Fauzi Dahlan, Irving Vitra Paputungan, Kurniawan Dwi Irianto (2023), Sistem Monitoring Penggunaan Air Pdam Berbasis Iot, Vol. 7, No. 11 , Http://Dx.Doi.Org/10.36418/Syntax-Literate. v7i11.11871 E-ISSN: 2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541- 0849 e-ISSN: 2548-1398
Vol. 7, No. 11, November 2022

## SISTEM MONITORING PENGGUNAAN AIR PDAM BERBASIS IOT

## Fauzi Dahlan, Irving Vitra Paputungan, Kurniawan Dwi Irianto
Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia Yogyakarta, Indonesia Email: 18523257@students.uii.ac.id, irving@uii.ac.id, k.d.irianto@uii.ac.id

## Abstrak
PDAM  merupakan  perusahaan  yang  bergerak  dibidang  sumber  daya  air.  PDAM merupakan  Badan  Usaha  Milik  Daerah  (BUMD).  PDAM  menyediakan  layanan penggunaan air bersih kepada rumah tangga menggunakan alat hitung debit air dan dicek secara manual dengan mencatat meteran PDAM oleh petugas. Makalah ini bertujuan untuk memudahkan pengguna layanan PDAM dan menjaga sumber daya air  tetap  terjaga.  Mengimplementasikan  penggunaan  sensor  elektronik  menjadi dasar  kebutuhan  penggunaan  PDAM.  Metode  yang  digunakan  terdiri  dari, pengumpulan  data  informasi,  analisis  kebutuhan  dan  peranangan,  perancangan Software dan Hardware , pengujian dan implementasi sistem. Hasil dari  makalah ini berupa perangkat Hardware dan Software android yang memudahkan pengguna dalam monitoring penggunaan air.
Kata Kunci : sistem monitoring; IoT; ESP32

## Abstract
PDAM is a company engaged in the field of water resources. PDAM is a Regional Owned  Enterprise  (BUMD).  PDAM  provides  clean  water  use  services  to households by using a water debit meter and checking it manually by recording the PDAM meter by the officer. This paper aims to make it easier for PDAM service users and to maintain water resources. Implementing the use of electronic sensors forms the basis for PDAM usage needs. The method used consists of information data collection, requirements analysis and design, software and hardware design, system  testing  and  implementation.  The  results  of  this  paper  are  in  the  form  of Android  hardware and software devices that make it  easier for  users  to  monitor water use.
Keywords: monitoring system; IoT; ESP32

