Perancangan Prototipe  Sistem Kontrol Pintu Air Irigasi Berbasis Android dan Jaringan Nirkabel
Ramli Ahmad 1 , Mahpuz 2 Fakultas Teknik Universitas Hamzanwadi iosram@yahoo.com 1 , mahfuzzuma@gmail.com 2

## Abstrak
Prototipe alat pengontrol pintu air irigasi berbasis android dan jaringan nirkabel memiliki tujuan jangka panjang yaitu bagaimana kedepannya ada sebuah aplikasi atau alat yang mampu membantu petugas pendistribusi air irigasi dalam mengontrol pintu air jarak jauh, sehingga diharapkan dengan bantuan alat atau teknologi tersebut petugas dapat bekerja lebih cepat dan lebih efisien.
Dalam  penelitian  ini  tahap  pembuatan  dibagi  dua  yaitu  pembuatan  perangkat  keras  dan  pembuatan perangkat  lunak  dimana  penelitian  dimulai  dari  pengumpulan  bahan  dan  alat,  kemudian  tahap pembuatan yaitu perancangan alat berupa pengontrol pintu air dan perancangan perangkat lunak terdiri dari  dua  bagian,  yaitu  pada  bagian  kontrol  yang  merupakan  program  android  dan  pada  bagian penerima  dan  eksekutor  yang  merupakan  program  mikrokontroler.  Selanjutnya  tahap  perakitan  atau pembuatan alat yaitu pengontrol pintu air. Setelah android dan pengontrol pintu airnya sudah jadi akan dilakukan tahap pengujian yaitu untuk menguji apakah alat bekerja sesuai yang diharapkan kalau ada kesalahan  akan  dilakukan  evaluasi  sehingga  nantinya  alat  yang  akan  dibuat  sesuai  dengan  yang diharapkan yaitu alat pengontrol pintu air irigasi berbasis android dan jaringan nirkabel.
Kata kunci : Pintu Air, mikrkontroler, Android, Jaringan Nirkabel

## Abstract
Prototype of irrigation-based sluice control devices for Android and wireless networks has a long-term goal,  namely  how  in  the  future  there  is  an  application  or  tool  that  is  able  to  assist  irrigation  water distribution officers in controlling the floodgates remotely, so it is expected that with the help of these tools or technology officers can work faster and more efficient.
In  this  study  the  manufacturing  stage  is  divided  into  two,  namely  the  manufacture  of  hardware  and software  making  where  the  research  starts  from  the  collection  of  materials  and  tools,  then  the manufacturing stage is the design of tools in the form of sluice controllers and software design consists of two parts, namely in the control section which is a program android and on the receiver and executor section which is a microcontroller program. The next step is the assembly or making of a tool, the sluice controller. After the android and the floodgates controllers are finished, the testing phase will be carried out, which is to test whether the tools work as expected if there is an error to be evaluated so that later the tools will be made as expected, namely Android-based irrigation gates and wireless networks.
Keywords: Water Gate, microntroller, Android, Wireless Network

## 1. Pendahuluan
Pintu  air  digunakan  untuk  menjaga  kestabilan aliran  air  di  dalam  saluran  irigasi  pertanian dengan  cara  membuka  pintu  air  yang  airnya mengalir  menuju  ke  sawah  yang  mendapatkan giliran  dan  menutup  pintu  air  yang  airnya mengalir  menuju  ke  sawah  yang  tidak mendapatkan  giliran  distribusi  air.  Pada pertanian padi secara tradisional, metode kontrol pintu air yang saat ini diterapkan adalah dengan metode  manual  yaitu  dengan  cara  membuka ataupun  menutup  pintu  air  dengan  bantuan manusia  secara  total.  Metode  ini  mempunyai permasalahan yaitu lamanya waktu tunggu untuk mendapatkan  giliran  air  karena  jarak  pintu  air satu  dengan  pintu  air  yang  lainnya  jauh  dan harus di tempuh dengan jalan kaki, dan sulitnya mengontrol  pintu  air  yang  dibuka  tutup  secara diam-diam  oleh  petani  yang  tidak  sabar menunggu giliran pendistribusian air.
Teknologi  yang  dapat  digunakan  untuk  dapat menyelesaikan  permasalahan  ini  salah  satunya adalah dengan menerapkan sistem kontrol pintu air otomatis yang bisa dikontrol dan dikendalikan dari jarak jauh.
Sistem pemantau pintu air menggunakan android merupakan salah satu upaya untuk memperoleh informasi kondisi pintu air. Informasi kondisi pintu air  akan  memudahkan  petugas  pintu  air  dalam mengambil  tindakan  jika  ada  pintu  air  yang terbuka  maupun  tertutup  tidak  sesuai  dengan yang  seharusnya.  Sistem  pemantau    dapat dilakukan  dengan  berbagai  metode,  tetapi metode  yang  didesain  dalam  experimen  ini
adalah  metode  dengan  menggunakan  aplikasi android dan jaringan nirkabel.

