## Rancang Bangun Aplikasi Monitoring Penggunaan Air PDAM

## Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno
Risna Teknik informatika STMIK Atma Luhur Jl.Jend Sudirman Selindung Lama Pangkalpinang Kepulauan Bangka Belitung
risna45@gmail.com Harrizki Arie Pradana Teknik informatika STMIK Atma Luhur Jl.Jend Sudirman Selindung Lama Pangkalpinang Kepulauan Bangka Belitung harrizkiariep@atmaluhur.ac.id Abstrak — Tujuan  dari  penulisan  skripsi  adalah menghasilkan karya nyata dalam memberikan kenyamanan atau kemudahan dalam monitoring penggunaan debit air pada masyarakat yang menggunakan  air  PDAM.  Hasil  yang  dicapai  adalah meningkatkan  aspek  kenyamanan  dan  kemudahan  yang umumnya  digunakan  pada  masyarakat  awam  dalam monitoring penggunaan debit air setiap bulannya, dimana yang  sebelumnya  menggunakan  meteran  yang  tidak semua  orang  bisa  membacanya,  dan  rangkaian  ini  dapat bekerja  dengan  water  flow  sensor  pada  mikrokontroler arduino  uno.  Sistem  kerja  sensor  ini  adalah  dengan memanfaatkan  fenomena  efek  hall.  Efek  hall  ini didasarkan  pada  efek  medan  magnetik  terhadap  partikel bermuatan  yang  bergerak  sehingga  didapatkan  nilai frekuensi.  Frekuensi  kemudian  dikalkulasikan  menjadi kecepatan  laju  air  dan  volume  total.  Hasil  pengukuran kemudian  ditampilkan  pada  LCD  20x4  karakter  berupa laju air dan volume total.
Kata  Kunci—  sensor  aliran  air  G1/2,  mikrokontroler arduino uno, LCD

## I. P ENDAHULUAN
Air  merupakan  sumber  kehidupan  yang  sangat  diperlukan oleh makhluk hidup, dengan demikian, semakin bertambahnya penduduk  maka  semakin  meningkat  pula  kebutuhan  air  yang harus  dipenuhi,  tidak  ada  manusia  yang  tidak  membutuhkan air seperti untuk kebutuhan sehari-hari, sarana transportasi dan sebagai  sumber  energi  untuk  PLTA  (Pembangkit  Listrik Tenaga Air).
Meteran  air  sangat  umum  dijumpai  pada  setiap  rumah pelanggannya,  baik  di  lingkungan  perumahan,  perkantoran maupun  industri  yang  bertindak  sebagai  penghitung  besar pemakaian  air  yang  dipakai  pelanggan  setiap  bulannya.  Pada umumnya,  meteran  air  dan  dipasang  di  tiap  rumah  yang berlangganan kepada PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) sebagai  penyedia  air  yang  memenuhi  kebutuhan  air pendudukLatar Belakang Penelitian
Dalam  penyaluran  air  oleh  pihak  PDAM,  dibutuhkan proses  pengecekan  atau  monitoring  jumlah  penggunaan  air yang  disalurkan  ke  masing-masing  pelanggan  setiap  bulan. Selama  ini,  pelaksanaan  monitoring  pemakaian  air  masih manual,  dengan  cara  mengirimkan  petugas  secara  periodik untuk  mendatangi  setiap  lokasi  alat  ukur  secara  langsung. Sistem  monitoring  tersebut  sering  kali  menimbulkan terjadinya  banyak  kendala  dan  kesalahan,  sebab  sistem tersebut  ini  kurang  efektif  dan  efisien  serta  membutuhkan banyak  tenaga  dan  menghabiskan  banyak  waktu.  Selain  itu dengan  alat  yang  masih  bersifat  analog  sering  terjadi kecurangan  yang  dilakukan  oleh  pelanggan  yang  tak bertanggung jawab dalam jumlah  pemakaian volume air yang digunakan.

## II. M ETODE P NEELITIAN
Metode  merupakan  suatu  cara  untuk  memahami  alur-alur yang  ditempuh  dalam  penelitian  dan  didasarkan  pada  tujuan yang hendak dicapai pada suatu penelitian. Berikut ini metode penelitian yang penulis gunakan untuk mendapatkan data-data yang diperlukan.

## A. Studi Literatur
Pada  tahap  ini  dilakukan  penelusuran  terhadap  berbagai macam literatur  seperti buku,  referensi–referensi baik  melalui perpustakaan maupun internet dan lain sebagainya yang terkait dengan judul penelitian ini.

## B. Analisis Sistem
Analisis  sistem  dilakukan  untuk  memberikan  arahan  dan menentukan  tahap  proses  pengerjaan  selanjutnya  dalam  hal penentuan  kebijakan.  Analisis  sistem  dilakukan  dengan  tahap sebagai berikut:

## 1) Analisis masalah
Pada  tahap  ini  dilakukan  untuk  mengetahuai  masalah yang  sedang  terjadi  pada  sistem  lama  atau  sistem  yang sedang berjalan.

## 2) Analisis kebutuhan
Pada tahap ini dilakukan untuk mengetahuai kebutuhan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan.

## 3) Analisis sistem berjalan
Pada tahap ini dilakukan untuk mengetahui sistem atau proses yang sedang berjalan sekarang, digambarkan dalam activity diagram.

## C. Perancangan Sistem
Perancangan sistem  adalah merancang sistem secara rinci berdasarkan  hasil  analisis  sistem  yang  ada,  sehingga menghasilkan model baru yang diusulkan, perancangan sistem ini  menggunakan  deployment  diagram  dan  komponen diagram.

## D. Implementasi
Pada  tahap  ini  adalah  proses  memaparkan  hasil  hasil  dari instalasi perangkat  keras, langkah-langkah instalasi perangkat lunak,  dan  pengujian.    Kemudian  hasil  dari  uji  coba  tersebut dievaluasi.  Apabila  terdapat  kesalahan  atau  kekurangan tersebut, maka dapat dilakukan perbaikan yang diperlukan.

## III. P EMBAHASAN

## A. Analisis Sistem
Analisis  sistem  adalah  metode  untuk  menentukan kelemahan-kelemahan  sistem  guna  memperoleh  gambaran terhadap  sistem  yang  akan  dikembangkan  sehingga  dapat diusulkan  perbaikannya.  Tahapan  dalam  menganalisa  sistem diawali dengan mempelajari bagaimana mengidentifikasi.

## B. Analisa Masalah
Meteran  yang  di  gunakan  oleh  pihak  PDAM  masih manual, sehingga sulitnya konsumen untuk membaca meteran tersebut, monitoring yang di lakukan oleh pihak PDAM masih harus  mendatangi  setiap  lokasi  alat  ukur  secara  langsung. Maka  hal  tersebut  penulis  merancang  sebuah  sistem monitoring  penggunaan  air  PDAM  berbasis  mikrokontroler arduino  uno  yang  dapat  memberi  kemudahan  kepada  setiap konsumen  untuk  menghitung  atau  monitoring  pemakaian  air PDAM setiap bulannya

## C. Analisis SIstem Berjalan
Analisis sistem  berjalan   yang dilakukan dalam rancangan proyek ini terdiri dari:
 Analisis  sistem  berjalan,  merupakan  proses  kerja  sistem yang  terjadi  saat  ini  atau  yang  sedang  berlangsung sebelum  dikembangkannya  proyek.  Dalam  tahap  analisis sistem  berjalan  digambarkan  dalam  bentuk  activity diagram.  Analisis  sistem  berjalan  cara  kerja  sistem  lama akan dijelaskan pada activity diagram lihat 1.
Gambar 1. Activity Diagram Aliran Kerja Sistem Berjalan
 Analisis sistem usulan, kebutuhan sistem yang digunakan untuk membangun rancang bangun monitoring penggunaan  air  PDAM  berbasis  mikrokontroler  arduino uno sebagai pemroses utama, mikrokontroler arduino uno sebagai  pemroses  penghitungan  air dan ditampilkan  pada LCD. Dalam  pembuatan  program (editing)  menggunakan software  arduino  IDE  yang  menggunakan  pemrograman bahasa C. Analisis sistem  berjalan  cara  kerja sistem  baru akan dijelaskan pada activity diagram lihat Gambar 2.
Gambar 2. Activity Diagram aliran kerja sistem baru

## D. Perancangan
Cara kerja dari rancang bangun monitoring penggunaan air PDAM  berbasis  mikrokontroler  arduino  uno  adalah  ketika water  flow  sensor  mendapat  tekanan  berupa  air  atau  angin maka water flow sensor akan berputar, putaran water flow ini mendapat  sebuah  file  atau  nilai  yang  dimasukkan  kedalam arduino dan arduino ini akan memproses setelah di proses oleh arduino,  RTC  disini  menghasilkan  tanggal  yang  di  trasfer  ke arduino  kemudian  semua  hasil  nya  akan  ditampilkan  pada LCD.
Berdasarkan  penjelasan  di  atas  pada  tahap  ini  akan digambarkan  terlebih  dahulu  menggunakan  deployment
diagram.  Hal  ini  akan  sangat  membantu  dalam  mengetahui gambaran rancangan hardware. Selain itu deployment diagram juga  akan  membantu  untuk  lebih  memahami  perancangan sistem yang akan dilakukan.adapun untuk melihat deployment diagram.
Gambar 3. Deployment Diagram
Dilihat  dari  deployment  diagram  pada  Gambar  3  dapat diketahui  bahwa  semua  perangkat  keras  (hardware)  saling berhubungan  semua  dalam  rancang  bangun  aplikasi monitoring  penggunaan  air  PDAM  berbasis  mikrokontroler ini.
Gambar 4. Komponen Diagram Monitoring Air
Dilihat  dari  Gambar  4  water  flow  sensor  bertugas  sebagai inputan,  dimana  water  flow  sensor  akan  menginput  hasil perhitungan ke arduino, disini water flow sensor mengirimkan sebuah  nilai  hasil  perhitungan  air  ke  arduino  kemudian  RTC ini  menghasilkan  tanggal  yang  di  transfer  ke  arduino  dan hasilnya akan dilihat pada LCD.
Perancangan proses cara  kerja water  flow sensor disajikan dalam bentuk flowchart pada Gambar 5.
Gambar 5. Flowchart water flow sensor
Tabel 1. Algoritma Cara Kerja Water Flow Sensor
1. If konversi data menjadi informasi debit
2. Then
3. If tampilkan debit air
4. Then
5. If menghitung volume air
6. Then
7. If informasi volume air
8. Then
9. Baca volume air
10. Then
11. Flow sensor = totalmililiter/1000*1,5
12. Else
13. Tampilkan tagihan ke lCD
14. Selesai
Perancangan  cara  kerja  alat  secara  keseluruhan  pada rancang  bangun  monitoring  penggunaan  air  PDAM  berbasis mikrokontroler arduino uno disajikan dalam  bentuk  flowchart pada Gambar 6.
Gambar 7. Flowchart Cara Kerja Keseluruhan
Tabel 2. Algoritma Cara Kerja Alat Keseluruhan
1. If inisialisasi pin
2. Then
3. Mengukur debit air
4. Menghitung volume air
5. Mengkonversikan volume kesatuan harga
6. Else
7. Tampilkan LCD
8. Selesai

## E. Implementasi
Implementasi  merupakan  kegiatan  akhir  dari  proses penerapan  sistem  baru,  dimana  tahap  ini  merupakan  tahap meletakkan sistem supaya siap untuk dioprasikan dan dapat di pandang  sebagai  usaha  untuk  mewujudkan  sistem  yang  telah dirancang.
1) Instalasi Perangkat Keras
Instalasi  perangkat  keras  merupakan  suatu  proses instalasi  alat  atau  perakitan  alat  yang  digunakan  dalam rancang bangun aplikasi monitoring penggunaan air PDAM berbasis mikrokontroler arduino uno.

## a) Rangkaian LCD
Pada  rancangan  ini,  LCD  merupakan  keluaran  dari rancang  bangun  aplikasi  monitoring  penggunaan  air PDAM  berbasis  mikrokontroler  arduino  uno,  dimana pada  LCD terdapat 4 pin yaitu GND yang dihubungkan ke  negatif  breadboard,  VCC  yang  dihubungkan  ke positif  breadboard , SDA  yang  dihubungkan ke  pin A4 arduino, dan SCL yang dihubungkan ke pin A5 arduino uno,  adapun  rancangan  dari  LCD  itu  sendiri  bisa  anda lihat Gambar 8.
Gambar 8. Rangkaian LCD

## b) Rangkaian RTC
RTC  merupakan  peralatan  yang  meyimpan  data-data detik,  menit,  jam,  tanggal  dan  bulan  dalam  seminggu, dan  tahun,  pada  RTC  terdapat  5  pin  yaitu  VCC  yang dihubungkan  ke  positif  breadboard,  GND  yang dihubungkan  ke  negatif  breadboard,  CLK  yang dihubungkan  ke  pin  nomor  6  pada  arduino,  DAT dihubungkan  ke  pin  nomor  7  pada  arduino,  dan  RST yang dihubungkan ke pin nomor 8 arduino.
Gambar 9. Rangkaian RTC

## c) Rangkaian Water Flow Sensor
Water Flow Sensor  merupakan sensor aliran air yang terdiri  dari  3  kabel,  dimana  kabel-kabel  tersebut berwarna merah yang  dihubungkan ke positif breadboard,  kabel  warna  kuning  dihubungkan  ke  pin nomor  2  pada  arduino,  dan  kabel  warna  hitam dihubungkan ke negatif breadboard.
Gambar 10. Rangkaian Water Flow Sensor

## d) Rangkaian Keseluruhan
Pada bagian ini merupakan hasil dari rangkaian alat secara  keseluruhan,  dimana  sudah  menjadi  suatu prototipe alat yang siap untuk diujicoba.

## Gambar 11. Rangkaian Keseluruhan

## 2) Blackbox Testing
Tahapan  pengujian  adalah  tahapan  akhir  saat  semua proses dilalui dengan tujuan untuk mengetahui apakah alat yang dirancang telah sesuai dengan hasil yang diharapkan.
Pengujian ini menggunakan  metode BlackBox  Testing, dimana  pengujian  ini  memfokuskan  pada  kebutuhan fungsional  perangkat  dengan  tujuan  berusaha  menemukan kesalahan,  kesalahan  yang  dimaksud  adalah  kesalahan fungsi,  kesalahan  intreface,  kesalahan  struktur  data, ataupun kesalahan kinerja.

## a) Pengujian Arduino Uno
Pengujian  sis  tem  Arduino  Uno  ini  dilakukan  untuk untuk  mengetahui  keluaran  yang  dihasilkan  apakah sesuai dengan program. Pengujian ini dilakukan dengan
cara  memprogram  sistem  Arduino  Uno  dan  diukur secara  berulang-ulang.  Pengujian  berhasil  jika  keluaran sama dengan program yang telah di input.
Tabel 3. Hasil Pengujian Arduino Uno Status Yang diharapkan Pengamatan D. Kesimpulan Aktif Program  yang diinput sama dengan output. G. Pada  LCD H. Valid
Pada  tabel  pengujian  arduino  uno  diatas  dapat dijelaskan,  pada  saat  status  aktif  yang  diharapkan program  yang  diinput  sama  dengan  output  hasil pengamatan bisa anda lihat pada tampilan LCD.
Gambar 12. Hasil Pengamatan Pengujian Arduino Uno

## b) Pengujian LCD
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  hasil tampilan  dari  LCD  20”  x  4”.  Pengujian  dilakukan dengan  menggunakan  Arduino  Uno  sebagai  alat  untuk memerintahkan  LCD  menampilkan  beberapa  karakter. Pada  pengujian  LCD  ini  Arduino  Uno  diberi  program untuk  menampilkan  karakter  pada  tiap  baris.  Pengujian berhasil  jika  LCD  dapat  menampilkan  karakter  sesuai yang ada di dalam program.
Tabel 4. Hasil Pengujian LCD Status Yang diharapkan Pengamatan Kesimpulan Aktif Karakter  sesuai pada program Pada LCD Valid
Pada  tabel  pengujian  LCD  diatas  dapat  dijelaskan bahwa  pada  saat  status  aktif,  yang  diharapkan  karakter sesuia  pada  program  dengan  melakukan  pengamatan pada LCD dan kesimpulannya benar.

## Gambar 13. Hasil Pengamatan Pengujian LCD

## 3) Pengujian RTC
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  tingkat keakuratan  tanggal  yang  ada  di  dalam  rangkaian  RTC. Pengujian  dilakukan  dengan  cara  memberi  program Arduino  Uno  untuk  menampilkan  jam,  menit,  detik  dan juga  hari,  bulan  dan  tahun  ke  dalam  serial  monitor. Pengujian  akan  dianggap  berhasil  jika  tanggal  yang ditampilkan sesuai dengan tanggal pada kenyataan.

## Tabel 5. Hasil Pengujian RTC
Pada  tabel  pengujian  pada  RTC  diatas  dapat  dijelaskan bahwa  pada  saat  aktif  tanggal  yang  ditampilkan  sesuai dengan  tanggal  yang  di  input  pada  program  dengan melakukan pengamatan pada LCD dan kesimpulan yang di dapat benar.
Gambar 14. Hasil Pengamatan Pengujian RTC

## 4) Pengujian Water Flow Sensor
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  kinerja sensor  ketika  dialiri  air.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan menggunakan  hyper  terminal  pada  arduino  untuk monitoring  perubahan  putaran  sensor  ketika  dialiri  air. Pengujian  ini  berhasil  jika  sensor  dapat  berputar  ketika dialiri air.
Tabel 6. Hasil Pengujian Water Flow Sensor Status Yang diharapkan Pengamatan Kesimpulan Aktif Sensor dapat berputar ketika dialiri air Pada  sensor dan output pada LCD Valid
Pada tabel pengujian water flow sensor pada saat status aktif yang diharapkan sensor dapat  berputar saat dialiri air dengan  melakukan  pengamatan  pada  sensor  dan  output pada LCD dan kesimpulan nya benar.

## Gambar 15. Hasil Pengamatan Sensor

## 5) Hasil Pengujian Keseluruhan
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  kinerja keseluruhan  sistem  yang  dibuat,  pengujian  dianggap berhasil jika seluruh sistem bekerja.
Gambar 16. Hasil Pengujian Keseluruhan
Status Yang diharapkan
Pengamatan Kesimpulan Aktif Tanggal yang ditampilkan sesuai dengan tanggal  pada program
Pada LCD Valid
Pada  Gambar  16  hasil  pengujian  keseluruhan  dapat dijelaskan dan di ambil  sample  pada flow  15,7 liter/menit pada penggunaan 3 liter dengan jumlah bayar 4 rupiah dan terhitung tanggal 30 bulan april 2016.

## IV. P ENUTUP

## A. Kesimpulan
Berdasarkan  kesimpulan  yang  dapat  diambil  mengenai rancang  bangun  aplikasi  monitoring  penggunaan  air  PDAM berbasis  mikrokontroler  arduino  unoyang  telah  penulis lakukan adalah sebagai berikut:
 Dengan  adanya  rancang  bangun  aplikasi  monitoirng penggunaan  air  PDAM  berbasis  mikrokontroler arduino uno memudahkan masyarakat yang berlangganan air PDAM dalam menghitung debit air.
 Hasil  dari  perhitungan  debit  air  ini  dapat  di  lihat langsung  pada  LCD  yang  merupakan  keluaran  dari sistem tersebut.
 Penggunaan  alat  ini  di  peruntukkan  untuk  umum sehingga  mereka  bisa  mengetahui  atau  menghitug langsung debit air yang mereka gunakan dan bukan di tujukan untuk perusahaan.
 Sampel  yang  di  ambil  mengidikasikan  bahwa  flow yang terjadi selama 15,7 liter/menit dengan penggunaan  air  sebanyak  3  liter  dan  jumlah  yang harus di bayar sebanyak 4 rupiah dan terhitung tanggal 30 April 2016.

## B. Saran
Penulis  memberi  beberapa  saran  yang  dapat  digunakan sebagai  acuan  dalam penelitian  atau  pengembangan selanjutnya, yaitu sebagai berikut :
 Agar  perangkat ini dapat digunakan untuk  melihat air tersebut layak di gunakan atau tidak, maka diperlukan sensor untuk mendeteksi kejernihan air.
 Untuk  menyimpan  data  agar  bisa  di  monitoring langsung oleh petugas PDAM ada baiknya tambahkan sistem.
 Untuk  menyimpan  data  terdahulu  ketika  batere  habis ada baik nya tambahkan database.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Ashari  Gumelar,  dan  Taofik  Jasalesmana.  Rancang  Bangun  Alat  Ukur Suhu Air Pada Akuarium  Air Tawar Berbasis Arduino Uno Terintegrasi WEB.  Bogor:  Pusat  Penelitian  Limnologi  Lembaga  Ilmu  Pengetahuan Indonesia
[2] Evan  Taruna  Setiawan.  2015.  Pengendali  Lampu  Rumah  Berbasis Mikrokontroler  Arduino  Menggunakan  Smartphone  Android.  Skripsi. STMIK Atma Luhur. Pangkalpinang
[3] Sumardi.  2013.  Mikrokontroler  Belajar  AVR  Mulai  Dari    Nol. Yogyakarta: Graha Ilmu
[4] Syahwil,  Muhammad.  2013.  Panduan  Mudah  Simulasi  Dan  Praktek Mikrokontroler Arduino. Andi.
[5] Rizky,  Soetam.  2011.  Konsep  Dasar  Rekayasa  Perangkat  Lunak. Jakarta: Prestasi Pustaka