## ALAT PEMANTAU AIR GALON DAN PENGISI GELAS OTOMATIS BERBASIS ESP8266
Henderi 1 , Ageng Setiani Rafika* 2 , Rani Putri Merliasari 3
Program Pasca Sarjana Teknik Informatika Universitas Raharja 1,2,3
Email: henderi@raharja.info 1 , agengsetianirafika@raharja.info *2 , raniputri@raharja.info 3

## Abstrak
Air  minum  sangatlah  penting  bagi  tubuh  manusia,    manusia  akan  kehilangan  konsentrasi bahkan  merasa  pusing  ketika  kekurangan  air.  Pada  tempat  antrian  instansi  pemerintah biasanya disediakan tempat air minum, namun ketika seseorang ingin minum tapi air galonnya habis orang tersebut harus memberi tahu petugas tentang hal tersebut, sehingga petugas akan mengisi ulang galon. Ketika ingin minum harus memegangi gelas dan membuka kran air secara manual untuk mengisi  gelas  dan  kemudian  menutupnya  ketika  penuh.  Penelitian  ini  dilakukan dengan  metode  SDLC  dan pengujian  Black  Box.  Penelitian  ini  membahas  tentang  merancang sebuah  alat  pemantau  air  galon  dan  pengisi  gelas  otomatis  dengan  Wemos  D1  yang menggunakan chip ESP8266 sebagai mikrokontroler, load cell sebagai pendeteksi berat sisa air galon  dan  berat  gelas,  sensor  ultrasonik  untuk  mengukur  jarak  gelas  dan  motor  servo  untuk menggerakkan  tuas  kran  air.  Sisa  air  galon  dapat  terpantau  melalui  jaringan  internet menggunakan  smartphone,  notifikasi  terkirim  ketika  air  galon  tersisa  2  liter  dan  gelas  dapat terisi secara otomatis sebanyak 250ml.
Kata Kunci: ESP8266, load cell, Air Galon, Pengisi Gelas

## Abstract
Drinking water is very important for the human body, humans will lose concentration and even feel dizzy when lacking water. At the North Serpong District Office there are several locations for drinking gallons of  water, but  when someone wants to drink but the gallon  water runs out the  person  must  tell  the  officer  about  it,  so  the  clerk  will  refill  the  gallon.  When  you  want  to drink  you  have  to  hold  the  glass  and  open  the  tap  manually  to  fill  the  glass  and  then  close  it when it's full. This research was conducted using the SDLC method and Black Box testing. This study discusses about designing a gallon water monitor and automatic glass filler with Wemos D1 that uses the ESP8266 chip as a microcontroller, load cell as a detector for the weight of the remaining gallon water and the  weight of glass, ultrasonic sensors  to measure  the distance of glass  and  servo  motor  to  move  the  water  tap  lever  .  The  rest  of  the  gallon  water  can  be monitored through the internet using a smartphone, notifications are sent when the remaining 2 liters of gallon water and the glass can be filled automatically as much as 250ml.
Keywords: ESP8266, load cell, Gallon Water, Glass Fillers