## 2. Tinjuan Pustaka

## 2.1. Penelitian Terkait
Andayyani  (2016)  Melakukan  penelitian  dengan membuat  “prototype  sistem  kontrol  pintu  air otomatis  pada  saluran  irigasi  lahan  pertanian padi  daerah  aliran  sungai  (DAS)  air  asin”. Hardware  yang  digunakan  dalam  pembuatan alatnya adalah sensor Ultrasonik HC-SR04 untuk mengukur  ketinggian  air,  sensor  elektrode  dan sensor  LM35  untuk  mengukur  salinitas  air, mikrokontroler  ATMega  16  sebagai  pengendali, dan  motor  DC  sebagai  aktuator.  Software  yang ditanam  pada  alat  ini  dibuat  menggunakan bahasa pemrograman BASIC. Prototype pintu air otomatis  yang  dibuat  dikatakan  sudah  mampu menjaga ketinggian air di saluran pertanian padi, di  mana  hasil  pengujian  menunjukkan  air  pada saluran  pertanian  padi  dipertahankan  pada ketinggian  5  cm  pada  saat  salinitas  air  yang terbaca  maksimal  berada  pada  level  3  dan dipertahankan  pada  ketinggian  2  cm  pada  saat salinitas  air  yang  terbaca  minimal  berada  pada level 4  [1].
Hari  H.Santosa  (2008)  melakukan  penelitian dengan  membuat  pengendali  posisi  pintu  air menggunakan  tms320c31  dengan  program matlab. Pengendalian posisi pintu dan kecepatan gerak  pintu  yang  digerakkan  oleh  motor  listrik dilakukan  secara  real  time  dan  tingkat  ketelitian yang  cukup.  Posisi  pintu  air  untuk  distribusi  air dan  penyelamatan  banjir  bandang  dilakukan
secara  real  time  dengan  menggunakan  kit pemroses  sinyal  digital  TMS320C31  dari  Texas instrument,  fungsi  matlab  digunakan  sebagai pemroses  data  hydrology  dan  set  point pengendalian  PID  yang  direncanakan  dan karakteristik  pengendalian  yang  diperlukan dihitung  dengan  bantuan  matlab.  Pengendalian PID  yang  diprogram  dengan  Matlab  dijadikan source  program  dari  TMS320C31  sebagai pelaksana pengendalian real time [2].
Puandra  Angga  (2011)  melakukan  penelitian dengan  membuat  suatu  sistem  kontrol  otomatis buka dan tutup pintu air berdasarkan level curah hujan  menggunakan  mikrokontroller  AVR ATmega8535 dan SMS. Prinsip kerja dari sistem ini adalah HP pengirim (Tx) mendapat data  dari database  yang  diolah  dan  diproses  oleh perangkat  lunak  yaitu  Visual  Basic  6.0  dari  PC server. Kemudian HP pengirim mengirim SMS ke HP penerima (Rx) kemudian pesan diteruskan ke Mikrokontroller. Mikrokontroller ini akan mengolah  karakter  pesan  tersebut  ke  format PDU  (Protocol  Data  Unit)  dan  bilangan hexadecimal  sehingga  dapat  memberikan  aksi yang  berupa  instruksi  untuk  menggerakkan driver motor yang telah terhubung dengan motor stepper yang ecara otomatis, motor stepper akan membuka dan menutup pintu air secara otomatis dengan  cara  bergeser  ke  atas  dan  ke  bawah sesuai level curah hujan.Sistem pengiriman  dan penerimaan  sms  kondisinya  baik  karena  waktu delay  sms-nya  kurang  dari  10  detik.  Untuk kondisi  yang  paling  baik  saat  mengirim  dan menerima  data  berupa  sms  adalah  pada  siang
hari,  karena  rata-ratanya  ±5,6  detik,  sedangkan untuk  kondisi  yang  kurang  baik  yaitu  pada malam hari, karena rata-ratanya ±7,8 detik [3]. Menda  Finanto  (2015)  melakukan  penelitian dengan  membuat  Aplikasi  Android.  Aplikasi Android  untuk  mengatur  switch  pada  perangkat elektronik nirkabel dibangun untuk mempermudah  mengatur  perangkat  elektronik jarak  jauh  dengan  menggunakan  jaringan internet sehingga pengguna dapat mengendalikan  penggunaan  listrik.  aplikasi  ini dibangun  dengan  menggunakan  Android  Studio yang merupakan salah satu tools untuk membuat aplikasi  Android.  Menyalakan  dan  mematikan perangkat  elektronik  memerlukan  perangkat tambahan  yaitu  Arduino  dengan  sistem  yang dibangun  menggunakan  tools  Arduino  IDE  dan jaringan  internet  sebagai  sarana  pengiriman perintah  dari  android  ke  arduino.  Perintah  yang dikirimkan  oleh  Android  disimpan  dalam webserver  dan  dibaca  oleh  Arduino  untuk mengatur switch pada prototype, webserver juga berfungsi menyimpan informasi suhu dan status LED pada prototype [4].
Saeful  Bahri  (2015)  melakukan  penelitian dengan  membuaat  Sebuah  sistem  kontrol perangkat-perangkat  listrik  jarak  jauh  digunakan untuk memudahkan pengguna dalam mengoperasikan atau memonitornya dari tempat yang  jauh.  Sistem  kontrol  jarak  jauh  ini  dapat dioperasikan  menggunakan  sebuah  telepon genggam  yang  memiliki  sistem  operasi  berupa Android. Pengendali jarak jauh ini menggunakan relay yang terpasang  pada  perangkat listrik dan
dikendalikan  oleh  mikrokontroler  Arduino  Mega 2560  dengan  modul  eternet.  Berdasarkan  hasil pengujian dengan kondisi jaringan internet yang stabil diperoleh respon pengontrolan dengan rata – rata waktu antara 11 – 25,3 detik.[5].

