UNESA
s1-elektro@unesa.ac.id

Penggunaan Sensor Ultrasonik Sebagai Sistem Monitoring Peringatan Dini Banjir

Penggunaan Sensor Ultrasonik Sebagai Sistem Monitoring Peringatan Dini Banjir

- kategori Teknologi Komunikasi 1295 Views

Abstrak

Sistem peringatan dini banjir merupakan salah satu teknologi penting dalam mitigasi risiko bencana alam. Penggunaan sensor ultrasonik dipilih sebagai komponen utama dalam sistem monitoring peringatan dini banjir. Sensor ultrasonik dipilih karena kemampuannya untuk mengukur ketinggian air secara real-time dengan akurasi tinggi. Sistem ini dirancang untuk mendeteksi perubahan ketinggian air pada sungai atau area rawan banjir dan mengirimkan peringatan ketika ketinggian air melebihi ambang batas tertentu. Data yang dikumpulkan oleh sensor dikirimkan secara berkala ke pusat pemantauan melalui jaringan nirkabel, sehingga memungkinkan otoritas terkait untuk merespons lebih cepat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan sensor ultrasonik efektif dalam meningkatkan akurasi dan kecepatan deteksi dini banjir, yang diharapkan dapat mengurangi dampak bencana dan menyelamatkan lebih banyak nyawa serta aset.

Kata Kunci: sensor ultrasonik, sistem monitoring, peringatan dini banjir.


PENDAHULUAN

Banjir merupakan salah satu bencana alam yang sering terjadi di berbagai wilayah di Indonesia. Dampak dari banjir dapat sangat merugikan, baik dari segi ekonomi, sosial, maupun lingkungan. Oleh karena itu, mitigasi risiko banjir menjadi prioritas penting, terutama di daerah-daerah rawan banjir. Salah satu pendekatan yang dapat digunakan untuk mengurangi risiko tersebut adalah melalui penerapan sistem peringatan dini. Sistem ini bertujuan untuk memberikan informasi mengenai potensi terjadinya banjir secara cepat dan akurat, sehingga masyarakat dan pihak berwenang dapat mengambil tindakan preventif yang diperlukan.


Teknologi sensor dalam sistem peringatan dini memiliki peran krusial dalam memantau kondisi lingkungan secara real-time. Salah satu teknologi yang memiliki potensi besar untuk diaplikasikan dalam monitoring ketinggian air adalah sensor ultrasonik. Sensor ini bekerja dengan cara mengukur jarak antara permukaan air dengan sensor menggunakan gelombang ultrasonik, sehingga memungkinkan untuk memantau perubahan ketinggian air secara akurat. Dibandingkan dengan metode konvensional, seperti pemantauan visual, sensor ultrasonik menawarkan solusi yang lebih efisien dan dapat beroperasi secara otomatis.


Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi penggunaan sensor ultrasonik sebagai sistem monitoring peringatan dini banjir. Selain itu, akan dibahas pula cara kerja sensor ini, integrasinya dalam sistem pemantauan berbasis jaringan, serta keunggulan dan keterbatasannya. Diharapkan, penelitian ini dapat memberikan kontribusi terhadap pengembangan sistem peringatan dini yang lebih efektif, khususnya dalam menghadapi ancaman banjir di wilayah-wilayah rawan di Indonesia.


HASIL DAN PEMBAHASAN 

Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara gelombang suara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat diindera diantaranya adalah: objek padat, cair, butiran maupun tekstil.



Sensor HC-SR04 merupakan sensor ultrasonik siap pakai, satu alat yang berfungsi sebagai pengirim, penerima, dan pengontrol gelombang ultrasonik. Alat ini bisa digunakan untuk mengukur jarak benda dari 2cm - 4m dengan akurasi 3mm. Alat ini memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk ground-nya. Pin Trigger untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda.


Cara menggunakan alat ini yaitu: ketika kita memberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10uS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40kHz. Selanjutnya, sinyal akan diterima pada pin Echo. Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, maka selisih waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak benda tersebut.


Berikut adalah visualisasi dari sinyal yang dikirimkan oleh sensor HC-SR04 :



Prinsip Kerja

Ketika pulsa trigger diberikan pada sensor, transmitter akan mulai memancarkan gelombang ultrasonik, pada saat yang sama sensor akan menghasilkan output TTL transisi naik menandakan sensor mulai menghitung waktu pengukuran, setelah receiver menerima pantulan yang dihasilkan oleh suatu objek maka pengukuran waktu akan dihentikan dengan menghasilkan output TTL transisi turun. Jika waktu pengukuran adalah t dan kecepatan suara adalah 340 m/s, maka jarak antara sensor dengan objek dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan.


s = v . t (1) 

Dimana : 


s = Jarak antara sensor dengan objek (m) 

t = Waktu tempuh gelombang ultrasonik dari transmitter ke receiver (s) 


Kemudian setelah dilakukan perhitungan jarak maka ditentukan status level ketinggian air dan ditentukan aksi yang harus dilakukan sistem meliputi tampilan jarak dan status level ketinggian air pada display LCD serta nyala atau tidaknya buzzer yang dapat memberikan peringatan. Secara umum cara kerja sistem peringatan dini banjir

Rangkaian sensor yang dipergunakan dalam sistem ini berupa pelampung yang dihubungkan dengan sensor ultrasonik yang akan berubah jaraknya seiring dengan perubahan ketinggian permukaan air, perubahan ini akan mengakibatkan terjadinya perubahan tegangan yang akan dihubungkan langsung pada port ADC (Analog to Digital Converter) kemudian sebagai masukan pada Arduino Uno.


Pengujian rangkaian sensor dapat diukur dengan menggunakan multi meter yaitu saat keadaan kenaikan tiap 1 cm maka akan diukur besarnya perubahan tegangan keluarannya. Pengamatan dan pengujian ketinggian permukaan air di sini dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari sensor ketinggian permukaan air yang dimulai dari ketinggian 0 cm – 28,0 cm. Untuk menampilkan data pada LCD maka pin RS dihubungkan ke port PD.5, pin R/W dihubungkan ke port PD.6 dan pin E dihubungkan ke port PD.7 sedangkan 8 bit datanya (DB0 – DB7) dihubungkan ke port C (PC.0 – PC.7).


Perangkat lunak menggunakan program arduino uno yang diperlukan untuk mengambil data ketinggian air yang berasal dari sensor, menampilkan data pada LCD, kemudian disimpan oleh komputer setiap saar ketinggian air, pada saat ketinggian air melewati batas yang telah ditentukan maka akan dikirim sms ke handphone petugas. Komputer terhubung dengan mikrokontroler melalui melalui kabel serial Db9, dimana komunikasi yang berlangsung menggunakan standar UART RS232.



PENUTUP

Simpulan 

Telah dirancang suatu sistem peringatan dini bencana banjir yang memiliki nilai kesalahan relatif. Sistem peringatan dini bencana banjir ini menggunakan mikrokontroler sebagai otak keseluruhan sistem untuk menentukan pembacaan sensor ultrasonik apakah aman, siaga. banjir atau bahaya banjir, kemudian apabila kondisi permukaan air bahaya banjir dan siaga banjir maka mikrokontroler akan memerintahkan sistem untuk mengirim pemberitahuan kepada petugas.


Saran

Diharapkan kedepannya alat ini mampu diperintahkan dengan menggunakan sms untuk mengirimkan pesan balasan berupa informasi terkini tentang keadaan kenaikan air juga Alat peringatan dini banjir ini bisa dikembangkan untuk penelitian selanjutnya dengan menggunakan voice, diharapkan untuk pengembangan alat selanjutnya jika ketinggian air sudah mencapai batas harus ada alat yang dapat membuka untuk mengalirkan air ke daerah yang tidak berpotensi banjir. 


DAFTAR PUSTAKA 

  • Wicaksana,A.(2016).Sensorultrasonik.Https://Medium.Com/,7–25. 

  • F. A. Farel, “Perancangan Peringatan Banjir Dengan Sensor Water Level Sensor,” J. Portal Data, vol. 14, no. 2, pp. 1–9, 2021, [Online]. 

  • M. Yusuf, R. Hidayat, Y. Liklikwatil, and D. S. Subrata, “Rancang Bangun Sistem Deteksi Dini 

  • Ketinggian Air Banjir Berbasis IoT dengan Sensor Jurnal Teknologi Dan Sistem Informasi Bisnis Vol. 4 No. 2 Juli 2022 Hal. 462-468.

  • Aprilia,  Sisca.  2012.  Sistem  Peringatan  PendeteksiTinggi Muka Air Menggunakan Tranduser  ultrasonik Secara  Vertikal  dengan  Tampilan LCD Berbasis Mikrokontroler. Bandar Lampung: Universitas Lampung.

  • Pratama, N., Darusalam, U., & Nathasia, N. D.     (2020).     Perancangan     Sistem Monitoring Ketinggian  Air  Sebagai Pendeteksi     Banjir     Berbasis     IoT Menggunakan    Sensor    Ultrasonik. Jurnal Media Informatika Budidarma, 4(1), 117.



Penulis:

Karagounis Sande

S1 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya

Email : karagounis.23009@mhs.unesa.ac.id


Scroll to Top