Sistem Monitoring Permukaan Penampungan Air Berbasis Arduino dan SMS Gateway
Nirwana Nurdjan 1 , Irman Amri 2 , Razab 3 1,3 Program Studi Teknik Informatika, Universitas Muhammadiyah Sorong, Sorong
2 Program Studi Teknik Industri, Universitas Muhammadiyah Sorong, Sorong Email: * 1 nirwananurdjan @gmail.com, 2 irmanamri_srg@yahoo.com, 3 razhak.86@gmail.com
Abstrak
Berdasarkan  hasil  analisis  yang  telah  dilakukan  peneliti,  permukaan  air  pada penampungan  Masjid  Universitas  Muhammadiyah  Sorong  adalah  salah  satu  parameter  yang perlu dimonitoring untuk mengetahui level air secara real time. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan prototype system monitoring level  air dengan menggunakan stenlis batangan sebagai pendeteksi yang diintergrasikan dengan arduino  uno untuk mengukur level air. Alat dan bahan yang digunakan yaitu: Arduino Uno 328P, stenlis batangan, modul GSM shield sebagai media  pengirim  dan  penerima  sms  yang  ditambahkan  agar  system  dapat  memberi  informasi mengenai  level  air  hampir  penuh  dan  air  akan  habis  melalui  pesan  singkat  dan  memberi peringatan  untuk  menutup  atau  membuka  keran  air.  Metode  dan  prosedur  yang  digunakan adalah, Perencanaan, Pengumpulan Bahan, Pembuatan Sistem Alat, Perancangan Hadware, dan Pembuatan program arduino dengan menggabungkan modul GSM Shield dan modul pendeteksi. Hasil  dan  Pembahasan dari  penelitian  yang didapat adalah  stenlis  batangan dapat  membaca level air dan modul GSM Shield dapat mengirimkan informasi data level air yang sudah dideteksi oleh stenlis batangan, serta dapat menerima pesan singkat yang dikirimkan oleh operator seluler.
Kata  kunci  :  Ketinggian  Air,  GSM  Shield,  Arduino  Uno,  Level  Air,  Sistem  Monitoring Permukaan, Penampungan Air
1. PENDAHULUAN
eperti  kita  ketahui,  untuk  mengantisipasi  pengisian  air  dalam  sebuah  penampungan  yang cukup  besar  maka  akan  membutuhkan  waktu  yang  cukup  lama,  sehingga  jika  tidak  dijaga akan menyebabkan air meluap secara cuma-cuma.
Sistem kerja pengisian air seperti ini masih  membutuhkan pengawasan penuh, apabila kita melakukan pengisian penampungan air, sering kali diperlukan suatu sistem mekanisme untuk mengetahui  level  air  tersebut.  Saat  ini    masih  banyak  yang  menggunakan  cara  manual  selain menggunakan  mesin  pompa  otomatis  untuk  mengontrolnya,  contohnya  dengan  melihat  atau mengecek kondisi permukaan penampungan air, tentu saja hal tersebut akan menyita waktu dan menghambat  pekerjaan  lainnya.  Oleh  karena  itu  maka  kita  perlukan  suatu  sistem  mekanisme untuk mengontrol level air melalui pesan SMS yang akan dikirim oleh sistem secara otomatis, salah satunya dengan membuat sistem monitoring permukaan penampungan air berbasis arduino dan sms gateway yang akan diimplementasikan pada masjid Universitas  Muhammadiyah Sorong (UMS), maka dengan adanya sistem monitoring ini dapat mempermudah kerja petugas Cleaning Service (CLS).
Untuk menentukan probe pendeteksi level permukaan  air, peneliti tidak menggunakan sensor ultrasonik. Sensor ini bisa saja digunakan, tapi mengingat sensor ultrasonik adalah sensor yang  bekerja  dengan  gelombang  suara  sehingga  akan  sangat  berpengaruh  terhadap  media pemantul gelombang tersebut, cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang  suara  sehingga  dapat  dipakai  untuk  menafsirkan  eksistensi  atau  jarak  suatu  benda dengan frekuensi tertentu. Secara teori sangatlah bagus menggunakan sensor ultrasonik sebagai pembaca  jarak,  sehingga  mendapatkan  berapa  ketinggian  air  dari  dasar  permukaan  dengan
S
12
mengurangi jarak dasar penampungan ke sensor dan jarak sensor ke permukaan air, namun jika saat permukaan air yang akan terdeteksi tersebut bergelombang, tentu saja nilai pembacaan sensor ultrasonik akan menjadi berantakan.
Dalam  penelitian  ini,  penulis  tidak  menggunakan  sensor  ultrasonik  ataupun  sensor lainnya,  namun  penulis  membuat  sebuah  sistem  monitoring  yang  hanya  menggunakan  stenlis batangan  sebagai  alat  pendeteksi  level  air  secara  realtime.  Sistem  monitoring  permukaan penampungan  air  ini  sendiri  memang  sangat  diperlukan,  karena  apabila  air  yang  terisi  dalam penampungan  dan  melebihi  dari  batas  permukaan  penampung  tidak  dikontrol,  akan  dapat menyebabkan air menjadi terbuang. Oleh karena itu, penulis membuat alat ini sebagai tugas akhir dengan  judul “Sistem  Monitoring  Permukaan  Penampungan  Air  Berbaisis  Arduino  dan SMS Gateway” .