## 2.2. Landasan Teori
Android  adalah  sebuah  software  open-source yang  dibuat  untuk  beragam  perangkat  dengan faktor  bentuk  yang  berbeda.  Tujuan  utama  dari Android  adalah  untuk  menciptakan  sebuah platform  perangkat  lunak  open  tersedia  untuk operator,  OEM,  dan  pengembang  untuk membuat  ide-ide  inovatif  mereka  menjadi kenyataan  dan  untuk  memperkenalkan  sukses, produk  dunia  nyata  yang  meningkatkan pengalaman mobile bagi pengguna. Android juga ingin  memastikan  bahwa  tidak  ada  titik  pusat kegagalan,  di  mana  satu  pemain  industri  dapat membatasi  atau  mengontrol  inovasi  yang  lain. Hasilnya  adalah  penuh,  produk  konsumen produksi  berkualitas  dengan  kode  sumber terbuka untuk kustomisasi.
Jaringan  nirkabel  adalah  suatu  bentuk  jaringan komputer  dimana  komunikasi  yang  terjadi  antar perangkat  komputer  menggunakan  frekuensi radio sebagai sarana transmisinya, memungkinkan workstation atau  peralatan mobile untuk mengakses jaringan.

## 3. Metode Penelitian
Tahapan dalam perancangan penelitian ini dibagi menjadi  dua  tahap  yaitu  tahap  perancangan hardware  dan  tahap  perancangan  perangkat
lunak.  Tahapan  dalam  penelitian  ini  ditunjukkan pada gambar 1
Gambar 1. Tahapan Penelitian
Pada  gambar  1  bahwa  penelitian  dimulai  dari pengumpulan  bahan  dan  alat  kemudian  tahap perancangan yaitu perancangan perangkat keras berupa  aktuator,  relay,  gsm  shield,  dan  arduino yang  dirangkai  jadi  satu  dan  berfungsi  sebagai tuas pendorong maupun penarik guna membuka ataupun menutup pintu air. Langkah selanjutnya adalah  perangcangan  perangkat  lunak  berupa aplikasi android yang didesain sesuai kebutuhan untuk  mengirim  baris  perintah  ke  arduino sebagai  eksekutor  melaluli  jaringan  nirkabel GSM  dengan  memanfaatkan  provider  celuler tertentu.
4. Hasil Penelitian dan Pembahasan

## 4.1 Perancangan Perangkat Keras
Tujuan  dari perancangan kontrol  pintu air irigasi ini  bertujuan  untuk  lebih  memudahkan  petugas dalam mengoperasikan atau memonitor pintu air dari  tempat  yang  jauh  menggunakan  telepon genggam  yang  memiliki  sistem  operasi  berupa Android. Desain sistem kontrol pintu air berbasis android  dan  jaringan  nirkabel  ini  diberikan  pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagarm Blok Kontrol pintu air irigasi Berbasis Android
Sistem  kendali  jarak  jauh  ini  didesain  untuk membuka  atau  menutup  pintu  air  irigasi.  Selain itu ditambahkan fitur untuk memonitoring kondisi pintu  apakah  dalam  kondisi  terbuka  atau tertutup.  Sistem  kendali  akan  bekerja  melalui relay  yang  mendapatkan  perintah  dari mikrokontroler  dan  meneruskannya  pada perangkat  elektroik  lainnya  yang  terhubung dengan  relay  seperti  motor  penggerak  untuk membuka  dan menutup  pintu air. Mikrokontroler yang  digunakan  adalah  Sebagai  media komunikasi  antara  perangkat  keras  dengan ponsel  android  digunakan  modul  Uart  wifi  yang berfungsi sebagai antarmuka antara arduino dan ponsel  android  dan  bekerja  menerima  dan
mengirimkan  data  pada  GSM  Shield  yang  akan diteruskan pada arduino atau android.

## 4.2 Perancangan Perangkat Lunak
Pada perancangan ini bertujuan untuk membuat program  yang  nantinya  akan  di  upload  pada perangkat  keras  arduino  uno  dan  ponsel Android.  Yang  pertama  dilakukan  adalah membuat  program assembler Arduino 1.0.6  dan dilanjutkan  dengan  membuat  program  android studio dimana aplikasi Android yang akan diinstal pada  Ponsel  android  yang  merupakan  media untuk memberikan perintah ke arduino.

