## Perancangan Perangkat Pengukur Ketinggian Banjir dengan ESP32 dan Telegram Berbasis IoT
Author: Panji Tegar Wikantama 1 Ratna Puspitasari 2
Afiliation: SMP Muhammadiyah 1 Sidoarjo 1,2
Corresponding email panjitegarwikantama@ gmail.com ratna.bundamaza2@gm ail.com
Histori Naskah:
Submit: 2023-11-03 Accepted: 2023-11-07 Published: 2023-11-07 This is an Creative Commons
License This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

## Abstrak :
Indonesia merupakan sebuah negara yang kerap dilanda bencana alam, salah satunya  merupakan  banjir.  Banyak  masyarakat  Indonesia  yang  sudah terdampak dan merugi baik dari segi korban jiwa maupun korban materiil. Salah satu upaya mitigasi bencana yang disediakan oleh negara adalah alat Early Warning System (Sistem peringatan dini), namun penggunaan system EWS  ini  belum  dapat  diratakan  sehingga  dibutuhkan  sebuah  system peringatan dini yang efisien dan ramah pengguna ( User Friendly ) sehingga masyarakat bisa mengakses system tersebut tanpa harus menunggu instansi terkait.  Oleh sebab itu  peneliti  menggagas  sebuah  penelitian perancangan perangkat pengukur ketinggian banjir dengan ESP32 dan telegram berbasis IoT untuk mengejar era digitalisasi 4.0. Studi eksperimen diterapkan untuk memprogram dan menguji coba perangkat yang dilengkapi system IoT ini. Beberapa  komponen  digunakan  dalam  perangkat  ini  seperti  sensor ultrasonik, ESP32, dan lain lain. Dengan menggunakan ESP32, diperoleh hasil bahwa perangkat berhasil mendeteksi prakiraan bencana (banjir) dan mengirimkan  notifikasi  peringatan  pada  Telegram  secara real  time . perangkat memiliki dua kategori peringatan yakni “Waspada” dan “Bahaya” yang  dideteksi  dari  ketinggian  ±  1meter  dengan  indikator  bahaya  di  atas 50cm, yang kemudian mengirimkan danger notif atau notif bahaya pada Bot Telegram.
Kata kunci : Banjir; ESP32; Telegram;  IoT

## Pendahuluan
Indonesia sebagai negara tropis yang terletak di titik pertemuan 4 lempeng tektonik yakni lempeng benua Asia dan Australia serta samudera Hindia dan Pasifik menyebabkan negara ini rawan dengan bencana alam, salah  satunya  merupakan  bencana  banjir  karena  Indonesia  merupakan  negara  kepulauan  yang  sebagian besar wilayahnya terdiri dari perairan.
Indonesia memang sudah sering dilanda banjir yang merugikan masyarakat baik dari korban jiwa maupun materiil.  Seperti  contohnya  Tsunami  Aceh  (2004),  Banjir  Jakarta  (2013),  dan  lain  sebagainya.  Sebagai Tindakan  mitigasinya,  Badan  Nasional  Penanggulangan  Bencana  (BNPB)  memiliki  sejumlah  alat  yang bernama Early  Warning  System (EWS)  yang  berfungsi  untuk  menyalurkan  peringatan  dini  mengenai bencana alam. Alat ini memiliki peran penting dalam upaya mitigasi bencana alam di Indonesia. Memang bencana alam kerap tidak bisa diprediksi kapan akan datang, namun dengan alat EWS ini kita dapat melihat tanda-tanda dari bencana dengan cepat sebelum memakan lebih banyak korban.
Alat EWS ini dapat menyumbang dampak besar pada upaya mitigasi bencana alam Indonesia karena negara ini sering mengalami bencana alam yang mematikan seperti gempa bumi, tsunami, tanah longsor, erupsi gunung berapi, dan banjir. Namun inovasi sistem penting ini masih terbilang jarang baik dari riset maupun
penerapannya, maka dari itu penelitian ini diadakan untuk mengkaji sebuah sistem peringatan dini banjir yang  dapat  dioperasikan  oleh  masyarakat  tanpa  harus  menunggu  dari  pihak  instansi  terkait.  Selain  itu dibutuhkan pula efisiensi perangkat untuk menekan biaya produksi dan pemeliharaan sehingga penggunaan system peringatan dini bisa merata di seluruh wilayah Indonesia.
Pemilihan ESP32 sebagai modul inti dari EWS ini juga mempunyai alasan. Selain karena ukurannya yang kecil,  namun  memiliki  segudang  fitur.  ESP32  ini  sudah  terintegrasi  dengan  wifi  sehingga  memudahkan penggunanya untuk mengirimkan sebuah data secara cepat dan akurat. Dengan demikian, EWS diharapkan dapat menjadi informan pertama terhadap masyarakat terkait dengan peristiwa bencana alam yang sedang terjadi.

