Abstrak  :  Tsunami  merupakan  peristiwa  alam  yang  dapat  terjadi  kapan  saja  tanpa  memberikan  peringatan  terlebih  dahulu. Beberapa upaya mitigasi baik melalui pembangunan fisik berupa pembuatan sensor deteksi ketinggian gelombang air laut  seperti sensor DT-Sense Barometric Pressure & Temperature, sensor Inframerah, dan sensor ultrasonic. Akan tetapi sensor yang dipakai memiliki tingkat tingkat akurasi yang rendah serta instalasi dilapangan yang rumit. Maka dari itu dirancang sebuah alat yang dapat memberikan data suhu dan tekanan udara berbasis Mikrokontroler dengan akurasi yang lebih tinggi, serta instalasi yang lebih mudah. Sensor pada alat yang dibuat menggunakan sensor suhu DS18B20, sedangkan sensor tekanan udara menggunakan BMP180.  Sistem  pengukuran  ketinggian  gelombang  berdasarkan  prinsip  kerja  tekanan  udara  di  permukaan  air  laut.  Alat  ini mampu bekerja dengan baik pada ketinggian dengan suhu minimal 25 derajat Celcius. Berdasarkan hasil uji coba tekanan udara terhadap ketinggian air laut diperoleh bahwa setiap kenaikan 0,1 meter air laut, tekanan udara mengalami penurunan sebesar 0,02  mb(milibar)  atau  0,12  mb/meter.  Sedangkan  pengujian  tekanan  udara  terhadap  suhu  diperoleh  bahwa  semakin  tinggi kenaikan  air  laut,  maka  suhu  udara  dipermukaan  laut  akan  mengalami  penurunan.  Setiap  tekanan  udara  yang  mengalami perubahan  sebesar  1,00  mb,  maka  suhu  udara  di  permukaan  laut  akan  mengalami  perubahan  rata-rata  sekitar  0,46  derajat Celcius.  Dengan  kata  lain  jika  suhu  mengalami  penurunan  sekitar    1  derajat  Celcius,  maka  tekanan  udara  juga  mengalami penurunan sebesar 2,00 mb atau sekitar 16,67 meter.

## Kata Kunci—BMP180, DS18B20, Gelombang Laut, Mikrokontroler
Abstract  :  Tsunamis  are  natural  events  that  can  occur  any  time  without  prior  warning.  Some  mitigation  efforts  both  through physical construction consist of sea wave height detection sensors such as DT-Sense Barometric Pressure & Temperature sensors, Infrared sensors, and ultrasonic sensors. However, the sensors have a low accuration and difficult installation. Therefore a device designed to provide temperature and air pressure data based on a microcontroller with higher accuracy, and easier installation. The device are made using a DS18B20 temperature sensor, then air pressure using BMP180 sensor. Sea wave height measurement system based on the working  principle of air pressure at  sea level. This tool is able to  work  well at altitudes with a  minimum temperature of 25 degrees Celsius. Based on the results of air trials on water levels obtained every 0.1 meter increase in sea air, air pressure increases by 0.02 mb (millibar) or 0.12 mb / meter. While testing the air pressure against the temperature obtained is higher, the air temperature at sea level will increase. Each time the air pressure changes by 1.00 mb, the air temperature at sea level will change an average of around 0.46 degrees Celsius. In other words if the temperature decreases around 1 degree Celsius, then the air pressure also drops by 2.00 mb or around 16.67 meters.
Keywords— BMP180, DS18B20, Microcontroller, Sea Wave

## I. P ENDAHULUAN
NDONESIA memiliki panjang garis pantai 54.716 km. Menurut data Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Sekitar 30.963 km atau 57% memiliki potensi tinggi terkena dampak tsunami. Sedangkan berdasarkan catatan Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) tahun 2018 tercatat ada 3 bencana yang mengakibatkan bencana Tsunami. Satu diantaranya Tsunami yang disertai Gempa Bumi dengan korban jiwa mencapai 3.325 jiwa. Tsunami Selat Sunda yang terjadi pada tanggal 22 Desember 2018 adalah  salah  satu  bukti  lemahnya  mitigasi  bencana  di  Indoensia.  Catatan  BNPB  di  tahun  2018  bencana Tsunami bukan kejadian yang langka tetapi bencana yang dapat terjadi sewaktu-waktu.