## 4.3 Pembuatan dan Analisa
Untuk  membuat  aplikasi  android,  kami menggunakan  android  studio,  dimana  terdapat dua  input  yaitu  untuk  pengisian  nomor  tujuan yang  berisi  nomor  simcard  yang  ditanamkan kedalam  GSM  Shield  dan  teks  kode  perintah yang  akan  dikirim  jika  tombol  peintah dibawahnya  di  klik.  Data  yang  dikirim  melalui android  ketika  tombol  perintah  diklik  adalah berupa  sms  dengan  kode  tertentu,  selanjutnya kode  tersebut  akan  diterjemahkan  oleh  arduino untuk dijalankan. Kode perintah yang dijalankan ada tiga yaitu: buka pintu air secara penuh, buka pintu air sebagian, dan tutup pintu air.
Gambar 3. aplikasi android kontrol pintu air
irigasi otomatis Untuk pembuatan kontroling digunakan beberapa komponen diantaranya yaitu: dua relay yang berfungsi sebagai saklar untuk menjalankan  aktuator  dimana  relay  tersebut dikendalikan  oleh  arduino,  selanjutnya  arduino akan  menjalankan  beberapa  baris  perintah berdasarkan  input  yang  diterima  dari  GSM Shield.  GSM  Sield  berfungsi  sebagai  alat  untuk menerima  SMS  dan  meneruskannya  ke  arduino atau  bisa  dikatakan  GSM  shield  ini  berfungsi sebagai  antar  muka  antara  android  dengan arduino.
Gambar 4. Alat kontroling aktuator
Untuk  Pembuatan  Pintu  Air  Irigasi  juga menggunakan  beberapa  komponen  sebagai berikut: aluminium sebagai tiang penyangga dan tempat dudukan aktuator yang berfungsi sebagai tuas  pendorong  dan  penarik  plat  besi  dan  plat besi yang berfungsi sebagai pintu yang menahan arus air.
Gambar 5. Pintu Air dan Tuas pendorong
Setelah  semua  komponen  sudah  terpasang langkah selanjutnya adalah pengujian alat, pada tahap  mula  mula  hp  android  disiapkan  terlebih dahulu,  jika  android  sudah  siap  untuk  mengirim perintah  jika  tombol  pada  layar  di  klik, selanjutnya  GSM  Shield  dihidupkan  dan  dicek apakah  nomor  yang  ditanamkan  pada  GSM Shield bisa dihubungi, jika bisa dihubungi artinya GSM  Shield  bisa  digunakan  untuk  menerima SMS,  kemudian  selanjutnya  kita  hidupkan arduino  dan  mengecek  komunikasi  antara  GSM Shield dengan arduino dan juga mengecek relay berfungsi  dengan  baik  pada  saat  perintah arduino dijalankan. Semua langkah diatas sudah dilakukan  dan  hasilnya  semua  komponen bekerja  dengan  baik,  pintu  air  terbuka  dan tertutup sesuai dengan perintah  yang dikirimkan dari aplikasi android.

## 5. Kesimpulan
Makalah  ini  telah  menunjukkan  sebuah rancangan  untuk  digunakan  sebagai  sebuah aplikasi  atau  alat  yang  mampu  membantu petugas  pendistribusi  air  irigasi  dalam mengontrol  pintu  air  jarak  jauh,  sehingga
diharapkan  dengan  bantuan  alat  atau  teknologi tersebut  petugas  dapat  bekerja  lebih  cepat  dan lebih efisien.
Usaha lebih lanjut diperlukan untuk mengimplementasikan  rancangan  ini  menjadi alat    yang  dapat  digunakan  di  dunia  nyata. Dengan  penggunaan  di  dunia  nyata  tingkat kegunaannya akan dapat teruji, penyempurnaan dapat  dilakukan,  dan  sistem  lain  yang  memiliki permasalahan  serupa  dapat  memanfaatkannya sebagai alat bermanfaat bagi masyarakat petani dalam mengelola pembagian air di persawahan.

## Daftar Pustaka
[1]  Andayyani,  F.Trias  Pontia.  W,  Tedy
Rismawan,  “Prototype  Sistem  Kontrol  Pintu
Air  Otomatis  Pada  Saluran Irigasi Lahan Pertanian Padi Daerah Aliran Sungai (Das)
Air Asin,” 2016.
[2] Hari H.Santosa , “Pengendalian Posisi Pintu Air  Menggunakan  Tms320c31  Dengan Program Matlab,” 2008.
[3]  Paundra  A,  Akuwan  S,  Hani’ah  M,  Ari  W, “Sistem  Kontrol  Pintu  Air  Otomatis Berdasarkan  Curah  Hujan  Menggunakan
Sms Gateway”  2011.
[4]  Menda  Finanto,  Bana  Handaga,  “Aplikasi Android  Untuk  Mengatur  Switch  Pada Perangkat Elektronik Nirkabel,” 2015.
[5]  Saeful  Bahri1,  Ade  Sudrajat,  “Rancang Bangun  Prototype  Sistem  Kontrol  Jarak Jauh Berbasis Ponsel Android”, 2015