## APLIKASI SENSOR KELEMBABAN DAN FLEX SENSOR BERBASIS ARDUINO UNO UNTUK SISTEM PENDETEKSI LONGSOR
Rustan 1* , Jesi Pebralia 1 ,  Tika Restianingsih 1 , Fratica Deswardani 1 , Mardian Peslinof 1 , Nurhidayah 1 , Iful Amri 2
1 Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi,36361, Indonesia
2 Program Studi Teknik Elektronika, Politeknik Jambi, 36361, Indonesia
* e-mail: rustan.rustan@unja.ac.id

## ABSTRAK
Deteksi dini tanah longsor sangat penting dilakukan untuk meminimalkan jumlah korban jiwa. Perkembangan teknologi memungkinkan manusia untuk memprediksi tanda-tanda longsor lebih akurat, cepat, dan ilmiah . Pada penelitian ini telah dilakukan pengujian sensor untuk  mengukur  parameter  bencana  longsor  yaitu  sensor  kelembaban  untuk  mengukur  kadar  air  tanah  dan  flex  sensor  untuk  mengukur pergerakan  tanah.  Sensor  tersebut  dikendalikan  menggunakan  mikrokontroller  Arduino  Uno.  Untuk  melihat  kemampuan  sensor  tersebut dilakukan uji fungsionalitas.Uji fungsionalitan dilakukan dengan menggunakan metode unit testing. Metode unit testing dilakukan dengan cara  membandingkan  hasil  pengujian  fungsional  masing-masing  sensor  terhadap  respon  yang  diharapkan.  Uji  fungsionalitas  sensor kelembaban  menunjukkan  bahwa  sensor  mampu  merespon  perubahan  kadar  air  dalam  tanah  dengan  adanya  perubahan  tegangan. Persamaan  linier  yang  dihasilkan  dari  kalibrasi  sensor  kelembaban  yaitu  y  =  0,2179x+3,2028  dengan  R 2 =0,99  untuk  kelembaban <12,5% dan y=-0,0265x+0,7305 dengan R 2 =0,98 untuk kelembaban >12,5%. Uji fungsionalitas flex sensor menunjukkan bahwa sensor  mampu  mendeteksi  pergerakan  tanah  dengan  adanya  perubahan  tegangan.  Persamaan  linier  yang  dihasilkan  dari  kalibrasi  flex sensor  yaitu  y=-4,887x+2517,2  dengan  R 2 =1.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  sensor  kelembaban  dan  flex  sensor  cukup  bagus  untuk diimplementasikan dalam perancangan sistem pendeteksi longsor.
Kata Kunci : Sensor Kelembaban; Flex Sensor; Deteksi Longsor; Arduino Uno.

## ABSTRACT
[Title:  Application  of  Humidity  Sensor  and  Flex  Sensor  based  on  Microcontroller  Arduino  Uno  for LandslideDetection  System] Early  detection  of  landslides  is  very  important  to  minimize  the  number  of  deaths.  Technological developments allow humans to predict the signs of landslides more accurately, quickly, and scientifically. In this study, sensors were tested to measure landslide disaster parameters, namely humidity sensors to measure soil moisture and flex sensors to measure soil movement. The sensor  is  controlled  using  a  microcontroller  Arduino  Uno.  A  functionality  test  was  carried  out  to  test  the  ability  of  the  sensors.  The functionality test was carried out using the unit testing method. The unit testing method is carried out by comparing the functional test results of each sensor to the expected response. The moisture sensor functionality test shows that the sensor is able to respond to changes in water content in the soil with changes in voltage. The linear equation resulting from the calibration of the humidity sensor is y=0,2179x +3,2028  with  R 2 =  0.99  for  humidity  >12,5%  and  y=-0,0265x+0,7305  with  R 2 =0,98  for  humidity  >12,5%.  The  flex  sensor functionality test shows that the sensor is able to detect soil movement in the presence of changes in voltage. The linear equation resulting from the flex sensor calibration is y=-4,887x+2517,2 with R 2 = 1. This shows that the humidity sensor and flex sensor are good enough to be applied in the design of a landslide detection system.
Keywords : Humidity Sensor; Flex Sensor; Landslide Detection; Arduino Uno.

## PENDAHULUAN
Indonesia memiliki wilayah yang sangat rawan bencana  dan  berada  pada  urutan  kedua  di  dunia sebagai  negara  paling  rawan  bencana  alam  (Vos  et al., 2010). Rata-rata setiap tahun terdapat 1000 kali kejadian  bencana  alam  di  Indonesia  pada  kurun waktu  tahun  2008  sampai  dengan  2017,  yang didominasi  oleh  bencana  hidrometereologi  dan geofisika  seperti  banjir,  tanah  longsor,  dan  puting beliung (Amri et al., 2018). Berdasarkan data Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) dalam 10
tahun  terakhir  yaitu  dari  tahun  2011  –  2020  telah terjadi  sebanyak  7000  kejadian  tanah  longsor, terbanyak ketiga setelah banjir dan puting beliung.
Tanah  longsor  adalah  perpindahan  massa tanah,  batuan,  material  rombakan,  atau  campuran material tersebut, bergerak menuruni lereng dengan kecepatan  tertentu  (Glade  &  Crozier,  2005). Peristiwa  tanah  longsor  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor  diantaranya  curah  hujan,  kemiringan  lereng, karakteristik tanah (Apriyono, 2009; Isnaini, 2019) .
Upaya  untuk  prediksi  dan  deteksi  dini  tanah longsor  sangat  penting  dilakukan  untuk  menekan jumlah  korban  jiwa  akibat  bencana  ini. Perkembangan  teknologi  memungkinkan  manusia untuk  memprediksi  tanda-tanda  longsor  lebih akurat,  cepat,  dan  ilmiah.  Semakin  banyak parameter  tanda-tanda  longsor  yang  diukur,  maka semakin  akurat  prediksi  potensi  longsor  di  suatu tempat (Hidayat, 2017).
Penelitian  tentang  sistem  deteksi  dan peringatan  dini  tanah  longsor  telah  dilakukan peneliti  sebelumnya  menggunakan  teknologi penginderaan  jauh  (Ckhotimah  et  al.,  2020; Somantri,  2008;  Van  Westen,  2013).  Teknologi penginderaan  jauh  pada  prinsipnya  mengambil  citra permukaan  tanah  dari  udara  menggunakan  satelit maupun  drone  untuk  memonitor  pergeseran  tanah dari waktu ke waktu. Metode ini memiliki kelebihan yaitu  dapat  memonitoring  pergerakan  tanah  dalam skala  besar  di  suatu  daerah.  Namun  citra  yang dihasilkan  memiliki  resolusi  rendah  karena  hanya bisa  mendeteksi  pergerakan  tanah  dalam  orde beberapa  centimeter.  Selain  itu  metode  ini  tidak cocok  digunakan  untuk  mendeteksi  tanah  longsor lokal (Tofani et al., 2013)
Penelitian  lain  terkait  sistem  deteksi  dini tanah  longsor  menggunakan  teknologi  sensor melalui pengukuran langsung pada permukaan tanah (Biansoongnern  et  al.,  2016;  Susanto  et  al.,  2019; Utomo  &  Irawan,  2017).  Metode  ini  prinsipnya mengukur  parameter  tanda-tanda  longsor  seperti rekahan  tanah,  curah  hujan,  kemiringan  lereng, getaran  tanah,  dan  regangan  tanah  menggunakan sensor.Penelitian  sistem  deteksi  dini  tanah  longsor dengan  teknologi  sensor  umumnya  belum mengaplikasikan  sensor  terpadu  dan  hanya  fokus pada  salah  satu  atau  beberapa  faktor  pemicu pergerakan  tanah.  Priyanto  et  al.  (2015) menggunakan  sensor Linie  Variable  Differential Transformer (LVDT) dan 5 buah potensiometer yang terhubung  secara  paralel  satu  sama  lain  dengan menggunakan  kawat  sehingga  ketika  tanah  bergeser maka  tali  akan  menarik  sensor  LVDT  dan Potensiometer. Perubahan nilai resistansi potensiometer  dikonversi  sebagai  jarak  pergeseran tanah. Metode ini rentan mengalami kesalahan data karena  kawat  penghubung  bisa  saja  bergerak  bukan karena gerakan tanah akan tetapi karena tertarik oleh hewan  atau  manusia  yang  melintas.  Mardhatillah  & Wildian  (2017)  membuat  sistem  peringatan  dini tanah  longsor  tanpa  menggunakan  tali  yaitu menggunakan  metode  penginderaan  berat.  Sistem tersebut  terdiri  dari  pegas  yang  dilengkapi  dengan sensor Light Emitted Diode (LED) dan fotodioda pada masing-masing  ujung  pegas.  Ketika  terdapat
pergeseran  tanah,  maka  berat  tanah  akan  menekan pegas  sehingga  membuat  jarak  antara  LED  dan fotodioda  akan  berubah  dan  akan  mengaktifkan alarm  peringatan  dini.  Namun  metode  ini  hanya mengukur  pergeseran  tanah,  padahal  tanda-tanda tanah  longsor  tidak  hanya  dilihat  dari  pergeseran tanah  melainkan  banyak  factor  lain  seperti  curah hujan, kelembaban, dan kemiringan tanah.
Pada penelitian ini dilakukan pengujian sensor untuk  mengukur  parameter  bencana  longsor  yaitu sensor kelembaban untuk mengukur kadar air tanah dan flex sensor  untuk  mengukur  pergerakan  tanah . Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melihat  kemampuan sensor  kelembaban  dan flex sensor  sebelum diterapkan  dalam  perancangan  sistem  pendeteksi longsor.

## METODE
Dalam  penelitian  ini  sensor  yang  digunakan adalah  sensor  kelembaban  tanah  untuk  mengukur kadar  air  dalam  tanah  dan  flex  sensor  yang menunjukkan  pergeseran  tanah.  Sensor  tersebut dikontrol  menggunakan  Arduino  Uno  R3.  Sensor kelembaban  dan  flex  sensor  dapat  dilihat  pada gambar 1.
Gambar 1 . (a) Sensor Kelembaban (b) Flex Sensor Sensor  kelembaban  tanah  mempunyai  2 Modul  yaitu  sensor  untuk  deteksi  kelembaban  dan module elektroniknya sebagai amplifier sinyal. Pada saat diberikan catudaya dan disensingkan pada tanah, maka  nilai Output  Analog akan  berubah  sesuai dengan  kondisi  kadar  air  dalam  tanah.  Tampilan modul  eketronik  sensor  kelembaban  dapat  dilihat pada gambar 2.
Gambar 2 . Bagian modul elektronik
Sensor  flex  merupakan  sensor  yang mengukur  besarnya  defleksi  atau  tekukan  sehingga terjadi  perubahan  resistansi  elemen  sensor  (Saggio
dan Orengo, 2018). Ketika sensor flex ditancapkan ke tanah, dan tanah tersebut mengalami pergerakan maka  akan  menekuk  sensor  sehingga  sensor mengalami  perubahan  nilai  dan  dapat  dikonversi menjadi jarak pergeseran tanah.
Arduino  Uno  merupakan  mikrokontroller berbasis  Atmega328.  Arduino  Uno  terdiri  dari  14 pin  input/output  dengan  rincian  6  pin  digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, koneksi USB, power,  dan  tombolreset.  Arduino  Uno  dapat dihubungkan  dengan  komputermenggunakankabel. Arduino  Uno  memiliki  kelebihan  karena  bersifat open  source.  Tampilan  Arduinu  Uno  dapat  dilihat pada gambar 3.
Gambar 3 . Tampilan Arduino Uno
Perancangan  perangkat  lunak  dilakukan dengan  program  arduino  IDE.  Program  berisi algoritma  dan  perintah  untuk  pengambilan keputusan  memberikan  peringatan  dini  terhadap tanda-tanda  longsor.  Pengujian  dilakukan  terhadap sensor kelembaban terlebih dahulu.Uji fungsionalitas sensor  kelembabandilakukan  dengan  menggunakan metode  unit  testing.  Metode unit  testing dilakukan dengan  cara  membandingkan  hasil  pengujian fungsional  masing-masing  komponen  terhadap respon  yang  diharapkan.  Jika  respon  menunjukkan kinerja  yang  baik  dan  stabil  maka  komponen  siap untuk  digunakan.  Tampilan  arduino  IDE  dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 4 . Tampilan Arduino IDE Analisis data menggunakan persamaan regresi linier  di  Microsoft  Excel  dengan  menghubungkan antara  besaran  kadar  air  dengan  tegangan  sensor kelembaban  dan  besaran  jarak  dengan  tegangan sensor flex.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat deteksi longsor ini dirancang untuk dapat mendeteksi  longsor  secara  dini.  Untuk  mengetahui kinerja  dari  sensor  yang  terdapat  dalam  sistem  alat deteksi  longsor,  maka  dilakukan  pengujian komponen  sensor.  Pengujian  fungsional  sensor kelembaban  dilakukan  dengan    menguji  sensor terhadap  tanah  yang  diberi  air  dengan  kadar tertentu.  Air  akan  menyebabkan  terjadi  perubahan kelembaban tanah.
Selanjutnya, untuk mengetahui respon sensor kelembaban  tanah  maka  perlu  dilakukan  proses kalibrasi.  Tahap  pertama  adalah  menyiapkan  tanah yang  telah  dikeringkan  dan  disaring  sebagai  objek dalam  pengukuran,  air  yang  digunakan  untuk membasahi  tanah,  dan  neraca  untuk  mengukur massa  tanah  dan  massa  air,  sensor  kelembaban sebagai untuk mengukur kadar air dalam tanah, dan mikrokontroller arduino uno yang digunakan untuk mengatur  seluruh  proses  dalam  pengukuran kelembaban.
Setelah  semua  alat  dan  bahan  telah  disiapaan maka  proses  kalibrasi  dapat  dilakukan.  Proses kalibrasi dilakukan dengan dengan cara menetapkan massa tanah sebesar 200 g dan penambahan air setiap 2,5%  dari  massa  tanah,  yaitu  5  g.  Gambar  5 menunjukkan hasil respon sensor kelembaban.
Gambar 5. Kurva tegangan terhadap kadar air dari pengujian sensor kelembaban
Gambar 5 menunjukkan semakin tinggi kadar air pada  tanah, maka tegangan yang terukur semakin menurun. Hal ini menunjukkan adanya respon yang diberikan  sensor  berupa  keluaran  tegangan  saat terjadi  perubahan  kadar  air  tanah.  Semakin  tinggi kadar  air  pada  tanah  tersebut,  maka  kelembaban tanah semakin tinggi. Berdasarkan Gambar 5, maka daerah  pengukuran  kadar  air  pada  sensor kelembaban  dapat  dibagi  menjadi  dua  daerah pengukuran,  yaitu  warna  orange  dan  merah. Perbedaan daerah pengukuran ini dibatasi oleh kadar air sebesar 12,5%.
Pada  daerah  pengukuran  berwarna  orange yaitu  pengukuran  dengan  kadar  air % 5 , 12 .  Pada daerah  ini  diperoleh  resposn  sensor  berupa  linier dengan  mengikuti  persamaan  1  dengan  nilai R 2 =0,99.  Sedangkan  pada  daerah  pengukuran berwarna merah yaitu pengukuran dengan kadar air % 5 , 12 > .  Pada  daerah  ini  diperoleh  respon  sensor berupa linier dengan mengikuti persamaan 2 dengan nilai R 2 =0.98.
2028 , 3 2179 , 0 + = x y (1) 7305 , 0 0265 , 0 + = x y (2)
Berdasarkan  respon  yang  ditujukkan  oleh sensor  kelembaban  terhadap  kadar  air  dalam  tanah, maka dapat dinyatakan bahwa sensor tersebut dapat diaplikasikan  sistem  pendeteksi  longsor.  Kadar  air dalam  tanah  ini  berhubungan  lurus  terhadap kelembaban  tanah.  Ketika  kelembaban  tanah semakin  meningkat,  maka  potensi  suatu  dataran untuk longsor juga akan semakin tinggi.
Pengujian selanjutnya adalah untuk fungsionalitas  flex  sensor.  Flex  sensor  merupakan sensor  untuk  mendeteksi  adanya  perubahan  gerak berupa  lengkungan.  Saat  tanah  mengalami perubahan  gerak  saat  akan  terjadi  longsor,  maka
akan  ada  perubahan  lengkungan.  Perubahan  inilah yang  dideteksi  oleh  flex  sensor  dalam  sistem  alat deteksi longsor.
Pengujian  flex  sensor  dilakukan  degan  cara membandingkan  keluaran  tegangan  dari  flex  sensor terhadap  hasil  pengukuran  yang  dibaca  oleh  digital caliper. Gambar 6 menunjukkan perubahan tegangan saat terhadap perubahan jarak yang dialami sensor.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2475 2480 2485 2490 2495 2500 2505 2510 2515 Tegang an (mV ) Digital Caliper (mm) Gambar 6 . Hasil uji fungsionalitas flex sensor Berdasarkan  Gambar  6,  diperoleh  hubungan linier  dengan  korelasi  negatif  antara  tegangan  dan jarak  dengan  mengikuti  persamaan  3  dengan  nilai R 2 =1.
