Lacak Bersih: Implementasi Mobile Geografis Metode K-Means Guna Pengelolaan Sampah, Klastering Rute, Literasi Digital Dalam Revitalisasi Kebersihan PPM Minhajul Haq
Oleh:
Rizky Nugraha Kadar / 10123039
Ananda Fityan Syakur / 101203024
Edi Junaedi / 10123005
PROGRAM STUDI TEKNIK INFROMATIKA
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS INDONESIA
2026
DAFTAR ISI
2.1 Pengelolaan Sampah Komunal Berbasis dan Sistem Informasi Geografis Mobile. 2
2.2 Komputasi Optimasi Rute Armada dan Penguatan Literasi Digital Pesantren. 3
3.1 Penetapan Dasar Kegiatan Berdasarkan Kondisi Mitra. 3
3.2 Langkah Pengukuran Permasalahan dan Kebutuhan Mitra 4
3.3 Langkah Strategis Merealisasikan Gagasan. 4
3.4 Rancangan Pengukuran Capaian Kegiatan. 5
3.6 Pihak-Pihak yang Terlibat dan Kontribusinya. 8
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN.. 8
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Rencana Pelaksanaan Workshop Literasi Digital 5
Tabel 3.2 Kriteria dan Indikator Evaluasi Keberhasilan Program.. 6
Tabel 3.3 Alat dan Bahan yang Digunakan. 7
Tabel 3.4 Pihak yang Terlibat dalam Pelaksanaan Program.. 8
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Diagram Alir Penerapan IPTEK pada Mitra. 4
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Biodata Ketua dan Anggota serta Dosen Pendamping. 13
Lampiran 2 Justifikasi Anggaran Kegiatan. 20
Lampiran 3 Susunan Organisasi Tim Pelaksana dan Pembagian Tugas. 23
Lampiran 4 Surat Pernyataan Ketua Tim Pengusul 24
Lampiran 5 Surat Pernyataan Kesediaan Bekerja Sama dari Mitra. 25
Lampiran 6 Gambaran IPTEK yang Akan Diterapkan. 26
Lampiran 7 Denah Detail Lokasi Mitra Program.. 27
Lampiran 8 Hasil Uji Periksa Similaritas Proposal 28
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
PPM Minhajul Haq di Jalan Terusan Buah Batu No. 12, Kota Bandung, Jawa Barat, adalah Pondok Pesantren Mahasiswa yang bergerak di bidang jasa pendidikan keagamaan dan pembinaan karakter mahasiswa. Sebagai hunian komunal padat dengan lebih dari 250 santri aktif, tata kelola kebersihan asrama berpengaruh langsung terhadap kesehatan, kenyamanan belajar, dan produktivitas santri. Aktivitas domestik harian menghasilkan sampah yang fluktuatif, dengan estimasi 120–150 kg per hari, sehingga memerlukan manajemen pengangkutan terstruktur agar limbah tidak menumpuk dan menimbulkan pencemaran lingkungan (Kholili, 2023).
Melalui observasi lapangan dan komunikasi awal bersama pengurus, tim pengusul memetakan pengelolaan sampah dari hulu ke hilir. Di hulu, sampah domestik dihasilkan kontinu dari aktivitas harian santri. Di proses, pengangkutan harian masih konvensional tanpa pencatatan digital—petugas mengikuti rute kebiasaan lama tanpa mengetahui volume riil tiap bak. Di hilir, ketiadaan sirkulasi informasi membuat bak sering terlambat dikosongkan (Bahri et al., 2019). Tim dan mitra menyepakati satu persoalan prioritas pada aspek proses dan hilir, yaitu ketiadaan pemantauan kebersihan secara real-time dan ketidakefisienan rute pengangkutan sampah.
Akibatnya, jarak dan waktu tempuh armada tidak efisien karena petugas mendatangi bak yang ternyata masih kosong, sementara titik berproduksi tinggi berisiko mengalami overload sebelum jadwal pengangkutan tiba (Chaerul et al., 2022). Padahal pengurus dan santri sangat aktif menggunakan gawai, sehingga diperlukan sistem yang mengintegrasikan partisipasi warga melalui pelaporan cepat untuk memotong keterlambatan pengangkutan dan mengoptimalkan perutean armada.
Solusi tepat guna yang diterapkan adalah aplikasi mobile berbasis Android “Lacak Bersih” yang mengintegrasikan Google Maps SDK untuk visualisasi titik sampah secara real-time, dengan backend Python Flask yang menjalankan Weighted K-Means Clustering untuk mengelompokkan titik berdasarkan bobot volume dan Nearest Neighbor Heuristic untuk merekomendasikan rute terefisien (Hanafi et al., 2022). Data disinkronkan melalui Firebase Firestore paket Spark yang serverless dan bebas biaya bulanan demi keberlanjutan program. Program juga diperkuat literasi digital bermetode Experiential Learning (Kolb, 1984) dan penyerahan Buku Pedoman Mitra cetak.
1.2 Rumusan Masalah
- Bagaimana mengimplementasikan aplikasi mobile “Lacak Bersih” untuk mengelompokkan lokasi sampah dan menentukan rute pengangkutan yang paling efisien di PPM Minhajul Haq?
- Bagaimana melatih santri dan pengurus PPM Minhajul Haq agar cakap menggunakan aplikasi tersebut dalam menjaga kebersihan pesantren secara mandiri?
1.3 Tujuan
- Membuat aplikasi “Lacak Bersih” berbasis Android untuk membantu petugas kebersihan memantau posisi tempat sampah dan mengetahui rute pengangkutan terbaik.
- Meningkatkan keterampilan digital warga pesantren melalui pelatihan terstruktur agar mampu mengelola sistem kebersihan berbasis aplikasi secara berkelanjutan.
1.4 Target Luaran
Target luaran program ini meliputi:
- Laporan Kemajuan.
- Laporan Akhir.
- Buku Pedoman Mitra.
- Akun Sosial Media.
1.5 Manfaat Program
Manfaat program bagi mitra meliputi:
- Efisiensi operasional: menghemat waktu, jarak, dan tenaga petugas melalui rute terpendek terstruktur.
- Peningkatan sanitasi: mencegah penumpukan sampah (overload) sehingga lingkungan lebih sehat dan bebas bau.
- Kemudahan komunikasi internal: wadah pelaporan cepat bagi santri sehingga koordinasi dengan petugas lebih responsif.
- Kemandirian tata kelola digital: meningkatkan literasi digital warga agar mampu merawat sistem secara mandiri jangka panjang.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengelolaan Sampah Komunal Berbasis dan Sistem Informasi Geografis Mobile
Manajemen kebersihan pada kawasan hunian komunal berkepadatan tinggi menghasilkan volume limbah harian yang fluktuatif, sehingga rawan memicu penumpukan lokal jika dikelola secara manual tanpa pencatatan digital (Pratama and Wijaya, 2020). Berdasarkan identifikasi masalah tersebut, kebutuhan utama mitra adalah adanya platform pemantauan sanitasi yang cepat untuk mendukung koordinasi kebersihan asrama. Pengelolaan berbasis digital dengan melibatkan partisipasi aktif warga (santri) menjadi materi pendukung utama bagi mitra untuk mewujudkan manfaat peningkatan sanitasi lingkungan pesantren agar terbebas dari penumpukan limbah berbahaya dan bau tidak sedap (Kholili, 2023).
Guna memfasilitasi sirkulasi informasi yang tersumbat antara santri dan pengurus, mitra membutuhkan media komunikasi internal berbasis seluler yang responsif (Hidayat and Ramadhan, 2023). Kebutuhan ini diwujudkan melalui pemanfaatan Sistem Informasi Geografis (SIG) mobile pada aplikasi “Lacak Bersih” yang didukung oleh tiga komponen arsitektur utama:
- Google Maps SDK: Berfungsi sebagai antarmuka spasial digital untuk membantu petugas kebersihan memantau posisi letak koordinat tempat sampah secara akurat di area pesantren.
- Firebase Firestore (Spark Plan): Bertindak sebagai database cloud real-time gratis untuk mewujudkan kemudahan komunikasi internal berupa wadah pelaporan kondisi bak sampah dari santri langsung ke gawai petugas.
- Python Flask: Berperan sebagai micro-framework backend penunjang untuk menjembatani pengiriman data pelaporan dan komputasi sistem.
2.2 Komputasi Optimasi Rute Armada dan Penguatan Literasi Digital Pesantren
Aktivitas pengangkutan harian petugas kebersihan mitra yang masih bergerak manual mengikuti kebiasaan lama memicu masalah ketidakefisienan jarak dan waktu operasional. Untuk mengatasi hal tersebut, mitra membutuhkan kecerdasan komputasi yang dapat mengotomatisasi jalur perjalanan armada secara efektif berdasarkan kondisi keterisian bak sampah di lapangan (Chaerul et al., 2022). Penyelesaian tantangan intelektual operasional ini disinkronisasikan melalui dua metode algoritma matematis:
- Weighted K-Means Clustering: Berfungsi untuk mengelompokkan lokasi tempat sampah ke dalam beberapa zona prioritas berdasarkan jarak geografis dan bobot kepenuhan volume sampah yang dilaporkan santri.
- Nearest Neighbor Heuristic: Berfungsi untuk menentukan rute pengangkutan yang paling efisien (terpendek) dari satu titik ke titik berikutnya, sehingga merealisasikan manfaat efisiensi operasional waktu dan tenaga kerja petugas.
Meskipun profil SDM pesantren sangat aktif menggunakan gawai, kecakapan tersebut belum diarahkan untuk tata kelola sanitasi. Oleh sebab itu, mitra membutuhkan program edukasi terstruktur agar warga pesantren cakap menggunakan aplikasi baru dan tidak terjadi penolakan teknologi. Kebutuhan transfer iptek ini diselesaikan melalui workshop interaktif bermetode Experiential Learning yang melatih masyarakat lewat simulasi pengalaman langsung (Kolb, 1984). Pendampingan ini didukung oleh penyerahan Buku Pedoman Mitra cetak dan publikasi konten edukatif pada Akun Sosial Media kelompok, guna menjamin manfaat kemandirian tata kelola digital mitra dalam merawat sistem kebersihan ini secara jangka panjang.
BAB 3. METODE PELAKSANAAN
3.1 Penetapan Dasar Kegiatan Berdasarkan Kondisi Mitra
Kegiatan PKM-PI ini ditetapkan berdasarkan kondisi nyata di PPM Minhajul Haq. Pengelolaan kebersihan mitra saat ini masih berjalan konvensional tanpa pencatatan data: petugas mengangkut sampah mengikuti rute kebiasaan lama tanpa mengetahui bak mana yang sudah penuh atau masih kosong, sehingga jarak dan waktu tempuh tidak efisien dan titik berproduksi sampah tinggi berisiko mengalami overload. Saluran pelaporan dari santri pun belum tersedia secara sistematis. Atas dasar kondisi tersebut, kegiatan difokuskan pada satu persoalan prioritas, yaitu optimalisasi rute pengangkutan sampah dan pemantauan kondisi kebersihan secara real-time berbasis partisipasi warga melalui penerapan aplikasi mobile “Lacak Bersih”.
3.2 Langkah Pengukuran Permasalahan dan Kebutuhan Mitra
Program diawali survei lapangan di PPM Minhajul Haq: (a) wawancara pengurus, petugas, dan santri untuk memahami permasalahan; (b) pencatatan koordinat GPS seluruh titik sampah; (c) pendataan volume harian, jenis sampah dominan, dan frekuensi pengangkutan sebagai baseline; serta (d) penilaian awal literasi digital santri via kuesioner.
3.3 Langkah Strategis Merealisasikan Gagasan
Diagram Alir Penerapan Iptek Pada Mitra
Gambar 3.1 Diagram Alir Penerapan IPTEK pada Mitra
- Pengembangan dan Distribusi Aplikasi
Aplikasi Lacak Bersih dikembangkan sesuai rancangan teknis pada subbab 3.5, kemudian dikompilasi menjadi berkas aplikasi (APK) dan didistribusikan langsung ke perangkat pengurus, petugas, dan santri melalui tautan atau berkas untuk dipasang. Karena aplikasi mobile berjalan langsung di perangkat pengguna, mitra dapat mengoperasikannya tanpa memerlukan hosting, hanya basis data dan layanan backend yang berada di cloud untuk berbagi data antarpengguna.
- Pelaksanaan Program Literasi Digital
Program literasi digital dilaksanakan dalam dua sesi pada Bulan ke-3 bersamaan dengan uji coba aplikasi, menggunakan pendekatan Experiential Learning (Kolb, 1984) agar santri tidak hanya memahami teori tetapi juga mempraktikkannya langsung. Tiap sesi berlangsung 90 menit pada waktu luang santri; peserta memperoleh buku panduan cetak A5 dan mengisi kuesioner pre-post test sebagaimana tersaji pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Rencana Pelaksanaan Workshop Literasi Digital
| Sesi | Materi / Nama Kegiatan | Waktu & Durasi | Target & Output Pelatihan |
| Sesi 1 | Sosialisasi Aplikasi Lacak Bersih dan Fitur Pelaporan Masalah Sampah | Bulan ke-3, Sore Hari (90 Menit) | Santri memahami pentingnya data spasial sampah dan mampu menggunakan fitur pelaporan masalah secara real-time. |
| Sesi 2 | Workshop Manajemen Dashboard Admin dan Pembaruan Sistem Kendali Rute | Bulan ke-3, Malam Hari (90 Menit) | Pengurus internal dan petugas kebersihan mahir melakukan monitoring, validasi data Firebase, serta optimasi rute via K-Means. |
- Pendampingan, Dampak, dan Keberlanjutan
Selama penerapan, tim melakukan pendampingan dan monitoring agar mitra terbiasa menggunakan sistem. Penerapan Lacak Bersih memberikan dampak nyata: pengelolaan kebersihan yang sebelumnya tanpa data menjadi terekam otomatis, status titik sampah, laporan santri, dan riwayat rute tersimpan sehingga pengurus dapat memantau tanpa inspeksi keliling manual, sementara keterlibatan santri menumbuhkan tanggung jawab kolektif sekaligus meningkatkan literasi digital mereka.
Untuk menjamin keberlanjutan, setelah program selesai tim menyerahkan seluruh source code dan dokumentasi kepada mitra. Penggunaan Firebase paket Spark yang gratis menghilangkan biaya operasional bulanan. Tim admin internal yang telah dilatih mengelola operasional harian, didukung buku pedoman mitra cetak dan konsultasi daring tiga bulan pasca-program, serta komitmen pengurus mengintegrasikan aplikasi ke prosedur kebersihan resmi.
