## Prototype Sistem Monitoring Banjir Berbasis Thingspeak Menggunakan Sensor HC-SR04 Dan Node MCU Esp-8266
Yayan Hendrian 1 , Gilang Ferdiansyah Ramadhan 2 , Prayoga Adi Nugroho 3
1,2,3 Universitas Bina Sarana Informatika e-mail: 1 yayan.yhn@bsi.ac.id , 2 gilang13200077@bsi.ac.id , ³ prayoga13200012@bsi.ac.id
Abstrak - Bencana banjir merupakan salah satu bencana yang hampir rutin dihadapi masyarakat Indonesia setiap tahun terutama di musin penghujan. Debit air yang banyak dan turun hujan terus-menerus dapat mengakibatkan permukaan air sungai di pintu air Katulampa atau di Manggarai menjadi naik dan dapat mengakibatkan banjir di daerah hilir ketika dibuka. Hal tersebut harus diwaspadai dan dimonitoring secara terus-menerus guna menghindari kerugian material dan korban nyawa melayang. Berbagai peristiwa banjir bandang sering kita dengar dan lihat melalui media cetak maupun elektronik. Oleh karena itu diperlukan sebuah alat yang dapat meminimalisir kerugian yang timbul melalui sistem monitoring yang real time dan notifikasi 24 jam. Alat yang dirancang penulis berusaha mengimplementasikan  internet  of  things  pada  alat  monitoring  banjir  dengan  memanfaatkan  sensor  HC-SR04 sebagai sensor jarak dan dipadukan dengan Node MCU ESP-8266 sebagai chip mikrokontroller dan thinkspeak sebagai alat bantu monitoring dalam bentuk visual grafik. Diharapkan dengan adanya alat ini, maka ketinggian air yang  ada  di  setiap  bendungan  dapat  dimonitoring  setiap  saat  tanpa  harus  ke  lokasi  cukup  melalui  website thingspeak. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa alat dapat bekerja  membaca ketinggian air oleh sensor HC- SR04 dan ditampilkan di LCD dan Thinkspeak.
Kata Kunci : Node MCU ESP-8266, HC-SR04, Thinkspeak
Abstract  - Floods  are  one  of  the  disasters  that  are  almost  routinely  faced  by  Indonesian  people  every  year, especially in the rainy season. A large water discharge and continuous rain can cause the river water level at the Katulampa sluice or in Manggarai to rise and can cause flooding in the downstream area when it is opened. This must be watched out for and monitored continuously in order to avoid material losses and loss of life. We often hear about and see various flash flood events through print and electronic media. Therefore we need a tool that can minimize losses that arise through a real-time monitoring system and 24-hour notifications. The tool designed by the author tries to implement the internet of things in a flood monitoring tool by utilizing the HC-SR04 sensor as a proximity sensor and combined with the ESP-8266 MCU Node as a microcontroller chip and thinkspeak as a  monitoring  tool  in  visual  graphic  form.  It  is  hoped  that  with  this  tool,  the  water  level  in  each  dam  can  be monitored at any time without having to go to the location via the thingspeak website. From the test results it was found that the tool could work properly, was able to read the water level and displayed it on LCD and Thinkspeak.
Keywords: Node MCU ESP-8266, HC-SR04, Thinkspeak

## PENDAHULUAN
Indonesia  memiliki  2  musim,  yaitu  musim hujan  dan  musim  kemarau.  Pada  saat  musim  hujan, frekwensi  turunnya  hujan  bisa  terjadi  dengan intensitas  yang  tinggi  dan  menyebabkan  terjadinya banjir. Di tambah lagi tersumbatnya pembuangan air ke  sungai  yang  disebabkan  oleh  sampah  turut  andil menyumbang  permasalahan  banjir  di  beberapa daerah, khususnya perkotaan.
Banjir  merupakan  masalah  musiman  yang berdampak  besar  terhadap  kehidupan  masyarakat. Bahkan  tidak  sedikit  kerugian-kerugian  yang dialamai manusia dan lingkungan karena permasalahan  banjir.  Banjir  yang  tidak  terkendali dapat menyebabkan kerugian secara meterial maupun menyebabkan  korban  jiwa  seperti  yang  pernah diberitakan  oleh  media  massa.  Seperti  yang  pernah
diberitakan  Liputan6.com,  DKI  Jakarta  mengalami banjir dan banyak genangan  di sejumlah titik di Ibu Kota pasca hujan yang melanda wilayah DKI Jakarta dan sekitarnya sejak hari Minggu, tanggal 26 Februari 2023  hingga  Senin,  27  Februari  2023.  Hujan  lebat menyebabkan  kenaikan  status  siaga  tiga  bendung Katulampa,  pintu  air  Manggarai,  Pos  Angke  Hulu, Pos Sunter Hulu dan pintu air Karet.  Akibatnya  ada 20 RT dan 1 ruas jalan yang tergenang banjir. Selain itu, sekitar 167 jiwa yang ada di dua kelurahan juga masih  mengungsi  menurut  info  Kepala  Pusdatin BPBD DKI Jakarta, M Insaf, Selasa (28/2/2023).
Kejadian  seperti  diatas,  terus  terjadi  dan berulang  setiap  tahun  yang  menyebabkan  kerugian materil  dan  non  materil  bahkan  korban  jiwa sebagaimana  yang  disampaikan  dalam  penelitian (Alawiyah & Harintaka, 2021) bahwa terjadi banyak genangan  banjir  di  DKI  Jakarta  yang  berhasil  di
identifikasi  menggunakan  citra  satelit.  Hal  ini tentunya dapat berdampak besar terhadap sendi-sendi kehidupan.  Banjir  dapat  merusak  berbagai  material dan barang yang ada di dalam rumah.
Terdapat  beberapa  penelitian  yang  menjadi acuan  dan  landasan  berfikir  penulis.  Penelitian sebelumnya  dilakukan  (Sutarti  et  al.,  2022)  berupa prototype  deteksi  banjir  dengan  protokol  MQTT  di Bendungan
Paramayan berusaha mengimplementasikan  sistem  IOT  yang  dipadukan dengan Message  Queue  Telemetry  Transport (MQTT).
Penelitian  berikutnya  menggunakan  sensor HC-SR04  sebagai  sensor  jarak  yang  dimanfaatkan oleh (Adnan Gobel et al., 2022) untuk deteksi banjir di  daerah  Bolaang.  Sedangkan  (Wijaya  Ariyanto  & Soelistijadi,  2022)  berusaha  mengimplementasikan NodeMCU  untuk  system  deteksi  banjir  secara  real time melalui telegram. Penelitian lain juga dilakukan oleh  (Fatonah  et  al.,  n.d.)  menggunakan  metode machine  learning  untuk  mendeteksi  terjadinya bencana banjir
Perkembangan  teknologi  saat  ini  menuntut informasi  yang  serba  cepat  dan  real  time,  sehingga menginspirasi  penulis  untuk  mengembangkan  alat berbasis IOT. Beberapa penelitian berbasis IOT juga sudah cukup banyak dilakukan. Beberapa penelitian yang menjadi bahan referensi penulis dilakukan oleh (Dwi  Agustin  et  al.,  2022)  dengan  memanfaatkan kelebihan  IOT  dalam  monitoring  pasang  surut  air laut.  IOT  juga  digunakan  oleh  (Darwin  Gani  et  al., 2019)  untuk  monitoring  ketinggian  permukaan  air yang menguap di panci.
Kemudian  penelitian  (Wibowo  &  Setyadjit, 2022)  yang  mengimplementasikan  IOT  pada  alat yang  dibuatnya  berupa  system  control  starter.  Lalu penelitian yang dilakukan oleh (Buwarda et al., 2021) mengimplementasikan  IOT  untuk  membuat  alat berupa  prototipe  smart  home.  Kemudian  penelitian yang  dilakukan  oleh  (Efendi  &  Chandra,  2019) mengimplementasikan  IOT  untuk  alat  yang  dapat mengendalikan  lampu  rumah  dan  dapat  dipantau melalui Telegram.
Mengacu  pada  latar  belakang  yang  telah penulis uraikan, maka perlu adanya informasi tentang ketinggian  debit  air  kepada  masyarakat  sebagai peringatan dini agar masyarakat dapat mempersiapkan  diri  sebelum  terjadi  banjir.  Sistem monitoring  yang  real  time  dinilai  efisien  untuk memberikan  informasi  level  ketinggian  air  kepada petugas  pemantau  di  lapangan  khususnya  dan masyarakat umumnya.
Banyak  alat  yang  dapat  digunakan  untuk mendeteksi ketinggian permukaan air, salah satunya dengan  menggunakan  radar  doppler,  tetapi  alat tersebut  membutuhkan  rancangan  perangkat  keras yang  rumit  dan  juga  memerlukan  biaya yang  cukup besar.
Oleh karena itu, penulis melakukan penelitian dengan  merancang  alat  yang  lebih  ekonomis  untuk
mengetahui ketinggian permukaan  air,  yaitu dengan cara menggunakan sensor Ultrasonik yang dipadukan dengan mikrokontroler NodeMCU dan berbasis IoT.
Sistem  yang  penulis  bangun  ini  akan  dapat membaca berapa level ketinggian air sungai melalui sensor  jarak  ultrasonik  kemudian  diolah  oleh mikrokontroller dan mengirimkan informasi tersebut melalui  jaringan  internet  secara  realtime  ke  website Thinkspeak.

## METODE PENELITIAN
Dalam  melakukan  penelitian,  berikut  ini adalah tahapan-tahapan yang dilakukan oleh penulis sebagai berikut:
1. Mengamati fenomena permasalahan banjir yang sering terjadi di beberapa wilayah khususnya di wilayah Jakarta.
2. Melakukan  penelusuran  pustaka  yang  terkait dengan topik penelitian untuk memperoleh data- data yang sesuai.
3. Melakukan  analisa  kebutuhan  sistem  dan komponen elektronika untuk membangun sebuah  alat  monitoring  ketinggian  banjir  yang meliputi perangkat keras dan perangkat lunak.
4. Merancang  sistem  rangkaian  input,  proses, output.
5. Merancang  flowchart,  listing  program  dan antarmuka  dengan  menggunakan  software bootstrap  dan  didukung  oleh  thingspeak  untuk menjadi  databasenya  dengan  outputnya  berupa tampilan grafik.
Mengamati fenomena banjir
Menggali informasi penelusuran pustaka
Menganalisa kebutuhan sistem Merancang rangkaian input, proses, output Merancang listing program, flowchart, dan antar muka
Membuat prototipe Melakukan pengujian
6. Pembuatan  prototipe  alat  sebagai  bentuk Implementasi sistemnya.
7. Pengujian  dilakukan  dengan  cara  memberikan sumber tegangan, sumber arus, dan melihat hasil pembacaan sensor yang ditampilkan di Thinkspeak.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut ini penulis akan menjelaskan prototype alat  yang  penulis  rancang.  Secara  garis  besar  terdiri dari  2  (dua)  bagian  utama,  yaitu software (perangkat keras)  dan hardware (perangkat  lunak).  Pada  bagian hardware ,  dalam  alat  ini  terdapat  mikrokontroler NodeMCU, sensor HC-SR04 ultrasonik, IC LM7805, elco  2200  uF/  16volt,  elco  1000  uF/16volt,  power supply,  resistor  220  ohm,  dan  led.  Sedangkan perangkat  lunak  yang  digunakan  yaitu  Thingspeak sebagai sistem monitoringnya yang berbasis website.

## 1. Blok Diagram
Pada blok diagram yang tampak pada gambar 1, proses kerja alat dimulai dari bagian input yang terdiri dari  catu  daya  dan  sensor  ultrasonik.  Catu  daya berfungsi untuk  memberikan input tegangan +9 Volt DC  kedalam  rangkaian  dan  input  berikutnya  berasal dari  sensor  HC-SR04  ultrasonik  untuk  mengukur ketinggian  air.  Dari  inputan  tersebut  kemudian diproses oleh Node MCU Esp 8266 untuk diolah dan dibaca  datanya  agar  dapat  menghasilkan  output tampilan grafik di Thinkspeak.
Sumber: Hasil Penelitian (2023)

## Gambar 1 Blok Diagram Alat

## 2. Skema Rangkaian dan Layout PCB
Berikut  ini  adalah  rancangan  atau  desain skema  rangkaian  yang  berupa  prototype  seperti pada  gambar  2.    Untuk  layout  dari  rangkaian tersebut tampak seperti pada gambar 3.
Sumber: Hasil penelitian (2023) Gambar 2 Skema Rangkaian
Sumber: Hasil penelitian (2023) Gambar 3. Lay Out PCB Alat  yang  penulis  rancang  menggunakan catu  daya  9  volt  DC  yang  kemudian  diturunkan menjadi  5  Volt  DC  oleh  IC  LM  7805.  LED berfungsi sebagai lampu indikator yang menandakan  bahwa  rangkaian  dalam  kondisi  On atau Off.
Sensor  ultrasonic  digunakan  sebagai sensor  pembaca  informasi  ketinggian  air  dengan cara  mengirimkan  gelombang  ultrasonic  ke permukaan  air  lalu  dipantulkan  kembali  dan diterima oleh sensor.
Hasil pembacaan jarak tersebut dikirimkan  ke  mikrokontroller  untuk  diolah  dan ditampilkan dalam bentuk visual grafik di website Thinkspeak.
Sumber: Hasil Penelitian (2023) Gambar 4 Hasil Rancangan Alat
Sumber: Hasil Penelitian (2023) Gambar 5 Prototipe Rancangan Simulasi Alat

## 3. Flowchart Program
Sumber: Hasil Penelitian (2023)
Gambar 5 Flowchart Program
Dari flowchat program yang tampak pada gambar  5.  Proses  awal  dari  alat  ini  adalah mendeskripsikan
atau inisialisasi jenis
mikrokontroller  yang  digunakan  yaitu  ESP  8266. Kemudian  input  trig  pin  dan  echo  pin.  Apabila sensor  HC-SR04  membaca  ketinggian  air,  hasil informasinya  dikirimkan  ke  mikrokontroller,  jika jarak antara air dan sensor kurang dari 6 cm maka tanda bahaya, jika kurang atau sama dengan 14 cm maka kondisi aman, selain itu maka kondisi siaga.

## 4. Listing Program
Langkah awal dalam pemrograman
mikrokontroller  ini  adalah  dengan  inisialisasi terlebih  dahulu,  yaitu  pengenalan  jenis  library mikrokontroller  yang  digunakan  yaitu  modul ESP8266, mendefinisikan pin-pin yang digunakan, menentukan  nama  hostpot  dan  password,  dan alamat token.
#include <ESP8266WiFi.h> #define echoPin 14 #define trigPin 12 float duration, jarak;
String ssid = “yayanyhn”;
String pass =”bsioke”; String host = “api.thingspeak.com”; String writeAPIKey ="WKJJ5ROP3KVTDDFT"; String request_string;
Langkah  berikutnya  menuliskan  program  input untuk  pembacaan  sensor  ultrasonic  saat  trigpin akan mengirimkan sinyal ke atas dasar air lalu akan di terima kembali sinyal tersebut oleh echopin nilai pulsa  dalam microsecond akan  disimpan  didalam variable durasi.
void loop() { digitalWrite(trigPin, LOW);delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH);delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); duration = pulseIn(echoPin, HIGH); jarak = duration/58.2;  lcd.print; Serial.print ("Ketinggian Air = "); Serial.print (jarak); Serial.println (" Cm"); if (jarak <= 6 ) { lcd.clear(); Serial.println ("Kondisi Bahaya"); lcd.print("Ketinggian "); lcd.print(jarak); lcd.print(" Cm"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Kondisi Bahaya !"); } else if (jarak >= 14) { lcd.clear(); Serial.println ("Kondisi Aman"); lcd.print("Ketinggian "); lcd.print(jarak); lcd.print(" Cm"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Kondisi Aman"); } else { lcd.clear(); Serial.println ("Kondisi Siaga"); lcd.print("Ketinggian "); lcd.print(jarak); lcd.print(" Cm"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Kondisi Siaga");
Keterangan: Hasil pembacaan dari sensor ultrasonic  yang  disimpan  dalam  variable  durasi akan diperoses menjadi jarak dalam satuan cm, jika ketinggian air diatas dari 8 cm menunjukan kondisi aman, kurang dari 6 cm artinya bahaya.
if (client.connect(host, 80)) {
request_string = "/update?key=" + writeAPIKey + "&field1=" + jarak;
client.print(String("GET  ")  +  request_string  +  " HTTP/1.1\r\n"  +  "Host:  "  +  host  +  "\r\n"  + "Connection: close\r\n\r\n"); unsigned long timeout = millis(); while (client.available() == 0)
{ if (millis() - timeout > 5000) { Serial.println(">>> Client Timeout !"); client.stop(); return; Serial.println(); Serial.println("Sending to ThingSpeak");
Serial.println(); delay(15000); }
}
Keterengan  : Hasil yang didapat dari proses main program yang berupa jarak dan status kondisi akan di  tampilkan di  serial  monitor  dan di  kirimkan  ke server thingspeak.

## 5. Hasil Pengujian Output
Dalam  pengujian  ini,  penulis  melakukan koneksi alat ke jaringan internet dan menghubungkannya  dengan  aplikasi  Thinkspeak. Sehingga  nantinya  hasil  pembacaan  sensor  dapat dimonitoring  secara  realtime  berkala  melalui aplikasi Thinkspeak. Kemudian hasilnya ditampilkan dalam bentuk grafik dan angka seperti yang  terlihat  pada  gambar.  Penulis  melakukan ujicoba  dengan  cara  menuangkan  air  kedalam wadah  alat  sesuai  konstruksi  miniatur  bendungan kemudian  dilihat  hasil  pembacaan  monitoring ketinggian  air  melalui  aplikasi  Thinkspeak.  Hasil pembacaan tampak seperti pada gambar.
Sumber: Hasil Penelitian (2023)
Gambar 6 Tampilan hasil pembacaan sensor di Thinkspeak
Sumber: Hasil Penelitian (2023) Gambar 7 Tampilan hasil pembacaan sensor di LCD Tabel 1 Hasil Pengujian Alat Pengu jian Diha rapkan Pengama tan Kesimpulan Tombol ON (Alat Kondisi Aktif) Wifi terhub ung WiFi membutuh kan waktu untuk terhubung Jarak Wifi dengan alat sangat mempengaruh i kerja alat Pembaca an Sensor Pemba caan 15 detik per input Pembacaa n normal Kecepatan pembacaan data pada sensor sangat lah penting untuk respon dari pengawas Tampila n Hasil pada server Thingsp eak dan LCD Output hasil langsu ng muncul Output untuk thingspeak berbeda 15 detik dari LCD Output thingspeak dipengaruhi oleh waktu upload ke server yaitu
15 detik Sumber: Hasil Penelitian (2023)

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  sudah penulis  lalukan,  alat  dapat  dibuat  dan  dirancang dengan baik meskipun masih dalam bentuk prototype tetapi  sudah  dapat  menghasilkan  output  pembacaan jarak  ketinggian  air  dan  mengirimkan  hasilnya  ke mikrokontroller  untuk  ditampilkan  di  LCD  dan thinkspeak. Kedepannya alat ini dapat dikembangkan lagi  dengan  menambahkan  beberapa  sensor  yang lebih komplit dan lebih akurat. Beberapa sensor yang dapat  ditambahkan  untuk pengembangan  alat  antara lain  sensor  keasaman  air  (ph  sensor),      sensor  suhu dan  kelembapan.  Bisa  juga  ditambahkan  motor  AC atau DC yang bisa menutup atau membuka pintu air secara  otomatis  sesuai  dengan  kondisi  yang  dibaca oleh sensor.

## REFERENSI
Adnan  Gobel,  M.,  Rahmat  Karim  Haba,  A.,  & Lasena, Y. (2022). Rancang Bangun Prototype Sistem Pendeteksi Banjir Menggunakan
Thingspeak Dan Esp8266. Copyright @BALOK , 1 (2), 85.
Alawiyah, A. M., & Harintaka, H. (2021). Identifikasi Genangan  Banjir  di  Wilayah  DKI  Jakarta
Menggunakan Citra Satelit Sentinel-1. JGISE: Journal of Geospatial Information Science and Engineering , 4 (2), 95. https://doi.org/10.22146/jgise.68353 Buwarda, S., Aziz, A., Achmad, A. D., & Kristiyanto, J.  A.  (2021). PROTOTIPE  RUMAH  CERDAS BERBASIS IOT (IOT-Based Smarthome Prototype) . Darwin  Gani,  I.,  Jamil,  M., &  Sardju,  A.  P.  (2019). Sistem  Monitoring  Tinggi  Permukaan  Air Panci Penguapan Berbasis Node MCU Dengan
Menggunakan  Teknologi  Internet  of  Things (IoT) (Vol. 06, Issue 2). www.TheEngineeringProjects.com Dwi  Agustin,  R.,  Sucahyo,  I.,  &  Yantidewi,  M. (2022). RANCANG BANGUN ALAT MONITORING  PASANG  SURUT  AIR LAUT BERBASIS IOT DENGAN
NODEMCU  ESP8266  DAN  HC-SR04.  In Jurnal Ilmu dan Inovasi Fisika) (Vol. 06, Issue 02).
Efendi, M. Y., & Chandra, J. E. (2019). Implementasi Internet of Things Pada Sistem Kendali Lampu Rumah  Menggunakan  Telegram  Messenger Bot Dan Nodemcu Esp 8266. Global Journal of Computer Science and Technology: A Hardware  &  Computation , 19 (1),  1–25. https://ejournal.unsrat.ac.id/index.php/elekdan kom/article/view/29414%0Ahttps://ejournal.u nsrat.ac.id/index.php/elekdankom/article/view File/29414/28756
Fatonah,  N.  S.,  Buana,  M.,  Selatan,  J.  M.,
Kembangan, K., Barat, J., Khusus, D., Jakarta,
I.,  &  Com,  N.  (n.d.). Penerapan  Deteksi Bencana Banjir Menggunakan Metode Machine Learning . Sutarti,  Anharudin,  &  Syukron,  R.  (2022). PROTOTYPE SISTEM PENDETEKSI BANJIR MENGGUNAKAN NODEMCU DAN PROTOKOL MQTT BERBASIS INTERNET  OF  THINGS. Jurnal  Sistem Informasi Dan Informatika (Simika) P-ISSN , 5 , 2622–6901.
Wibowo,  W.  A.,  &  Setyadjit,  K.  (2022).  Rancang Bangun Sistem Kontrol Starter Berbasis IoT ( Internet  Of  Things  ).  In Prosiding  Senakama (Vol. 1).
Wijaya  Ariyanto,  P.  A.,  &  Soelistijadi,  R.  (2022). Implementasi  NodeMCU  sebagai  Sistem Deteksi  Dini  Bahaya  Banjir  di  Purwodadi Berbasis Web dengan Notifikasi Bot Telegram. Jurnal Teknologi Dan Manajemen Informatika , 8 (2). https://doi.org/10.26905/jtmi.v8i2.7902