## Sistem M onitoring Distribusi Air M enggunakan Android Blynk

## Dedi Gunawan
Jurusan Teknik Informatika STMIK Widya Utama
Abstrak —  Air merupakan sumber daya mineral yang penting dalam kehidupan sehari- hari.  Dalam  pemakaian  air  terkadang  kita  tidak  memperhatikan  jumlah  air  yang digunakan  sehingga  kita  terlalu  boros  untuk  memanfaatkannya.  Dasar  penelitian  ini bertujuan memonitoring dan mengontrol pemakaian air, mendeteksi lokasi kebocoran dan  menghitung  biaya  pemakaian  air.  Sensor  water  flow  meter  YF -B1  bisa  bekerja dengan  baik,  hasil  pengujian  pembacaan  sensor  yang  terbaca  dan  di  kalibrasikan dengan gelas ukur mempunyai hasil yang tidak berbeda jauh. Sensor water flow meter YF-B1  memiliki  akurasi  akurasi  rata-rata  ±  91.00%  dan  error  pembacaan  ±  9%, sedangkan solenoid valve ZE-4F180 dapat bekerja dengan diameter kabel minimal 1 mm².
Kata Kunci—  Sistem Pengukuran dan kendali, Flowmeter, Solenoid Valve, Internet of Things (IOT), Microcontroller Wemos, Driver Transistor

## I. PENDAHULUAN
Air bersih menjadi salah satu kebutuhan pokok masyarakat, sumber air bersih bisa diperoleh  dari  air  hujan,  air  tanah,  mata  air  dan  air  Perusahaan  Daerah  Air   Minum (PDAM). Air sangat berguna dalam kehidupan sehari hari bagi manusia karena dapat digunakan  untuk  minum,  mencuci  dan  mandi.  Dalam  pemakaian,  manusia  tidak pernah  memperhatikan  berapa  jumlah  debit  air  yang  telah  digunakan,  inilah  yang menjadi  persoala n  utama  karena  tidak  bisa  memonitoring  jumlah  pemakaian  air tersebut. Sehingga boros dalam pemakaian, selain masalah tersebut ada masalah lain dari pihak penyedia air atau PDAM yaitu mengenai kebocoran pipa, pencurian air dan tagihan air yang tidak wajar. Hal tersebut bisa merugikan pendapatan PDAM.
Dalam penelitian ini penulis merancang alat untuk memonitoring jumlah pemakaian air agar  dapat  diatur  dan  dimonitoring  sesuai  kebutuhan  pelanggan  atau  konsumen.  Konsumen dapat  mengetahui  jumlah  pemakaiannya  dala m  sehari–hari  dengan  aplikasi  android  melalui smart phone, sehingga memudahkan pelanggan untuk mengontrol pemakaian air tersebut jika kondisi  pemakaian  air  sudah  melebihi  batas  pemakaian.  Selain  itu  PDAM  juga  dapat membandingkan  jumlah  air  yang  dikeluarkan  dengan  air  yang  diterima  oleh  pelanggan, dengan tujuan untuk mengantisipasi tindak pencurian air dan PDAM dapat mengisi saldo debit air  melalui  aplikasi  atas  dasar  permintaan  pelanggan  karena  sistem  pembayaran  pada penelitian ini adalah prabayar.
Kemajuan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi  terutama  di  bidang  elektronika  dan instrumentasi,  pada  prinsipnya  dapat  diterapkan  untuk  mengatasi  masalah  tersebut,  yaitu dengan  membuat  alat ukur dan  m onitoring  pemakaian  air  yang  bekerja  secara  elektronik. Debit air dapat diukur dengan menggunakan sensor laju aliran air flow meter, yang kemudian
diproses oleh mikrokontroler dan ditampilkan dalam bentuk aplikasi pada smart phone, berupa volume dan biaya.

## II. LANDASAN TEORI

## A. Flow Meter Sensor G 1/2
Flow  meter  merupakan  instrumen  guna  mengukur  laju  aliran  dari  fluida,  sludge maupun  gas  baik  bertemperatur  rendah  hingga  temperatur  tinggi.  Water  flow  sensor terdiri dari bodi katup berbahan kuningan, rotor air dan sensor hall effect. Prinsip kerja sensor ini adalah  dengan memanfaatkan sensor hall effect. Hall effect ini didasarkan pada  efek  medan  megnetik  terhadap  partikel  bermuatan  yang  bergerak.  Ketika  ada arus  listrik  yang  mengalir  pada  hall  effect  yang  ditempatkan  dalam  medan  magnet yang arahnya tegak lurus arus listrik, pergerakan pembawa muatan akan berbelok ke salah satu sisi dan menghasilkan medan listrik.

