## RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING PULSA AIR PRABAYAR BERBASIS IOT (INTERNET OF THINGS)
Farhandi Ardi Wibowo, Yosep Agus Pranoto, Renaldi Primaswara P. Program Studi Teknik Informatika S1, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Nasional Malang, Jalan Raya Karanglo km 2 Malang, Indonesia
1718131@scholar.itn.ac.id

## ABSTRAK
Pada  masa  pandemi  Covid-19,  masyarakat  di  imbau  oleh  pemerintah  untuk  menerapkan  protokol kesehatan,  dan  kegiatan-kegiatan  masyarakat  di  luar  rumah,  perlu  adanya  inovasi  yang  dapat  di  rangkai  untuk dapat  membantu  pegawai  pencatatan  air  agar  tidak  datang  ke  rumah  pelanggan,  seperti  inovasi  sistem  air prabayar  maupun  sistem  monitoring  yang  lebih  memudahkan  maupun  berbantuan  teknologi.  Penelitian  ini berbasis  Internet  of  things  atau  IOT  adalah  satu  konsep  di  mana  objek  tertentu  memiliki  kemampuan  untuk mengirim  data  melalui  internet  tanpa  adanya  interaksi  manusia  ke  manusia  atau  manusia  ke  komputer.  IOT merupakan salah satu teknologi yang erat hubunganya dengan revolusi industry 4.0 ini seperti kesehatan, rumah, pertanian dan industri lainnya. Dengan adanya IOT, kegiatan manusia seperti proses pengukuran meter air dapat di rangkai secara otomatis dengan perubahan data analog pada meteran air di rangkai menjadi data digital. Hasil penelitian rancang bangun sistem  monitoring pulsa air prabayar berbasis IoT (Internet of Things)  yaitu berupa produk  alat  dengan  website  yang  saling  terkoneksi  sehingga  pegawai  tidak  perlu  datang  ke  rumah  pelanggan untuk  mencatat.  Produk  ini  mempunyai  fitur  otomatis  menutup  keran  air  ketika  pulsa  habis,  dan  otomatis membuka kembali apabila pelanggan sudah  mengisi pulsa  melaui website, untuk notifikasi apabila  pulsa akan habis  maka  buzzer  akan  menyala  dan  dapat  di  monitoring  melalui  website  admin  dan  user.  Berdasarkan penelitian  ini  dapat  di  harapkan  membantu  masyarakat  dan  pegawai  dalam  pembayaran  air  dan  tidak  ada kecurigaan pelanggan akan tagihan air.
Kata Kunci : NodeMCU, Arduino, IOT (Internet Of Things), Rancang Bangun Air Prabayar.
1. PENDAHULUAN

