Post on 30-May-2020
ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN AIR RUMAH
MENGGUNAKAN NODEMCU ESP8266
BERBASIS IOT (INTERNET OF THINGS)
Skripsi
Oleh
DWI AZIZ RIFAI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
ABSTRACT
HOUSEHOLD WATER COST COUNTER TOOL
USING NODEMCU ESP8266
BASED ON IOT (INTERNET OF THINGS)
By
Dwi Aziz Rifai
Human life can’t be separated from water as natural resources. Water as natural
resources in high quantity represents the grace of God for human. application of
automated technology in processing this resource obviously will simplify human
itself. Water that is used daily and flows through pipes be measured in numbers
using velocity method. This methode is very precise to find out discharge flow by
measuring flow speed through a cross section. This design’s built a system to
determine the water consumption and its cost.
Implementation of this system focuss on boarding houses area to monitor the
water consumption of each person and noticeable as real time. NodeMCU is used
as microcontroller and as wifi module at once that is useful as internet connector.
Flowmeter YF-S201 G1/2 will measure water flow whose numbers will be
display on Display LCD. Besides diplaplyed on LCD, flowmeter result also will
be displayed on thinger.io web server. In thinger.io user can display the data
result, reset and open the electric faucet or solenoid valve. The liter value that is
read by flowmeter will be converted to indonesia rupiah to calculate the
appropriate of water payment price.
Keywords : water, NodeMCU ESP8266, Flowmeter, Thinger.Io, Solenoid Valve
ABSTRAK
ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN AIR RUMAH
MENGGUNAKAN NODEMCU ESP8266
BERBASIS IOT (INTERNET OF THINGS)
Oleh
Dwi Aziz Rifai
Kehidupan manusia tidak bisa terlepas dari sumber daya alam air. Sumber daya
alam air yang sangat banyak merupakan karunia yang diberikan Tuhan kepada
manusia . Penerapan teknologi otomatis dalam pengolahan sumber daya ini dapat
membantu memudahkan manusia. Air yang digunakan dalam keseharian dan
melalui suatu pipa dapat diukur jumlahnya dengan menggunakan metode
Velocity. Metode tersebut tepat untuk mengetahui debit dengan mengukur
kecepatan aliran yang melewati suatu luas penampang. Pada perancangan ini
dibuat suatu sistem untuk mengetahui jumlah pemakaian air beserta biaya
penggunaannya.
Penerapan sistem ini berfokus pada area kos-kosan untuk memantau pemakaian
air di setiap individu dan terlihat secara real time. NodeMCU digunakan sebagai
mikrokontroler dan sekaligus sebagai modul wifi yang berguna sebagai
penghubung ke internet. Flowmeter YF-S201 G1/2 akan mengukur aliran air
yang nilainya akan di tampilkan pada Display LCD. Selain ditampilkan pada LCD
hasil dari pembacaan flowmeter juga ditampilkan pada web server thinger.io. Di
dalam thinger.io selain untuk menampilkan data hasil juga dapat me-reset dan
membuka kran listrik atau solenoid valve. Nilai liter yang terbaca oleh flowmeter
di konversikan ke rupiah untuk mengetahui harga pembayaran air. Pembacaan
sensor memiliki error, untuk itu diperlukan kalibrasi terlebih dahulu agar didapat
nilai liter yang sesuai.
Kata Kunci : Air, NodeMCU ESP8266, Flowmeter, Thinger.Io, Solenoid Valve
ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN AIR RUMAH
MENGGUNAKAN NODEMCU ESP8266
BERBASIS IOT (INTERNET OF THINGS)
Oleh
DWI AZIZ RIFAI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan Bandar Sakti pada tanggal 08 Juni 1997.
Penulis merupakan buah hati dari pasangan Bapak Juwahir dan
Ibu Siti Yubaidiyah. Penulis memulai Pendidikan sekolah dasar di
SDN 01 Bandar Sakti, kemudian melanjutkan Pendidikan ke
SMPN 02 Tumijajar dan lulus
pada tahun 2012. Kemudian penulis melanjutkan Pendidikan ke Sekolah Menengah
Atas di SMA PGRI 01 Tumijajar, Tulang Bawang Barat dan lulus pada tahun 2015.
Penulis menlanjutkan Pendidikan di Teknik Elektro Universitas Lampung pada tahun
2015 melalui jalur SNMPTN. Selama menjadi mahasiswa, penulis juga mengikuti
organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro (HIMATRO) Fakultas Teknik
Universitas Lampung yang dimanahkan di Departemen Sosial dan Kwirausahaan.
Selain mengikuti organisasi penulis juga berkesempatan untuk menjadi Asisten
Laboratorium Kendali dan menjadi asisten beberapa praktikum yaitu, Praktikum
Sistem Kendali Lanjut, dan Praktikum PLC.
Penulis pernah melakukan kerja praktik di PT. SEMEN BATURAJA (Tbk) PABRIK
PANJANG yang merupakan sebuah pabrik pembuatan semen.
Kupersembahkan karyaku
Kedua orang tuaku tercinta
Pak Juwahir & Ibu Siti Yubaidiyah
Kakak tersayang
Mail Bagus Budiman., S.Pd
Seluruh Dosen, teman – teman seperjuangan
dan almamater.
MOTTO
Dan bersabarlah kamu, sesungguhnya janji Allah adalah
benar dan sekali-kali janganlah orang-orang yang tidak
meyakini itu menggelisahkan kamu.
(Q.S Ar-Rum 60)
Jangan menjelaskan tentang dirimu kepada siapapun. karena
yang menyukaimu tidak butuh itu dan yang membencimu tidak
percaya itu.
(Ali Bin Abi Thalib)
Perbaiki hubunganmu dengan Allah.maka Allah akan memperbaiki
hidupmu.
(Dwi Aziz Rifai)
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat
dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Alat
Penghitung Biaya Pemakaian Air Rumah Menggunakan NodeMCU ESP8266 Berbasi
IoT (Internet Of Things) ”. Selama menjalani pengerjaan skripsi ini, penulis
mendapatkan banyak bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada
kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
2. Bapak Dr. Herman Halomoan Sinaga, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung dan pembimbing utama atas
bimbingan, saran, motivasi dan kesabaran kepada penulis selama penyelesaian
skripsi.
3. Ibu Dr Sri Ratna S, M.T selaku pembimbing utama atas bimbingan, saran,
motivasi dan kesabaran kepada penulis selama penyelesaian skripsi
4. Bapak FX Arinto Setyawan, S.T., M.T., selaku pembimbing pendamping dan
sekaligus pembimbing akademik yang telah menuntun penulis dari awal
perkuliahan hingga mendapat gelar Sarjana Teknik.
5. Ibu Umi Murdika, S.T.,M.T, selaku penguji utama atas bimbingan serta
masukan dalam penyelesaian skripsi.
5. Bapak FX Arinto Setyawan, S.T., M.T., selaku pembimbing akademik yang
telah menuntun penulis dari awal perkuliahan hingga mendapat gelar Sarjana
Teknik.
6. Seluruh Dosen Teknik Elektro dan Informatika atas bimbingan dan
kesabarannya dalam mendidik penulis.
7. Ayah dan Ibu tercinta yang selalu memberikan do’a, dorongan mental dan
motivasi agar selalu istiqomah dalam menuntut ilmu.
8. Kakak Mail Bagus Budiman tersayang yang selalu memberikan dana tambahan
dan semangat untuk dapat segera menyelesaikan tugas akhir..
9. Pimpinan Tim Ekspedisi Merah Periode 2015-2019 Rendhytia Boy, Fajar
Farmanto, Helmi, Malik Maulana, M. Bayu Saputra, M. Ismatullah, Muhlisin,
Rizky Azhari dan Septian Boby P atas ilmu berorganisasi yang telah diberikan.
10. Seluruh teman-teman Electrical and Informatic Engineering 2015 atas
kebersamaan yang diberikan selama masa perkuliahan.
11. Penghuni kosan C12 Ujang, Edo,Irvan dan Bang Iwan yang selalu memberikan
semangat untuk dapat segera mendapatkan gelar S.T
12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu
serta memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini.
Bandar Lampung, Desember
Penulis,
Dwi Aziz Rifai
DAFTAR ISI
halaman
DAFTAR ISI ....................................................................................................... i
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Tujuan Penelitian .................................................................................... 2
1.3 Manfaat Penelitian .................................................................................. 3
1.4 Rumusan Masalah ................................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah...................................................................................... 3
1.6 Hipotesis .................................................................................................. 4
1.7 Sistematika Penulisan ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Debit Air ................................................................................................. 6
2.1.1 Metode Velocity........................................................................... 7
2.1.2 Metode Timed Gravimetric ........................................................... 9
2.1.3 Delution Method ........................................................................... 9
2.2 Konversi Harga ....................................................................................... 10
2.3 NodeMCU ESP826 ................................................................................. 11
2.4 Flow Meter .............................................................................................. 13
ii
2.5 Solenoid Valve ........................................................................................ 16
2.5 IoT (Internet of Things) .......................................................................... 17
2.6 Thinger.io .................................................................................................18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat ................................................................................. 20
3.2 Alat dan Bahan ........................................................................................ 20
3.3 Prosedur Kerja ......................................................................................... 21