## 1. PENDAHULUAN
Air  minum  sangatlah  penting  bagi  tubuh  manusia,  kekurangan  air  minum  dapat menyebabkan  menurunnya  konsentrasi,  dehidrasi  bahkan  kepala  pusing.  Ketika  mengantri seperti  pada  rumah  sakit,  kantor  kecamatan  atau  instansi  pemerintah  lainnya  biasanya  tersedia tempat air minum untuk pengunjung. Ketika air galon habis seseorang harus melapor ke petugas untuk mengganti  galon  yang kosong dengan  yang penuh ketika mencoba untuk minum setelah dilakukan  penggantian  galon  harus  memegangi  gelas  dan  membuka  kran  air  minum  dan menunggu  sampai  gelas  terpenuhi  kemudian  menutup  kran  air  minumnya.  Hal  ini  membuat tertundanya  penyaluran  air  ke  dalam  tubuh  dan  terasa  adanya  penurunan  kualitas  pelayanan karena hal tersebut.
Teknologi  yang  sedang  berkembang  saat  ini  adalah  mikrokontroler  yang  dapat  digunakan sebagai  pengganti  metode  konvensional  dapat  mempermudah  aktifitas  manusia  karena  dapat
digunakan  sebagai  bantuan  untuk  melakukan  aktifitas  rutin  secara  otomatis  contohnya  seperti pengendalian  perangkat  elektronik,  sistem  pemantauan  dan  notifikasi.  Salah  satunya  adalah mikrokontroler yang menggunakan chip ESP8266 seperti Wemos D1 yang memiliki fitur WiFi sehingga dapat terhubung ke jaringan internet . Sensor load cell  merupakan  transduser  yang  bekerja  sebagai  konversi  dari  berat  benda menjadi  elektrik,  perubahan  ini  terjadi  karena  terdapat  resistansi  pada strain  gauge [1].  Air didefinisikan mempunyai massa jenis (densitas) 1 kg/liter[2]. Oleh  karena itu pemantauan sisa air minum dapat dilakukan dengan menggunakan load cell .
Terdapat beberapa penelitian yang berhubungan dengan penelitian ini seperti pemanfaatan sensor  berat,  ultrasonik  dan  notifikasi.  Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Supriyono  dkk  pada tahun  2015  yang  berjudul  “Pengukur  Tinggi  Badan  Menggunakan  Sensor  Ultrasonik  Berbasis Mikrokontroler  Atmega328  Dengan  Output  Suara”,  penelitian  tersebut  membahas  tentang penggunaan  sensor  ultrasonik  untuk  mengukur  tinggi  badan  dan  Atmega328  sebagai mikrokontrolernya[3].  Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Apriani  dkk  pada  tahun  2019  yang berjudul  “Alat  Monitoring  Pada  Depo  Air  Minum  Biru  Cabang  Nagrak  Kota  Tangerang Menggunakan  Air  Galon  Berbasis  SMS  Gateway”,  penelitian  tersebut  membahas  tentang pemantauan  air  galon  menggunakan  sensor infrared dan  pengiriman  notifikasi  menggunakan SMS[4]. Penelitian yang dilakukan oleh Suhendra dkk pada tahun 2015 yang berjudul “Aplikasi Load  Cell  Untuk  Otomasi  Pada  Depot  Air  Minum  Isi  Ulang”,  penelitian  tersebut  membahas tentang improvisasi pengisian galon pada depot air minum dengan penggunaan load cell sebagai sensor berat pada  sebuah  timbangan yang  akan digunakan sebagai penimbang berat dari galon yang  sedang  dalam  proses  pengisian  dan  menggunakan  Arduino  Uno  sebagai mikrokontrolernya[5].

## 2. METODE PENELITIAN
Dalam  merancang  alat  ini  digunakan  metode  SDLC  (System  Development  Life  Cycle), SDLC berfungsi untuk menggambarkan tahapan-tahapan utama dan langkah-langkah dari setiap tahapan  yang  secara  garis  besar  terbagi  dalam  lima  kegiatan  utama,  yaitu:  analisis,  desain, implementasi,  pengujian,  dan  pemeliharaan[6].  Ada  pun  tahapan  yang  dilalui  dalam perancangan ini.

