RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

15
Jurnal TIPS : Jurnal Teknologi Informasi dan Komputer Politeknik Sekayu Volume VIII, No.1, Januari - Juni 2018, h. 23-37 Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 23 RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR BERBASIS MIKROKONTROLER PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI MUSI (STUDI KASUS TUSAN KIRAP SEKAYU) Resty Annisa NIDN. 0230089002 Program StudiTeknikInformatikaPoliteknikSekayu Email [email protected] ABSTRAK Hampir setiap tahun Sumatera Selatan khususnya Kabupaten Musi Bayuasin dilanda bencana.banjir. Untuk meminimalisis dampak kerugian banjir, petugas dari Badan Penaggulangan Bencana Daerah (BPBD) melakukan pendataan untuk memprediksi kapan datangnya banjir dengan memantau ketinggian permukaan air di beberapa Daerah Aliran Sungai yang berada di dalam wilayah kecamatan Sekayu salah satunya Tusan Kirap Sekayu. Pemantauan ketinggian air secara otomatisasi dengan menerapkan teknologi mikrokontroler sebagai media pemproses data dan sonsor ultrasonik sebagai media pembaca jarak menghasilkan output berupa informasi ketinggian air dimana informasi tersebut akan dikirimkan secara terjadwal melalui media Sort Message Service (SMS) ke petugas BPBD. Alat tersebut juga akan mengaktifkan Buzzer sebagai penanda peringatan dini untuk masyarakat sekitar yang menandakan akan datangnya banjir. Langkah ini dapat mengurangi kerugian fisik maupun korban jiwa akibat banjir. Hasil pengujian, alat inibekerja secara realtime dengan rata-rata kesalahan pembacaan sensor ultrasonik adalah sebesar 0.65 cm dan kecepatan rata-rata pengiriman pesan ke ponsel tujuan yaitu dibutuhkan sekitar 6,67 detik. Keywords :Mikrokontroler Arduino , Sensor Ultrasonik, Sort Message Service (SMS). I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Wilayah Indonesia dilihat dari letak geografis memiliki sumber daya alam yang melimpah sehingga dengan pengoptimalan pemanfaatannya dapat menopang kebutuhan ekonomi. Namun di sisi lain Indonesia juga memiliki beberapa kerugian, salah satunya adalah rawan akan bencana alam. Tsunami Aceh tahun 2004, Gempa Jogja, Banjir Bandang di Wasior, Papua Barat, Tsunami di Mentawai, dan Erupsi Gunung Merapi di Jogja merupakan sederet bencana yang telah melanda wilayah Indonesia.Bencana alam tidak henti-hentinya selalu menimpa di Indonesia dan peristiwa ini tidak bisa dihindari tetapi yang dapat dilakukan hanya dengan meminimalisir kerugian dan korban jiwa. Wilayah Sumatera Selatan khususnya Kabupaten Musi Bayuasin (MUBA) juga tidak lepas untuk dilanda bencana. Bencana yang sering melanda Kabupten Musi Bayuasin pada musim hujan ialah bencana banjir yang setiap tahunnya pasti terjadi. Terdapat beberapa titik banjir yang biasa melanda di daerah kota Sekayu, seperti perumahan IBI (Ikatan Bidan Indonesia) dan perumahan GMP (Griya Mulya Permai) yang terletak di kelurahan Balai Agung. Perumahan- perumahan tersebut menjadi langganan banjir karena dilewati oleh jalur Daerah Aliran Sungai (DAS) atau pengairan Tusan Kirap yang memiliki panjang ± 2,35 Km dan berhulu langsung dari Sungai Musi. Selama ini pemantaun ketinggian permukaan air pada pengairan Tusan Kirap Sekayu oleh Badan Penaggulangan Bencana Daerah (BPBD) MUBA masih menggunakan cara konvensional seperti penggunaan skala ketinggian air yang diletakkan di dinding aliran air atau masih megukur dengan alat

Transcript of RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Page 1: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS : Jurnal Teknologi Informasi dan Komputer Politeknik Sekayu Volume VIII, No.1, Januari - Juni 2018, h. 23-37

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 23

RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR

BERBASIS MIKROKONTROLER PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI MUSI

(STUDI KASUS TUSAN KIRAP SEKAYU)

Resty Annisa

NIDN. 0230089002

Program StudiTeknikInformatikaPoliteknikSekayu

Email [email protected]

ABSTRAK

Hampir setiap tahun Sumatera Selatan khususnya Kabupaten Musi Bayuasin dilanda bencana.banjir. Untuk

meminimalisis dampak kerugian banjir, petugas dari Badan Penaggulangan Bencana Daerah (BPBD)

melakukan pendataan untuk memprediksi kapan datangnya banjir dengan memantau ketinggian permukaan air

di beberapa Daerah Aliran Sungai yang berada di dalam wilayah kecamatan Sekayu salah satunya Tusan Kirap

Sekayu. Pemantauan ketinggian air secara otomatisasi dengan menerapkan teknologi mikrokontroler sebagai

media pemproses data dan sonsor ultrasonik sebagai media pembaca jarak menghasilkan output berupa

informasi ketinggian air dimana informasi tersebut akan dikirimkan secara terjadwal melalui media Sort

Message Service (SMS) ke petugas BPBD. Alat tersebut juga akan mengaktifkan Buzzer sebagai penanda peringatan dini untuk masyarakat sekitar yang menandakan akan datangnya banjir. Langkah ini dapat

mengurangi kerugian fisik maupun korban jiwa akibat banjir. Hasil pengujian, alat inibekerja secara realtime

dengan rata-rata kesalahan pembacaan sensor ultrasonik adalah sebesar 0.65 cm dan kecepatan rata-rata

pengiriman pesan ke ponsel tujuan yaitu dibutuhkan sekitar 6,67 detik.

