SISTEM PERINGATAN DINI BENCANA BANJIR BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO
Fadlul Rahman Usman 1* , Wrastawa Ridwan 2 , Iskandar Zulkarnain Nasibu 3 123 Prodi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Gorontalo Jl. Jend. Sudirman No.6 Kota Gorontalo 96128 Indonesia
Email: * fadlulrahmanusman@yahoo.co.id 1 , wridwan@ung.ac.id, zul.nasibu@ung.ac.id

## Abstrak
Banjir hingga saat ini menjadi maslah serius di berbagai daerah indonesia, dibeberapa daerah mempunyai tekstur tanah  yang  buruk  yang  tidak  mempunyai  daya  serapan  air  yang  baik,  atau  jumlah  curah  hujan  yang  melebihi kemampuan tanah untuk menyerap air, ketika hujan turun yang kadang terjadi adalah banjir yang datang secara tiba-tiba diakibatkan  terisinya  saluran  air  kering  dengan  air.  Agar  dapat  memberikan  peringatan  akan  adanya  bencana  banjir diperlukan  suatu  sistem  peringatan  dini,  menggunakan  SMS  gateway  dan  web  server.Pada  penelitian  ini,  sistem menggunakan web  browser dan  SMS gateway sebagai  media  pengirim  informasi  ketinggian  air  kepada  petugas monitoring.  Sistem  ini  menggunakan  mikrokontroler  Arduino  Uno  Atmega328  untuk  pembacaan  sensor  air, menampilkan  data  di  LCD,  menghidupkan  led  dan  mengirim  data  ketinggian  air  melalui  web  browser  dan  SMS. Berdasarkan  hasil  perancangan  sistem  yang  telah  dilakukan  pada  sistem  peringatan  dini  bencana  banjir  berbasis mikrokontroler  Arduino  yang  diimplementasikan  dalam  bentuk  prototype  telah  bekerja  dengan  baik  sesuai  dengan perancangan yang direncanakan.
Kata Kunci : Banjir, peringatan dini, SMS, ethernet shield , arduino

## Abstract
Flooding to date has become a serious problem in many parts of Indonesia, in some areas have poor soil texture that does not have good air absorption, or the amount of rainfall that exceeds the ability of the soil to absorb the air, the amount  of  rain  that  falls  is  the  coming  flood  suddenly  caused  by  dry  air  ducts  with  air.  In  order  to  provide  an explanation of the existence of flood disaster in accordance with the information system early, using  SMS gateway and web  server.  In  the  design  stage  of  this  final  task,  the  system  uses  a  web  browser  and  SMS  gateway  as  a  medium  of sending air  altitude information  to  monitoring  officers.  The  system  uses  Arduino  Uno  Atmega328  microcontroller  for air sensor readings, displays data in LCD, led drive and sends air altitude data via web browser and SMS. Based on the results  of  the  formulation  of  systems  that  have  been  done  on  information  systems  used  in  the  form  of  prototype  has worked well in accordance with the proven design.
Keywords : Flood, early warning, SMS, ethernet shield, arduino