## 2.1. Tahap Analisis
Pada  tahap  ini  dilakukan  analisis  terhadap  sistem  yang  berjalan  dengan  melakukan observasi dan wawancara sehingga ditemukan kekurangan-kekurangan pada sistem tersebut dan  memperoleh  apa  saja  yang  dibutuhkan  oleh  pengguna.  Ada  pun  sistem  yang  berjalan dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 1. Flowchart sistem yang berjalan
2.2. Tahap Desain
Pada  tahap  ini  dibuat  perancangan  sistem  yang  diusulkan  untuk  menutupi  kekurangan- kekurangan pada sistem yang berjalan. Perancangan  yang dilakukan pada tahap ini pun menggunakan blok diagram dan diagram alir ( flowchart ) dan dengan referensi dari studi pustaka untuk mempermudah ketika mengimplementasikannya ke dalam alat yang akan dibuat. Dalam perancangan ini juga dibuat blok diagram dari komponen-komponen yang akan  digunakan  untuk  membuat  alat  ini  yaitu  menggunakan  dua  buah  Wemos  D1,  satu Wemos D1 berfungsi sebagai pemantai air galon yang selanjutnya akan disebut sebagai Wemos D1 (1) dan satu Wemos D1 yang berfungsi sebagai pengisi gelas otomatis yang selanjutnya disebut sebagai Wemos D1 (2), load cell untuk mendapat nilat berat, sensor ultrasonik  untuk  mendeteksi  jarak,  motor  servo  MG995  untuk  menggerakkan  kran  air, Adafruit IO sebagai MQTT server, aplikasi MQTT Dashboard untuk menampilkan data sisa air galon dan aplikasi Telegram sebagai media notifikasi.

## 2.2.1. Diagram Blok
Berikut  ini  adalah  blok  diagram  yang  memperlihatkan  susunan  komponen  yang digunakan.
Gambar 2. Diagram blok
2.2.2. Flowchart Sistem yang Diusulkan
Berikut ini adalah flowchart rancangan sistem yang diusulkan

## 2.2.3. Cara Kerja Alat
Ada pun cara kerja alat ini adalah sebagai berikut:
1. Input (Masukan)
a. Load  cell 40Kg  sebagai  media input untuk  mendapatkan  nilai  sisa  air  galon berdasarkan berat.
b. HC-SR04  sebagai  media  input  untuk  mendeteksi  gelas  yang  ada  di  atas penampang load cell 5Kg berdasarkan jarak.
c. Load  cell 5Kg  sebagai  media  input  untuk  mendeteksi  berat  gelas  kosong  dan ketika terisi air.
2. Proses
a. HX711  (1)  digunakan  untuk  merubah  nilai input dari load  cell 40Kg yang berupa  sinyal  analog  menjadi  sinyal  digital  sehingga  didapat  di  proses  lebih lanjut oleh Wemos D1 (1).
b. HX711 (2) digunakan untuk merubah nilai input dari load cell 5Kg yang berupa sinyal  analog  menjadi  sinyal  digital  sehingga  didapat  di  proses  lebih  lanjut oleh Wemos D1 (2).
c. Wemos D1 (1) memproses data dari HX711 (1) yang kemudian menghasilkan nilai  berat  dalam  dalam  satuan  Kg  yang  setara  dengan  liter  dan  kemudian mem- publish datanya ke feeds sisa air galon  di Adafruit  IO melalui jaringan WiFi yang  terkoneksi  dengan internet dan  mengirim  notifikasi  ke  aplikasi Telegram petugas ketika nilai berat yang dihasilkan mencapai nilai tertentu.
d. Wemos D1 (2) memproses data dari HX711 (2) menggunakan yang kemudian menghasilkan  nilai  berat  dalam  dalam  satuan  gram  yang  setara  dengan  ml, memproses  nilai  jarak  yang  dihasilkan  oleh  HC-SR04 . Apabila  nilai  jarak, nilai  berat  dari load  cell 5Kg  mencapai  nilai  tertentu  akan  menentukan pergerakan motor servo sehingga kran air terbuka/tertutup.
e. Adafruit IO Adafruit  IO  berfungsi  sebagai  MQTT server yang  menerima  data  sisa  air galon dari Wemos D1 (1) dan meneruskannya ke device yang men- subscribe feeds data sisa air galon.
f. Motor Servo
Motor Servo bergerak sesuai kondisi yang diproses oleh Wemos D1 (2), yang dihasilkan  oleh  pergerakan motor  servo adalah  terbukanya  atau  tertutupnya kran air.
g. MQTT Dashboard
MQTT Dashboard men- subscribe feeds data sisa air galon pada Adafruit IO.
3. Output (Keluaran)
a. Kran  air  terbuka/tertutup  yang  digerakkan  oleh motor  servo yang  bergerak berdasarkan hasil proses dari Wemos D1 (2).
b. Pesan  notifikasi  pada  aplikasi  Telegram  terkirim  ke  petugas  ketika  nilai  berat dari load  cell 40Kg  mencapai  nilai  rendah  yang  memungkinkan  untuk dilakukan penggantian galon kosong dengan yang baru.
c. Aplikasi  MQTT Dashboard yang  terpasang  di smartphone menampilkan  data sisa air galon.
2.3. Tahap Implementasi
Pada  tahap  ini  dilakukan  penerapan  sistem  yang  diusulkan  menjadi  sebuah  alat  dengan menyusun  seluruh  komponen  berdasarkan  blok  diagram  dan  diagram  alir  (flowchart) sistem yang didesain.
2.4. Tahap Pengujian
Pada tahap ini dilakukan uji coba menggunakan metode black box .