## B. Solenoid Valve
Solenoid  valve  adalah  katup  yang  digerakkan  oleh  energi  listrik,  mempunyai kumparan  sebagai  penggeraknya  yang  berfungsi  untuk  menggerakan  piston  y ang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC. Pada penelitian  ini, Solenoid valve  yang digunakan  adalah  ZE-4F180  tipe  normally  closed  yaitu  pada  saat  kondisi  kumparan (coil/solenoid) tidak ada tegangan masuk maka valve akan menutup sedangakan pada saat kumparan diberi tegangan 12V DC maka plunger akan bergerak keatas menekan spring sehingga plunger berada diposisi diantara kumparan. Pada saat posisi plunger berada  diatas,  maka  aliran  air  yang  berasal  dari  lubang  masukan  akan  melewati solenoid valve.

## C. Teknologi Semiconductor Transistor
Transistor  adalah  alat  semikonduktor  yang  dipakai  sebagai  penguat,  sebagai pemutus  rangkaian,  penyambung  (switching),  stabilisasi  tegangan,  modulasi  sinyal, dan  lain-lainnya.  Transistor  dapat  berfungsi  semacam  keran  listrik,  d imana berdasarkan  arus  inputnya  (BJT)  atau  tegangan  inputnya  (FET),  memungkinkan pengaturan arus listrik yang sangat akurat dari rangkaian sum ber listriknya.
Pada  umumnya,  transistor  memiliki  3  terminal,  yaitu  Basis  (B),  Emitor  (E)  dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur  arus  dan  tegangan  yang  lebih  besar  daripada  arus  input  Basis,  yaitu  pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

## D. Microcontroller Wemos
Microcontroller  Wemos  adalah  sebuah  microcontroller  pengembangan  berbasis modul microcontroller ESP 8266. Microcontroller Wemos  dibuat sebagai solusi dari mahalnya  sebuah  sistem  wireless  berbasis  microcontroller  lainnya.  Dengan menggunakan  Microcontroller  Wemos  biaya  yang  dikeluarkan  untuk  memba ngun sistem WiFi berbasis Microcontroller sangat murah, hanya sepersepuluhnya dari biaya yang  dikeluarkan  apabila  membangun  sistem  WiFi  dengan  menggunakan Microcontroller Arduino Uno dan WiFi Shield.

## E. Power Supply
Semua  peralatan  elektronika  menggunakan  sumber  tenaga  untuk  beroperasi, sumber tenaga tersebut bermacam -macam ada yang dari bateray, Accu, ada juga yang langsung menggunakan tegangan listrik jala-jala PLN, untuk konsumsi tegangan yang berasal  dari  tegangan  listrik  untuk  alat-alat  elektronika  tertentu  tidak  bisa  langsung dikonsum si  akan  tetapi  harus  disesuaikan  dengan  tegangan  yang  diperlukan  oleh peralatan  tersebut.  Penyesuaian  tegangan  ini  dilakukan  oleh  sebuah  alat  yng dinamakan Power Supply atau adaptor.
Power supply  untuk  PC  sering  juga  disebut  PSU  (Power  Supply  Unit)  PSU termasuk  power  conversion  AC/DC.  Fungsi  utamanya  mengubah  listrik  arus  bolak balik  (AC)  yang  tersedia  dari  aliran  listrik  (di  Indonesia,  PLN)  menjadi  arus  listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh komponen pada PC.

## F. IoT (Internet of Things) Server & Cloud Blynk
Internet  hal  (IOT)  adalah  kumpulan  dari  perangkat  fisik,  kendaraan,  bangunan  dan barang-barang- elektronik, perangkat lunak, sensor, aktuator, dan jaringan penghubung yang memungkinkan  benda-benda  untuk  saling  melakukan  pertukaran  data.  Dalam  2013  Standar Internet  of  Things  (IOT-GSI)  mendefinisikan  IOT  sebagai  "infrastruktur  masyarakat informasi ". IOT memungkinkan objek yang akan dirasakan dan dikendalikan dari jarak jauh di dalam seluruh infrastruktur jaringan  yang  ada. Menciptakan peluang baru untuk integrasi secara  langsung  dari  dunia  fisik  ke  dalam  sistem  berbasis  komputer,  dan  menghasilkan peningkatan  efisiensi,  akurasi  dan  manfaat  ekonomi  terhadap  sebuah  sistem.  Para  ahli memperkirakan bahwa IOT akan terdiri dari hampir 50 miliar benda 2020.
Blynk adalah IOT Cloud platform  untuk aplikasi iOS dan Android  yang berguna untuk mengontrol Arduino, Raspberry Pi, dan board-board sejenisnya melalui Internet. Blynk adalah dashboard digital di mana Anda dapat membangun seb uah antarmuka grafis untuk alat yang telah dibuat hanya dengan menarik dan menjatuhkan sebuah widget. Blynk sangat mudah dan sederhana untuk mengatur semuanya dan hanya dalam waktu kurang dari 5 menit.
Blynk tidak terikat dengan beberapa microcontroller tertentu atau shield tertentu. Sebaliknya,  apakah  Arduino  atau  Raspberry  Pi  melalui  Wi-Fi,  Ethernet  atau  chip ESP8266, Blynk akan membuat alat online dan siap untuk Internet Of  things.

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Perancangan penelitian ditunjukan pada gambar berikut ini :
Gambar 1 : Metodologi Penelitian
Dimulai dengan tahapan identifikasi masalah kemudian perancangan hardware dan software untuk membuat prototype kemudian dilakukan pengujian jika belum berhasil maka dilakukan perbaikan prototype
Adapun perancangan hardware tergambar pada gambar 2 sebagai berikut :
Gambar 2 : Perancangan hardware monitoring kebutuhan pokok Perancangan perangkat lunak (software) dibuat dengan menggunakan flowchart. Flowchart atau diagram alir merupakan sebuah diagram dengan simbol-sim bol grafis yang  menyatakan  aliran  algoritma  atau  proses  yang  menampilkan  langkah -langkah yang  disimbolkan  dalam  bentuk  kotak,  beserta  urutannya  dengan  menghubungkan masing masing langkah tersebut menggunakan tanda panah.

## Gambar 3 : Flowchart Perangkat Lunak

## IV. HASIL PENG UJIAN

## Hasil Pengujian
Penerapan sistem membahas hasil dari penerapan teori yang telah berhasil penulis kembangkan  sehingga  menjadi  sistem  tersebut  dapat  berjalan  sesuai  dengan  desain awal.
A. Pengujian Flow Meter
Berikut adalah perhitungan untuk mendapatkan akurasi dalam menentukan flow rate. Untuk perhitungan dapat kita rumuskan sebagai berikut :
Keterangan : Q : Quantity atau flow rate (liter/detik) CF : Calibration factor
Nilai  calibration  factor  ditentukan  dengan  tujuan  untuk  mencapai  nilai  akurasi atau  pendekatan.  Pada  penelitian  ini,  calibration  factor  yang  digunakan  adalah  11
(sebelas).  Setelah  menentukan  faktor  keakuratan  sensor  water  flow  meter,  maka langkah  selanjutnya  adalah  melakukan  pengujian  tingkat  lanjutan  de ngan mengaplikasikan hasil perhitungan tersebut dengan menggunakan pompa air.
Tabel 1 : Hasil percobaan berdasarkan rumus
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑘𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 = 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖  𝑆𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟  (𝑃𝑒𝑚𝑏𝑎𝑐𝑎𝑎𝑛  𝑑𝑖 𝑚𝑜𝑛𝑖𝑡𝑜𝑟 ) 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖  𝑅𝑒𝑎𝑙 (𝑃𝑒𝑚𝑏𝑎𝑐𝑎𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑔𝑒𝑙𝑎𝑠  𝑢𝑘𝑢𝑟) 𝑥 100
Presentasi error = 100 – presentasi akurasi
B. Pengujian Solenoid Valve
Hasil pengujian selenoid valve dihasilkan sebagai berikut :
Hasil  percobaan  pada  tabel  diatas  dapat  ditarik  kesim pulan,  bahwa  kinerja solenoid  valve  tergantung  pada  diameter  kabel  yang  digunakan.  Untuk mendapatkan  hasil yang optimum  diameter kabel yang digunakan adalah 1.5 mm 2 .

## C. Analisis Sistem
Setelah  dilakukannya  pengujian  pada  setiap  blok  rangkaian  maka  seluruh  modul digabungkan menjadi sebuah sistem. analisa kemudian dilakukan untuk melihat keseluruhan sistem  secara  utuh  untuk  melihat  apakah  sistem  yang  telah  dirancang  telah  berjalan  sesuai dengan rancangan awal. Berikut adalah analisa dari sistem -sistem tersebut :
1. Pada  pengujian  ini  sensor  flow  meter  berjalan  dengan  baik,  namun harus  dilakukan  kalibrasi  terhadap  akurasi  bacaan  sensor  tersebut.
Dikarenakan  tekanan  laju  air  sangat  mempengaruhi  putaran  impeller pada sensor flow meter.
2. Pada  pengujian  solenoid  valve  berjalan  kurang  baik  dikarenakan penggunaan  kabel  yang  terlalu  kecil  dan  turunnya  sumber  power supply yang seharusnya 12 VDC namun yang terbaca pada multimeter adalah 10.8 VDC.
3. Sistem  IoT  digital  dengan  internet  via  tethering  hotspot  pada smartphone  berjalan  dengan  baik  pada  saat  di  hubungkan  dengan rangkaian.