Keywords :Mikrokontroler Arduino , Sensor Ultrasonik, Sort Message Service (SMS).

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Wilayah Indonesia dilihat dari letak

geografis memiliki sumber daya alam yang

melimpah sehingga dengan pengoptimalan

pemanfaatannya dapat menopang kebutuhan

ekonomi. Namun di sisi lain Indonesia juga

memiliki beberapa kerugian, salah satunya adalah

rawan akan bencana alam. Tsunami Aceh tahun

2004, Gempa Jogja, Banjir Bandang di Wasior,

Papua Barat, Tsunami di Mentawai, dan Erupsi

Gunung Merapi di Jogja merupakan sederet

bencana yang telah melanda wilayah

Indonesia.Bencana alam tidak henti-hentinya selalu

menimpa di Indonesia dan peristiwa ini tidak bisa

dihindari tetapi yang dapat dilakukan hanya dengan

meminimalisir kerugian dan korban jiwa.

Wilayah Sumatera Selatan khususnya

Kabupaten Musi Bayuasin (MUBA) juga tidak

lepas untuk dilanda bencana. Bencana yang sering

melanda Kabupten Musi Bayuasin pada musim

hujan ialah bencana banjir yang setiap tahunnya

pasti terjadi. Terdapat beberapa titik banjir yang

biasa melanda di daerah kota Sekayu, seperti

perumahan IBI (Ikatan Bidan Indonesia) dan

perumahan GMP (Griya Mulya Permai) yang

terletak di kelurahan Balai Agung. Perumahan-

perumahan tersebut menjadi langganan banjir

karena dilewati oleh jalur Daerah Aliran Sungai

(DAS) atau pengairan Tusan Kirap yang memiliki

panjang ± 2,35 Km dan berhulu langsung dari

Sungai Musi.

Selama ini pemantaun ketinggian permukaan

air pada pengairan Tusan Kirap Sekayu oleh Badan

Penaggulangan Bencana Daerah (BPBD) MUBA

masih menggunakan cara konvensional seperti

penggunaan skala ketinggian air yang diletakkan di

dinding aliran air atau masih megukur dengan alat

Page 2: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 24

ukur biasa. Hal seperti ini memiliki keterbatasan

pada data yang tidak dapat diambil secara

berkalakarena keterbatasan waktu, fisik (petugas)

maupun biaya.

Mengingat akan pentingnya pemantauan

terhadap ketinggian air sungai di wilayah kota

Sekayu terutama pada daerah yang dilewati oleh

jalur pengairan Tusan Kirap, penulis mencoba

memberikan kontribusi dengan merancang dan

membuat alat pemantauan ketinggian air secara

otomatis sehingga dapat dimanfaatkan sebagai

suatu alat peringatan dini. Alat ini memanfaatkan

mikrokontroler sebagai media pemproses data.

Outputnya adalah informasi ketinggian air dimana

informasi tersebut akan dikirimkan melalui media

Sort Message Service (SMS) ke petugas BPBD

yang bersangkutan. Selain memberikan informasi

ketinggian air, alat tersebut akan mengaktifkan

Buzzer atau serine sebagai penanda peringatan dini

untuk masyarakat sekitar yang menandakan akan

datangnya banjirsehingga dengan demikian dapat

mengurangi kerugian fisik maupun korban jiwa

untuk masyarakat yang daerahnya dilanda banjir.

1.2. Rumusan Masalah

Perumusan masalah yang akan dijadikan

acuan dalam penelitian ini yaitu sebagai berikut :

1) Bagaimana merancang dan membangun

perangkat keras dari alat peringatan dini

bencana banjir.

2) Bagaimana cara kerja dari alat peringatan dini

bencana banjir berbasis mikrokontroler.

3) Bagaimana mengetahui ketinggian air melalui

media SMS.

1.3. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam

pengembangan manajemen jaringan ini adalah:

1) Merancang dan membangun alat pengukur

ketinggian permukaan air yang dijadikan

sebagai media peringatan dini bencana banjir.

2) Memahami cara kerja dan proses data dari alat

peringatan dini bencana banjir berbasis

mikrokontroler.

3) Memahami proses pengiriman data ketinggian

air dari media SMS.

1.4. Manfaat

Manfaat yang diharapkan dalam penelitian

ini adalah :

1) Dapat mengantisipasi dan meminimalisir

dampak kerugian fisik maupun korban jiwa

dari kecamatan atau desa-desa di Kabupaten

Musi Banyuasin yang mengalami bencana

banjir khususnya Kec. Sekayu.

2) Dapat meningkatkan efektifitas dan efisiensi

kinerja petugas Badan Penaggulangan

Bencana Daerah Kabupaten Musi Banyuasin.

3) Menjadikan data informasi yang dikirim oleh

sistem mikrontroler ke petugas BPBD MUBA

melalui media SMS sebagai data pendukung

untuk memutuskan tindakan selanjutnya

dalam menangani masalah banjir.

1.5 Metode Perancangan Sistem

Metode yang digunakan pada penelitian ini

adalah studi lapangan dan studi pustaka.

1) Studi Lapangan

Studi lapangan bertujuan memperoleh data

yang diperlukan dengan cara mendatangi secara

langsung instansi. Dalam teknik ini dilakukan

dua cara yaitu:

Page 3: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 25

a) Wawancara (Interview)

Wawancara merupakan suatu teknik

pengumpulan data dengan cara bertanya langsung

kepada petugas Badan Penanggulangan Bencana

Daerah (BPBD) Musi Banyuasin untuk memperoleh

data dan informasi yang di butuhkan.

b) Observasi

Observasi yaitu teknik pengumpulan data

dengan mengadakan pengamatan dan pencatatan

secara langsung pada DAS yang dijadikan sebagai

objek penelitian sehingga diperoleh data yang

objektif.

2) Studi Pustaka

Studi pustaka yaitu metode yang digunakan

untuk memperkuat hasil penelitian yang penulis

lakukan dan membantu membuat hipotesa atas

penelitian yang akan dikerjakan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Rancang Bangun

Menurut Pressman (2010), Rancang

merupakan serangkaian prosedur untuk

menerjemahkan hasil analisa dari sebuah sistem ke

dalam bahasa pemrograman untuk

mendeskripsikan dengan detail bagaimana

komponen-komponen sistem diimplementasikan.

Sedangkan pengertian bangun atau pembangunan

sistem adalah kegiatan menciptakan sistem baru

maupun mengganti atau memperbaiki sistem yang

telah ada baik secara keseluruhan maupun

sebagian.

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia

[Online, 2016], kata rancang berarti mengatur

segala sesuatu sebelum bertindak, mengerjakan

atau melakukan sesuatu untuk merencanakan.

Sedangkan kata bangun berarti sesuatu yang

didirikan.

Menurut Ginting (2010:2) Perancangan

adalah menghasilkan suatu produk yang

sesuaidengan kebutuhan manusia yang didalam

terdapat aspek teknik dari produk.

Dengan demikian rancang bangun adalah

kegiatan menganalisis, menilai, memperbaiki,

menyusun suatu sistem dan menerjemahkan hasil

analisa ke dalam bentuk paket kemudian

diimplemtasikan dengan menciptakan dan

membuat suatu sistem yang belum ada pada suatu

tempat atau objek yang memiliki manfaat tertentu.

2.2 Peringatan Dini

Menurut Kementerian Pekerjaan Umum

(2012:5) peringatan dini merupakan serangkaian

kegiatan pemberian peringatan sesegera mungkin

kepada masyarakat tentang kemungkinan

terjadinya bencana pada suatu tempat oleh lembaga

yang berwenang.

Peringatan dini pada masyarakat atas

bencana merupakan tindakan memberikan

informasi dengan bahasa yang mudah dicerna oleh

masyarakat. Dalam keadaan kritis, secara umum

peringatan dini yang merupakan penyampaian

informasi tersebut diwujudkan dalam bentuk sirine,

kentongan dan lain sebagainya. Namun demikian

membunyikan sirine hanyalah bagian dari bentuk

penyampaian informasi yang perlu dilakukan

karena tidak ada cara lain yang lebih cepat untuk

mengantarkan informasi ke masyarakat.

Harapannya adalah agar masyarakat dapat

merespon informasi tersebut dengan cepat dan

tepat.

2.3 Mikrokontroler

Menurut Syahwil (2013:54) mikrokontroler

adalah suatu alat elektronika digital yang

Page 4: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 26

mempunyai masukan dan keluaran serta kendali

dengan program yang bisa ditulis dan dihapus

dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler

sebenarnya membaca dan menulis data. Sedangkan

pendapat lain dari Wardoyo dan Pramudyo

(2015:65), mikrokontroler adalah IC

(IntegratedCircuit) singlechip yang didalamnya

terkandung RAM (RandomAccessMemory), ROM

(ReadOnlyMemory), mikroprosesor, dan piranti I/O

(Input/Output) yang saling terkoneksi, serta dapat

diprogram berulang kali baik ditulis atau dihapus.

Berdasarkan beberapa definisi diatas dapat

disimpulkan bahwa Mikrokontroler adalah sebuah

sistem mikroprosesor dalam chip tunggal yang

didalamnya terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock

dan peralatan internal lainnya, dan juga

mempunyai kendali yang difungsikan untuk

membaca data, serta dengan program yang bisa

ditulis dan dihapus dengan cara khusus.

2.4 Mikrokontroler Arduino Uno R3

Menurut Mulyana dan Kharisman

(2014:173) Arduino adalah sebuah papan

mikrokontroler yang sudah didesain dan dibuat

oleh salah satu perusahaan dari Italia yang

memudahkan pengguna dalam mengembangkan

proyek-proyek automasi dan mikrokontroler

lainnya dengan mudah dan bersifat open source.

Gambar 1.Papan Arduinoyang siap digunakan

Pada papan ArduinoUno terdapat sebuah

LED kecil yang terhubung ke pin digital no 13.

LED ini dapat digunakan sebagai outputsaat

seorang pengguna membuat sebuah program dan ia

membutuhkan sebuah penanda dari jalannya

program tersebut.

Tabel 1. Spesifikasi papan ArduinoUno

Mikrokontroler Atmega328

Operasi Voltage 5V

Input Voltage 7-12V

(Rekomendasi)

Input Voltage 6-20 V (limits)

I/O 14 pin (6 pin untuk

PWM)

Pin Analog Input 6

Arus DC per I/O Pin 40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Flash memory 32 KB (ATmega328),

dimana 0,5 KB digunakan untuk

Bootloder

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock 16 MHz

2.5 Perangkat Lunak ArduinoIDE

ArduinoIDE adalah sebuah software untuk

menulis program, mengkompilasi menjadi kode

biner dan meng-upload ke dalam memori

mikrokontroler. Software ini berjalan pada

Windows, Mac OS X, dan Linux.

Gambar 2Tampilan Awal ArduinoIDE

Page 5: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 27

2.6 SoftwareProteus

Software Proteus merupakan gabungan

dari program ISIS (Intelligent Schematic Input

System) dan ARES(Advanced Routing and Editing

Software). Penggabungan kedua program ini

menghasilkan skematik rangkaian elektronika yang

dapat dirancang dan disimulasikan kemudian

dibuat menjadi layout PCB.

Gambar 3.Tampilan Software Proteus 8.0

2.7 Sensor Ultrasonik HC-SR04

Sensor ultrasonik HC-SR04 menggunakan

sonar untuk menghitung jarak suatu objek. Sensor

ini menawarkan deteksi jarak tanpa sentuhan

langsung dengan akurasi yang tinggi dan

pembacaan yang stabil. Pembacaan mulai dari 2 cm

sampai 400 cm.

Gambar 4.Sensor Ultrasonik HC-SR04

Sensor ini beroperasi tidak terpengaruh

cahaya matahari atau alat pendeteksi jarak

lainnya.Pada sensor ini tersedia

modul transmitter dan receivergelombang

ultrasonik.Berdasarkan datasheetsensor HC-SR04,

sensor ini dapat bekerja baik pada sudut 30°. Jika

memulai perhitungan jarak, pin Trig pada HC-SR04

harus menerima tegangan sebesar 5V setidaknya

selama 10μS(microseconds), hal ini akan memicu

sensor mengirim 8 gelombang siklus ultrasonik

pada 30 kHz dan menunggu pantulan gelombang

ultrasonik. Ketika sensor mendeteksi pantulan

gelombang ultrasonik dari penerima, sensor akan

mengatur pin Echo menjadi HIGH (5 V) dan

menunggu selama beberapa waktu yang digunakan

untuk menghitung jarak.

Berikut ini spesifikasi dari sensor jarak

HC-SR04.

Tabel 1.Spesifikasi sensor ultrasonik HC-SR04

Power Supply +5V DC

Arus daya 15 mA

Sudut efektif <15°

Pembacaan jarak 2 cm – 400 cm

Pengukuran sudut 30°

Tabel 2.Spesifikasi pin pada sensor HC-SR04

Nama Pin Keterangan

VCC Sumber tenaga (5 V)

Trig Pemicu sinyal sonar dari sensor

Echo Penangkap pantulan sinyal sonar

GND Ground

2.8 Buzzer

Buzzer merupakan komponen elektronika

yang dapat mengubah energi listrik menjadi bunyi

(suara) pada frekuensi tertentu sehingga dapat

didengar oleh telinga manusia.Buzzer biasa

digunakan sebagai indikator bahwa proses telah

selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah

alat (alarm).

Page 6: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 28

Gambar 5.Gambar dan Simbol Buzzer

2.9 Liquid Cristal Display

Liquid Cristal Display(LCD)berfungsi

sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter,

huruf, angka ataupun grafik.LCD adalah lapisan

dari campuran organik antara lapisan kaca bening

dengan elektroda transparan indium oksida dalam

bentuk tampilan seven-segment dan lapisan

elektroda pada kaca belakang. Modul LCD

berukuran 16 karakter x 2 baris dengan fasilitas

backlighting memiliki 16 pin yang terdiri dari 8

jalur data, 3 jalur kontrol dan jalur-jalur catu daya.

Gambar 6.Liquid Cristal Display16x2

2.10 Short Message Service (SMS) dan Modem

GSM Wavecom

SMS adalah fasilitas yang dimiliki oleh

jaringan GSM (Global System For Mobile

Communication) yang memungkinkan pelanggan

untuk mengirimkan dan menerima pesan – pesan

singkat sepanjang 160 karakter. SMS dikelolah

oleh jaringan melalui suatu layanan atau SMS

Service Center (SMS SC) yang berfungsi

menyimpan dan meneruskan pesan dari sisi

pengirim ke sisi penerima.

Modem GSM Wavecom merupakan

modem yang digunakan sebagai media pengirim

SMS. Modem ini memiliki port serial sebagai jalur

penghubung komunikasi dengan Arduino.

Gambar 7.Modem GSM Wavecom M1306B

Q2403A

2.11 RTC DS 1307

Real Time Clock (RTC) pada dasarnya

seperti jam biasa yang bekerja dengan baterai dan

tetap menghitung waktu walaupun supply daya

dimatikan. Dengan menggunakan RTC, pengguna

dapat tetap menjaga perhitungan waktu walaupun

mikrokontroler yang digunakan diprogram ulang

ataupun dicabut dari sumber daya. DS1307 adalah

IC (IntegratedCircuit) serial real-time clock

(RTC) yang berdaya rendah , full Binary-Coded

Decimal (BCD), clock dengan 56 bytes N SRAM.

Alamat dan data dikirim secara Serial melalui IC.

IC ini menyediakan informasi detik, menit , jam,

hari, bulan , dan tahun.

Gambar 8.Konfigurasi Pin Pada IC DS1307

Page 7: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 29

2.12 Tombol Tekan (PushBotton)

Tombol tekan adalah bentuk saklar yang

paling umum dari pengendali manual yang

dijumpai di industri. Tombol tekan NO (Normally

Open) untuk menyambung rangkaian ketika

tombol ditekan dan kembali pada posisi terputus

ketika tombol dilepas. Tombol tekan NC

(Normally Closed) akan memutus rangkaian

apabila tombol ditekan dan kembali pada posisi

terhubung ketika tombol dilepaskan.

Gambar 9.Tombol Tekan / PushButton

III. ANALISIS DAN PERANCANGAN

3.1 Blok Diagram Perancangan

Perancangan prototipe sistem peringatan

dini bencana banjir ini terdiri dari papan sistem

minimum Arduino Uno dengan mikrokontroler

ATmega 328, sensor ultrasonik HC-SR04, modem

GSM, buzzer, LCD, RTC DS1307 dan sumber

tegangan atau Volt Supply (VS) sebagai penyuplai

tegangan. Sistem yang dirancang menggunakan

komputer sebagai unit pemrograman pada

mikrokontroler sebagai kendali utama.