## 2.5. Tahap Pemeliharaan
Pada  tahap  ini  dilakukan  pemeriksaan  terhadap  sistem  secara  periodik  agar  alat  tetap berfungsi sebagaimana mestinya.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah mengimplementasi rancangan yang telah dibuat menjadi sebuah alat selanjutnya adalah mengujinya dengan menggunakan metode black box.

## 3.1. Pengujian Sistem Pemantauan
Tabel 1. Pengujian Sistem Pemantauan No Skenario Pengujian Tes Case Hasil yang diharapkan Hasil Pengujian Kesim- pulan 1. Menaruh galon berisi air di atas guci Sisa air galon terpantau pada aplikasi MQTT Dashboard valid 2. Sisa air di bawah atau sama dengan 2 liter Mengirim notifikasi air habis valid 3. Sisa air di atas 2 liter Tidak mengirim notifikasi air habis valid 3.2. Pengujian Pengisian Gelas Otomatis Tabel 2. Pengujian pada saat kran air tertutup No Skenario Pengujian Tes Case Hasil yang diharapkan Hasil Pengujian Kesim- pulan
1. Tidak ada gelas di atas penampang Kran air tetap tertutup valid 2. Ada gelas di bawah kran tapi tidak menyentuh penampang Kran air tetap tertutup valid 3. Ada gelas di atas penampang Kran air terbuka valid Tabel 3. Pengujian pada saat kran air terbuka No Skenario Pengujian Tes Case Hasil yang diharapkan Hasil Pengujian Kesim- pulan 1. Ada gelas di atas penampang dan belum dipenuhi air Kran air tetap terbuka valid 2. Ada gelas di atas penampang dan dipenuhi air Kran air tertutup valid
3. Gelas yang dipenuhi air diangkat Kran air tertutup valid 5. Gelas yang dipenuhi air digeser menjauh Kran air tertutup valid

