Sistem Monitoring Air Layak Konsumsi Berbasis Mikrokontroler ESP32 dan Protokol MQTT

Abstract

Semakin bertambahnya populasi makhluk hidup dan adanya faktor kegiatan dari berbagai sektor mengakibatkan kebutuhan akan air bersih juga semakin tinggi. Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik per tahun 2020, jumlah produksi air bersih di Indonesia dapat mencapai 5262,1 Juta m3. Penggunanya dikategorikan ke dalam pengguna sosial, pengguna khusus, pengguna niaga dan industri, pengguna non niaga, dan lain-lain (BPS, 2015-2020).Peningkatan jenis dan jumlah perusahaan yang mengelola air bersih di Indonesia juga signifikan.  Jenis perusahaan yang tercakup adalah Perusahaan Air Minum (PAM), Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM), dan Badan Pengelola Air Minum (BPAM), serta beberapa perusahaan swasta. Peningkatan jumlah perusahan dapat dilihat dari tahun ke tahun: tahun 2015 jumlah perusahaan air bersih sebanyak 539, tahun 2017 sebanyak 534, tahun 2018 sebanyak 536, tahun 2019 meningkat sebanyak 541, dan tahun 2020 menjadi sebanyak 543 perusahaan (Tabel 1).Air bersih ditentukan berdasarkan hasil pengukuran berbagai parameter sesuai dengan standar yang telah ditetapkan. Di Indonesia, parameter-parameter pengukuran air bersih telah ditetapkan melalui Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492 tahun 2010 dan No 2 tahun 2023 tentang kesehatan lingkungan. Di antara parameter yang wajib dipenuhi adalah parameter fisik dan parameter kimiawi (Menkes, 2010). Dalam parameter fisik terdapat nilai bau, warna, total zat padat terlarut, kekeruhan, rasa, dan suhu. Sedangkan dalam parameter kimiawi terdapat nilai kandungan alumunium, besi, kesadahan, khlorida, mangan, dan nilai pH. Adapun standar nilai yang wajib dipenuhi dapat dilihat pada Tabel 2.Pengukuran air bersih harus dilakukan oleh perusahaan air bersih secara terus menerus supaya air yang didistribusikan ke masyarakat tidak menimbulkan gangguan kesehatan. Pengukuran yang dilakukan terus menerus dengan metode manual tentunya kurang efektif dan memiliki potensi error yang cukup tinggi. Oleh sebab itu, sangat dibutuhkan sistem monitoring online (Simatupang, dkk, 2022) bersifat praktis dan otomatis sehingga air yang terdistribusikan ke masyarakat dapat selalu terjamin kualitasnya.Oleh karena itu, tujuan kami dalam penelitian ini adalah mengimplementasikan rancangan sistem monitoring air layak konsumsi berbasis ESP32 (ESP32 adalah mikrokontroler penerus dari ESP8266 yang sudah memiliki modul Wi-Fi dan Bluetooth) dengan protokol MQTT (Message Queue Telemetry Transport) cloud server. Pada penelitian ini, parameter yang akan dijadikan tolok ukur adalah parameter kekeruhan (turbiditas) air dan parameter keasaman (pH) air. Sistem yang kami gunakan mengacu kepada rancangan sistem yang dipublikasikan oleh repository Universitas Negeri Alauddin Makassar (Ardiansyah, 2016), namun dengan beberapa peningkatan. Peningkatan yang kami lakukan terletak pada penggunaan mikrokontroller ESP32 dengan komunikasi nirkabel (Aisyah, dkk, 2021) menggunakan protokol MQTT, penggunaan turbidity sensor untuk mendeteksi kekeruhan air (Noor, dkk, 2019), dan penggunaan cloud server sebagai media penyimpanan data (Iskandar, dkk, 2019), serta penampil dashboard berbasis situs web menggunakan aplikasi Grafana.Kami berharap rancangan sistem ini nanti bisa diterapkan di berbagai perusahaan/instansi penyedia air minum layak konsumsi sehingga dapat meningkatkan baku mutu air minum yang akan didistribusikan kepada masyarakat luas secara berkala/teratur.