Dwi Puspitasari 1 , Muhammad Thaifururrahman 2 , Rudy Ariyanto 2 ,
Jurusan Teknologi Informasi, Program Studi Teknik Informatika, Politeknik Negeri Malang

## Abstrak
Flood is a disastrous natural disaster for the people. Flooding occurs due to overflow of river, lake, or sewer  water.  Floods  also  result  in  material  losses  and  even  fatalities.  Sampang  regency  is  one  of  the districts in Madura Island that are often affected by floods. Raspberry Pi is a mini computer capable of performing the same task as a computer. The use of Raspberry Pi as a server is more efficient than using PC  Server which  in  terms of  price is  very  expensive. Raspberry  Pi can  also  be combined  with various sensors because it has 40 pins as a connector. Ping Sensor Parallax is an ultrasonic sensor that can detect object distance by emitting ultrasonic waves with a frequency of 40 KHz and then detecting its reflection. By using ultrasonic sensors as a tall water level counter it will be able to value the height of the river water. From this height value then processed by using fuzzy mamdani method so as to produce status of river water level. This altitude status will then be informed to the public. Based on the test results, this flood detection system uses ultrasonic sensors as a water level counters in control with Raspberry Pi. The data from the ultrasonic sensor is then calculated by the fuzzy mamdani method to produce the status of the water level. The water height status is obtained from the water level data calculated by using ultrasonic sensors. The water level status is then sent to the mobile phone number using the wavecom modem.

## Kata kunci : Banjir, Raspberry Pi, Sensor Ultrasonik, Fuzzy Mamdani
Pendahuluan Banjir merupakan suatu bencana alam yang meresahkan bagi masyarakat. Banjir terjadi akibat meluapnya  air  di  sungai,  danau  atau  selokan sehingga akan naik menggenangi daratan. Banyak kerugian  yang  ditimbulkan oleh  banjir,  bukan hanya  berupa  material,  banjir  juga  bisa  dapat menimbulkan korban jiwa.
Kabupaten  Sampang  merupakan  salah  satu area di Pulau Madura yang sering terkena banjir ketika  hujan  besar  terjadi.  Banjir  terjadi  akibat meluapnya  Sungai  Kemuning,  karena  tidak mampu  menerima  debit  air  di  kawasan  hulu  di Sampang  Utara  dan  limpahan  banjir  dari  Kota Sampang.  dan  letak  Kota  Sampang  berada  pada posisi yang lebih rendah dari permukaan air laut pasang.  Maka  Kabupaten  Sampang  menjadi kabupaten yang paling rawan terjadi banjir ketika hujan lebat terjadi.
Untuk  membantu  masyarakat  Kabupaten Sampang  mengatasi  permasalah  ini  dapat memanfaatkan  terknologi  yang  ada.  Dimana memungkinkan  diciptakannya  sebuah  alat  yang mampu  mendeteksi  ketinggian  permukaan  air. Sehingga  mampu  memberikan  informasi  status terkini  kepada  masyarakat  akan  terjadinya
bencana  banjir.  Maka  dari  itu  penulis  ingin membuat sistem pendeteksi banjir yang memberikan  informasi  status  ketinggian  air sehingga  mampu  memberikan  informasi  disaat yang tepat.
Berawal dari permasalahan yang terjadi, maka dari  itu  penulis  tertarik  ingin  melakukan perancangan sebuah sistem berbasis Raspberry Pi dengan  menggunakan  sensor  ultrasonik  sebagai pengukur  tinggi  permukaan  air.  Dengan  hasil pengukuran  dari  sensor  ini  nanti  akan  di  proses oleh Raspberry  Pi sehingga  akan  mendapatkan hasil  berupa  status  ketinggian  permukaan  air  saat ini. Hasil status ketinggian permukaan air ini akan dikirimkan ke warga sekitar melalui sms.

