Real-Time Monitoring Untuk Polusi Air Menggunakan Wireless Sensor Network Di Danau Toba
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air di danau toba, terutama di Kabupaten Haranggaol Provinsi Sumatera Utara diklasifikasikan sebagai air yang tercemar (Debi et al. 2013). Pencemaran air di Danau
Toba disebabkan oleh banyak faktor antara lain limbah rumah tangga, limbah
industry, limbah dari daerah persawahan, limbah dari transportasi publik. Semakin
memburuknya kualitas air di Danau Toba menyebabkan dampak negatif ke sektor
pariwisata dan kesehatan penduduk lokal. Eutrofikasi dapat menyebabkan tumbuhnya
banyak ganggang yang menyebabkan berkurangnya kadar oksigen terlarut,
berubahnya tingkat keasaman, dan kejernihan air (Camargo et al. 2005) (Friberg et al.
2010). Perubahan seperti ini dapat menyebabkan perubahan pada habitat di danau.
Berubahnya kadar dari zat-zat yang penting di air danau dapat menyebabkan juga
berkurangnya pasokan air bersih untuk kebutuhan sehari-hari masyarakat sekitar
danau (MEA , 2005)(Bennett et al.2009)
Mengukur kadar kualitas air di Danau Toba dapat dilakukan dengan mengambil
sampel air di daerah yang sudah ditentukan. Sampel ini kemudian akan diuji di
laboratorium untuk mendapatkan hasil dari kualitas air, yang akan digunakan sebagai
parameter untuk menentukan tingkat polusi yang terdapat di air. Proses ini akan
dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan hasil yang maksimal, tentu akan
memakan waktu yang lumayan lama, dan biaya yang lumayan besar. Untuk
meminimalisir waktu dan biaya yang dikeluarkan, proses pengukuran sebaiknya
dilakukan dengan mengimplementasikan komputer dan teknologi informasi (Lambrou
et al. 2014)
Dengan perkembangan ilmu komputer dan teknologi informasi yang sangat pesat,
berbagai macam alat sudah dikembangkan untuk memonitor kualitas air (Zhuiykov,
2012).
Contoh alat itu adalah Arduino, dengan menggunakan alat ini dan di
Universitas Sumatera Utara
2
gabungkan dengan beberapa sensor air seperti sensor DO (dissolved oxygen), sensor
pH air, sensor suhu air, sensor kelembaban dan suhu udara, akan menjadi sebuah alat
untuk mengukur tingkat polusi yang terdapat di dalam air.
Indikasi dari pencemaran kualitas air di danau toba telah menyebabkan
berkurangnya popularitas dari Danau Toba di sektor pariwisata. Untuk itu, perlu di
implementasikan sebuah alat untuk memonitor kualitas air secara real-time di Danau
Toba. Sistem ini bisa dipakai juga oleh Pemerintah setempat atau institusi lain yang
memainkan peran penting dalam menjaga sektor pariwisata di danau Toba, dan juga
akan membuat waktu dan biaya yang dikeluarkan untuk pemantauan lebih efisien.
1.2. Rumusan Masalah
Danau Toba adalah salah satu tujuan utama pariwisata di Indonesia, Sehingga kualitas
air Danau Toba harus selalu diperhatikan. Oleh karena itu diperlukan sebuah sistem
untuk memonitoring tingkat polusi di dalam air di Danau Toba secara real-time
sehingga Pemerintah Daerah dapat menggambil tindakan secara cepat untuk
menangani masalah penurunan kualitas air.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan monitoring polusi air secara real-time di
Danau Toba menggunakan wireless sensor network.
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang akan dibahas adalah :
1. Lokasi yang akan dipantau berpusat di Danau Toba (Ajibata, Parapat,
Haranggaol, Ambarita)
2. Titik pemantauan berpusat di daerah yang dilaporkan sangat tercemar
Universitas Sumatera Utara
3
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah untuk membantu Pemerintah dan
masyarakat dalam memonitor polusi air di Danau Toba secara real-time . Selain itu,
data yang didapat saat melakukan penelitian dapat digunakan untuk banyak keperluan
lain nantinya.
1.6. Metodologi Penelitian
Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Studi Literatur
Tahap ini dilakukan untuk memperoleh referensi mengenai parameter yang
akan diukur yaitu Dissolved oxygen, pH, ORP, suhu udara dan kelembaban
udara, serta mencari beberapa referensi tentang Real-Time Monitoring untuk
polusi air menggunakan Wireless Sensor Network dari berbagai jurnal, buku,
artikel online maupun offline serta beberapa sumber referensi lainnya
2. Analisis Permasalahan
Tahap ini dilakukan untuk menganalisis sumber referensi yang diperoleh dari
tahap studi literatur terhadap Real-Time Monitoring System untuk polusi air
menggunakan Wireless Sensor Network, serta tujuan yang akan dicapai dalam
penelitian ini yaitu pengukuran nilai kualitas air yang ada di beberapa tempat
di Danau Toba.
3. Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan arsitektur, cara mengumpulkan data,
serta perancangan antarmuka. Proses perancangan dilakukan berdasarkan hasil
analisis terhadap studi literature yang telah didapatkan.
4. Implementasi
Tahap ini merupakan hasil penerapan dari perancangan yang sudah dilakukan
pada tahap sebelumnya.
Universitas Sumatera Utara
4
5. Pengujian
Tahap ini merupakan pengujian dari sistem yang telah dibuat di beberapa titik
di Danau Toba.
6. Dokumentasi dan Penyusunan Laporan
Tahap ini dilakukan dokumentasi dan penyusunan laporan hasil evaluasi
analisis dan implementasi Real-Time Monitoring System untuk polusi air
menggunakan Wireless Sensor Network di Danau Toba.
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama yaitu:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang penelitian yang dilakukan, rumusan masalah, tujuan
penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan
sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang diperlukan untuk memahami permasalahan yang di
hadapi tentang pencemaran air, dan beberapa parameter yang diukur dalam penerapan
Real-Time Monitoring System untuk polusi air menggunakan Wireless Sensor Network
di Danau Toba.
Bab 3: Analisis dan Perancangan
Bab ini berisi penjelasan arsitektur umum, Wiring Diagram, Alur Pemrograman,
pembagian class pada pemrograman dalam sisi sensor, dan perancangan antarmuka
serta contoh sensor buoy yang dibuat.
Bab 4: Implementasi Sistem
Universitas Sumatera Utara
5
Bab ini berisi pembahasan tentang hasil yang didapat dari implementasi sistem dari
perancangan yang sudah dijabarkan di bab 3. Selain itu, hasil yang diperoleh dari
pengujian sistem juga dijelaskan pada bab ini.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi ringkasan dan kesimpulan dari rancangan dan implementasi dari sistem
Real-Time Monitoring System untuk polusi air menggunakan Wireless Sensor Network
di Danau Toba, yang telah dibahas di bab 3 dan bab 4. Bagian akhir dari bab ini
merupakan saran-saran yang diajukan untuk penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air di danau toba, terutama di Kabupaten Haranggaol Provinsi Sumatera Utara diklasifikasikan sebagai air yang tercemar (Debi et al. 2013). Pencemaran air di Danau
Toba disebabkan oleh banyak faktor antara lain limbah rumah tangga, limbah
industry, limbah dari daerah persawahan, limbah dari transportasi publik. Semakin
memburuknya kualitas air di Danau Toba menyebabkan dampak negatif ke sektor
pariwisata dan kesehatan penduduk lokal. Eutrofikasi dapat menyebabkan tumbuhnya
banyak ganggang yang menyebabkan berkurangnya kadar oksigen terlarut,
berubahnya tingkat keasaman, dan kejernihan air (Camargo et al. 2005) (Friberg et al.
2010). Perubahan seperti ini dapat menyebabkan perubahan pada habitat di danau.
Berubahnya kadar dari zat-zat yang penting di air danau dapat menyebabkan juga
berkurangnya pasokan air bersih untuk kebutuhan sehari-hari masyarakat sekitar
danau (MEA , 2005)(Bennett et al.2009)
Mengukur kadar kualitas air di Danau Toba dapat dilakukan dengan mengambil
sampel air di daerah yang sudah ditentukan. Sampel ini kemudian akan diuji di
laboratorium untuk mendapatkan hasil dari kualitas air, yang akan digunakan sebagai
parameter untuk menentukan tingkat polusi yang terdapat di air. Proses ini akan
dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan hasil yang maksimal, tentu akan
memakan waktu yang lumayan lama, dan biaya yang lumayan besar. Untuk
meminimalisir waktu dan biaya yang dikeluarkan, proses pengukuran sebaiknya
dilakukan dengan mengimplementasikan komputer dan teknologi informasi (Lambrou
et al. 2014)
Dengan perkembangan ilmu komputer dan teknologi informasi yang sangat pesat,
berbagai macam alat sudah dikembangkan untuk memonitor kualitas air (Zhuiykov,
2012).
Contoh alat itu adalah Arduino, dengan menggunakan alat ini dan di
Universitas Sumatera Utara
2
gabungkan dengan beberapa sensor air seperti sensor DO (dissolved oxygen), sensor
pH air, sensor suhu air, sensor kelembaban dan suhu udara, akan menjadi sebuah alat
untuk mengukur tingkat polusi yang terdapat di dalam air.
Indikasi dari pencemaran kualitas air di danau toba telah menyebabkan
berkurangnya popularitas dari Danau Toba di sektor pariwisata. Untuk itu, perlu di
implementasikan sebuah alat untuk memonitor kualitas air secara real-time di Danau
Toba. Sistem ini bisa dipakai juga oleh Pemerintah setempat atau institusi lain yang
memainkan peran penting dalam menjaga sektor pariwisata di danau Toba, dan juga
akan membuat waktu dan biaya yang dikeluarkan untuk pemantauan lebih efisien.
1.2. Rumusan Masalah
Danau Toba adalah salah satu tujuan utama pariwisata di Indonesia, Sehingga kualitas
air Danau Toba harus selalu diperhatikan. Oleh karena itu diperlukan sebuah sistem
untuk memonitoring tingkat polusi di dalam air di Danau Toba secara real-time
sehingga Pemerintah Daerah dapat menggambil tindakan secara cepat untuk
menangani masalah penurunan kualitas air.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan monitoring polusi air secara real-time di
Danau Toba menggunakan wireless sensor network.
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang akan dibahas adalah :
1. Lokasi yang akan dipantau berpusat di Danau Toba (Ajibata, Parapat,
Haranggaol, Ambarita)
2. Titik pemantauan berpusat di daerah yang dilaporkan sangat tercemar
Universitas Sumatera Utara
3
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah untuk membantu Pemerintah dan
masyarakat dalam memonitor polusi air di Danau Toba secara real-time . Selain itu,
data yang didapat saat melakukan penelitian dapat digunakan untuk banyak keperluan
lain nantinya.
1.6. Metodologi Penelitian
Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Studi Literatur
Tahap ini dilakukan untuk memperoleh referensi mengenai parameter yang
akan diukur yaitu Dissolved oxygen, pH, ORP, suhu udara dan kelembaban
udara, serta mencari beberapa referensi tentang Real-Time Monitoring untuk
polusi air menggunakan Wireless Sensor Network dari berbagai jurnal, buku,
artikel online maupun offline serta beberapa sumber referensi lainnya
2. Analisis Permasalahan
Tahap ini dilakukan untuk menganalisis sumber referensi yang diperoleh dari
tahap studi literatur terhadap Real-Time Monitoring System untuk polusi air
menggunakan Wireless Sensor Network, serta tujuan yang akan dicapai dalam
penelitian ini yaitu pengukuran nilai kualitas air yang ada di beberapa tempat
di Danau Toba.
3. Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan arsitektur, cara mengumpulkan data,
serta perancangan antarmuka. Proses perancangan dilakukan berdasarkan hasil
analisis terhadap studi literature yang telah didapatkan.
4. Implementasi
Tahap ini merupakan hasil penerapan dari perancangan yang sudah dilakukan
pada tahap sebelumnya.
Universitas Sumatera Utara
4
5. Pengujian
Tahap ini merupakan pengujian dari sistem yang telah dibuat di beberapa titik
di Danau Toba.
6. Dokumentasi dan Penyusunan Laporan
Tahap ini dilakukan dokumentasi dan penyusunan laporan hasil evaluasi
analisis dan implementasi Real-Time Monitoring System untuk polusi air
menggunakan Wireless Sensor Network di Danau Toba.
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama yaitu:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang penelitian yang dilakukan, rumusan masalah, tujuan
penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan
sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang diperlukan untuk memahami permasalahan yang di
hadapi tentang pencemaran air, dan beberapa parameter yang diukur dalam penerapan
Real-Time Monitoring System untuk polusi air menggunakan Wireless Sensor Network
di Danau Toba.
Bab 3: Analisis dan Perancangan
Bab ini berisi penjelasan arsitektur umum, Wiring Diagram, Alur Pemrograman,
pembagian class pada pemrograman dalam sisi sensor, dan perancangan antarmuka
serta contoh sensor buoy yang dibuat.
Bab 4: Implementasi Sistem
Universitas Sumatera Utara
5
Bab ini berisi pembahasan tentang hasil yang didapat dari implementasi sistem dari
perancangan yang sudah dijabarkan di bab 3. Selain itu, hasil yang diperoleh dari
pengujian sistem juga dijelaskan pada bab ini.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi ringkasan dan kesimpulan dari rancangan dan implementasi dari sistem
Real-Time Monitoring System untuk polusi air menggunakan Wireless Sensor Network
di Danau Toba, yang telah dibahas di bab 3 dan bab 4. Bagian akhir dari bab ini
merupakan saran-saran yang diajukan untuk penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara