory : 256 KB, 8 KB Bootloader.

 SRAM : 8 KB

 EEPROM : 4 KB

 Clock Speed : 16 MHz

 Digital I/O pins : 54 (15 PWM

 Analog input pins : 16

2.4.2. ESP 8266

Modul ESP8266 (Gambar 2.2) sebagai hardware penghubung sistem Riwal ke jaringan internet untuk proses akusisi data. Modul ESP8266 adalah sebuah modul System on Chip (SOC) yang memiliki kapabilitas untuk terhubung dengan jaringan Wi-Fi. Modul ini memiliki firmware dan set

ATCommand yang dapat diprogram menggunakan Arduino IDE. Selain itu, ESP8266 memiliki General Port Input Output (GPIO) yang berfungsi mengakses pada sensor kemudian dihubungkan ke dalam Arduino. Kelebihan ESP8266 adalah penggunaan daya relatif jauh efisien karena memiliki Deep Sleep Mode. Spesifikasi lengkap dari modul ini dapat dilihat pada Tabel 2.2. [14]

Gambar 2. 2 Modul ESP8266 Tabel 2. 2 Spesifikasi Modul ESP8266

Parameter Modul ESP8266ino Mega 2560 R3

Input Data yang siap dikirkan ke cloudserver oleh mikrokontroler

Output Data debit, kecepatan dan ketinggian air oleh sensor

Fungsi Berkomunikasi atau control unit

Kebutuhan Suplai Daya 3.3 Volt DC

Kegunaan Dalam Sistem  Dapat mengirim data sensor debit air , kecepatan dan sensor volume air untuk diunggah ke cloudserver Spesifikasi  MCU: Xtensa Single-core 32-bit L106

 Wi-Fi: 802.11 b/g/n tipe HT20

 Typical Frequency: 80 MHz

 SRAM: Tidak ada

 Total GPIO: 17

 Total SPI-UART-I2C-I2S: 2-2-1-2

 Resolusi ADC: 10 bit

 Suhu operasional Kerja: -40ºC to 125ºC

2.4.3. DC-DC Konverter IC LM2596

IC LM2596 (Gambar 2.3) adalah sebuah modul step down atau penurun tegangan, dimana LM2596 adalah sirkuit terpadu yang berfungsi sebagai step down DC converter dengan current rating 3A. DC-DC konverter atau buck konverter adalah rangkaian elektronika daya yang memiliki fungsi untuk mengkonversi tegangan searah konstat menjadi tegangan searah yang dapat divariasikan

berdasarkan perubahan duty cycle rangkaian kontrolrnya [6]. Kelebihan dari IC LM2596 ini adalah besar tenggangan ouput yang tidak berubah (stabil) walaupun tegangan input naik turun. Perlu adanya DC-DC konverter pada sistem karena tegangan kerja pada mikrokontroler adalah 5V DC sehingga perlu dilakukan penurunan tegangan dari baterai ke mikro.. Spesifikasi lengkap dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Gambar 2. 3 Modul IC Step Down LM2596 Tabel 2. 3 Spesifikasi Modul IC Step Down LM2596

Parameter Modul IC Step Down LM2596 IC Step Down LM2596

Input < 40Volt

Output 5-12 Volt

Fungsi Menurunkan tegangan dari aki ke mikrokontroler dan sekaligus sebagai pengaman.

Kebutuhan Suplai Daya 3.3 Volt DC

Kegunaan Dalam Sistem Dapat menurunkan tegangan ke mikrokontroler dan regulator tegangan.

Spesifikasi  Adjustable input 3,3V, 5V, 12V

 Maksimum 3 A output

 Frekuensi switching : 150 kHz

 High effecieny up to 92 %

2.4.4. Sensor Tegangan ZMPT101b

Sensor ini dilengkapi dengan summing amplifier sehingga dapat digunakan pada pengukuran tegangan dengan microcontroller. Sensor ini dapat digunakan pada tegangan 250 Vac dengan tegangan supply pada modul sebesar 5Vdc dari microcontoller. Modul sensor ZMPT101b memiliki 6 pin yaitu 1 pin vcc, 1 pin output, 2 pin ground, dan 2 pin input tegangan. Tampak fisik dan spesifikasi [13] sensor tegangan ZMPT101b seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.4 dan Tabel 2.4.

Gambar 2. 4 Sensor tegangan ZMPT101b Tabel 2. 4 Spesifikasi Modul IC Step Down LM2596

Parameter Modul IC Step Down LM2596sensor tegangan ZMPT101b

Input 2mA

Output 250 Vac

Fungsi Untuk memonitoring parameter tegangan yang dilengkapi dengan ke unggulan memiliki sebuah ultra micro voltage transformer, akurasi tinggi dan konsisten yang baik untuk melakukan pengukuran teagngann dan daya.

Kebutuhan Suplai Daya 5 Volt

Kegunaan Dalam Sistem Untuk mengakses sensor tegangan sumber arus bolak balik

Spesifikasi  Sensor tegangan 110-250 AC

 Cocok untuk Arduino

 Ukuran papan PCB 50X19mm

 Suhu pengoprasian antara -40℃ sampai 70℃

 Kisaran linear 0-1000 Volt

 Isolasi tegangan 4000 Volt

2.4.5. Sensor Arus ACS712

Sensor arus ACS712 merupakan sensor berbasis Allegro ACS712ELC chip yang mana menggunakan teknologi hall effect untuk mengukur arus AC dan DC [14]. Tampak fisik sensor ACS712 seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3. Modul sensor arus ACS712 tersedia pada range pembacaan arus 5A, 20A, dan 30A. Pada penggunaannya, sensor ini bersifat plug and play dimana memliki 5 pin yaitu pin vcc, pin ground, pin output, dan 2 pin untuk menghubungkan modul sensor ke beban secara seri. Spesifikasi [15] modul sensor ACS712 seperti yang ditunjukkan oleh Tabel 2.5.

Gambar 2. 5 Sensor Arus ACS712

Tabel 2. 5 Spesifikasi Sensor Arus ACS712

Parameter Sensor Arus ACS712Sensor tegangan ZMPT101b

Input 5 Volt

Output

Fungsi Untuk melakukan pendektesian pada arus dan dapat dibaca melalui analog IO port Arduino

Kebutuhan Suplai Daya 5 Volt

Kegunaan Dalam Sistem Dapat mendeteksi arus hingga 30 A dan sinyal arus ini dapat dibaca melalui analog IO port Arduino

Spesifikasi  Rendah noise

 Bandwith 80 kHz

 Total output eror 1,5% pada TA = 25℃

 Resistan konduktor internall 1,2 MW

 Isolasi tegangan 2,1 kVRMS minumium dari pin 1-4 ke pin 5-8

 5,0 V, operasi catu daya tunggal

 66-185 mV/ A sensitivitas keluaran

2.4.6. XAMPP

XAMPP adalah sebuah software WEB server apache yang didalamnya sudah tersedia database server MySQL dan dapat mendukung pemrograman PHP. XAMPP merupakan software yang mudah digunakan, gratis dan mendukung instalasi di Linux dan Windows. Keuntungan lainnya adalah semua paket dasar untuk perancangan WEB sudah tersedia seperti; Apache WEB Server, MySQL Database Server, PHP Support[jurnal xampp]. Langkah awal menggunakan XAMPP adalah

menghidupakn service yang tersedia pada aplikasi yaitu Apache WEB server dan MySQL seperti pada Gambar 2.6

Gambar 2. 6 Tampilan Aplikasi Xampp

2.4.7. PHPMyAdmin

PHPMyAdmin adalah perangkat lunak gratis yang ditulis dalam PHP , dimaksudkan untuk menangani administrasi MySQL melalui Web. phpMyAdmin mendukung berbagai operasi di MySQL dan MariaDB. Operasi yang sering digunakan (mengelola database, tabel, kolom, relasi, indeks, pengguna, izin, dll.) Dapat dilakukan melalui antarmuka pengguna, sementara Anda masih memiliki kemampuan untuk langsung menjalankan pernyataan SQL apa pun.

Gambar 2. 7 Laman PHPMyAdmin

2.4.8. My SQL

MySQL (Structured Query Language) adalah sebuah sistem manajemen database yang berguna untuk mengelola database di dalam website. MySQL menggunakan bahasa pemrograman SQL untuk bekerja. Bahasa pemrograman ini mempunyai beberapa fungsi dan perintah yang dapat dipakai untuk menambahkan, mengubah, dan mengelola berbagai macam tipe data seperti integer, float, string, dan semacamnya. Bahasa SQL sebagai bahasa penghubung antara perangkat lunak aplikasi dengan database server yang menyediakan layanan untuk digunakan sebagai IoT (Internet of things) untuk menyimpan,mengambil, menganailisis dan menviusalisasikan data dari sistem.

Untuk dapat menggunakan layanan dari MySQL, pengguna harus menginstall MySQL server di Windows dan Linux. Fungsi dari server ini untuk membuat repositori yang dapat menerima dan mengirim data. Ketika membuat server data, user perlu Login kedalam MySQL server menggunakan user untuk membuat database menggunakan user baru lalu memasukkan table kedalam database dan memberikan akses user yang berguna untuk memperbaruhi dan menerapkan aturan baru yang berlaku. Pada sistem Riwal kolom yang digunakan yaitu debit air, volume air dan kecepatan air.

Setelah saluran data terbentuk dan data telah berhasil dikirimkan ke cloudserver maka data-data tersebut dapat divisualisasikan dalam bentuk grafik.

Gambar 2. 8 Logo My sql