## SPEJ (Science and Phsics Education Journal)
Volume 7, Nomor 2, Januari-Juni 2024 e-ISSN : 2598-2567 p-ISSN : 2614-0195 DOI : https://doi.org/10.31539/spej.v7i2.8711

## LONG RANGE FLOOD DETECTION SEBAGAI ANTISIPASI DINI DAN MITIGASI RISIKO BENCANA BANJIR DI PROVINSI BENGKULU
Nasyah Wulandari Syahputri 1 , Hendy Santosa 2 , Novalio Daratha 3 Universitas Bengkulu 1,2,3

## nasyahwulandaris@gmail.com
Abstract : Floods are natural disasters that often threaten various regions and have serious impacts on society  and  infrastructure.  Prevention  and  mitigation  efforts  are  needed  to  reduce  risks  and  mitigate losses incurred. This research highlights a potential solution by introducing a flood detection tool using Long Range (LoRa) technology at a frequency of 915MHz. This tool aims to provide early information regarding the possibility of flooding, thereby enabling a quick response to reduce the risk of loss of life and damage to facilities. LoRa trials were carried out by recording RSSI and SNR values at a distance of 900  m  and  a  height  of  1  m.  The  test  results  show  RSSI  values  of  -112.73  and  SNR  -1.32,  illustrating adequate  communication  performance  at  the  distance  tested.  Additionally,  this  tool  utilizes  a  Solar Power Plant (PLTS) to supply energy to sirens and alarms, increasing the reliability and independence of the flood detection system.
Keyword : Flood, Long Range, PLTS
Abstrak : Banjir merupakan bencana alam yang sering mengancam berbagai daerah dan mengakibatkan dampak serius terhadap masyarakat dan infrastruktur. Upaya pencegahan dan mitigasi diperlukan untuk mengurangi  risiko  dan  mitigasi  kerugian  yang  ditimbulkan.  Penelitian  ini  menyoroti  solusi  potensial dengan  memperkenalkan  alat  pendeteksi  banjir  menggunakan  teknologi Long  Range (LoRa)  pada frekuensi 915MHz. Alat ini bertujuan memberikan informasi dini terkait kemungkinan terjadinya banjir, sehingga memungkinkan respons cepat untuk mengurangi risiko korban jiwa dan kerusakan fasilitas. Uji coba LoRa dilakukan dengan mencatat nilai RSSI dan SNR pada jarak 900 m dan ketinggian 1 m. Hasil pengujian menunjukkan nilai RSSI -112,73 dan SNR -1,32, menggambarkan performa komunikasi yang memadai  pada  jarak  yang  diuji.  Tambahan,  alat  ini  memanfaatkan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS)  untuk  menyuplai  energi  ke  sirine  dan  alarm,  meningkatkan  keandalan  dan  kemandirian  sistem deteksi banjir.
Kata Kunci : Banjir, Long Range, PLTS

## PENDAHULUAN
Banjir  merupakan  bencana  alam yang  sering  terjadi  di  Indonesia  dan dapat terjadi kapan saja. Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) mencatat  bahwa  pada  tahun  2019 terdapat 3.814 bencana, di antaranya 784 merupakan  bencana  banjir.  Pada  tahun 2020,  tercatat  2.192  bencana,  dengan 1.065 diantaranya adalah bencana banjir. Sementara  pada  tahun  2021,  jumlah kejadian  mencapai  5.402,  dengan  1.794 di  antaranya  merupakan  bencana  banjir. Salah  satu  Provinsi  yang  terdampak adalah  Bengkulu.  Pada  Mei  2019, sekitar  500  rumah  terendam  banjir  di Kota  Bengkulu,  mengakibatkan  9  orang meninggal dan kerusakan pintu air yang
parah.  Solusi  yang  tepat  untuk meminimalisir  dampak  buruk  banjir adalah  alat  pendeteksi  banjir  yang memberikan  informasi  dini.  Alat  ini menggunakan  teknologi Long  Range (LoRa)  dengan  frekuensi  915MHz.
Dengan menggunakan Komunikasi
LoRa,  akan  terbentuk  area  jaringan
WAN  Nirkabel  yang  luas.  Alat pendeteksi  banjir  ini  menggunakan  dua sensor,  yaitu  WLC  Omron  61F-G-AP dan liquid  water sensor.  WLC  Omron 61F-G-AP menggunakan elektroda dalam  mendeteksi  ketinggian  airnya, sehingga  sangat  akurat.  Sedangkan liquid  water sensor  akan  mendeteksi ketinggian  air  dan  menampilkan  tinggi air  tersebut  di water  level  indicator
control . Selain itu, alat pendeteksi banjir ini  menggunakan  Pembangkit  Listrik
Tenaga  Surya  (PLTS) On  Grid untuk memenuhi  kebutuhan  akan  listrik  yang sangat ramah lingkungan.

