Jurnal FORTECH https://journal.
org/index.
php/fortech/ DOI: https://doi.
org/10.
56795/fortech.
p-ISSN: 2721-2858 e-ISSN: 2720-9253 Perancangan Sensor Water Level Menggunakan Nirkabel Nur Rizqi Satrio, 2 Bima Romadhon Parada Dian Palevi, 3 Michael Ardita Teknik Elektro.
Institut Teknologi Nasional.
Malang 2112036@scholar.
id, 2 bimarpdp@lecturer.
id, 3 michael.
ardita@lecturer.
Article Info
ABSTRACT
Article history:
The design of the wireless water level sensor system aims to monitor water in the river effectively and efficiently.
The system utilizes wireless technology to transmit data in real-time, allowing users to monitor water levels remotely.
this project, the water level sensor was selected for its high accuracy in measuring the depth of the water.
The data collected by the sensors will be transmitted via a wireless communication module such as LoRa that we use to a web-based application or mobile device, where the user can visually monitor the status of the water level.
Received March 3th, 2025 Revised March 6th, 2025 Accepted May 18th, 2025 Keyword:
Nirkabel Water level Sensor Wireless The system test method is carried out by monitoring the results of water level identification in the river to ensure accuracy.
The results show that the system not only provides accurate data, but also reduces the need for manual intervention, thereby improving operational efficiency.
In addition, the implementation of this system also provides convenience in disseminating information warning of the existence of.
With the application of wireless technology, these sensor systems have the potential to be applied in various sectors, including agriculture, industry, and water resource management.
This research is expected to be the foundation for further development in intelligent and sustainable environmental monitoring.
Copyright A 2025 Jurnal FORTECH.
All rights reserved.
Corresponding Author:
Bima Romadhon Parada Dian Palevi.
Email: bimarpdp@lecturer.
AbstrakAiPerancangan sistem sensor water level nirkabel bertujuan untuk memantau air pada sungai secara efektif dan efisien.
Sistem ini memanfaatkan teknologi nirkabel untuk mengirimkan data secara realtime, memungkinkan pengguna untuk memantau level air dari jarak jauh.
Dalam proyek ini, sensor level air dipilih untuk akurasi tinggi dalam mengukur kedalaman air.
Data yang dikumpulkan oleh sensor akan dikirimkan melalui modul komunikasi nirkabel seperti LoRa yang kami gunakan ke sebuah aplikasi berbasis web atau perangkat mobile, di mana pengguna dapat memantau status level air secara visual.
Metode pengujian sistem dilakukan dengan memantau hasil idenfikasi ketinggian air pada sungai untuk memastikan akurasi.
Hasil menunjukkan bahwa sistem ini memberikan data yang akurat yaitu sebesar 98,72% dan dapat mengurangi kebutuhan akan intervensi manual, sehingga meningkatkan efisiensi Selain itu, penerapan sistem ini juga memberikan kemudahan dalam menyebarluaskan informasi peringatan keberadaannya.
Dengan penerapan teknologi nirkabel, sistem sensor ini memiliki potensi untuk diterapkan di berbagai sektor, termasuk pertanian, industri, dan pengelolaan sumber daya air.
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi landasan untuk pengembangan lebih lanjut dalam pemantauan lingkungan yang cerdas dan berkelanjutan.
Kata Kunci: Sensor water level.
Nirkabel
Jurnal FORTECH
PENDAHULUAN
Di negara Indonesia bencana alam menjadi permasalahan yang sering terjadi di berbagai Letak geografis negara Indonesia menjadi salah satu faktornya.
Indonesia yang berada di pertemuan dua lempeng benua dan di garis katulistiwa, hal tersebut yang akan menjadikan Indonesia memiliki iklim tropis dengan curah hujan tinggi, akibatnya Indonesia menjadi sangat rentan terhadap bencana banjir.
Curah hujan yang turun di Indonesia bagian barat lebih besar dibandingkan dengan wilayah Indonesia bagian tengah dan bagian timur menyebabkan banjir umumnya sering melanda wilayah Indonesia bagian barat.
Selain itu, tempat-tempat lain di Indonesia yang berada di daerah rendah juga berpotensi terjadi banjir.
Banjir terjadi diakibatkan oleh kapasitas air di sungai dan saluran air meningkat dari daya tampungnya, sehingga air di daerah sekitar saluran akan tergenang air dan menyebabkan banjir.
Kapasitas air dapat bertambah setiap berjalannya waktu, sehingga warga harus selalu siaga.
Akibat dari terjadinya bencana banjir banyak kerugian yang ditimbulkan baik dari segi materi maupun psikologi.
Bahkan banjir juga dapat menimbulkan korban jiwa karena minimnya pencegahan terhadap akibat dari bencana banjir.
Banjir juga dapat didefenisikan sebagai wilayah yang memiliki debit air cukup tinggi melebihi dari kapasitas daya tampung bendungan atau sungai pada daerah tersebut, hal tersebut dapat menimbulkan kerugian yang cukup tinggi karena menghancurkan harapan hidup masyarakat dengan menghilangkan sebagian atau semua kekayaan yang dimiliki baik yang berbentuk benda hidup, seperti anggota keluarga, ternak dan tanaman yang telah di tanam beberapa bulan untuk dapat di jual, seperti rumah, pekarangan, ladang, dan sawah tempat masyarakat menggantungkan hidup, fisik, sosial dan ekonomi .