## Landasan Teori
2.1 Banjir
Menurut Undang-undang No.24 Tahun 2007, bencana  didefinisikan  sebagai  peristiwa  yang mengancam  dan  mengganggu  kehidupan  dan penghidupan masyarakat. Bencana dapat disebabkan  baik  oleh  faktor  alam  atau  faktor non alam maupun faktor manusia sehingga mengakibatkan  timbulnya  korban  jiwa  manusia, kerusakan  lingkungan,  kerugian  harta  benda,  dan
dampak psikologis.
Banjir  didefinisikan  sebagai  tergenangnya suatu tempat akibat meluapnya air yang melebihi kapasitas  pembuangan  air  disuatu  wilayah  dan menimbulkan kerugian fisik, sosial dan ekonomi [1]. Banjir adalah ancaman musiman yang  terjadi apabila meluapnya tubuh air dari saluran yang ada dan  menggenangi  wilayah  sekitarnya.  Banjir adalah  ancaman  alam  yang  paling  sering  terjadi dan  paling  banyak  merugikan,  baik  dari  segi kemanusiaan maupun ekonomi [2].
Badang Penanggulangan Bencana Daerah Kabupaten Sampang
Badan  Penanggulangan  Bencana  Daerah (BPBD)  Kabupaten  Sampang  adalah  sebuah lembaga  pemerintah  yang  melaksanakan  tugas penanggulangan bencana di Kabupaten Sampang dengan  berpedoman  pada kebijakan  yang ditetapkan oleh Badan Nasional Penanggulangan Bencana.
Terdapat  tiga  aturan  status  ketinggian  air sungai  yang  menjadi  protokol  standart  di Kabupaten  Sampang  khususnya  untuk  Sungai Kamoning.  Pertama,  level  hijau  menunujukkan bahwa ketinggian air sungai masih nomal dengan tinggi kurang lebih 1 meter. Kedua, level kuning menunjukkan bahwa ketinggian air sungai sudah dalam  keadaaan  siaga  dengan  ketinggian  air kurang lebih 2 meter. Ketiga, level merah dengan ketinggian kurang lebih 2,75 meter menunjukkan bahwa  ketinggian  sudah  mencapai  keadaan darurat  dan  terdapat  pemberitahuan  kepada masyarakat akan terjadinya banjir

## Raspberry Pi
Raspberry  Pi merupakan  komputer  mini yang  memiliki  ukuran  kecil  yaitu  sebesar  kartu ATM tetapi mampu menjalankan tugas yang sama dengan  komputer  PC.  Tetapi  di  lapangan kebanyakan  aplikasi  web  server  tidak  akan menangani sebegitu banyak permintaan sehingga bakal  tidak akan  memanfaatkan  sepenuhnya potensi  dari hardware yang  dimilikinya.  Pada gambar 2.1 ditunjukkan gambar dari raspberry pi 3.
Dengan menggunakan Raspberry  Pi sebagai server lebih efisien dari pada menggunakan  PC  Server  yang  dari  segi  harga sangat mahal.[3] Salah satu produk Raspberry Pi yaitu Raspberry  Pi 3  model B  yang  merupakan generasi  penerus  dari Raspberry  Pi 2  model B. Harga dari Raspberry Pi 3 model B ini US$33.96, cukup  terjangkau  dibandingkan  jika  membeli sebuah  PC  untuk  digunakan  komputasi  yang sederhana.  Kelebihan  lainnya  yaitu  ukurannya
yang kecil dan konsumsi daya listrik yang rendah menjadikannya  sangat  cocok  untuk  berbagai keperluan.

## Python
Python merupakan  bahasa  pemerograman tingkat  tinggi  (high  level  language)  yang dikembangkan oleh Guido van Rossum pada tahun 1989  dan  diperkenalkan  untuk  pertama  kalinya pada tahun 1991. Python lahir atas dasar keinginan untuk  mempermudah  seorang programmer dalam menyelesaikan  tugas-tugasnya  dengan  cepat. Python dirancang  untuk  memberikan  kemudahan yang  sangat  luar  biasa  kepada programmer baik dari  segi  efisiensi  waktu,  maupun  kemudahan dalam  pengembangan  program  dan  dalam  hal kompatibilitas  dengan system. Python bisa digunakan  untuk  membuat  program standalone dan pemrograman skrip (scripting programming).[4]
Sisi  utama  yang  membedakan Python dengan  bahasa  lain  adalah  dalam  hal  aturan penulisan  kode  program.  Bagi  para programmer di  luar  python  siap-siap  dibingungkan  dengan aturan indentasi, tipe data, tuple, dan dictionary. Python memiliki kelebihan tersendiri dibandingkan dengan bahasa lain terutama dalam hal  penanganan  modul,  ini  yang  membuat beberapa programmer menyukai Python.  Selain itu Python merupakan  salah  satu  produk  yang open source, free, dan multi platform.

## Sensor Ping Parallax
Sensor  Ping  merupakan  sensor  ultrasonik yang  dapat  mendeteksi  jarak  objek  dengan  cara memancarkan  gelombang  ultrasonik  dengan frekuensi  40  KHz  dan  kemudian  mendeteksi pantulannya.  Dengan  sensor  ini  maka  ketinggian air  sungai  dapat  terdeteksi. Pada  modul  Ping terdapat  3  pin  yang  digunakan  untuk  jalur  power supply (+5V), ground dan signal.
Modem GSM Wavecom
Wavecom  merupakan  salah  satu  pabrikan yang  berasal  dari  Perancis.  Perusahaan  tersebut mulai  dikenal  di  Indonesia  dengan  menyediakan modem  Wavecom  yang  multi  fungsi.  Salah  satu fungsinya yaitu untuk membantu kegiatan industri bisnis  rumahan yang  membutuhkan layanan SMS gateway dan lain-lain. Contohnya pada server pulsa yang membutuhkan banyak modem pengirim SMS yang  bekerja  secara  otomatis  dalam  menerima setiap transaksi, membalas report dan lain-lain
Fuzzy
Konsep tentang logika Fuzzy diperkenalkan oleh  Prof.  Lotfi  Astor  Zadeh  pada  1962.  Logika Fuzzy adalah metodologi sistem kontrol pemecahan masalah, yang cocok untuk diimplementasikan pada sistem, mulai dari sistem yang  sederhana,  sistem  kecil, embedded  system, jaringan  PC, multichannel atau workstation berbasis  akuisisi  data,  dan  sistem  kontrol. Metodologi  ini  dapat  diterapkan  pada  perangkat keras, perangkat lunak, atau kombinasi keduanya. Dalam  logika  klasik  dinyatakan  bahwa  segala sesuatu bersifat biner, yang artinya adalah hanya mempunyai dua kemungkinan
lain- lain. Oleh karena itu, semua ini dapat mempunyai nilai  keanggotaan  0  atau  1.  Akan  tetapi,  dalam logika Fuzzy kemungkinan  nilai  keanggotaan berada  diantara  0  dan  1.  Artinya,bisa  saja  suatu k
bersamaan, namun besar nilainya tergantung pada bobot keanggotaan yang dimilikinya.[5]
Metode Mamdani paling sering digunakan dalam aplikasi-aplikasi  karena strukturnya yang sederhana , yaitu  menggunakan  operasi  MIN- MAX atau MAX-PRODUCT.
Untuk mendapatkan  output,  diperlukan  empat  tahapan berikut [6] :
a. Fuzzyfikasi.
b. Pembentukan basis pengetahuan Fuzzy
(rule dalam bentuk ).
c. Aplikasi fungsi implikasi menggunakan
fungsi MIN dan Komposisi antar-rule
menggunakan fungsi MAX
(menghasilkan himpunan Fuzzy baru).
d. Defuzzyfikasi menggunakan metode
Centroid.
(3) 3 Metodologi Penelitian
Pada  bagian  ini  akan  dibahas  metodologi yang  digunakan  peneliti  dalam  pembuatan Pengembangan Sistem Pendeteksi Banjir Menggunakan Fuzzy dengan Raspberry Pi (Studi
Kasus : Kabupaten Sampang). Metode penelitian yang digunakan adalah metode modified waterfall.  Metode modified  waterfall bisa dijelaskan pada Gambar 1 dibawah ini :

## Gambar 1 Metodologi Penelitian 3.1 Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pencarian referensi, jurnal,  artikel,  majalah  ilmiah  yang  berkaitan dengan  pendeteksi  banjir,  raspberry  pi,  sensor ultrasonik, fuzzy mamdani, dan sms gateway untuk membantu  dan  membimbing  dalam  proses pembuatan sistem.

## 3.2 Analisa Kebutuhan Sistem
Pada tahap ini yaitu pengumpulan kebutuhan fungsional  sistem  yang  nantinya  akan  digunakan. Kebutuhan  tersebut  bisa  berupa  kebutuhan hardware maupun software. Sedangkan  untuk pengaplikasian sistem dibutuhkan sebuah prototipe yang digunakan untuk penelitian ini dan juga untuk menguji  bagaimana  sistem  ini  berjalan  dalam pengaplikasiannya.
3.3 Perancangan Pada tahap perencanaan dibagi menjadi dua bagian. Yaitu perancangan hardware dan perancangan software.
1. Perancangan hardware Pada  perancangan hardware,  menjelaskan penggunaan alat yang dipakai juga spesifikasinya
2. Perancangan software
Pada  perancangan software, menjelaskan tentang  perancangan  aristektur  sistem,  prototipe, juga berbagai rancangan yang berhubungan dengan sistem.
3.4 Implementasi
Implementasi  sistem  ini  terdapat  beberapa tahapan yaitu :
Instalasi RaspbianOS RaspbianOS merupakan sistem operasi yang digunakan untuk perangkat raspberry Pi.
Konfigurasi Raspberry Pi Setelah  raspberry  berjalan,  koneksikan dengan internet, kemudian update, upgrade paket- paket  yang  ada  di  raspberry  Pi.  Setelah  proses update dan upgrade selesai, selanjutnya memasukkan  paket  yang  dibutuhkan  raspberry  pi seperti :
a.Python 3
b. Modul library Python-Rpi.GPIO
c.Modul library Scikit-Fuzzy
d. Pembuatan script program pada raspberry pi Implementasi Arsitektur Sistem Implementasi Program Implementasi User Interface 3.5 Pengujian Tahapan pengujian pada sistem yang telah dibuat pada masalah yang didapatkan, pengujian pada sensor, modem sms, aplikasi, yang memakai pengujian black-box, dan juga prototipe.
3.6 Pemeliharaan Tahap  terakhir  dari  model modified waterfall yaitu  pemeliharaan.  Terdapat  beberapa jenis  pemeliharaan  yang  dapat  dilakukan  salah satunya yaitu Corrective Maintenance. Corrective Maintenance merupakan
pemeliharaan  ketika  sistem  telah  berjalan kemudian  baru  ditemukan  suatu  kesalahan  atau kekurangan pada sistem.
4 Implementasi
4.1 Implementasi arsitektur sistem
Gambar 2 merupakan komponen
elektronika  untuk  menyambungkan  pin  GPIO pada  raspberry  pi  dengan  jumper,  tanpa menggunakan breadboard kita bisa menyambungkannya  dengan jumper, akan  tetapi jumlah maksimum dari jumper menjadi terbatas, dan perangkat ini bisa membuat jumlah masukan jumper jadi lebih banyak.

## Gambar 2 Breadboard GPIO
Gambar 3 merupakan salah satu komponen elektronika  yang  dinamakan  dengan  sensor Ultrasonik Ping Parallax. Sensor ultrasonik yang dapat  mendeteksi  jarak  objek  dengan  cara memancarkan  gelombang  ultrasonik  dengan frekuensi  40  KHz  dan  kemudian mendeteksi pantulannya.
Gambar 3 Sensor Ultrasonik Ping Parallax Gambar 4 merupakan modem gsm wavecome. Modem ini berfungsi sebagai penyalur informasi kepada masyarakat melalui sms.
Gambar 4 Modem Wavecom Menu Utama pada aplikasi pendeteksi banjir terdapat  dua  bagian. Bagian  pertama  merupakan status dari ketinggian air dan kecepatan air saat ini. Dan  bagian  kedua  merupakan  data  nomor handphone. Gambar  5  merupakan  tampilan  menu utama.

## Gambar 5 Menu Utama
5 Uji Coba dan Pembahasan 5.1 Uji Coba Koneksi

## Tabel 1 Uji Coba Koneksi

## 5.2 Uji Coba Fungsional
Tabel 2 Uji Coba Fungsional
5.3 Uji Coba Penggunaan Metode Fuzzy
Uji coba pada metode fuzzy ini dengan memberi contoh  nilai  dari  suatu  ketinggian  air  dan  kecepatan ketinggian  air.  Dimana  nilai  tersebut  nantinya  akan digunakan untuk bekerjanya metode yang dipakai yaitu metode  fuzzy  mamdani.  Metode  ini  akan  berjalan dengan aturan yang telah dibuat. Kemudian dari aturan tersebut akan keluar hasil berupa status ketinggian air.
Perhitungan  manual  dilakukan  pada  microsoft excel.
Dengan  contoh  nilai      ketinggian  air  18cm  dan kecepatan 2.2cm. Status apa yang akan didapatkan ?
Solusi.
Pembentukan Himpunan Fuzzy
Ada 3 variabel fuzzy yang akan dimodelkan, yaitu:
1. Ketinggian, terdiri-atas 3 himpunan
fuzzy, yaitu: Rendah, Sedang, dan Tinggi (Gambar 6).
Fungsi keanggotaan variabel Ketinggian pada sebagai berikut
µKtRendah =
µKtSedang =

## µKtTinggi =
Kita bisa mencari nilai keanggotaan:
µKtSedang [18] = (23 -18)/6 = 0.83
µKtTinggi [18] = (18-17)/6 = 0.17 2.Kecepatan, terdiri-atas 3 himpunan fuzzy, yaitu:
Lamban, Sedang, dan Cepat (Gambar 7).
Fungsi keanggotaan variabel Kecepatan pada sebagai berikut:
µKcLamban =
µKtSedang =

## µKtCepat =
Kita bisa mencari nilai keanggotaan: µKcSedang[2,2] = (3-2.2)/1 = 0.8 µKtTinggi [2, 2] = (2.2 -2)/1 = 0.17
3.Status, terdiri-atas 3 himpunan fuzzy, yaitu:
Normal, Siaga,  dan  Darurat (Gambar 6.4 ).
Fungsi keanggotaan variabel Status pada sebagai berikut:
µStNormal =
Gambar 5 Fungsi Keanggotaan dari
Variabel Ketinggian
Gambar 6 Fungsi Keanggotaan dari Variabel Kecepatan
µStSiaga =
µStDarurat =
Aplikasi metode implikasi -predikat1 = KtSedang KcSedang = min( KtSedang [18], KcSedang [2,2])
=  min(0.83; 0,8)
= 0.8
-predikat1 = KtSedang KcSTinggi = min( KtSedang [18], KcTinggi [2,2]) =  min(0.83; 0,2) = 0.2 -predikat1 = KtTinggi KcSedang = min( KtSedang [18], KcSedang [2,2]) =  min(0,17; 0,8) = 0.17 -predikat1 = KtTinggi KcTinggi
= min( KtSedang [18], KcSedang [2,2])
=  min(0.17; 0,2) = 0.2

## Komposisi Aturan
Dari  hasil  aplikasi fungsi  implikasi  dari  tiap aturan,  digunakan  metode  MAX  untuk melakukan komposisi  antar  semua  aturan.  Hasilnya  seperti  pada Gambar 9.
Defuzzyfikasi
Metode penegasan yang akan kita gunakan adalah metode centroid.
Z =
=
=
5.4 Pembahasan Koneksi
Pembahasan  terhadap  uji  coba  koneksi  dengan melihat pada hasil kinerja modem gsm wavecom yang terdapat  pada  Tabel  1  dapat  diketahui bahwa  untuk koneksi  sms  ke  nomor handphone terkoneksi  dengan baik.  Hal  ini  sangat  berpengaruh  kepada  sistem pendeteksi  banjir  agar  bisa  langsung  memberikan informasi  status  ketinggian  air  sungai  kepada masyarakat.

## 5.5 Pembahasan Fungsional
Pembahasan  terhadap  uji  coba  fungsional  yang dilakukan  dengan  melihat  antara  hasil  kerja  sistem dengan daftar uji coba pada Tabel 2 bisa disimpulkan sistem  sudah  berjalan  dengan  baik.  Sehingga  bisa dikatakan bahwa implementasi dan fungsionalis sistem pendeteksi  banjir  dapat  berjalan  sesuai  dengan rancangan.
Gambar 7 Fungsi Keanggotaan dari Variabel Status
Gambar 8 Hasil Daerah Komposisi Aturan ( Area Garis Biru )

## Pengembangan Sistem Pendeteksi Banjir Menggunakan Fuzzy
5.6 Pembahasan Metode
Pembahasan  terhadap  uji  coba  metode  yang diterapkan  pada  sistem  ini  telah  diaplikasikan.  Pada hasil  tersebut  menunjukkan  bahwa  sistem  sudah berjalan sesuai dengan aturan metode fuzzy mamdani
6. Kesimpulan dan Saran
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan
maka dapat diambil kesimpulan bahwa :
Penelitian  ini  telah  berhasil  membuat  sistem yang digunakan untuk mengetahui status ketinggian air yang diterapkan pada raspberry pi dengan menggunakan sensor ultrasonik.
Dengan menggunakan modem gsm wavecome, sistem ini berhasil mengirim pesan status ketinggian air pada  nomor handphone yang  sudah  tersimpan  pada sistem pendeteksi banjir.
6.2 Saran
Saran  yang  didapat  pada  untuk  pengembangan sistem ini adalah dengan dibuatkan untuk versi website ataupun  androidnya  agar  mengikuti  perkembangan dunia  informasi  teknologi.  Serta  penambahan  sensor curah hujan dan anemometer supaya sistem ini semakin lengkap.

## Daftar Pustaka
[1]  Rahayu.  Dkk. (2009). Banjir dan  Upaya  Penanggulangannya.
Bandung : Pusat Mitigasi Bencana (PMB-ITB)
[2]  IDEP,  2007. Panduan  Umum  Penanggulangan  Bencana Berbasis Masyarakat, Edisi Ke-2, Bali : Yayasan IDEP.
[3] Rahmad Dawood, et all., 2014. Kelayakan Raspberry Pi sebagai Web Server. Jurnal Rekayasa Elektrika
[4]  Sianipar,  H.,  R.,  et  all.,  2015. Pemrograman  PYTHON  (Teori dan Implementasi). Bandung: Informatika
[5] P hlm. 1-13, California: Parallax, 2006
[6] Sutojo, T., et all., 2011. Kecerdasan Buatan. Yogyakarta: ANDI