## LANDASAN TEORI Banjir
Bencana  adalah  peristiwa  atau rangkaian  peristiwa  yang  mengancam dan mengganggu kehidupan dan penghidupan masyarakat yang disebabkan  baik  oleh  faktor  alam  atau faktor non alam maupun faktor manusia sehingga mengakibatkan timbulnya korban jiwa manusia, kerusakan lingkungan,  kerugian  harta  benda,  dan dampak  psikologis  Banjir  adalah peristiwa  bencana  alam  yang  terjadi ketika  suatu  aliran  air  yang  tidak  dapat lagi  menampung  volume  air  yang meningkat  sehingga  mengakibatkan meluapnya  air  tersebut  yang  merendam suatu  daratan  sebagai  akibat  dari  curah hujan  yang  tinggi  dan  terus  menerus serta  kurangnya  resapan  air  di  suatu daerah (Safutra, 2023).

## Alat Pendeteksi Banjir
Perubahan  zaman  yang  semakin maju dan perkembangan teknologi yang semakin  canggih  diharapkan  dapat menciptakan  berbagai  inovasi  dan memberikan solusi untuk meminimalisir dampak  yang  terjadi  akibat  bencana alam  di  Indonesia.  Mitigasi  adalah serangkaian  upaya  untuk  mengurangi resiko  bencana,  baik  melalui  bangunan fisik maupun menyadarkan dan meningkatkan  kemampuan  menghadapi ancaman  bencana  (Safutra,  2022).  Alat- alat pendeteksi bencana alam bermunculan,  sebagian  kecil  dari banyaknya  perkembangan  teknologi yang  dikembangkan  untuk  mengatasi masalah  bencana  alam  (khususnya banjir) (Ananda, 2019).
Long Range (LoRa)
Berkembangnya  zaman,  banyak sekali teknologi yang dapat memudahkan  kegiatan  manusia  yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahannya,  salah  satu  teknologi yang  mulai  berkembang  saat  ini  yaitu
IoT ( Internet of Things ). IoT merupakan suatu  konsep  dimana  setiap  benda  atau peralatan  mampu  berkomunikasi  satu dengan  yang  lain  dengan  bantuan beragam  protokol  komunikasi.  Salah satu konsep IoT yang banyak digunakan saat  ini  adalah  konsep  WSN  ( Wireless Sensor  Network ).  WSN  merupakan konsep  dimana  sekumpulan  sensor terhubung dalam suatu jaringan nirkabel. Konsep nirkabel pada umumnya memerlukan  daya  yang  lebih  daripada tanpa  kabel,  oleh  karena  itu  dibutuhkan suatu teknologi yang membutuhkan daya yang  relatif  lemah  seperti  LoRa  ( Long
Range ) (Aji, 2023).
Teknologi Lora merupakan teknologi  pengembangan  dari  IoT  yang memiliki  keunggulan  yaitu  dapat mengoptimalkan  daya  tahan  baterai sehingga  dayanya  juga  rendah,  data ratepaling  rendah  sebesar  27  kb/s dengan  spreading    factor7    dan    kanal 500  KHz  atau  50  kb/s  dengan  FSK, memiliki  bandwidth  sebesar  125  kHz, dan  memiliki  cakupan  berkomunikasi sebesar 2 –5 km di area urban dan 15 km di area sub urban (Ayuningtyas, 2020).

## METODE PENELITIAN

## Rancangan Penelitian
(a) (b)
Gambar 1. (a) Rangkaian Transmitter Alat Long Range Flood Detection (b) Rangkaian Receiver Alat Long Range Flood Detection
Pada  penelitian  ini,  dua  alat  telah dibuat, yaitu alat sebagai transmitter dan alat  sebagai receiver .  Pada  alat  yang berfungsi  sebagai transmitter ,  terdapat sensor  Level Transmitter dan Water
Level  Controller karena  alat  ini ditempatkan  di  titik  rawan  banjir  atau daerah sekitar penampungan air.
Sementara  itu,  pada  alat  yang  berperan sebagai receiver ,  hanya  terdapat  alarm dan  sirine  sebagai  media  peringatan.
Alat ini mulai beroperasi saat pembangkit listrik tenaga surya
menyuplai  listrik  ke Control  Level Transmitter (CLT),  LoRa, Water  Level Transmitter (WLC), Timer ,  dan  semua komponen alat lainnya.
Panel  surya  berfungsi  menangkap cahaya matahari untuk dijadikan sumber listrik. Tegangan diatur oleh Solar Panel
Controller , dan baterai digunakan untuk menyimpan  listrik  yang  dihasilkan  oleh Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS).  Listrik  yang  dihasilkan  dalam bentuk  DC  kemudian  sebagian  diubah menjadi  bentuk  AC  untuk  digunakan pada  WLC,  CLT, Timer ,  Sirine,  dan Alarm. Sementara itu, sebagian lain dari listrik DC digunakan pada modul LoRa.

## Pengujian Alat
Pengujian  dilakukan  setelah  alat dirakit seperti yang terlihat pada Gambar 1a  dan  1b.  Selain  itu,  alat  LoRa  dan Control  Level Transmitter juga  telah diprogram,  begitu  pula  dengan Timer .
Pengujian  dilakukan  pada  LoRa  dan Sensor Level Transmitter . a. Sensor  Level Transmitter diuji coba  dengan  cara  menyiapkan  air dengan  ketinggian  100  cm. Kemudian,  Sensor  LT  akan diturunkan  secara  perlahan  hingga ke  dasar  permukaan  air.  Data diambil  setiap  kedalaman  air bertambah  10  cm,  dan  data tersebut dicatat untuk dibandingkan  dengan  ketinggian sesungguhnya. Selain data ketinggian  air,  juga  dicatat  arus output  sensor  LT  yang  berkisar antara 4 hingga 20 mA.
b. Uji  coba Long  Range (LoRa) dilakukan dengan melakukan variasi jarak antara transmitter dan receiver .  Jarak  divariasikan  mulai dari 100 meter hingga 1 kilometer. Selain  itu,  variasi  juga  dilakukan pada  ketinggian  antena  yang
digunakan, yaitu 1 meter, 2 meter, dan  3  meter.  Uji  coba  LoRa dilaksanakan  di  Pantai  Panjang, Provinsi Bengkulu, dengan kecepatan  angin  sekitar  14,9 km/jam dan suhu sekitar 29°C.

## HASIL PENELITIAN Hasil Pengukuran Ketinggian Air
Data  hasil  pengukuran  air  dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Ketinggian Air Tinggi Air Sesungguhnya (Cm) Tinggi Air Terukur (Cm) Arus Sesungguhnya (mA) Arus Terukur (mA) 0 10 4 4,313 25 38 4,8 5,130 50 64 5,6 5,908 75 90 6,4 6,68 100 116 7,2 7,445 Berdasarkan Tabel 1, hasil pengukuran  ketinggian  air,  grafik perbandingan antara nilai arus sesungguhnya  dan  arus  yang  terukur dapat  disusun.  Grafik  perbandingan tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik Perbandingan Arus Terukur dengan Arus Sesungguhnya
Berdasarkan  Gambar  2,  terlihat bahwa  nilai  arus  terukur  dan  arus sesungguhnya  tidak  saling  berhimpitan, menunjukkan  adanya  perbedaan  nilai antara arus terukur dan
arus
sesungguhnya.
Oleh karena itu, diperlukan perhitungan nilai error untuk mengetahui  tingkat  kesalahan  alat tersebut.  Hasil  perhitungan error dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini.
Tabel 2 . Data Hasil Perhitungan Error
Tinggi Air Sesungguhn ya (Cm) Arus Sesungguhn ya (mA) Arus Teruku r (mA) Erro r (%) 0 4 4,313 7,82 5 25 4,8 5,130 6,87 5 50 5,6 5,908 5,5 75 6,4 6,68 4,40 6 100 7,2 7,445 3,40 2
Hasil Pengukuran Sinyal Long Range Hasil  pengukuran  dapat  dilihat pada Tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3. Hasil Pengukuran Sinyal LoRa
10 0 20 0 30 0 40 0 500 600 70 0 800 900 10 00 RSS
I 1m - 80, 9 - 94, 25 - 94, 25 - 95, 25 - 104 - 103, 35 - 10 2,5 -
103, 2 - 112, 73 SNR 1m 9,5 2 9,0 3 9,0 9 8,7 3 6,5 6,55 4,2 8 - 6,36 - 1,32 RSS
I 2m - 71, 75 - 80, 5 - 91, 35 - 96, 5 -
102, 35 - 99,4 5 - 10 9,7 - 111, 25 - 108,
9 -
11 6,5 SNR 2m 9,3 5 9,3 3 9,2 8,1 7,3 7,68 2,8 7 0,01 3,41 - 9,2
5 RSS I 3m - 72, 1 -80 - 73,
35 - 87, 1 - 97,5 5 - 77,2 5 - 92, 5 - 110, 8 - 108, 9 -
11 6,5
SNR 3m 9,7 9,6 2 9,2 8,7 1 8,38 8,76 6,6 8 0,75 3,41 -
9,2 5 Berdasarkan Tabel 3, hasil pengukuran  sinyal  LoRa,  maka  dapat dibuat grafik perbandingan antara variasi ketinggian  dan  variasi  jarak.  Hal  ini dilakukan  agar  dapat  terlihat  dengan jelas  bagaimana  pengaruh  jarak  dan ketinggian  terhadap  kekuatan  sinyal LoRa.  Grafik  perbandingan  tersebut dapat  dilihat  pada  Gambar  3  di  bawah ini.
4 4,8 5,6 6,4 7,2 4,313 5,13 5,908 6,68 7,445 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 Ar us ( m A)
Perbandingan Nilai Arus Sesungguhnya dengan Arus Terukur Arus Ukur Arus Asli
Gambar 3 . Grafik Perbandingan Nilai SNR dan RSSI Pada Setiap Variasi

## PEMBAHASAN
Pada  pengukuran  ketinggian  air, diperoleh  nilai  ketinggian  air  dalam  cm dan  arus  output  4-20mA.    Pengukuran kekuatan  sinyal Long  Range dilakukan dengan  variasi  jarak  dan  variasi ketinggian  antenna  yang  digunakan. Dari  Tabel  2,  terlihat  bahwa error pada sensor  ini  cukup  besar,  karena  toleransi error pada sensor adalah 5%, sementara sensor  ini  memiliki error hingga  7,8%. Oleh  karena  itu,  diperlukan  kalibrasi sebelum  digunakan.  Namun,  pada  alat pendeteksi  banjir  ini,  digunakan  sensor lain  dengan  fungsi  yang  sama,  yaitu mengukur  ketinggian  air,  menggunakan batang elektroda. Batang elektroda dapat bekerja  dengan  akurat,  meskipun  tidak memberikan ketinggian air dalam bentuk angka. Sebaliknya, sensor level transmitter dapat  memberikan  data ketinggian air dalam bentuk angka. Oleh karena  itu,  kedua  sensor  ini  digunakan. Alarm  akan  berbunyi  jika  sensor  level transmitter dan batang elektroda memberikan sinyal keluaran.
Berdasarkan  Gambar  3,  grafik perbandingan  nilai  SNR  dan  RSSI  pada setiap  variasi,  terlihat  bahwa  jarak  dan ketinggian  antara transmitter dan receiver sangat mempengaruhi kekuatan sinyal  dari  LoRa.  Selain  itu,  faktor-
faktor lain seperti hambatan, interferensi, dan kondisi lingkungan juga sangat  mempengaruhi  kekuatan  sinyal LoRa.  Dari  Gambar  3,  dapat  diambil kesimpulan  bahwa  semakin  besar  nilai SNR  dan  RSSI,  maka  kualitas  sinyal LoRa  tersebut  akan  semakin  baik. Semakin  jauh  jarak  antara  Node  dan Gateway,  maka  akan  semakin  banyak data  dan  informasi  yang  hilang  atau tidak  terkirim.  Hal  ini  dapat  dilihat  dari nilai  SNR  dan  RSSI  yang  tinggi  pada ketinggian  1  meter  dengan  jarak  100 meter.

## SIMPULAN
1. Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya akan  menyuplai  listrik  ke  seluruh komponen  alat.  Sensor Water  Level
Controller dan Sensor Level Controller akan mendeteksi
ketinggian  air  dan  menyampaikan informasi  tersebut  ke  LoRa  serta
Timer .  LoRa  berperan  sebagai transmitter untuk mengirimkan sinyal  informasi  ke receiver ,  yang selanjutnya diteruskan ke Timer yang terdapat  di receiver . Timer ini bertugas  untuk  mengatur  aktivasi sirine  dan  alarm  apabila  ketinggian air  melebihi  batas  tertentu. Timer berperan  penting  dalam  mengontrol durasi berbunyi nya sirine dan alarm.
2. Berdasarkan  hasil  uji  coba  LoRa, terlihat  bahwa  nilai  SNR  dan  RSSI yang dihasilkan cukup baik, menandakan  bahwa  LoRa  yang digunakan berfungsi dengan baik.
3. Dari perhitungan error yang dilakukan,  terlihat  bahwa  sensor transmitter yang digunakan memiliki tingkat  akurasi  yang  kurang  baik karena  nilai error yang  dihasilkan melebihi 5%.
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Nilai rata-rata RSSI dan SNR pada ketinggian 3 meter RSSI 3m
SNR 3m RSSI 2m
SNR 2m RSSI 1m SNR 1m

## DAFTAR PUSTAKA
Aji,  Bimo  Wismoyo  dan  Heru
Nurwasito.  2023.  Implementasi Sistem Monitoring Sungai berbasis LoRa-MQTT  Gateway.  Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu, Vol. 7, No. 4. Ananda  Ziza  dan  Nurmasyitah.  2019. Pengembangan  Prototipe  Alat Pendeteksi Banjir Sederhana. Jurnal  Pendidikan  Fisika  dan Sains , Vol. 2, No. 1.
Angriawan, R. and Anugraha, N. (2019) ‘Sistem  Pelacak  Lokasi  Sapi dengan Sistem Komunikasi LoRa’,
Inspiration:  Jurnal  Teknologi Informasi dan Komunikasi , 9(1), p. 33. Available at: https://doi.org/10.35585/inspir.v9i 1.2494. Ayuningtyas, Atika Shinta, Uke Kurniawan  Usman,  dan  Ibnu Alinursafa. 2020. Analisis Perencanaan  Jaringan  Lora  (Long Range)  di  Kota  Surabaya. e-
Proceeding of Engineering , Vol.7, No.2. BNPB (2019) Infografis Bencana Banjir dan  Longsor  Bengkulu .  Available at:
https://www.bnpb.go.id/berita/info grafis-bencana-banjir-dan-longsor-
bengkulu.
Bohalima,
L.M. et al. (2023) ‘Implementasi  Teknik  Counter
Pada  Pengisian  Minyak  Berbasis Arduino’, Jurnal Sistem Komputer Triguna  Dharma  (JURSIK  TGD) , 2(1),  p.  17.  Available  at:
https://doi.org/10.53513/jursik.v2i
1.5876.
Hayusman, L.M. et al. (2020) ‘Penerapan  Water  Level  Control Tipe Radar dan Omron 61F-G-AP Untuk Proses Pengisian Air Bersih di Komplek Perintis Kota Banjarbaru’, JURNAL  APLIKASI DAN INOVASI IPTEKS ‘SOLIDITAS’  (J-SOLID) ,  3(2),  p. 62. Available at: https://doi.org/10.31328/js.v3i2.15 9. Hutajulu,  A.G.,  RT  Siregar,  M.  and Pambudi, M.P. (2020) ‘RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA  SURYA  (PLTS)  ON GRID  DI  ECOPARK  ANCOL’, TESLA:  Jurnal  Teknik  Elektro , 22(1),  p.  23.  Available  at: https://doi.org/10.24912/tesla.v22i 1.7333.
Safutra,  Yoggi  Hendra,  dkk.  2023. Perancangan Alat Pendeteksi Banjir  Dengan  Memanfaatkan Tinggi Muka Air Skala Laboratorium. Jurnal  Teknologi . Vol. 15, No. 1. Saragih,  A.W.,  Farhanah,  A.  and Cahyana (2020) ‘Aplikasi Pemantauan Banjir Berbasis Android Menggunakan Komunikasi  Lora’, e-Proceeding of  Applied  Science ,  6(2),  pp.
4004–4010. Available at: https://openlibrarypublications.telk omuniversity.ac.id/index.php/appli edscience/article/download/13936/ 13676.
Wicaksono,  A.M.,  Hasan,  Y.  and Rahman,  A.  (2021)  ‘Rancang Bangun  Sistem  Pendeteksi  Banjir pada  Waduk  Menggunakan  Water Level  Sensor  Berbasis  IOT (Internet of Thing)’, Ijccs , Vol. 15 No(x), pp. 1–5.