## PENDAHULUAN
Berdasarkan Undang-Undang nomor 24 tahun 2007,  pengertian  bencana  adalah  peristiwa  atau rangkaian peristiwa yang mengancam dan mengganggu kehidupan dan penghidupan masyarakat yang disebabkan, baik  faktor alam dan faktor  non  alam  maupun  faktor  manusia,  sehingga mengakibatkan  timbulnya  korban  jiwa  manusia, kerusakan  lingkungan,  kerugian  harta  benda  dan dampak  psikologis.  Sedangkan  Bencana  alam adalah  bencana  yang  diakibatkan  oleh  peristiwa atau serangkaian yang disebabkan oleh alam antara
lain berupa gempa bumi, tsunami, gunung meletus, kekeringan, angin topan, tanah longsor dan banjir.
Salah satu bencana alam yang sering terjadi di beberapa  daerah  yaitu  bencana  banjir  yang  dapat berupa  genangan  air  pada  lahan  yang  biasanya kering  seperti  lahan  pertanian,  pemukiman  dan pusat  kota.  Banjir  dapat  juga  terjadi  karena  debit atau  volume  air  yang  mengalir  pada  suatu  sungai atau saluran drainase melebihi atau diatas kapasitas pengalirannya (Rosyidie, 2013).
Dibeberapa  daerah  di  gorontalo  mempunyai tekstur  tanah  yang  buruk  yang  tidak  mempunyai daya  serapan  air  yang  baik,  atau  jumlah  curah
hujan  yang  melebihi  kemampuan  tanah  untuk menyerap  air  ketika  hujan  turun  yang  kadang terjadi  adalah  banjir  yang  datang  secara  tiba-tiba diakibatkan terisinya saluran air kering dengan air. Pada  tahun  2017  terjadi  bencana  banjir  yang mengakibatkan  kerugian  yang  tidak  sedikit dikalangan masyarakat Limboto kabupaten Gorontalo,  ini  kurangnya  persiapan  masyarakat untuk  mengantisipasi  datangnya  bahaya  banjir. Masyarakat  juga  harus  mulai  tanggap  terhadap bencana  alam  yang  bisa  terjadi  kapan  saja.  Salah satu  bentuk  ketanggapan  terhadap  bencana  banjir yang  dapat  dilakukan  yaitu  mengenai  informasi peringatan dini.
Agar  dapat  memberikan  peringatan  dini  akan adanya  bencana  banjir,  diperlukan  suatu  sistem yang  dapat  mendeteksi  terjadinya  perubahan ketinggian air sungai, salah satunya adalah dengan menggunakan  sensor,  kemampuan  dasar  dari sensor adalah untuk  mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik maupun kimia. Sensor itulah yang akan  mendeteksi  perubahan  ketinggian  air  sungai, jika  air  telah  melampaui  batas  level  yang  telah ditentukan maka akan secara otomatis memberikan peringatan  banjir  melalui SMS  gateway dan web browser yang  terhubung  secara point  to  point ke petugas  monitoring  sungai  yang  selanjutnya  dapat diinformasikan kepada masyarakat. Dengan peringatan tersebut masyarakat dapat
mempersiapkan  diri,  agar  kerugian  dapat  ditekan seminim  mungkin.  Hal  inilah  yang  melatar belakangi penulis untuk membuat sistem peringatan dini bencana banjir BAHAN DAN METODE Arduino Uno Arduino
Uno merupakan sebuah mikrokontroler  yang  berbasis  open  source,  yaitu mikrokontroler  yang  dapat  dikembangkan  oleh pihak  ketiga  yang  memudahkan  pengguna  dalam mengembangkan  proyek-proyek  automasi  dan mikrokontroler lainnya dengan mudah.
Pada  gambar  1  merupakan board Arduino. Peranti  ini  dapat  dimanfaatkan  sebagai  rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang sangat kompleks, bahkan  dengan  menambahkan beberapa komponen  tertentu  peranti  ini  dapat  dipakai  untuk pemantauan  jarak  jauh  melalui  internet,  seperti smart home (Kadir,2012).

## SMS Gateway
SMS gateway adalah  sebuah  perangkat  lunak yang menggunakan bantuan komputer dan memanfaatkan teknologi seluler yang diintegrasikan  guna  mendistribusikan  pesan-pesan yang  dipadukan  lewat  sistem  informasi  melalui media  SMS  yang  ditangani  oleh  jaringan  seluler. Pada  Gambar  2  merupakan  alur  kerja  SMS.  SMS Gateway  biasanya support untuk  pesan  yang berupa  teks, unicode  character ,  dan  juga smart messaging  ringtone,  picture  message ,  logo operator dan lain-lain (Afrina,2015).

## Gambar 2 Alur kerja SMS

## Sim 900 Gsm/Gprs
Modul  SIM900  GSM/GPRS  adalah  bagian yang  berfungsi  untuk  berkomunikasi  antara pemantau  utama  dengan handphone .  Modul  ini dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui  komunikasi  serial,.  Komunikasi  melalui SMS  ini  difungsikan  untuk  mengirimkan  kondisi ketinggian  permukaan  air.  Pada  gambar  3 merupakan board GSM Shield Sim 900
Gambar 3 Gsm Shield Sim 900

## Jaringan Komputer
Jaringan  komputer  adalah  seperangkat  alat komunikasi yang saling terhubung antara yang satu dengan  yang  lainnya  dengan  tujuan  untuk  bisa bertukar data informasi.
Konsep awal
berkembangnya jaringan komputer adalah komunikasi  data  dari  satu  komputer  ke  komputer lainnya.  Komunikasi  data  tersebut  bersifat point- to-point ,  jadi  hanya  ada  dua  komputer  yang  akan terhubung (Ikhsan,2014).
. Metode  Penelitian  : Metode  penelitian  yang digunakan  dalam  penelitian  tugas  akhir  ini  adalah sebagai berikut :
1. Studi Pustaka Studi pustaka dilakukan dengan  mencari informasi tentang  penelitian  baik  berupa  buku,  jurnal, internet,  dan  juga  dari  sumber  lainnya  yang mendukung  perancangan  sistem  alat  berdasarkan landasan teori yang seperti di jelaskan pada Bab II.
2. Eksperimen
Melakukan  pembuatan  alat  dan  percobaan  sistem serta  melakukan  pengujian  sensor  agar  alat  dapat berfungsi dengan normal.