## 1.1 Latar Belakang
Pada  masa  pandemi  Covid-19,  masyarakat  di imbau  oleh  pemerintah  untuk  menerapkan  protokol kesehatan  (Widodo,  2020).  Di  samping  itu,  kegiatan masyarakat  di  luar  rumah  dibatasi  dan  diatur  untuk mengurangi  penularan  Covid19  (Yurianto,  2020). Kegiatan  yang  dibatasi  termasuk  tindakan  bekerja  di kantor  dan  diupayakan  untuk  melaksanakan  bekerja dari rumah atau WFH (Hartanto, 2020).
Pada  awal  2020  dan  di  awal  masa  pandemi Covid-19,  salah  satu  pekerjaan  yang  terdampak adalah kegiatan pengecekan tagihan air oleh petugas. Petugas  tidak  dapat  mengecek  langsung  ke  rumah warga  untuk  mengurangi  interaksi  dan  menerapkan social  distancing  (Sari,  2020).  Namun,  beberapa media  pemberitaan  mengabarkan  bahwa  tagihan  air pada  masa  pandemi  mengalami  kenaikan  yang  di karenakan  konsumen  lebih  sering  berada  di  rumah dan  pemerintah  mengimbau  masyarakat  agar  sering mencuci  tangan  menggunakan  sabun  dan  air  yang mengalir (Teddy, 2020). Hal tersebut mengakibatkan rasa  curiga  yang  di  rasakan  pelanggan  terhadap kesalahan pencatatan meteran air.
Hal  lain  yang  terjadi  adalah  terdapat  beberapa kekurangan  dari  sistem  air  warga  yang  ada. Tunggakan pembayaran pelanggan dapat menurunkan pemasukan  perusahaan  air  minum,  Langkah  untuk mengurangi  kerugian  perusahaan  yaitu  dengan memutus  aliran  air  konsumen  yang  menunggak
pembayaran  air  (Harjono,  2019).  Selain  itu, kecurangan pelanggan rawan terjadi, seperti pencurian  air  dengan  cara  sabotase  pipa  air  tanpa melalui  meteran  air  hingga  perusakan  segel  resmi (Suhanda,  2006).  Oleh  karena  itu,  perlu  adanya inovasi  yang  dapat  di  terapkan  untuk  dapat menanggulangi  hal  tersebut,  seperti  gagasan  terkait sistem  air  prabayar  maupun  sistem  monitoring  yang lebih memudahkan maupun berbantuan teknologi.
Internet of things atau IOT adalah satu konsep di mana  objek  tertentu  memiliki  kemampuan  untuk mengirim data melalui internet tanpa adanya interaksi manusia  ke  manusia  atau  manusia  ke  komputer (Dewaweb,  2021).  IOT  merupakan  salah  satu teknologi  yang  erat  hubunganya  dengan  revolusi industry 4.0 ini seperti 2 kesehatan, rumah, pertanian dan  industri  lainnya  (Rauf,  2018).  Dengan  adanya IOT,  kegiatan  manusia  seperti  proses  pengukuran meter air dapat di laksanakan secara otomatis dengan perubahan  data  analog  pada  meteran  air  di  ubah menjadi data digital .
Berdasarkan  pemaparan  di  atas,  di  ketahui bahwa  IoT  dapat  di  gunakan  untuk  melaksanakan monitoring penggunaan air prabayar untuk mengurangi kecurangan pelanggan maupun kesalahan yang  di  laksanakan  oleh  pegawai.  Oleh  karena  itu, peneliti menggagas penelitian terkait rancang  bangun sistem  monitoring  pulsa  air  prabayar  berbasis  IOT (Internet of Things).

## 1.2 Rumusan Masalah
Mengacu pada permasalahan di atas, maka  dapat di rumuskan masalah sebagai berikut :
1.  Bagaimana  merancang  sistem monitoring pulsa  air prabayar berbasis IOT ? 2.  Bagaimana  membangun  sistem monitoring pulsa  air prabayar berbasis IOT ?

## 1.3 Batasan Masalah
Batasan  masalah  pada  penelitian  ini  adalah sebagai berikut :
1.  Bahasa  pemrograman  yang  di  gunakan  yaitu  C untuk arduino . HTML , PHP , Jquery dan Javascript untuk  dengan  menggunakan database Mysql 5.3.2.
2.  Penelitian  ini  tidak  membahas  tentang  adaya jaringan internet di setiap rumah   pelanggan.
3.  Alat ini tidak melewati penguujian ketahanan air.
4.  Penelitaian  ini  tidak  membahas  biaya  listrik  alat pada pelanggan.
5.  Aplikasi pengguna dan admin ber- platform .
6.  Peran  admin  masih  di  butuhkan  untuk  validasi pembayaran
7.  Terdapat  kekurangan  pada monitoring terdapat delay dengan LCD Pada alat hingga 20 detik.
1.4 Tujuan Tujuan dari pengembangan ini adalah:
1.  Merancang  sistem monitoring pulsa  air  prabayar berbasis IOT . 2.  Membangun  sistem monitoring pulsa  air  prabayar berbasis IOT .

