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

vi

vii

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:

23

Gambar 3.2 Flowchart penelitian dan pembuatan program

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.

[8] Sutono. 2016. Monitoring Distribusi Air Bersih. Jurnal Ilmiah SETRUM.

Volume 5, No 1

[9] Triady Rocky. 2015. Prototipe Sistem Keran Air Otomatis Berbasis Sensor

Flowmeter Pada Gedung Bertingkat. Jurnal Coding Sistem Komputer Untan.

Volume 3, No 3.