Pemantauan dan Pengendalian Suplai Air Bersih Pada Toilet Kampus Menggunakan Teknologi Sensor Passive Infrared Receiver dan Flow Liquid Meter
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan pada
skripsi.
1.1
Latar Belakang
Air merupakan sumber kehidupan untuk setiap makhluk hidup. Air juga salah satu
kebutuhan utama dalam
kehidupan kita. Tingginya tingkat kebutuhan manusia
terhadap air tidaklah sebanding dengan ketersediaan air di bumi, karena dari seluruh
air yang ada di bumi 97% adalah air laut, 3% sisanya adalah air tawar dan hanya 1%
saja yang tersedia untuk digunakan seluruh manusia.
Banyaknya pemborosan penggunaan air menyebabkan terjadinya pemborosan
pemakaian air. Hingga saat ini tingkat kebutuhan air semakin tinggi seiring dengan
semakin tingginya tingkat pertambahan penduduk dunia. Maka tidaklah berlebihan
jika UNESCO memprediksikan bahwa pada tahun 2020 dunia akan mengalami krisis
air global.
Pemborosan penggunaan air seringkali terjadi pada toilet maupun kamar
mandi. Ketidakpeduliaan manusia tentang pemakaian air yang hemat pada toilet dan
kamar mandi menyebabkan terjadinya pemborosan air. Sebagai contoh hal ini sering
kali terjadi pada toilet kampus. Untuk itu diperlukan suatu sistem yang berfungsi
untuk mengendalikan pemakaian air dengan menggunakan keran otomatis.
Pemantauan terhadap pemakaian air pada toilet diharapkan dapat mengurangi
penggunaan air yang berlebihan.
Pemantauan ini didukung oleh sensor Passive
Universitas Sumatera Utara
2
Infrared Receiver (PIR). Passive Infrared Receiver merupakan sebuah sensor
berbasis inframerah. Akan tetapi, tidak seperti sensor inframerah kebanyakan yang
terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti
IR LED. Sesuai dengan namanya ‘passive’, sensor ini hanya merespon energi dari
pancaran sinar inframerah pasif
yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi
olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.
Hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang
gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring
panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga
panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai
10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor.
Sehingga ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap
pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki
suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric
bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar
inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan
arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan
output.
Berdasarkan penelitian terdahulu oleh Alfarobi (2011), rangkaian pembuatan
keran air otomatis ini menggunakan microcontroller dan juga sensor gerak dan
digunakan untuk pengaktifan rangkaian saklar otomatis yang berfungsi untuk
memberi masukan kepada washer pump untuk mengendalikan air tertutup atau
terbuka.rangakain ini akan membuka secara otomatis jika menhalangi sensor. Ketika
terhalang sensor maka rangkaian akan aktif.
Namun dalam penelitian ini sensor yang digunakan adalah sensor pir dengan
bantuan I, solenoid valve dan flow liquid meter. Pir akan memberikan informasi
kepada microcontroller apabila terdeteksi adanya manusia pada toilet tersebut. Dan
microcontroller akan memberikan perintah kepada solenoid valve untuk menutup dan
membuka aliran air. Flow liquid meter berfungsi untuk menghitung berapa jumlah
pemakaian air yang digunakan. Dimana data tersebut akan dikirimkan ke
microcontroller ethernet shield untuk diolah menggunakan aplikasi backpropacation
agar dapat mempredeiksi pemakaian air pada bulan berikutnya.
Universitas Sumatera Utara
3
Dengan adanya sistem aplikasi ini diharapkan dapat membantu penggunaan air
yang lebih berguna lagi dan lebih efisien. Berdasarkan latar belakang diatas maka
penulis mengajukan proposal penelitian dengan judul “PEMANTAUAN DAN
PENGENDALIAN
SUPLAI
AIR
BERSIH
PADA
TOILET
KAMPUS
MENGGUNAKAN TEKNOLOGI SENSOR PASSIVE INFRARED RECEIVER
DAN FLOW LIQUID METER”.
1.2. Rumusan Masalah
Banyaknya pemakaian air di kamar mandi kampus, menjadi salah satu penyebab
utama terjadinya pemborosan pemakaian air, dimana setiap kali pengguna
menghidupkan keran air di kamar mandi, kemudian lupa untuk mematikannya. Hal ini
merupakan salah satu penyebab utama terjadinya pemborosan pemakaian air. Untuk
itu diperlukan suatu pendekatan untuk mengatur aliran air yang dikeluarkan sesuai
kebutuhan sehingga efisiensi penggunaan air di kamar mandi dapat ditingkatkan.
1.3.
Batasan Masalah
Permasalahan yang dibahas pada penelitian ini akan dibatasi ruang lingkupnya yaitu
penelitian ini tidak menghitung nilai efisiensi atas penghematan air yang diakibatkan
oleh implementasi sistem.
1.4. Tujuan penelitian
Untuk memantau dan mengendalikan konsumsi air bersih yang disuplai melalui keran
untuk mengantisipasi pemborosan air akibat kebocoran atau penggunaan air yang
tidak efisien menggunakan teknologi sensor flow liquid meter dan passive infrared
receiver.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Sebagai alternatif pengendaliaan penggunaan air bersih dilingkungan
perkotaan.
2. Menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya dalam pengembangan di
bidang computer system.
Universitas Sumatera Utara
4
1.6. Metodologi Penelitian
Terdapat beberapa tahapan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dalam rangka mengumpulkan dan mempelajari
informasi-informasi dari buku, paper, jurnal, atau sumber referensi lain
mengenai flow liquid meter sensor,sensor pir dan metode untuk me
pengendalian suplai air bersih pada kamar mandi.
2. Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap bahan referensi yang telah
dikumpulkan sebelumnya untuk mendapatkan pemahaman mengenai
metode yang akan digunakan untuk diimplementasikan dalam permasalahan
pada saat dan pengendalian suplai air di kamar mandi.
3. Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak yang dibangun,
seperti perancangan arsitektur dan antarmuka sistem. Proses perancangan
dilakukan berdasarkan hasil analisis terhadap studi literatur yang sudah
dikumpulkan.
4. Implementasi
Pada tahap ini dilakukan implementasi terhadap analisis yang telah
dilakukan ke dalam pembangunan program sesuai dengan alur yang
ditentukan.
5. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi yang telah dibuat
untuk melakukan dan pengendalian suplai air bersih pada kamar mandi,
serta memastikan aplikasi telah berjalan sesuai dengan yang diharapkan.
6. Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan penulisan laporan mengenai seluruh penelitian
yang telah dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
5
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas
pada penelitian ini. Pada bab ini dijelaskan tentang flow liquid meter sensor,sensor
PIR dan metode untuk me dan pengendalian suplai air di kamar mandi.
Bab 3: Analisis dan Perancangan Sistem
Bab ini berisi analisis dari metode yang digunakan untuk me mengendalikaan suplai
air bersih pada kamar mandi, serta perancangan sistem yang dibuat seperti pemodelan
dengan flowchart dan usecase diagram.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian Sistem
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan sistem
yang disusun pada Bab 3 dan hasil pengujian terhadap sistem yang dibangun.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saransaran yang diajukan untuk pengembangan pada penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan pada
skripsi.
1.1
Latar Belakang
Air merupakan sumber kehidupan untuk setiap makhluk hidup. Air juga salah satu
kebutuhan utama dalam
kehidupan kita. Tingginya tingkat kebutuhan manusia
terhadap air tidaklah sebanding dengan ketersediaan air di bumi, karena dari seluruh
air yang ada di bumi 97% adalah air laut, 3% sisanya adalah air tawar dan hanya 1%
saja yang tersedia untuk digunakan seluruh manusia.
Banyaknya pemborosan penggunaan air menyebabkan terjadinya pemborosan
pemakaian air. Hingga saat ini tingkat kebutuhan air semakin tinggi seiring dengan
semakin tingginya tingkat pertambahan penduduk dunia. Maka tidaklah berlebihan
jika UNESCO memprediksikan bahwa pada tahun 2020 dunia akan mengalami krisis
air global.
Pemborosan penggunaan air seringkali terjadi pada toilet maupun kamar
mandi. Ketidakpeduliaan manusia tentang pemakaian air yang hemat pada toilet dan
kamar mandi menyebabkan terjadinya pemborosan air. Sebagai contoh hal ini sering
kali terjadi pada toilet kampus. Untuk itu diperlukan suatu sistem yang berfungsi
untuk mengendalikan pemakaian air dengan menggunakan keran otomatis.
Pemantauan terhadap pemakaian air pada toilet diharapkan dapat mengurangi
penggunaan air yang berlebihan.
Pemantauan ini didukung oleh sensor Passive
Universitas Sumatera Utara
2
Infrared Receiver (PIR). Passive Infrared Receiver merupakan sebuah sensor
berbasis inframerah. Akan tetapi, tidak seperti sensor inframerah kebanyakan yang
terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti
IR LED. Sesuai dengan namanya ‘passive’, sensor ini hanya merespon energi dari
pancaran sinar inframerah pasif
yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi
olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.
Hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang
gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring
panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga
panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai
10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor.
Sehingga ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap
pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki
suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric
bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar
inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan
arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan
output.