## 1.5 Manfaat
Manfaat  yang  di  harapkan  dari  produk  penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.  Produk penelitian ini diharapkan dapat mempermudah kinerja petugas perusahaan distirbusi  air  bersih  dalam  mengkontrol  nilai penggunaan  air  pada  pelanggan  disetiap  rumah sehingga  petugas  tidak  perlu  datang  dan mencatatnya.
2.  Produk penelitian ini dapat mengurangi kecurangan Pelanggan.
3.  Produk penelitian ini dapat mengurangi penunggakan  pembayaran  konsumen  dengan adanya  sistem  baru  dengan  pembayaran  air  di awal.
4.  Pemasukan  perusahaan  stabil  karena  pembayaran di awal tidak ada tunggakan konsumen
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian Terdahulu
Dalam judul Aplikasi Sensor Flow Water Untuk Mengukur Penggunaan Air Pelanggan dengan Digital Serta  Pengiriman  Data  Otomatis  Pada  PDAM  Kota Semarang.  Penelitian  ini  bertujuan  mempermudah PDAM dan pengguna air dalam pengecekan air setiap bulan.  Penelitian  ini  menghasilkan  suatu  alat  yang dapat  mengukur  penggunaan  air  secara  digital  serta
dapat  mengirimkan  data  jumlah  penggunaan  air secara  otomatis  ke  PDAM.  Sehingga  PDAM  dan pelanggan  akan  lebih  mudah  mengecek  jumlah penggunaan  air  setiap  bulan.  Alat  ini  di  rancang menggunakan  sensor  flow  water  untuk  mengukur debit  air  yang  mengalir  ke  pipa  pelanggan  dan  hasil pengukuran  akan  di  olah  oleh  mikrokontroller  AVR Atmega  8535.  Data  akan  di  olah  dan  di  tampilkan pada  LCD  serta  di  kirimkan  ke  PDAM  melalui modem GSM.  PDAM  dan  pelanggan  dapat mengakses data ini melalui website (Amin, 2015).
Dalam  judul  Sistem  Pendeteksi  Kebocoran  Air Pada  Pelanggan  PDAM  Dengan  Menggunakan Arduino Uno. Penelitian ini bertujuan untuk alternatif lain  mengurangi  kebocoran  saluran  air  pelanggan PDAM,  Penelitian  ini  menghasilkan  data  kecepatan aliran air pada saluran air, jika tekanan dalam saluran air besar, maka tegangan output data yang di hasilkan juga  besar  dan  sebaliknya,  bila  tekanan  pada  saluran air kecil, maka tegangan output data yang di hasilkan juga kecil (Rizqi, 2017)
Dalam  judul  Perancangan  dan  Impelmentasi Water Flow Sensor berbasis Arduino sebagai proteksi pada  mesin  pompa  air.  Penelitian  ini  betujuan  untuk sistem  keamanan  pada  pompa  air  agar  mati  ketika sumber  air  habis.  Penelitian  ini  menghasilkan  sistem otomatis  pada  mesin  pompa  air  untuk  memudahkan proses  memindahkan  air  dari  sumber  ke  tangki penyimpanan  air,  dengan  membuat  suatu  sistem proteksi  mesin  pompa  air  dengan  water  flow  sensor berbasis Arduino Nano dapat mempermudah pekerjaan  serta  menghindari  terbakarnya  pompa  air ketika pemakaian yang berlebih (Wijanarko, 2017).
2.2 Dasar Teori
2.2.1 Internet Of Thing (IOT)
IoT  merupakan  sebuah  konsep  dimana  suatu benda dapat saling bertukar informasi dari satu benda menuju  benda  lainnya  yang  sama-sama  memiliki konektifikas  untuk  bertukar  data.  Penggunaan  dari IoT  dapat  diimplementasikan  pada  berbagai  bidang yaitu  dalam  sistem  perkuliahan,  system  parkir,  dan bidang  lainnya  yang  memerlukan  konsep  IoT  untuk mempermudah aktivitas pada bidang tersebut.