Terjadinya bencana banjir yang terjadi hampir di setiap masuknya musim penghujan dapat juga dikarenakan oleh rendahnya kemampuan filtrasi tanah terhadap debit air yang cukup banyak namun tanah tersebut tidak cukup untuk menampung debit air yang cukup banyak jumlah debit air yang datang pada sebuah daerah dengan bengitu tiba-tiba.
Banjir dapat terjadi juga akibat meningkatnya permukaan air akibat dari curah hujan yang terjadi pada ambang diatas normal, perubahan suhu yang cukup signifikan dengan bengitu cepatnya, sungai/bendungan yang bobol dikarenakan debit air yang cukup banyak, terhambatnya debit air di tempat lain dikarenakan dengan menumpuknya sampah-sampah yang di buang oleh masyarakat atau faktor alam yang pohon-pohon banyak berguguran yang jatuh pada Vol.
No.
1, .
aliran sungai yang peningkatan .
Inovasi teknologi yang dapat digunakan saat terjadinya bencana banjir yaitu sistem deteksi dini Penduduk juga membutuhkan informasi deteksi air yang meningkat sehingga akan membantu masyarakat agar lebih siap setiap saat.
Sistem tersebut bertujuan untuk memberikan peringatan kepada warga supaya warga lebih dini untuk mengetahui ketinggian air yang berpotensi Dengan smartphone yang terhubung dengan jaringan WiFi, masyarakat bisa menerima informasi deteksi air melalui web atau aplikasi.
Sistem Pendeteksi Banjir berbasis IoT ini akan dikembangkan dengan menggunakan NodeMCU-ESP8266 dan sensor Tujuan mengimplementasikan sistem deteksi banjir untuk mengurangi kerugian material yang diakibatkan dari bencana banjir dan mencegah jatuhnya korban jiwa serta menyajikan informasi kapasitas air berbasis IoT (Internet of Thing.
Sistem tersebut membantu warga untuk mengetahui apakah air yang terdeteksi berpotensi banjir atau tidak.
Dengan begitu, warga dapat menggunakan sistem dimana saja dan kapan saja dengan menggunakan smartphone.
METODE PENELITIAN
Metode penelitian ini terdiri dari beberapa tahap yang terstruktur yaitu dengan memastikan pengembangan sistem berjalan dengan baik dan sesuai dengan tujuan.
Metode ini dirancang untuk terintegrasi, akurat, dan andal dalam mendukung kebutuhan pengelolaan data ketinggian air sungai.
Tahapan tersebut meliputi beberapa bagian yaitu sebagai berikut Riset Dari penelitian yang berjudul AiSistem Monitoring Tingkat Ketinggian Air Bendungan Berbasis MikrokontrollerAn yang diterbitkan oleh Zulfy Budiarso memberitahu tentang sensor water level menggunakan kawat katoda yang diletakkan pada ketinggian yang berbeda.
Dengan cara ini dinilai namun terdapat keterbatasan pada sensor yang berupa kabel katoda yaitu tingkat Ketinggian Air yang ditunjukkan hanya tergantung jumlah sensor dan letak sensor pada air.
Dari Penelitian AiPemantauan kualitas air berbasis teknologi LoRa dengan metode Nayve BayesAn yang diterbitkan oleh M.
Adib Nursasongko.
Ilham Ari Jurnal FORTECH Elbaith, dan Anik Nur Handayani membahas tentang pengujian Lora dengan frekuensi 915 MHz Pengujian tersebut menguji berapa lama waktu atau respon time yang dibutuhkan untuk menerima data dari lora transmitter dalam kesimpulannya menunjukkan bahwa bila dilingkungan sekitar Lora terdapat banyak pepohonan maka waktu respon time nya akan semakin lama karena pepohonan menyebabkan gangguan pada komunikasi nirkabel pada Lora.
Dalam penelitian AiTeknologi Deionisasi untuk produksi air Murni" yang diterbitkan oleh Wardani dan Anita Kusuma membahas tentang molekul air (HCC O) didalam molekulnya terdiri dari atom hidrogen dan oksigen yang terikat secara kovalen.
Dalam keadaan murni, tidak ada ion positif .
atau ion negatif .
yang bebas bergerak sehingga air murni tidak dapat menghantarkan sungai,danau,ataupun aliran air yang lainnya dapat menghantarkan listrik disebabkan karena adanya ion-ion bebas yang berasal dari mineral dan zat terlarut di dalamnya.
Ion-ion ini bertindak sebagai "jembatan" bagi elektron untuk mengalir, sehingga memungkinkan aliran listrik pada air.
Vol.
No.
1, .
Arduino Pro Mini adalah sebuah papan mikrokontroler berbasis ATmega168.
Pada arduino Terdapat 6 kepala pin yang dapat dihubungkan ke kabel FTDI atau ke kabel USB Adapter lainnya untuk memberikan tegangan dari USB dan berkomunikasi antara komputer dengan Arduino Pro Mini.
Arduino Pro Mini tidak dapat langsung dihubungkan ke komputer karena Pro Mini tidak memiliki USB Adapter terintegrasi sehingga para pengguna diwajibkan menyediakan USB Adapter beberapa USB Adapter yang tersedia di pasaran dari mulai yang mahal hingga yang Penggunan bisa menggunakan USB Adapter dengan chip ATmega16U2.
FTDI.
CP1202.
CH340.
Pada dasarnya Arduino Pro Mini hanyalah breakout dari chip ATmega168/ATmega328 hanya saja dilengkapi dengan beberapa komponen LoRa yang digunakan pada perancangan sensor menggunakan LoRa E220-900T22D sebagai komunikasi data antar penerima dan pengirim.
LoRa E220-900T22D dapat dilihat pada gambar 2.
Pemilihan Komponen Komponen utama yang digunakan dalam menggunakan nirkabel meliputi Arduino pro mini.
LoRa E220-900T30D, aki 12 volt, esp8266, sensor water level, solar charge controller (SCC).
Sensor water level dipilih karena durabilitas, sederhana, fleksibel , tingkat akurasi yang baik, perawatan serta pemasangan yang mudah Untuk komunikasi nirkabel menggunakan LoRa karena jangkauan komunikasinya yang jauh ,Pada sistem pengiriman dan pembacaan sensor water level menggunakan mikrokontroler yaitu Arduino pro mini karena dapat memaksimalkan jangkauan komunikasi LoRa dan dapat membaca sensor water level lebih efektif sehingga komponen Ae komponen tersebut cocok untuk dirancang pada perancangan ini.
Mikrokontroler perancangan sensor water level menggunakan nirkabel yaitu menggunakan Arduino pro mini.
Arduino pro mini dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1.
Arduino Pro Mini Gambar 2.
LoRa e220-900T22D Modul LoRa E220 merupakan perangkat komunikasi nirkabel yang menggunakan teknologi LoRa (Long Rang.
yang digunakan untuk mentransmisikan data jarak jauh dengan konsumsi daya yang rendah.
Modul LoRa E220 beroperasi dengan menggunakan teknologi Chirp Spread Spectrum (CSS), yang memungkinkan transmisi data pada frekuensi rendah dengan jangkauan yang lebih jauh.
Pada LoRa tersebut memiliki beberapa mode operasi yang dapat dipilih menggunakan pin M0 dan M1.
Data dikirimkan melalui antarmuka serial (TX/RX).
Modul dapat mengirimkan pesan hingga 200 byte per transmisi.
Dalam mode tidur, modul hanya mengkonsumsi arus sangat rendah .
eberapa mikroamper.
, sehingga cocok untuk aplikasi IoT yang memerlukan daya tahan baterai lama.
Untuk Kelebihan pada LoRa yaitu mampu mencapai jarak transmisi yang lebih jauh dibandingkan modul RF tradisional, dapat beroperasi dalam mode tidur dengan konsumsi daya minimal sehingga memperpanjang umur baterai, teknologi CSS memberikan ketahanan terhadap elektromagnetik,sehingga memastikan komunikasi tetap stabil di lingkungan Jurnal FORTECH yang kompleks, dapat beroperasi pada berbagai frekuensi seperti 433 MHz, 868 MHz, dan 915 MHz.
Sedangkan untuk kekurangan pada LoRa yaitu Kecepatan transfer data relatif lambat biasanya hanya beberapa ratus bit per detik, mendukung komunikasi satu arah, memerlukan protokol tambahan untuk komunikasi dua arah.
Dalam penggunaan jaringan besar, potensi interferensi dapat meningkat seiring bertambahnya jumlah perangkat.
Latensi dalam pengiriman data bisa menjadi masalah untuk aplikasi real-time.
Selain Arduino pada perancangan ini menggunakan esp8266 tujuannya agar dapat mengirim data sensor ke database melalui jaringan internet, dapat dilihat pada gambar 3.
Vol.
No.
1, .
membutuhkan daya yang hemat.
Rentang tegangan operasi yang cukup luas juga memberikan fleksibilitas dalam pemilihan sumber daya.
Pada perancangan ini tidak menggunakan daya listrik yang berasal dari PLN dikarenakan alat yang dirancang ditempatkan yang tidak terjangkau oleh distribusi listrik dari PLN sehingga prototype tersebut membutuhkan baterai atau aki, dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 4.
Aki basah Gambar 3.
ESP8266
Gambar 3 merupakan ESP8266 yang memiliki arsitektur Harvard dengan prosesor 32-bit yang Chip ini dilengkapi dengan memori flash eksternal untuk menyimpan firmware dan data.
Terdapat juga sejumlah pin GPIO (General Purpose Input/Outpu.
, di mana sebagian besar dapat digunakan untuk berbagai fungsi seperti PWM.
I2C, dan UART.
Modul ini mendukung protokol Wi-Fi 11 b/g/n, memungkinkan perangkat untuk terhubung ke jaringan Wi-Fi dan berfungsi sebagai klien atau dapat disebut juga titik akses (Acces Poin.
Salah satu keunggulan utama dari ESP8266 yaitu biayanya yang rendah, menjadikannya pilihan populer di kalangan pengembang DIY dan proyek IoT.
ESP8266 juga memiliki konsumsi daya yang lebih rendah sehingga cocok untuk aplikasi yang memerlukan daya tahan baterai yang lama.
Kompatibilitasnya Arduino
IDE
memudahkan integrasi dalam proyek berbasis Arduino, dan fleksibilitas penggunaan pin GPIO memberikan banyak opsi bagi pengembang.
Sedangkan kekekurangannya yaitu Kapasitas memori flash yang terbatas bisa menjadi kendala untuk aplikasi yang membutuhkan penyimpanan Kecepatan transfer data meskipun cukup baik, tidak sebanding dengan teknologi komunikasi lainnya seperti Ethernet.
Selain itu, modul ini hanya beroperasi pada tegangan 3.
tegangan lebih tinggi dapat merusakchip.
Konsumsi daya yang rendah, terutama saat dalam mode tidur, merupakan salah satu keunggulan utama mikrokontroler ini.
Hal ini sangat penting untuk perangkat yang ditenagai baterai atau yang Aki basah adalah jenis aki yang di dalamnya terdapat cairan elektrolit berupa asam sulfat (H2SO.
Cairan ini berfungsi sebagai medium untuk reaksi kimia yang menghasilkan aliran listrik.
Aki basah terdiri dari sel-sel yang masing-masing memiliki elektroda timbal (P.
dan timbal dioksida (PbO.
Cara kerja aki basah yaitu terjadi reaksi kimia antara elektroda dan elektrolit.
Proses ini menghasilkan arus listrik yang dapat digunakan untuk menghidupkan mesin kendaraan atau mengoperasikan peranti elektronik lainnya.
Salah satu kelebihan dari aki basah adalah biayanya yang relatif rendah, menjadikannya pilihan ekonomis bagi banyak pengguna.
Selain itu, aki ini mudah ditemukan di pasaran, dan banyak bengkel menyediakan layanan perawatan untuk jenis aki ini.
Jika dirawat dengan baik, aki basah dapat memiliki umur pakai yang cukup lama.
Sedangkan kekurangannya yaitu perawatan rutin sangat diperlukan karena level elektrolit dapat menurun akibat penguapan.
Pengguna perlu secara berkala memeriksa dan menambah air destilasi jika Jika tidak dirawat dengan baik, cairan elektrolit dapat tumpah dan menyebabkan korosi pada terminal serta komponen lainnya di sekitar aki.
Selain itu, aki basah cenderung lebih berat dibandingkan dengan beberapa jenis aki modern Baterai atau aki membutuhkan suatu komponen untuk mengatur pengisian dan memutus arus listrik pada waktu Ae waktu tertentu dengan tujuan efisiensi yaitu solar charge controller, dapat dilihat pada Jurnal FORTECH Gambar 5.
Solar Charge Controller Salah satu fitur penting dari perangkat yang ditujukkan pada gambar 5 yaitu kemampuannya untuk mengatur tegangan pengisian baterai.
Tegangan pengisian default adalah 10.
7 volt, namun nilai ini dapat disesuaikan sesuai dengan jenis baterai yang digunakan.
Fitur ini sangat berguna untuk melindungi baterai dari kerusakan akibat pengisian berlebih.
Pada sistem perancangan ini membutuhkan generator listrik tujuannya untuk mengisi daya pada baterai atau aki sehingga panel dipilih sebagai generator listrik untuk perancangan ini, dapat dilihat pada gambar 6.
Vol.
No.
1, .
sedangkan untuk sistem yang kedua sebagai penerima data LoRa dan mengirim data ke database melibatkan perancangan rangkaian elektronik yang menghubungkan esp8266 dengan LoRa dan menghubungkan esp866 ke router yang terhubung dengan jaringan internet.
Untuk prototipe tersebut, menggunakan papan PCB matriks, sementara desain akhir menggunakan PCB agar rangkain yang dipasang terlihat rapi.
Perangkat keras ini dibagi direpresentasikan dalam blok diagram, dapat dilihat dari gambar 7.
Sensor
Water Level Arduino
Pro Mini
LoRa
Transmitter LoRa
Receiver Nodemcu
ESP8266
Server
Internet
SCC
Panel Surya Aki Basah Client Gambar 7.
Blok Diagram sistem Gambar 6.
Panel Surya Panel surya adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik melalui proses yang disebut efek fotovoltaik.
Panel ini terdiri dari sel-sel fotovoltaik yang terbuat dari bahan semikonduktor, seperti silikon.
Ketika sinar matahari mengenai permukaan panel, foton dari cahaya akan diserap oleh sel-sel tersebut, sehingga memicu pelepasan elektron dari atomatom dalam bahan semikonduktor.
Elektron yang terlepas ini menciptakan arus listrik searah (DC).
Arus ini kemudian dialirkan ke inverter untuk diubah menjadi arus bolak-balik (AC), yang dapat digunakan untuk kebutuhan listrik sehari-hari atau disimpan dalam baterai untuk digunakan di kemudian hari.
Rancangan Perangkat Keras Proses pembuatan perangkat ini terdapat 2 sistem yaitu sistem pertama sebagai pengirim data sensor melalui Lora dan membaca tegangan sensor water level yang melibatkan perancangan rangkaian elektronik yang menghubungkan sensor water level dengan arduino, kemudian LoRa dengan arduino, lalu rangkaian off grid sebagai sumber tegangannya.
Gambar 7 dapat dijelaskan seperti apa alur pada sistem sensor water level menggunakan nirkabel yaitu pertama- tama aki sebagai daya pada keseluruhan sistem transmitter dan SCC atau Solar Charge Controller sebagai pengendali daya listrik dari panel surya untuk mengisi baterai dan outputnya untuk sistem transmitter yang terhubung ke Arduino Pro Mini, sensor water level, dan LoRa Transmitter, setelah itu Arduino Pro mini memerintah sensor water level untuk mengeluarkan listrik melalui salah satu dari kedua prob ,bila airnya mengenai kedua prob tersebut maka listrik yang dipancarkan oleh salah satu dari kedua prob tersebut akan mengalir ke prob yang satunya sebagai input ADC setelah itu dikonversi menjadi nilai yang kemudian nilai tersebut di kirim melalui LoRa transmitter.
Ketiga LoRa receiver jika menerima sinyal dari LoRa transmitter maka nilai yang dikirimkan tersebut menuju ke nodemcu ESP8266 untuk dikirimkan ke server melalui jaringan Perancangan sensor water level dilakukan dengan menghubungkan prob tegangan dengan pin VCC, sedangkan pin input dihubungkan dengan pin Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
analog, rangkaian sensor water level dapat dilihat pada gambar 8.
GND
Input 5 Volt Keterangan :
Prob Tegangan Prob Input Prob Tegangan Prob Input Prob Tegangan Prob Input Resistor 10k Ohm Vout = Tegangan Keluaran R1 = Resistansi R1 R2 = Resistansi R2 Vin = Tegangan yang masuk Resistor 10k Ohm Resistor 10k Ohm Untuk mengonkersi nilai Vout atau tegangan yang masuk ke pin analog yaitu menggunakan rumus :
Resistor 10k Ohm Prob Tegangan Prob Tegangan Prob Tegangan Prob Input Aliran Air Sungai Prob Input Prob Input Vin Resistor 10k Ohm Pada gambar 8 merupakan gambar wiring sensor water level yaitu pin analog dihubungkan dengan prob sensor water level melalui rangkaian pembagi tegangan tujuannya yaitu untuk menstabilkan rangkaian dan meningkatkan akurasi pengukuran.
Prob tegangan dan input menggunakan 6 tingkat dan rangkaian pembagi tegangan dipasang pada setiap 1 tingkat, sedangkan rangkaian pembagi tegangan dapat dilihat pada gambar 9.
Vout Resistor 10k Ohm Gambar 8.
Wiring Sensor Water Level (Vol.
(Oh.
(Oh.
(Vol.
Sedangkan untuk mengetahui nilai hambatan air yang sedang diukur ketinggiannya menggunakan Vout x (R2 R.
= Vin x R2 Keterangan :
Vout = Tegangan keluaran R1 = Nilai Hambatan air R2 = Nilai Hambatan resistor Vin = Tegangan yang masuk Pemasangan sensor water level dilakukan dengan dilakukannya memasang sekrup yang berpasangan dengan 6 tingkat masing Ae masing tingkat sepasang sekrup terhubung dengan tegangan 5 volt dan input analog secara terpisah, perancangan sensor water level dapat dilihat pada gambar 10.
Pin
Anaog
Microcontroller 25 Cm
Prob Tegangan 25 Cm
MICROCONTROLLER
Prob Input 25 Cm 25 Cm Gambar 9.
Rangkaian Pembagi tegangan Gambar 9 menunjukkan rangkaian pembagi tegangan pada sensor water level, maka untuk mencari perhitungan Vout yaitu nilai tegangan yang menuju ke pin analog menggunakan rumus :
Gambar 10.
Perancangan Sensor Water Level Gambar 10 merupakan gambar perancangan sensor water level yang diletakkan pada pipa yang terdapat banyak bolongan tujuan menggunakan pipa yang terdapat banyak bolongan yaitu agar air bisa Jurnal FORTECH masuk kedalam pipa sehingga tinggi air yang didalam pipa bisa menyamai dengan air yang diluar pipa lalu sensor akan mendeteksi ketinggian air dengan menggunakan prob tegangan dan prob input, jarak antar ketinggian prob yaitu 25 cm.
Untuk algoritma penentuan ketinggian yaitu diawali dengan prob sensor water level membaca tegangan yang mengalir pada air dalam bentuk ADC, pada prob sensor water level terdapat 6 tingkat ketinggian, untuk penentuan ketinggian air menggunakan program dengan fungsi if else dengan batasan sebagai berikut :
Tingkat 0 .
etinggian 0 c.
Jika seluruh tingkat prob nilai ADC nya dibawah 500 atau seluruh prob tidak tersentuh dengan air.
Tingkat 1 .
etinggian 25 c.
Jika hanya prob tingkat 1 nilai ADC nya diatas 500 dan prob tingkat lainnya nilai ADC nya dibawah Tingkat 2 .
etinggian 50 c.
Jika prob tingkat 1 sampai 2 nilai ADC nya diatas 500 dan prob tingkat lainnya nilai ADC nya Vol.
No.
1, .
dianggap nilai ketinggian air tersebut turun 1 tingkat oleh sistem, sedangkan untuk pemasangan prob tegangan dan input dapat dilihat pada gambar 5.
7 cm Prob Prob Diameter Pipa 4 Dim atau 10,16 cm Gambar 11.
Jarak Prob Tegangan Dengan Prob Input Gambar 11 yaitu terdapat 2 buah sekrup yang terdiri dari prob tegangan dan prob input yang ditancapkan ke pipa yang berdiameter 4 Dim atau 10,16 cm jarak antara prob tegangan dan input yaitu sebesar 7 cm.
Untuk perancangan wiring pada sistem LoRa sebagai pengirim yaitu dengan menghubungkan Arduino pro mini dengan LoRa berikut gambar wiring LoRa sebagai pengirim, dapat dilihat pada Tingkat 3 .
etinggian 75 c.
Jika prob tingkat 1 sampai 3 nilai ADC nya diatas 500 dan prob tingkat lainnya nilai ADC nya RXD
TXD
AUX
VCC
GND
Tingkat 4 .
etinggian 100 c.
