## Sistem Pemantauan dan Pengendalian Penggunaan Air Menggunakan Aplikasi Telegram Berbasis IoT
Ratnasari Nur Rohmah, Aris Budiman, Vebri Latiefudin Rohman
Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Surakarta, Indonesia rnr217@ums.ac.id , vebrirohman25@gmail.com
Abstraksi —  Penelitian  ini  mendisain  sebuah  alat  untuk pengendalian dan  pemantauan penggunaan air berbasis Internet of things. Alat yang didisain terdiri dari komponen dasar: sensor, pewaktu real  time (rtc), relay ,  solenoid,  LCD  16x2  dan NodeMCU.  Alat  akan  membaca  penggunaan  air  dengan  sensor aliran  air  yang  hasilnya  akan  di  tampilkan  di  LCD  16x2.  Selain ditampilkan,  hasil  dikirim  ke  aplikasi  telegram  pada  telepon genggam.  Fungsi  pengendali  penggunaan  air  dilakukan  dengan mengendalikan buka/tutup kran air. Sebagai pelengkap,alat juga dilengkapi kendali otomatis yang akan menutup keran pada level tertentu.  Hasil  pengujian  alat  menunjukkan,  monitoring  dan pengendalian  kran  air  melalui  telepon  genggam  telah  berjalan seperti  yang  dirancang.  Sedangkan  hasil  dari  kalibrasi  Sensor Water Flow dibandingkan dengan gelas ukur mperlihatkan eror rata-rata errornya 1,9%. Dan hasil dari pengujian Sensor Water Level  untuk  kendali  otomatis  memperlihatkan  kesalahan  relatif rata-rata sebesar 10,3%.
Katakunci —  pemantauan  air;  pengendalian  air; Internet  of Thing
Abstracts — As the population increases, the use of water also increases.  This  is  not  balanced  by  public  awareness  in  conserving water  usage.  One  solution  to  this  problem  is  by  providing  a  water use monitoring tool. This study aims to design a tool for monitoring and controlling water based on the Internet of things. The design of the tool uses a water flow sensor, water level sensor, real time clock (rtc),  relay,  solenoid,  16x2  LCD  and  NodeMCU.  The  working principle of the tool is to read water usage with a water flow sensor, the results will be displayed on a 16x2 LCD and sent to the telegram application on the smartphone. In addition to monitoring, this tool also  has  the  function  of  controlling  water  taps,  with  commands  to close  and  open  faucets.  In  addition  to  manual  control  via smartphone,  the  device  is  also  equipped  with  automatic  control  to close  the  tap  at  a  certain  level.  The  test  results  showed  that monitoring  and  controlling  the  water  tap  through  the  smartphone was  running  as  designed.  While  the  results  of  the  Water  Flow Sensor  calibration  compared  to  the  measuring  cup  showed  an average  error  of  1.9%  error.  And  the  results  of  testing  the  Water Level  Sensor  for  automatic  control  show an  average  relative  error of 10,3%.
Keywords — water  monitoring;  water  controlling;  Internet  of Things