## 2. METODE PENELITIAN
Dalam  melakukan  penelitian  ini  menggunakan  metode  rancang  bangun  dan implementasi, serta pengumpulan data yang didapat berasal dari analisis hasil yang diberikan oleh alat. Sebelum merealisasikan alat terlebih dahulu penulis menyusun perancangan sistem secara utuh  agar  tujuan  dari  penelitian  dapat  tercapai.  Pada  bagian  ini,  Penulis  membagi  menjadi beberapa perancangan yang nantinya akan diimplementasikan langkah demi langkah. Langkah pertama penulis merancang perangkat keras yang akan digunakan dalam membaca ketinggian air serta pengontrolan terhadap palang pintu air secara manual. Langkah kedua penulis merancang perangkat lunak yang dibutuhkan untuk menunjang pengontrolan yang akan dilakukan. Langkah ketiga  penulis  merancang  perangkat  mekanis  yang  juga  merupakan  bagian  penting  dalam penelitian ini.

## 2.1. Diagram Alir Penelitian
Berikut adalah penjelasan dari tahapan-tahapan tersebut:

## 1. Identifikasi Masalah
Merupakan tahapan penetapan fitur, kendala dan tujuan sistem melalui konsultasi dengan petugas CLS. Alat akan diimplementasikan pada masjid kampus dan dipastikan bekerja dengan baik.
2. Perancangan Sistem
Dalam tahapan ini akan dibentuk suatu arsitektur sistem berdasarkan persyaratan yang telah ditetapkan, dan juga mengidentifikasi sistem alat serta hubungan hubungannya.

## 3. Perancangan Hardware
Pada  perancangan  tahap  ini  dibuat  rangkaian  keseluruhan  sistem  dari  mikrokontroler yang dihubungkan dengan modul GSM Shield SIM900, rangkaian pendeteksi, LCD 16x2, dan buzzer. Setiap unit akan diuji apakah sudah memenuhi spesifikasinya.

## 4. Perancangan Software
Dalam  tahapan  ini,  setiap  unit  program  akan  diintegrasikan  satu  sama  lain  dan  diuji sebagai satu sistem yang utuh untuk memastikan sistem sudah memenuhi persyaratan yang ada. Setelah itu sistem akan diimplementasikan pada masjid kampus.

## 5. Pengujian Hardware dan Software
Dalam tahapan ini, apabila hardware dan software berhasil diintegrasikan maka kita akan lakukan perakitan.
6. Apakah Hardware dan Software Sudah Sesuai Rancangan
Dalam tahapan ini, apabila hardware dan software sudah sesuai rancangan maka kita akan langsung mengimplementasikan pada penampungan masjid.
7. Analisis Pengujian
2.2. Flowchart Sistem
14
Gambar 2. Flowchart Sistem

## 2.3. Perancangan Hardware
Pada perancangan hardware ini dibuat rangkaian keseluruhan sistem dari mikrokontroler yang dihubungkan dengan modul GSM Shield SIM900, rangkaian pendeteksi, LCD 16x2, dan buzzer.
Gambar 3. Rangkaian Keseluruhan Sistem
Keterangan :
1. 5v arduino terhubung dengan rangkaian pendeteksi, modul GSM, LCD 16x2 dan buzzer.
2. GND arduino terhubung dengan rangkaian pendeteksi, LCD 16x2, buzzer dan modul GSM.
3. Pin A4 arduino terhubung dengan SDA LCD 16x2.
15
4. Pin A5 arduino terhubung dengan SCL LCD 16x2.
5. Pin 1 arduino terhubung dengan RX GSM Shield SIM 900.
6. Pin 0 arduino terhubung dengan TX GSM Shield SIM 900.
7. Pin  4  arduino  terhubung  dengan  input  modul  pendeteksi  untuk  membaca  level  air  “Akan Habis” pada penampungan 1.
8. Pin 5 arduino terhubung dengan input modul pendeteksi untuk membaca level air “Hampir Penuh” pada penampungan 1.
9. Pin  6  arduino  terhubung  dengan  input  modul  pendeteksi  untuk  membaca  level  air  “Akan Habis” pada penampungan 2.
10. Pin 7 arduino terhubung dengan input modul pendeteksi untuk membaca level air “Hampir Penuh” pada penampungan 2.
11. Pin  8  arduino  terhubung  dengan  input  modul  pendeteksi  untuk  membaca  level  air  “Akan Habis” pada penampungan 3.
12. Pin 9 arduino terhubung dengan input modul pendeteksi  untuk membaca level air “Hampir Penuh” pada penampungan 3.
13. Pin 13 arduino terhubung dengan vcc buzzer

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Tujuan Pengujian
Pengujian sistem ini memiliki tujuan untuk menguji kinerja serta hubungan antara perangkat keras dengan perangkat lunak sebagai program aplikasis system. Dengan pengujian ini dapat diketahui apakah alat dan aplikasi yang telah dirancang dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan atau tidak. Pengujian di awali dengan menguji komponen atau modul secara terpisah. Setelah itu barulah dilakukan pengujian terhadap system secara keseluruhan.

## 3.1.1. Pengujian Pendeteksi Level Air
Pengujian pendeteksi level air dilakukan dengan cara membaca ketinggian air di dalam penampungan, apakah air sudah hampir penuh atau akan habis, dan selanjutnya data akan ditampilkan di LCD dan Buzzer on 3 detik, setelah itu  modul GSM Shield mengirim pesan singkat kepada petugas CLS. Sistem ini bekerja secara otomatis sesuai dengan aktifitas ketinggian air atau air akan habis yang diinput oleh pendeteksi.

## 3.1.2. Pengujian Hampir Penuh
Pengujian “Hampir Penuh” dilakukan dengan mensimulasikan kondisi air yang ada dalam penampungan, dan hasil saat pendeteksi membaca level air, LCD akan mencetak “P-1 = PNH” hasil pengujian ini dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 4. Penampungan 1 Penuh
16

## 3.1.3. Pengujian Akan Habis
Pengujian “Akan Habis” dilakukan dengan mensimulasikan kondisi air yang ada dalam penampungan, dan hasil saat pendeteksi membaca level air, LCD akan mencetak “P-1 = HBS” hasil pengujian ini dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 5. Penampungan 1 Habis
Gambar 6 Pesan SMS Pengujian Hampir Penuh dan Akan Habis Pada Penampungan 3.2. Blok Diagram
Gambar 7. Blok Diagram
Pada tahapan ini, penulis menuangkan pemikiran untuk meminimalisir penggunaan  air pada  Masjid  Universitas  Muhammadiyah  Sorong  dengan  menggunakan  perangkat  pemodelan sistem seperti desain sistem dan sistem kerja alat.
Petugas CLS menunggu notivikasi SMS yang akan masuk ketika ketinggian batas normal air sudah hampir maupun akan habis. Selanjutnya, petugas CLS berjaga-jaga untuk mematikan keran air tersebut.
17
Rancangan Sistem M onitoring Permukaan Penampungan Air Berbasis Arduino dan SMS Gateway bekerja  dengan  mengidentifikasi  probe  pendeteksi  level  permukaan  air  pada penampungan  agar  tidak  melebihi  batas  yang  mengakibatkan  terjadinya  air  terbuang  maupun kering.
Ketika waktu air sudah menyentuh stenlis batangan tersebut, maka secara otomatis akan mengirimkan pemberitahuan melalui SMS yang akan diterima oleh petugas CLS dan sebelum meluapnya air kepermukaan dan mengering pada penampungan. Namun apabila waktu air belum menyentuh stenlis batangan ke tiga (Hampir Penuh) dan pelat batangan ke dua (Akan Habis) masih terendam, dalam waktu normal tidak ada pemberitahuan sms kepada petugas CLS. Adapun dengan notifikasi tambahan yang digunakan yaitu, menggunakan buzzer.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  maka  dapat  disumpulkan  sebagai berikut:
1. Sistem Monitoring ini dibangun dengan menggunakan Arduino sebagai mikrokontroler yang  mengendalikan  stenlis  batangan  sebagai  probe  pendeteksi  untuk  membaca  level permukaan air serta mengirimkan pesan pendek, Air Hampir Penuh dan Air akan Habis yang dikirim oleh sistem dan GSM Shield.
2. Petugas CLS dapat menerima pesan SMS yang diproses oleh Arduino dan GSM Shield untuk menginformasikan bahwa penampungan air hampir penuh ataupun akan habis.
3. Untuk  mengintegrasikan  stenlis  batangan  sebagai  probe  pendeteksi  dengan Mikrokontroler  Arduino,  maka  akan  dibuatkan  papan  rangkaian  pendeteksi  dengan beberapa  komponen  elektronika  yang  terdiri  dari  BC548,  Resistor  10k,  serta  kawat sebagai  jumper  positif  dan  negatif,  dimana  PIN  positif  BC548  yang  dijumper  dengan resistor dan dihubungkan ke PIN 4, 5, 6, 7, 8, 9 Arduino yang berfungsi sebagai pengirim data, dan ujung resistor yang menuju kedalam penampungan air akan menjadi pendeteksi dan diparalel menuju PIN 5v Arduino sebagai power, serta PIN tengah dan negatif BC548 diparalel menggunakan resistor dan dihubungkan dengan GND Arduino.
4. Untuk mengetahui terjadinya perubahan level permukaan air pada penampungan, apabila pelat batangan pertama terendam yang ditempatkan pada masing-masing penampungan air  yang  dimonitoring  akan  mengrimkan  pesan  SMS  bahwa  air  “Hampir  Penuh”,  dan apabila pendeteksi kedua  tidak lagi menyentuh air maka akan mengirimkan pesan SMS, bahwa air “Akan Habis”.