Jika prob tingkat 1 sampai 4 nilai ADC nya diatas 500 dan prob tingkat lainnya nilai ADC nya Tingkat 5 .
etinggian 125 c.
Jika prob tingkat 1 sampai 5 nilai ADC nya diatas 500 dan prob tingkat lainnya nilai ADC nya Tingkat 6 .
etinggian 150 c.
Jika seluruh tingkat prob nilai ADC nya diatas 500 atau seluruh prob tersentuh dengan air yang Sebagai contoh jika tingkatnya airnya naik lalu air tersebut mengenai prob tegangan dan prob input pada 1 tingkat maka nilai ADC yang terbaca yaitu diatas 500 maka dianggap nilai ketinggian air telah naik 1 tingkat, lalu seandainya tingkat air tersebut turun sehingga tidak menyentuh atau sedikit tersentuh dengan tetesan air pada prob tegangan dan input maka nilai ADC nya dibawah 500 akan Gambar 12.
Wiring LoRa sebagai Pengirim Gambar 12 merupakan perancangan wiring LoRa Transmitter, sebelum LoRa digunakan maka LoRa harus disetting terlebih dahulu yaitu menkonfigurasi pada pin M0 dan M1 pada LoRa agar LoRa tersebut dapat mengirim data maka pin M0 dihubungkan ke VCC pada pin Arduino Pro Mini sedangkan M1 dihubungkan ke GND pada pin Arduino Pro Mini.
Agar data dari Arduino Pro Mini dapat mengirim data melalui LoRa Trasnmitter maka pin TXD pada LoRa dihubungkan ke pin digital 2 sebagai RX sedangkan RXD dihubungkan ke pin digital 3 sebagai TX.
Untuk perancangan wiring pada sistem LoRa
sebagai penerima yaitu dengan menghubungkan Arduino esp8266 dengan LoRa berikut gambar
Jurnal FORTECH
wiring LoRa sebagai penerima, dapat dilihat pada RXD
TXD
AUX
VCC
GND
Vol.
No.
1, .
daya pada aki dan daya untuk Arduino Pro Mini melalui colokan USB.
Bila isi aki telah penuh maka Solar Charger Controller memutuskan arus listrik ke aki dan daya dari panel surya dialihkan menuju ke output lainnya.
Perancangan Perangkat Lunak Diagram alur keseluruhan perangkat lunak pada menggunakan nirkabel dapat dilihat di gambar 15.
Gambar 13.
Wiring LoRa sebagai Penerima Gambar 13 merupakan gambar perancangan wiring ESP8266 dengan LoRa Receiver sebelum LoRa digunakan maka LoRa harus disetting terlebih dahulu yaitu menkonfigurasi pada pin M0 dan M1 pada LoRa agar LoRa tersebut dapat menerima data dari LoRa Transmitter maka pin M0 dihubungkan ke GND pada pin nodemcu ESP8266 sedangkan M1 dihubungkan ke VCC pada pin nodemcu ESP8266.
Agar data dari nodemcu ESP8266 dapat menerima data melalui LoRa Receiver maka pin TXD pada LoRa dihubungkan ke pin D2 sebagai RX sedangkan RXD dihubungkan ke pin D3 sebagai TX.
Untuk perancangan wiring pada sistem off grid yaitu dengan menghubungkan Arduino pro mini dengan solar charge controller kemudian aki dan panel surya, dapat dilihat pada gambar 14.
Mulai Tidak Sensor Ketin ggian Air
men deteksi ketinggian Air
LoRa
data sensor
Tidak Lo Ra menerima data
sensor sen sor
ESP8266
mengirim data sensor melalui HTTP Tidak Server data melalui HTTP get Server menyimpan data di Database Selesai Gambar 14.
Wiring Off Grid Gambar 15.
Diagram Alur Perangkat Lunak Gambar 14 merupakan wiring off grid pada komponen yaitu Solar Charge Controller sebagai otak untuk mengendalikan daya yang berasal dari panel surya menuju ke dua output yaitu pengisian Berdasarkan diagram alur pada gambar 15 ketika Sistem tersebut dimulai maka Arduino Pro mini memerintahkan input analog yang terhubung dengan Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
rangkaian water level sensor untuk menkonversi tegangan yang masuk pada input analog menjadi nilai ADC, setelah itu nilai data tersebut dikirimkan melalui LoRa transmitter.
Setelah dikirim maka LoRa Receiver menerima data dari LoRa Transmitter dan data tersebut diterima oleh nodemcu ESP8266, lalu dikirimkan ke server melalui protokol HTTP pada jaringan internet, kemudian server menerima data menggunakan HTTP get melalui program PHP.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Pengujian Sensor Water level Berikut hasil pengujian sensor water level dengan menggunakan prob tegangan dan input sebanyak 6 tingkat yang menyatakan sebagai tingkat ketinggian air, dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1.
Hasil Pengujian Sensor Water Level Prob Senso Water Level Nilai Prob Nilai Prob Nilai Prob Nilai Prob Nilai Prob Nilai Prob Ketinggia n Air 25 cm 25 cm 50 cm 50 cm 75 cm 100 cm 125 cm 150 cm 150 cm 125 cm Tabel 1 adalah tabel yang berisikan ketinggian air berdasarkan jumlah prob yang memiliki nilai ADC diatas 500 jika nilai nilai ADCnya diatas 500 maka akan dianggap prob tegangan dan prob input terhubung karena mengenai air.
