## ALAT DETEKSI KETINGGIAN AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DENGAN DATABASE
Ryan Dika Pratama 1 , S. Samsugi 2 , Jaka Persada Sembiring 3
123 Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Teknokrat Indonesia Jl. Z.A. Pagar Alam No.9-11, Labuhan Ratu, Bandar Lampung, Lampung ryandika995@gmail.com 1

## Abstract
Floods are one of the natural disasters that often occur around the neighborhood, one of which is a village or pedestrian bridge which is located in the lowlands or areas close to river flows. This natural disaster cannot be predicted when it will occur, in this situation many  losses caused by  flooding include  loss  of  property  and  even  loss  of  life.  From  the disasters faced by people who live near heavy rivers that last for a long time, residents or local officers have to go back and forth to see the condition of the river water level, for fear that if the water rises quickly, it can cause losses. Meanwhile, the community and officers did not receive information when the river water rose at any time. The purpose of this study is to be able to provide water level status messages to smartphones that have been installed and databases as data storage in the form of hours, days, dates, and water level statuses, making it easier for residents or officers to monitor or see the water situation automatically  through  Smartphones  so  that  residents  can  anticipate  early  in  order  to avoid  the  fall  of  victims  due  to  floods.  This  flood  early  detection  system  or  tool  has succeeded in  providing information  about  floods in  real-time  and  the  data  is stored  in ThingSpeak.
Keywords : Floods, Internet Of Things, Android, Firebase

## Abstrak
Banjir adalah salah satu bencana alam yang sering terjadi di sekitar lingkungan tempat tinggal,  salah  satu  nya  desa  atau  jembatan  penyeberangan  yang  memang  berada  di dataran rendah atau daerah yang dekat dengan aliran sungai. Bencana alam ini tidak dapat  diperkirakan  kapan  akan  terjadinya,  dalam  situasi  ini  banyak  kerugian  yang disebabkan oleh banjir antara lain kehilangan harta benda bahkan sampai kehilangan nyawa.  Dari  bencana  yang  dihadapi  oleh  masyarakat  yang  bermukim  di  dekat  aliran sungai deras yang berlangsung lama warga atau petugas sekitar harus bolak balik untuk melihat kondisi ketinggian air sungai, karena khawatir jika air naik dengan cepat dapat menimbulkan kerugian. Sedangkan masyarakat maupun petugas tidak dapat informasi ketika air sungai naik sewaktu-waktu. Tujuan penelitian ini mampu memberikan pesan status ketinggian air ke smartphone yang telah diinstal dan database sebagai penyimpan data berupa jam, hari, tanggal dan status ketinggian air, sehingga memudahkan warga atau petugas memonitoring atau melihat situasi air secara otomatis melalui Smartphone sehingga  warga  dapat  melakukan  antisipasi  dini  agar  menghindari  akan  jatuhnya korban akibat bencana banjir. Sistem atau alat pendeteksi dini banjir ini telah berhasil memberikan  informasi  mengenai  banjir  secara  realtime  serta  data  tersimpan  ke ThingSpeak.
Kata kunci : Banjir, Internet Of Things, Android, Firebase

## 1. PENDAHULUAN
Banjir  adalah  salah  satu  bencana  alam  yang  sering  terjadi  di  sekitar  lingkungan tempat tinggal, salah satu nya desa atau jembatan penyeberangan yang memang berada di dataran rendah atau daerah yang dekat dengan aliran sungai [1]. Bencana alam ini tidak dapat  diperkirakan  kapan  akan  terjadinya,  dalam  situasi  ini  banyak  kerugian  yang disebabkan  oleh  banjir  antara  lain  kehilangan  harta  benda  bahkan  sampai  kehilangan nyawa. Dari bencana yang dihadapi oleh masyarakat yang bermukim di dekat aliran sungai deras yang berlangsung lama, warga atau petugas sekitar harus cek kelokasi untuk melihat ketinggian  air  sungai,  karena  khawatir  jika  air  naik  dengan  cepat  dapat  menimbulkan kerugian. Sedangkan masyarakat maupun petugas tidak dapat informasi ketika air sungai naik sewaktu-waktu [2][3].
Salah  satu  aliran  sungai  atau  kali  yang  sering  terjadi  banjir  di  sungai  Universitas Teknokrat Indonesia yang berada di sekitar halaman masjid dan jembatan Teknokrat yang sering  digunakan  untuk  penyeberangan  mahasiswa  dan  dosen  yang  melintasinya. Berdasarkan dari informasi mahasiswa atau petugas yang berada disekitar jembatan dan masjid teknokrat, mereka mengeluhkan faktor yang menyebabkan terjadinya banjir karena kurangnya kesadaran masyarakat setempat yang masih membuang sampah di aliran sungai sehingga  pada  saat  musim  hujan  yang  berlangsung  lama  menyebabkan  penyumbatan saluran aliran air sungai terhambat karena sampah yang berlebihan. Banyak hal yang dapat kita  lakukan  untuk  menanggulangi  masalah  tersebut  seperti  pemanfaatan  teknologi. Dengan  menggunakan  smartphone  dan  internet  yang  bisa  saling  terhubung  dan  saling bertukar data melalui jaringan internet. Internet juga dapat digunakan untuk pengambilan data  dari  suatu  tempat  dengan  menggunakan  sensor  dan  juga  akses  jarak  jauh  untuk mengendalikan benda disuatu tempat. Salah satu nya menggunakan database yang dibuat berupa aplikasi yang dapat diinstal ke smartphone petugas atau masyarakat terdekat, agar dapat tau informasi ketinggian air yang dianggap diluar batas normal [4].
Pada  penelitian  sebelumnya  telah  dibahas  terkait  dengan  Alat  deteksi  banjir diantaranya adalah penelitian yang dibuat oleh  [5], merancang model sistem peringatan dini banjir di kecamatan Satui menggunakan sensor kapastif alumunium foil. Penelitian lain juga  telah  dilakukan  oleh  [6]  dengan  memanfaatkan  sensor  ultrasonic.  Data  nilai kapasitansi  dapat  ditampilkan  dalam  serial  monitor  dan  output  pada  sistem  alat menggunakan LED,  LCD,  dan  buzzer  untuk  menampilkan  hasil  status dari  ketinggian  air sungai.  [7]  juga  membuat  Alat  sistem  deteksi  banjir  menggunakan  Water  level  Sensor sebagai  pembaca  data  dan  NodeMcu  ESP2866  sebagai  pemroses  sistem  kemudian mengirimkan  data  ke  smartphone  lewat  aplikasi  BLYNK,  dengan  memberikan  notifikasi berupa informasi level ketinggian air aman, siaga atau awas. [8] membuat perancangan alat deteksi  bencana  banjir  dengan  Sensor  Kapastif  dan  SMS  Gateway  dengan  output  sistem melalui LCD, LED dan buzzer, Ketika air mencapai status aman lampu LED hijau hidup, pada status siaga LED kuning hidup dan mengirimkan berupa SMS peringatan, serta pada status bahaya kemudian LED merah hidup dan mengirimkan SMS kemudian buzzer berbunyi.
Pada penelitian yang dilakukan [9] membuat Alat pedeteksi ketinggian air interaktiv dengan memakai Raspberry Pi sebagai komputer mini untuk mengatur kerja pada sistem, Alat ini berguna untuk mengawasi ketinggian air waduk dengan Aplikasi Telegram.  [10] Juga membuat Sistem pendeteksi bencana banjir dengan memakai mikrokontroler arduino yang  mengendalikan  sensor  ultrasonik.  Sensor  ultrasonic  akan  mengirimkan  level ketinggian air ke tampilan LCD dan kemudian LCD akan menampilkan status tinggi air dan akan mengirimkan datake web untuk memberikan informasi status ketinggian air kepada warga.
Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dibuat sebelumnya, Alat deteksi banjir tidak ada yang membuat dengan menggunakan database. Sedangkan pada penelitian   ini
mampu  memberikan  pesan  status  ketinggian  air  ke  smartphone  yang  telah  diinstal  dan database  sebagai  penyimpan  data  berupa  jam,  hari,  tanggal  dan  status  ketinggian  air, sehingga memudahkan warga atau petugas memonitoring atau melihat situasi air secara otomatis  melalui  Smartphone  sehingga  warga  dapat  melakukan  antisipasi  dini  agar mencegah jatuhnya korban akibat bencana banjir.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Pada penelitian ini penulis menggunakan metode penelitian eksperimental (uji coba), yaitu  metode  penelitian  (inkuiri)  dengan  menggunakan  pendekatan  kuantitatif  yang dipandang paling  kuat  untuk  mengaji  berbagai  gejala  yang  ada  terutama  yang  berkaitan dengan hubungan pengaruh suatu faktor/variabel terhadap faktor/variable lainnya [11]. Adapun  tujuan dari  penelitian  ini  yaitu  membuat  atau  merancang  suatu  alat  yang  dapat memberikan pesan status ketinggian air ke smartphone dan database sebagai penyimpan data berupa jam, hari, tanggal dan status ketinggian air, sehingga warga dapat melakukan antisipasi  dini  agar  mencegah  jatuhnya  korban  akibat  bencana  banjir.  Penelitian eksperimen  ini  dilakukan  pada  perancangan  sistem,  baik  pada  perancangan  perangkat keras  ( hardware )  maupun  perancangan  sistem  perangkat  lunak  ( software )  dari  alat  ini. Untuk pengumpulan data digunakan metode-metode berikut:
1. Studi Pustaka
Pada  penelitian  ini  penulis  memproleh  data  dengan  acara  membaca  buku- bukureferensi  atau  jurnal  yang  didapat  dari  media  internet  yang  berhubungan dengan masalah penelitian yang sedang penulis lakukan atau penulis bahas.
2. Metode Ekperimen
Penulis merancang alat dan diuji coba secara langsung tujuannya untuk melakukan pengamatan dan pengecekan sistem kerja dari alat tersebut. Jika terjadi kesalahan bisa langsung dianalisa dan diperbaiki.
3. Metode Wawancara
Pada penelitian ini penulis melakukan konsultasi dengan pembimbing dan penguji.

## 2.1. Blok diagram
Blok diagram merupakan hal yang terpenting dalam merancang sebuah alat, pada bab ini akan membahas sedikit gambaran cara kerja sistem dari alat deteksi banjir yang akan dibuat  dan  digunakan  oleh  penulis  [12][13].  Adapun  blok  diagram  dalam  implementasi sensor ultrasonic pada alat deteksi banjir dengan database dapat dilihat pada gambar 1.

## Gambar 1 Blok Diagram

## 2.2. Flowchart Sistem
Setelah  penulis  membuat  blok  diagaram  maka  tahap  selanjutnya  ialah  membuat flowchart . Flowchart tersebut  memilki  fungsi  sebagai  penetu  atau  acuan  untuk  penulis melakukan  uratan  step  by  step  dari  proses  yang  akan  dikerjakan  oleh  aplikasi  dan mikrokontroler yang akan dibuat nantinya. Flowchart sangat berpengaruh terhadap layak atau  tidak  layak  sistem  tersebut  dijalankan  [14].  Tahapan  ini  merupakan  pondasi  awal untuk sebelum terbentuknya suatu sistem atau alat. Jika pada pengerjaaan atau pembuatan flowchart sudah tidak baik, maka bisa dipastikan bahwasanya sistem atau alat yang akan dibuat  tidak  baik  atau  sempurna.  Maka  sangatlah  penting  bagi  kita  untuk  mengikuti prosedur dasar tersebut, agar sistem atau alat yang dihasilakan jauh lebih baik.

## Gambar 2 Flowchart Sistem

## 2.3. Rangkaian Skematik Alat
Perancangan  rangkaian  skemantik  alat  dilakukan  untuk  mempermudah  proses pembuatan rangkaian komponen-komponen yang akan digunakan, sebelum implementasi komponen sesungguhnya pada alat [15]. Contoh rangkaian skematik dari keseluruhan alat yang akan digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Skematik Alat

## 2.4. Rangkaian Keseluruhan Alat
Gambar dari alat yang akan dibuat dan digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 4 Rancangan Alat Deteksi Banjir

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Perancangan Alat Deteksi Banjir
Rancangan  Sistem  alat  deteksi  banjir  ini  pada  prinsipnya  untuk  memonitoring ketinggian  air  serta  memberi  peringatan berupa  suara buzzer apabila  ketinggian  di  atas batas normal, dan data akan disimpan secara real-time ke ThingSpeak. Sistem pengiriman data pada alat ini menggunakan Sensor Ultrasonik, selanjutnya data tersebut diterima oleh user dalam bentuk nilai angka dan ditampilkan di Smartphone Android. Kemudian di proses oleh mikrokontroler NodeMcu ESP32S untuk mengolah data ketinggian air serta memberi memberi koneksi jaringan internet ke Smartphone Android. Arsitektur jaringan alat deteksi banjir dapat dilihat pada gambar 5 berikut.

## Gambar 5 Arsitektur Dalam Jaringan

## 3.2. Perakitan Perangkat Keras
Perakitan perangkat keras alat deteksi banjir ini dibuat berdasarkan bentuk diagram blok. Adapun perangkat keras yang digunakan pada system dapat dilihat pada Gambar 6.

## Gambar 6 Rangkaian Sistem

## 3.3. Program Tampilan Beranda
Berikut merupakan program tampilan beranda interface dengan menampilkan status serta ketinggian air di Aplikasi smartphone Android dapat dilihat pada contoh gambar 7 berikut.
Gambar 7 Program Tampilan Beranda

## 3.3.1. Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui tingkat kesalahan sistem apakah fungsi- fungsi yang telah direncanakan bekerja dengan baik atau tidak. Hasil dari pengujian alat ini juga berguna untuk mengetahui tingkat kinerja dari fungsi tersebut. Pengujian dilakukan pada setiap blok rangkaian sehingga apabila terjadi suatu kesalahan akan dapat diketahui secara  pasti.  Selain  itu  pengujian  juga  dilakukan  untuk  mengetahui  cara  kerja  sensor ultrasonik saat mendeteksi ketinggian air sungai dan memberikan peringatan saat sensor mendeteksi air. Level ketinggian air ini terbagi menjadi 3 bagian antara lain yaitu normal, waspada  dan  bahaya.  Dapat  diketahui  bahwa  jika  status  air  normal  dan  ketinggian  air mencapai > 0 <= 5 cm maka akan tampil status dan ketinggian air di smartphone android dan data status ketinggian air akan langsung tersimpan ke ThingSpeak. Dan untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada contoh Gambar 8 s.d 10.
Gambar 8 Pengujian Alat (Status Normal)
Gambar 9 Pengujian Alat (Status waspada)
Gambar 10 Pengujian Alat (Bahaya)

## 3.3.2. Kalibrasi Sensor Ultrasonik Dari Dasar Sungai
Kalibrasi sensor ultrasonik dilakukan menggunakan penggaris sebagai alat pengukur jarak standar. Disini penulis mengkalibrasikan jarak dari dasar sungai ke sensor ultrasonik. Dengan  jarak  permukaan  sungai  ke  sensor  ultrasonik  yaitu  30  cm.  Berikut  merupakan contoh  gambar  kalibrasi  sensor  ultrasonik  dari  dari  dasar  sungai  ke  sensor  ultrasonik. Dapat dilihat pada gambar 11.

## Gambar 11 Kalibrasi dari Dasar Sungai
Sedangkan untuk hasil pengujian, jarak  dikalibrasikan dari dasar sungai ke sensor dengan melakukan 10 kali pengujian, terdapat 8 pengujian yang sesuai dan 2 yang tidak sesuai.  Tabel  1  merupakan  hasil  kalibrasi sensor  ultrasonik  dari  dasar  sungai  ke  sensor ultrasonik.

## Tabel  1 Kalibrasi Sensor Ultrasonik Dari Dasar Sungai
No. Data Pengujian Ultrasonik  Penggaris  Dasar Sungai Permukaan Sungai Hasil 1. Data 1 16 cm 17 cm 3 cm 20 cm Tidak Sesuai 2. Data 2 13 cm 13 cm 7 cm 20 cm Sesuai 3. Data 3 11 cm 11 cm 9 cm 20 cm Sesuai 4. Data 4 12 cm 12 cm 8 cm 20 cm Sesuai 5. Data 5 16 cm 16 cm 4 cm 20 cm Sesuai 6. Data 6 10 cm 11 cm 9 cm 20 cm Tidak Sesuai 7. Data 7 13 cm 13 cm 7 cm 20 cm Sesuai 8. Data 8 5 cm 4 cm 16 cm 20 cm Tidak sesuai 9. Data 9 6 cm 6 cm 14 cm 20 cm Sesuai 10.  Data 10 14 cm 14 cm 6 cm 20 cm Sesuai

## 3.3.3. Kalibrasi Sensor Ultrasonik Dari Permukaan Sungai
Kalibrasi sensor ultrasonik dilakukan menggunakan penggaris sebagai alat pengukur jarak standar. Jarak permukaan sungai ke sensor dikalibrasikan dengan jarak permukaan sungai ke sensor ultrasonik yaitu 10 cm.  Gambar 12 merupakan contoh kalibrasi sensor ultrasonik dari permukaan sungai ke sensor ultrasonik.

## Gambar 12 Kalibrasi Dari permukaan Sungai
Sedangkan  untuk  hasil  pengujian,  jarak  dari  permukaan  sungai  ke  sensor dikalibrasikan dengan melakukan 7 kali pengujian, terdapat 6 pengujian yang sesuai dan 1 yang  tidak  sesuai.  Tabel  2  merupakan  tabel  kalibrasi  sensor  ultrasonik  dari  permukaan sungai ke sensor ultrasonik.

## Tabel  2 Kalibrasi Sensor Ultrasonik dari Permukaan Sungai
No. Data Pengujian Ultrasonik  Penggaris  Permukaan Sungai Hasil 1. Data 1 4 cm 3 cm 4 cm Tidak Sesuai 2. Data 2 6 cm 6 cm 6 cm Sesuai 3. Data 3 7 cm 7 cm 7 cm Sesuai 4. Data 4 9 cm 9 cm 9 cm Sesuai 5. Data 5 3 cm 3 cm 3 cm Sesuai 6. Data 6 5 cm 5 cm 5 cm Sesuai 7. Data 7 2 cm 2 cm 2 cm Sesuai

## 4. SIMPULAN
Setelah penelitian yang telah dilakukan dan pengujian dari aplikasi alat pendeteksi banjir ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Alat  peringatan  pendeteksi  dini  banjir  yang  dibuat  dengan  menggunakan  sensor ultrasonik berbasis mikrokontroller NodeMCU ESP32S dapat berkerja dengan baik.
2. Alat  peringatan  pendeteksi  dini  banjir  telah  berhasil  memberikan  informasi mengenai banjir secara realtime serta data tersimpan ke ThingSpeak.
3. Alat  peringatan  pendeteksi  dini  banjir  telah  mampu  mengirimkan  peringatan kepada masyarakat agar dapat melakukan antispasi dini dengan penyela-matan diri atau barang berharga.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Samijayani,  O.N.,  Iftikar,  F.,  Hariomurti,  M.  and  Astharini,  D.,  2014. Implementasi Sistem  Sensor  Sederhana  untuk  Peringatan  Banjir  Melalui  SMS .  Jurnal  Al-Azhar Indonesia Seri Sains dan Teknologi, 2(1), pp.22-27.
[2] Pratiwi,  D.,  Sinia,  R.O.  and  Fitri,  A.,  2020. Peningkatan  Pengetahuan  Masyarakat Terhadap Drainase Berporus yang Difungsikan Sebagai Tempat Peresapan Air Hujan . Journal of Social Sciences and Technology for Community Service (JSSTCS), 1(2).
[3] Safitri, D., Putra, R.A. and Dewantoro, F., 2022. Analisis Pola Aliran Banjir Pada Sungai Cimadur,  Provinsi  Banten  Dengan  Menggunakan  Hec-Ras .  JICE  (Journal  of Infrastructural in Civil Engineering), 3(01), pp.19-30.
[4] Prasetio, M.O., Setiawan, A., Gunawan, R.D. and Abidin, Z., 2020. Sistem Pengendali Air Tower  Rumah  Tangga  Berbasis  Android .  Jurnal  Teknik  dan  Sistem  Komputer,  1(2), pp.53-58.
[5] Bahar, B. and Purwanto, A., 2015. Model Sistem Peringatan Dini Banjir Di Kecamatan Satui  Menggunakan  Sensor  Kapasitif  Aluminium  Foil .  Jutisi:  Jurnal  Ilmiah  Teknik Informatika dan Sistem Informasi, 3(2).
[6] Valentin, R.D.,  2021. Implementasi Sensor  Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler Untuk Sistem  Peringatan  Dini  Banjir .  Jurnal  Ilmiah  Mahasiswa  Kendali  dan  Listrik,  2(1), pp.32-41.
[7] Muzakky,  A.,  Nurhadi,  A.,  Nurdiansyah,  A.  and  Wicaksana,  G.,  2018,  October. Perancangan  Sistem  Deteksi  Banjir  Berbasis  IoT .  In  Conference  on  Innovation  and Application of Science and Technology (CIASTECH) (Vol. 1, No. 1, pp. 660-667).
[8] Astuti,  W.  and  Fauzi,  A.,  2018. Perancangan  Deteksi  Banjir  Menggunakan  Sensor Kapastif  Mikrokontroler  ATMega328p  dan  SMS  Gateway. Jurnal  Informatika,  5(2), pp.255-261.
[9] Mareta, R., Rahmaningsih, A.D. and Firmansyah, R.D., 2017. Pendeteksi Ketinggian Air Interaktif  Dengan  Aplikasi  Telegram  Berbasis  Raspberry  Pi. JST  (Jurnal  Sains  dan Teknologi), 6(2), pp.279-289.
[10] Adelia,  M.,  2020. Sistem  Pendeteksi  Bencana  Banjir  Menggunakan  Arduino  Berbasis Web . Kumpulan Karya Ilmiah Mahasiswa Fakultas sains dan Tekhnologi, 2(2), pp.125- 125.
[11] Gumantan, A. and Fahrizqi, E.B., 2020. Pengaruh Latihan Fartlek dan Cross Country Terhadap  Vo2Max  Atlet  Futsal  Universitas  Teknokrat  Indonesia .  SPORT-Mu:  Jurnal Pendidikan Olahraga, 1(01), pp.1-9.
[12] Widodo, T., Irawan, B., Prastowo, A.T. and Surahman,  A., 2020. Sistem Sirkulasi Air Pada Teknik Budidaya Bioflok Menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno R3. Jurnal Teknik Dan Sistem Komputer, 1(2), pp.34-39.
[13] Genaldo, R., Septyawan, T., Surahman, A. and Prasetyawan, P., 2020. Sistem Keamanan Pada Ruangan Pribadi Menggunakan Mikrokontroler Arduino dan SMS Gateway. Jurnal Teknik Dan Sistem Komputer, 1(2), pp.46-52.
[14] Driyanto, D., Sucipto, A. and Rahmanto, Y., 2021. Ornamental Fish Feeder Tool In The Aquarium Automatically . Jurnal Robotik, 1(1), pp.1-8.
[15] Samsugi,  S.,  Yusuf,  A.I.  and  Trisnawati,  F.,  2020. Sistem  Pengaman  Pintu  Otomatis Dengan  Mikrokontroler  Arduino  dan  Module  Rf  Remote .  Jurnal  Ilmiah  Mahasiswa Kendali Dan Listrik, 1(1), pp.1-6.