## 2.2.2 Sensor FlowMeter
Flowmeter merupakan suatu alat untuk mengukur jumlah atau laju aliran air dari suatu cairan yang  mengalir  dalam  pipa  atau  sambungan  terbuka. Alat  ini  terdiri  2  bagian,  yaitu  bagian  utama  dan bagian pendukung. Pada bagian utama, berguna untuk menghasilkan  suatu  signal  yang  merespon  terhadap aliran  air.  Kemudian  pada  bagian  pendukung berfungsi  untuk  menerima  sinyal  dari  alat  utama, kemudian sinyal tersebut menghasilkan data keluaran untuk  mengetahui  hasil  dari  jumlah/  laju  aliran  yang mengalir.
Gambar 1 Flowmeter [4] 2.2.3 Selenoid Valve Solenoid valve merupakan katup yang dikendalikan  dengan  arus  listrik  melalui  kumparan  / selenoida. Selenoid valve sering  digunakan  pada  alat yang  memiliki  system  fluida,  dikarenakan selenoid valve ini  dapat  mengontrol  secara  otomatis  terhadap sistem kontrol mesin.
Gambar 2 Selenoid Valve [5]
2.2.4 Liquid Crystal Display (LCD) LCD merupakan  salah  satu  komponen elektronika  yang  berfungsi  sebagai  tampilan  suatu data,  baik  karakter,  huruf,  atau  grafik.  LCD  hanya memerlukan  konsumsi  daya  yang  kecil.  LCD  sering digunakan  pada  kalkulator,  arloji  digital,  dan instrumen elektronik seperti multimeter digital. Untuk bagian pemendar cahaya, LCD memanfaatkan silikon dan galium dalam bentuk kristal cair.
Gambar 3 LCD 16x2 [6]

## 2.2.5 Relay
Relay adalah  komponen  elektronika  yang berbentuk saklar elektrik yang dioperasikan menggunakan  listrik. Relay juga  dikenal  sebagai komponen  elektromekanikal  yang  terdiri  dari  2 bagian  utama  yaitu  coil  atau  elektromagnet  dan kontak saklar.
Gambar 4 Relay [7]

## 2.2.6 Arduino Nano
Arduino  Nano adalah  board  buatan Arduino terkecil,  menggunakan  mikrokontroller Atmega , Arduino Nano mempunyai  rangkaian  yang  sama dengan Arduino Duemilanove ,  tetapi  ukuran  dan desain PCB berbeda. Arduino Nano tidak di lengkapi soket catudaya, tetapi Arduino Nano dapat menginput catu daya dari pin VIN dan catu daya dari mini USB port. (Djapri, 2015).
Gambar 5 Arduini Nano [8]
3 METODE PENELITIAN
3.1 Blok Diagram Sistem
Sensor waterflow yang  terdapat  pada  meteran air  akan  menghitung  debit  air  dan  mengirimkan  data penggunaan  air  yang  sedang  digunakan  oleh pengguna.  ESP8266  sebagai  penghubung  sensor dengan database . Solenoid  valve yang  digunakan untuk  menutup  air  ketika  baterai  cadangan  habis  hal ini  terjadi  ketika  pemadaman  listrik  yang  melebihi kapasitas  waktu  yang  di  miliki  oleh  baterai  tersebut dan alat  ini  berfungsi untuk menutup air ketika pulsa sudah habis.
Gambar 5 Blok diagram sistem
3.2 Flowchart Sistem
Flowchart sistem  ini  menjelaskan  proses berjalananya  aplikasi  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 6

## Gambar 6 Flowchart Sistem
Sensor waterflow membaca  aliran  air  kemudian valve  solenoid membaca  inputan  dari Nodemcu apabila  baterai  cadangan  habis  maka valve  solenoid akan menutup dan air mati. saat  data  dari  sensor waterflow memberikan nilai output maka  data output tersebut  masuk  ke database dan  tampil  di  LCD,  kemudian  data  yang berada di database tesebut akan mengirimkan ke dan dapat di lihat oleh pelanggan dan admin.
LCD  akan  menampilkan  sisa  pulsa  dan  jumlah debit  air  yang  keluar,  kemudian  apabila  Pulsa  akan habis  maka buzzer akan  menyala,  untuk  isi  ulang pulsa  Air  prabayar  terdapat  pada.  pelanggan  hanya memasukan  data  dan  akan  keluar  kode  bayar  pada halaman  pelanggan,  kemudian  pembayaran  akan masuk  pada database halaman  admin  dan  data pembayaran  akan  di  proses  oleh  admin,  kemudian pelanggan tidak perlu memasukan kode token ke alat, karena alat dapat membaca database .