## Studi Literatur
ESP32
Menurut Rieke Adriati Wijayanti, dkk ESP32 merupakan salah satu modul IoT yang worth-it digunakan. memungkinkan peralatan elektronik dengan teknologi lama maupun peralatan elektronik dengan kategori entry  level untuk  melakukan  komunikasi  melalui network .  Peralatan  teknologi  sekarang  tentunya  sudah banyak yang teritegrasi dengan wifi , namun peralatan yang lama belum didukung dengan fasilitas wireless networking (Rieke Adriati Wijayanti, 2020).

## IoT (Internet of Things)
Menurut  Dr.  Basuki  Rahmat,  S.Si,  MT.,  Budi  Nugroho,  S.Kom,  M.Kom  IoT  adalah  area  yang  muncul dimana bermilyaran obyek pintar berhubungan melalui internet untuk berbagi data dimana setiap perangkat yang terhubung dengan internet menjadi dapat diakses dimana dan kapan saja.  (Dr. Basuki Rahmat, S.Si, MT., Budi Nugroho, S.Kom, M.Kom. 2020)

## Sensor Ultrasonik HY SRF 05
Sensor  Ultrasonik  HY  SRF  05  merupakan  sebuah  sensor  keluaran  Arduino  dengan  system  kerja  yakni memancarkan  sebuah  gelombang  ultrasonik  (Trigger)  yang  kemudian  dipantulkan  oleh  obyek  sehingga gelombang kembali ke sensor (Echo).

## Telegram
Menurut  Fahana  dan  Ridho  (2018)  Telegram  merupakan  aplikasi  berbagi  pesan  yang  berbasis  cloud, mementingkan  fokus  dan  keamanan. Telegram  dirancang  untuk  memudahkan  pengguna  saling  berkirim pesan  teks,  audio,  video,  gambar  dan  sticker  dengan  aman.  Tak  hanya  aman,  telegram  juga  merupakan aplikasi berbagi pesan yang instan atau cepat.

