Jurnal FORTECH https://journal.
org/index.
php/fortech/ DOI: https://doi.
org/10.
56795/fortech.
p-ISSN: 2721-2858
e-ISSN: 2720-9253
Pemantauan Konsumsi Air Pada Prototipe Gedung Tiga Lantai Berbasis Internet of Things Bagas Dwi Atmaja Achmad Fauzan, 2 Eko Budi Utomo, 3 Didik Setyo Purnomo
1,2,3
Teknik Mekatronika.
Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.
Surabaya bagasdwiatmajaaf@gmail.
com, 2 ekobudi_u@pens.
id, 3 didiksp@pens.
Article Info
ABSTRACT
Article history:
Monitoring water consumption with the Internet of Things (IoT) is a significant innovation in improving water utilization efficiency in multi-story This research develops a monitoring system on a three-story building prototype, which combines the MQTT protocol, the Node-Red visualization platform, and two sensors: the YF-B6 and the analog water flow meter sensor.
The YF-B6 sensor measures the number of pulses from the water flow to determine the volume, flow rate, and velocity of the water, while the analog water flow meter sensor is integrated with the ESP32-CAM module to capture images of the water flow indicator and process them into volume values using image processing.
Data from both sensors are sent to the cloud MQTT broker and visualized interactively through the Node-Red dashboard.
This system is applied to a three-story building prototype to replicate the distribution and monitoring of water usage on each floor.
The research results show that this system can provide water consumption data with an error percentage of 0.
2% and an absolute error of 0.
03 mA.
This research will contribute to the development of monitoring systems for multi-story buildings and will be utilized for the industrial automation workshop learning module to introduce the Internet of Things (IoT) in the educational environment.
Received May 4th, 2025 Revised May 6th, 2025 Accepted May 28th, 2025 Keyword:
Monitoring MQTT Node-Red IoT Copyright A 2025 Jurnal JEETech.
All rights reserved.
Corresponding Author:
Bagas Dwi Atmaja Achmad Fauzan.
Email: bagasdwiatmajaaf@gmail.
AbstrakAiPemantauan konsumsi air dengan Internet of Things (IoT) merupakan inovasi signifikan dalam meningkatkan efisiensi pemanfaatan air di bangunan bertingkat.
Penelitian ini mengembangkan sistem pemantauan pada prototipe bangunan tiga lantai, yang menggabungkan protokol MQTT, platform visualisasi Node-Red, dan dua sensor yaitu YF-B6 dan sensor analog water flow meter.
Sensor YF-B6 mengukur jumlah pulsa dari aliran air untuk menentukan nilai volume, flow rate, dan velocity air, sedangkan sensor analog water flow meter di integrasikan dengan modul ESP32-CAM, untuk menangkap gambar indikator aliran air dan memprosesnya menjadi nilai volume menggunakan image processing.
Data dari kedua sensor tersebut dikirimkan ke cloud MQTT broker dan divisualisasikan secara interaktif melalui dashboard Node-Red.
Sistem ini diterapkan pada prototipe bangunan tiga lantai untuk mereplikasi distribusi dan pemantauan penggunaan air di setiap lantai.
Hasil penelitian menunjukkan sistem ini dapat memberikan data konsumsi air dengan persentase error 0.
2% dan error absolute sebesar 0,03 mA.
Penelitian ini akan berkontribusi pada pengembangan sistem pemantauan bangunan bertingkat serta dimanfaatkan untuk modul pembelajaran workshop otomasi industri, untuk memperkenalkan Internet of Things (IoT) dalam lingkungan pendidikan.
Kata Kunci: Pemantauan.
MQTT.
Node-Red.
IoT.
Jurnal FORTECH
PENDAHULUAN
Di era digitalisasi dan revolusi industri 4.
penggunaan teknologi Internet of Things (IoT) secara progresif mendominasi berbagai sektor, termasuk manajemen sumber daya air di gedung Efisiensi penggunaan air muncul sebagai perhatian dalam upaya untuk meminimalkan pemborosan air dan meningkatkan keberlanjutan Pemantauan penggunaan air secara real-time pada bangunan bertingkat memunculkan masalah tersendiri, karena sistem distribusi air yang rumit dan sulit untuk dipantau secara manual.
Teknologi IoT menyediakan solusi melalui penggunaan sensor, transmisi data, dan platform visualisasi untuk meningkatkan kontrol penggunaan Pada penelitian ini, sensor YF-B6 akan mengirim sinyal ke ESP32 untuk diolah menjadi nilai volume, flow rate, dan velocity.
Selanjutnya, pada sensor analog water flow meter akan di integrasikan dengan ESP32-CAM untuk menangkap gambar indikator aliran air agar diproses menjadi nilai volume menggunakan image processing.
Data dari dua sensor tersebut dikirim ke cloud MQTT broker dan divisualisasikan pada Node-Red melalui tampilan dashboard.
Pada penelitian sebelumnya juga telah dikembangkan sistem pemantauan air menggunakan teknologi IoT.