## I. PENDAHULUAN
Air  merupakan  sebuah  sumber  daya  alam  yang  sangat diperlukan  bagi  semua  makhluk  hidup  didunia  ini.    Dengan semakin  bertambahnya  penduduk,  semakin  tinggi  juga kebutuhan  air  yang  harus  dipenuhi.  Dengan  mengingat jumlah  air  bersih  yang  dapat  digunakan  hanyalah  3%  dari jumlah  air  yang  ada  dibumi,  maka  diperlukan  penghematan air  bersih.  Penghematan  ini  akan  melestarikan  ketersediaan air dan menghindari kekeringan akibat musim kemarau yang berkepanjangan,  dan  menjamin  penggunaan  secara  adil  dan merata.  Dari  sisi  ekonomi,  penghematan  air  akan  menekan biaya yang dikeluarkan dalam penyediaan air.
Penghematan  air  dapat  dilakukan  dengan  pengendalian penggunaan  air  yang  tepat.  Misalkan  dengan  mematikan kran  air  bila  tidak  diperlukan.  Pengendalian  akan  berjalan efektif  dan  efisien  jika  didasarkan  pada  pemantauan penggunaan  air  sehari-hari  dirumah.  Pengendalian  ini  akan menghindari  terbuangnya  air  sia-sia,  misalkan  pada  kasus lupa  untuk  mematikan  kran  air.  Pemantauan yang  real  time akan membantu pengendalian secara tepat waktu.
Pemantauan  secara  manual  dilakukan  dengan  memantau meteran  penggunaan  air.  Hasil  pemantauan  ini  kemudian digunakan  untuk  pengendalian  manual  dengan  menutup  dan membuka kran.  Pemantauan dan pengendalian secara manual ini tentunya tidak efisien, memerlukan waktu dan tenaga. Cara ini  tentunya  tidak  akan  menarik  masyarakat  untuk melakukannya.  Seandainya  dilakukan,  masyarakat  akan cenderung  bosan  untuk  melakukan  pemantauan  penggunaan air  karena  besarnya  tenaga  dan  banyaknya  waktu  untuk melakukan kegiatan tersebut.
Beberapa  peneliti  telah  melakukan  penelitian  terkait dengan  perancangan  alat  untuk  membantu  mempermudah
Ratnasari Nur Rohmah, Aris Budiman, Vebri Latiefudin Rohman, Sistem Pemantauan dan Pengendalian Penggunaan Air Menggunakan Aplikasi Telegram Berbasis IoT
kerja  monitoring  penggunaan  air.  Salah  satu  peneliti merancang alat monitoring penggunaan air dengan menggunakan mikrokontroller ATMega [1][2][3][4][5]. Peneliti yang lain sudah membuat alat monitoring dimana data dapat  dikirimkan  ke  pengguna  yang  membutuhkan  [6][7] Dalam  metode  pengiriman  data,  berbagai  metode  dilakukan oleh  berbagai  peneliti,  mulai  dari  penggunaan  teknologi wireless [6][8] maupun memanfaatkan IoT [7] [8].
Berdasar  latar  belakang  di  atas  permasalahan  di  atas, penelitian  ini  merancang  bangun  alat  monitoring  dan pengendalian  penggunaan  air  dirumah  dari  jarak  jauh  dan menggunakan  teknologi  Internet  Of  Things.  Teknologi  IoT telah  banyak  digunakan  dalam  berbagai  perancangan pengendalian  alat  jarak  jauh.  Baik  untuk  pemakaian  dalam bidang  pertanian  [9],  kesehatan  [10],  rumah  tangga  [11], sampai  pada  pengaturan  perparkiran  [12].    Dalam  penelitian ini menggunakan NodeMCU sebagai pengolah data, mengirim data  ke  aplikasi  telegram  dan  sebagai  komunikasi  dengan telegram.
Telegram merupakan aplikasi chatting yang memungkinkan  pengguna  untuk  saling  mengirim  pesan  yang berupa  teks,  gambar,  dan  video  seperti  halnya  aplikasi WhatsApp, Line dan lain-lain. Kelebihan dari telegram adalah kita  bisa  memasukkan  beberapa  program  yang  berjalan  pada aplikasi  sesuai  dengan  keperluan  kita.  Penelitian  ini bermaksud memanfaatkan aplikasi ini dalam proses pemantauan  dan  pengendalian  air.  Dengan  menggunakan aplikasi  ini,  maka  pengendalian  tidak  hanya  dilakukan  oleh satu  orang  saja,  melainkan  semua  orang  yang  masuk  ke  grup telegram  dapat  melakukannya.  Cara  seperti  ini  tentunya  akan lebih manarik masyarakat dibandingkan dengan cara manual.
Jika  dibandingkan  dengan  hasil  penelitian  oleh  peneliti pendahulu,  penelitian  ini  mempunyai  kelebihan  diantaranya adalah  penggunaan  aplikasi  telegram.  Selain  itu  pada pengendalian  aliran  air,  alat  ini  mempunyai  dua  mode pengendalian,  yaitu  meode  manual  jarak  jauh  menggunakan aplikasi  telegram  dan  mode  otomatis  dengan  penggunaan sensor level air.