## Metode Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium IPA SMP Muhammadiyah 1 pada rentang waktu bulan Mei 2023 hingga September 2023 dengan alur operasional perangkat sebagai berikut:
Gambar 2. Diagram alir
Mengacu  pada  penelitian  sebelumya,  penelitian  ini  menggunakan  metode  studi  literatur  dan  studi eksperimen dimana peneliti melakukan studi literatur terhadap teori-teori komponen-komponen terkait dan survey  kepada  pihak  Badan  Penanggulangan  Bencana  Daerah  Provinsi  Jawa  Timur  mengenai  system peringatan dini atau Early Warning System
Studi eksperimen diterapkan saat peneliti merakit modul utama berupa ESP32, dan sensor sensor terkait, Lalu dilanjutkan dengan pemasangan modul utama pada casing. Setelah itu melakukan finalisasi terhadap rangkaian yang kemudian dilakukan ujicoba di halaman SMP Muhammadiyah 1 Sidoarjo dan bibir sungai terdekat.
Perangkat lunak diprogram menggunakan Arduino IDE, sedangkan desain mock-up dan desain 3D dibuat menggunakan perangkat lunak CorelDRAW 2021 dan Blender.
Berikut komponen komponen inti yang terpasang pada perangkat.
Tabel 1. Kebutuhan Komponen Perangkat Komponen Kuantitas ESP32 1 Unit Protoboard 1 Unit Jumper Cable Menyesuaikan Antenna 1 Unit Sensor Ultrasonik HYSRF05 1 Unit Kabel Micro USB 1 Unit
Mulai Sistem Menyala Modul Connect Wifi Sinkronisasi Telegram Sensor Detect Ketinggian Air Ketinggian >50 CM Ketinggian <50 CM Kirim Notif Telegram “BAHAYA” Kirim Notif Telegram “WASPADA” SELESAI SELESAI YA YA
Tabel 2. Hasil Uji Coba
Catu daya dari perangkat direncanakan menggunakan panel surya dan aki sehingga kedepannya diharapkan tidak  terjadi  malfungsi  karena  adanya  gangguan  pada  listrik  dan  mempermudah  efisiensi  penggunaan perangkat.
Diagram alir menerangkan sistem operasional perangkat. Tahapan pertama adalah menyalakan perangkat secara otomatis ketika terhubung dengan catu daya, selanjutnya perangkat akan secara otomatis tersambung ke WiFi yang sebelumnya sudah disertakan SSID dan Passwordnya di program .ino. sehubungan dengan tersambungnya WiFi, perangkat akan melakukan sinkronisasi dengan telegram. Lalu proses intinya adalah saat  sensor  mendeteksi  peningkatan  ketinggian  permukaan  air  atau  tidak.  Jika  sensor  mendeteksi peningkatan ketinggian permukaan air berada dibawah 50 cm, maka secara otomatis ESP32 akan mengitim notifikasi  melalui  telegram  dengan  indikator  “WASPADA”.  Jika  sensor  mendeteksi  peningkatan ketinggian permukaan air berada diatas 50 cm,  maka ESP32 akan mengirim notifikasi dengan indikator “BAHAYA”.

## Hasil
Setelah  melalui  serangkaian  tahapan  penelitian,  diperoleh  hasil  bahwa  perangkat  dapat  mendeteksi prakiraan  ketinggian  genangan  banjir  dengan  baik  dan  akurat.  Selain  itu,  respon  Telegram  dalam mengirimkan notifikasi juga terhitung cepat yakni selama 2-3 detik. Perangkat dirancang dengan casing yang diperkirakan kuat menaahan cuaca ekstrem yaitu acrylic box. Catu daya dari perangkat ini juga sudah menggunakan panel surya yang diperkirakan menghasilkan 12-18 volt Ketika cuaca sedang panas, Ketika malam  hari  maka  perangkat  menggunakan  sumber  daya  yang  telah  disimpan  dari  aki.  Perangkat  diberi sebutan “WM” yang berarti Water Measurer .
Panel Surya 1 Lembar Solar Controller 1 Unit Aki 1 Unit Pengukur (tertanda di wadah pengujian) Pembacaan sensor Klasifikasi Status Gambar 1. Mekanisme sistem
Respon yang terdapat pada telegram dibagi menjadi dua indicator yaitu “WASPADA” dan “Bahaya”
Struktur  program  sistem  “WM”  mendefinisikan  pin  sensor  ultrasonik  yang  terletak  di  GPIO  nomor  12 sebagai Echo dan  GPIO  14  sebagai Trigger ,  pin  indikator  terletak  di  GPIO  nomor  26.  Menggunakan UniversalTelegramBot , WM dapat merespon notifikasi dengan cepat dari penghitungan sensor HYSRF05. Notifikasi awal berisi pemberitahuan bahwa sistem sudah aktif serta lokasi dari WM sendiri. Jika terjadi banjir, maka akan mengirim notifikasi yang berisi hasil penghitungan ketinggian air dan juga akan tertulis catatan bencananya di Serial Monitor Arduino jika perangkat WM dalam kondisi terhubung dengan laptop.
Perangkat  dibuat  menggunakan  tiang  kayu  dengan  dasar  cor  atau  semen  untuk  memperkuat  rangka. Ketinggian dari tiang berada di 1 meter.
35 cm <50 cm WASPADA 40 cm <50 cm WASPADA 45 cm <50 cm WASPADA 48 cm <50 cm WASPADA 50 cm <50 cm WASPADA 55 cm >50 cm BAHAYA 60 cm >50 cm BAHAYA
Gambar 3. Sistem Kerja Perangkat
Gambar 4. Hasil Akhir WM
Gambar 5. Modul Inti WM
Notifikasi  dibuat  seringkas  mungkin  namun  dapat  menyampaikan  peringatan  secara  jelas  kepada masyarakat.  Selain  itu,  lokasi  dari  perangkat  sendiri  juga  harus  disertakan  agar  masyarakat  mengetahui prakiraan bencana di sekitar mereka.