## A NALISA S ENSOR S UHU DAN T EKANAN U DARA

## T ERHADAP K ETINGGIAN A IR L AUT B ERBASIS
M IKROKONTROLER
Fitroh Amaluddin 1) , Andy Haryoko 2)
1, 2) Teknik Informamtika Universitas PGRI Ronggolawe Tuban e-mail: amfitroh@gmail.com 1) , andyharyoko@gmail.com 2)
I
Beberap penelitian yang telah dilakukan oleh C. Cecioni  menjelaskan metode peramalan dengan mengukur ketinggian gelombang di daerah yang rawan terkena dampak Tsunami kemudian meramalkan berdasarkan data-data  yang  telah  diolah  [1].  Penelitian  lain  yang  telah  dilakukan  oleh  S.  Sreelal  mendesain  dan mengembangkan  sebuah  sistem  perekam  tekanan  bawah  laut  untuk  sistem  peringatan  dini  Tsunami  [2]. Penelitian  lainnya  juga  yang  telah  dilakukan  oleh  Azhari  membuat  prototipe  alat  ukur  ketinggian  air  laut menggunakan sensor inframerah dengan batas ketinggian air laut mulai  dari 15 cm  samapi 110 cm  untuk skala laboratorium, dengan mengandalkan rangkaian phototransistor semakin jauh jarak maka semakin ke kanan sinar inframerah yang diterima pada rangkaian phototransistor dan semakin kecil tegangan output yang diterima  [3].  Penelitian  lainya  juga  telah  dlakukan  oleh  Ledy  menganalisa  ketinggian  permukaan  air  laut menggunakan sensor tekanan atmosfer  yaitu DT-Sense Barometric Pressure & Temperature Sensor untuk mendeteksi tekanan  atmosfer dan temperatur di  permukaan laut  dengan tingkat  akurasi  ± 1,5 hektopascal (hpa)  atau  milibar  (mb)  [4].  Sedangkan  berdasarkan  dari  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Yoga  menguji berbagai  sensor  suhu  seperti  LM35,  DHT11,  DHT22,  DS18B20  dengan  kesimpulan  sensor  DS18B20 memilikii tingkat akurasi yang lebih tinggi mencapai 1,6% [5].
Berdasarkan  permasalahan  yang  telah  diuraikan,  maka  penelitian  ini  bertujuan  untuk  melengkapi kekurangan  dari  sensor  yang  telah  digunakan.  Pada  penelitian  ini  penulis  menggunakan  sensor  BMP180 sebagai sensor untuk mendeteksi tekanan atmosfer di permukaan laut. Sensor yang dipakai dalam penelitian ini lebih ekonomis dan cara instalasi yang lebih mudah. Sedangkan untuk sensor pengukur suhu permukaan laut dalam penelitian ini menggunakan sensor DS18B20 karena memiliki akurasi yang tinggi dibandingkan dengan sensor LM35,DHT11, dan DHT22.

## II. T INJAUAN P USTAKA
A. BMP180
BMP180 adalah sensor tekanan barometrik (digital barometric pressure sensor) dapat diaplikasikan pada berbagai perangkat bergerak seperti smart phone, komputer tablet, dan peralatan olah raga portabel. Sensor ini  bekerja  dengan  menggunakan  tegangan  3.3  volt,  sensor  ini  dapat  berkomunikasi  denga  cara menghubungkan antara mikro dengan sensor melalui jalur komunikasi serial yaitu SCL ( Clock ) dan SDA ( Data ). Berikut adalah contoh gambar sensor tekanan barometrik BMP180.