## II. METODE

## A. Alat dan Bahan
Peralatan  yang  dibutuhkan  untuk  membuat  alat  ini  terdiri suatu mikrokotroler nodemcu ESP8266 sebagai pengolah data dan penghubung dengan internet, sensor, actuator, dan display. Dua  jenis  sensor  digunakan  dalam  rancangan  alat  ini  yaitu sensor  aliran  air  untuk  memantau  debit  penggunaan  air,  dan sensor  level  air  untuk  memantau  ketinggian  air  pada  bak penampungan  air.  Alat  juga  dilengkapi real  time  clock (rtc) ds3231, relay sebagai  aktuator,  display  LCD  16x2.  Dalam pembuatan  alat,  digunakan  pula  kabel  jumper,  kabel  usb, arduino fritzing , eagle , solder, tenol, dan obeng.

## B. Perancangan Alat
Blok diagram perancangan alat dapat dilihat pada Gambar 1  di  bawah  ini.    Peralatan  dibuat  berbasis IoT ,  dimana pemantauan  dan  pengendalian  akan  dilakukan  di  mana  saja dan  kapan  saja  melalui  aplikasi  telegram  yang  ada  di  telepon genggam pintar.  Sistem akan terdiri dari sensor, mikrontoller , aktuator,  jaringan  internet,  dan  telepon  genggan  yang dilengkapi dengan aplikasi telegram.

## Gambar 1. Blok Diagram Perancangan Sistem.
Sistem  dirancang  mempunyai  kemampuan  pemantauan secara real  time ,  dimana  hasil  pengukuran  sensor  dikirimkan melalui  jaringan  internet  ke  aplikasi  telegram.  Pengguna selanjutnya melalui aplikasi ini, dapat melakukan pengendalian  dengan  mengaktifkan  aktuator  yang  berupa relay untuk  menutup  maupun  membuka  keran.  Pengendalian jarak  jauh  melalui  internet  ini  dapat  dilakukan  oleh  semua pengguna  aplikasi  telegram  yang  tergabung  dalam  satu  grup. Selain  pengendalian  jarak  jauh,  alat  juga  dilengkapi  dengan kendali otomatis  yang akan  mengendalikan  kran air pada bak penampung  air,  berdasarkan  level  ketinggian  air  pada  bak penampun

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Realisasi Perangkat Keras
Realisasi perangkat keras  alat pemantau dan pengendalian air  dapat  dilihat  pada  Gambar  2.  NodeMCU  (3)  pada  alat berfungsi  pengolah  data,  dan  menerima  sinyal  masukan  dari hasil  pembacaan  data  dari  sensor  aliran  air  ( waterflow ) (2), sensor ketinggian air ( water level ) (6), dan juga RTC (4). RTC berfungsi  untuk  menghubungkan  alat  dengan  platfrom telegram. Adapun penggunaan pin yang ada pada  NodeMCU adalah sebagai berikut: pin D1 digunakan untuk data scl RTC, dan pin D2 untuk SDA. Sedangkan pin D5 dan D7 digunakan untuk  data  ke  relay  (7).  Adapun  data  dari  Sensor Water Level (6), Sensor Water Flow terhubung ke pin D6 nodeMCU (3).

## Gambar 2. Perancangan alat monitoring dan pengendalian air
Pada peralatan ini digunakan dua sumber daya. Sumber daya  solenoid  berasal  dari  12  volt power  supplay (1)  dan NodeMCU  (3)  disini  menggunakan  5  volt  dari  power  bank. Meskipun demikian bisa juga menggunakan power supplay 12 volt  yang  ada, lalu  diturunkan  ke 5  volt  menggunakan  modul LM2596.  Untuk  lengkapnya,  penggunaan  pin  nodeMCU  (3) dapat  dilihat  pada  Tabel  I.    Instalasi  alat  pada  instalasi  air diperlihatkan pada Gambar 3.
T ABEL I. P ENGGUNAAN P IN PADA N ODE MCU
Pin NodeMCU Komponen D1 SCL pada LCD dan RTC D2 SDA pada LCD dan RTC D5 Relay (output perintah dari telegram) D6 Sensor Water Flow D7 Relay (output dari sensor water level) A0 Sensor Water Level 3 Volt Relay dan RTC 5 Volt
LCD, Sensor Water Level, dan
Sensor Water Flow
Gambar 3. Instalasi alat untuk pemantauan dan  pengendalian air

## B. Hasil Pengujian dan Pembahasan

## 1. Pengujian Sensor Level Air
Pengujian  sensor  pada  alat  dilakukan  dengan  cara meletakkan  sensor  kedalam  ember  dengan  ketinggian  diatur pada  ketinggian  13  cm  dari  dasar  ember.  Selanjutnya dilakukan pengisian  air kedalam ember dengan ketinggian  13 cm.  Selanjutnya  ketinggian  air  setelah  penutupan  keran  air berdasar  hasil  pemindaian  sensor  dicatat  seperti  terlihat  pada Gambar  4.    Hasil  pengujian  sensor  level  air  ini  diperlihatkan pada Gambar 5 dan Tabel II.
Gambar 4. Pengujian sensor level air dengan penggaris
Gambar 5. Grafik pengujian ketinggian air pada sensor water level
T ABEL II. H ASIL PENGUJIAN KETINGGIAN AIR SAAT SENSOR LEVEL AIR
BEKERJA n Seting ketinggian (cm) Ketinggian air akhir (cm) Kesalahan relatif  (%) 1 13 14,3 10 2 13 14,4 10,7 3 13 14,3 10
Ratnasari Nur Rohmah, Aris Budiman, Vebri Latiefudin Rohman, Sistem Pemantauan dan Pengendalian Penggunaan Air Menggunakan Aplikasi Telegram Berbasis IoT
4 13 14,5 11,5 5 13 14,3 10 6 13 14,3 10 7 13 14,2 9,2 8 13 14,3 10 9 13 14,5 11,5 10 13 14,4 10,7 Rata-rata 10,3
Kecenderungan  hasil  pengujian  pada  ketinggian  level  air ini  cukup  konstan  seperti  yang  terlihat  pada  Gambar  5.  Ini menandakan  kerja  sensor  yang  cukup  linier.  Meskipun demikian,  jika  diihat  lebih  detil  seperti  terlihat  pada  Tabel  II, terlihat  adanya  perbedaan  ketinggian  air  pada  ember  dengan ketinggian  yang  diseting  pada  sensor.  Terlihat  bahwa ketinggian  air  yang  dicapai  selalu  diatas  ketinggian  seting  air dengan  rata-rata  selisih  ketinggian  adalah  1,35  cm,  dari sepuluh  kali  percobaan.  Hal  ini  dimungkinkan  adanya  delay dari  pembacaan  level  air  oleh  sensor  ke  pengendalian  relay pemutus  aliran  air.  Dengan  uji  coba  ini,  maka  untuk mendapatkan level air yang diinginkan, dengan mempertimbangkan  adanya  delay,  sensor  dipasang  pada ketinggian 1,35 cm di bawah ketinggian target.
2. Pengujian Kerja Sensor untuk pemantauan penggunaan air.
Pengujian ini dilakukan dengan cara membandingkan hasil  ukur  alat  flow  sensor  dengan  pengukuran  volume  air dengan gelas ukur (Gambar 6).  Hasil Pengujian diperlihatkan pada Tabel III.
Gambar 6. Perbandingan antara alat monitoring pengendalian air dengan gelas
ukur T ABEL III. P ERBANDINGAN HASIL PENGUKURAN DENGAN SENSOR FLOW DAN
GELAS UKUR
No Nilai Sensor (L) Gelas Ukur (L) Selisih Error (%) 1 0,54 0,5 0,04 7,407407
2 1,02 1 0,02 1,960784 3 1,52 1,5 0,02 1,315789 4 2,04 2 0,04 1,960784 5 2,5 2,5 0 0 6 3,01 3 0,01 0,332226 7 3,52 3,5 0,02 0,568182 8 3,98 3,95 0,03 0,753769 9 4,52 4,45 0,07 1,548673 10 5,01 4,85 0,16 3,193613 Rata-rata error 1,904123