## Pembahasan
Berdasar  pada  uji  coba  perangkat  yang  sudah  dilakukan,  diperoleh  hasil  bahwa  perangkat  mampu mendeteksi  peningkatan  ketinggian  air  secara  akurat.  Namun  masih  ada  beberapa  kendala  yang  harus ditangani seperti reset manual, set-up catu daya, penyambungan ke WiFi yang harus melalui kode program. Namun peneliti menilai bahwa masalah-masalah tersebut memang sewajarnya terjadi pada modul modul mikrokontroler. Sensor ultrasonik bekerja dengan baik tanpa kendala, respon Telegram juga terhitung cepat. Namun,  perangkat  masih  tetap  membutuhkan  kontrolling  dan  evaluasi  agar  sistemnya  dapat  berjalan dengan sempurna dan dapat dievaluasi apa saja sensor-sensor serta pengembangan yang diperlukan agar masyarakat semakin paham dan mudah dalam mengoperasikan Water Measurer dengan lingkup IoT ini. Dengan  terbuktinya  operasional  perangkat  berjalan  dengan  baik,  maka  perangkat  dinyatakan  bekerja dengan baik.

## Kesimpulan
Purwarupa perangkat WM sudah berjalan sesuai fungsinya dengan stabil dan akurat. Waktu respon dari system  IoT  juga  terhitung  cepat  yakni  berkisar  di  2-3  detik.  Catu  daya  dari  perangkat  juga  sudah
Gambar 6. Notifikasi WM
memanfaatkan energi terbarukan yakni energi surya. Untuk pengembangan dari perangkat WM ini peneliti berharap bisa menggandeng instansi pemerintah terkait seperti BPBD dan BNPB sebagai salah satu solusi penerapan dan penggunaan yang merata. Dan sebagai salah satu solusi sosialisasi mengenai bahaya Banjir jika tidak ditanggapi dengan serius oleh masyarakat.