Pada penelitian .
dikembangkan sistem smart metering untuk menghitung biaya penggunaan air secara adil.
Hasil penelitian tersebut, alat mengukur volume dan debit air dengan akurasi 90Ae95%, menghitung biaya penggunaan, dan menampilkan data di cloud, namun sistem ini tidak kompatibel dengan sensor analog water flow meter yang menggunakan image processing untuk Pada .
dikembangkan sistem pemantauan air berbasis IoT untuk mengukur konsumsi air menggunakan sensor HC-SR04 serta water flow sensor FS-300A.
Hasil penelitian tersebut, sistem berhasil mengukur volume air dengan akurasi 98% dan menghitung biaya penggunaan secara real-time.
Namun, penelitian tersebut hanya menggunakan protokol HTTP, dimana protokol tersebut memiliki keterbatasan dibandingkan dengan MQTT dalam hal efisiensi komunikasi data.
Berdasarkan studi-studi terdahulu terdapat kesenjangan pada sistem yang Vol.
No.
1, .
dapat memproses sensor analog water flow meter untuk dikonversi menjadi data digital dan dikirim melalui protokol MQTT.
Penelitian ini menawarkan solusi dengan memanfaatkan image processing untuk mengonversi data meteran air biasa menjadi data digital sehingga data dapat diproses dan ditransmisikan secara efisien bersama dengan data sensor YF-B6.
Hipotesis pada penelitian ini adalah bahwa sistem pemantauan yang menggunakan sensor YFB6 dan sensor analog water flow meter dengan protokol komunikasi MQTT dapat memberikan data konsumsi air yang tepat dan akurat.
Serta Node-Red sebagai platform visualisasi dapat meningkatkan efisiensi pemantauan dan memudahkan akses pengguna ke data konsumsi air.
Penelitian ini dapat memberikan solusi efektif untuk sistem pemantauan konsumsi air berbasis Internet of Things pada bangunan bertingkat.
METODE PENELITIAN
Penelitian eksperimental dengan memanfaatkan desain prototipe untuk mengimplementasikan dan menilai sistem pemantauan penggunaan air berbasis Internet of Things (IoT) pada prototipe bangunan tiga lantai.
Tahapan penelitian ini terbagi menjadi 3 tahap, yaitu perencanaan alur sistem, perancangan sistem, dan perancangan tampilan monitoring.
Perencanaan Alur Sistem Pada perencanaan alur sistem keseluruhan seperti pada gambar 1, sistem dimulai dengan sensor YF-B6 dan sensor analog water flow meter mengukur aliran air.
Selanjutnya.
ESP32 menerima data hasil pengolahan tersebut dan melanjutkan untuk inisialisasi broker MQTT untuk proses pengiriman data.
Setelah ESP32 berhasil MQTT.
ESP32 mengirimkan data / publish ke cloud MQTT broker untuk selanjutnya di subscribe oleh platform NodeRed untuk divisualisasikan menjadi sebuah dashboard monitoring konsumsi air yang mudah digunakan oleh pengguna.
Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
Gambar 1.
Alur Perencanaan Sistem Keseluruhan Perancangan Sistem Pada menggunakan sensor YF-B6 dan sensor analog water flow meter.
Pada sistem yang menggunakan sensor YF-B6 yaitu menghitung aliran air pada lantai G, lantai 1, dan lantai 2 seperti pada gambar 2.
dengan rotasi baling-baling di dalam sensor yang akan menghasilkan nilai pulsa digital (HIGH/LOW), dengan menghasilkan pulsa tersebut sensor YF-B6 dapat mengirimkan sinyal pulsa ke ESP32 melalui pin 34 dan pin 32 seperti pada gambar 2.
Setelah sinyal diterima ESP32, selanjutnya ESP32 mengolahnya menjadi nilai volume, flow rate, dan velocity air melalui program yang telah di input pada ESP32 menggunakan platform Arduino IDE.
Setelah data telah diolah, selanjutnya ESP32 melakukan inisialisasi broker MQTT dan bersiap untuk mengirimkan data ke cloud MQTT broker.
Gambar 2.
Sistem Sensor YF-B6 Pada Prototipe Gedung Selanjutnya, pada sistem yang menggunakan sensor analog water flow meter dengan image processing melalui integrasi ESP32-CAM seperti pada gambar 3.
, dimulai dengan mengambil gambar indikator aliran air total keseluruhan bangunan pada sensor analog water flow meter oleh ESP32-CAM.
Selanjutnya, data berupa gambar yang ditangkap akan masuk webpage image processing untuk di marker pada beberapa indikator nilai seperti pada gambar 3.
Data gambar tersebut akan di proses dan dikonversi menjadi data digital atau data numerik, dan dikirimkan ke ESP32 melalui ESP32-CAM.
Setelah data berhasil diterima ESP32, selanjutnya ESP32 melakukan inisialisasi broker MQTT dan bersiap untuk mengirimkan data ke cloud MQTT broker bersama dengan data dari sensor YF-B6.
Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
meneruskan data ke node selanjutnya.
Konfigurasi yang dilakukan pada node mqtt-in dapat dilihat pada Gambar 5.
Tampilan Konfigurasi Node Mqtt-in Pada Platform Node-Red .
Selanjutnya, gunakan node function setelah menambahkan node mqtt-in, pada node ini berisi program yang akan digunakan untuk parsing data, sehingga memudahkan data diteruskan per-indikator pada node selanjutnya.
Konfigurasi yang dilakukan pada node function dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 3.
Sistem Sensor Analog Water Flow Meter Pada Prototipe Gedung Perancangan Tampilan Monitoring Pada perancangan tampilan monitoring, sistem ini menggunakan platform visualisasi Node-Red yang dimulai dengan membuat node pada flow di Node-Red seperti pada gambar 4.
Flow di Node-Red merupakan representasi visual dari alur data atau logika yang ingin dijalankan dalam tampilan Gambar 4.
Tampilan Flow Pada Platform Node-Red Pada flow di Node-Red yang pertama dimasukan yaitu node mqtt-in, node tersebut berfungsi mengambil data dari cloud MQTT broker yang dikirimkan oleh publisher yakni ESP32 dan akan Gambar 6.
Tampilan Konfigurasi Node Function Pada Platform Node-Red Setelah semua data telah di parsing pada node function, tahap terakhir yaitu menambahkan node dashboard_ui yang terdiri dari node gauge, node chart, dan node text.
Fungsi dari ketiga node tersebut yaitu untuk mempercantik tampilan data, sehingga data yang tersaji dapat mudah digunakan oleh pengguna.
Pada node gauge berfungsi menampilkan data penggunaan konsumsi air dengan visual berbentuk lingkaran.
Konfigurasi yang dilakukan pada node gauge seperti pada gambar 7.
Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
berbentuk angka digital memudahkan pengguna untuk mengetahui secara langsung data penggunaan konsumsi air secara real-time.
Konfigurasi yang dilakukan pada node text seperti pada gambar 9.
Gambar 7.
Tampilan Konfigurasi Node Gauge Pada Platform Node-Red Selanjutnya adalah node chart, node ini berfungsi menampilkan data penggunaan konsumsi air dengan visual berbentuk grafik.
Pengguna dapat melakukan analisa penggunaan air menggunakan pergerakan dari tampilan data grafik tersebut.
Konfigurasi yang dilakukan pada node chart seperti pada gambar 8.
Gambar 9.
Tampilan Konfigurasi Node Text Pada Platform Node-Red HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 8.
Tampilan Konfigurasi Node Chart Pada Platform Node-Red Dan terakhir yaitu node text, node ini berfungsi menampilkan data penggunaan konsumsi air dengan visual berbentuk angka digital.
Tampilan data Berdasarkan hasil penelitian ini, bahwa sistem pemantauan konsumsi air berbasis Internet of Things (IoT) berhasil dikembangkan dan diterapkan pada prototipe bangunan tiga lantai.
Sensor YF-B6 digunakan untuk mengukur aliran air secara terpisah di masing-masing lantai, yaitu lantai G, lantai 1, dan Setiap sensor YF-B6 mampu mendeteksi volume, flow rate, dan velocity aliran air.
Data yang diperoleh dari masing-masing lantai dikirimkan secara real-time menggunakan protokol MQTT dan divisualisasikan melalui dashboard Node-Red.
Visualisasi ini menampilkan data dalam bentuk gauge, chart, dan angka digital pada setiap lantai.
Sementara itu, untuk mengukur total konsumsi air dari seluruh bangunan, digunakan sensor analog water flow meter yang di integrasikan dengan ESP32-CAM.
Sensor ini dipasang pada saluran utama yang menyalurkan air ke seluruh prototipe ESP32-CAM menangkap gambar tampilan angka mekanik pada sensor analog water flow meter, yang kemudian diolah dengan metode image processing untuk Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
mengonversi tampilan visual menjadi data digital.
Hasil pembacaan volume total air juga dikirim ke platform Node-Red dan ditampilkan bersamaan dengan data dari masing-masing lantai seperti pada akurasi tinggi, yaitu sebesar 99,8%, dan menghasilkan nilai persentase error yang sangat minim yaitu 0.
Hal ini membuktikan bahwa sistem mampu mendeteksi dan mencatat aliran air baik secara total maupun terpisah berdasarkan tiap lantai dengan kinerja yang dapat diandalkan.
Sistem ini juga berhasil menghasilkan data yang mikrokontroler, serta platform visualisasi NodeRED yang optimal.
Selain memberikan manfaat teknis, sistem ini juga berfungsi sebagai modul pembelajaran yang efektif dalam konteks otomasi industri berbasis IoT, terutama dalam memahami integrasi software dan hardware untuk monitoring infrastruktur bangunan.
DAFTAR PUSTAKA