## Pendahuluan
Air merupakan sumber daya tidak hidup namun dapat terus diperbarui.  Air adalah sumber  daya  alam  yang  sangat  vital  bagi  makhluk  hidup  (Salilama  et  al.,  2018; Wulandari, 2019). Sumber daya air salah satu sumber daya alam yang sangat potensial, sumber daya air juga memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari. Sumber daya air sangat berguna di berbagai bidang seperti pertanian, industri, rumah tangga, dan lain-lain.  Pada  saat  yang  sama,  penting  untuk  memastikan  air  selalu  sehat  dan  layak konsumsi dalam menghadapi pesatnya kegiatan industri dan pertanian yang berdampak besar terhadap pencemaran air (Kautsar et al., 2015; Siregar et al., 2013). Salah satu cara negara dalam memperhatikan kesejahteraan rakyat  dengan mendirikan PDAM. PDAM adalah salah satu usaha yang mengelola sumber daya air.
PDAM bukanlah perusahaan yang dikelola skala nasional, PDAM suatu badan usaha milik daerah (BUMD) yang dikelola oleh daerah setempat untuk kepentingan penggunaan masyarakat umum. Pembengkakan biaya dari penggunaan PDAM dikarenakan kelalaian pengguna dalam pengecekan jumlah debit air dan masih banyak terdapat kebocoran pipa yang  tidak  disadari  penggunanya.  Kebocoran  pipa  atau  kehilangan  air  juga  dapat disebabkan sambungan liar, pemasangan meteran dan faktor lainnya (Ramadhan et  al., 2019; Wilianto & Kurniawan, 2018). Penggunaan air  berlebihan juga dapat menimbulkan kekeringan serta kerugian jangka panjang.
Hingga  saat  ini  penggunaan  air  bersih  belum  diimbangi  dengan  kesadaran  dalam penghematan air. Penggunaan air pada rumah tangga setidaknya membutuhkan lima liter air dalam sehari (Diharja et al., 2021; Kautsar et al., 2015). Pengecekan air PDAM masih menggunakan  cara  manual  dengan  mengirimkan  petugas  ke  pengguna  layanan  PDAM untuk mencatat satu persatu (Budi et al., 2020; Shevale et al., 2018). Meteran PDAM juga masih bersifat analog sehingga pelanggan sulit mengetahui jumlah air yang digunakan, banyak yang mengganti atau menambahkan meteran digital yang lebih mudah dipahami (Ramadhan  et  al.,  2019;  Salilama  et  al.,  2018).  Banyak  pelanggan  PDAM  tidak mengetahui  jumlah  pemakaian  air  dikarenakan  masih  menggunakan  meteran  digital (AlMetwally et al., 2020; Arfinda et al., 2019). Pelayanan publik penyelenggaraan oleh negara pada umumnya ingin memberikan pelayanan terbaik dalam memenuhi keinginan serta kebutuhan masyarakat yang bertujuan untuk kesejahteraan rakyatnya (Paksi et al., 2021; Wulandari, 2019). Maka dari itu dibutuhkan sebuah sistem Internet of Things (IoT) yang dapat memonitor jumlah debit air yang digunakan.
Dengan sistem Internet of Things yang dapat memonitor penggunaan air akan dapat memudahkan pengguna air PDAM dalam mengontrol penggunaan air. Membuat sistem yang  dapat  memonitor  penggunaan  air  PDAM  berbasis Internet  of  Things ini  akan memberikan banyak manfaat kepada pengguna dan merupakan salah satu pengembangan dari bidang Internet of Things (Widiasari & Zulkarnain, 2021; Wilianto & Kurniawan, 2018).

## Metode Penelitian
A. Metode Penelitian
Dalam  pengembangan  sistem  Monitoring  Penggunaan  air  PDAM  dibuthkan tahapan-tahapan yang harus dilakukan. Adapaun metode yang digunakan yaitu metode waterfall seperti Pada Gambar 1 yang terdiri dari Mengumpulkan data dan informasi, Analisis  dan  perancangan,  Perancangan Software dan Hardware ,  Pengujian  alat, Implementasi sistem.

## Gambar 1 Waterfall Model
1. Mengumpulkan Data dan Informasi
Pada  tahap  awal  yaitu  pengumpulan  data  dan  informasi  yang  merupakan  tahap melakukan  perencanaan  alat  yang  akan  digunakan.  Penulis  melakukan  pencarian dan pendalaman perihal data dan informasi yang dibutuhkan.
2. Analisa Kebutuhan dan Perancangan Menganalisa  kebutuhan  yang  digunakan  untuk  membuat  sistem  serta  skema rangkaian sistem rangkaian sistem agar mempermudah perancangan sistem.
3. Perancangan Software dan Hardware Perancangan  hardware  lebih  dahulu  dirancang  menggunakan  ESP32  dengan merangkai dan menyambung ke sensor air serta solenoid valve, dilanjutkan dengan pengkodingan program.
4. Tahap Pengujian Alat
Pengujian hardware bekerja sempurna dan sesuai atau belum, agar dapat mengatasi kesalahan atau error.
5. Tahap Implementasi Sistem
Memastikan sistem berjalan sebagaimana mestinya dan tanpa ada kendala

## B. Analisa Kebutuhan
Menggunakan data dan informasi yang telah di kumpulkan, penulis menganalisis kebutuhan  pengaliran  air  dan  kebutuhan  Berdasarkan  hasil  observasi  analisis
kebutuhan sistem Monitoring penggunaan Air PDAM memerlukan kebutuhan seperti pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1 Kebutuhan Hardware Perangkat Deskripsi ESP 32 Dev Mikrokontroller pada perangkat yang digunakan Waterflow Sesnsor Pendeteksi aliran air dan jumlah debit air Solenoid Valve Katup penutup aliran air otomatis Relay Kontroller solenoid valve Kabel Jumper Penghubung antar perangakat aatau komponen Tabel 2 Kebutuhan Software Software Deskripsi Arduino IDE Compiler untk ESP 32 Dev Thingspeak Penjembatan pengiriman dan penerimaan data MIT App Inventor Website pembuatan aplikasi Google Spreadsheet Database

## C. Perancangan Sistem
Perangkat yang telah berhasil dirancang pada sistem monitoring penggunaan air PDAM  berkerja  dengan  sensor  membaca  arus  air  dan  total  penggunaan  air  dan mengirimkan  kepada  ESP32.  Maka  dibutuhkan  Thingspeak  sebagai  penjembatan antara ESP32 dan aplikasi android.

