AirLoss

Estimasi Kebocoran Udara Tekan dengan Sensor dan Machine Learning untuk Penghematan Listrik UMKM

Bocor jadi terlihat, dalam rupiah.

Tim PIRAI, Universitas Tanjungpura
Sub-tema C: Manajemen Energi dan Lingkungan Perkotaan untuk Fasilitas Kota dan UMKM
UNS Innovation Hackathon 2026

Render 3D kit AirLoss terpasang pada kompresor bangku uji

Kebocoran yang tidak terdengar, tetapi tetap dibayar.

Kompresor udara bekerja setiap hari di bengkel, usaha mebel, dan konveksi. Bocor kecil tertutup bising produksi.

Hingga 30% udara tekan hilang karena kebocoran

0–0%

keluaran kompresor yang kurang terawat hilang karena bocor

±0kWh/bulan

energi terbuang untuk setiap 10 poin kebocoran pada kompresor 15 kW

Rp0–0juta/tahun

biaya listrik dari kebocoran tersebut

Rp27–35 ribu

terbuang setiap hari kerja, dari satu kompresor, tanpa ada yang mengukurnya.

Asumsi: kompresor 15 kW, 16 jam/hari, 26 hari kerja/bulan, tarif PLN September 2026. Rp/hari = Rp8,4–10,8 juta ÷ 312 hari kerja.

Sumber: U.S. DOE, Compressed Air Tip Sheet #3 (2000); Compressed Air Challenge, Fact Sheet #7 (2026); Katadata, Tarif listrik PLN September 2026; perhitungan tim.

8 dari 10 pengguna kompresor belum pernah mengukur kebocoran

Kebocoran baru diperbaiki setelah terdengar.

Selama produksi berjalan, kebocoran tidak dapat dibedakan dari pemakaian alat.

Sumber: wawancara tim dengan 10 pengguna kompresor di Pontianak, 2026.

IKM berada di luar jangkauan regulasi dan solusi yang ada

4.000 TOE/tahunbatas wajib manajemen energi (PP 33/2023)

±6 TOE/tahunsatu kompresor 15 kW (±75 MWh)

Lebih dari 600 kalidi bawah batas wajib. Pada skala yang sama, batangnya hanya setipis garis.

  • 217 industriyang melaporkan manajemen energi pada 2023
  • 4,43 juta IKMbelum tersentuh alat ukur kebocoran
  • Pabrik besarmenjadi sasaran Ecoplant, ifm moneo, dan Atlas Copco AIRScan

Efisiensi energi ditargetkan menyumbang 37% penurunan emisi sektor energi pada 2030.

Sumber: PP No. 33 Tahun 2023; Kementerian ESDM (2023); Kontan/Kemenperin (2026); GIZ Indonesia (2026); brosur Ecoplant, ifm, Atlas Copco. Konversi IEA 1 MWh = 0,086 toe; 74,9 MWh × 0,086 ≈ 6,4 toe; perhitungan tim.

AirLoss

Estimasi Kebocoran Udara Tekan dengan Sensor dan Machine Learning untuk Penghematan Listrik UMKM

Bocor jadi terlihat, dalam rupiah.

  • Dipasang tanpa memotong pipa, melalui port manometer dan CT split-core
  • Memantau tekanan tangki dan daya listrik secara terus-menerus
  • Melaporkan kebocoran dalam persen dan rupiah
Rp1,5 jutaharga kit Rp100 ribulangganan per bulan
Render 3D kit AirLoss dengan sensor tekanan dan CT split-core Tampilan urai kit AirLoss: enclosure, papan ESP32-S3, dan modul sensor Desain 3D (Blender). Perakitan kit November 2026.

Deteksi, verifikasi, lalu laporkan

1

Pantau

ESP32-S3 membaca tekanan tangki (0–12 bar, ADC 16-bit) dan daya motor

2

Deteksi

LightGBM memperkirakan durasi pengisian normal. Jika durasi aktual terus lebih tinggi, sistem meminta uji.