## Referensi
Arifin, D. I. (2017/2018). Indonesia Tanggap Bencana [Tugas]. Institut Teknologi Sumatera.
Badan  Nasional  Penanggulangan  Bencana.  (2023,  10  Juni).  Geoportal  Bencana  Indonesia.  Diakses  dari https://gis.bnpb.go.id/
Rahmat, B., & Nugroho, B. (2020). Pemrograman Robot Cerdas Dengan Arduino. Indomedia Pustaka.
Fahana,  J.,  Umar,  R.,  &  Ridho,  F.  (2017).  Pemanfaatan  Telegram  Sebagai  Notifikasi  Serangan  untuk Keperluan Forensik Jaringan. Jurnal Sistem Informasi, 01(02), ISSN 2579-5341. Magister Teknik Informatika, Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta, Indonesia.
Hidayat,  M.  A.  J.,  &  Amrullah,  A.  Z.  (2022).  Sistem  Kontrol  Dan  Monitoring  Tanaman  Hidroponik Berbasis Internet of Things (IoT) Menggunakan Nodemcu Esp32. Jurnal Saintekom, 12(1), 23-32. https://doi.org/10.33020/saintekom.v12i1.223
Kadir, A. (2015). From Zero to a Pro Arduino. Penerbit Andi.
Maulana,  K.  Y.  (2023,  12  Juni).  Apa  itu  esp32,  salah  satu  modul  wi-fi  populer.  Diakses  dari https://www.anakteknik.co.id/krysnayudhamaulana/articles/apa-itu-esp32-salah-satu-modul-wi-fi- poppuler
Ma’Mun,  Hisyam,  et  al.  (2023) REVOLUSI  IoT:  MENGOPTIMALKAN  TEKNOLOGI  UNTUK  MASA DEPAN CERDAS . CV WIDINA MEDIA UTAMA.
Mochammad  Fajar  Wicaksono.,  Hidayat.  2017.  Mudah  Belajar  Mikrokontroler  Arduino.  Penerbit Informatika, Bandung, Indonesia.
Pemerintah  Daerah  Kabupaten  Kebumen.  2015.  Mengenal Mengenal  Sistem  Peringatan  Dini  (Early
Warning System) & Gejala Alam
https://www.kebumenkab.go.id/index.php/web/news_detail/7/3132 [10 Juni 2023]
Pratatam Bayu Widagdo., Rohmatul Khasanah. 2023. EWS (Early Warning System) Sederhana Sebagai Pendeteksi Dini Tanah longsor di Kawasan Desa Kenalan. Jurnal Bina Desa. 5 (1): 1-8.
Puspita,  D.  A.  (2022).  Studi  Penetapan  Sistem  Peringatan  Dini  Bahaya  Banjir  Pada  Sungai  Tamanroya [Tesis]. Universitas Hasanuddin.
Rieke  Adriati  Wijayanti.,  Ahmad  Wilda  Yulianto.,  Dianthy  Marya.,  M.  Syirajuddin.S.,  Nurul  Hidayati. 2020. Antarmuka Mikrokontroller IoT (ESP32) Dengan USB Host max3421e. Journal Of Applied Smart Electrical Network and Systems. 1 (2): 70-75. DOI: 10.52158/jasens.v1i02.141
Sugeng,  Y.,  Apriyadi,  R.  K.,  Aprilyanto,  Winugroho,  T.,  Ponangsera,  I.  S.,  &  Wilopo.  (2021).  Histori Bencana dan Penanggulangannya di Indonesia Ditinjau Dari Perspektif Keamanan Nasional. Jurnal PENDIPA Pendidikan IPA, 5(2), 180-187. https://doi.org/10.33369/pendipa.5.2.180-187
Stevani, Novia. "Rancang Bangun Sistem Peringatan Banjir Berbasis Arduino dengan Sensor Ultrasonik pada Daerah Rawan Banjir Kabupaten Kuantan Singingi." Jurnal Perencanaan, Sains, Teknologi, dan Komputer , vol. 2, no. 1, 2019, pp. 136-143.
Tenda, Edwin P., et al. "Sistem Peringatan Dini Banjir Berbasis IoT dan Twitter." Cogito Smart Journal , vol. 7, no. 1, 2021, pp. 26-39, doi : 10.31154/ Tenda, E. P., et al. (2021). Sistem Peringatan Dini Banjir Berbasis
IoT dan Twitter. Cogito Smart Journal, 7(1), 26-39.
https://doi.org/10.31154/cogito.v7i1.284.26-39cogito.v7i1.284.26-39 .
Widiasari, C., & Zulkarnain, L. A. (2021). Rancang Bangun Sistem Monitoring Penggunaan Air PDAM Berbasis IoT. Jurnal Komputer Terapan, 7(2). https://doi.org/10.35143/jkt.v7i2.5152 .
Yazid, Y. A. M., & Permana, R. A. (2022, 26 Februari). Rancang Bangun Prototype Monitoring Lampu Jalan secara Otomatis Menggunakan Mikrokontroller ESP32 dan Api Bot Telegram. Jurnal Teknik Informatika, 8(1). https://doi.org/10.51998/jti.v8i1.477