## Gambar 2 Flowchart Hardware
Pada Gambar 2.  Menjelaskan bahwa Waterflow sensor mengirim data yang akan diproses ESP32. Solenoid valve menerima data dari ESP32. Data yang diproses oleh ESP32 diunggah pada Thingspeak dan akan ditampilkan pada device android.
Aplikasi  android  yang  dibuat,  menerima  input  data  dari  Thingspeak  kemudian ditampilkan.  Aplikasi  android  mengirim  data  pada  Thingspeak  yang  kemudian diteruskan dalam bentuk nilai satu atau dua kepada ESP32. Software yang dibuat akan memiliki fitur:
a. Total penggunaan Air
b. Kontrol valve
c. Penggunaan air perbulan

## Hasil dan Pembahasan
Waterflow sensor behasil mengirimkan data ke thingspeak melalui perantara ESP32 kemudian ditampilkan pada aplikasi android. Relai digunakan di mana diperlukan untuk mengontrol  sirkuit  (Effendi  &  Puspitaningrum,  2021;  Fajriaty  et  al.,  2022),  perangkat relay serta valve dapat  menerima  data  yang  dikirimkan  aplikasi  android  kepada thingspeak  seperti  Gambar  3.  Kemudian  ESP32  mengirim  serta  menerima  data  untuk pengaplikasian seluruh perangkat  keras. Jaringan internet menjadi fokus utama ESP32 dapat  mengelola  seluruh  data,  jaringan  yang  tidak  stabil  mempengaruhi  ESP32  tidak dapat mengirim dan menerima data kepada thingspeak.

## Gambar 3 ESP32 Mengambil Data Dari Thingspeak
Setelah data dikirimkan pada thingspeak Aplikasi android dijalankan menggunakan emulator, data yang dibaca sensor sudah dapat di tampilkan pada Software seperti Gambar 4.  Aplikasi    juga  telah  berhasil  mengirimkan  data  kepada thingkspeak yang  kemudian dibaca ESP32, agar dilanjutkan kepada relay untuk mengontrol valve. Hasil Implementasi Software.

## Gambar 4 Tampilan Aplikasi
Pada bagian pertama terdapat total penggunaan air yang diunggah oleh sensor. Total penggunaan yang dibaca oleh sensor dalam satuan Mili Liter (ML). Penggunaan satuan ML lebih memperkecil error pembacaan volume air. Pada bagian kedua tepat dibawah
total penggunaan air tedapat kontrol valve, tombo on/off kontrol valve berfungsi untuk memutus dan mengalirkan air, terdapat label status valve untuk mengetahui konisi valve terkini.  Pada  bagian  terakir  pengguna  dapat  melihat  penggunaan  air  dalam  perbulan, kebutuhan air pada masyarakat sangat variatif tergantung iklmin dan kebiasaan (Fajriaty et  al.,  2022;  REGOWO,  2022),  fitur  ini  mempermudah  pengguna  dalam  melihat  total penggunaan air. yang seperti pada Gambar 5.