## V. KESIMPULAN
Setelah melakukan proses perancangan, implementasi, pengujian dan analisis prototype monitoring  dan  control  air  PDAM  menggunakan  smart  phone  Android  maka  penulis  dapat menarik kesimpulan :
1. Pada saat valve dibuka penuh maka android blynk akan menunjukkan flow rate sebesar  0.1  liter/second.  Hasil  flow  rate  tersebut  tergantung  dari  kapasitas pompa yang digunakan. Semakin besar pressure pompa yang digunakan maka hasil  flow  rate  yang  didapatkan  juga  akan  semakin  besar  begitu  pula sebaliknya.
2. Durasi atau  waktu yang  diperlukan  sensor flow meter untuk membaca 1 liter air dengan daya dorong dibantu oleh pompa adalah ± 19 detik.
3. Android  blynk  hanya  dapat  memonitor  jumlah  debit  air  yang  dibaca  oleh sensor flow meter. Apabila nilai maksimal sudah tercapai maka solenoid valve akan  de-energized  dan  untuk  pengisian  ulang  saldo  air  tidak  bisa  dilakukan melalui aplikasi blynk. Dilakukan dengan cara me-reset microcontroller.
4. Pada  saat  valve  ditutup  maka  android  blynk  akan  me nunjukkan  flow  rate sebesar 0 liter/second. Karena tidak ada aliran yang mengalir didalam pipa atau ada  air  didalam  pipa  tetapi  air  tersebut  tidak  menggerakkan  impeller  pada sensor flow meter.
5. Solenoid  valve  dapat  bekerja  pada  tegangan  input  12V  DC  dengan menggunakan kabel minimal diameter 1 mm².

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Masruchi. 2015. Rancang dan Bangun System Pengukuran dan Monitoring Pemakaian Air Rumah PDAM Menggunakan SMS (Short Message Service). Skripsi. FT, Teknik Fisika, Universitas Nasional Jakarta.
[2] Triady R., Triyanto D., dan Ilhamsyah. 2015. “Prototipe Sistem Keran Air Otomatis Berbasis Sensor Flowmeter Pada Gedung Bertingkat”. Pontianak : Jurnal Coding Sistem Komputer Untan, Vol. 03, No. 3:25-34.
[3] Dinata, Yuwono Marta. 2015. “Arduino Itu Mudah”. Jakarta: PT.Elex Media Komputindo.
[4] Htet Thit San, C.M.N.a.H.M.T. “Implementation of pic based led displays”. International Journal of Electronics and Computer Science Engineering (IJECSE) pp191-198, vol. 3, 2014.
[5] Haitao Yan ,Yongchang Zhang, Nong Zhang, Paul D, Walker and Jihao Gao, 2016, Control For Three-Phase Voltage Source PWM Rectifiers” Chinese Journal Of Electrical Engineering,Vol.2,No.2.Corresponding Author,E-Mail : yozhang@ ieee.Org.
[6] B G Melipurbowo, Staf Pengajar Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang “Pengukuran Daya Listrik Real Time Dengan Menggunakan Sensor Arus ACS.712”, Orbith Vol.12,No.1Maret 2016
[7] Vijaykumar K. Pranita, Joshi M. S, 2016, “An IOT Based Water Supply Monitoring and Controlling System with Theft Identification”
[8] International Journal of Innovative Research in Science Engineering and Technology (IJIRSET) ISSN : 2319-8753, vol. 5, 2016.
[9] Y. Marine and S. Saluky, “Penerapan IoT untuk Kota Cerdas”, itej, vol. 3, no. 1, pp. 36 - 47, Jul. 2018.
[10] Suharjono Amin, Nurina R. L., Afwah Roudlotul. 2015. “Aplikasi Sensor Flow Water untuk Mengukur Penggunaan Air Pelanggan Secara Digital Serta Pengiriman Data Secara Otomatis pada PDAM kota Semarang ”.
Jurnal TELE, vol. 13, 2015.