Sistem Pemantauan & Peringatan Banjir Yang Terintegrasi Dengan Website Melalui Teknologi GPRS Chapter III V
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Perancangan Sistem
Pada Tugas akhir ini dirancang sebuah sistem peringatan dini banjir yang
terintegrasi dengan website melalui teknologi GPRS.Dalam perancangannya, sistem
ini dibangun untuk daerah pemukiman tepi sungai yang rawan banjir. Sistem ini
terdiri dari beberapa sensor, mikrokontroler arduino dan modul GPRS/GSM. Sensor –
sensor yang digunakan dalam sistem ini adalah sensor ultrasonik dan sensor arus air.
Sensor ultrasonik berfungsi untuk mengukur ketinggian air sungai sedangkan sensor
arus air berfungsi untuk mengukur kecepatan air sungai. Data hasil pengukuran
sensor akan diproses oleh mikrokontroler Arduino. Jika ketinggian air sungai 0.8
meter di atas keadaan normal maka sistem akan mengirim pesan peringatan via sms
(Short Message Service) dan mengirim informasi ketinggian dan kecepatan air sungai
ke website melalui teknologi GPRS. Jika ketinggian air di bawah 0.8 meter keadaan
normal maka sistem hanya mengirim informasi ketinggian dan kecepatan air sungai
ke website setiap 5 menit. Gambar 3.1 menunjukkan perancangan sistem secara
keseluruhan.
Gambar 3.1 : Perancangan Sistem
3Gambar 3.1 : Perancangan Sistem
14
Universitas Sumatera Utara
3. 2 Perancangan Pengukuran Ketinggian Air
Umumnya sensor ultrasonik digunakan sebagai pengukur jarak. Pada sistem
peringatan dini banjir, sensor ultrasonik digunakan sebagai pengukur ketinggian air
sungai. Sensor ultrasonik ditempatkan di atas permukaan air sungai mengahadap ke
bawah seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.2. Untuk menghitung ketinggian air
sungai maka rumus yang digunakan adalah :
∆h = L1 – L2 (2)
Dimana :
∆h : Perubahan Ketinggian air
L1 : Jarak sensor dengan permukaan air sungai dengan ketinggian normal.
L2 : Jarak sensor dengan air sungai dengan ketinggian di atas permukaan normal.
Sensor
L1
L2
air sungai dengan ketinggian
di atas permukaan normal
∆h
air sungai dengan ketinggian normal
4Gambar 3.2 : Perancangan Rumus Sensor Ultrasonik
15
Universitas Sumatera Utara
3.3 Kebutuhan Sistem
Adapun kebutuhan sistem ini adalah Arduino Uno, GPRS/GSM Arduino Shield
Sim900, HC-SR04
3.3.1 Arduino Uno
Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada
ATmega328 (datasheet). Arduino UNO memiliki 14 pin digital input/output , 6
input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power
jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua
yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke
sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah
adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainyaMikrokontroler
ATmega2560.
Berikut ini spesifikasi Arduino uno :
a. Tegangan Operasional
: 5V
b. Tegangan Masukan (direkomendasi)
: 7-12V
c. Tegangan Masukan (batas)
: 6-20V
d. Pin Digital I/O
: 54 (14 pin untuk keluaran
PWM)
e. Analog Input Pin
: 16
f. Arus DC per I/O Pin
: 40 mA
g. Arus DC for 3.3V Pin
: 50 mA
h. Memori Flash
:256 KB(8 KB untukbootloader)
i.
:8 KB
SRAM
16
Universitas Sumatera Utara
j.
EEPROM
: 4 KB
5Gambar 3.3 Arduino Uno
Gambar 3.3 Arduino Uno
3.3.2 GPRS/GSM Arduino Shield
GPRS/GSM Shieldadalah modul berbasis SIM900 dari SIMCOM dan
kompatibel dengan Arduino dan klon nya. GPRS Shield menyediakan cara untuk
berkomunikasi menggunakan jaringan telepon seluler GSM. Shield ini
memungkinkan untuk melakukan SMS, MMS, GPRS dan Audio melalui UART
dengan mengirimkan perintah AT (GSM 07.07, 07,05 dan AT commands yang
ditingkatkan SIMCOM). Shield ini juga memiliki 12 GPIOs, 2 PWMs dan ADC
dari modul SIM900 (semua berlogika 2V8) pada onboard yang sekarang.
.
6Gambar 3.4 : GPRS/GSM Module Arduino Shield
17
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4GPRS/GSM Arduino Shield
Berikut ini fitur – fitur yang dimiliki GPRS/GSM arduino shield adalah sebagai
berikut :
1. Quad-Band 850/900/1800/1900 MHz - akan bekerja pada jaringan GSM di
semua negara di seluruh dunia.
2. GPRS multi slot kelas 10/8
3. GPRS mobile station class B
4. Compliant ke fase GSM 2/2 +
5. Kelas 4 (2 W @ 850/900 MHz)
6. Kelas 1 (1 W @ 1800 / 1900MHz)
7. Kontrol melalui perintah AT - Standard Perintah: GSM 07.07 & 07,05 |
Perintah ditingkatkan SIMCOM AT Commands.
8. Short Message Service - dapat mengirim data dalam jumlah kecil melalui
jaringan (ASCII atau heksadesimal mentah).
9. Embedded TCP/UDP stack - memungkinkan untuk meng-upload data ke web
server.
10. RTC didukung.
11. Port serial dapat dipilih ( Hardware Serial atau Software Serial).
12. Speaker dan Headphone
13. Konsumsi daya rendah 1.5mA (sleep mode)
14. Suhu Operasional -40 ° C sampai +85 ° C
18
Universitas Sumatera Utara
3.3.3 Sensor Ultrasonik HC-SR04
Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang
ultrasonik. Prinsip kerja sesnsor ini mirip dengan radar ultrasonik. Gelombang
ultrasonik di pancarkan kemudian diterima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak
antara waktu pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak objek. Sensor
ini cocok untuk aplikasi elektronik yang memerlukan deteksi jarak.
7Gambar 3.5 : Sensor Ultrasonik HC-SR04
Berikut ini spesifikasi Sensor Ultrasonik HC-SR04 :
•
Jangkauan deteksi: 2cm sampai kisaran 400 -500cm
•
Sudut deteksi terbaik adalah 15 derajat
•
Tegangan kerja 5V DC
•
Resolusi 1cm
•
Sinyal Input Triggered Pin : 10uS TTL Pulse
•
Frekuensi Ultrasonik 40 kHz
•
Arus 15mA
3.3.4 Sensor Kecepatan Air G3/4
Sensor Kecepatan Air G3/4 terdiri dari sebuah body berbahan plastik, rotor dan
sensor hall – effect. Ketika air mengalir melewati rotor, rotor berputar. Kecepatan
19
Universitas Sumatera Utara
putaran rotor berubah seiring dengan kecepatan aliran air. Output Sensor Hall –
Effect berupa sinyal pulse.
Gambar
RTC DS-1307
8Gambar
3.63.8Modul
Sensor Aliran
Air G3/4
Spesifikasi Sensor Kecepatan Air adalah sebagai berikut :
•
MinimumWorking Voltage : 4.5 Volt
•
Arus Maksimum : 1.5mA (DC 5V).