## Gambar 5

## Tampilan Fitur Total Penggunaan Air Perbulan
Sistem monitoring air PDAM masih dalam tahap implementasi. Dilakukan pengujian Black Box testing pada setiap fitur yang dibuat, pengujian Black Box testing membuat kasus  uji  dengan  perbandingan  berhasil/benar  atau  gagal/salah  (Arfinda  et  al.,  2019). Terdapat dua aspek pengujian, yaitu pengujian pada perangkat hardware dan pengujian pada  perangkat  software.  Pengujian  pada  perangkat  hardware.  Pada  Tabel  3.  berisi pengujian komponen hardware yang dibuat dan pada Tabel 4. berisi pengujian software yang dilakukan menggunakan emulator.
Tabel 3 Pengujian Alat Monitoring Input dan Output Pengujian Hasil Waterflow sensor Mendeteksi jumlah total penggunaan air Berhasil Solenoid Valve Menutup dan membuka aliran air Berhasil Unggah Data Mengunggah data pada Thingspeak Berhasil
Pengujian Software Pengujian Hasil Menampilkan total penggunaan Air Berhasil Mengontrol Solenoid Valve Berhasil Menampilkan total penggunaan Air Perbulan Berhasil
Pada dasarnya dalam penggunaan sensor air terdapat dua bagian sensor, yaitu sensor debit aliran air dan pengolahan sinyal terukur oleh mikrokontroller (Paksi et al., 2021). Prinsip kerja pada sensor air menggunakan kincir dan medan magnet yang memanfaatkan efek Hall (Siregar et al., 2013). Penggunaan sensor air tipe YF-S201 tahan pada suhu - 25C – 80C(Shevale et al., 2018)s. YF-S201 memilik nilai konstanta kalibrasi, dibutuhkan pengengecekan  akurasi  total  volume    penggunaan  air,  pengujian  dilakukan  dengan menyambungkan  sensor  dengan  ESP32  serta  terhubung  dengan  aplikasi  android. Pengujian  akurasi  pada  alat  waterflow  sensor  berguna  untuk  mengetahui  keakuratan dalam penggunaan total air.

## Tabel 5 Pengujian Akurasi Waterflow Sensor
Pengujian Pengukura sensor (ml) Pengiukuran manual (ml) Percent of Error Akurasi 1 10,8 10,4 3,7 96,3% 2 10,2 10,3 0,9 99,1% 3 10,4 10 3,8 96,2% 4 10,3 10,5 1,9 98,1% 5 10,6 10,2 3,7 96,3% Rata-rata 10,46 10,22 2,8 97,2%
Dari hasil pengujian yang dilakukan sebanyak lima kali  percobaan, didapatkan hasil akurasi  volume  air  sebenarnya  mencapai  97,2%.  Waterflow  sensor  hampir  mendekati volume  air  sebenarnya  dengan  error  2,8%,  sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  sensor cukup berkerja dengan baik.
Selanjutnya  dilakukan  testing  sistem  secara  kesuluruhan,  pengujian  dilakukan dengan beberapa scenario seperti pada Tabel 6.

## Tabel 6 Pengujian Fungsionalitas Aplikasi
Scenario Hasil pembacaan total penggunaan air Apakah waterflow sensor dapat membaca volume air yang berjalan Waterflow sensor dapat langsung membaca total penggunaan air yang digunakan dengan tingkat akurasi 97,2%. Pengontrolan Valve Apakah Button kontrol valve dapat berkerja sempurna Pengontorlan valve berjalan sempurna diatas inteval 20 detik, terjadi pembacaan Null untuk pengontrolan dibawah 20 detik. Penggunaan Air Perbulan Apakah penggunaan air perbulan tersimpan dan terupdate saat keran dimatikan Data berhasil tersimpan dan update pada halaman pengggunaan air perbulan.

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil yang didapat dari sistem monitoring penggunaan air PDAM dapat ditarik  kesimpulan  secara  fungsional  dapat  berjalan  sesuai  dengan  yang  direncanakan, yaitu dapat mengukur total penggunaan air, dapat menutup valve sehingga menutup aliran air  dan  mendata  penggunaan  air  perbulan.  Sistem  menampilkan  total  penggunaan  air secara real time dan dapat di kontrol melalui aplikasi android. Meskipun penggunaan IoT dapat  memudahkan  pengguna  layanan  PDAM  terdapat  beberapa  kendala  ketika penerapan seperti,  membutuhkan  jaringan internet  yang stabil.  Untuk rencana kedepan lebih  banyak  dilakukan  pengujian  efektifitas  jarak  dengan  koneksi  internet  didaerah terbuka.