## B. DS18B20
Sensor Suhu DS18B20 adalah sensor Suhu digital yang menggunakan interface one wire, sehingga hanya menggunakan  kabel  yang  sedikit  dalam  instalasinya.  Sensor  ini  dapat  berkerja  dengan  menggunakan tegangan 3 volt sampai 5.5 volt dan dapat berkerja pada suhu -55 o C hingga +125 o C.
Gambar. 1.  Sensor BMP180

## C. Arduino IDE
Sebuah  alat  agar  dapat  bekerja,  perlu  peran  perangkat  lunak  agar  tujuan  dapat  tercapai.  Arduino  IDE merupakan  perangkat  lunak  yang  biasa  digunakan  untuk  memprogram  peralatan  yang  berbasis Mikrokontroler dengan menggunakan bahasa pemrograman C++.
Tujuan dari pemrograman adalah untuk mengintruksikan alat sesuai dengan tujuan yang diinginkan. Salat satunya yaitu memberikan intruksi untuk melakukan inisialisasi alat apakah sudah terpasang dengan benar atau belum. Jika belum terpasang dengan benar, maka alat akan terus melakukan inisialisasi secara berulang sehingga mengakibatkan alat belum siap untuk digunakan dengan memberikan indikator lampu LED warna merah. Jika sudah terpasang dengan benar maka indikator akan berubah menjadi warna hijau.
Selain untuk menginisialisasi alat, tujuan dari pemrograman yaitu untuk kalibrasi sensor tekanan udara yang bertujuan untuk mengetahui batas bawah tekanan udara atau disebut dengan istilah baseline. selain itu juga bertujuan untuk mengubah input sensor dari  data analog menjadi data digital, sekaligus untuk  mengubah dari data tekanan udara (milibar) menjadi tinggi (meter).

## III. M ETODE P ENELITIAN
A. Cara Kerja Sistem
cara kerja sistem dimulai dengan  membaca sensor BMP180. Kemudian  alat akan mulai bekerja dengan melakukan kalibrasi tekanan udara terlebih dahulu untuk mengetahui batas bawah tekanan di permukaan laut yang nanti akan dipakai sebagai acuan untuk mengukur ketinggi gelombang laut. Selanjutnya alat membaca perubahan tekanan udara di permukaan laut dan perubahan suhu di permukaan laut, jika terdapat perubahan suhu  maupun  tekanan  udara  pada  permukaan  laut,  maka  data  akan  di  masukkan  dan  diolah  di  dalam mikrokontroler dengan cara mengubah data analog menjadi data digital sekaligus mengkonversi data tekanan udara menjadi data ketinggian.
Jika data tekanan udara, suhu, dan ketinggian gelombang laut sudah didapatkan, maka sistem minimum akan  menampilkan  data  pada  layar  OLED  0.96  inch.  Selain  itu  data  yang  sudah  ditampilkan  juga  akan disimpan dalam kartu memori (SD Card). Setelah semua data tersimpan alat akan melakuran routine program yaitu mendeteksi ulang perubahan tekanan dari sensor BMP180 . Berikut adalah flowchart sistem penelitian.
Gambar. 2.  sensor DS18B20

## B. Perancangan Alat
Perancangan alat dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama yaitu pembuatan pelampung yang terpasang di lepas pantai. Bagian kedua yaitu bagian perancangan elektronika yang terdiri dari 2 sensor yaitu sensor pengukur tekanan udara dan sensor suhu. Sensor tenkanan udara penulis menggunakan sensor BMP180 yang menggunakan  prinsip  tekanan  udara  (Barometer  Altitude).  Sedangkan  untuk  pengukur  suhu  penulis menggunakan sensor DS18B20. Adapun desain penelitian perancangan sensor sebagai berikut.
Sensor BMP180 memiliki 4 pin (VCC, GND, SDA/ Data , SCL/ Clock ). Agar dapat berkomunikasi, sensor BMP180  menggunakankan  komunikasi  serial  IIC/I2C  ( inter  integrated  Corcuit )  yang  merupakan  standar komunikasi  serial  dua  arah.  Sedangkan  sensor  DS18B20  memiliki  3  pin  (VCC,  GND,  Data)  atau  hanya memiliki 1 pin keluar yaitu data. Dengan interface one wire sensor ini dapat berkomunikasi hanya dengan menggunakan satu kabel. Agar data output dari sensor dapat terbaca oleh arduino, kaki positif dan kaki output sensor dihubungkan menggunakan resistor Pull Up dengan ukuran resistansi 4k7 atau 10k.
C. Penggunaan Alat
Prosedur penggunaan alat yang pertama yaitu peletakan pelampung yang terpasang di lepas pantai yang dapat  bergerak  menyesuaikan  dengan  ketinggian  air  laut.  Prosedur  kedua  yaitu  penggunaan  alat,  dimana tegangan sistem kerja alat menggunakan tenaga matahari melalui panel surya yang disimpan dalam baterai lipo 7,4 volt 2,6 ampere dengan 2 cell yang masing-masing cell dapat mengeluarkan tegangan 3,7 volt. Agar pengisian dapat stabil peneliti menggunakan BMS ( Baterai Management System ) 2S. D. Kalibrasi Alat
Pada proses kalibrasi dilakukan pada sensor tekanan udara, sensor BMP180 yang sudah terhubung dengan Mikrokontroler akan dikalibrasi untuk mendapatkan batas bawah tekanan udara pada permukaan laut. Pada tahapan ini akan dilakukan pengukuran tekanan udara pada ketinggian 0 meter permukaan laut.
Gambar. 3.  Flowchart cara kerja sistem

## IV. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Untuk mendapatkan data dari hasil penelitian, penulis melakukan dua pengujian. Pertama yaitu pengujian sensor tekanan udata terhadap tinggi permukaan laut. Kedua yaitu pengujian sensor suhu terhadap tekanan udara. Pengujian tersebut  bertujuan untuk  mencari korelasi perubahan tekanan udara terhadap suhu udara dan korelasi  perubahan tekanan udara terhadap tinggi  permukaan laut.  Berikut adalah tampilan  data  hasil pengujian sensor.

## A. Hasil pengujian sensor tekanan udara terhadap ketinggian air laut
Pengujian tekanan udara menggunakan satuan milibar sedangkan untuk ketinggian menggunakan satuan meter. Hasil pengujian sensor tekanan udara terhadap ketinggian air laut dapat dilihat pada tabel I berikut.
Berdasarkan data tabel I. Pengujian ketinggian dilakukan pada ketinggian 0 (nol) meter diatas permukaan laut  setelah  alat  dikalibrasi.  kemudian  menambahkan  ketinggian  0,1  meter  pada  tiap  percobaan.  Maka didapatkan  korelasi  antara  perubahan  tekanan  udara  dengan  perubahan  ketinggian  permukaan  air  laut.
Gambar. 4.  Tampilan data sensor tekanan udara pada layar OLED 0.96 Inchi
T ABEL I H ASIL P ENGUKURAN T EKANAN U DARA T ERHADAP K ETINGGIAN A IR L AUT No Tinggi (Meter) Tekanan Udara (Milibar) 1 0 1015,11 2 0,1 1015,10 3 0,2 1015,09 4 0,3 1015,07 5 0,4 1015,06 6 0,5 1015,05 7 0,6 1015,03 8 0,7 1015,02 9 0,8 1015,01 10 0,9 1015,00 11 1 1014,99 12 1,1 1014,97 13 1,2 1014,95 14 1,3 1014,93
Sehingga korelasi dalam bentuk grafik dapat dilihat pada gambar berikut.
Pada gambar 5 dapat dilihat korelasi antara ketinggian dan tekanan undara di permukaan laut. jika semakin tinggi gelombang laut maka semakin rendah tekanan udara di permukaan laut.

## B. Hasil pengujian sensor tekanan udara terhadap Suhu Udara
Pada  tahap  pengujian  sensor  tekanan  udara  terhadap  suhu  udara  dipermukaan  laut,  satuan  suhu  yang dipakai adalah Celcius. Hasil pengujian sensor tekanan udara terhadap suhu udara di permukaan air laut dapat dilihat pada tabel II berikut.
Berdasarkan  data  pada  tabel  II  Pengujian  ketinggian  dilakukan  pada  ketinggian  0  (nol)  meter  diatas permukaan  laut  dengan  nilai  kalibrasi  sebesar  1009,81  mb.  kemudian  menambahkan  ketinggian  1,00  mb pada tiap percobaan. Maka didapatkan korelasi antara perubahan tekanan udara terhadap perubahan suhu di
T ABEL II H ASIL P ENGUKURAN T EKANAN U DARA T ERHADAP K ETINGGIAN A IR L AUT No Tekanan Udara (Milibar) Suhu Udara (Celsius) 1 1009,81 30,69 2 1010,81 31,32 3 1011,81 31,89 4 1012,81 32,34 5 1013,81 32,76 6 1014,81 32,94 7 1015,81 33,43
Gambar. 5.  Korelasi tekanan udara terhadap ketinggian air laut
Gambar. 6.  Korelasi tekanan udara terhadap ketinggian air laut
permukaan laut. Sehingga korelasi keduanya dapat dilihat pada gambar berikut.
Pada gambar 6 dapat dilihat korelasi antara besar suhu dan besar tekanan udara linear. jika semakin tinggi suhu di permukaan laut maka semakin tinggi pula tekanan udara di permukaan laut tersebut. Pada gambar 6 pula terlihat suhu mengalami kenaikan sedikit signifikan pada tekanan udara1015,00mb.

## V. K ESIMPULAN
Berdasarkan data hasil pengujian korelasi antara sensor tekanan udara terhadap ketinggian air laut yang telah diperoleh pada gambar 5, semakin tinggi gelombang laut maka tekanan udara akan semakin kecil. Dari data hasil pengujian terlihat setiap kenaikan 0,1 meter gelombang laut, tekanan udara mengalami penurunan sebesar  0,02  mb  atau  0,12  mb  per  meter,  selisih  0,04  lebih  kecil  dibanding  dengan  sensor  DT-Sense Barometric Pressure & Temperature Sensor.
Sedangkan  data  hasil  pengujian  korelasi  antara  sensor  tekanan  udara  terhadap  suhu  udara  yang  telah diperoleh  pada  gambar  6,  semakin  tinggi  gelombang  laut,  maka  suhu  udara  mengalami  penurunan. Berdasarkan data hasil pengujian, setiap suhu udara yang mengalami perubahan sebesar 1o C maka tekanan udara mengalami perubahan sebesar 2,00 mb. Dengan kata lain jika suhu mengalami penurunan sebesar  1 o C maka tekanan udara juga mengalami penurunan sebesar 2,00 mb atau sekitar 16,67 meter.

## D AFTAR P USTAKA
[1] C. Cecioni, A. Romano, and G. Bellotti, A. Abdolali., "Tsunami Early Warning System based on Real- time Measurements of Hydro-acoustic Waves," Procedia Engineering 70 , Rome, Italy, 2015, hal. 311- 320.
[2] S. Sreelal, S. Jose, B. Varghese, M. N. Suma, R.Sumathi, M. Lakshminarayana, M.M.Nayak"Data acquisition and processing at ocean bottom for a Tsunami warning system," Measurement 47 , India, 2014, hal. 475–482.
[3] Azhari, M. Ishak J, A. Muid., "Pembuatan Prototipe Alat Ukur Ketinggian Air Laut Menggunakan Sensor Inframerah Berbasis Mikrokontroler Atmega328," POSITRON , vol. 4, no. 2, hal. 64-70, Nov.
2014.
[4] Ledy M, Yono H.P., "Analisa Ketinggian Permukaan Laut Berbasi Tekanan Atmosfer Untuk Sistem Peringatan Dini Tsunami," Prosiding Seminar Nasional Fisika 4 . Pontianak, Indonesia, 2015. hal. 55- 58.
[5] Yoga A.K.U., "Perbandingan Kualitas Antar Sensor Suhu dengan Menggunakan Arduino Pro Mini," NARODROID , vol. 2, no. 2, hal. 145-150, Jul. 2016.