3

Verifikasi

Uji Verifikasi Bocor 2–9 menit saat seluruh alat berhenti, cukup di jam istirahat atau akhir shift

4

Laporkan

Kerugian dalam kWh dan rupiah, dengan peringatan jika kebocoran naik ≥5 poin

Produksi: tekanan naik-turun mengikuti pemakaian alat Saat uji: laju turun = bocor tekanan tangki (bar)
Setiap peringatan didahului uji fisik.

Peningkatan aktivitas produksi tidak terbaca sebagai kebocoran.

Sumber: rancangan sistem AirLoss (proposal, Gambar 1); ilustrasi grafik disederhanakan dari dasbor purwarupa.

Algoritma telah teruji pada digital twin

Dasbor AirLoss: kebocoran naik dari 9,3% menjadi 27,0%, biaya Rp70.201 per hari operasi Simulasi digital twin, TKT 3
9,3% → 27,0%kebocoran, setelah lubang Ø2,7 mm dibuka
Rp24.198 → Rp70.201kerugian per hari operasi
0,49 poin

galat rata-rata dari 48 uji pada 8 tingkat kebocoran (maksimum 1,02 poin)

Bocor sebenarnya 20% terbaca di kisaran 19,5–20,5%.

42–69 jam

pemicu aktif sebelum empat laporan kebocoran pada data kompresor nyata MetroPT-3. Alarm palsu masih ada, sehingga setiap peringatan diverifikasi dengan uji fisik.

Sumber: hasil simulasi tim (Lampiran Bukti Purwarupa, Gambar A4 dan Tabel A1); Veloso B, dkk. The MetroPT dataset for predictive maintenance. Scientific Data 9:764 (2022).

Balik modal dalam 1–4,5 bulan

0369 0123456 bulan setelah pemasangan Rp juta (kumulatif) Biaya kit + langganan Hemat jika bocor 30% → 10% Hemat jika bocor 20% → 10% ±1,2 bulan ±2,5 bulan
1–3 blnkompresor start/stop
1,5–4,5 blnkompresor load/unload
Harga
Kit Rp1,5 juta + langganan Rp100 ribu/bulan
Kanal
Penyedia jasa servis kompresor yang rutin melayani IKM
Sasaran awal
IKM garmen, mebel, plastik, kemasan pangan, dan bengkel dengan kompresor 15–75 kW, dimulai di Pontianak dan Sukoharjo

Kerugian bocor selama satu tahun setara dengan harga 5–7 kit AirLoss.

Sumber: perhitungan tim. Grafik: kompresor start/stop 15 kW, 624 kWh/bulan per 10 poin, tarif ±Rp1.122/kWh (setara Rp8,4 juta/tahun), belum termasuk biaya perbaikan bocor.

Dari bangku uji menuju pilot 10 kompresor

Posisi saat ini

Nov 2026

Perakitan kit dan uji bangku dengan bocor terkalibrasi

Galat ≤5 poin

Des 2026

Integrasi sistem

TKT 4

Jan–Feb 2027

Uji pada 2–3 kompresor ulir mitra dengan injeksi bocor

Akurasi lapangan

Mar–Mei 2027

Uji sebelum dan sesudah perbaikan

Penghematan kWh, TKT 5

Jun–Okt 2027

Pilot 5–10 kompresor dan uji harga

Siap TKT 6

Bengkel Motor Mitra MakmurKompresor untuk bangku uji, lokasi uji awalBersedia
IKM garmen dan mebel, PontianakAkses kompresor ulir 15–75 kW, izin injeksi bocorDalam penjajakan
Disperinaker SukoharjoValidasi pada sentra IKM tekstil dan mebelDiusulkan

Sumber: rencana kegiatan proposal AirLoss (November 2026 – Oktober 2027).

Tim PIRAI, Universitas Tanjungpura

IA

Ibnu Arif, S.Kom., M.Kom.

Ketua Tim dan Dosen Pembimbing

M.Kom bidang Machine Learning; Certified Programmer BNSP

ID

Irvan Ananda Dimastiro

Koordinator Teknis (Teknik Elektro)

Finalis Indonesia Chip Hackathon 2026

PS

Pangkywara Segoro Djodi

Koordinator Bisnis dan Hilirisasi

Juara 3 Pontianak Hackathon 2024; PKM-KC didanai

RP

Raditya Indra Putranto

Koordinator Validasi Pengguna

Finalis Indonesia Chip Hackathon 2026

AW

Andrie Wijaya

Koordinator Operasional dan Regulasi

Juara Favorit PIMNAS ke-39

Kebocoran yang tidak terdengar tetap dibayar. AirLoss membuatnya terlihat.

AirLoss. Bocor jadi terlihat, dalam rupiah.

Cadangan

Arsitektur sistem AirLoss

Diagram arsitektur: sensor arus dan tekanan ke ESP32, MQTT ke server, pengolahan sinyal, pemicu uji, uji verifikasi bocor, dan peringatan ke pemilik

Sumber: proposal AirLoss, Gambar 1.

Cadangan

Posisi AirLoss terhadap solusi yang ada

SolusiSasaran utamaCara kerja
Ecoplant (Ecolab)Pabrik besarPlatform optimasi sistem udara tekan
ifm moneoPabrik besarPlatform IIoT untuk pemantauan konsumsi energi
Atlas Copco AIRScanPabrik besarAudit sistem udara bertekanan, manual dan sesaat
AirLossIKM dengan satu kompresor 15–75 kWPemantauan terus-menerus; setiap peringatan didahului uji fisik; Rp1,5 juta + Rp100 ribu/bulan

Sumber: brosur Ecoplant (2022) [9]; ifm electronic, moneo [10]; Atlas Copco Indonesia, AIRScan [11].

Cadangan

Empat target kinerja yang akan kami buktikan

IndikatorTargetTempat pembuktian
Galat estimasi kebocoran≤5 poinBangku uji dengan orifice terkalibrasi (Nov–Des 2026)
Kenaikan kebocoran ≥5 poin≥90% terkonfirmasi uji dalam 48 jamKompresor mitra (Jan–Feb 2027)
Penurunan kebocoran≥10 poin di lokasi mitraUji sebelum dan sesudah perbaikan (Mar–Mei 2027)
Kecepatan pemicu ML≥20% lebih cepat daripada metode konvensional pada jumlah uji yang samaPilot 5–10 kompresor (Jun–Okt 2027)

Selama dataset belum memadai, pemicu utama tetap metode konvensional hingga ML terbukti pada minimal 12 kebocoran lapangan.

Sumber: proposal AirLoss, Bagian 6a dan 6b.

Cadangan

Machine learning menentukan kapan uji perlu dilakukan

Skor anomali pada data MetroPT-3 menjelang empat laporan bocor udara
Data nyata MetroPT-3. Abu-abu: 72 jam sebelum laporan; merah: periode laporan; ▼: permintaan uji.
  • LightGBM dilatih pada 1.588 pembacaan simulasi dan diperiksa pada 321 pembacaan terpisah; keputusan dijelaskan dengan TreeSHAP.
  • Pada MetroPT-3, pemicu aktif sebelum keempat laporan kebocoran, tetapi juga aktif di luar periode itu.
  • Karena itu ML hanya meminta uji. Peringatan ke pemilik selalu menunggu hasil uji fisik.
  • Setiap uji di bangku dan lapangan menjadi data berlabel untuk melatih ulang model dan menurunkan alarm palsu.

Sumber: Lampiran Bukti Purwarupa (Gambar A5–A7, Tabel A1); Veloso B, dkk. Scientific Data 9:764 (2022).

Cadangan

Keselamatan dan batasan saat ini

Keselamatan

  • Pemasangan oleh teknisi bersertifikat sesuai Permenaker 37/2016 tentang K3 bejana tekanan
  • Sensor tekanan di port manometer, tanpa memotong pipa; CT split-core dijepit tanpa memutus kabel
  • Uji dimulai setelah daftar periksa operator dan dibatalkan otomatis bila ada pemakaian udara
  • Enclosure IP65, sekring, dan varistor

Batasan

  • Untuk kompresor kecepatan tetap (start/stop dan load/unload), belum untuk VSD
  • Satu kompresor per lokasi, belum untuk sistem multi-unit
  • Perangkat keras masih tahap desain (TKT 3); angka purwarupa berasal dari simulasi

Sumber: proposal AirLoss; Permenaker No. 37 Tahun 2016 [12].