3.3.1. Pengumpulan Literatur .................................................................. 21
3.3.2. Perancangan Blok Diagram........................................................... 21
3.3.3. Implementasi ................................................................................. 22
3.3.4 Pengujian Program ......................................................................... 22
3.4 Tahapan Pembuatan Program ................................................................. 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan ............................................................................................24
4.2 Perancangan ...........................................................................................28
4.3 Pengujian Perangkat Lunak dan Keras ..................................................29
4.3.1 Pengujian Perangkat Lunak ............................................................30
4.3.1.1 Pengujian Arduino IDE .....................................................30
4.3.1.2 Pengujian Thinger.io ..........................................................32
4.3.2 Pengujian Perangkat Keras .............................................................35
4.3.2.1 Pengujian NodeMCU ESP8266 .........................................36
4.3.2.2 Pengujian Display LCD .....................................................37
iii
4.3.2.3 Pengujian Push Button dan Saklar .....................................39
4.3.2.4 Pengujian Flowmeter YF-S201 G1/2 ................................41
4.3.2.5 Pengujian Keseluruhan ......................................................43
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 2.1. Board NodeMCU ESP8266……………………………………..12
Gambar 2.1. NodeMCU ESP8266…………………………………………….13
Gambar 2.2. Water Flow……..………………………………………………..14
Gambar 2.3. Prinsip Kerja Sensor Flowmeter…………………………………15
Gambar 2.4. Benruk Pulsa Sinyal Flowmeter…………………………………15
Gambar 2.5. Solenoid Valve…..………………………………………………16
Gambar 2.6. Sistem IoT…..…………………………………………………...17
Gambar 2.7. Tampilan Thinger.io...…………………………………………...18
Gambar 2.8. Sistem Thinger.io…...…………………………………………...19
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian……………………………………...….21
Gambar 3.2. Flowchart Penelitian dan Pembuatan Penelitian……………..….23
Gambar 4.1. Tampilan Pemantauan pada Web Server Thinger.io…………….25
Gambar 4.2. Diagram Pengkawatan Alat..…………………………………….26
Gambar 4.3. Realisasi Alat Penghitung Biaya Air..…………………………...29
Gambar 4.4. Pengujian Perangkat Lunak……………………………………...31
Gambar 4.5. Tampilan Dashboards………..………………………………….32
Gambar 4.6. Program Thinger.io…………...………………………………….33
Gambar 4.7. Fitur Add Bucket……………...………………………………….34
Gambar 4.8. Data Buckets………………….………………………………….35
v
Gambar 4.9. Pengujian NodeMCU ESP8266………………………………….36
Gambar 4.10. Program LCD…………….……………………………………..38
Gambar 4.11. Pengujian Display LCD…..……………………………………..38
Gambar 4.12. Pengujian (a) Push Button dan (b) Saklar…...…………………..40
Gambar 4.13. Pengujian Flowmeter……..……………………………………...41
Gambar 4.14. Tampilan Pembacaan Flowmeter……..………………………....41
Gambar 4.15. Tampilan Hasil Pembacaan Sensor pada LCD……………….....43
Gambar 4.16. Hasil Pengecekan pada Web Server Thinger.io..……………....45
Gambar 4.17. Perbandingan antara Volume Asli dengan Volume Pembacaan dari
Flowmeter…………………………....................................................................47
Gambar 4.18. Perbandingan antara Biaya Asli dengan Biaya dari Alat…........49
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 2.2 Acuan Tarif PDAM…………..…………………………….. 12
Tabel 4.1 Nilai Kostanta Kalibrasi Sensor..…………………….…….. 44
Tabel 4.2 Ketepatan Pembacaan Flowmeter………………………….. 46
Tabel 4.3 Ketepatan Pengkonversian dari Liter ke Rupiah..………….. 48
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air adalah salah satu dari sekian banyak sumber daya alam yang sangat
dibutuhkan dan tidak dapat dilepaskan dari kehidupan manusia. Fungsi air
bagi kehidupan tidak dapat dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Banyak
kebutuhan manusia yang membutuhkan adanya air mulai dari memasak,
mencuci, mandi ataupun untuk kebutuhan yang paling pokok yakni sebagai
air minum. Terkadang biaya pemakaian air masih tidak sesuai dengan
jumlah air yang digunakan. Permasalah ini sering terjadi di lingkungan kos-
kosan, dimana setiap penghuni kos membayar biaya penggunaan air yang
sama, padahal penggunaan air setiap penghuni kos berbeda-beda.
Maka dari itu banyak penelitian yang membuat alat untuk mengukur jumlah
debit air dan mengetahui biaya yang harus dibayar dari total pemakaian.
Berikut penelitian yang pernah dibuat diantaranya: Finawan A. pada tahun
2013 dengan judul penelitian “Pengukuran Debit Air Berbasis
Mikrokontroller AT89S51”. Perdana H.A. Dengan penelitian yang berjudul
“Rancang Bangun Aplikasi Monitoring Penggunaan Air PDAM Berbasis
2
Mikrokontroller Arduino Uno”. Arga Yulianto pada tahun 2018 dengan
penelitian yang berjudul “Rancang Bangun Alat Penghitung Biaya
Pemakaian Air Rumah Berbasis Arduino Mega 2560”.