## Diagram Blok
Gambar 4 Blok Digram Rangkaian
Rangkaian  Sensor  Air  : Penempatan  sensor  air yaitu  ditempelkan  pada  sisi  pipa  dengan  jarak  15 centimeter. sensor yang digunakan dalam perancangan  alat  ini  menggunakan  sistem  ADC (analog  digital  converter)  yang  ada  di  Arduino, dimana  ADC  ini  berfungsi  sebagai  pengubah  data analog menjadi data digital dengan nilai pembacaan  dari  0  sampai  1023.  Data  yang  akan diproses  menggunakan  sebuah  sinyal processing, akan tetapi pemrosesan kurang efektif dikarenakan akurasi  pembacaan  relatif  kecil  maka  data  analog tersebut  harus  di  ubah  ke  dalam  bentuk  digital
dengan  menggunakan Analog  Digital  Converter (ADC).
Gambar 5 Rangkaian ADC sebagai sensor
Untuk  dapat  mengubah  data  analog menjadi  data  digital  dibutuhkan  rumus  konversi nilai  analog  menjadi  nilai  digital,  rumus  dari konversi  ADC  dengan  resolusi  10  bit  sebagai berikut:
ADC = 𝑉 in  𝑥 1024 𝑉𝑟𝑒𝑓 persamaan (3.1) Keterangan : V in = Input sinyal ADC = 1024 ADC = Nilai ADC Vref = Tegangan sumber Karena  menggunakan rangkaian sensor air
dengan menggunakan sistem ADC maka diperlukan  sebuah  rangkaian  pembagi  tegangan,
Pembagi tegangan merupakan rangkaian atentuator yang  berfungsi  untuk  memperkecil tegangan atau sinyal, Rangkaian pembagi tegangan memerlukan sumber tegangan  yang disambungkan secara seri dengan dua resistor, rangkaian pembagi tegangan
dapat  dituliskan  rumus  pembagi  tegangan  seperti pada persamaan 1
V out = 𝑉 in 𝑅 x R 2 Persamaan (1)
Maka  perhitungan  untuk  mengetahui  nilai Vin dari rangkaian sensor sebagai berikut:
Diketahu : R1