## 5. SARAN
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan dan hasil yang telah dicapai pada tugas akhir ini, maka dapat diambil beberapa saran yang dapat dikembangkan lebih lanjut, diantaranya :
1. Dalam pengembangan selanjutnya, ada baiknya jika papan rangkaian pendeteksi sistem ini dicetak agar komponen-komponennya lebih kuat dan tertata rapi serta bekerja dengan baik.
2. Tambahkan  nomor  handphone  agar  lebih  dari  satu  user  untuk  mendapatkan  informasi level permukaan air pada penampungan.
3. Tambahkan program agar mendapatkan notifikasi sisa pulsa yang ada pada GSM Shield.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillah,  Puji  syukur  kehadirat  Allah  Subhanahu  Wa  Ta'ala  yang  telah melimpahkan  Rahmat-Nya  sehingga  Skripsi  dengan  judul  “Sistem  Monitoring  Permukaan Penampungan Air Berbasis Arduino dan SMS Gateway” dapat terselesaikan dengan baik.  Ibu,
18
Bapak, semua keluarga besarku serta saudara dan Teman teman yang selalu mensuport. Terima kasih atas do’a dan dorongannya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Fikri,  A.  (2016). Aplikasi  Modem  Wavecom  Via  Short  Message  Service  (SMS)  Sebagai Informasi Kondisi Pintu Bendungan Air (Doctoral dissertation, Politeknik Negeri Sriwijaya)
[2] Putra,  B.  G.,  &  Effendi,  H.  (2018). Rancang  Bangun  Instrumen  Deteksi  Dini  Kondisi Kondensor Ac Central (CHILLER) Berbasis Mikrokontroler Dengan Media Komunikasi SMS Gateway. SINUSOIDA, 20(2).
[3] Rizki,  M.,  &  Ahmad,  A.  (2018). Rancang  Bangun  Prototipe  Otomatis  Pendistribusia  Air Berbasis Mikrokontroler Arduino UNO. SINUSOIDA, 20(2).
[4] Sadi, S., & PUTRA, I. S. (2018). Rancang Bangun Monitoring Ketinggian Air dan Sistem Kontrol pada Pintu Air Berbasis Arduino dan SMS Gateway. J. Tek, 7(1), 77-91.
[5] Tombeng, M. T., Tedjo, C. A., & Lembat, N. A. (2018). Implementasi Sistem Pengontrolan Tower Air Universitas Klabat Menggunakan Mikrokontroler. CogITo  Smart Journal, 4(1), 60-71.
[6] T. B. Prihantoro and R. C. W. Husni, (2017). Alat Pendeteksi Tinggi Permukaan Air Secara Otomatis  Pada  Bak  Penampungan  Air  Menggunakan  Sensor  Ultrasonik  Berbasis Mikrokontroler
[7] Sari, D. R. (2016). Kendali Otomatis Dengan Informasi Melalui SMS Pada Pengisian Ulang Arus dan Tegangan Bateray  Menggunakan Panel Surya (Doctoral dissertation, Politeknik Negeri Sriwijaya).
[8] Didi  Rachmadi.  (2015). Sistem  Pemantauan  Ketinggian  Air  Melalui  Sms  Berbasis Microcontroller.
[9] Alfred Tenggono, Yovan Wijaya, Erick Kusuma, Welly. Sistem Monitoring dan Peringatan Ketinggian Air Berbasis Web dan Sms Gateway, STMIK PalCom Tech Palembang.
[10] Olga  Kevin  Michael  Febrianto  Aritonang,  Junartho  Harimoan,  (2013).  Unang  Sunarya. Perancangan  Sistem  Pemantauan  Ketinggian  Permukaan  Air  Menggunakan  Sensor Ultrasonic Berbasis Microkontroller Dengan Output Light Voice Alarm dan Sms Gateway, Teknik Telekomunikasi, Telkom University.