## 4. KESIMPULAN
Dengan  menggunakan load  cell 40Kg  dapat  mendeteksi  berat  air  yang  ada  di  dalam galon  sehingga  sisa  air  dapat  terpantau.  Wemos  D1  (1)  dapat  terhubung  dengan WiFi dan terkoneksi ke internet sehingga dapat menggunakan Adafruit IO sebagai MQTT server sebagai tempat  untuk  mem- publish data  sisa  air  galon  secara online ke feeds data  sisa  air  galon  dan Adafruit  IO  meneruskan  datanya  ke device yang  terhubung  dengan  Adafruit  IO  dengan  men- subscribe feeds data  sisa  air  galon  menggunakan  Aplikasi  MQTT Dashboard untuk menampilkan data sisa air galon pada smartphone .
Kapasitas  galon  adalah  19  liter  dan  guci  penampung  air  galon  berkapasitas  hingga  6 liter sehingga ketika sisa air galon 2 liter sudah cukup untuk mengatur kondisi bahwa air galon sudah  habis.  Dengan  menggunakan bot Telegram memungkinkan  untuk  Wemos  D1  (1) mengirim  pesan  notifikasi  kepada  petugas  yang  memberitahukan  bahwa  air  galon  sudah  habis dan diharapkan untuk melakukan penggantian galon yang kosong dengan yang penuh.
Untuk  mendeteksi  gelas  digunakan  dua  buah  kondisi  yaitu load  cell 5Kg  untuk mendeteksi  berat  gelas  di  bawah  20gr  yang  dianggap  sebagai  gelas  kosong  dan  sensor  jarak untuk memastikan gelas berada di posisi yang tepat yaitu di bawah kran air galon yaitu berada pada  jarak  di  bawah  8cm  dan  di  atas  5cm  dan  menyimpan  data  berat  tersebut  sebagai  berat gelas.  Apabila  kedua  kondisi  tersebut  terpenuhi  maka  Wemos  D1  (2)  akan  memerintahkan motor servo untuk  bergerak  menarik  tuas  kran  air  sehingga  air  dapat  mengalir  ke  gelas  yang kosong.  Ketika  berat  gelas  mencapai  angka  di  atas  berat  gelas  +  220gr    maka  Wemos  D1  (2) akan memerintahkan motor servo untuk bergerak menutup kran air. Air yang dihasilkan dalam gelas  adalah  250ml  karena  pada  saat  proses  penutupan  kran  membutuhkan  waktu  sehingga masih ada air yang mengalir ke dalam gelas.

## 5. SARAN
Berikut ini adalah beberapa saran untuk pengembangan lebih lanjut, yaitu:
a. Untuk  meningkatkan  kepastian  bahwa  yang  ada  di  atas  penampang  adalah  sebuah  gelas maka dapat menggunakan kamera dan image processing
b. Pengiriman notifikasi dapat menggunakan metode lain seperti SMS, alarm dan sebagainya untuk mengantisipasi apabila ada gangguan dalam koneksi internet.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Wibowo,  A.  dan  Lawrence  A.  S.  2019. Analisis  Pemakaian  Sensor  Loadcell  Dalam Perhitungan Berat Benda Padat Dan Cair Berbasis Microcontroller . Jurnal ELKOM Vol. 11, No. 1.
[2]  Arifin,  A.  2019.  1 Kg  Berapa  Liter  –  Rumus,  Cara  Hitung,  Contoh  Soal , https://rumusbilangan.com/1-kg-berapa-liter/. Diakses pada Tangga: 13 Agustus 2019.
[3]  Supriyono, I. A., Ferry S., Muhammad K. F. 2016. Pengukur Tinggi Badan Menggunakan Sensor  Ultrasonik  Berbasis  Mikrokontroler  Atmega328  Dengan  Output  Suara .  CCIT Journal Vol. 9, No. 2.
[4]  Apriani,  D.,  Kharis  M.  dan  Ade  S.  2019. Alat  Monitoring  Pada  Depo  Air  Minum  Biru Cabang Nagrak Kota Tangerang Menggunakan Air Galon Berbasis Sms Gateway . SENSI Journal Vol.5, No.1.
[5]  Suhendra,  I.  dan  Wahyu  S.  P.  2015. Aplikasi  Load  Cell  Untuk  Otomasi  Pada  Depot  Air Minum Isi Ulang . Jurnal Sains dan Teknologi Vol. 1, No. 1.
[6]  Widharma, I G. S. 2017. Perancangan Simulasi Sistem Pendaftaran Kursus Berbasis Web Dengan Metode SDLC . Jurnal Matrix Vol. 7, No. 2.