## = 33KΩ
R 2 =  15KΩ  (nilai  tahanan  air  yang telah diukur)
V in = 5 volt (tegangan Arduino)
V out = ...? Penyelesaian :
V out = Vr 2 V out = Ir 2 x R 2 Maka diturunkan
V out = 𝑉 in 𝑅 x R 2 V out = 𝑉 in 𝑅1+𝑅2 x R 2 V out = 5  𝑉𝑜𝑙𝑡 33𝐾 Ω +15𝐾 Ω x 15KΩ
Maka Diperoleh :
V out = 75000 48000 Ω = 1,5625 Volt
Hasil  dari  perhitungan  pengukuran  diatas diperoleh  nilai  analog  yaitu  sebesar  1,5625  V, sehingga  hasil  tersebut  akan  di  ubah  kedalam bentuk  digital  menggunakan  rumus  konversi  ADC sebagai berikut:
Diketahui :
V in = 1,5625 Volt Vref = 5 Volt ADC = ...?
Penyelesaian :
ADC = 𝑉 in 𝑥 10 𝑏𝑖𝑡
𝑉𝑟𝑒𝑓
Maka :
ADC = 1,5625 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑥 1024
5 𝑉𝑜𝑙𝑡
Maka Diperoleh :  ADC = 320 Dari    hasil  perhitungan  menggunakan  rumus konversi  ADC yang  merubah  nilai analog  menjadi nilai digital diperoleh sebesar 320 yang merupakan nilai  aktif  dari  sensor  sehingga  mikrokontroler akan  memproses  sebagai  perintah  bahwa  sensor aktif. Yang selanjutnya akan memproses keseluruhan sistem ini.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Prototype system
Gambar 6  Skema rangkaian prototype sistem
Dari skema rangkaian gambar 9  dijelaskan prinsip kerja  alat  ini  yaitu  :mikrokontroler  diberi suply tegangan  menggunakan adaptor 9v. Karena sistem ini  menggunakan ethernet  shield maka  shield dipasang  langsung  ke  Arduino,    selanjutnya  pin A1, A2, A3 dan A4 dihubungkan langsung dengan sensor  air  1,  2,  3  dan  4,  sedangkan  untuk  pin  D4, D5,  D6  dan  D7  terhubung  dengan  resistor  yang mengarah  ke  LED  1,  2,  3,  4,  akan  menyala  salah satu  led  apabila  air  menyentuh  salah  satu  tangkai sensor.  untuk  pin  D2  dan  D3  di  mikrokontroler terhubung  langsung  dengan  Rx,  Tx  dari  Gsm shield Untuk pin A4 dan A5 terhubung dengan I2c pin scl dan pin sda pada LCD dan untuk grounding dari  sensor,  LCD,  LED,  Gsm  shield  terhubung secara keseluruhan.
Hasil  Pengujian  Rangkaian  Keseluruhan  Alat  : Setelah  melalukan  pengujian  dari  komponen  pada masing-masing alat, selanjutnya melakukan pengujian  alat  secara  keseluruhan  berupa  input, proses  dan  output  yang  digabungkan  secara keseluruhan.Tampilan web browser sistem peringatan  dini  bencana  banjir  saat  sensor  tidak menyentuh air.
Gambar 7 Tampilan Web Browser saat sensor tidak menyentuh air
Saat  sensor  level  1  dihubungkan  dengan  air maka kondisi air dalam  keaadaan siaga 1 sehingga output  pada web  browser menampilkan  status  air siaga  1  dan handphone menerima  notifikasi  SMS bahwa  status  level  air  siaga  1  serta  LCD menampilkan status ketinggian air.
(a)                                  (b)
(  c  )
Gambar 8  (a) Sensor Level 1  dihubungkan air (b) Notifikasi SMS masuk (c) Tampilan web browser
Berbeda  saat  sensor  level  2,  3  dan  4 dihubungkan  dengan  air,  maka  akan  ada  tampilan status  air  saat  ini  dan  laju  perubahan  tinggi  air dengan  kecepatan  detik  pada web  browser serta notifikasi  SMS  yang  berbeda  berikut  merupakan tampilan  alat,  notifikasi  SMS  dan  web  saat  sensor level  2  dihubungkan  dengan  air  maka  kondisi  air dalam  keadaan  siaga  2,  dan  pada handphone menerima  notifikasi  SMS  bahwa  status  level  air siaga  2  dan web  browser menampilkan  status  air saat ini siaga 2 dan laju perubahan tinggi air.
(a) (b)

## (c)
Gambar 9  (a) sensor level 2 dihubungkan air (b) notifikasi SMS saat air level 2 (c) tampilan web browser saat level 2
Selanjutnya tampilan alat, notifikasi  SMS dan web  browser saat  sensor  level  3  dihubungkan dengan  air  maka  kondisi  air  dalam  keadaan  siaga 3,  sehingga  output  pada handphone menerima notifikasi  SMS  bahwa  status  level  air  siaga  3  dan web  browser menampilkan  status air  saat  ini  siaga 3 dan laju perubahan tinggi air.
(a) (b)
(c)
Gambar 10  (a) Sensor level 3 dihubungkan dengan air (b) Notifikasi SMS saat air level 3 (c) Tampilan web browser saat level 3
Selanjutnya  tampilan  alat,  notifikasi  SMS  dan web  saat  sensor  level  4  dihubungkan  dengan  air maka  kondisi  air  dalam  keadaan  siaga  4,  sehingga output  pada handphone menerima  notifikasi  SMS bahwa  status  level  air  siaga  4  dan  web  browser menampilkan  status  air  saat  ini  siaga  4  dan  laju perubahan  tinggi  air,  seperti  pada  Gambar  11. Sistem  peringatan  dini  bencana  banjir  ini  hanya menggunakan 4 level ketinggian air, dan akan terus berulang  cara  kerja  dari  sistem  ini  yaitu mikrokontroler  akan  mengaktifkan  keseluruhan sistem jika ada salah satu atau lebih tangkai sensor yang menyentuh air.
(a) (b)
(c)
Gambar 11 (a) Sensor level 4 dihubungkan dengan air (b) Notifikasi SMS saat air level 4 (c) Tampilan web browser saat level 4
Tabel  Hasil  Pengujian  Alat: Dari  data  hasil pengujian  rangkaian  keseluruhan  alat  dapat  dilihat pada tabel 1
Tabel 1 hasil pengujian alat Ket:
- 0 =  Sensor tidak dihubungkan air
- 1 =  Sensor dihubungkan dengan air
- x =  Tidak ada notifikasi SMS