## 3.1 Prototype Design Alat
Pada  prototipe  desain  alat  terdapat Nodemcu sebagai  komunikasi  antara  alat  dengan database , solenoid  valve digunakan  untuk  menutup  air  ketika baterai  cadangan  habis  atau  pada  saat  pulsa  air  habis, waterflow sensor  digunakan  untuk  meinghitung  debit air yang masuk, LCD akan menampilkan sisa pulsa dan debit  air  yang  mangalir  selama  awal  pemasangan  dan Buzzer yang akan berbunyi ketika pulsa air akan habis. Pada  desain  alat  terdapat  in  dan  out,  in  adalah  pipa aliran  air  dari  sumber  air,  maka  out  adalah  pipa  yang akan masuk pada pipa aliran air dalam rumah.
Gambar 7 Desain Alat
Gambar 8 Wiring Diagram
3.2 Prototype Desain Web
Pada  struktur  menu  tampilan  terbagi  menjadi  2 yaitu halaman admin dan halaman pengguna, pada web admin  terdapat  tambah  pelanggan,  hapus  pelanggan, update pelanggan,  penambahan  pulsa,  dan  untuk website pengguna terdapat pembayaran  yang bertujuan untuk  pembayaran  penggunaan  air  scara  prabayar dengan memasukan nomor pelanggan, nama pelanggan serta jumlah token yang akan di  beli kemudian tombol bayar untuk melanjutkan pembayaran.
Gambar 9 Prototype Desain Web
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Website
Pengujian  Halaman  utama  pada  web  ini memberikan  informarsi  untuk  paket  pembelian  air prabayar dan terdapat fitur login untuk pengguna dan admin, serta registrasi untuk pemasagan baru.
Pada  halaman login terdapat username dan password yang  telah  di  isikan  oleh  pengguna  saat registrasi.  Pada  halaman  registrasi  terdapat entrain username dan password untuk login dan  inputan biodata  pengguna  halaman  pengguna  setelah login memberikan  informarsi  paket  air  seperti  halaman utama dan untuk upload bukti transfer dan pemilihan paket  air  yang  telah  di  bayar  Halaman  profil pengguna memberikan informasi biodata yang telah di upload saat registrasi
Gambar 10 Tampilan Website User
Gambar 11 Tampilan Website Admin Data Transaksi
Gambar 12 Tampilan Website admin data pelangggan
Tahap  pengujian  sistem  untuk  mengetahui fungsional  fitur  –  fitur  apa  saja  yang  dapat  berjalan pada  browser,  dengan  menggunakan  2  browser  yaitu Microsoft  Edge  87.664.55  dan  Google  Chrome 86.0.4240.198. Hasil dari pengujian di tunjukan pada tabel 1.
Tabel 1 Pengujian Website 4.2 Pengujian Sensor Waterflow
Pengujian  menggunakan  sensor waterflow YF- S201B  dapat  membaca  aliran  air  dengan  cukup  baik namun  nilai error masih  cukup  tinggi.  Berikut  tabel perbandingan hasil input dan output serta presentase error pada sesor.
Tabel 2 Pengujian sensor waterflow

## 4.1 Pengujian Produk Secara Teknis
Tabel 3 Pengujian produk secara teknis
Pada  tabel  di  atas  dapat  di  lihat  bahwa komponen  yang  dipakai  dapat  bekerja  dengan  baik, Seperti  Baterai,  Selenoid  Valve,  Waterflow  Sensor, Indikator  Baterai,  serta  komunikasi  Arduino  dengan nodemcu  berhasil  mengirimkan  data  ke  dalam database  tetapi  pada  hasil  uji  coba  masih  terdapat delay  dikarenakan  komunikasi  serial  2  arah,  delay tersebut memerlukan waktu hingga 1 sampai 5 menit pada  monitoring  website,  tetapi  delay  tidak  terjadi pada LCD dan otomatis solenoid valve menutup

## 5 KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  perancangan  dan  pengujian secara  keseluruhan,  maka  kesimpulan  dari  alat  yang di buat dapat di uraikan seperti berikut :
1. Berdasarkan langkah-langkah yang di laksanakan  di  ketahui  sistem  monitoring  pulsa air prabayar dapat di kembangkan.
2. Berdasarkan hasil pengembangan pada pulsa air prabayar dengan menggunakan sensor waterflow YF-S201 terdapat nilai error dibawah lima  persen. NodeMCU Mengirim  dan  menerima data dengan baik
3. Berdasarkan hasil pengembangan pada monitoring berplatform website berjalan dengan baik  dengan  pengujian  ke  dua  web  browser yaitu Google Chrome dan Microsoft Edge
4. Berdasarkan  hasil  dari  pengujian  user  maka setiap  user  di  berikan  kuisioner,  pada  kelima responden  setuju  dengan  adanya  alat  pulsa  air prabayar.

## 5.2 Saran
Saran yang dapat penulis sampaikan dalam skripsi ini adalah sebagai berikut :
1. Pengembangan  pada  validasi  admin  dibuat  scara otomatis
2. Penambahan  alat  pembayaran  melalui  RFID,  Serta pemilihan  paket  sesuai  dengan  uang  yang  di bayarkan.
3. Membuat Case alat yang dapat tahan terhadap air 4. Mengganti  Sensor Waterflow dengan  sensor  yang akurat
5. Menambahkan  panel  surya  pada  alat  pulsa  air prabayar,  jika  pelanggan  tidak  setuju  dengan penambahan  biaya  listrik  untuk  alat  Pulsa  air prabayar.
6. Menjauhkan  sensor  waterflow  pada  alat  pulsa air  prabayar  dengan  solenoid  valve  karena
solenoid  valve  dapat  menimbulkan  noise  pada data output sensor.
7. Alat pulsa air prabayar dapat  digunakan dengan fungsi lain seperti pengisian air galon, Pengisian bahan bakar minyak pada kendaraan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Amin,  Listya,  dkk.  2015.  Aplikasi  Sensor  Flow Water  Untuk  Mengukur  Penggunaan  Air Pelanggan Secara Digital Serta Pengiriman Data Secara  Otomatis  Pada  PDAM  Kota  Semarang. Laporan  Tugas  Akhir  (tidak  diterbitkan). Politeknik Negeri Semarang, Semarang.
[2] Shahab, Said Al Rizqi. 2017. Sistem Pendeteksi Kebocoran  Air  Pada  Pelanggan  PDAM  Dengan Menggunakan Uno. Laporan Tugas Akhir (tidak diterbitkan).  Politeknik  Negeri  Batam,  Batam. Risnandar  Erdi."Pembuatan  Aplikasi  Sistem Informasi  Kegiatan  Mahasiswa  Berbasis  Web dan Android Clien". http://lib.unnes.ac.id/22122/1/4112312020- s.pdf(2015)
[3] Wijanarko, Aji. 2017. Perancangan dan Implementasi  Water  Flow  Sensor  Berbasis
Sebagai  Proteksi  Pada  Mesin  Pompa  Air.
Laporan  Tugas  Akhir  (tidak  diterbitkan).
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta,
Yogyakarta. [4] Rahmat, A (2015). Apa Itu NodeMCU ESP8266 Bagaimana Cara Pakenya dari https://kelasrobot.com/apa-itu-nodemcu- esp8266-bagaimana-cara-pakenya/ [5] Sood,  R.,  Kaur,  M.,  &  Lenka,  H.  (2013). DESIGN AND DEVELOPMENT
OF AUTOMATIC WATER FLOW METER. International  Journal  of  Computer  Science, Engineering and Applications, 49-59.
[6] Kho, D. (2017). Pengertian relay. Diambil pada
30 September 2020 dari http://teknikelektronika.com/pengertian-relay- fungsi-relay/
[7] "“Pengertian dan Prinsip Kerja Solenoid Valve”. http://trikuenidesainsistem.blogspot.com/2013/0 8/Solenoid-Valve.html.  Diakses  Tanggal  30 September 2020. Pukul 13.58
[8] Anonim, 2012. “LCD (Liquid Crystal
Disiplay)”.  http://elektronikadasar.web.id/  lcd- liquid-cristal-display/  diakses  pada  Kamis  4
Februari 2021 pukul 10:33 WIB