Cadangan

Anggaran purwarupa Rp4,5 juta

BagianKomponen utama
Kit sensorESP32-S3; sensor tekanan 0–12 bar + ADC 16-bit ADS1115; meter energi PZEM-004T + CT split-core; microSD; RTC DS3231; catu daya 5 V; enclosure IP65; sekring dan varistor
Bangku ujiManifold kuningan dengan 6 katup ¼"; nosel kuningan sebagai orifice terkalibrasi; 2 katup solenoid 12 V untuk meniru pemakaian udara; manometer acuan kelas 1.0
Biaya±Rp2,6 juta untuk kit dan bangku uji; sisanya cadangan. Kompresor uji dipinjam dari Bengkel Motor Mitra Makmur.

Sumber: proposal AirLoss Bagian 6d; Lampiran Bukti Purwarupa, Tabel B1.

Cadangan

Hitungan di balik angka

Energi kompresor per tahun

15 kW × 16 jam × 26 hari × 12 bulan ≈ 74,9 MWh. Setiap 10 poin kebocoran ≈ 624 kWh/bulan.

Setara TOE

74,9 MWh × 0,086 toe/MWh ≈ 6,4 toe. Batas wajib 4.000 toe ÷ 6,4 ≈ 620 kali.

Kerugian per hari kerja

Rp8,4–10,8 juta ÷ 312 hari ≈ Rp27–35 ribu (26 hari × 12 bulan).

Setara harga kit

Rp8,4–10,8 juta ÷ Rp1,5 juta ≈ 5,6–7,2 kit.

Balik modal (start/stop)

Hemat 624–1.248 kWh/bulan × ±Rp1.122/kWh ≈ Rp0,7–1,4 juta/bulan. Rp1,5 juta ÷ (hemat − Rp100 ribu) ≈ 1,2–2,5 bulan, belum termasuk biaya perbaikan.

Makna galat 0,49 poin

Kebocoran sebenarnya 20% terbaca di kisaran ±0,5 poin, yaitu 19,5–20,5%.

Sumber: perhitungan tim; konversi energi IEA (1 MWh = 0,086 toe).

Cadangan

Daftar pustaka

  1. [1] U.S. Department of Energy. Minimize compressed air leaks. Compressed Air Tip Sheet #3 (DOE/GO-102000-0988); 2000.
  2. [2] Compressed Air Challenge. Fact Sheet #7: Compressed Air System Leaks. Improving Compressed Air System Performance; 2026.
  3. [3] Infobank News. Penjualan listrik PLN capai 317,69 TWh di 2025; 1 Februari 2026.
  4. [4] U.S. Department of Energy. Energy Tips: Compressed Air, Tip Sheet #1; 2004.
  5. [5] Katadata. Daftar lengkap tarif listrik PLN terbaru per September 2026; 10 September 2026.
  6. [6] GIZ Indonesia. Efisiensi energi ditarget sumbang 37% penurunan emisi sektor energi; 15 Oktober 2026.
  7. [7] Kementerian ESDM. Implementasi manajemen energi tahun 2023 mampu hemat 10,42 juta SBM.
  8. [8] Kontan. Kemenperin bidik 4,43 juta IKM naik kelas dan tembus pasar ekspor; 8 Oktober 2026.
  9. [9] Ecoplant. Compressed air system optimization [brosur]. Ecolab; 2022.
  10. [10] ifm electronic. moneo: optimalkan konsumsi energi.
  11. [11] Atlas Copco Indonesia. AIRScan: audit sistem udara bertekanan.
  12. [12] Kementerian Ketenagakerjaan. Permenaker No. 37 Tahun 2016 tentang K3 Bejana Tekanan dan Tangki Timbun.
  13. [13] Veloso B, Ribeiro RP, Gama J, Pereira PM. The MetroPT dataset for predictive maintenance. Scientific Data. 2022;9:764.
  14. PP No. 33 Tahun 2023 tentang Konservasi Energi.
Tekan → untuk lanjut, P untuk catatan pembicara, F untuk layar penuh, ? untuk bantuan