Hasil  pengujian  sensor  water  flow  pada  Tabel  III memperlihatkan hasil pengukuran dari sepuluh kali percobaan. Hasil  bervariasi  dengan  error  terkecil  terlihat  percobaan  ke  5 (error  nya  0%),  dan  tertinggi  mencapai  7,4%  pada  percobaan pertama,  sedangkan  rata-rata  errornya  1,9%.  Perbedaan  ini terjadi  akibat  adanya  fluktuasi  air.  Hal  ini  mengakibatkan perbedaan  laju  air  yang  melewati  sensor  water  flow  yang dipengaruhi  terdapatnya  sisa  air  dari  aliran  air  sebelumnya. Adanya  delay  dalam  pengiriman  sinyal  juga  mengakibatkan pembacaan  sensor  water  flow  yang  tidak  langsung  berhenti pada  saat  sumber  air  dimatikan.  Meskipun  demikian,  dengan rata-rata  errornya  1,9%,  alat  ini  sudah  cukup  baik  untuk diterapkan untuk penggunaan sehari-hari. Terutama pada skala rumah  tangga,  dengan  kapasitas  penggunaan  air  yang  tidak terlalu besar.
3. Pengujian pemantauan dan pengendalian melalui internet.
Pengujian  sistem  monitoring  dan  pengendalian  air dilakukan  dengan  cara  memberikan  perintah  jarak  jauh menggunakan  aplikasi  telegram  yang  ada  di  smartphone. Berikut beberapa hasil percobaan dapat dilihat pada  Tabel IV dan Gambar 7.
T ABEL IV. U JI COBA PENGENDALIAN MELALUI APLIKASI TELEGRAM
No Pengukuran alat Perintah  di telegram Status solenoid Keberhasilan mengirim ke telegram 1 8,59 liter Open terbuka berhasil 2 25,79 liter Close tertutup berhasil 3 47,77 liter Open terbuka berhasil 4 55,6 liter Close tertutup berhasil 5 56,45 liter Open terbuka berhasil
Gambar 7. Tampilan tangkapan layar pada aplikasi telegram.
Gambar  7  memperlihatkan  salah  satu  tangkapan  layar telepon  genggam  saat  menjalankan  aplikasi  telegram.  Posisi terakhir  solenoid  bisa  dilihat  di  telegram  dengan  cara  kirim pesan  teks  “Status”.    Perintah  membuka  solenoid  dilakukan dengan  mengirim  pesan  “Open”  pada  aplikasi  telegram. Perintah  ini  akan  terkirim  ke  NodeMCU  untuk  membuka solenoid.
Gambar 8. Pengendalian lebih dari satu orang .
Pemantauan  dan  pengendalian  air  ini  bisa  dilakukan  lebih dari satu orang. Gambar 8 berikut  memperlihatkan tangkapan layar pada telepon genggam yang sedang menjalankan aplikasi ini. Seseorang dapat melakukan pemantauan dan pengendalian air  jika  tergabung  dalam  satu  grup.  Gambar  9  berikut memperlihatkan menu menambahkan orang untuk dimasukkan
dalam  grup,  dan  menu-menu  yang  tersedia  lainnya.  Menu- menu  tersebut  meliputi: Close,  Open,  Debit  air,  Volume  air, Status,  Addcontact. Menu  “Close”  untuk  menutup  solenoid, “Open”  untuk  membuka  solenoid,  “Debit  air”  untuk  melihat debit  air,  “Volume  air”  digunakan  untuk  melihat  total penggunaan air, dan “Status” untuk mengetahui posisi terakhir solenoid  apakan  terbuka  atau  tertutup.  Sedangkan  menu “addcontact” digunakan untuk mengundang orang lain masuk ke grup telegram.
Gambar 9. Menu yang ada di aplikasi telegram
 