•
Working Voltage : 5V – 24V
•
Flow Rate Change : 60L/min
•
Load Capacity :≤10mA(DC 5V)
•
Suhu Kerja : ≤ 80℃
•
Suhu Cairan : ≤ 120℃
3.4 Perancangan Hardware
Pada perancangan hardware, sistem ini menggunakan Arduino Uno, Sim900
GPRS/GSM shield Arduino, sensor kecepatan air G3/4 dan sensor ultrasonik HCSR04 seperti yang dibahas di bab sebelumnya. Rangkaian skematiknya dapat dilihat
pada gambar 3.7.
20
Universitas Sumatera Utara
9Gambar 3.7 : Rangkaian Skematik Sistem
Berikut ini penjelasan dari gambar rangkaian skematik sistem :
1. Arduino Uno berfungsi sebagai mainboard yangmengkontrol semua komponen
dalam sistem. Arduino uno menggunakan baterai Li-Po 11.1 volt sebagai catu
dayanya.
2. SIM900 GPRS/GSM shield Arduino berfungsi sebagai module GPRS yang
mengirim data ke web server. Komponen ini berkomunikasi dengan arduino secara
serial dengan menggunakan software serial yaitu pin 7 dan pin 8. Modul ini
mendapat catu daya dari arduino yaitu pin VCC dan GND.
21
Universitas Sumatera Utara
3. Sensor aliran air memiliki tiga pin yaitu vcc, signal dan gnd. Pinsignal
dihubungkan ke pin 2 arduino karena Arduino uno membaca sejumlah sinyal pulsa
dari sensor kecepatan air dengan menggunakan fungsi interrupt.Arduino memiliki
dua pin yang memiliki fungsi interrupt yaitu pin 2 dan 3.
4. Sensor Ultrasonik HC-SR04 memiliki empat pin yaitu vcc, triger, echo dan
gnd.Pin triger berfungsi untuk memancarkan gelombang ultrasonik sedangkan pin
echo berfungsi untuk menerima gelombang ultrasonik. Pin triger pada sensor
ultrasonik diletakkan ke pin 4 arduino dan pin echo dihubungkan ke pin 5 arduino.
3.5Perancangan Software
Pada perancangan Softrware sistem ini terdiri dari dua bagian yaitu perancangan
program Arduino dan server.
3.5.1 Perancangan Program Arduino
Dalam perancangan program Arduino, hal yang pertama dilakukan adalah
melakukan inisialisasi software serial dan variabel variabel program yang
dibutuhkan. Inisialisasi software serial dibutuhkan karena komunikasi antara modul
GPRS/GSM dan Arduino menggunakan software serial.Langkah berikutnya adalah
membaca hasil pengukuran sensor ultrasonik dan sensor kecepatan air. Langkah –
langkah pembacan sensor ultrasonik dan sensor kecepatan air dapat dilihat di flow
chart sesuai gambar 3.9& gambar 3.10. Setelah melakukan pembacaan sensor,
langkah berikutnya adalah memeriksa ketinggian air sungai. Jika ketinggian air
sungai 0.8 meter di atas ketinggian normal maka mikrokontroler memberi perintah
untuk mengirim sms ( Short Message Service) peringatan dan data hasil pengukuran
sensor ke server lalu mengubah nilai variabel SM menjadi 1. Tetapi jika ketinggian
22
Universitas Sumatera Utara
air kurang dari 0.35 m di atas ketinggian normal maka mikrokontroler memberi
perintah untuk mengirim data hasil pengukuran ke web dan mengubah variabel SM
menjadi 0. Variabel SM pada program ini berfungsi sebagai status sistem apakah
sudahmelakukan pengiriman SMS peringatan atau belum.Untukpengiriman data
hasil pengukuran sensor ke server menggunakan koneksi HTTP GET. Seluruh
proses ini dapat dilihat pada flow chart program sesuai gambar 3.10
23
Universitas Sumatera Utara
10Gambar 3.8 : Flow chart Program Sensor Ultrasonik
24
Universitas Sumatera Utara
11Gambar 3.9 : Flowchart Program Sensor Kecepatan Air
25
Universitas Sumatera Utara
12Gambar
3.10 : Flowchart
Keseluruhan
Program Arduino
Gambar 3.10Flow
Chart keseluruhan
program
26
Universitas Sumatera Utara
3.5.2 Perancangan Server
Pada perancangan server terdiri dari halaman web, MySQL database dan Get
Method Page seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.11. Halaman web pada server
berfungsi untuk menampilkan data hasil pengukuran sensor secara real time
laludatabase berfungsi sebagai tempat penyimpanan data hasil pengukuran sensor
sedangkan HTTP GET PAGE berfungsi untuk menerima data dari sistem melalui
GPRS module
13Gambar 3.11 : Block Diagram Server
3.5.2.1 Web Page
Web Page ( Halaman Web) berfungsi untuk menampilkan data ketinggian
dan kecepatan air sungai yang tersimpan di database. Data – data tersebut
ditampilkan dalam bentuk tabel.Web page ini dapat diakses oleh user melalui
aplikasi web komputer atau mobile.Program yang digunakan untuk membangun
Web page ini adalah HTML & CSS. Program HTML & CSS ini akan disimpan di
server (host) dalam bentuk file script.
3.5.2.2 MySQL Database
MySQL Database berfungsi sebagai tempat penyimpanan data – data yang
telah dikirim oleh Arduino melalui GPRS/GSM module. Dalam perancangannya,
struktur database ini terdiri dari nama field dan tipe field seperti yang ditunjukkan
pada tabel 3.1 .
27
Universitas Sumatera Utara
Name
Type
Id
Int(11)
Waktu
datetime
ketinggian
Varchar(5)
Arus
Varchar(5)
Status
Varchar(10)
1Tabel 3.1 : Struktur Database MySQL
3.5.2.3 GET Method Page
Get Method Page adalah sebuah halaman web yang dirancang untuk
menerima data yang dikirim oleh arduino melalui GPRS module. Data yang
diterima akan disimpan di database. Halaman web ini dibangun dengan
menggunakan PHP script. Hal yang pertama dilakukan PHP script adalah
mengakses database dengan memberikan username, password,alamat host, dan
nama tabel. Langkah berikutnya adalah menginitialisasi variabel – variabel yang
diperlukan seperti waktu
dan sensor. Proses keseluruhan dapat dilihat pada
gambar 3.12.
Dalam pengiriman data dengan metode GET dilakukan dengan
menambahkan tanda ‘?’ dan variabel berserta nilainya di url utama. Penulisan
URL-nya dapat dilihat di contoh berikut ini :
https://www.sismon.esy.es/simpan.php?sensor1=20&sensor2=11
dimana :
•
https://www.sismon.esy.es/simpan.php : Url utama dari web
•
?sensor1=20&sensor2=11 : Variabel dan nilainya yang ingin dikirim
28
Universitas Sumatera Utara
a
No
Yes
14Gambar 3.12 : Flowchart Program Halaman Get
29
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Umum
Pada Bab 4 ini akan dilakukan implementasi sistem berdasarkan perancangan
pada Bab 3, maka dilakukan pembuatan sistem peringatan dini banjir yang
terintergrasi dengan website melalui teknologi GPRS. Selain itu, dilakukan juga
pengujian-pengujian terhadap sistem ini. Setelah itu, dilakukan analisa terhadap
masing-masing pengujian. Adapun pengujian yang dilakukan terdiri dari :
1. Pengujian sensor ultrasonik sebagai pengukur ketinggian air
2. Pengujian sensor aliran air.
3. Pengujian pengiriman SMS
4. Pengujianpendeteksi banjir
5. Pengujian pengiriman data ke database
6. Pengujian website sebagai halaman monitoring
7. Implementasikeseluruhan sistem di lapangan
4.2Pengujian dan Analisa Sensor Ultrasonik sebagai Pengukur Ketinggian air
Pengujian
sensor
ultrasonik
dilakukan
pada
sebuah
bakyang
mempunyaiketinggian50 cm. Sensor ultrasonik ditempatkan di atas bak dan
terhubung dengan Arduino. Sedangkan arduino dihubungkan ke laptop melalui kabel
USB untuk melihat hasil pengukuran sensor di serial monitor. Kemudian ember diisi
dengan air hingga permukaan air mencapai ketinggian yang sudah ditentukan.Hasil
pengukuran sensor akan dibandingkan denganpengukuran secara manual (mengukur
jarak sensor ke permukaan air dengan menggunakan meteran). Dalam pengujian ini,
30
Universitas Sumatera Utara
jarak antara sensor ultrasonik dengan
permukaan emberadalah 136 cm. Proses
pengujian sensor ultrasonik ini dapat dilihat pada gambar 4.1.
16Gambar 4.1 : Pengujian Sensor Ultrasonik sebagai Pengukur Ketinggian air
Gambar 4.3Hasil pengujian dengan pengukuran manual
Hasil pengujian sensor ultrasonik sebagai pengukur ketinggian dapat dilihat
pada tabel 4.1. Dapat dilihat bahwa adanya perbedaan
antara hasil pengukuran
sensor dengan pengukuran secara manual. Permukaan air pada ketinggian0.08 m
hingga 0.27 m mempunyai perbedaan pengukuran sebesar 4 cm sedangkan
permukaan air pada ketinggian 0.31 m hingga 0.47 m
mempunyai perbedaan
pengukuran sebesar 3 cm.Hal ini dikarenakan rata -rata akurasi pengukuran jarak
dengan menggunakan sensor ultrasonik pada jarak 0.8 meter hingga
1.3 meter
adalah 96.6 %. Meskipun sensor ini mempunyai akurasi rata - rata hanya 96.6%, hal
ini masih bisa ditoleransi untuk digunakan dalam sistem ini.
31
Universitas Sumatera Utara
Ketinggian yang
Jarak antara sensor
Jarak yang
Akurasi (%)
diukur dengan
dengan permukaan air
terbaca
Pengukuran
Sensor (m)
(m )
sensor (m)
jaraknya
0.08
0.12
1.28
1.24
96,87
0.14
0.18
1.22
1.18
96.72
0.19
0.23
1.17
1.13
96.58
0.24
0.28
1.12
1.08
96.42
0.27
0.31
1.09
1.05
96.33
0.31
0.34
1.05
1.02
97.14
0.35
0.38
1.01
0.98
97.02
0.41
0.44
0.96
0.93
96.87
0.47
0.51
0.89
0.85
95.50
Ketinggian
air (m)
2 Tabel 4.1 : Tabel Hasil Pengujian
ketinggian air
ketinggian air yang terukur sensor
Jarak Sensor Ke permukaan air
Jarak yang terukur sensor
140
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
17 Gambar 4.3:Grafik Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik
32
Universitas Sumatera Utara
4.3Pengujian Sensor Aliran Air
Pada sub-bab ini dilakukan pengujian sensor aliran air. Pengujian ini dilakukan
dengan meletakkan sensor aliran air di sungai dan memantau hasil pengukurannya di
serial monitor. Proses pengujian dapat dilihat pada gambar 4.2 dan hasil pengukuran
sensor dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar
: Pengujian
sensor
18Gambar
4.2 :4.6
Pengujian
Sensor
Aliran Air
19Gambar 4.3 : Hasil Pengujian Sensor Aliran Air
33
Universitas Sumatera Utara
4.4Pengujian Pengiriman SMS (Short Message Service)
Pengujian pengiriman sms dilakukan dengan sebuah program yang berisi AT
Command. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakankartu sim bernomor
“08319903892” yang ditujukan ke nomor “085261541277” melalui protokol GSM.
Pengiriman sms ini berisi teks “Peringatan!, Kemungkinan akan terjadi banjir di
daerah sungai deli”. Gambar 4.4 menunjukkan hasil pengiriman sms di serial
monitor. Jika pengiriman sms berhasil, maka penerima akan menerima sms yang
berisi teks “Peringatan!, Kemungkinan akan terjadi banjir di daerah sungai deli”.
Gambar 4.5 menunjukkan hasil pengujian pengiriman sms di sisi penerima.
20Gambar
4.4 : Hasil
Pengujian
Pengiriman
SMS
Serial
Monitor
Gambar 4.7Hasil
Pengujian
Pengiriman
SMS
di di
Serial
Monitor
21Gambar
4.5Hasil
: Hasil
Pengujian
Pengiriman
SMS
sisiPenerima
Penerima
Gambar 4.8
Pengujian
Pengiriman
SMS
di di
Sisi
4.5PengujianSistem Pendeteksi Banjir
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah sistem ini dapat mengirim
sms peringatan jika ketinggian air melewati batas yang sudah ditentukan.Pengujian
ini dilakukan dengan cara simulasi dimana sebuah ember yang mempunyai tinggi 35
cm diisi dengan air secara perlahan seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.6.
Karena tinggi ember yang terbatas maka pengiriman pesan peringatan akan dilakukan
34
Universitas Sumatera Utara
jika ketinggian air yang ditampung ember mencapai 35 cm.Hasil pengujian ini dapat
dilihat pada tabel 4.3
22Gambar 4.6 : Pengujian Sistem Pendeteksi Banjir
Ketinggian Air ( m )
Pembacaan Sensor (m)
Pengiriman SMS (Ya / Tidak)
0.10
0.11
Tidak
0.15
0.15
Tidak
0.20
0.20
Tidak
0.25
0.25
Tidak
0.30
0.30
Tidak
0.34
0.34
Tidak
0.35
0.35
Ya
3Tabel 4.2 : Hasil Pengujian Pendeteksi banjir
Pada tabel 4.3 dapat kita lihat bahwa pada ketinggian 10cm – 34 cm,sistem tidak
mengirim sms peringatan. Tetapi pada ketinggian air 35 cm, sistem mengirim sms
peringatan. Ini berarti bahwa sistem berjalan dengan baik sebagaimana yang
diharapkan.
35
Universitas Sumatera Utara
4.6Pengujian dan Analisa Pengiriman Data ke Database
Pada tahap ini dilakukan pengujian pengiriman data dari arduino ke database
yang
telah
dibuat
melalui
module
GPRS.Pengujian pengiriman
data
ke
databasedilakukan untuk mengetahui apakah module GPRS dapat terhubung dengan
jaringan internet. Pengujian dilakukan dengan mengirim data yang berukuran kurang
dari 64 byte ke web dengan mengakses halaman GET-Method-nya melalui sebuah
program.Pengujian ini dilakukan sebanyak sembilan kali dimana data yang dikirim
ke database berupa variabel yang nilainya sudah ditentukan seperti yang ditunjukkan
pada gambar 4.7.
23Gambar 4.7 : Program Pengiriman Data ke Database
36
Universitas Sumatera Utara
24Gambar
4.8: Hasil Pengujian
Pengiriman
di serial
Monitor
Pada gambar
4.8menunjukkan
pengiriman
data keData
database
dengan
mengakses
halaman GET-Method-nya berhasil dilakukan. Kemudian dapat dilihat juga waktu
pengiriman data ke database di serial monitor. Untuk melihat hasil pengujian secara
keseluruhan dapat dilihat pada tabel 4.3. Pada tabel 4.3 menunjukkan bahwa dari
sembilan kali pengiriman data, tidak ada pun pengiriman gagal. Lalu waktu rata – rata
yang dibutuhkan untuk melakukan pengiriman adalah 20.3 detik. Ini menunjukkan
bahwa waktu pengiriman data masih bisa dianggap sebagai waktu kondisi sungai
tersebut.
Berhasil ( Ya /
Waktu data di
Waktu yang dibutuhkan
Tidak )
terima
untuk pengiriman (detik)
1
Ya
03:07:26
20
2
Ya
03:07:47
20
3
Ya
03:08:07
20
4
Ya
03:08:27
21
5
Ya
03:09:29
21
6
Ya
03:09:48
20
7
Ya
03:09:49
20
8
Ya
03:10:10
21
9
Ya
03:10:30
20
Pengiriman ke -
4Tabel 4.3 : Hasil Pengujian Web ke Database
37
Universitas Sumatera Utara
Gambar
4.10
25Gambar
4.9: Hasil
: HasilPengujian
PengujianPengiriman
Pengirimandata
datadidiMySQL
MySQL
4.7Pengujiandan Analisa Website sebagai Halaman Monitoring
Pada tahap ini dilakukan pengujian halaman web sebagai halaman monitoring
ketinggian dan kecepatan arus sungai. Tujuan pengujian ini adalah apakah halaman
web dapat menampilkan data yang tersimpan di database MySQL. Pengujian ini
dilakukan dengan mengakses situs “www.monsis.pe.hu” yang merupakan alamat
website tersebut. Hasil pengujian dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
26Gambar
4.104.11
: Hasil
Pengujian
Halaman
Monitoring
Gambar
: Hasil
Pengujian
Halaman
Monitoring
38
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.10 dapat dilihat bahwa data yang tersimpan di database MySQL
(gambar 4.9) ditampilkan di halaman website. Ini menunjukkan bahwa halaman web
iniberhasil menampilkan data yang tersimpan di database MySQL.
4.8Implementasi& AnalisaSistem Peringatan Banjir di Lapangan
Pengujian
sistem
peringatan
banjir
dilakukan
dengan
menggabungkan
keseluruhan perangkat sistem dan mengujinya dengan menggunakan program yang
dirancang.Pengujian dilakukan pada tanggal 1 Maret 2017 dimana durasi
pengujiannya kurang lebih sekitar 27 menit. Pengujian ini dilakukan di sungai Deli
jembatan Juanda.Umumnya ketinggian normal permukaan sungai ini ditunjukkan
pada gambar 4.11. Hal ini diketahui ketika dilakukan dengan bertanya kepada warga
di sekitar pemukiman sungai. Pada pengujian ini, jarak sensor ultrasonik dengan
permukaan sungaisaat ketinggian normal adalah 1.65m.
27Gambar
: Ketinggian
PermukaanBanjir
Sungai
Gambar
4.12 : 4.11
Lokasi
Pengujian Normal
Sistem Peringatan
Dalam pengujian ini hal pertama yang dilakukan adalah pemasangan perangkat
keras yang terdiri dari mainboard& sensor ke konstruksinya seperti yang ditunjukkan
pada gambar 4.12. Kemudian konstruksialat tersebut diletakkan di pinggir sungai
yang posisinya sudah ditentukan. Posisi alat harus ditetapkan supaya jarak sensor
39
Universitas Sumatera Utara
ultrasonik ke permukaan normal air sungai tidak berubah.Selanjutnya alat dinyalakan
untuk memulai pembacaan sensor dan memulai pengiriman data. Implementasi
sistem dapat dilihat pada gambar 4.13.
Sensor Ultrasonik
Mikrokontroller + GPRS Module
Sensor Aliran Air
28Gambar 4.12: Hasil Perakitan Perangkat dengan Konstruksinya
29Gambar 4.13: Implementasi Alat di lapangan
40
Universitas Sumatera Utara
Gambar4.14:
4.16:Hasil
HasilPengiriman
PengirimanData
Datadari
dariKeseluruhan
KeseluruhanSistem
Sistem
30Gambar
Hasil pengujian sistem dan pengiriman data dapat dilihat pada gambar 4.18.
Pada gambar 4.18dapat dilihat bahwa data hasil pengukuran sensor ultrasonik dan
kecepatan air sungai serta waktunya ditampilkan di halaman web. Dari hasil
pengujian ini, bahwa alat dapat mengirim hasil pengukuran sensor dengan baik
melalui modul GPRS/GSM dan diterima oleh database webserver. Tidak hanya itu
saja, data – data hasil pengukuran sensor yang tersimpan di database web server
berhasil ditampilkan di halaman website. Pada gambar 4.19 menunjukkan tabel
informasi ketinggian dan kecepatan air sungai.
41
Universitas Sumatera Utara
31Gambar 4.15 : Tabel Informasi Ketinggian dan Kecepatan Air Sungai
Grafik
data ketinggian air sungai dapat dilihat pada gambar 4.19. Pada
gambar 4.19dapat
dilihat bahwa pada pukul 09:31 hingga 09:55 menunjukkan
ketinggian permukaan air sungai mengalami penurunan yaitu dari 65cm menjadi 60
cm.Pada pukul 09:39 dapat dilihat bahwa ketinggian air sungai adalah 62 cm di atas
permukaan normal dimana pada pukul 09:42 ketinggian airnya naik lagi menjadi
64cm di atas permukaan normal. Ini menunjukkan adanya kesalahan pembacaan
sensor ultrasonik yang kemungkinan diakibatkan oleh noise. Noise dalam hal ini bisa
benda -benda apung yang mengalir di sungai sehingga akurasi pengukuran sensor
berkurang.
42
Universitas Sumatera Utara
32Gambar 4.16 : Grafik Ketinggian Air Sungai
43
Universitas Sumatera Utara
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan pada bab 4, maka dapat dibuat kesimpulan sebagai
berikut:
1. Telah terealisasinya suatu sistem pemantauan dan peringatan banjir yang
terintegrasi dengan website dimana hal ini ditandai dengan berhasilnya
melakukan pengukuran ketinggian dan kecepatan air sungai dan melakukan
pengiriman data ke websiteserta memberi sms peringatan jika ketinggian air
mencapai batas tertentu.
2. Rata – rata waktu pengiriman data ketinggian dan kecepatan air sungai dengan
menggunakan module GPRS/GSM arduinoshield adalah 20.2 detik.
3. Sistem ini mempunyai kelemahan yaitu kesalahan pengukuran ketinggian air
sungai yang diakibatkan oleh benda – benda apung yang mengalir di sungai
melewati sensor ultrasonik
5.2 Saran
Adapun saran bagi penelitian berikunya adalah :
1. Untuk penelitian selanjutnya dapat dikembangkan dengan menggunakan
aplikasi web yang dapat menampilkan data secara real time tanpa melakukan
refresh pada halaman web.
2. Pada
pengujian pengukuran kecepatan air
sungai,
perlu
dilakukan
perbandingan antara hasil pengukuran sensor aliran air dengan flow meter.
44
Universitas Sumatera Utara
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Perancangan Sistem
Pada Tugas akhir ini dirancang sebuah sistem peringatan dini banjir yang
terintegrasi dengan website melalui teknologi GPRS.Dalam perancangannya, sistem
ini dibangun untuk daerah pemukiman tepi sungai yang rawan banjir. Sistem ini
terdiri dari beberapa sensor, mikrokontroler arduino dan modul GPRS/GSM. Sensor –
sensor yang digunakan dalam sistem ini adalah sensor ultrasonik dan sensor arus air.
Sensor ultrasonik berfungsi untuk mengukur ketinggian air sungai sedangkan sensor
arus air berfungsi untuk mengukur kecepatan air sungai. Data hasil pengukuran
sensor akan diproses oleh mikrokontroler Arduino. Jika ketinggian air sungai 0.8
meter di atas keadaan normal maka sistem akan mengirim pesan peringatan via sms
(Short Message Service) dan mengirim informasi ketinggian dan kecepatan air sungai
ke website melalui teknologi GPRS. Jika ketinggian air di bawah 0.8 meter keadaan
normal maka sistem hanya mengirim informasi ketinggian dan kecepatan air sungai
ke website setiap 5 menit. Gambar 3.1 menunjukkan perancangan sistem secara
keseluruhan.
Gambar 3.1 : Perancangan Sistem
3Gambar 3.1 : Perancangan Sistem
14
Universitas Sumatera Utara
3. 2 Perancangan Pengukuran Ketinggian Air
Umumnya sensor ultrasonik digunakan sebagai pengukur jarak. Pada sistem
peringatan dini banjir, sensor ultrasonik digunakan sebagai pengukur ketinggian air
sungai. Sensor ultrasonik ditempatkan di atas permukaan air sungai mengahadap ke
bawah seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.2. Untuk menghitung ketinggian air
sungai maka rumus yang digunakan adalah :
∆h = L1 – L2 (2)
Dimana :
∆h : Perubahan Ketinggian air
L1 : Jarak sensor dengan permukaan air sungai dengan ketinggian normal.
L2 : Jarak sensor dengan air sungai dengan ketinggian di atas permukaan normal.
Sensor
L1
L2
air sungai dengan ketinggian
di atas permukaan normal
∆h
air sungai dengan ketinggian normal
4Gambar 3.2 : Perancangan Rumus Sensor Ultrasonik
15
Universitas Sumatera Utara
3.3 Kebutuhan Sistem
Adapun kebutuhan sistem ini adalah Arduino Uno, GPRS/GSM Arduino Shield
Sim900, HC-SR04
3.3.1 Arduino Uno
Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada
ATmega328 (datasheet). Arduino UNO memiliki 14 pin digital input/output , 6
input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power
jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua
yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke
sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah
adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainyaMikrokontroler
ATmega2560.
Berikut ini spesifikasi Arduino uno :
a. Tegangan Operasional
: 5V
b. Tegangan Masukan (direkomendasi)
: 7-12V
c. Tegangan Masukan (batas)
: 6-20V
d. Pin Digital I/O
: 54 (14 pin untuk keluaran
PWM)
e. Analog Input Pin
: 16
f. Arus DC per I/O Pin
: 40 mA
g. Arus DC for 3.3V Pin
: 50 mA
h. Memori Flash
:256 KB(8 KB untukbootloader)
i.
:8 KB
SRAM
16
Universitas Sumatera Utara
j.
EEPROM
: 4 KB
5Gambar 3.3 Arduino Uno
Gambar 3.3 Arduino Uno
3.3.2 GPRS/GSM Arduino Shield
GPRS/GSM Shieldadalah modul berbasis SIM900 dari SIMCOM dan
kompatibel dengan Arduino dan klon nya. GPRS Shield menyediakan cara untuk
berkomunikasi menggunakan jaringan telepon seluler GSM. Shield ini
memungkinkan untuk melakukan SMS, MMS, GPRS dan Audio melalui UART
dengan mengirimkan perintah AT (GSM 07.07, 07,05 dan AT commands yang
ditingkatkan SIMCOM). Shield ini juga memiliki 12 GPIOs, 2 PWMs dan ADC
dari modul SIM900 (semua berlogika 2V8) pada onboard yang sekarang.
.
6Gambar 3.4 : GPRS/GSM Module Arduino Shield
17
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4GPRS/GSM Arduino Shield
Berikut ini fitur – fitur yang dimiliki GPRS/GSM arduino shield adalah sebagai
berikut :
1. Quad-Band 850/900/1800/1900 MHz - akan bekerja pada jaringan GSM di
semua negara di seluruh dunia.
2. GPRS multi slot kelas 10/8
3. GPRS mobile station class B
4. Compliant ke fase GSM 2/2 +
5. Kelas 4 (2 W @ 850/900 MHz)
6. Kelas 1 (1 W @ 1800 / 1900MHz)
7. Kontrol melalui perintah AT - Standard Perintah: GSM 07.07 & 07,05 |
Perintah ditingkatkan SIMCOM AT Commands.
8. Short Message Service - dapat mengirim data dalam jumlah kecil melalui
jaringan (ASCII atau heksadesimal mentah).
9. Embedded TCP/UDP stack - memungkinkan untuk meng-upload data ke web
server.
10. RTC didukung.
11. Port serial dapat dipilih ( Hardware Serial atau Software Serial).
12. Speaker dan Headphone
13. Konsumsi daya rendah 1.5mA (sleep mode)
14. Suhu Operasional -40 ° C sampai +85 ° C
18
Universitas Sumatera Utara
3.3.3 Sensor Ultrasonik HC-SR04
Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang
ultrasonik. Prinsip kerja sesnsor ini mirip dengan radar ultrasonik. Gelombang
ultrasonik di pancarkan kemudian diterima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak
antara waktu pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak objek. Sensor
ini cocok untuk aplikasi elektronik yang memerlukan deteksi jarak.
7Gambar 3.5 : Sensor Ultrasonik HC-SR04
Berikut ini spesifikasi Sensor Ultrasonik HC-SR04 :
•
Jangkauan deteksi: 2cm sampai kisaran 400 -500cm
•
Sudut deteksi terbaik adalah 15 derajat
•
Tegangan kerja 5V DC
•
Resolusi 1cm
•
Sinyal Input Triggered Pin : 10uS TTL Pulse
•
Frekuensi Ultrasonik 40 kHz
•
Arus 15mA
3.3.4 Sensor Kecepatan Air G3/4
Sensor Kecepatan Air G3/4 terdiri dari sebuah body berbahan plastik, rotor dan
sensor hall – effect. Ketika air mengalir melewati rotor, rotor berputar. Kecepatan
19
Universitas Sumatera Utara
putaran rotor berubah seiring dengan kecepatan aliran air. Output Sensor Hall –
Effect berupa sinyal pulse.
Gambar
RTC DS-1307
8Gambar
3.63.8Modul
Sensor Aliran
Air G3/4
Spesifikasi Sensor Kecepatan Air adalah sebagai berikut :
•
MinimumWorking Voltage : 4.5 Volt
•
Arus Maksimum : 1.5mA (DC 5V).
•
Working Voltage : 5V – 24V
•
Flow Rate Change : 60L/min
•
Load Capacity :≤10mA(DC 5V)
•
Suhu Kerja : ≤ 80℃
•
Suhu Cairan : ≤ 120℃
3.4 Perancangan Hardware
Pada perancangan hardware, sistem ini menggunakan Arduino Uno, Sim900
GPRS/GSM shield Arduino, sensor kecepatan air G3/4 dan sensor ultrasonik HCSR04 seperti yang dibahas di bab sebelumnya. Rangkaian skematiknya dapat dilihat
pada gambar 3.7.
20
Universitas Sumatera Utara
9Gambar 3.7 : Rangkaian Skematik Sistem
Berikut ini penjelasan dari gambar rangkaian skematik sistem :
1. Arduino Uno berfungsi sebagai mainboard yangmengkontrol semua komponen
dalam sistem. Arduino uno menggunakan baterai Li-Po 11.1 volt sebagai catu
dayanya.
2. SIM900 GPRS/GSM shield Arduino berfungsi sebagai module GPRS yang
mengirim data ke web server. Komponen ini berkomunikasi dengan arduino secara
serial dengan menggunakan software serial yaitu pin 7 dan pin 8. Modul ini
mendapat catu daya dari arduino yaitu pin VCC dan GND.
21
Universitas Sumatera Utara
3. Sensor aliran air memiliki tiga pin yaitu vcc, signal dan gnd. Pinsignal
dihubungkan ke pin 2 arduino karena Arduino uno membaca sejumlah sinyal pulsa
dari sensor kecepatan air dengan menggunakan fungsi interrupt.Arduino memiliki
dua pin yang memiliki fungsi interrupt yaitu pin 2 dan 3.
4. Sensor Ultrasonik HC-SR04 memiliki empat pin yaitu vcc, triger, echo dan
gnd.Pin triger berfungsi untuk memancarkan gelombang ultrasonik sedangkan pin
echo berfungsi untuk menerima gelombang ultrasonik. Pin triger pada sensor
ultrasonik diletakkan ke pin 4 arduino dan pin echo dihubungkan ke pin 5 arduino.
3.5Perancangan Software
Pada perancangan Softrware sistem ini terdiri dari dua bagian yaitu perancangan
program Arduino dan server.
3.5.1 Perancangan Program Arduino
Dalam perancangan program Arduino, hal yang pertama dilakukan adalah
melakukan inisialisasi software serial dan variabel variabel program yang
dibutuhkan. Inisialisasi software serial dibutuhkan karena komunikasi antara modul
GPRS/GSM dan Arduino menggunakan software serial.Langkah berikutnya adalah
membaca hasil pengukuran sensor ultrasonik dan sensor kecepatan air. Langkah –
langkah pembacan sensor ultrasonik dan sensor kecepatan air dapat dilihat di flow
chart sesuai gambar 3.9& gambar 3.10. Setelah melakukan pembacaan sensor,
langkah berikutnya adalah memeriksa ketinggian air sungai. Jika ketinggian air
sungai 0.8 meter di atas ketinggian normal maka mikrokontroler memberi perintah
untuk mengirim sms ( Short Message Service) peringatan dan data hasil pengukuran
sensor ke server lalu mengubah nilai variabel SM menjadi 1. Tetapi jika ketinggian
22
Universitas Sumatera Utara
air kurang dari 0.35 m di atas ketinggian normal maka mikrokontroler memberi
perintah untuk mengirim data hasil pengukuran ke web dan mengubah variabel SM
menjadi 0. Variabel SM pada program ini berfungsi sebagai status sistem apakah
sudahmelakukan pengiriman SMS peringatan atau belum.Untukpengiriman data
hasil pengukuran sensor ke server menggunakan koneksi HTTP GET. Seluruh
proses ini dapat dilihat pada flow chart program sesuai gambar 3.10
23
Universitas Sumatera Utara
10Gambar 3.8 : Flow chart Program Sensor Ultrasonik
24
Universitas Sumatera Utara
11Gambar 3.9 : Flowchart Program Sensor Kecepatan Air
25
Universitas Sumatera Utara
12Gambar
3.10 : Flowchart
Keseluruhan
Program Arduino
Gambar 3.10Flow
Chart keseluruhan
program
26
Universitas Sumatera Utara
3.5.2 Perancangan Server
Pada perancangan server terdiri dari halaman web, MySQL database dan Get
Method Page seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.11. Halaman web pada server
berfungsi untuk menampilkan data hasil pengukuran sensor secara real time
laludatabase berfungsi sebagai tempat penyimpanan data hasil pengukuran sensor
sedangkan HTTP GET PAGE berfungsi untuk menerima data dari sistem melalui
GPRS module
13Gambar 3.11 : Block Diagram Server
3.5.2.1 Web Page
Web Page ( Halaman Web) berfungsi untuk menampilkan data ketinggian
dan kecepatan air sungai yang tersimpan di database. Data – data tersebut
ditampilkan dalam bentuk tabel.Web page ini dapat diakses oleh user melalui
aplikasi web komputer atau mobile.Program yang digunakan untuk membangun
Web page ini adalah HTML & CSS. Program HTML & CSS ini akan disimpan di
server (host) dalam bentuk file script.
3.5.2.2 MySQL Database
MySQL Database berfungsi sebagai tempat penyimpanan data – data yang
telah dikirim oleh Arduino melalui GPRS/GSM module. Dalam perancangannya,
struktur database ini terdiri dari nama field dan tipe field seperti yang ditunjukkan
pada tabel 3.1 .
27
Universitas Sumatera Utara
Name
Type
Id
Int(11)
Waktu
datetime
ketinggian
Varchar(5)
Arus
Varchar(5)
Status
Varchar(10)
1Tabel 3.1 : Struktur Database MySQL
3.5.2.3 GET Method Page
Get Method Page adalah sebuah halaman web yang dirancang untuk
menerima data yang dikirim oleh arduino melalui GPRS module. Data yang
diterima akan disimpan di database. Halaman web ini dibangun dengan
menggunakan PHP script. Hal yang pertama dilakukan PHP script adalah
mengakses database dengan memberikan username, password,alamat host, dan
nama tabel. Langkah berikutnya adalah menginitialisasi variabel – variabel yang
diperlukan seperti waktu
dan sensor. Proses keseluruhan dapat dilihat pada
gambar 3.12.
Dalam pengiriman data dengan metode GET dilakukan dengan
menambahkan tanda ‘?’ dan variabel berserta nilainya di url utama. Penulisan
URL-nya dapat dilihat di contoh berikut ini :
https://www.sismon.esy.es/simpan.php?sensor1=20&sensor2=11
dimana :
•
https://www.sismon.esy.es/simpan.php : Url utama dari web
•
?sensor1=20&sensor2=11 : Variabel dan nilainya yang ingin dikirim
28
Universitas Sumatera Utara
a
No
Yes
14Gambar 3.12 : Flowchart Program Halaman Get
29
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Umum
Pada Bab 4 ini akan dilakukan implementasi sistem berdasarkan perancangan
pada Bab 3, maka dilakukan pembuatan sistem peringatan dini banjir yang
terintergrasi dengan website melalui teknologi GPRS. Selain itu, dilakukan juga
pengujian-pengujian terhadap sistem ini. Setelah itu, dilakukan analisa terhadap
masing-masing pengujian. Adapun pengujian yang dilakukan terdiri dari :
1. Pengujian sensor ultrasonik sebagai pengukur ketinggian air
2. Pengujian sensor aliran air.
3. Pengujian pengiriman SMS
4. Pengujianpendeteksi banjir
5. Pengujian pengiriman data ke database
6. Pengujian website sebagai halaman monitoring
7. Implementasikeseluruhan sistem di lapangan
4.2Pengujian dan Analisa Sensor Ultrasonik sebagai Pengukur Ketinggian air
Pengujian
sensor
ultrasonik
dilakukan
pada
sebuah
bakyang
mempunyaiketinggian50 cm. Sensor ultrasonik ditempatkan di atas bak dan
terhubung dengan Arduino. Sedangkan arduino dihubungkan ke laptop melalui kabel
USB untuk melihat hasil pengukuran sensor di serial monitor. Kemudian ember diisi
dengan air hingga permukaan air mencapai ketinggian yang sudah ditentukan.Hasil
pengukuran sensor akan dibandingkan denganpengukuran secara manual (mengukur
jarak sensor ke permukaan air dengan menggunakan meteran). Dalam pengujian ini,
30
Universitas Sumatera Utara
jarak antara sensor ultrasonik dengan
permukaan emberadalah 136 cm. Proses
pengujian sensor ultrasonik ini dapat dilihat pada gambar 4.1.
16Gambar 4.1 : Pengujian Sensor Ultrasonik sebagai Pengukur Ketinggian air
Gambar 4.3Hasil pengujian dengan pengukuran manual
Hasil pengujian sensor ultrasonik sebagai pengukur ketinggian dapat dilihat
pada tabel 4.1. Dapat dilihat bahwa adanya perbedaan
antara hasil pengukuran
sensor dengan pengukuran secara manual. Permukaan air pada ketinggian0.08 m
hingga 0.27 m mempunyai perbedaan pengukuran sebesar 4 cm sedangkan
permukaan air pada ketinggian 0.31 m hingga 0.47 m
mempunyai perbedaan
pengukuran sebesar 3 cm.Hal ini dikarenakan rata -rata akurasi pengukuran jarak
dengan menggunakan sensor ultrasonik pada jarak 0.8 meter hingga
1.3 meter
adalah 96.6 %. Meskipun sensor ini mempunyai akurasi rata - rata hanya 96.6%, hal
ini masih bisa ditoleransi untuk digunakan dalam sistem ini.
31
Universitas Sumatera Utara
Ketinggian yang
Jarak antara sensor
Jarak yang
Akurasi (%)
diukur dengan
dengan permukaan air
terbaca
Pengukuran
Sensor (m)
(m )
sensor (m)
jaraknya
0.08
0.12
1.28
1.24
96,87
0.14
0.18
1.22
1.18
96.72
0.19
0.23
1.17
1.13
96.58
0.24
0.28
1.12
1.08
96.42
0.27
0.31
1.09
1.05
96.33
0.31
0.34
1.05
1.02
97.14
0.35
0.38
1.01
0.98
97.02
0.41
0.44
0.96
0.93
96.87
0.47
0.51
0.89
0.85
95.50
Ketinggian
air (m)
2 Tabel 4.1 : Tabel Hasil Pengujian
ketinggian air
ketinggian air yang terukur sensor
Jarak Sensor Ke permukaan air
Jarak yang terukur sensor
140
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
17 Gambar 4.3:Grafik Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik
32
Universitas Sumatera Utara
4.3Pengujian Sensor Aliran Air
Pada sub-bab ini dilakukan pengujian sensor aliran air. Pengujian ini dilakukan
dengan meletakkan sensor aliran air di sungai dan memantau hasil pengukurannya di
serial monitor. Proses pengujian dapat dilihat pada gambar 4.2 dan hasil pengukuran
sensor dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar
: Pengujian
sensor
18Gambar
4.2 :4.6
Pengujian
Sensor
Aliran Air
19Gambar 4.3 : Hasil Pengujian Sensor Aliran Air
33
Universitas Sumatera Utara
4.4Pengujian Pengiriman SMS (Short Message Service)
Pengujian pengiriman sms dilakukan dengan sebuah program yang berisi AT
Command. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakankartu sim bernomor
“08319903892” yang ditujukan ke nomor “085261541277” melalui protokol GSM.
Pengiriman sms ini berisi teks “Peringatan!, Kemungkinan akan terjadi banjir di
daerah sungai deli”. Gambar 4.4 menunjukkan hasil pengiriman sms di serial
monitor. Jika pengiriman sms berhasil, maka penerima akan menerima sms yang
berisi teks “Peringatan!, Kemungkinan akan terjadi banjir di daerah sungai deli”.
Gambar 4.5 menunjukkan hasil pengujian pengiriman sms di sisi penerima.
20Gambar
4.4 : Hasil
Pengujian
Pengiriman
SMS
Serial
Monitor
Gambar 4.7Hasil
Pengujian
Pengiriman
SMS
di di
Serial
Monitor
21Gambar
4.5Hasil
: Hasil
Pengujian
Pengiriman
SMS
sisiPenerima
Penerima
Gambar 4.8
Pengujian
Pengiriman
SMS
di di
Sisi
4.5PengujianSistem Pendeteksi Banjir
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah sistem ini dapat mengirim
sms peringatan jika ketinggian air melewati batas yang sudah ditentukan.Pengujian
ini dilakukan dengan cara simulasi dimana sebuah ember yang mempunyai tinggi 35
cm diisi dengan air secara perlahan seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.6.
Karena tinggi ember yang terbatas maka pengiriman pesan peringatan akan dilakukan
34
Universitas Sumatera Utara
jika ketinggian air yang ditampung ember mencapai 35 cm.Hasil pengujian ini dapat
dilihat pada tabel 4.3
22Gambar 4.6 : Pengujian Sistem Pendeteksi Banjir
Ketinggian Air ( m )
Pembacaan Sensor (m)
Pengiriman SMS (Ya / Tidak)
0.10
0.11
Tidak
0.15
0.15
Tidak
0.20
0.20
Tidak
0.25
0.25
Tidak
0.30
0.30
Tidak
0.34
0.34
Tidak
0.35
0.35
Ya
3Tabel 4.2 : Hasil Pengujian Pendeteksi banjir
Pada tabel 4.3 dapat kita lihat bahwa pada ketinggian 10cm – 34 cm,sistem tidak
mengirim sms peringatan. Tetapi pada ketinggian air 35 cm, sistem mengirim sms
peringatan. Ini berarti bahwa sistem berjalan dengan baik sebagaimana yang
diharapkan.
35
Universitas Sumatera Utara
4.6Pengujian dan Analisa Pengiriman Data ke Database
Pada tahap ini dilakukan pengujian pengiriman data dari arduino ke database
yang
telah
dibuat
melalui
module
GPRS.Pengujian pengiriman
data
ke
databasedilakukan untuk mengetahui apakah module GPRS dapat terhubung dengan
jaringan internet. Pengujian dilakukan dengan mengirim data yang berukuran kurang
dari 64 byte ke web dengan mengakses halaman GET-Method-nya melalui sebuah
program.Pengujian ini dilakukan sebanyak sembilan kali dimana data yang dikirim
ke database berupa variabel yang nilainya sudah ditentukan seperti yang ditunjukkan
pada gambar 4.7.
23Gambar 4.7 : Program Pengiriman Data ke Database
36
Universitas Sumatera Utara
24Gambar
4.8: Hasil Pengujian
Pengiriman
di serial
Monitor
Pada gambar
4.8menunjukkan
pengiriman
data keData
database
dengan
mengakses
halaman GET-Method-nya berhasil dilakukan. Kemudian dapat dilihat juga waktu
pengiriman data ke database di serial monitor. Untuk melihat hasil pengujian secara
keseluruhan dapat dilihat pada tabel 4.3. Pada tabel 4.3 menunjukkan bahwa dari
sembilan kali pengiriman data, tidak ada pun pengiriman gagal. Lalu waktu rata – rata
yang dibutuhkan untuk melakukan pengiriman adalah 20.3 detik. Ini menunjukkan
bahwa waktu pengiriman data masih bisa dianggap sebagai waktu kondisi sungai
tersebut.
Berhasil ( Ya /
Waktu data di
Waktu yang dibutuhkan
Tidak )
terima
untuk pengiriman (detik)
1
Ya
03:07:26
20
2
Ya
03:07:47
20
3
Ya
03:08:07
20
4
Ya
03:08:27
21
5
Ya
03:09:29
21
6
Ya
03:09:48
20
7
Ya
03:09:49
20
8
Ya
03:10:10
21
9
Ya
03:10:30
20
Pengiriman ke -
4Tabel 4.3 : Hasil Pengujian Web ke Database
37
Universitas Sumatera Utara
Gambar
4.10
25Gambar
4.9: Hasil
: HasilPengujian
PengujianPengiriman
Pengirimandata
datadidiMySQL
MySQL
4.7Pengujiandan Analisa Website sebagai Halaman Monitoring
Pada tahap ini dilakukan pengujian halaman web sebagai halaman monitoring
ketinggian dan kecepatan arus sungai. Tujuan pengujian ini adalah apakah halaman
web dapat menampilkan data yang tersimpan di database MySQL. Pengujian ini
dilakukan dengan mengakses situs “www.monsis.pe.hu” yang merupakan alamat
website tersebut. Hasil pengujian dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
26Gambar
4.104.11
: Hasil
Pengujian
Halaman
Monitoring
Gambar
: Hasil
Pengujian
Halaman
Monitoring
38
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.10 dapat dilihat bahwa data yang tersimpan di database MySQL
(gambar 4.9) ditampilkan di halaman website. Ini menunjukkan bahwa halaman web
iniberhasil menampilkan data yang tersimpan di database MySQL.
4.8Implementasi& AnalisaSistem Peringatan Banjir di Lapangan
Pengujian
sistem
peringatan
banjir
dilakukan
dengan
menggabungkan
keseluruhan perangkat sistem dan mengujinya dengan menggunakan program yang
dirancang.Pengujian dilakukan pada tanggal 1 Maret 2017 dimana durasi
pengujiannya kurang lebih sekitar 27 menit. Pengujian ini dilakukan di sungai Deli
jembatan Juanda.Umumnya ketinggian normal permukaan sungai ini ditunjukkan
pada gambar 4.11. Hal ini diketahui ketika dilakukan dengan bertanya kepada warga
di sekitar pemukiman sungai. Pada pengujian ini, jarak sensor ultrasonik dengan
permukaan sungaisaat ketinggian normal adalah 1.65m.
27Gambar
: Ketinggian
PermukaanBanjir
Sungai
Gambar
4.12 : 4.11
Lokasi
Pengujian Normal
Sistem Peringatan
Dalam pengujian ini hal pertama yang dilakukan adalah pemasangan perangkat
keras yang terdiri dari mainboard& sensor ke konstruksinya seperti yang ditunjukkan
pada gambar 4.12. Kemudian konstruksialat tersebut diletakkan di pinggir sungai
yang posisinya sudah ditentukan. Posisi alat harus ditetapkan supaya jarak sensor
39
Universitas Sumatera Utara
ultrasonik ke permukaan normal air sungai tidak berubah.Selanjutnya alat dinyalakan
untuk memulai pembacaan sensor dan memulai pengiriman data. Implementasi
sistem dapat dilihat pada gambar 4.13.
Sensor Ultrasonik
Mikrokontroller + GPRS Module
Sensor Aliran Air
28Gambar 4.12: Hasil Perakitan Perangkat dengan Konstruksinya
29Gambar 4.13: Implementasi Alat di lapangan
40
Universitas Sumatera Utara
Gambar4.14:
4.16:Hasil
HasilPengiriman
PengirimanData
Datadari
dariKeseluruhan
KeseluruhanSistem
Sistem
30Gambar
Hasil pengujian sistem dan pengiriman data dapat dilihat pada gambar 4.18.
Pada gambar 4.18dapat dilihat bahwa data hasil pengukuran sensor ultrasonik dan
kecepatan air sungai serta waktunya ditampilkan di halaman web. Dari hasil
pengujian ini, bahwa alat dapat mengirim hasil pengukuran sensor dengan baik
melalui modul GPRS/GSM dan diterima oleh database webserver. Tidak hanya itu
saja, data – data hasil pengukuran sensor yang tersimpan di database web server
berhasil ditampilkan di halaman website. Pada gambar 4.19 menunjukkan tabel
informasi ketinggian dan kecepatan air sungai.
41
Universitas Sumatera Utara
31Gambar 4.15 : Tabel Informasi Ketinggian dan Kecepatan Air Sungai
Grafik
data ketinggian air sungai dapat dilihat pada gambar 4.19. Pada
gambar 4.19dapat
dilihat bahwa pada pukul 09:31 hingga 09:55 menunjukkan
ketinggian permukaan air sungai mengalami penurunan yaitu dari 65cm menjadi 60
cm.Pada pukul 09:39 dapat dilihat bahwa ketinggian air sungai adalah 62 cm di atas
permukaan normal dimana pada pukul 09:42 ketinggian airnya naik lagi menjadi
64cm di atas permukaan normal. Ini menunjukkan adanya kesalahan pembacaan
sensor ultrasonik yang kemungkinan diakibatkan oleh noise. Noise dalam hal ini bisa
benda -benda apung yang mengalir di sungai sehingga akurasi pengukuran sensor
berkurang.
42
Universitas Sumatera Utara
32Gambar 4.16 : Grafik Ketinggian Air Sungai
43
Universitas Sumatera Utara
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan pada bab 4, maka dapat dibuat kesimpulan sebagai
berikut:
1. Telah terealisasinya suatu sistem pemantauan dan peringatan banjir yang
terintegrasi dengan website dimana hal ini ditandai dengan berhasilnya
melakukan pengukuran ketinggian dan kecepatan air sungai dan melakukan
pengiriman data ke websiteserta memberi sms peringatan jika ketinggian air
mencapai batas tertentu.
2. Rata – rata waktu pengiriman data ketinggian dan kecepatan air sungai dengan
menggunakan module GPRS/GSM arduinoshield adalah 20.2 detik.
3. Sistem ini mempunyai kelemahan yaitu kesalahan pengukuran ketinggian air
sungai yang diakibatkan oleh benda – benda apung yang mengalir di sungai
melewati sensor ultrasonik
5.2 Saran
Adapun saran bagi penelitian berikunya adalah :
1. Untuk penelitian selanjutnya dapat dikembangkan dengan menggunakan
aplikasi web yang dapat menampilkan data secara real time tanpa melakukan
refresh pada halaman web.
2. Pada
pengujian pengukuran kecepatan air
sungai,
perlu
dilakukan
perbandingan antara hasil pengukuran sensor aliran air dengan flow meter.
44
Universitas Sumatera Utara