jurnal teknologi informatika dan terapan vol. 04, no 02

Dwi Puspitasari1 , Muhammad Thaifururrahman2, Rudy Ariyanto2,Jurusan Teknologi Informasi, Program Studi Teknik Informatika, Politeknik Negeri Malang

AbstrakFlood is a disastrous natural disaster for the people. Flooding occurs due to overflow of river, lake, or

sewer water. Floods also result in material losses and even fatalities. Sampang regency is one of thedistricts in Madura Island that are often affected by floods. Raspberry Pi is a mini computer capable ofperforming the same task as a computer. The use of Raspberry Pi as a server is more efficient than usingPC Server which in terms of price is very expensive. Raspberry Pi can also be combined with varioussensors because it has 40 pins as a connector. Ping Sensor Parallax is an ultrasonic sensor that can detectobject distance by emitting ultrasonic waves with a frequency of 40 KHz and then detecting its reflection.By using ultrasonic sensors as a tall water level counter it will be able to value the height of the riverwater. From this height value then processed by using fuzzy mamdani method so as to produce status ofriver water level. This altitude status will then be informed to the public. Based on the test results, thisflood detection system uses ultrasonic sensors as a water level counters in control with Raspberry Pi. Thedata from the ultrasonic sensor is then calculated by the fuzzy mamdani method to produce the status ofthe water level. The water height status is obtained from the water level data calculated by using ultrasonicsensors. The water level status is then sent to the mobile phone number using the wavecom modem.

Kata kunci : Banjir, Raspberry Pi, Sensor Ultrasonik, Fuzzy Mamdani

PendahuluanBanjir merupakan suatu bencana alam yang

meresahkan bagi masyarakat. Banjir terjadi akibatmeluapnya air di sungai, danau atau selokansehingga akan naik menggenangi daratan. Banyakkerugian yang ditimbulkan oleh banjir, bukanhanya berupa material, banjir juga bisa dapatmenimbulkan korban jiwa.

Kabupaten Sampang merupakan salah satuarea di Pulau Madura yang sering terkena banjirketika hujan besar terjadi. Banjir terjadi akibatmeluapnya Sungai Kemuning, karena tidakmampu menerima debit air di kawasan hulu diSampang Utara dan limpahan banjir dari KotaSampang. dan letak Kota Sampang berada padaposisi yang lebih rendah dari permukaan air lautpasang. Maka Kabupaten Sampang menjadikabupaten yang paling rawan terjadi banjir ketikahujan lebat terjadi.

Untuk membantu masyarakat KabupatenSampang mengatasi permasalah ini dapatmemanfaatkan terknologi yang ada. Dimanamemungkinkan diciptakannya sebuah alat yangmampu mendeteksi ketinggian permukaan air.Sehingga mampu memberikan informasi statusterkini kepada masyarakat akan terjadinya

bencana banjir. Maka dari itu penulis inginmembuat sistem pendeteksi banjir yangmemberikan informasi status ketinggian airsehingga mampu memberikan informasi disaatyang tepat.

Berawal dari permasalahan yang terjadi, makadari itu penulis tertarik ingin melakukanperancangan sebuah sistem berbasis Raspberry Pidengan menggunakan sensor ultrasonik sebagaipengukur tinggi permukaan air. Dengan hasilpengukuran dari sensor ini nanti akan di prosesoleh Raspberry Pi sehingga akan mendapatkanhasil berupa status ketinggian permukaan air saatini. Hasil status ketinggian permukaan air ini akandikirimkan ke warga sekitar melalui sms.

Landasan Teori2.1 Banjir

Menurut Undang-undang No.24 Tahun 2007,bencana didefinisikan sebagai peristiwa yangmengancam dan mengganggu kehidupan danpenghidupan masyarakat. Bencana dapatdisebabkan baik oleh faktor alam atau faktor nonalam maupun faktor manusia sehinggamengakibatkan timbulnya korban jiwa manusia,kerusakan lingkungan, kerugian harta benda, dan

89

Jurnal Teknologi Informatika dan Terapan Vol. 04, No 02, Juli Desember 2017 ISSN: 2354-838XDOI: https://doi.org/10.25047/jtit.v4i2.65

Pengembangan Sistem Pendeteksi Banjir Menggunakan Fuzzy

dampak psikologis.Banjir didefinisikan sebagai tergenangnya

suatu tempat akibat meluapnya air yang melebihikapasitas pembuangan air disuatu wilayah danmenimbulkan kerugian fisik, sosial dan ekonomi[1]. Banjir adalah ancaman musiman yang terjadiapabila meluapnya tubuh air dari saluran yang adadan menggenangi wilayah sekitarnya. Banjiradalah ancaman alam yang paling sering terjadidan paling banyak merugikan, baik dari segikemanusiaan maupun ekonomi [2].