## KESIMPULAN
Hasil  perancangan  sistem  peringatan  dini bencana  banjir  berbasis  miokrokontroler  Arduino telah  berhasil  dirancang  dan  diimplementasikan dalam  bentuk prototype, sesuai  dengan  hasil  uji prototype,  maka  sistem  dapat  memberikan  status peringatan  banjir  melalui web  browser dan SMS gateway.

## SARAN
Dalam  penelitian  yang  telah  dilakukan  ini, terdapat  beberapa  saran  yang  kiranya  dapat bermanfaat yaitu:
1. Karena  sistem  peringatan  bencana  banjir  ini hanya  terintgrasi  dengan  web  server  lokal, maka dapat dikembangkan dengan melakukan integrasi dengan internet, sehingga web server dapat diakses oleh seluruh pengguna internet.
2. Sistem  ini  dapat  dikembangkan  dengan menambahkan  SMS masking yaitu  SMS  yang berupa nama bukan  nomor handphone seperti
SMS pada umumnya.
3. Belum  adanya  perangkat  atau  sistem backup listrik mengingat adanya kemungkinan terjadinya  gangguan  listrik  sehingga  dapat menyebabkan sistem tidak dapat beroperasi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Afrina, Mira.Dkk. 2015, Pengembangan Sistem
Informasi SMS Gateway Dalam Meningkatkan Layanan  Komunikasi  Sekitar  Akademika Universitas Sriwijaya.
[2]  Aryanto,  Dkk.  2015,  Perancangan  Sistem Peringatan  Dini  Bencana  Banjir  Berbasis
Mikrokontroler Atmega328 Dan SMS Gateway Pada  Kecamatan  Rumbai  Pesisir
Pekan Baru.
[3] Dinata marta yuwono, 2016 Arduino itu Pintar. Penerbit PT. elex media komputindo, jakarta
[4]  Gunarta,  Lilik.  2011.  Mengenal  Sensor  Dan Actuator. Universitas Airlangga.
[5] Kadir, abdul, 2012 panduan praktis mempelajari  aplikasi  mikrokontroler  dan pemogramannya menggunakan Arduino.
Penerbit andi.
[6]  Kadir  abdul,  2017  pemograman  Arduino  dan processing. Penerbit PT. Elex media komputindo.
[7]  Mulyana,  I  Eka,  Dkk.  2014.  Perancangan  Alat Peringatan  Dini  Bahaya  Banjir  Dengan Mikrokontroler  Arduino  Uno  R3.  Stimik Tasikmalaya.
[8]  Mulyani  Isnawati,  dkk.  2013  Pengembangan Short  Message  Service  (SMS)  gateway layanan informasi akademik di smk yppt garut [9]  Rosydie,  Arif.  2013.  Fakta  Dan  Dampaknya, Serta Pengaruh Dari Perubahan Guna Lahan.
[10] Ryandi, Haris, Inmas. 2017. Rancang Bangun Sistem  Meluapnya  Air  Sungai  Melalui  SMS Dan Running Text. Institut Teknologi Sepuluh November.
[11] Schifo, Frans. Dkk. Monitoring Level Air Dan Peringatan Dini Bahaya Banjir Berbasis SMS. Universitas Diponegoro.
[12]  Simanjuntak,  Maratur,  Gabe.  Dkk,  2013. Perancangan Prototipe Smart Building Berbasis  Arduino  Uno.  Universitas  Sumatra Utara.
[13]Ubnt.datasheet. www.ubnt.com/airmax#airMax Antennashttps://dl.ubnt.com/datasheets/
[14]  Utami,  Ema.  Dkk.  2008.  Sistem  Peringatan Dini  Pada  Bencana  Banjir  Berbasis  SMS Gateway Di Gnu/Linux Merupakan Alternatif Sederhana Dan Menarik Dalam Meningkatkan Pelayanan  Badan  Meteorologi  Dan  Geofisika Dengan Alokasi Dana Yang Rendah.