Penelitian ini merancang alat penghitung biaya air yang dapat dimonitoring
menggunakan web server thinger.io. Nantinya setiap penghuni kos dapat
mengetahui penggunakan air mereka dan biaya yang harus dibayar sesuai
dengan penggunaan mereka masing-masing. Alat penghitung biaya air
dirancang dengan menggunakan metode velocity dengan jenis pengukuran
current meter dimana debit air yang mengalir akan memutar baling-baling
pada flowmeter yang kemudian akan diubah menjadi respon sinyal ke
mikrokontroller. Alat ini juga dilengkapi solenoid valve yang digunakan
sebagai kran elektrik yang dapat dibuka maupun ditutup melalui web server
thinger.io.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah untuk menghasilkan suatu
alat yang dapat mengukur dan menghitung jumlah pemakaian air serta
mengetahui jumlah rupiah dari nilai debit air yang terpakai serta dapat
dimonitoring dan dikontrol menggunakan web server thinger.io
1.3. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai beikut:
3
1. Dapat membantu memudahkan konsumen dan pemilik dalam hal
memantau jumlah air yang terpakai dan total pembayaran yang harus
dikeluarkan.
2. Dapat mengetahui jumlah pemakaian air dan total pembayaran secara
real time menggunakan IoT (Internet of Things).
3. Dapat memahami proses pengkonversian aliran air ke dalam nilai debit
dan nilai rupiah.
1.4. Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagimana cara merancang sistem yang dapat menampilkan hasil dari
perhitungan pada web server.
2. Bagaimana membuat pemrograman yang dapat menampilkan hasil
perhitungan secara real time.
1.5. Batasan Masalah
Penelitian ini memiliki batasan-batasan masalah sebagai berikut:
1. Hanya membahas banyaknya debit air dari jumlah air yang mengalir.
2. Menggunakan metode velocity.
3. Hasil keluaran ditampilkan pada LCD dan web server
4. NodeMCU ESP8266 digunakan sebagai kontroler dan wifi untuk
pengiriman data ke web server
4
5. Sistem IoT (Internet of Things) pada penelitian ini digunakan untuk
memonitoring hasil pengukuran alat penghitung biaya air rumahan.
1.6. Hipotesis
Dengan menggunakan NodeMCU ESP8266 kita dapat menampilkan data
dari alat penghitung jumlah debit air dan biaya yang harus di bayar dari total
pemakaian air pada web server.
1.7. Sistem Penulisan
Sistematik penulisan penelitian ini terbagi menjadi beberapa bab sebagai
berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Memuat latar belakang penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian,
rumusan masalah, batasan masalah, hipotesis dan penulisan laporan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan pustaka berisi teori-teori dasar yang digunakan sebagai referensi
dalam penelitian.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini berisi waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan yang digunakan,
metode yang di gunakan dan prosedur pembuatan alat.
5
BAB IV PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil penelitian, hasil perhitungan dan pembahasan data dari
hasil penelitian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari hasil penelitian dan saran sebagai referensi
untuk melanjutkan penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Debit Air
Debit adalah suatu koefisien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir
dari suatu sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter
per/detik, untuk memenuhi kebutuhan air pengairan, debit air harus lebih
cukup untuk disalurkan ke saluran yang telah disiapkan. Ada juga yang
mengartikan debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran
Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan dalam sistem satuan SI adalah
meter kubik per detik (m3/s).
Istilah debit biasanya berkaitan dengan air, aliran dan sungai. Debit air
adalah ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat
atau yang dapat di tampung dalam suatu tempat tiap satuan waktu. Debit
aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu.
Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat
ukur permukaan air sungai. Dari beberapa pengertian diatas sebenarnya
membahas satu hal yang sama yaitu jumlah air yang ditampung (Kemal
Abd. dan Harjianto Herman. 2016).
7
2.1.1 Metode Velocity
Pengukuran debit dengan bantuan alat ukur flowmeter sering dikenal
sebagai pengukuran debit melalui pendekatan velocity-area method yang
paling banyak digunakan dan berlaku untuk kebanyakan aliran sungai.
flowmeter berupa alat yang berbentuk propeller dihubungkan dengan kotak
pencatat (monitor yang akan mencatat jumlah putaran selama propeller
tersebut berada dalam air) kemudian dimasukan ke dalam sungai yang akan
diukur kecepatan alirannya. Bagian ekor alat tersebut yang berbentuk seperti
sirip akan berputar karena gerakan aliran air sungai.
Pengukuran kecepatan aliran dengan velocity method dapat dilakukan
melalui dua cara yakni pengukuran dengan pelampung dan pengukuran
dengan current meter (Finawan, 2011).
a) Pengukuran dengan pelampung
Debit aliran yang menggunakan metode pelampung dalam
pengukuranya adalah jenis pengukuran yang biasa dilakukan di aliran
sungai, dimana pada prosesnya pelampung akan diikutkan dengan
aliran sungai kemudian diukur kecepatan laju dari pelampung tersebut.
Pengukuran aliran sungai yang dilakukan dengan metode pelampung
dihitung menggunakan persamaan (2.1) : (Norhadi, 2015)
(2.1)
dimana:
: Debit (m3/det)
: Luas penampang basah (m2)
: Koefisien pelampung
: Kecepatan pelampung
8
b) Pengukuran dengan Current meter
Debit aliran yang diukur dengan metode current meter ialah
pengukuran yang sering dilakukan pada tempat-tempat aliran yang
umumnya memiliki skala debit yang tidak terlalu besar seperti
pengukuran aliran air yang melalui suatu pipa. Metode ini dalam proses
kerjanya yakni baling-baling (proppeler type) berputar akibat dari
terpaan aliran air. Tipe proppeler adalah tipe yang digunakan dalam
perancangan alat ini, dimana tipe tersebut dianggap sebagai metode
yang paling tepat digunakan untuk menghitung debit aliran yang pada
perancangan aliran air akan dilewatkan pada suatu pipa. Komponen
yang bekerja dengan prinsip ini ialah flowmeter yang mana akan
mengukur masa atau laju aliran volumetrik cairan atau gas, keadaan saat
mengukur aliran dapat mengalami error pembacaan apabila misalnya
terdapat gas/gelembung saat megukur aliran zat cair. Dalam proses
kerjanya metode pengukuran dengan current meter ini menggunakan
persamaan (2.2) untuk menghitung debit aliran sebagai berikut :
(2.2)
dimana:
V : Volume air (Liter)
Q : Debit aliran ((L/s)
t : Waktu (Sekon)
Pada perancangan alat untuk mengukur debit air dengan current meter
ini digunakan suatu alat yakni flowmeter, alat tersebut berbentuk seperti
pipa yang didalamnya terdapat baling-baling yang akan mengukur debit
aliran.
9
2.1.2. Metode Timed Gravimetric
Mengukur debit aliran menggunakan metode timed gravimetric ialah
metode yang dalam proses kerjanya cukup sederhana. Debit aliran diukur
dengan jalan mengalirkan air pada suatu wadah pada selang waktu tertentu
kemudian berat dari air yang mengalir ke wadah tersebut ditimbang untuk
mengetahui debit aliran. Untuk lebih memudahkan lagi dalam proses
pegukuran dapat menggunakan cara lain yakni dengan terlebih dahulu
mengetahui volume wadah yang akan dialiri air kemudian menghitung
waktu alian air untuk memenuhi wadah tersebut meggunakan stopwatch
(Nuryanti, 2013).
2.1.3. Delution Method
Selain dua metode diatas, terdapat satu metode lagi yang dapat digunakan
untuk mengukur debit aliran sungai, metode tersebut adalah delution
method. Pada metode delution proses pengukuran debit aliran sungai
menggunakan perantara bahan kimia yang dialirkan mengikuti aliran sungai.
Penggunaan metode ini biasa diterapkan pada perairan yang aliran airnya
tidak beraturan (turbulent), karena pada kenyataanya perairan yang
memiliki karakteristik tersebut sukar untuk diterapkan dua metode
sebelumnya dalam pengukuran debitnya. Dalam penerapannya pada sungai
tentunya bahan-bahan kimia yang digunakan tidak boleh sembarangan,
menurut Church (1974) bahan bahan tersebut setidaknya memiliki bentuk
sebagai berikut : (Nuryanti, 2013)
10
1) Bahan bersifat mudah larut dengan air
2) Memiliki sifat yang stabil
3) Walau dalam konsentrasi rendah, tetap mudah dikenali
4) Tidak mencemari lingkungan
Besarnya debit aliran yang diukur dengan delution method ini didapat
dengan jalan perhitungan perbedaan konsentrasi yang terkandung dalam air
dengan menggunakan Electric conductivity meter (EC – Meter).
2.2 Konversi Harga
Konversi bertujuan untuk merubah suatu besaran ke besaran yang lain agar
nilai tersebut dapat lebih mudah dipahami atau agar nilai dari bentuk
sebelumya dapat diterima oleh sistem yang baru sebagai bagian tindakan
lebih lanjut dari pemrosesan nilai tersebut. Dalam perancangan “Pengukuran
dan penghitung biaya pemakaian air rumah” yang dilaksanakan disini yakni
mengkonversi nilai dari aliran air ke dalam angka digital agar mudah
dibaca, selain pengkonversian tersebut akan dilakukan pula konversi untuk
menghitung biaya yang harus dikeluarkan oleh pelanggan air dengan
mengubah banyaknya liter air yang terbaca ke dalam nilai rupiah.
Terdapat acuan penentuan nilai rupiah yang penulis gunakan untuk
menentukan besar tagihan, yakni mengacu pada tarif dari salah satu PDAM
di indonesia yakni PDAM Tirtanadi dimana nilai tarifnya adalah sebagai
berikut : (Tribunnews, 2017)
11
Tabel 2.1. Acuan tarif air dari PDAM (Tribunnews, 2017).
No. Golongan Harga / Liter
1. RT 01 ( Luas 0 – 36 m2 ) Rp. 1.30
2. RT 02 ( Luas 36 – 54 m2 ) Rp. 1.63
3. RT 03 ( Luas 54 – 100 m2 ) Rp. 2.28
4. RT 04 ( Luas 100 – 200 m2 ) Rp. 2.67
5. RT 05 ( Luas 200 – 300 m2 ) Rp. 3.84
6. RT 06 ( Luas > 300 m2 ) Rp. 4.81
7. Kedutaan / Konsultan Rp. 4.29
8. Instansi, TNI dan Polri Rp. 3.84
Dengan mengacu pada harga dalam Tabel 2.1 diharapkan akan
mendapatkan harga yang sesuai dengan harga pasaran yang tidak merugikan
baik itu bagi penyedia air maupun pelanggan.
2.3 NodeMCU ESP8266
NodeMCU merupakan sebuah open source platform IoT dan pengembangan
kit yang menggunakan bahasa pemrograman untuk membantu dalam
membuat prototype produk IoT atau bisa memakai sketch dengan adruino
IDE. Keunikan dari NodeMCU yaitu ukuran boardnya yang kecil dengan
panjang 4.83cm, lebar 2.54cm, dan berat 7 gram. Tetapi walaupun
ukurannya yang kecil board ini sudah dilengkapi dengan fitur WiFi dan
Firmware-nya yang bersifat open source yang sangat membantu dalam
melakukan project IoT. Penggunaan NodeMcu lebih mengguntungkan dari
12
segi biaya maupun efesien tampat, hal ini dikarenakan ukuran Nodemcu
yang kecil dan harganya lebih murah dibanding denga Arduino UNO.
Gambar 2.1 Board NodeMcu
Spesifikasi yang dimliki oleh NodeMCU sebagai berikut:
1. Board ini berbasis ESP8266 serial WiFi SoC (Single on Chip) dengan
onboard USB to TTL. Wireless yang digunakan adalah IEE
802.11b/g/n.
2. 2 tantalum capasitor 100 micro farad dan 10 micro farad.
3. 3.3v LDO regulator.
4. Blue led sebagai indikator.
5. Cp2102 USB to UART bridge.
6. Tombol reset, port usb, dan tombol flash.
7. Terdapat 9 GPIO yang di dalamnya ada 3 pin PWM, 1 x ADC Channel,
dan pin RX TX.
8. 3 pin ground.
9. S3 dan S2 sebagai pin GPIO.
13
10. S1 MOSI (Master Output Slave Input) yaitu jalur data dari master dan
masuk ke dalam slave, SC CMD/SC.
11. S0 MISO (Master Input Slave Input) yaitu jalur data keluar dari slave
dan masuk ke dalam master.
12. SK yang merupakan SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai
clock.
13. Pin Vin sebagai masukan tegangan.
14. Built in 32-bit MCU (Anonim, 2018).
Bagian-bagian dari Node MCU ESP 8266 diperlihatkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Node MCU ESP 8266
2.4 Flowmeter
Flowmeter merupakan sebuah perangkat sensor yang digunakan untuk
mengukur debit air yang mengalir. Didalamnya terdapat rotor dan sensor
hall effect. Putaran rotor akan mengikuti besar dari aliran air, semakin besar
aliran air maka semakin cepat pula rotor berputar. Pada ujung rotor terdapat
14
magnet tetap, putaran magnet inilah yang akan dibaca oleh sensor hall
effect.
Gambar 2.2 Flowmeter
Pada perancangan yang akan dilaksanakan oleh penulis menggunakan
flowmeter dengan tipe YF-S201 G1/2 dimana tipe ini mampu mengukur
debit air 1 sampai 30 liter/menit, spesifikasi dari sensor tersebut adalah
sebagai berikut :
Tegangan input : 5-24V DC
Tekanan maksimal : 1.75 Mpa
Kapasitas : 1-30 L/min
Panjang kabel : 10.5 cm
Diameter luar : 1.9 cm
Diameter dalam : 1.1 cm
Maksimal arus kerja : 15 mA
Suhu operasi : Dibawah 80 OC
15
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor Flowmeter
Pada gambar tersebut ketika fluida mengalir melewati rotor, fluida tersebut
mengakibatkan rotor tersebut bergerak dengan kecepatan yang proporsional
dengan kecepatan linier fluida. Putaran rotor ini menyebabkan ujung blade
rotor yang memiliki magnet menghasilkan pulsa digital on dan off yang
dibaca oleh transduser hall effect yang ada pada rangkaian pendeteksinya.
Pada gambar 2.4 ini adalah bentuk pulsa sinyal yang dihasilkan dari sensor.
Hall-Effect Sensor merupakan transduser yang output tegangannya berubah
terhadap respon medan magnetik.
Gambar 2.4 Bentuk Pulsa Sinyal Flowmeter
16
2.5 Solenoida valve
Solenoid valve adalah salah satu kran yang dirancang menggunakan solenoida
sebagai kontrol nya, kran ini aktif ketika diberikan tegangan minimal 12volt
dengan arus 1,2 Ampere untuk tiap kran. Kran ini hanya mampu on dan off saja
karena solenoida pada prinsipnya bekerja pada dua kondisi yaitu hanya on dan off.
Gambar 2.5 Solenoid Valve
Solenoida valve adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai
kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan piston
yang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC, solenoida valve atau katup
solenoida mempunyai tiga lubang, lubang keluaran, lubang masukan dan
lubang exhaust, lubang masukan, berfungsi sebagai terminal/tempat cairan
masuk atau supply, lalu
lubang keluaran, berfungsi sebagai terminal atau tempat cairan keluar yang
dihubungkan ke beban, sedangkan lubang exhaust, berfungsi sebagai
saluran untuk mengeluarkan cairan yang terjebak saat piston bergerak atau
pindah posisi ketika solenoida valve bekerja.
17
Prinsip kerja dari solenoida valve yaitu katup listrik yang mempunyai koil
sebagai penggeraknya dimana ketika koil mendapat supply tegangan maka
koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan
piston pada bagian dalamnya ketika piston berpindah posisi maka lubang
keluaran dari solenoida valve mempunyai tegangan mulai kerja di 12 VDC.
2.6 Internet of Things (IoT)
Internet of Things merupakan salah satu bentuk teknologi masa kini dari
perkembangan jaringan internet. Internet of Things dapat digambarkan
sebagai koneksi dari perangkat pintar, komputer pribadi, sensor, akuator
maupun perangkat lain yang terhubung melalui jaringan internet sehingga
dapat menghasilkan informasi yang dapat diakses dan digunakan oleh
masyarakat umum maupun sistem lainnya.
Gambar 2.6 Sistem IoT
18
Pada era saat ini keberadaan sistem IoT akan menjadi kebutuhan bagi setiap
individu maupun perusahaan dimana setiap orang menginginkan
kemudahan dalam setiap kegiatannya. konsep dasar dari IoT adalah
menggabungkan tiga elemen yaitu barang fisik, modul IoT dan koneksi
internet. Gambar 2.6 merupakan sebuah ilustrasi tentang sistem dari Internet
of Things (Dwi Anie).
2.7 Thinger.io
Thinger.io adalah platform open source untuk aplikasi IoT (Internet of
Things) yang mendukung REST API untuk mengendalikan perangkat akhir,
menghemat bandwidth saat transmisi data, penemuan otomatis API, yang
memungkinkan untuk menghubungkan dan mengelola perangkat IoT.
Gambar 2.7 Tampilan Thinger.io
Gambar 2.7 merupakan tampilan thinger.io. spesifikasi dari web server ini
dapat memantau dua device, membuat empat dashboards, dan membuat
19
empat data buckets. Keterbatasan spesifikasi ini dikarenakan thinger.io ini
merupakan web server yang dapat di gunakan secara gratis. Untuk itu jika
kita ingin memantau lebih dari dua device kita harus marus membeli untuk
menambah device. Walaupun hanya dapat memantau dua device tetapi
thinger.io terdapat fitur untuk menyimpan data hasil hasil pemantauan, dan
juga hasil pemantuan dapat langsung dikirim pada email pengguna
thinget.io.
Perangkat ini memungkinkan menghubungkan hampir semua
mikrokontroler ke platform cloud thiger.io dengan aplikasi wifi, ethernet,
GSM, GPRS dan sebagainya. Pengontrolan mikro seperti ESP8266, ESP32,
CC3200, Raspberry Pi, Intels Edison Board, LinkIt One Board, dan juga
arduino dengan pelindung wifi, ethernet shield, dan lain lain yang dapat
dihubungkan ke platform cloud open source ini. Platform ini menyediakan
beberapa layanan seperti, menampilkan statistik untuk koneksi perangkat,
transmisi data, menampilkan dasbor waktu nyata untuk perangkat yang
terhubung, memungkinkan komunikasi pihak ketiga (Kodali,2017).
Gambar 2.8 Sistem Thinger.Io
20
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat penelitian
Penelitian tugas akhir dilakukan di Laboratorium Teknik Kendali,
Laboratorium Terpadu Teknik Elektro, Jurusan Teknik Elektro Universitas
Lampung. Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Maret 2019 sampai
Agustus 2019.
3.2 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Laptop / notebook 1 Buah
2. NodeMCU ESP8266 1 Buah
3. Waterflow YF-S201 G1/2 1 Buah
4. LCD Display 16 x 2 blue 1 Buah
5. Kaca 9,7 m2
6. Pipa PVC 1 m
7. Sambungan pipa 6 Buah
8. Software Arduino IDE 1 Buah
21
9. Ballvalve ½ inch 2 Buah
10. Papan Alas 6,7 m2
11. Solenoid valve 1 Buah
12. Lem Akrilik 1 Botol
3.3 Prosedur kerja
Langkah-langkah kerja yang dilakukan pada penelitian ini adalah:
1. Pengumpulan literatur
Pengumpulan literatur merupakan tahap awal dimana penulis
mempelajari beberapa referensi dari berbagi sumber baik dari skripsi,
buku dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan penelitian. Khususnya
penulis mempelajari tentang sistem IoT (Internet of Things).
2. Perancangan Blok Diagram sistem alat
Dalam rancangan tugas akhir ini membuat suatu alat yan dapat
mengukur sekaligus memantau pemakaian air bersih setiap harinya
secara real time dan dapat dipantau oleh pemilik rumah.
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian
22
3. Implementasi
Implementasi perancangan sistem IoT pada alat penghitung biaya air
rumahan memiliki tahapan sebagai beikut:
a. Menambahkan NodeMCU ESP866 pada alat penghitung biaya air
rumahan untuk menghubungkan hasil perhitungan alat ke web
server.
b. Merancang platform thinger.io sesuai dengan parameter keluaran
yang ingin ditampilkan.
c. Merancang program pada NodeMCU ESP8266 agar hasil
perhitungan alat dapat ditampilkan pada web server
4. Pengujian Program
Pengujian progam dilakukan untuk mengetahui keberhasilan apakah
sistem pada alat dapat berjalan sesuai dengan yang di inginkan.
3.4 Tahapan Pembuatan Program
Pada tahapan pembuatan program digambarkan pada diagram alir
perancangan sebagai berikut:
56
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Setelah Pengujian dan pengambilan data dari perancangan yang telah dibuat,
dapat diambil kesimpulan bahwa:
1. Perancangan alat penghitung biaya pemakaian air rumah berbasis IoT ini
telah berhasil dibuat.
2. Untuk dapat menghasilkan keluaran dari sensor flowmeter yang memiliki
error kecil maka diperlukan penyesuaian terhadap konstanta dalam
program yang teliti.
3. Thinger.io dapat digunakan sebagai platform untuk memonitoring
pemakaian air dan mengontrol solenoid valve.
4. Nilai rata–rata error pembacaan sensor setelah dilakukan pengambilan
data sebanyak 20 kali yakni sebesar 0,034liter. Nilai tersebut merupakan
nilai eror yang kecil.
57
5.2 Saran
Dari perancangan alat dan didapatkan hasilnya maka saran untuk
pengembangan alat lebih lanjut yakni :
1. Sensor yang digunakan pada perancangan ini masih berskala kecil, untuk
pengembangan yang lebih lanjut agar dapat digunakan pada aliran air
yang lebih besar maka disarankan menggunakan sensor yang lebih
memadai, seperti menggunakan flowmeter YF-S201 G 3/4 yang dapat
mengukur hingga 60 L / menit.
2. Untuk pengembangan lebih lanjut sebaiknya pemantauan monitoringnya
menggunakan aplikasi seperti blink atau merancang sediri dengan android
studio agar bisa diakses lebih banyak orang.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Dwi putra, dkk. 2018. Sistem Monitoring Penggunaan Air PDAM pada Rumah
Tangga Menggunakan Mikrokontroler Nodemcu Berbasis Smartphone Android.
Jurnal IPTEK, Volume 22, No2.
[2] Finawan, A. dan Mardiyanto, A. 2011. Pengukuran debit air berbasis
mikrokontroler AT89S51. Jurnal Litek, Volume 8, No. 1, PP. 28-31.
[3] Kemal Abd. dan Harjianto Herman. 2016. Hubungan Debit Air Dan Tinggi
Muka Air Di Sungai Lambagu Kecamatan Tawaeli Kota Palu. Jurnal Litek,
Volume 4, No 2.
[4] Nilai tarif air PDAM pada harga kenaikan terakhir.
http://medan.tribunnews.com/2017/04/11/tarif-air-pdam-naik-ini-daftar- harga-
terbarunya. Diakses pada tanggal : 17 April 2018
[5] Norhadi, A., dkk. 2015. Studi Debit Aliran Pada Sungai Antasan Kelurahan
Sungai Andai Banjarmasin Utara. Jurnal POROS Teknik, Volume 8, No. 1,
PP.7-14.
[6] Nuryanti. 2013. Pengukuran Debit Air Dengan Menggunakan Metode Time
Gravimetric. Repository.unikom.ac.id. Universitas Komputer Indonesia.
Bandung.
[7] Sulistiyanto Tri. 2015. Implementasi IoT (Internet of Things) dalam
pembelajaran di Universitas Kanjuruhan Malang. Jurnal SMARTICS. Volume 1,
No 1.