## PERANCANGAN MODEL ARSITEKTUR SEPEDA AIR CERDAS PEMANTAUAN SAMPAH BERBASIS IOT
Mambang 1) , Finki Dona Marleny 2)
1) Fakultas Sains & teknologi, Prodi Teknologi Informasi, Universitas Sari Mulia
2) Fakultas Teknik, Prodi Informatika, Universitas Muhammadiyah Banjarmasin e-mail: mambang@unism.ac.id 1) , finkidona@umbjm.ac.id 2)

## ABSTRAK
Banjarmasin  terkenal  dengan julukannya sebagai kota  seribu  sungai, sebagian  besar masyarakat  memanfaatkan sungai untuk kehidupan sehari-hari. Secara geografis, Kota Banjarmasin memiliki luas wilayah sekitar 98,46 kilometer persegi, kota ini memiliki banyak sungai yang membelah antara satu daratan dengan daratan yang lain. Permasalahan klasik di daerah sungai  yaitu  seperti sampah batang  kayu, bambu, eceng gondok hingga  sampah plastik  limbah rumah tangga  yang sering menumpuk  di  beberapa  kolong  jembatan  dan  pinggiran  sungai  di  Banjarmasin  menjadi  perhatian  untuk  kelestarian  ling- kungan. Berdasarkan permasalahan tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem pemantauan sam- pah di daerah sungai yaitu berupa Rancangan arsitektur Prototipe Sepeda Air Cerdas untuk Pemantauan Sampah Berbasis IoT(Internet of Things), dimana pada tahapan metode penelitian ini menggunakan prototipe sepeda air yang menggunakan sensor-sensor cerdas untuk memantau sampah-sampah yang ada di daerah sungai kemudian sensor dapat mengenali sampah sehingga  dapat  terdata  dan  segera  terhubung  diaplikasi  seluler.  Pada  tahapan  ini  adalah  tahapan  pemodelan  visual  dan arsitektur  dari  pengembangan  prototipe  sepeda  cerdas  berbasis  IoT.  Hasil  pada  penelitian  ini  adalah  gambaran  pengem- bangan arsitektur sistem prototipe sepeda air cerdas sebagai cetak biru untuk pengembangan lebih lanjut pada tahap pengem- bangan perangkat. Gambaran cetak biru dari penelitian ini dapat menjadi rujukan untuk pengembangan sistem berbasis IoT dalam sistem monitoring pemantauan sampah di daerah sungai.

## Kata Kunci: IoT, Sampah, sepeda air, sungai

## ABSTRACT
Banjarmasin is famous for as the city of a thousand rivers, most people use the river for everyday. Geographically, Banjar- masin City has an area of about 98.46 square kilometers, this city has many rivers that are divided between one land with another. Classic problems in river areas such as bark waste, bamboo, hyacinth to plastic waste household waste that often accumulates on some bridges and banjarmasin are a concern for environmental sustainability. Based on these problems, this study aims to develop a waste monitoring system in the river area in the form of Designing a Prototype Smart Water Bike for IoT-Based Waste Monitoring (Internet of Things), which at this stage the research method uses a water bike prototype that uses smart sensors to monitor garbage in the river area then the sensor can recognize the garbage so that it can be recorded and immediately connected.  applied mobilely. At this stage is the visual and architectural modeling stage of the development of  IoT-based  smart  bike  prototypes.  The  results  in  this  study  are  an  overview  of  the  development  of  intelligent  water  bike prototype systems as a blueprint for further development at the device development stage. The blueprint image from this study can be a reference to the development of IoT-based systems in waste monitoring systems in river areas.
Keywords: IoT, Garbage, bicycles, water, rivers

## I. P ENDAHULUAN
ecara  geografis,  Kota  Banjarmasin  memiliki  luas  wilayah  sekitar  98,46 kilometer  persegi,  Sesuai  dengan julukannya kota Seribu sungai, kota ini memiliki banyak sungai yang membelah antara satu daratan dengan daratan yang lain. Kehidupan masyarakatnya pun tak terlepas dari kegiatan yang ada di sungai. Dikutip dari media lokal kondisi sungai di Banjarmasin ternyata sudah masuk dalam kategori gawat darurat. Karena berdasarkan penelitian  Dinas  Lingkungan  Hidup  (DLH)  Banjarmasin  air  sungai  sudah  di  ambang  batas  pencemaran  berat. Kualitas air yang buruk juga otomatis berpengaruh pada kehidupan masyarakat Kota Banjarmasin, sebab di antara sungai yang tercemar berat tadi umumnya merupakan urat nadi induk dari sungai[1].
Permasalahan klasik di daerah sungai seperti sampah batang kayu, bambu, eceng gondok hingga sampah plastik yang sering menumpuk di beberapa kolong jembatan dan pinggiran sungai di Banjarmasin menjadi perhatian untuk kelestarian lingkungan yang ada di daerah sungai[2]. Berdasarkan permasalahan tersebut maka dalam penelitian ini akan mengembangkan sebuah inovasi untuk pemantauan sampah di daerah sungai yaitu berupa Rancang Bangun Prototipe Sepeda Air Cerdas untuk Pemantauan Sampah Berbasis IoT(Internet of Things), dimana pada tahapan metode penelitian ini menggunakan prototipe sepeda air yang menggunakan sensor-sensor cerdas untuk memantau sampah-sampah yang ada di daerah sungai kemudian sensor dapat mengenali sampah sehingga dapat terdata dan
S
segera di tindak lanjuti.
Sistem cerdas berbasis Internet of Things (IoT) untuk memantau sampah di lokasi pemilihan area pengumpulan sampah  pernah  diimplementasikan  menggunakan  sensor  ultrasonik  yang  dihubungkan  ke  Arduino  UNO  untuk memantau tingkat sampah di tempat sampah[3]. Aplikasi yang dikembangkan menyediakan pembaruan waktu yang nyata  tentang  status  tingkat  limbah  untuk  pengumpulan  sampah.  Pembaruan  waktu  berkala  dari  sensor  yang diunggah melalui Aplikasi seluler URL ke database dapat di akses melalui Aplikasi seluler untuk tindakan lebih lanjut[4].  Sistem  yang  dikembangkan  berpotensi  dimanfaatkan  untuk  mengimprovisasi  sistem  pengumpulan sampah konvensional menjadi sistem yang lebih efektif[5]. Dalam penelitian Md. Abdulla menyajikan kerangka kerja baru yang memungkinkan pemantauan jarak jauh tempat sampah secara real time, melalui ZigBee-PRO dan GPRS,  untuk  membantu  proses  pengelolaan  sampah[6].  Proses  ini  bertujuan  untuk  memberikan  solusi  berbasis cloud  untuk  memantau  dan  mengolah  bau  sampah  sampah  di  kota-kota  yang  padat  penduduk.  Arsitektur  yang diusulkan  membantu  mengumpulkan  data  dari  lokasi  sampah  melalui  sensor  dan  memproses  data  yang dikumpulkan  menggunakan  AWS  Kinesis[7][8].  Sistem  monitoring  sampah  ini  membantu  mempromosikan kebersihan  kota  dengan  memanfaatkan  sistem  cerdas  berbasis  IoT  orang  tidak  perlu  memeriksa  tempat  sampah mereka secara teratur karena mereka akan diberi notifikasi saat diperlukan[9][10].
Teknologi  yang  sedang  dikembangkan  untuk  sepeda  cerdas  berbasis  IoT  memungkinkan  untuk  memonitoring sampah yang ada di wilayah sungai[11][12]. Sistem sensor nirkabel berbasis Internet of things (IOT), menggunakan sensor yang tertanam di dalam sepeda air, dikembangkan untuk pemantauan klasifikasi sampah[13][14].

## II. A RSITEKTUR P ROTOTIPE YANG DIUSULKAN

## A. Tahapan dan Metode Penelitian
Pada  tahapan  dan  metode  penelitian  ini  menggunakan  metode  penelitian  eksperimen  dengan  tahapan penelitianseperti berikut[8]:
a. Arsitektur Sepeda air cerdas pemantauan sampah
b. Perancangan Pemodelan sistem
c. Perancangan Perangkat
d. Pengujian dan Analisa hasil
B. Arsitektur Sepeda air Cerdas pemantauan sampah
Pada arsitektur berikut akan menjelaskan tentang penggunaan sensor yang digunakan serta proses dan cara kerja dari  sistem  Iot  pada  rancang  bangun  prototipe  sepeda  air  cerdas  pemantauan  sampah  yang  dibangun.  Adapun arsitektur umum dari sistem yang akan dibangun dapat dilihat pada gambar berikut:
Pada gambar arsitektur sepeda air cerdas di atas menggambarkan prototipe sepeda air yang terangkai di dalamnya sebuah  sistem  berbasis  IoT,  dimana  sistem  mikrokontroler  yang  terdapat  pada  prototipe  sepeda  air  dapat mengirimkan data dan menerima data bagi penggunanya untuk memantau serta memonitoring sampah yang ada di sungai, data tersimpan di cloud system sehingga mudah untuk di akses oleh sistem smartphone android.

## III. D ESAIN P ERANGKAT DAN P EMODELAN VISUAL
Perangkat yang digunakan adalah perangkat mikrokontroler Arduino uno dan raspberry  Pi yang menggunakan sensor  radar  untuk  sensor yang  mengenali  benda  asing kemudian  kamera  untuk mengenali  gambar  sampah dan sensor ketinggian air untuk mengetahui kondisi ketinggian air serta penumpukan sampah. Sensor secara real-time membagikan data ke database untuk sebagai data yang di kumpulkan pada server dan dikirim ke aplikasi android di  telpon  seluler.  Rancangan  aplikasi  pemodelan  ini  menggunakan  Aplikasi  berbasis  android  sehingga memudahkan  pengguna  untuk  memilih  layanan  menu,  menu  yang  dirancang  adalah  menu  untuk  monitoring sampah, yang di hasilkan dari sensor yang tertanam pada prototipe sepeda air cerdas, sensor mengenali sampah- sampah dan mengirimkan datanya ke dalam sistem cloud computing yang akan di proses oleh android sistem. Aplikasi  di  rancang  menggunakan  UML  sebagai  cetak  biru  dari  aplikasi  yang  akan  di  bangun[9],  berikut rancangan menggunakan UML dan use case sistem.

## A. Use case Diagram
Gambar. 2.  Perancangan use Case sistem Sepeda Air Cerdas pemantauan sampah
Rancangan use case didalam desain menu terdapat beberapa pilihan untuk pengguna dalam berinteraksi pada sis- tem. Berikut proses dari use case diagram:
• User  pemantau  adalah  user  yang  menggunakan  sepeda  air  dan  memantau  langsung  di  sungai  untuk mendapatkan data real time, karena pada sepeda air di pasang sensor untuk memantau kondisi lingkungan sungai.
• User pengelola sampah adalah user administrator yang dapat memanajemen sistem dan mengelola sistem serta memperbarui sistem sesuai dengan versi yang di ciptakan.
• Menu  monitoring  pemantauan  sampah  adalah  menu  yang  dapat  pengguna  akhir  lihat  bagaimana  mana- jemen pengelolaan sampah sungai di tangani. Berdasarkan hasil dari data yang dikumpulkan oleh sensor dari pemantauan kondisi lingkungan sungai.
• Realtime  monitoring  sistem  merupakan  gambaran  untuk  data  yang  di  dapatkan  secara  realtime  ketika sepeda air di jalankan dan sedang melakukan proses pemantauan.
• Sensor  deteksi  sampah,  sensor  ini  berfungsi untuk merekam  dan  mengirim  sinyal ke  proses  pengenalan gambar apakah sampah yang di maksud atau bukan.
• Layanan monitoring adalah menu dimana terdapat beberapa layanan yang di berikan aplikasi terkait daerah yang telah di pantau dan bagaimana kondisi lingkungan sungai yang telah di proses dari data realtime.
• Daerah pantauan adalah gambaran daerah yang telah di pantau dan akan di pantau, daerah yang telah dipan- tau akan memberikan informasi terkait hasil dari pantauan kondisi lingkungan sungai tersebut.
• Pemrosesan gambar adalah proses pengenalan objek yang di proses sesuai dengan algoritma yang telah di sesuaikan dengan pengolahan citra gambar sehingga dapat mengenali objek sampah yang di maksud.
• Notifikasi pada android sistem adalah sebuah pesan pemberitahuan dari aplikasi pemantauan.

## Activity Diagram Daerah Pantauan
Pada activity diagram daerah pantauan, user memilih menu monitoring untuk mengetahui kondisi daerah yang telah di pantau, dimana data real-time di dapat dari sensor yang terpasang pada sepeda air cerdas, daerah yang di lewati oleh sepeda air cerdas ini mengirimkan data tentang daerah yang dipantau.

## Gambar.3.  Activity Daerah pantauan

## Activity Diagram layanan Monitoring
Activity  diagram  layanan  monitoring,  merupakan  proses  layanan  yang  terhubung  dengan data  real-time  pada sensor yang di pasangkan pada sepeda air cerdas, data yang di rekam oleh kamera yang nantinya akan di proses untuk mengenali gambar sampah dan gambar akan di validasi menggunakan algoritma yang telah di tentukan dalam proses  pengenalan  gambar  selanjutnya  setiap  gambar  yang  telah  di  kenali  dapat  di  kirimkan  ke  sistem  layanan monitoring sampah di wilayah yang di pantau serta admin dan user yang berkepentingan mendapatkan notifikasi dari data yang masuk ke sistem untuk selanjutnya di proses.

## Gambar. 4.  Activity layanan monitoring

## Activity Diagram Pemrosesan gambar
Dalam  pemrosesan  gambar  dari  kamera  yang  terpasang  di  perangkat  sepeda  air  cerdas  terdapat  aktivitas pemrosesan gambar dengan algoritma neural network, dimana sistem mengenali gambar dan memvalidasi gambar sampah agar data dapat disimpan dan diproses.

## IV. K ESIMPULAN
Rancang bangun Prototipe Sepeda Air Cerdas untuk Pemantauan Sampah Berbasis IoT di rancang menggunakan sensor-sensor yang terhubung dengan sistem mikrokontroler yang terdapat pada prototipe sepeda air sehingga dapat mengirimkan data dan menerima data bagi penggunanya untuk memantau serta memonitoring sampah yang ada di sungai, pemodelan  sistem  digambarkan  menggunakan UML  agar  mampu  mendeskripsikan  sistem  sebagai  gam- baran secara umum untuk melanjutkan pada tahap selanjutnya. Aplikasi yang akan dikembangkan selanjutnya me- nyediakan pembaruan secara lsngdung tentang status tingkat sampah untuk pengumpulan sampah dan proses pem- beritahuan atau notifikasi di dalam sistem cerdas berbasis IoT.
Hasil pada penelitian ini adalah gambaran pengembangan sistem prototipe sepeda air cerdas sebagai cetak biru untuk pengembangan lebih lanjut pada tahap pengembangan perangkat. Gambaran cetak  biru dari penelitian ini dapat menjadi rujukan untuk pengembangan sistem berbasis IoT dalam sistem monitoring pemantauan sampah di daerah sungai.

## D AFTAR P USTAKA
[1] banjarmasinpost.co.id  dengan  judul  KalselPedia:  Fakta  Kota  Seribu  Sungai  dan  Asal  Usul  Lahirnya  Nama  Banjarmasin, https://banjarma- sin.tribunnews.com/2019/10/09/kalselpediafakta- kota-seribu-sungai-dan-asal-usul-lahirnya-nama-banjarmasin J. K. Penulis, “Judul bab dalam buku,” dalam Judul buku, edisi ke- x , Kota Terbit, Negara, tahun, bab x , bagian x , hal. xxx-xxx .
[2] Soh, Zainal Hisham Che, et al. "Smart waste collection monitoring and alert system via IoT." 2019 IEEE 9th Symposium on Computer Applications & Industrial Electronics (ISCAIE). IEEE, 2019.
[3] Hassan, Harnani, et al. "Waste Monitoring System based on Internet-of-Thing (IoT)." 2018 IEEE Conference on Systems, Process and Control (ICSPC). IEEE, 2018.
[4] Al Mamun, Md Abdulla, M. A. Hannan, and Aini Hussain. "Real time solid waste bin monitoring system framework using wireless sensor network." 2014 International Conference on Electronics, Information and Communications (ICEIC). IEEE, 2014.
[5] Pappalardo,  Alfio,  et  al.  "An  online  monitoring  system  for  nuclear  waste storage."  2009  1st  International  Conference  on  Advancements  in  Nuclear Instrumentation, Measurement Methods and their Applications. IEEE, 2009.
[6] Rashmi, G., Mohammed Ameenulla, and S. Sathish Kumar. "Cloud Based Architecture for Solid Waste Garbage Monitoring and Processing." 2019 4th International Conference on Computational Systems and Information Technology for Sustainable Solution (CSITSS). Vol. 4. IEEE, 2019.
[7] Paul, Souptik, Sayan Banerjee, and Srutayu Biswas. "Smart Garbage Monitoring Using IoT." 2018 IEEE 9th Annual Information Technology, Electron- ics and Mobile Communication Conference (IEMCON). IEEE, 2018.
[8] Cipta,  Subhan  Panji,  and  Finki  Dona  Marleny.  "Internet  Of  Things:  Prototipe  Irigasi  Digital  Berbasis  Mikrokontroler."  Jurnal  Teknologi  Informasi Universitas Lambung Mangkurat (JTIULM) 4.2 (2019): 59-64.
[9] Huang, Yucheng, et al. "A prototype IOT based wireless sensor network for traffic information monitoring." International journal of pavement research and technology 11.2 (2018): 146-152.
[10] Inam, H., & Al-Turjman, F. (2021). Intelligent free energy usage through radiant energy space phenomenon: An IoT-powered prototype for modified Bedini generator. Microprocessors and Microsystems, 104319.
[11] Kagita, Mohan Krishna, Giridhar Reddy Bojja, and Mohammed Kaosar. "A framework for intelligent IoT firmware compliance testing." Internet of Things and Cyber-Physical Systems 1 (2021): 1-7.
[12] Alam, Md Fasiul, et al. "Augmented and virtual reality based monitoring and safety system: A prototype IoT platform." Journal of Network and Com- puter Applications 89 (2017): 109-119.
[13] Lee, In, and Kyoochun Lee. "The Internet of Things (IoT): Applications, investments, and challenges for enterprises." Business Horizons 58.4 (2015): 431-440.
[14] Hossain, Md Sanwar, et al. "A smart IoT based system for monitoring and controlling the sub-station equipment." Internet of things 7 (2019): 100085.