## IV. KESIMPULAN
Hasil  dari  kalibrasi  Sensor  Water  Flow  dibandingkan dengan  gelas  ukur  terdapat  perbedaan  error  setiap  percobaan, error  terkecil  terpadapat  pada  percobaan  ke  5  yaitu  dengan error 0%, error terbesar terdapat pada percobaan pertama yaitu dengan  error  7,4%,  dan  untuk  rata-rata  errornya  adalah 1,9%.Hasil  dari  pengujian  Sensor  Water  Level  terdapat beberapa  perbedaan,  untuk  selisih  terkecilnya  adalah  1,3  cm, untuk  selisih  terbesarnya  adalah  1,5  cm,  dan  untuk  rata-rata selisihnya adalah 1,35 cm.Relay dan solenoid bekerja dengan baik, dapat bekerja pada saat menerima perintah dari telegram maupun perintah dari sensor water level.Respon NodeMCU ke telegram  dan  telegram  ke  NodeMCU    agak  terlambat  karena sinyal internet yang kurang cepat

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Suharjono,  Amin.  Lista  Nurina  Rahayu.  Dan  Roudlotul  Afwah. (2015). “Aplikasi Sensor Flow Water Untuk Mengukur Penggunaan Air Pelanggan Secara Digital Serta Pengiriman Data Secara Otomatis Pada  PDAM  Kota  Semarang”.  Semarang:  Politeknik  Negeri Semarang.
[2] Kautsar,  Muhammad.  R.  Rizal  Isnanto.  Dan  Eko  Didik  Widianto. (2015).  “Sistem  Monitoring  Digital  Penggunaan  dan  Kualitas Kekeruhan  Air  PDAM  Berbasis  Mikrokontroler  ATMega328
Ratnasari Nur Rohmah, Aris Budiman, Vebri Latiefudin Rohman, Sistem Pemantauan dan Pengendalian Penggunaan Air Menggunakan Aplikasi Telegram Berbasis IoT
Menggunakan Sensor Aliran Air dan Sensor Fotodioda”. Semarang: Universitas Diponegoro
[3]        Risna  dan  Harrizki  Arie  Pradana.  (2014).  “Rancang  Bangun  Aplikasi Monitoring  Penggunaan  Air  PDAM  Berbasis  Mikrokontroler Arduino Uno”. Bangka Belitung: STMIK Atma Jaya.
[4] Afifudin,  AA.  (2019).  “Penerapan  Metode  Fuzzy  untuk  Monitoring Penggunaan Air Rumah Tangga Berbasis Arduino”. Institut Teknolgi Nasional Malang.
[5] Patrisia,  S.  (2019).  “Rancang  Bangun  Alat  Monitoring  Penggunaan dan  Notifikasi  Air  PDAM  Menggunakan  NodeMCU  Berbasis Mikrokontroler”. Politeknik Negeri Padang.
[6] Sachio,  S.,  Noertjahyana,  A.,  &  Lim,  R.  (2017).  “Prototype Penggunaan  IOT  untuk  Monitoring  Level  Pada  Penampung  Air Berbasis ESP8266”. Petra Surabaya.
[7] Ulumudin,  U  &  Sudrajat,  M.  (2018).  “Prototipe  Sistem  Monitoring Air  Pada  Tangki  Berbasis  IOT  Menggunakan  NodeMCU  ESP8266 dan Ultasonik”. UIN Sunan Gunung Djati Bandung
[8] Mansoben,  RL.  (2019).  “Pemanfaatan  Water  Flow  Sensor  Sebagai Monitoring Penggunaan Air PDAM Via Website Berbasis Arduino”. Politeknik Negeri Sriwijaya.
[9] Laksono,  SS.,  Nurgiyatna  (2019).  “Sistem  Pengukur  Curah  Hujan Sebagai  Deteksi  Dini  Kekeringan  Pada  Pertanian  Berbasis  Internet Of Things (IoT)” Emitor: Jurnal Teknik Elektro, 2020, Vol. 20. No. 02, 131 – 133.
[10] Kusuma.  R.  S,  dkk.,  (2018).  “Prototipe  Alat  Monitoring  Kesehatan Jantung Berbasis IoT”, Emitor: Jurnal Teknik Elektro, 2018, Vol. 18 No. 02, 18 – 22.
[11] Rohmah,  R.  N,  Nindya  Kaloka,  (2019).  “Pemanfaatan  Smartphone Berbasis  Android  sebagai  Alat  Pengontrol  Pembersih  Lantai”, Emitor: Jurnal Teknik Elektro, 2019 . Vol. 19 No. 02, 81 – 85.
[12]  Adnan  M.,  Ratnasari  Nur  Rohmah,  (2020).  “Pemanfaatan  Dua Mikrokontroller Platform IoT Dalam Pengembangan Sistem Parkir”, Emitor: Jurnal Teknik Elektro, 2020, Vol. 20. No. 02, 137 – 142.