Secara umum keseluruhan otomatisasi

dari perancangan yang akan dibangun dapat dilihat

dan dijelaskan pada gambar blok diagram di bawah

ini.

Gambar 10. Blok Diagram Sistem

Pertama sensor dari alat ini akan membaca

jarak antara ditempatkannya modul sensor dengan

permukaan air. Kemudian data jarak tersebut akan

dibaca dan dikelolah oleh mikrokontrol Arduino.

Hasil dari pengelolahan data tersebut akan

dikeluarkan oleh mikrokontrol dalam bentuk

penampilan ketinggian permukaan air pada layar

LCD, mengaktifkan buzzer, dan mengirim data

ketinggian permukaan air melalui SMS sesuai jadwal

yang telah ditentukan.

3.2 Prinsip Kerja Alat

Alat yang dirancang dan dibangun pada

penelitian ini akan diterapkan di suatu rangkaian

program yang memiliki fungsi untuk memantau

ketinggian permukaan air. Selain itu terdapat juga

menu untuk mengatur waktu RTC, menu mode

pemantauan dan tampilan informasi yang sedang

berlangsung.Layanan menu pengaturan waktu RTC

digunakan untuk mengatur keterangan waktu (jam,

menit, hari, tanggal, bulan, dan tahun) yang sedang

berlaku pada saat itu, sehingga alat ini dapat bekerja

dengan waktu yang sesuai/realtime. Layanan menu

mode pemantauan adalah menu yang berisi jenis

pemantauan ketinggian permukaan air yang akan

diterapkan pada alat tersebut. Mode pemantauan

akan disajikan dalam dua jenis pilihan, yaitu

pemantauan pada musim hujan dan pemantauan pada

musim kemarau.

Setiap masing-masing tipe pemantauan

memiliki jadwal waktu pemantauan yang

berbeda.Pada menu tipe pemantauan musim hujan,

jadwal pemantauan dilakukan sebanyak 3 kali dalam

24 jam. Artinya dalam 1 hari 1 malam terjadi 3 kali

pemantauan yaitu pada pagi hari pukul 08.00 WIB,

sore hari pukul 17.00 WIB, dan malam pada pukul

23.00 WIB. Sedangkan untuk menu tipe pemantauan

Perubahan

Ketinggian

Permukaan Air

Sensor

Sistem Minimum Mikrokontroler: − Menerima

data dari

sensor − Menghitun

g perubahan ketinggian permukaan

air

− Display/Ketinggian permukaan air

− Buzzer aktif ketika

perubahan status

− Mengirim data sesuai penjadwalan

Page 8: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 30

musim kemarau, jadwal pematauan dilakukan

sebanyak 1 kali dalam 24 jam.Dimana hanya

dilakukan pada sore hari pukul 17.00 WIB.Menu

mode pemantauan ini disediakan agar memberi

manfaat berupa efisiensi biaya yang digunakan oleh

alat ketika sedang beroperasi.

Berdasarkan informasi dari BPBD

MUBA,penetapan status ketinggian permukaan air

didapatkan dari perhitungan jumlah total ketinggian

dinding pengairan/DAS dibagi atas lima status. Lima

status ini merupakan jumlah status yang akan

digunakan.

Pada prototipe alat yang dibangun akan

menggunakan skala 1:10. Maksudnya 1 mm pada

alat akan sebanding dengan 10 cm pada ukuran

sebenarnya. Sehingga penentuan batasan ketinggian

air pada prototipe seperti berikut ini :

1) 0 mm – 60 mm berada pada status “ Siaga 4”

2) 61 mm – 120 mm berada pada status “ Siaga 3”

3) 121 mm – 180 mm berada pada status “ Siaga

2”

4) 180 mm – 241 mm berada pada status “ Siaga

1”

5) ≥ 242 mm berada pada status “Banjir”

Setiap perubahan status-status tersebut akan

ditandai juga dengan mengakatifkan bunyi buzzer

yang berbeda-beda.Berikut tabel yang menyajikan

bentuk bunyi buzzer untuk masing-masing kondisi

status.

3.3. Metode Pengambilan Data Ketinggian

Permukaan Air

Pengambilan data ketinggian permukaan air

memperhatikan jarak sensor dengan dasar

pengairansebagai patokan nilai (dilambangkan

dengan simbol S1). Setelah itu nilai jarak sensor

dengan permukaan air akan diketahui ketika sensor

membaca jaraknya dengan menggunakan

gelombang ultrasonik (dilambangkan dengan

simbol S2).

Jika nilai dari kedua jarak tersebut telah

diketahui selanjutnya mencari nilai jarak ketinggian

air (jarak antara dasar penairan/sungai dengan

permukaan air). Nilai jarak ketinggian air

(dilambangkan dengan simbol X) didapat dari jarak

letak sensor sampai dasar sungai/pengairan (S1)

dikurangi dengan jarak letak sensor berada sampai

permukaan air.

Gambar 11Metode Pengambilan Data Ketinggian

Air

3.4 Proses Pengiriman Data SMS

Penelitain ini menghasilkan output

pengiriman SMS secara otomatis dari mikrokontrol.

Perangkat modem GSM difungsikan sebagai modul

GSM dan digunakan untuk menghubungkan sistem

kontrol dengan sistem jaringan telepon. Komunikasi

serial modem GSM dengan mikrokontrol

menggunakan baudrate 9600 bps dengan

menggunakan AT-Command sebagai bahasa untuk

melakukan perintah.AT-Command adalah

perintah/instruksi yang dikenali oleh modem untuk

menjalankan fungsinya.

Mikrokontroler mengirim SMS dengan

memberikan perintah AT-Commandyaitu

Serial.print("AT+CMGS=087828525285"). Nomor

ponsel yang tertera pada perintah AT-Command

Page 9: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 31

merupakan nomor ponsel tujuan pesan SMS yang

akan dikirimkan. Perintah enter dan ctrl+z pada AT-

Command digantikan dengan kode ASCII. Perintah

enter dengan kode ASCII (13) dan perintah ctrl+z

dengan kode ASCII (26). Informasi yang dikirmkan

melalui SMS adalah ketinggian air dan tingkatan

peringatan bahaya yang diterapkan sistem.

3.5 Rangkaian Alat Peringatan Dini

Bencana Banjir

Gambar 12.Rangkaian Alat Peringatan Dini

Bencana Banjir

Berdasarkan gambar rangkaian diatas,

berikut ini akan dijelaskan untuk masing-masing

bagian rangkaian yang menyusun dari rangkaian alat

yang akan dibangun.

3.5.1 Rangkaian Sensor Ultrasonik

Sensor Ultrasonik HC-SR04 dimanfaatkan

untuk mengetahui ketinggian permukaan air.

Gambar 13.Rangkaian Sensor Ultrasonik

Sensor ini terdiri dari dua buah tranducer

yang masing-masing berfungsi sebagai transmitter

yang berperan untuk pemancar frekuensi

gelombang ultrasonik dan sebuah receiver yang

berfungsi sebagai penerima pantulan (returnecho)

frekunsi gelombang ultrasonik dari objek ynag

diukur jaraknya terhadapat sensor.

3.5.2 Rangkaian LCD

Gambar 14.Rangkaian LCD

Dari gambar rangkaian LCD diatas dapat

diterangkan bahwa, pin LCD nomor 4 (RS)

merupakan Register Selector yang berfungsi untuk

memilih Register Kontrol atau Register Data.

Register kontrol digunakan untuk mengkonfigurasi

LCD. Register Data digunakan untuk menulis data

karakter ke memori display LCD.Pin LCD nomor 5

(R/W) digunakan untuk memilih aliran data apakah

READ ataukah WRITE. Karena pada sistem yang

akan dibangun inidifungsi hanya untuk membaca

data dari LCD dan hanya perlu menulis data saja ke

LCD, maka kaki ini dihubungkan ke GND

(WRITE).Pin LCD nomor 6 (ENABLE) digunakan

untuk mengaktifkan LCD pada proses penulisan

data ke Register Kontrol dan Register Data LCD.

3.5.3 Rangkaian Buzzer

Buzzer yang akan digunakan beroperasi

pada tegangan ± 9VDC. Berikut tampilan

rangkaian untuk komponen buzzer yang akan

diterapkan pada rangkaian sistem.

Page 10: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 32

Gambar 15.Rangkaian Buzzer

Dari gambar diatas katub positif

buzzerakan dihubungkan dengan pin 13

mikrokontroler Arduino dan ditambah resistor

dengan nilai hambatan sebesar 100 Ω (Ohm).

Kutub negatif buzzer dihubungkan ke ground.

3.5.4 Rangkaian Komunikasi Serial Modem

GSM

Sistem yang akan dibagun ini memerlukan

media yang dapat menghubungkan mikrokontroler

ke jaringan GSM yaitu modem GSM Wavecom

M1306B.

Gambar 16.Rangkaian Komunikasi Modem GSM

dengan Mikrokontroler ArduinoUno

Berdasarkan gambar diatas agar modem

dan mikrokontroler dapat saling berkomunikasi

harus dibangun komunikasi USART antara kedua

komponen tersebut. Untuk membangun komunikasi

tersebut pin 1 mikrokontroler Arduino yang

berfungsi sebagai transmiter harus terhubung

dengan pin 2 port serial modem yang berfungsi

sebagai receiver. Kemudian pin 0 mikrokontroler

Arduino yang berfungsi sebagai receiver harus

terhubung dengan pin 3 port serial modem yang

berfungsi sebagai transmiter.

3.5.5 Rangkaian RTC DS1307

Rangkaian RTC yang digunakan pada

penelitian ini menggunakan IC dengan seri

DS1307. IC DS1307 memiliki 8 pin dimana pin 1

dan 2 dihubungkan ke kristal 32.768 MHz, pin 3

untuk supply positif batre, pin 4 untuk ground

battre dan ground rangkaian, pin 5 untuk SDA

mikrokontroler yang terdapat pada port Analog In

A4, pin 6 untuk SCL mikrokontroler yang terdapat

pada port Analog In A5, dan pin 8 untuk Vcc

rangkaian.

Gambar 17.Rangkaian RTC 1307

3.5.6 Rangkaian Push Button

Pada rancangan alat yang akan dibangun

akan menggunakan 5 buah tombol tekan yang akan

digunakan untuk komunikasi antara penggguna dan

sistem. Lewat tombol ini pengguna dapat mengatur

jam, dan memilih menu-menu untuk diterakap pada

alat yang dibangun. Kelima tombol ini akan

terhubung ke masing-masing pin yang ada di

mikrokontrol. PB1 akan tehubung ke port Analog

In A0, PB2 akan tehubung ke port Analog In A1,

PB3 akan tehubung ke port Analog In A2, PB4

akan terhubung ke pin 7 mikrokontrol, dan PB5

akan terhubung ke pin 6 mikrokontrol.

Page 11: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 33

Gambar 18.Rangkaian Push Button

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Alat

Alat dirangkai sesuai perancangan

kemudian dimasukan listing program ke dalam

mikrokontroler Arduino.

Gambar 19. Alat Peringatan Dini Bencana Banjir

Gambar diatas memperlihatkan sebuah

tempat penampung air yang diatasnya terdapat

sensor ultrasonik dan sebuah panel box. Panel box

tersebut memuat komponen yang membangun alat

peringatan dini.