## BIBLIOGRAFI
AlMetwally, S. A. H., Hassan, M. K., &  Mourad, M. H. (2020). Real time internet  of things (IoT) based water quality management system. Procedia CIRP , 91 , 478–485.
Arfinda, D., Selo, S., & Lukito, L. (2019). Studi Literatur Pengujian Perangkat Lunak .
Budi, A. H. S., Amshari, R., & Mulyanti, B. (2020). Rancang Bangun Sistem Real Time Watermeter  Berbasis  Internet  Of  Things  (IoT). Journal  of  Industrial  &  Quality Engineering , 8 (2).
Diharja, R., Setiawan, B., & Handini, W. (2021). Rancang Bangun Sistem dan Kontrol Penggunaan Air PDAM Secara RealtimeBerbasis Wemos dan IoT. Jurnal Teknik Komputer AMIK BSI , 7 (1), 11–18.
Effendi,  H.,  &  Puspitaningrum,  R.  U.  (2021).  Rancang  Bangun  Sistem  Monitoring Pemakaian  Air  PAM  Dan  Mutu  Air  Pada  Komplek  Perumahan  Dengan  Jaringan Nirkabel LoRa Berbasis Arduino Uno. Vol. XXIII , 1 , 50–60.
Fajriaty,  A. E., Yuliantoro, P., Amanaf, M. A., &  Zen, N. A. (2022). Prototipe Sistem
Monitoring  Pemakaian  Air  PDAM  untuk  Rumah  Tangga  Berbasis  Aplikasi Android. Science Tech: Jurnal Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi , 8 (2), 124–135.
Kautsar,  M.,  Isnanto,  R.  R.,  &  Widianto,  E.  D.  (2015).  Sistem  Monitoring  Digital Penggunaan  dan  Kualitas  Kekeruhan  Air  PDAM  Berbasis  Mikrokontroler ATMega328  Menggunakan  Sensor  Aliran  Air  dan  Sensor  Fotodiode. Jurnal Teknologi Dan Sistem Komputer , 3 (1), 79–86.
Paksi,  Y.  E.  E.,  Prihartono,  E.,  &  Vitianingsih,  A.  V.  (2021).  Sistem  Monitoring Pemakaian  Air  Pdam  Tirta  Kencana  Kota  Samarinda  Berbasis  Arduino. JIMP (Jurnal Informatika Merdeka Pasuruan) , 5 (3).
Ramadhan, A. B., Sumaryo, S., & Priramadhi, R. A. (2019). Desain dan Implementasi Pengukuran  Debit  Air  Menggunakan  Sensor  Water  flow  Berbasis  IoT. EProceedings of Engineering , 6 (2).
Regowo,  B.  (2022). Sistem  Monitoring  Penggunaan  Air  Pdam  Berbasis  Iot Menggunakan ESP32 . Universitas Negeri Jakarta.
Salilama,  A.,  Ahmad,  D.,  &  Madjowa,  N.  F.  (2018).  Analisis  Kebutuhan  Air  Bersih (PDAM) di Wilayah Kota Gorontalo. RADIAL: Jurnal Peradaban Sains, Rekayasa Dan Teknologi , 6 (2), 102–114.
Shevale, R., Karad, S., Merchant, M., Kardile, A., & Mishra, V. (2018). IOT based real time water monitoring system for smart city. Int. J. Innov. Res. Technol , 3 , 246– 251.
Siregar, K. T. T., Tamba, T., Perangin-angin, B., USU, M. F. F., & USU, D. F. F. (2013). Viskosimeter digital menggunakan water flow sensor g1/2 berbasis mikrokontroller 8535. Jurnal Saintia Fisika , 4 (1), 1–6.
Widiasari,  C.,  &  Zulkarnain,  L.  A.  (2021).  Rancang  Bangun  Sistem  Monitoring Penggunaan Air PDAM Berbasis IoT. Jurnal Komputer Terapan , 7 (2), 153–162.
Wilianto, W., & Kurniawan, A. (2018). Sejarah, cara kerja dan manfaat internet of things. Matrix: Jurnal Manajemen Teknologi Dan Informatika , 8 (2), 36–41.
Wulandari, N. S. A. (2019). Strategi Peningkatan Kualitas Pelayanan Penyedia Air Bersih Oleh  Perusahaan  Daerah  Air  Minum  (PDAM)  Tirta  Galuh  Kabupaten  Ciamis. J. Ilm. Ilmu Adm. Negara , 6 (3), 112–114.

## Copyright holder:
Fauzi Dahlan, Irving Vitra Paputungan, Kurniawan Dwi Irianto (2022)
First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: