## Penerapan Sistem Pengolahan Air Bersih Otomatis Berbasis Mikrokontroller di PDAM Kabupaten Lamongan

## Affan Bachri, Arief Budi Laksono, Supriyadi
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Islam Lamongan Veteran 53 A Lamongan email : avanbe@gmail.com , arief_budila@gmail.com

## Abstrak
Sesuai  dengan  perkembangan  teknologi  yang  modern,  PDAM  Lamongan  mengikuti  dan  menggunakan peralatan  canggih.  Hal  ini  secara  otomatis  untuk  membantu  meringankan  pekerjaan  pegawainya.  Ini adalah alasan peneliti memilih salah satu bidang yaitu sistem kendali otomatis air yang khusus membahas tentang  sistem  kerja  kontrol.  Adapun  tujuan  penelitian  ini  adalah  memudahkan  dan  efisien  dalam pengolahan  air  bersih  di  pengolahan  PDAM  Lamongan  dengan  menggunakan  mikrokontroller.  Proses Pengujian  di  awali  dengan  pengujian  komponen  penyusun  Prototype  diantaranya  pengujian  sensor ultrasonic,  sensor  turbiditymeter,  LCD,  flowmeter.  untuk  memastikan  alat  tersebut  dapat  bekerja  dan berfungsi  dengan  baik.  Berdasarkan  pengujian  dan  analisa  data,  diperoleh  kesimpulan  bahwa  sensor turbiditymeter bekerja dengan baik yang dapat ditunjukkan melalui LCD yang sudah terintegrasi dengan arduino Uno. Jadi didapat nilai terendah <5 NTU dan nilai tertinggi >5 NTU. Begitu juga sensor yang lain seperti  sensor  ultrasonic,  flowmeter  dapat  berfungsi  dengan  baik.  Adapun  ke  depan  alat  tersebut diharapkan dapat dikembangkan lagi dengan cara penambahan remot sistem control jarak jauh agar dapat mengontrol dengan mudah dan efisien
Kata kunci : Mikrokontroler, Flowmeter, Sensor Ultrasonic, Sensor Turdibidyt

## Abstract
Based on development of modern technology of clean water, PDAM Lamongan follows and exerts the sophisticate tools. It helps the employees’ occupation out automatically. It’s a reason that the researcher take one of the fields, namely the automatic water control system which is discuss about work control system. The purpose of this research is in order to processing clean water in PDAM Lamongan by using a  microcontroller  can  be  simple  and  efficient.  The  first  trial  by  using  composer  of  Prototype components,  which  are  consists  of  ultrasonic  sensors,  sensor  turbidity  meters,  LCDs,  flowmeter. This  trial  is  in  order  to  ensure  that  the  tools  can  work  and  function  properly.  Based  on  the  trial and analyze  the  data,  the  reasons  are  turbidity  meter  can  worked  well  which  could  be  shown  through  an LCD which integrated  with  Arduino  Uno.  So,  the  lowest  value  was  <5NTU  and  the  highest  value was>  5NTU.  The  other sensors, such as ultrasonic sensors, flow meters can be function properly. In the future, those tools are expectable to develop by increasing remote control system to far distance in order to control easily and efficiently.
Keyword : Microcontroller, Flow Meter, Ultrasonic Sensor, Turbidity Meters Sensor

## PENDAHULUAN
Sesuai    dengan    perkembangan teknologi yang modern, maka   di dalam PDAM   Lamongan pun  banyak  menggunakan     peralatan      canggih, otomatis yang  modern dalam proses  produksinya. Sehingga  dapat      membantu  meringankan pekerjaan  manusia.  Untuk  itu  penulis  memilih salah satu bidang yaitu sistem kendali otomasi air
yang  khususnya  membahas  tentang  Sistem  kerja sensor kontrol Untuk memudahkan  dan  efisiensi waktu  dalam  pengisian bak penampungan air.
Perkembangan dunia  industri  dari  tahun  ke tahun  mengalami  perkembangan  yang  begitu pesat. Di   mulai   dari   teknologi   yang   sederhana sampai  teknologi    yang    modern    untuk mempermudah produksi sekaligus  mempermudah
pekerjaan manusia. Hal  itu juga  harus di  imbangi oleh  peningkatan  Sumber  Daya  Manusia  (SDM) yang  bermutu  dan    berkualitas.  Mahasiswa sebagai    salah  satu  SDM  penerus  bangsa  harus mampu  untuk  berusaha  memiliki  kualitas  dan kemampuan  dalam  menunjang teknologi tersebut. Maka  dari  itu,  sebagai  mahasiswa  kami  berupaya mencari  pengetahuan  yang  lebih  banyak  yang relevan  dibidangnya  sebagai  langkah    untuk menambah    wawasan    ilmu  pengetahuan. Terutama  menuntut  ilmu  yang  bersifat  aplikatif atau langsung diterapkan.
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi,  terutama    di  bidang    elektronika    dan instrumentasi,  pada  prinsipnya  dapat  diterapkan untuk  mengatasi  masalah  tersebut,  yaitu  dengan membuat  alat  ukur dan monitoring pemakaian air yang  bekerja  secara  elektronik.  Volume  air  ini dapat  diukur  dengan  menggunakan  sensor  laju aliran  air  flowmeter,  yang  kemudian    diproses oleh    mikrokontroler  dan  ditampilkan  dalam bentuk digital, berupa volume dan biaya.
Data      diterima          oleh      turbiditymeter kemudian      data        diolah      oleh  kekeruhanya mikrokontroller    dan  data  akan  ditampilkan. Tampilan  yang  digunakan  adalah  LCD  16x2, dimana LCD ini mempunyai 16 kolom dan 2 baris. LCD  berfungsi  untuk  menampilkan  data    yang telah          diolah    yaitu  berupa  hasil  pengukuran. Berdasarkan    pertimbangan  -  pertimbangan tersebut  maka  penulis  memilih    PDAM LAMONGAN  sebagai  tempat  penelitian  karena PDAM  Lamongan  adalah  salah  satu  perusahaan air  minum  daerah  yang  dikelola  oleh  pemerintah kota  yang  bergerak  di  bidang  penyediaan  air minum yang ada  di   kota   Lamongan.

## METODE PENELITIAN
Tahap
penelitian dilakukan dengan
perancangan perangkat keras  dan  perancangan perangkat lunak.
Perancangan Perangkat Keras a.   Perancangan Sensor Turbidity Turbiditymeter merupakan  alat    pengujian kekeruan dengan sifat optik  akibat dispersi  sinar dan  dapat  dinyatakan  sebagai  perbandingan cahaya    yang    dipantulkan    terhadap  cahaya yang  datang.  Alat  ini  banyak  digunakan  dalam pengolahan  air  bersih  untuk  memastikan  bahwa
air  yang    akan  digunakan    memiliki      kualitas yang  baik  dilihat  dari  tingkat  NTU  (tingkat kekeruhan).

## Gambar 1. Skema Rancangan Sensor dan (b) Perancangan Penampilan LCD
Water      Flow     Sensor merupakan  sensor aliran   air   yang terdiri   dari   3   kabel, dimana kabel-kabel  tersebut  berwarna  3  merah      yang dihubungkan          ke    positif    breadboard,    kabel warna kuning dihubungkan    ke      pin   nomor 2 pada  arduino,              dan      kabel    warna  hitam dihubungkan ke negatif  breadboard

## Gambar 2. Skema Rangkaian Pengujian Perancangan Perangkat Lunak
Pemograman  Arduino  Uno  ditulis menggunakan  software  arduino  IDE  dengan sketch/code  berdasarkan  alur  flowchart  pada sistem  keluaran  data    dari    alat    pendistibusian air otomatis berbasis mikrokontroller. memastikan  LCD  dapat  bekerja  dengan
menampilkan hasil dari flowmeter dan turbiditymeter ,    sehingga    dalam    proses pemantauan    tingkat    kekeruhan    air    dan pemantauan  debit  air  dengan  flowmeter  akan mendapatkan data yang lebih realtime.
Untuk mendapatakan hasil yang realtime,  maka    proses    pengujian  LCD dilakukan  dengan  menghubungkan  kaki  –kaki LCD pada pin – pin board Arduino Uno.
Gambar 3. Flowchart Pembacaan Sensor

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Pengujian a.   Pengujian Sensor Turbidity
Pengujian  sensor  dilakukan  untuk  mengetahui rancangan  yang  dibuat  mampu  memberikan respon  terhadap  setiap  perubahan  tingkat kekeruhan      air.          Langkah      –  langkah  untuk melakukan      pengujian      pada  sensor turbidity , yaitu menyiapkan sensor turbidity yang dihubungkan  pada  arduino  dan      dimasukkan program   ke  dalam   IC  mikrokontroller.   Hasil pengujian  dapat  dilihat  pada  tabel  1,  dan  grafik pengujian.
Tabel 1. Hasil pengujian sensor turbiditymeter
VOLT NTU 4,64 0,55 4,49 3,08 4,33 6,93 4,21 18,6 2,8 9,10

## b.  Pengujian LCD
Pengujian    LCD    menggunakan    board Arduino  Uno  sebagai  alat  untuk  memerintahkan LCD  menampilkan  berbagaimacam        karakter sesuai      keinginan,      dengan  cara      memasukkan program ke dalam board Arduino Uno.
c.   Pengujian Flow Meter
Flow
Sensor diuji dengan cara menghubungkan    flow    sensor    pada mikrokontroler,        dan  memasukan  program  ke dalam  mikrokontroler. Sehingga  dapat  diketahui apakah  sensor  tersebut  dapat  berfungsi  dengan baik    atau    tidak.    Kemudian    pengujian pengukuran  alat  ini  dengan  menggunakan  botol ukur  sebagai penampung keluaran air  dari  water flow sensor   tersebut.   Jika   flow   sensor   dapat bekerja   dengan   baik,   maka hasil perhitungan akan  ditampilkan pada  layar  LCD.  Berikut  hasil pengujian ketepatan output sensor:
Gambar 4. Pengujian Flowmeter
Tabel 2. Perbandingan output sensor  dengan gelas ukur dalam satuan meter3 (m3)
No Perco baan Output sensor (m3) Metode gelas ukur (ml) Selisih 1 0.0004884 500 0.0000116 m3 2 0.0004876 500 0.0000124 m3 3 0.0004640 500 0.0000360 m3 4 0.0004976 500 0.0000024 m3 5 0.0004793 500 0.0000207 m3 Total selisih   =
0.0000831 m3
e.   Pengujian Keseluruhan Alat
Tahap   ini    bertujuan   untuk    mengetahui kinerja  rangkaian  secara  keseluruhan  yang meliputi  pengujian  sensor  turbidity,  tampilan LCD,  pengujian  flowmeter  dan  Pengujian
Ultrasonik. Setelah dilakukan pengujian diperoleh hasil sebagai berikut :
Gambar 5. Pengujian Keseluruhan Alat d.  Pengujian Ultrasonic
Tahap  ini  bertujuan  umtuk  mengukur  ketinggian air  pada  tandon  apabila  air  berada  di  bawah unkuran  yang  telah  di  tentukan  maka  pompa  1 akan  menyala  dan    mengisi  air  secara  otomatis pada tandon sampai batas maksimum yang telah di tentukan.

## Gambar 6. Pengujian Sensor Ultrasonic
Tabel 3. Data Level Ketinggian Air Turun
No Mistar (cm) Kedalaman Air Terbaca sensor (cm) 1 25 24 2 24 24 3 23 22 4 22 21 5 21 20 6 20 20 7 19 18 8 18 17 9 17 15 10 16 15 11 15 14
12 14 13 13 13 12 14 12 11 15 11 10 16 10 10 17 9 8 18 8 7
Pada  saat  air  utama  dalam  keadaan  kosong maka  pompa1  menyala  dan  pompa  tawas  juga menyala  dan  air  mengalir  melalui  tabung  - tabung untuk  penyaringan dan  penernihan.  Pada saat  proses  penjernihan  berlangsung  dan kekeruhan  dapat  dipantau  lewat  sensor turbiditymeter. Jika  kekeruhan air  di  bawah  < 5 NTU maka proses penyaringan masih berlangsung,  dan  jika  kekeruhan  mencapai  di atas >5 NTU maka  secara  otomatis buzzer  akan berbunyi memberikan peringatan.
Di  saat flowmeter bergerak  dan    membaca debit  air  maka  secara  otomatis  pompa2  akan menyala  dan  ketika  flowmeter  tidak  membaca secara  otomatis  pompa  2  dan  pompa  1  masih menyala  mengisi  tandon.  Dan      disaat      tandon sudah   terisi   dengan   batas ketinggian tertentu maka  sensor  ultrasonic  akan  membaca    dan memberikan    peringatan    kepada  pompa1  untuk off,  begitu  seterusnya.  Untuk  output  hasil pembacaan  flowmeter  dan  NTU  (kekeruhan) ditampilkan pada LCD 12 x 6.

## PEMBAHASAN
Dalam  hal  ini,  akan  dibahas  hasil  dari pengujian  rangkaian  alat        yang      meliputi pengujian  sensor turbidity, flow meter , ultrasonic, pengujian  LCD   dan   pengujian  alat secara keseluruhan.
Pengujian sensor dilakukan untuk mengetahui  rancangan  yang  dibuat  mampu memberikan   respon terhadap setiap   perubahan tingkat kekeruhan air. Perubahan yang diberikan dalam  bentuk  data  analog,  pengujian  dilakukan beberapa  sampel  untuk   diambil  nilai   tingkat kekeruhan      suatu        zat.  Pengujian      pada sampel  dilakukan  untuk  mengetahui  kinerja sensor  turbidity  hasil  pengujian  sensor  turbidity bekerja  dengan    baik,  hal  itu  bisa  dilihat  dari indikator  sensor  turbidity  yang  menyala-mati
dalam kurun waktu 1 detik.
Pengujian    LCD    menggunakan    board Arduino Uno    sebagai alat untuk  memerintahkan LCD  menampilkan berbagai  macam       karakter sesuai keinginan. Pengujian LCD dilakukan untuk melihat  hasil  dari  sensor turbidity dan  flowmeter dan  untuk  memastikan  LCD  dapat    bekerja dengan  baik,    sehingga    dalam  proses pemantauan  tingkat      kekeruhan      air      akan mendapatkan      data  realtime.    Flow  meter  untuk mengukur  debit  air  yang  keluar  dari  pompa  2 yang  akan  di  aliran  ke pelanggan.
Sensor ultrasonic bertujuan untuk mengukur  ketinggian  air  pada  tandon  mengukur ketinggian  air  pada    tandon  apabila  air    berada di  bawah  unkuran yang telah di tentukan maka pompa  1  akan  menyala  dan    mengisi  air  secara otomatis pada  tandon sampai batas    maksimum yang        telah        ditentukan.Kinerja  rangkaian secara    keseluruhan    yang    meliputi  pengujian sensor  turbidity,  tampilan  LCD,  dan  pengujian flowmeter  dan        sesnsor        ultrasonik.  Tingkat kekeruhan   air  mempengaruhi pompa  tawas dan mempengaruhi mati hidupnya pompa pendistribusian air ke pelanggan dan jalannya air dari pompa  2   akan  dihitung   debit   air   keluar dengan flow    meter, sensor ultrasonic bertujuan untuk  mengukur  ketinggian  air  pada  tandon utama  sehingga  mengantisipasi  kekurangan  dan kelebihan air dalam tandon sesuai batas minimal atau maksimal yang ditentukan.

## PENUTUP Kesimpulan
a. Rancangan      prototype      pengolahan      air bersih  otomatis    di    pengolahan    PDAM Lamongan  berbasis  mikrokontroler  dirancang dengan  menggunakan  beberapa  komponen seperti  sensor  turbidity,  Arduino  uno, flowmeter,  sensor  ultrasonik,  dan  LCD  yang telah  terintegrasi.  Sehingga  sensor turbidity dapat  membaca  kekeruhan  air  dan  didapat nilai  terendah  sebesar  <5  NTU  dan  nilai tertinggi sebesar >5 NTU.
b. Kontrol    flowmeter    dan    ultrasonic    dapat mengendalikan  sistem  pengolhan  air  berssih dengan  cara    mengalirkan  air    ke    flowmeter dan hasil dari pengukuran debit air yang keluar dari  pompa2  akan  di  tampilkan  di  LCD  saat flowmeter  dalam  keadaan  tidak  membaca
angka  pengukuran,  ultrasonic    mengukur ketinggin    air    pada    tandon  utama  yang berfungsi  sebagai  inputan  ke  pompa  1  di  saat sensor membaca batas maksimal ketinggian air pompa 1 otomatis berhenti.

## DAFTAR PUSTAKA
Akip  Saputra,  2016.  Pengukur Kadar Keasaman Dan  Kekeruhan  Air  Berbasis  Arduino. Universitas Muhammadiyah Surakarta
Kho,    Dickson,    2014,     Prinsip    Kerja    DC
Power Supply(Adaptor), Menteri  Kesehatan,  2010.  Tentang  Persyaratan Kualitas Air Minum Nomer492/MENKES/PER/IV/2010 Nike  Ika  Nuzula,  2013.  Rancang  Bangun Alat Ukur Kekeruhan Berbasis Mikrokontroller. Institut Teknologi Sepuluh November
Samsudin  Widya  yanuar,2015,  kendali  valve secara  Otomatis      berdasarkan      tingkat kekeruhan  (turbidity)        air          berbasis arduino,laporan proyek akhir D3, Universitas Gadjah  Mada, Yogyakarta Menteri    Kesehatan,    2010.    Tentang Persyaratan Kualitas       Air       Minum Nomer 492/MENKES/PER/IV/2010
Nike  Ika  Nuzula,  2013.  Rancang  Bangun  Alat Ukur  Kekeruhan  Berbasis Mikrokontroller. Institut Teknologi Sepuluh November Samsudin  Widya  yanuar,2015,  kendali  valve
secara Otomatis  berdasarkan  tingkat kekeruhan ( turbidity ) air berbasis arduino,laporan proyek akhir D3,
Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta https://www.hackteria.org/projects/turbidity- meter/ Diakses  pada  21  Januari  2018 http://www.kitomaindonesia.com/article/9  / solenoi d-valve-pneumatic-prinsip-kerja/ Diakses pada tanggal 21 Januari 2018 http://saptaji.com/2016/06/26/menampilkan- hello- world-di-arduino-dengan-lcd-
shield/ Diakses  pada  tanggal  21  Januari 2018.