Alasan mengapa nilai ADC dibatas 500 karena dari air sungai, bendungan, air sawah, air kota, air sumur memiliki nilai ADC rata rata diatas 500.
Jika semakin banyak prob yang terhubung oleh air maka nilai ketinggian air semakin tinggi.
dihitung setiap paket data yang masuk pada jarak Ae jarak tertentu, dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2.
Pengujian Paket Data LoRa Jarak LoRa Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Meter Jumlah Paket Data Yang Dikirim Jumlah Paket Data Yang Diterima Tabel 2 menunujukkan berapa banyak data yang diterima dengan jarak tertentu ,untuk data yang dikirimkan totalnya yaitu 200 paket data lalu diujikan dengan menggunakan LoRa yang telah dikonfigurasikan sebagai penerima, pada jarak 100 meter LoRa dapat menerima semua paket data jika semakin jauh jaraknya maka jumlah paket data yang diterima akan semakin sedikit.
Pada jarak diatas 1200 meter paket data yang dikirimkan tidak dapat diterima oleh LoRa penerima.
Untuk mengetahui persentase keberhasilan data terkirim ke LoRa sebagai penerima maka menggunakan rumus :
Hasil Pengujian LoRa Berikut hasil pengujian LoRa dengan mengkoneksikan komunikasi LoRa sebagai pengirim dengan penerima yang kemudian akan Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
Maka untuk hasil perhitungan dalam bentuk tabel, dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3.
Hasil Pengujian Persentase LoRa Jarak Jangkauan LoRa 100 Meter 200 Meter 300 Meter 400 Meter 500 Meter 600 Meter 700 Meter 800 Meter 900 Meter 1000 Meter 1100 Meter 1200 Meter 1300 Meter 1400 Meter 1500 Meter Status Terhubung Lora Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Terhubung Tidak Terhubung Tidak Terhubung Tidak Terhubung Persentase komunikasi yang stabil dalam rentang jarak Hal ini mengindikasikan bahwa pada jarakjarak ini, sinyal LoRa cukup kuat dan mampu menjangkau dengan baik, kemungkinan karena faktor-faktor seperti pengaturan daya transmisi yang tepat, penggunaan antena yang efisien, serta lingkungan yang relatif terbuka tanpa banyak penghalang fisik.
Namun, pada jarak lebih dari 1200 meter, mulai muncul masalah dengan koneksi yang tidak terhubung, dan ini semakin parah pada jarak 1300 meter hingga 1500 meter.
Penyebab dari hilangnya koneksi pada jarak jauh ini mungkin disebabkan oleh melemahnya sinyal seiring dengan peningkatan jarak, atau adanya penghaang fisik seperti bangunan atau medan berbukit yang menghalangi jalur komunikasi.
Selain itu, pengaturan spreading factor yang lebih tinggi untuk meningkatkan jangkauan dapat mempengaruhi kestabilan koneksi pada jarak yang lebih jauh.
Secara keseluruhan, meskipun LoRa mampu terhubung dengan baik hingga jarak 1.
1 km, untuk jarak lebih dari itu, koneksi menjadi tidak stabil dan memerlukan penyesuaian atau penguatan sinyal agar dapat berfungsi dengan optimal, sedangkan jarak koneksi yang stabil yaitu hingga 500 meter dengan persentase 85%.
Hasil Pengujian Panel Surya Pengujian panel surya bertujuan untuk mengetahui sebarapa besar daya, tegangan, dan arus listrik yang didapatkan pada jam Ae jam tertentu, hasil pengujian panel surya dapat dilihat pada tabel 4.
Pada tabel 3 maksimal data saat pengujian koneksi LoRa yaitu menggunakan 200 data dalam waktu 20 detik untuk mengirim data ke LoRa penerima contohnya jika data masuk yang didapatkan sebesar 120 paket data yang masuk ke penerima maka hasil yang diperoleh yaitu 120 paket data lalu dibagi dengan 200 yaitu maksimal data yang teah ditentukan selama pengujian dan hasilnya yaitu 0,6 setelah itu dikalikan 100% sehingga mendapatkan hasil sebesar 60% , sedangkan bila tidak mendapatkan paket data yang masuk maka akan dianggap tidak terhubung.
Untuk Medtode menggunakan metode loop for tujuannya agar paket data yang dikirim dapat diatur jumlahnya.
Berdasarkan diberikan,dari tabel 3 menunjukkan kemampuan koneksi yang terhubung hingga jarak 1,1 Km.
Pada jarak 100 meter hingga 1100 meter, status terhubung tercatat dengan konsisten, yang menunjukkan bahwa modul LoRa mampu menjaga Tabel 4.
Hasil Pengujian Panel Surya Jam Tegangan (Vol.
Arus
(A)
Daya
Keterangan 11,80 0,600 7,08 Cerah
11,85
0,601
7,12
Cerah
12,25
0,604
7,40
Cerah
12,43
0,605
7,52
Cerah
13,20
0,645
8,51
Cerah
13,20
0,592
7,81
Cerah
13,10
0,659
8,63
Cerah
13,30
0,631
8,39
Cerah
13,20
0,645
8,51
Cerah
13,10
0,640
8,39
Cerah
13,30
0,640
8,51
Cerah
13,10
0,640
8,39
Cerah Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
13,20
0,645
8,51
Cerah
12,20
0,607
7,40
Cerah
12,60
0,603
7,60
Cerah
12,58
0,603
7,58
Cerah
12,30
0,611
7,51
Mendung
11,60
0,610
7,08
Mendung
11,50
0,615
7,07
Mendung
11,40
0,618
7,04
Mendung
11,30
0,521
5,89
Mendung Berdasarkan data yang tercatat di tabel 4, terdapat pola yang jelas antara kondisi cuaca, tegangan, dan arus pada sistem yang diukur.
Pada pagi hari hingga siang .
:00 hingga 14:.
, dengan kondisi cuaca cerah, baik tegangan maupun arus menunjukkan kecenderungan meningkat.
Tegangan mulai dari 11,80 Volt pada 07:00 meningkat secara bertahap mencapai puncaknya di 13,32 Volt pada 12:00, sementara arus juga menunjukkan peningkatan yang signifikan, mencapai 2,90 A pada 12:00.
Hal ini menunjukkan bahwa sistem berfungsi optimal pada periode tersebut, kemungkinan besar karena adanya sinar matahari yang cukup untuk mendukung kinerja perangkat, seperti panel surya atau sistem yang bergantung pada sumber energi terbarukan lainnya.
Namun, setelah pukul 13:00, meskipun tegangan relatif stabil, arus mulai menurun, yang bisa disebabkan oleh berkurangnya konsumsi daya atau perubahan dalam kondisi Mulai pukul 15:00, kondisi cuaca berubah menjadi mendung, yang langsung berdampak pada penurunan baik tegangan maupun arus.
Pada pukul 17:00, tegangan turun menjadi 11,30 Volt dan arus mencapai titik terendah di 0,40 A, mencerminkan penurunan kinerja sistem seiring berkurangnya intensitas cahaya matahari.
Penurunan ini menunjukkan bahwa sistem tersebut, yang tampaknya bergantung pada sumber energi terbarukan, berfungsi lebih baik dalam kondisi cerah dan mengalami penurunan kinerja yang signifikan saat cuaca mendung.
Dengan demikian, data ini menggambarkan ketergantungan sistem terhadap kondisi cuaca, terutama cahaya matahari, untuk menghasilkan energi atau mendukung beban daya yang lebih tinggi.
Hasil Pengujian Database Seperti yang dijelaskan pada perancangan perangkat lunak data sensor water level yang telah diterima esp8266 akan dikirim ke database melalui jaringan internet dengan protokol HTTP, tujuan dibuatnya database agar operator atau pengguna dapat mengetahui jejak ketinggian air pada waktu Ae waktu sebelumnya sehingga operator atau pengguna dapat mengetahui potensi kedatangan banjir diwaktu setelahnya, berikut hasil pengujian database melalui PHPMyAdmin, dapat dilihat pada gambar 16.
Gambar 16.
Database PHPMyAdmin Gambar 16 yaitu database yang berisikan data pemantauan ketinggian air yang direkam secara Setiap baris memiliki kolom ID sebagai identifikasi unik untuk setiap data, serta kolom Prob yang kemungkinan besar menunjukkan kode lokasi atau sensor tertentu.
Tinggi air dicatat dalam kolom Tinggi Air dengan satuan cm, seperti yang dijelaskan dalam kolom Satuan.
Berdasarkan tinggi air yang terukur, sistem menentukan status kondisi yang dicatat dalam kolom Status, seperti "Aman," "Siaga," atau "Bahaya.
" Seluruh data dilengkapi dengan informasi waktu pencatatan yang ditampilkan pada kolom Reg_date, dalam format tanggal dan jam.
Tabel ini berfungsi untuk memantau dan mengevaluasi kondisi ketinggian air secara real-time, yang dapat membantu dalam pengambilan keputusan untuk mitigasi bencana atau pengelolaan sumber daya air.
KESIMPULAN
Cara kerja sensor water level agar dapat mengukur ketinggian air yaitu ketika air yang diukur mengenai prob tegangan dan prob input maka nilai ketinggian air bertambah sehingga jika airnya semakin naik maka air mengenai prob tegangan dan prob input di tingkat berikutnya sehingga ketinggian air yang diukur semakin Jurnal FORTECH Tahapan pengiriman data ke client yaitu dimulainya dari arduino yang mengirim data sensor water level menggunakan LoRa sebagai pengirim lalu data tersebut diterima oleh esp8266 melalui LoRa sebagai penerima.
Namun agar data dapat diterima oleh masyarakat maka data sensor water level dikirimkan ke server melalui jaringan internet dengan protokol komunikasi HTTP, ketika data diterima oleh server maka data tersebut disimpan di database dalam bentuk ketinggian air setelah itu client dapat melihat data ketinggian air dengan mengakses web.
Sistem Sensor Water Level menggunakan Nirkabel mampu mendeteksi ketinggian air secara real time dan mengirimkan data ke server dengan menggunakan protokol HTTP sehingga pengguna dapat memantau kondisi ketinggian air secara akurat dari jarak jauh melalui perangkat yang terhubung, seperti smartphone atau komputer, serta memungkinkan pengambilan tindakan cepat dalam situasi darurat seperti Sistem ini menampilkan hasil pembacaan sensor dengan 6 tingkatan dan mampu mentransmisikan data hingga jarak 1,1 km.
Dengan kemampuan ini, sistem tersebut dapat menjadi alat yang efektif untuk mengurangi dampak banjir melalui sistem nirkabel yang dapat menyebarluaskan informasi kepada Kedepannya, pengembangan dapat dilakukan dengan memperbanyak jumlah prob pada sensor water level untuk cakupan yang lebih luas.
DAFTAR PUSTAKA