2 , 2517 887 , 4 + = x y (3)
Semakin  besar  jarak  yang  dialami, menunjukkan bahwa tegangan yang terukur semakin kecil.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  saat  terjadi perubahan  jarak  terjadi  respon  berupa  perubahan tegangan.  Selain  itu,  resolusi  terkecil  yang  dapat diukur adalah sebesar 1 mm dengan jarak maksimum yang dapat diukur yaitu 8 mm. Hal ini menunjukkan bahwa  flex  sensor  mampu  mendeteksi  perubahan jarak  atau  gerak  dari  tanah  dan  dapat  diaplikasikan dalam  mendeteksi  pergeseran  tanah  dalam  sistem pendeteksi tanah longsor.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Sensor  kelembaban  dan  flex  sensor  dalam sistem alat deteksi longsor ini sudah memiliki kinerja yang baik dalam mendeteksi besaran yang dipantau. Hal  ini  menunjukkan  bahwa  sistem  dapat  terus dikembangkan  agar  mampu  mendeteksi  longsor secara cepat dan tepat.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  didanai  oleh  PNBP  Fakultas Sains  dan  Teknologi  (FST)  Universitas  Jambi  tahun anggaran 2021 .

## DAFTAR PUSTAKA
Amri, M. R., Yulianti, G., Yunus, R., Wiguna, S., W.  Adi,  A.,  Ichwana,  A.  N.,  &  Randongkir, Roling  Evans  Septian,  R.  T.  (2018).  RBI (Risiko  Bencana  Indonesia). Bnpb  Direktorat Pengurangan Risiko Bencana , 9 (3), 1–218.
Apriyono,  A.  (2009).  Analisis  penyebab  tanah longsor  di  Kalitlaga  Banjarnegara. Dinamika Rekayasa , 5 (1), 14–18.
Biansoongnern,  S.,  Plungkang,  B.,  &  Susuk,  S. (2016).  Development  of  low  cost  vibration sensor  network  for  early  warning  system  of landslides. Energy Procedia , 89 , 417–420. Ckhotimah,  H.,  Vonnisa,  M.,  &  Budiman,  A. (2020). Pemanfaatan data alos PALSAR untuk etimasi  pergerakan  tanah  kota  Padang  upaya mitigasi  bencana  longsor. Jurnal  Fisika  Unand ,
9 (1), 93–99.
Glade, T., & Crozier, M. J. (2005). The nature of landslide  hazard  impact. Landslide  Hazard  and Risk , 43–74.
Hidayat, T. (2017). Sistem Pendeteksi Dini Longsor Menggunakan  Teknologi  Wireless  Sensor Network  (WSN). Jurnal  Teknik  Elektro  ITP ,
6 (1), 87–92.
Isnaini, R. (2019). Analisis Bencana Tanah Longsor di  Wilayah  Jawa  Tengah. Islamic  Management and Empowerment Journal , 1 (2).
Mardhatillah,  E.,  &  Wildian,  W.  (2017).  Rancang
Bangun Sistem Peringatan Dini Tanah Longsor Berbasis Mikrokontroler ATmega328 Menggunakan  Metode  Penginderaan  Berat.
Jurnal Fisika Unand , 6 (2), 162–168. Priyanto,  J.,  Subagiyo,  H.,  &  Madona,  P.  (2015). Rancang  Bangun  Peringatan  Bahaya  Longsor dan Monitoring Pergeseran Tanah
Menggunakan  Komunikasi  Berbasis  GSM.
Jurnal ELEMENTER. Vol , 1 (2).
Saggio,  G.,  &  Orengo,  G.  (2018).  Flex  sensor characterization  against  shape  and  curvature changes. Sensors and Actuators A:
Physical, 273, 221-231 .
Somantri,  L.  (2008).  Kajian  Mitigasi  Bencana Longsor  Lahan  Dengan  Menggunakan Teknologi  Penginderaan  Jauh. Semin.  Ikat. Geogr. Indones , 1–10.
Susanto,  E.,  Budiman,  F.,  Mukhtar,  D.  P.  H.,  & Latief,  M.  H.  (2019).  Slope,  humidity  and vibration  sensors  performance  for  landslide monitoring  system. 2019  IEEE  Asia  Pacific Conference  on  Wireless  and  Mobile  (APWiMob) , 139–142.
Tofani,  V.,  Segoni,  S.,  Agostini,  A.,  Catani,  F.,  & Casagli, N. (2013). Use of remote sensing for landslide  studies  in  Europe. Natural  Hazards and Earth System Sciences , 13 (2), 299–309. Utomo,  S.  B.,  &  Irawan,  J.  F.  (2017).  A  Sensor- Based of Detection Tools To Mitigate People Live  in  Areas  Prone  to  Landslide. UNEJ  E- Proceeding , 232–236.
Van Westen, C. J. (2013). Remote sensing and GIS for natural hazards assessment and disaster risk management. Treatise  on  Geomorphology , 3 , 259–298.
Vos,  F.,  Rodriguez,  J.,  Below,  R.,  &  Guha-Sapir,
D.  (2010). Annual  disaster  statistical  review 2009: The numbers and trends .