4.1.1 Menu Pengaturan sistem

Menu pengaturan sistem dapat diakses

dengan menekan tombol A1. Jika tombol telah

ditekan akan menampilkan seperti gambar berikut

ini :

Gambar 20.Pilihan Menu Pada Menu Pengaturan

Pada menu pengaturan disediakan dua

jenis menu yaitu menu pengaturan waktu dan menu

pengaturan mode pemantauan.Gunakan tombol A3

atau A4 untuk mengarah ke menu-menu tersebut

dan tekan tombol A1 untuk masuk ke menu yang

diinginkan.

4.1.2 Menu Pengaturan “Atur Waktu”

Menu Atur Waktu digunakan untuk

melihat dan merubah waktu yang akan diterapkan

ke sistem alat, untuk melihat waktu yang sedang

bejalan pada sistem alat tekan tombol A1 ketika

LCD menampilkan “View Time”.

Gambar 21Sub Menu Pada Menu Pengaturan

“Atur Waktu”

Merubah waktu yang diterapkan sistem

alat dapat dilakukan dengan menekan tombol A1

ketikan LCD menampilkan “Set Time” dan

gunakan tombol A3/A4 untuk pindah dari menu

“View time” ke “Set Time”.

Gambar 22.Merubah Nilai Jam

Page 12: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 34

Menggati nilai “Set jam “ gunakan tombol

A2 atau A1. Gunakan tombol A3 atau A4 untuk

mengganti tampilan LCD seperti gambar dibawah

ini.

Gambar 23.Tampilan Merubah Setelan Waktu

Setelah pewaktuan telah diatur tekan tombol A5

untuk kembali dan pilih menu “Save Time” untuk

meyimpan pengaturan tersebut.

Gambar 24.Waktu Baru Telah Disimpan

4.1.3 Menu Pengaturan “Mode

Pemantauan”

Alat yang dibangun ini telah diprogram

dimana sistem pemantauan ketinggian permukaan

air dapat diatur.Maksudnya waktu pengiriman data

ketinggian air melalui SMS dapat diatur kapan saja

SMS tersebut dikirim. Pengaturan waktu atau

jadwal pengiriman SMS data setiap mode (mode

musim hujan dan kemarau)

Jika ingin menerapkan salah satu mode,

gunakan tombol A1 untuk memilihnya. Apabila

salah satu mode telah dipilih untuk diterapkan

maka akan menampilkan seperti gambar berikut.

Gambar 25.Tampilan Mode Pemantauan

Musim Hujan Telah Dipilih

4.1.4 Pengujian Cara Kerja Alat

Cara kerja alat peringatan dini ini adalah

sensor akan membaca jarak antara permukaan air

dengan sensor dan kemudian data tersebut akan

dikelolah oleh mikrokontrol Arduino. Data yang

telah dikelolah oleh mikrokontrol akan ditampilkan

ke LCD seperti gambar berikut.

Gambar 26.Tampilan Data Yang Dikelolah Oleh

Mikrokontrol

Jika pewaktuan untuk melakukan

pemantauan/pengiriman data maka mikrokontrol

akan mengistruksikan modem GSM untuk

mengirim data tersebut.

1) Mode pemantauan “Musim Kemarau”

Ketika menerapkan mode ini alat akan

megirimkan SMS data ketinggian permukaan

air ke nomor tujuannya (nomor petugas) pada

pukul 17.00 WIB. Buzzerakan bunyi sesaat

untuk menandakan alat sedang mengirim

SMS.

Gambar 27.Tampilan SMS Yang Dikirim Dari

Alat Mode Musim Kemarau

Berdasarkan gambar diatas, modem pada alat

dengan simcard bernomor “082281222203”

telah berhasil mengirim SMS ke nomor tujuan

Page 13: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 35

dan pada waktu yang telah ditetapkan.Gambar

diatas memperlihatkan isi pesan-pesan yang

diterima pada pukul 17.00 dan tanggal yang

berbeda.

2) Mode pemantauan “Musim Hujan”

Pada mode ini alat akan mengirim SMS data

ketinggian permukaan air sebanyak 3 kali

dalam 1x24 jam. Mulai pukul 08.00, 17.00

dan 23.00 alat akan mengirim pesan.

Gambar 28.Tampilan SMS Yang Dikirim Dari

Alat Mode Musim Hujan

Dilihat dari gambar diatas terlihat bahwa

data dari alat telah berhasil dikirim.Data ketinggian

permukaan air dan status yang sedang diterapkan

sistem telah sampai ke nomor simcard yang

dituju.Isi pesan-pesan tersebut memperlihatkan

pesan diterima pada jam yang berbeda-beda dan

pada tanggal yang sama.

4.2 Hasil Pengujian

Setelah dilakukan pengujian cara kerja

alat dilakukan pula pengujian pembacaan alat.

Hasilmya ditampilkan pada tabel berikut.

Tabel 2. Hasil Pengujian Pembacaan Alat

Berdasarkan hasil pengujianpembacaannilai

ketinggian alat pada table 2 dapat diketahui bahwa

pengukuran permukaan air menggunakan sensor

ultrasonik dengan ketinggian permukaan air yang

terukur mempunyai nilai rata-rata kesalahan

sebesar 6,5 mm atau 0,65 cm.

Tabel 3. Hasil Pengujian Pengiriman SMS

Berdasarkan hasil pengujian pengiriman

SMS dari modem GSM yang mengirim pesan ke

ponsel tujuan pada tabel diatas maka dapat

diketahui bahwa rata-rata pengiriman pesan dari

alat peringatan dini bencana banjir ini yaitu 6,57

detik. Kecepatan ini tidak mutlak akan terjadi

dalam proses penyampaian pesan siaga atau bahaya

banjir oleh sistem kerena kondisi padat tidaknya

jalur komunikasi SMS (short message service)

pada waktu pengiriman pesan tersebut juga sangat

Page 14: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 36

mempengaruhi penyampaian SMS. Akan tetapi

pengujian ini sudah bisa mewakili kecepatan

penyampaian pesan siaga atau bahaya banjir oleh

sistem peringatan dini bencana banjir ini.

Pesan yang sampai ke ponsel tujuan juga telah

berhasil disampaikan sesuai dengan informasi

yang ditetapkan oleh sistem. Artinya dalam proses

pengiriman SMS ini tidak ada indikasi adanya

kesalahan dalam penyampaian data/informasi dari

sistem ke ponsel yang ditujukan.

4.5 Pembahasan

Pada penelitian ini membahas tentang membangun

suatu alat yang dapat dijadikan sebagai alat

peringatan dini bencana banjir.Semua komponen

pendukung alat ini telah terintegrasi dengan

lengkap dan siap digunakan.Berdasarkan hasil

pengujian, alat ini telah berhasil bekerja sesuai

perancangannya meskipun terdapat sedikit

kekurangan pada penggunaan komponen

pushbutton. Pembacaan sensor pada alat memiliki

nilai rata-rata kesalahan sebesar 6,5 mm atau 0,65

cm dan rata-rata waktu yang diperlukan untuk

mengirim pesan dari alat ke ponsel tujuan

diperlukan waktu sebesar 6,57 detik.

Sensor ultrasonik yang berfungsi sebagai pembaca

ketinggian permukaan air dan kemudian diteruskan

ke perangkat selanjutnya yang berupa sistem

minimum mikrokontrol yang berfungsi untuk

memproses masukkan dengan basis pengetahuan

yang sudah ditanamkan oleh programmer

kemudian memerintahkan perangkat keluaran

untuk menghidupkan buzzer, menampilakan

informasi data pada LCD dan mengirim SMS

(short message service) ke ponsel tujuan. Sensor

ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pemantulan

gelombang ultrasonik, kadang-kadang pantulan

gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang

menyebabkan hasil pengukuran tidak akurat, oleh

karena itu didalam pemasangan sensor ultrasonik

harus di perhatikan posisi sensor dan jalur

pembacaan sensor. Posisi sensor ultrasonik harus

tepat terhadap objek yang akan diukur sehingga

pembacaan jarak sensor ultrasonik pada pada

peringatan dini bencana banjir menjadi akurat.

Secara keseluruhan perangkat keras/bentuk fisik

dari alat peringatan dini yang dibangun telah dibuat

dengan sebaik mungkin, sederhana, dan

aman.Karena dengan desain interface yang sangat

sederhana dan simpel mudah dipahami dalam

pembacaan ketinggian air, inilah kelebihan produk

yang dibuat. Daya listrik yang dibutuhkan untuk

mengoperasikan alat peringatan dini ini tidak

membutuhkan daya yang besar, karena tegangan

listrik yang diperlukan untuk pengoperasiannya

hanya berkisar antara 7-12 VDC.

V. PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan perancangan dan analisis yang

telah dikemukakan, dapat disimpulkan bahwa:

1) Alat dapat dioperasikan dengan baik sesuai

instruksi program yang dimasukkan

kedalam mikrokontrol oleh programmer,

dimana sensor ultrasonik dapat membaca

jarak permukaan air, LCD dapat

menampilkan informasi data ketinggian,

buzzer berbunyi sesuai keadaan yang

ditentukan.

2) Ketinggian permukaan air dapat diukur

secara otomatis dengan memanfaatkan

sensor ultrasonik dan mikrokontroler.

Dalam penelitian ini sensor memiliki tingkat

Page 15: RANCANG BANGUN ALAT PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR ...

Jurnal TIPS, Volume VIII, No.1, Januari - Juni, h. 23-37 Page 37

keakuratan yang baik dengan error sebesar

0.65 cm.

3) Mode-mode pemantauan ketinggian

permukaan air yang bekerja sesuai jadwal

pewaktuannya dengan ditandai terkirimnya

SMS data ketinggian permukaan air ke

nomor/ponsel tujuan.

4) Penetapan tingkatan peringatan bahaya atau

status banjir pada sistem berdasarkan

ketentuan berikut ; 0-60 cm berstatus “Siaga

4”, 61-120 cm berstatus “Siaga 3”, 121-180

cm berstatus “Siaga 2”, dan 181-241 cm

berstatus “Siaga 1”. Jika air telah melewati

241 cm (tinggi dinding) maka berstatus

“Banjir”.

DAFTAR PUSTAKA

Ginting, Rosnani, 2010, Perancangan Produk.

Yogyakarta : Graha Ilmu.

Kamus Besar Bahasa Indonesia. 2016. Kata

rancang. [online] Tersedia :

http://kbbi.co.id/cari?kata=rancang. [15

Februari 2016]

Kementerian Pekerjaan Umum, 2012, Pedoman

Penyusunan Sistem Peringatan Dini dan

Evakuasi untuk Banjir Bandang. Jakarta.

Mulyana, Eka., Rindi Kharisman, 2014.

“Perancangan Alat Peringatan Dini Bahaya

Banjir dengan Mikrokontroler Arduino Uno

R3”.Citec Journal. 1(3). 171-182

Pressman, RS, 2010. Rekayasa Perangkat Lunak.

Yogyakarta : Andi Yogyakarta.

Syahwil, Muhammad, 2013, Panduan Mudah

Simulasi dan Praktek Mikrokontroler

Arduino.Yogyakarta :Andi Yogyakarta.

Wardoyo, Siswo., Angoro,Suryo P, 2015.

Pengantar Mikrokontroler dan Aplikasi

Pada Arduino.Yogyakarta : Teknosain.