Badang Penanggulangan Bencana DaerahKabupaten Sampang

Badan Penanggulangan Bencana Daerah(BPBD) Kabupaten Sampang adalah sebuahlembaga pemerintah yang melaksanakan tugaspenanggulangan bencana di Kabupaten Sampangdengan berpedoman pada kebijakan yangditetapkan oleh Badan Nasional PenanggulanganBencana.

Terdapat tiga aturan status ketinggian airsungai yang menjadi protokol standart diKabupaten Sampang khususnya untuk SungaiKamoning. Pertama, level hijau menunujukkanbahwa ketinggian air sungai masih nomal dengantinggi kurang lebih 1 meter. Kedua, level kuningmenunjukkan bahwa ketinggian air sungai sudahdalam keadaaan siaga dengan ketinggian airkurang lebih 2 meter. Ketiga, level merah denganketinggian kurang lebih 2,75 meter menunjukkanbahwa ketinggian sudah mencapai keadaandarurat dan terdapat pemberitahuan kepadamasyarakat akan terjadinya banjirRaspberry Pi

Raspberry Pi merupakan komputer miniyang memiliki ukuran kecil yaitu sebesar kartuATM tetapi mampu menjalankan tugas yang samadengan komputer PC. Tetapi di lapangankebanyakan aplikasi web server tidak akanmenangani sebegitu banyak permintaan sehinggabakal tidak akan memanfaatkan sepenuhnyapotensi dari hardware yang dimilikinya. Padagambar 2.1 ditunjukkan gambar dari raspberry pi3.

Dengan menggunakan Raspberry Pisebagai server lebih efisien dari padamenggunakan PC Server yang dari segi hargasangat mahal.[3] Salah satu produk Raspberry Piyaitu Raspberry Pi 3 model B yang merupakangenerasi penerus dari Raspberry Pi 2 model B.Harga dari Raspberry Pi 3 model B ini US$33.96,cukup terjangkau dibandingkan jika membelisebuah PC untuk digunakan komputasi yangsederhana. Kelebihan lainnya yaitu ukurannya

yang kecil dan konsumsi daya listrik yang rendahmenjadikannya sangat cocok untuk berbagaikeperluan.

PythonPython merupakan bahasa pemerograman

tingkat tinggi (high level language) yangdikembangkan oleh Guido van Rossum pada tahun1989 dan diperkenalkan untuk pertama kalinyapada tahun 1991. Python lahir atas dasar keinginanuntuk mempermudah seorang programmer dalammenyelesaikan tugas-tugasnya dengan cepat.Python dirancang untuk memberikan kemudahanyang sangat luar biasa kepada programmer baikdari segi efisiensi waktu, maupun kemudahandalam pengembangan program dan dalam halkompatibilitas dengan system. Python bisadigunakan untuk membuat program standalonedan pemrograman skrip (scriptingprogramming).[4]

Sisi utama yang membedakan Pythondengan bahasa lain adalah dalam hal aturanpenulisan kode program. Bagi para programmerdi luar python siap-siap dibingungkan denganaturan indentasi, tipe data, tuple, dan dictionary.Python memiliki kelebihan tersendiridibandingkan dengan bahasa lain terutama dalamhal penanganan modul, ini yang membuatbeberapa programmer menyukai Python. Selainitu Python merupakan salah satu produk yangopen source, free, dan multi platform.

Sensor Ping ParallaxSensor Ping merupakan sensor ultrasonik

yang dapat mendeteksi jarak objek dengan caramemancarkan gelombang ultrasonik denganfrekuensi 40 KHz dan kemudian mendeteksipantulannya. Dengan sensor ini maka ketinggianair sungai dapat terdeteksi. Pada modul Pingterdapat 3 pin yang digunakan untuk jalur powersupply (+5V), ground dan signal.

Modem GSM WavecomWavecom merupakan salah satu pabrikan

yang berasal dari Perancis. Perusahaan tersebutmulai dikenal di Indonesia dengan menyediakanmodem Wavecom yang multi fungsi. Salah satufungsinya yaitu untuk membantu kegiatan industribisnis rumahan yang membutuhkan layanan SMSgateway dan lain-lain. Contohnya pada server pulsayang membutuhkan banyak modem pengirim SMSyang bekerja secara otomatis dalam menerimasetiap transaksi, membalas report dan lain-lain

Fuzzy

90

Jurnal Teknologi Informatika dan Terapan Vol. 04, No 02, Juli Desember 2017 ISSN: 235-838X

Konsep tentang logika Fuzzy diperkenalkanoleh Prof. Lotfi Astor Zadeh pada 1962. LogikaFuzzy adalah metodologi sistem kontrolpemecahan masalah, yang cocok untukdiimplementasikan pada sistem, mulai dari sistemyang sederhana, sistem kecil, embedded system,jaringan PC, multichannel atau workstationberbasis akuisisi data, dan sistem kontrol.Metodologi ini dapat diterapkan pada perangkatkeras, perangkat lunak, atau kombinasi keduanya.Dalam logika klasik dinyatakan bahwa segalasesuatu bersifat biner, yang artinya adalah hanyamempunyai dua kemungkinan

lain-lain. Oleh karena itu, semua ini dapat mempunyainilai keanggotaan 0 atau 1. Akan tetapi, dalamlogika Fuzzy kemungkinan nilai keanggotaanberada diantara 0 dan 1. Artinya,bisa saja suatuk

bersamaan, namun besar nilainya tergantung padabobot keanggotaan yang dimilikinya.[5]

Metode Mamdani paling sering digunakandalam aplikasi-aplikasi karena strukturnya yangsederhana, yaitu menggunakan operasi MIN-MAX atau MAX-PRODUCT. Untukmendapatkan output, diperlukan empat tahapanberikut [6] :

a. Fuzzyfikasi.

b. Pembentukan basis pengetahuan Fuzzy

(rule dalam bentuk ).

c. Aplikasi fungsi implikasi menggunakan

fungsi MIN dan Komposisi antar-rule

menggunakan fungsi MAX

(menghasilkan himpunan Fuzzy baru).

d. Defuzzyfikasi menggunakan metode

Centroid.

(3)

3 Metodologi PenelitianPada bagian ini akan dibahas metodologi

yang digunakan peneliti dalam pembuatanPengembangan Sistem Pendeteksi BanjirMenggunakan Fuzzy dengan Raspberry Pi (StudiKasus : Kabupaten Sampang). Metode penelitianyang digunakan adalah metode modifiedwaterfall. Metode modified waterfall bisadijelaskan pada Gambar 1 dibawah ini :

Gambar 1 Metodologi Penelitian3.1 Studi LiteraturPada tahap ini dilakukan pencarian referensi,

jurnal, artikel, majalah ilmiah yang berkaitandengan pendeteksi banjir, raspberry pi, sensorultrasonik, fuzzy mamdani, dan sms gateway untukmembantu dan membimbing dalam prosespembuatan sistem.

3.2 Analisa Kebutuhan SistemPada tahap ini yaitu pengumpulan kebutuhan

fungsional sistem yang nantinya akan digunakan.Kebutuhan tersebut bisa berupa kebutuhanhardware maupun software. Sedangkan untukpengaplikasian sistem dibutuhkan sebuah prototipeyang digunakan untuk penelitian ini dan juga untukmenguji bagaimana sistem ini berjalan dalampengaplikasiannya.

3.3 PerancanganPada tahap perencanaan dibagi menjadi dua

bagian. Yaitu perancangan hardware danperancangan software.

1. Perancangan hardwarePada perancangan hardware, menjelaskan

penggunaan alat yang dipakai juga spesifikasinya

2. Perancangan softwarePada perancangan software, menjelaskan

tentang perancangan aristektur sistem, prototipe,juga berbagai rancangan yang berhubungan dengansistem.

3.4 ImplementasiImplementasi sistem ini terdapat beberapa

tahapan yaitu :Instalasi RaspbianOS

RaspbianOS merupakan sistem operasi yangdigunakan untuk perangkat raspberry Pi.

Konfigurasi Raspberry PiSetelah raspberry berjalan, koneksikan

dengan internet, kemudian update, upgrade paket-paket yang ada di raspberry Pi. Setelah prosesupdate dan upgrade selesai, selanjutnyamemasukkan paket yang dibutuhkan raspberry piseperti :

91


a.Python 3b. Modul library Python-Rpi.GPIOc.Modul library Scikit-Fuzzyd. Pembuatan script program pada

raspberry piImplementasi Arsitektur SistemImplementasi ProgramImplementasi User Interface

3.5 PengujianTahapan pengujian pada sistem yang telah

dibuat pada masalah yang didapatkan, pengujianpada sensor, modem sms, aplikasi, yang memakaipengujian black-box, dan juga prototipe.

3.6 PemeliharaanTahap terakhir dari model modified

waterfall yaitu pemeliharaan. Terdapat beberapajenis pemeliharaan yang dapat dilakukan salahsatunya yaitu Corrective Maintenance.Corrective Maintenance merupakanpemeliharaan ketika sistem telah berjalankemudian baru ditemukan suatu kesalahan ataukekurangan pada sistem.

4 Implementasi4.1 Implementasi arsitektur sistemGambar 2 merupakan komponen

elektronika untuk menyambungkan pin GPIOpada raspberry pi dengan jumper, tanpamenggunakan breadboard kita bisamenyambungkannya dengan jumper, akan tetapijumlah maksimum dari jumper menjadi terbatas,dan perangkat ini bisa membuat jumlah masukanjumper jadi lebih banyak.

Gambar 2 Breadboard GPIO

Gambar 3 merupakan salah satu komponenelektronika yang dinamakan dengan sensorUltrasonik Ping Parallax. Sensor ultrasonik yangdapat mendeteksi jarak objek dengan caramemancarkan gelombang ultrasonik denganfrekuensi 40 KHz dan kemudian mendeteksipantulannya.

Gambar 3 Sensor Ultrasonik Ping Parallax

Gambar 4 merupakan modem gsmwavecome. Modem ini berfungsi sebagai penyalurinformasi kepada masyarakat melalui sms.

Gambar 4 Modem WavecomMenu Utama pada aplikasi pendeteksi banjir

terdapat dua bagian. Bagian pertama merupakanstatus dari ketinggian air dan kecepatan air saat ini.Dan bagian kedua merupakan data nomorhandphone. Gambar 5 merupakan tampilan menuutama.

Gambar 5 Menu Utama

5 Uji Coba dan Pembahasan5.1 Uji Coba Koneksi

Tabel 1 Uji Coba Koneksi

92


93


5.2 Uji Coba FungsionalTabel 2 Uji Coba Fungsional

5.3 Uji Coba Penggunaan Metode FuzzyUji coba pada metode fuzzy ini dengan memberi

contoh nilai dari suatu ketinggian air dan kecepatanketinggian air. Dimana nilai tersebut nantinya akandigunakan untuk bekerjanya metode yang dipakai yaitumetode fuzzy mamdani. Metode ini akan berjalandengan aturan yang telah dibuat. Kemudian dari aturantersebut akan keluar hasil berupa status ketinggian air.

Perhitungan manual dilakukan pada microsoftexcel.

Dengan contoh nilai ketinggian air 18cm dankecepatan 2.2cm. Status apa yang akan didapatkan ?

Solusi.Pembentukan Himpunan Fuzzy

Ada 3 variabel fuzzy yang akan dimodelkan,yaitu:

1. Ketinggian, terdiri-atas 3 himpunan

fuzzy, yaitu: Rendah, Sedang, dan Tinggi (Gambar 6).

Fungsi keanggotaan variabel Ketinggian padasebagai berikut

µKtRendah =

µKtSedang =

µKtTinggi =

Kita bisa mencari nilai keanggotaan:µKtSedang [18] = (23-18)/6 = 0.83µKtTinggi [18] = (18-17)/6 = 0.172.Kecepatan, terdiri-atas 3 himpunan fuzzy, yaitu:

Lamban, Sedang, dan Cepat (Gambar 7).

Fungsi keanggotaan variabel Kecepatan pada sebagaiberikut:

µKcLamban =

µKtSedang =

µKtCepat =

Kita bisa mencari nilai keanggotaan:µKcSedang[2,2] = (3-2.2)/1 = 0.8µKtTinggi [2, 2] = (2.2-2)/1 = 0.17

3.Status, terdiri-atas 3 himpunan fuzzy, yaitu:

Normal, Siaga, dan Darurat (Gambar 6.4 ).

Fungsi keanggotaan variabel Status pada sebagaiberikut:

µStNormal =

Gambar 5 Fungsi Keanggotaan dariVariabel Ketinggian

Gambar 6 Fungsi Keanggotaan dariVariabel Kecepatan

94


µStSiaga =

µStDarurat =

Aplikasi metode implikasi

-predikat1 = KtSedang KcSedang

= min( KtSedang [18], KcSedang [2,2])

= min(0.83; 0,8)

= 0.8

-predikat1 = KtSedang KcSTinggi

= min( KtSedang [18], KcTinggi [2,2])

= min(0.83; 0,2)

= 0.2

-predikat1 = KtTinggi KcSedang


= min(0,17; 0,8)

= 0.17

-predikat1 = KtTinggi KcTinggi


= min(0.17; 0,2)

= 0.2

Komposisi Aturan

Dari hasil aplikasi fungsi implikasi dari tiapaturan, digunakan metode MAX untuk melakukankomposisi antar semua aturan. Hasilnya seperti padaGambar 9.

Defuzzyfikasi

Metode penegasan yang akan kita gunakanadalah metode centroid.

Z =

=

=

5.4 Pembahasan KoneksiPembahasan terhadap uji coba koneksi dengan

melihat pada hasil kinerja modem gsm wavecom yangterdapat pada Tabel 1 dapat diketahui bahwa untukkoneksi sms ke nomor handphone terkoneksi denganbaik. Hal ini sangat berpengaruh kepada sistempendeteksi banjir agar bisa langsung memberikaninformasi status ketinggian air sungai kepadamasyarakat.

5.5 Pembahasan FungsionalPembahasan terhadap uji coba fungsional yang

dilakukan dengan melihat antara hasil kerja sistemdengan daftar uji coba pada Tabel 2 bisa disimpulkansistem sudah berjalan dengan baik. Sehingga bisadikatakan bahwa implementasi dan fungsionalis sistempendeteksi banjir dapat berjalan sesuai denganrancangan.

Gambar 7 Fungsi Keanggotaan dariVariabel Status

Gambar 8 Hasil Daerah KomposisiAturan ( Area Garis Biru )

95


5.6 Pembahasan MetodePembahasan terhadap uji coba metode yang

diterapkan pada sistem ini telah diaplikasikan. Padahasil tersebut menunjukkan bahwa sistem sudahberjalan sesuai dengan aturan metode fuzzy mamdani

6. Kesimpulan dan Saran

6.1 KesimpulanBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan

maka dapat diambil kesimpulan bahwa :Penelitian ini telah berhasil membuat sistem

yang digunakan untuk mengetahui status ketinggian airyang diterapkan pada raspberry pi denganmenggunakan sensor ultrasonik.

Dengan menggunakan modem gsm wavecome,sistem ini berhasil mengirim pesan status ketinggian airpada nomor handphone yang sudah tersimpan padasistem pendeteksi banjir.6.2 Saran

Saran yang didapat pada untuk pengembangansistem ini adalah dengan dibuatkan untuk versi websiteataupun androidnya agar mengikuti perkembangandunia informasi teknologi. Serta penambahan sensorcurah hujan dan anemometer supaya sistem ini semakinlengkap.

Daftar Pustaka[1] Rahayu. Dkk. (2009). Banjir dan Upaya Penanggulangannya.

Bandung : Pusat Mitigasi Bencana (PMB-ITB)[2] IDEP, 2007. Panduan Umum Penanggulangan Bencana

Berbasis Masyarakat, Edisi Ke-2, Bali : Yayasan IDEP.[3] Rahmad Dawood, et all., 2014. Kelayakan Raspberry Pi sebagai

Web Server. Jurnal Rekayasa Elektrika[4] Sianipar, H., R., et all., 2015. Pemrograman PYTHON (Teori

dan Implementasi). Bandung: Informatika[5] P

hlm. 1-13, California: Parallax, 2006[6] Sutojo, T., et all., 2011. Kecerdasan Buatan. Yogyakarta: ANDI

96

jurnal teknologi informatika dan terapan vol. 04, no 02

Documents