Berdasarkan penelitian terdahulu oleh Alfarobi (2011), rangkaian pembuatan
keran air otomatis ini menggunakan microcontroller dan juga sensor gerak dan
digunakan untuk pengaktifan rangkaian saklar otomatis yang berfungsi untuk
memberi masukan kepada washer pump untuk mengendalikan air tertutup atau
terbuka.rangakain ini akan membuka secara otomatis jika menhalangi sensor. Ketika
terhalang sensor maka rangkaian akan aktif.
Namun dalam penelitian ini sensor yang digunakan adalah sensor pir dengan
bantuan I, solenoid valve dan flow liquid meter. Pir akan memberikan informasi
kepada microcontroller apabila terdeteksi adanya manusia pada toilet tersebut. Dan
microcontroller akan memberikan perintah kepada solenoid valve untuk menutup dan
membuka aliran air. Flow liquid meter berfungsi untuk menghitung berapa jumlah
pemakaian air yang digunakan. Dimana data tersebut akan dikirimkan ke
microcontroller ethernet shield untuk diolah menggunakan aplikasi backpropacation
agar dapat mempredeiksi pemakaian air pada bulan berikutnya.
Universitas Sumatera Utara
3
Dengan adanya sistem aplikasi ini diharapkan dapat membantu penggunaan air
yang lebih berguna lagi dan lebih efisien. Berdasarkan latar belakang diatas maka
penulis mengajukan proposal penelitian dengan judul “PEMANTAUAN DAN
PENGENDALIAN
SUPLAI
AIR
BERSIH
PADA
TOILET
KAMPUS
MENGGUNAKAN TEKNOLOGI SENSOR PASSIVE INFRARED RECEIVER
DAN FLOW LIQUID METER”.
1.2. Rumusan Masalah
Banyaknya pemakaian air di kamar mandi kampus, menjadi salah satu penyebab
utama terjadinya pemborosan pemakaian air, dimana setiap kali pengguna
menghidupkan keran air di kamar mandi, kemudian lupa untuk mematikannya. Hal ini
merupakan salah satu penyebab utama terjadinya pemborosan pemakaian air. Untuk
itu diperlukan suatu pendekatan untuk mengatur aliran air yang dikeluarkan sesuai
kebutuhan sehingga efisiensi penggunaan air di kamar mandi dapat ditingkatkan.
1.3.
Batasan Masalah
Permasalahan yang dibahas pada penelitian ini akan dibatasi ruang lingkupnya yaitu
penelitian ini tidak menghitung nilai efisiensi atas penghematan air yang diakibatkan
oleh implementasi sistem.
1.4. Tujuan penelitian
Untuk memantau dan mengendalikan konsumsi air bersih yang disuplai melalui keran
untuk mengantisipasi pemborosan air akibat kebocoran atau penggunaan air yang
tidak efisien menggunakan teknologi sensor flow liquid meter dan passive infrared
receiver.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Sebagai alternatif pengendaliaan penggunaan air bersih dilingkungan
perkotaan.
2. Menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya dalam pengembangan di
bidang computer system.
Universitas Sumatera Utara
4
1.6. Metodologi Penelitian
Terdapat beberapa tahapan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dalam rangka mengumpulkan dan mempelajari
informasi-informasi dari buku, paper, jurnal, atau sumber referensi lain
mengenai flow liquid meter sensor,sensor pir dan metode untuk me
pengendalian suplai air bersih pada kamar mandi.
2. Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap bahan referensi yang telah
dikumpulkan sebelumnya untuk mendapatkan pemahaman mengenai
metode yang akan digunakan untuk diimplementasikan dalam permasalahan
pada saat dan pengendalian suplai air di kamar mandi.
3. Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak yang dibangun,
seperti perancangan arsitektur dan antarmuka sistem. Proses perancangan
dilakukan berdasarkan hasil analisis terhadap studi literatur yang sudah
dikumpulkan.
4. Implementasi
Pada tahap ini dilakukan implementasi terhadap analisis yang telah
dilakukan ke dalam pembangunan program sesuai dengan alur yang
ditentukan.
5. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi yang telah dibuat
untuk melakukan dan pengendalian suplai air bersih pada kamar mandi,
serta memastikan aplikasi telah berjalan sesuai dengan yang diharapkan.
6. Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan penulisan laporan mengenai seluruh penelitian
yang telah dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
5
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas
pada penelitian ini. Pada bab ini dijelaskan tentang flow liquid meter sensor,sensor
PIR dan metode untuk me dan pengendalian suplai air di kamar mandi.
Bab 3: Analisis dan Perancangan Sistem
Bab ini berisi analisis dari metode yang digunakan untuk me mengendalikaan suplai
air bersih pada kamar mandi, serta perancangan sistem yang dibuat seperti pemodelan
dengan flowchart dan usecase diagram.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian Sistem
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan sistem
yang disusun pada Bab 3 dan hasil pengujian terhadap sistem yang dibangun.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saransaran yang diajukan untuk pengembangan pada penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara