## PERANCANGAN SISTEM SIRKULASI AIR OTOMATIS PADA KOLAM RENANG BERBASIS ARDUINO MEGA
Harlan Kurnia AR, Nurmaliana Pohan Universitas Putra Indonesia “YPTK” Padang, Indonesia harlankurnia@upiyptk.ac.id, nurmalianapohan@upiyptk.ac.id

## ABSTRAK
Pemeliaharan kolam renang  merupakan salah satu hal  yang penting, khususnya untuk kolam kepemilikan pribadi.  Namun  dengan  kesibukan  pekerjaan  sehari-hari  terkadang  pemilik  tidak  dapat  untuk  mengerjakan pekerjaan  ini. Padahal terdapat sejumlah  hal  buruk  jika kolam renang pribadi tidak di dilakukan pemeliharaan secara berkala. Untuk itu perlu dirancang suatu sistem yang dapat membantu dalam mengerjakan pemeliharaan air  dalam  kolam  renang.  Sistem  yang  dapat  melakukan  penyaringan  air  kolam,  pemberian  air  kaporit, pengurasan  dan  pengisian  air  kolam  yang  dilakukan  secara  otomatis.  Dengan  memanfaatkan  arduino  mega sebagai  pengontrol  sistem  sisrkulasi  air  pada  kolam  renang,  serta  pemanfaatan  sensor  water  level  dan  LDR sebagai  pendeteksi  ketinggian  dan  kekeruhan  air.  Sistem  juga  dilengkapi  dengan  4  buah  pompa  air  untuk melaksanakan  sirkulasi  air  pada  kolam.  Dari  hasil  pengujian,  sistem  dapat  bekerja  dengan  baik.  Sensor  LDR dapat  membedakan  air  bersih  dan  keruh  sesuai  dengan  nilai  input  yang  telah  ditetapkan  pada  program. Penyemprotan klorin juga sesuai dengan settingan waktu yang ditentukan. Begitu juga dengan pompa air untuk mengatur sirkulasi air.
Kata kunci: Perancangan sistem, Sirkulasi air, Arduino mega, Water level, LDR.

## 1. PENDAHULUAN
Kolam  renang  adalah  wahana  olah  raga  yang memberikan  manfaat  baik  dari  segi  fisik  maupun psikologis.  Hampir  semua  elemen  masyarakat menggunakan  wahana  ini.  Dari  anak  –  anak  sampai orang  dewasa  menggunakan  wahana  ini  sebagai tempat berolah raga dan bermain.
Banyaknya  perkerjaan  akan  menghambat  kita untuk  melakukan  sesuatu,  seperti  membersihkan kolam  renang.  Padahal  kebersihan  air  kolam  renang merupakan  hal  yang  penting.  Sanitasi  kolam  renang merupakan  kegiatan  yang  terkait  dengan  pengolahan air bersih dan pencegahan penyakit  yang diakibatkan oleh  air.  Pada  sanitasi  kolam  renang  selain  aspek kesehatan,  aspek  keselamatan,  kebersihan  dan pengolahan  air  bersih  menjadi  prioritas  dalam pengolahan kolam renang [1]
Kualitas  air  kolam  renang  yang  tercemar  juga dapat  menjadi  sarana  penyebaran  bibit  penyakit maupun  gangguan  kesehatan  [2].  Air  didalam  kolam renang  akan  cepat  kotor  dan  menjadi  sarang  bakteri. Tidak  sedikit  pengguna  kolam  renang  terserang penyakit  alergi  kulit.  Untuk  menghindari  hal  buruk tersubut, kita harus selalu  menjaga  kebersihan kolam sehingga  dapat  dimanfaatkan  kolam  renang  sesuai dangan funginya.
Pencegahan  penyakit  melalui  kolam  renang dapat  diminimalkan  bila  dilakukan  pengolahan kualitas  air  dengan  baik.  Pokok  –  pokok  pengolahan air  kolam  adalah  dengan  penjernihan,  pemberian  zat koagulan  dan  desinfektan.  Desinfektan  air  dapat dilakukan dengan cara memasukkan zat kimia berupa klorin  (chlorine)  [3].  Selain  itu  juga  dapat  dilakukan dengan  menyaring  dan  menguras  air  kolam  jika  air sudah keruh.
Mengingat  kembali  masalah  kesibukan  pemilik pada pekerjaan sehingga kesulitan dalam pengelolaan air  kolam  renang  dan  juga  faktor  bahaya  dari kebersihan  air  kolam  yang  mengancam.  Untuk  itu perlu  adanya  suatu  sistem  yang  dapat  membantu manusia  dalam  mengatur  sirkulasi  air  kolam  dengan otomatis.
Dengan memanfaatkan Arduino sebagai pengendali  sistem  yang  dapat  mengontrol  kerja sensor  dan  pompa.  Juga  penggunaan  RTC  sebagai pewaktuan,  sehingga  sistem  akan  berjalan  otomatis untuk  melakukan  pengelolaan  air  kolam  sesuai dengan settingan waktu yang di atur oleh pengguna.
Serta penggunaan sensor LDR sebagai pendeteksi  kekeruhan  air  kolam.  Dimana  LDR merupakan  singkatan  dari  Light  Dependent  Resistor adalah resistor yang nilai resistansinya berubah- ubah karena  adanya  intensitas  cahaya  yang  diserap.  LDR juga  merupakan  resistor  yang  mempunyai  koefisien temperature negative, dimana resistansinya dipengaruhi  oleh  intensitas  cahaya  [4].  Ketika Pengukuran  intensitas  cahaya  yang  diterima  oleh detektor  akan  dipengaruhi  ada  tidaknya  penghalang atau  partikel  yang  terlarut  di  dalam  air.  Kekeruhan yang berbeda akan menghasilkan nilai resistensi yang berbeda  pada  sensor,  sehingga  nilai  yang  didapatkan pada sensor dikirim ke arduino untuk mengkonversikan  nilai  dan  menampilkan  ke  LCD. dan tersimpan ke dalam memory arduino [5].

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Arduino Mega
Arduino  Mega  adalah  sistem  minimum  yang berbasiskan  mikrokontroler  Atmega2560.  Board  ini memiliki  54  pin  digital  dimana  14  pin  dapat digunakan sebagai Pulse Width Modulation, 16 input
analog,  sebuah  16  MHz  osilator,  USB  konektor, konektor  tegangan,  header  ICSP,  dan  tombol  reset. Arduino  mega  2560  berbeda  dari  papan  sebelumnya, karena  versi  terbaru  sudah  tidak  menggunakan  chip driver  FTDI  USB-to-serial.  Tapi,  menggunakan  chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan Revisi 2)  yang diprogram sebagai konverter USB-to- serial. Arduino mega 2560 Revisi 2 memiliki resistor penarik  jalur  HWB  8U2  ke Ground, sehingga  lebih mudah  untuk  dimasukkan  ke  dalam  mode  DFU  [6]. Bentuk  fisik  dari  arduino  mega  dapat  dilihat  pada Gambar 1.
Adapun data teknis  board Arduino  mega  adalah sebagai berikut:
●   Microcontroller : Atmega2560
●   Tegangan Operasional : 5V ●   Tegangan Input: 7 - 12 V
●   Digital I/O : 54 (6 pin PWM) ●   Analog input : 16
●   Arus DC pin I/O : 40 mA
●   Arus DC pin 3.3 V : 150 mA
●   Memori Flash : 256 KB
●   Clock : 16 Mhz
Gambar 1. Arduino Mega
2.2. RTC ( Real Time Clock ) DS1307 Real  Time  Clock  merupakan  suatu  chip  (IC) yang  memiliki  fungsi  sebagai  penunjuk  waktu.  RTC DS  1307  memiliki  register  yang  dapat  menunjukkan detik, menit, jam, tanggal, bulan dan tahun [7]. Adapun fitur-fitur dari RTC DS1307 antara lain:
 Real-time  clock  (RTC)  meyimpan  data-data detik,  menit,  jam,  tanggal,  bulan,  hari  dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100.
 56-byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan.
 Antarmuka serial Two-wire (I2C).
 Sinyal  keluaran  gelombang-kotak  terprogram ( Programmable squarewave ).
 Deteksi  otomatis  kegagalan-daya  ( power-fail ) dan rangkaian switch .
 Konsumsi daya kurang dari 500nA menggunakn mode  baterei  cadangan  dengan  operasional osilator.
 Tersedia  fitur  industri  dengan  ketahana  suhu:  - 40°C hingga +85°C.
 Tersedia dalam kemasa 8-pin DIP atau SOIC

## Gambar 2. Rangkaian RTC DS1307

## 2.3. LDR (Light Dependent Resistor)
LDR  singkatan  dari  Light  Dependent  Resistor adalah resistor yang nilai resistansinya berubah- ubah karena adanya intensitas cahaya yang diserap.  Dalam bidang  elektronika,  LDR  banyak  digunakan  sebagai sensor cahaya. Secara umum LDR bekerja berdasarkan  pengaruh  dari  intensitas  cahaya  yang datang  pada  bagian  sensor.  Besarnya  intensitas cahaya  akan  mempengaruhi  besarnya  nilai  resistansi pada  LDR  [8].  Pengaruh  intensitas  cahaya  terhadap resistansi LDR ini bersifat menurun secara eksponensial  [9].  Karakteristik  LDR  ini  dapat dimanfaatkan  untuk  mendeteksi  intensitas  cahaya pada proses hamburan balik dari suatu cairan tertentu [10].  Perubahan  nilai  resistansi  pada  LDR  akibat perubahan intensitas cayaha yang jatuh padanya akan menghasilkan perubahan tegangan. Perubahan tegangan  inilah  yang  akan  digunakan  sebagai indikator menentukan tingkat kekeruhan sampel yang dideteksi [11].
Gambar 3. Sensor LDR

## 2.4. Water Level Sensor
Water  Level adalah  alat  yang  digunakan  untuk memberikan  signal  kepada alarm / automation panel bahwa  permukaan  air  telah  mencapai level tertentu. Sensor akan memberikan signal dry contact (NO/NC) ke  panel  [12].  Detector  ini  bermanfaat  untuk memberikan alert atau untuk menggerakkan perangkat automation lainnya.

## 3. METODE PENELITIAN
Secara  umum,  rancangan  sistem  sirkulasi  air kolam  ini  terbuat  dari  sirkuit  elektronik. Fungsi sirkuit  ini  untuk  menyalurkan  data  berupa  sinyal input  yang  didapat  dari  sensor,  yang  akan  diolah arduino mega sesuai dengan program yang dirancang dan  mengeluarkan  hasil  dalam  bentuk  output  berupa pompa  air  untuk  melakukan  sirkulasi  air.  Gambaran dari sistem yang dibangun dapat dilihat pada konteks diagram berikut:

## 3.1. Context Diagram
Pada diagram konteks sistem sirkulasi air kolam renang terdapat proses dan 11 entitas eksternal. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 5.

## Gambar 5. Context diagram

## 3.2. Data Flow Diagram
Aliran  data  dari  sistem  sirkulasi  air  kolam renang  dapat  dilihat  pada  data  flow  diagram.  Mulai dari penyetingan sistem hingga akhir.
Gambar 6. Data flow diagram
Data  flow  diagram  dari  sistem  sirkulasi  air kolam  renang  memiliki  sepuluh  subproses.  Proses- proses tersebut antara lain adalah sebagai berikut:
1. Keypad mengirimkan input pengontrolan sistem ke arduino.
2. Arduino  mega  menerima  input  dari  keypad  dan mengirimkan data ke modul program.
3. Modul program melakukan pemrosesan data dan menghasilkan instruksi-instruksi yang kemudian dikirim kembali ke arduino mega.
4. Arduino  mengirimkan  output  ke  LCD  sebagai tampilan system.
5. RTC mengirimkan input berupa waktu yang real sesuai dengan yang telah di atur.
6. Water  level  mengirimkan  input  pembacaan tinggi air pada kolam.
7. LDR  mengirimkan  input berupa nilai kecerahan cahaya pada kolam.
8. Arduino  mega  memberikan  output  ke  pompa  1 untuk melakukan pengisian air pada kolam.
9. Arduino  mega  memberikan  output  ke  pompa  2 untuk memompa air menuju bak penyaringan.
10. Arduino  mega  memberikan  output  ke  pompa  3 untuk memompa air kaporit ke kolam.
11. Arduino  mega  memberikan  output  ke  pompa  4 untuk melakukan pengurasan air kolam.
3.3. Flowchart Flowchart dibuat untuk mempermudah programer  dalam  memahami  alur  dari  program  yang akan  dibangun.  Juga  bagaimana  logika  sistem  dapat di  bentuk  seefektif  mungkin.  Bentuk  flowchart program dari sistem sirkulasi air kolam renang adalah seperti gambar 7.

## 3.4. Rangkaian Sistem
Perancangan  sistem  merupakan  gabungan  dari berbagai  rangkaian  sistem  secara  keseluruhan. Sebelum  itu  akan  dilakukan  pengujian  rangkaian
masing-masing  koponen  agar  tidak  terjadi  kendala saat  penggabungan. Seperti  rangkaian  LCD,  Sensor water  level,  LDR  dan  rangkaian  pompa  air.  Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 8. Rangkaian Keseluruhan

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini memuat hasil dan pembahasan dari penelitian yang dibuat. Implementasi sistem merupakan  siklus  dari  pengembangan  sistem.  Pada tahap  ini  dilakukan  pengujian  alat  beserta  masing- masing  komponen  untuk  mendapatkan  data  yang akurat.

## 4.1. Pengujian Sensor LDR
Pengujian  rangkaian  LDR  dilakukan  dengan menguji  output  sensor  pada  air  keruh  dan  jernih. Dimana  output  yang  akan  diukur  berdasarkan tegangan  yang  dikeluarkan  dari  keluaran  rangkaian sensor  LDR.  Hasil  pengujian  sensor  dapat  dilihat pada tabel 1.

## Tabel 1 Pengujiang Rangkaian LDR
No Nilai ADC Tegangan (V) Keterangan 1 22 0.65 Air Keruh 2 37 0.8 Air Keruh 3 57 1.45 Air Keruh 4 148 2.97 Air Bersih 5 245 4.92 Air Bersih
Pada  tahap  pengujian  rangkaian  LDR,  dengan menggunakan  ADC  (analog  digital  converter)  9  bit ditetapkan  nilai  0-149  sebagai  kondisi  air  keruh  dan
nilai  150-256  sebagai  kondisi  air  bersih.  Dengan demikian  sistem  dapat  melakukan  penyaringan  dan pengurasan air saat air terdeteksi keruh.

## 4.2. Pengujian Program

## Gambar 9. Program Pengujian LDR
Pembuatan program dilakukan dengan menggunakan  software  IDE  Arduino.  Program dibangun  secara  bertahap  agar  tidak  kesulitan  saat terjadi  error.  Dimulai  dengan  pembuatan  program keypad untuk menu setting, program pengujian LDR,
pengujian  water  level  dan  pompa.  Kemudian digabung  dan  disesuaikan  dengan  keperluan.  Berikut merupakan  salah  satu  contoh  program  pengujian sensor LDR pada air.
Untuk mengetahui hasil pembacaan sensor dapat dilakukan  dengan  menggunakan  serial  monitor  pada software IDE Arduino. Hasil pembacaan sensor dapat dilihat pada gambar berikut 10.
Gambar 10. Serial Monitor
Pada  sensor  water  lever  program  ditentukan pada  nilai  input  375,  dimana  adc  yang  digunakan merupakan  adc  10  bit.  Untuk  penggalan  program dapat dilihat pada gambar 11.
Gambar 11. Program Sensor Water Level
Berdasarkan  program  diatas,  pompa  air  akan aktif  untuk  melakukan  pengisian  kolam  selama  nilai dari  sensor  water  level  belum  mencapai  nilai  375. Saat  nilai  dari  sensor  lebih  besar  dari  375  maka pompa  air  akan  off  yang  menandakan  pengisian  air kolam telah selesai.

## 4.3. Bentuk Fisik Alat

## 4.4. Pengujian Sistem
Pengujian  sistem  dilakukan  dengan  bertahap sesuai  dengan  fitur  yang  dimiliki.  Dmulai  dari pengisian  air  kolam,  penyaringan  air  ketika  keruh, penyemprotan  kaporit,  dan  terakhir  pengurasan  air kolam.  Berikut  merupakan  tahapan  dari  proses tersebut.
1. Proses pengisian air kolam
Gambar 13. Proses pengisian air kolam
2. Proses penyaringan air kolam
Gambar 14. Proses penyaringan air kolam
3. Proses penyemprotan kaporit Gambar 15. Proses penyemprotan kaporit Saluran Air Masuk Air Menuju Filter Penyemprot Kaporit
4. Proses pengurasan air kolam renang

## Gambar 16. Proses pengurasan air kolam

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada  perancangan  sistem  sirkulasi  air  otomatis pada  kolam  renang,  Arduino  Mega  2560  dapat melakukan pengontrolan dengan menggunakan beberapa sonsor, seperti sensor LDR, RTC, dan water level.    Penggunaan  sensor  water  level  menggunakan adc 10-bit agar nilai pembacaan lebih sensitif, hal ini dikarenakan  bak  kolam  yang  di  buat  tidak  terlalu tinggi. Nilai sensor water level ditetapkan pada angka 375,  sehingga  pompa  air  akan  hidup  selama  nilai sensor kecil dari 375. RTC dapat memberikan output pewaktuan  dengan  benar  saat  mengatur  waktu pembuangan  air  pada  kolam  renang  dan  pengisian kaporit  sesuai  waktu  yang  diinputkan.  Dalam pembacaan tingkat kekeruhan air dengan menggunakan  sensor  LDR pada sistem dapat bekerja dengan  baik.  Pembacaan  sensor  menggunakan  adc  9 bit  karena  output  yang  dihasilkan  oleh  LDR cenderung tidak stabil, sehingga lebih baik menggunakan  9  bit  dibandingkan  10  bit  adc.  Nilai sensor  LDR  ditetapkan  pada  nilai  150.  Maka  jika sensor  LDR  bernilai  kecil  dari  nilai  150  maka program  akan  menentukan  bahwa  kondisi  air  keruh dan  harus  dilakukan  pengurasan  kolam.  Secera keseluruhan prototype  ini dapat berjalan dengan  baik dalam  mengatur  sirkulasi  air  kolam.  Namun  untuk pemanfaatan  dalam  keadaan  nyata  tentu  sensor  yang digunakan harus menyesuaikan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Adenan,  M.,Andayani,F.,  &  Riyanto,A.  (2011) Tata  Graha.  Edisi  2011.  Jakarta:  Poltekkes Kemenkes  Jakarta  II  Jur.Kesling :  Jakarta., 2011..
[2]  Sukadewi,  N.  M. T. E.,  &  Rusminingsih,  N.  K. (2019).  Keadaan  Sanitasi  Kolam  Renang  Tirta Yasa  Desa  Mambal  Kecamatan  Abiansemal Kabupaten Badung Tahun 2017. Jurnal
Kesehatan  Lingkungan  (JKL),  9(1),  11–30. https://doi.org/10.33992/jkl.v9i1.657
[3]  Watung, A. T., & Pakasi, F. G. (2013). Kondisi sanitasi  kolam  renang  mutiara  water  wolrd resort  di  kelurahan  sagerat  kecamatan  matuari kota bitung. Jik, JIK Volume, 1–6.
[4]  Manik, L. E., Najoan, M. E. I., Rumagit, A. M., &  Sugiarso,  B.  A.  (2013).  Rancang  Bangun Aplikasi  Sistem  Pendeteksi  Kekeruhan  Air Menggunakan  Mikrokontroler  Avr  Atmega 8535. E-Journal Teknik  Elektro Dan Komputer, 2(5), 1–6.
[5]  Aryasa,  K.,  &  Veraninda,  R.  (2017,  August). Prototype  aplikasi  pendeteksi  kekeruhan  air berbasis  arduino  pada  perusahaan  daerah  air minum  makassar.  In SISITI:  Seminar  Ilmiah Sistem Informasi dan Teknologi Informasi (Vol. 5, No. 1).
[6]  Kartiria,  Erhaneli,  Windra,  C.  Y.  (2021). Penerapan Mikrokontroller  Arduino Mega 2560 sebagai  Monitoring  pada  Pembacaan  Arus  3 Phasa  di  Gardu  Induk  150  kV  Lubuk  Alung. Jurnal Teknik Elektro, 10(1), 37–45.
[7]  Zein, R. H. (2013). VOL . 6 NO . 1 Maret 2013. Sistem  Keamanan  Ruangan  Menggunakan Sensor  Passive  Infra  Red  (PIR)  Dilengkapi Kontrol  Penerangan  Pada  Ruangan  Berbasis Mikrokontroler  ATmega8535  dan  Real  Time Clock DS1307, 6(1), 146–162.
[8]  Cahyono,  B.  E.,  Utami,  I.  D.,  Lestari,  N.  P.,  & Oktaviany,  N.  S.  (2019).  Karakterisasi  Sensor LDR  dan  Aplikasinya  pada  Alat  Ukur  Tingkat Kekeruhan  Air  Berbasis  Arduino  UNO. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika, 7(2), 179-186.
[9]  Eka Nuzula, N., & Endarko, E. (2014). Rancang Bangun  Alat  Ukur  Kekeruhan  Air  Berbasis Mikrokontroler. BERKALA  FISIKA,  16 (4),  111- 118.
[10]  Karlen,  M.,  &  Benya,  J.  (2007).  Dasar-dasar Desain Pencahayaan. Jakarta: Erlangga.
[11]  Fairuz,  A.,  &  Zubir,  M.  (2009).  Turbidimeter Design  and  Analysis  :  A  Review  on  Optical Fiber  Sensors  for  the  Measurement  of  Water Turbidity. Sensor Vol 9 no 10 pp. 8311–8335.
[12]  Khair,  U.  (2020).  Alat  Pendeteksi  Ketinggian Air  Dan  Keran  Otomatis  Menggunakan  Water Level  Sensor  Berbasis  Arduino  Uno.  Wahana Inovasi :  Jurnal  Penelitian  Dan  Pengabdian Masyarakat UISU, 9(1), 9–15.
Saluran Air Keluar