Tabel 3.2 Kriteria dan Indikator Evaluasi Keberhasilan Program
| No. | Aspek yang Diukur | Aspek yang Diukur | Indikator Keberhasilan |
| 1 | Efisiensi rute pengangkutan dan partisipasi pelaporan santri | Functional testing oleh tim PKM-PI (akhir Bulan ke-2); kuesioner kepuasan Likert 1–5 oleh petugas dan pengurus (akhir Bulan ke-3) | Seluruh fitur utama berjalan tanpa gangguan kritis; rata-rata skor kepuasan pengguna mencapai minimal 3,5 dari skala 5,0 |
| 2 | Efisiensi rute pengangkutan dan partisipasi pelaporan santri | Perbandingan jarak rute konvensional vs. rute K-Means; rekap laporan masuk di Firebase Firestore (Bulan ke-4) | Terdapat perbedaan jarak tempuh yang teridentifikasi antara rute konvensional dan rute rekomendasi; minimal ada laporan santri masuk setiap minggu selama periode monitoring |
| 3 | Peningkatan literasi digital santri | Kuesioner pre-post test yang dikembangkan tim PKM-PI (sebelum Sesi 1 dan sesudah Sesi 2) | Rata-rata skor post-test lebih tinggi dibandingkan pre-test pada sebagian besar peserta pelatihan |
| 4 | Kemandirian dan keberlanjutan pasca-program | Checklist kemampuan admin dan wawancara singkat pengurus (akhir Bulan ke-4) | Tim admin internal mampu mengoperasikan dan memperbarui data aplikasi secara mandiri; pengurus menyatakan komitmen melanjutkan penggunaan aplikasi pasca-program |
3.1 Solusi Yang Diusulkan
- Arsitektur Sistem Lacak Bersih
Lacak Bersih dibangun dengan arsitektur tiga lapis: (a) Lapisan Presentasi berupa aplikasi Android (Java) dengan Google Maps SDK untuk peta interaktif dan rute real-time; (b) Lapisan Logika Bisnis berupa REST API Flask (Python) untuk pemrosesan data dan eksekusi K-Means (scikit-learn, NumPy); serta (c) Lapisan Data berupa Firebase Firestore paket Spark (gratis, serverless) yang menyimpan koordinat titik sampah, laporan santri, dan log klasterisasi. Antarlapisan berkomunikasi via HTTPS dengan format JSON. Firebase Firestore dipilih karena paket Spark gratisnya memadai untuk skala pesantren, tanpa VPS berbayar sehingga memperkuat keberlanjutan, dan terintegrasi baik dengan Android.
- Implementasi K-Means Clustering
Implementasi menggunakan Weighted K-Means: tiap titik diberi bobot berdasarkan rata-rata volume hariannya. Klasterisasi dijalankan otomatis oleh backend secara periodik sehingga rekomendasi rute selalu mencerminkan kondisi terkini. Nilai optimal K ditentukan melalui metode Elbow sesuai distribusi spasial titik di lokasi mitra. Setiap cluster mewakili rute yang dikunjungi bergiliran dengan prioritas pada cluster bervolume besar; urutan kunjungan ditentukan Nearest Neighbor Heuristic untuk meminimalkan jarak tempuh.
- Fitur Utama Aplikasi
Aplikasi Lacak Bersih memiliki tiga fitur utama yang dapat diakses oleh dua jenis pengguna, yaitu pengurus/admin dan santri sebagai pengguna umum. Pertama, Peta Titik Sampah: menampilkan seluruh titik penghasil sampah pada peta Google Maps; tiap penanda dapat ditekan untuk melihat status dan diperbarui pengurus secara real-time melalui Firestore. Kedua, Rekomendasi Rute: menampilkan urutan kunjungan hasil Weighted K-Means sebagai garis rute per klaster, hanya diakses pengurus atau petugas melalui akun admin. Ketiga, Pelaporan Kondisi Sampah: santri melaporkan tempat sampah yang perlu segera ditangani di luar jadwal rutin (deskripsi singkat, foto opsional), yang dipantau dan ditandai selesai oleh pengurus.
- Alat dan Bahan yang Digunakan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pengembangan dan implementasi Lacak Bersih.
Tabel 3.3 Alat dan Bahan yang Digunakan
| No | Alat / Bahan | Fungsi dalam Program |
| 1 | Laptop | Pengembangan seluruh komponen aplikasi Lacak Bersih: frontend Android (Java/Android Studio), backend REST API (Python/Flask), dan implementasi algoritma K-Means (scikit-learn + NumPy) |
| 2 | Smartphone Android | Pengujian fungsional aplikasi di lapangan bersama petugas kebersihan dan santri PPM Minhajul Haq; pencatatan koordinat GPS titik penghasil sampah sebagai data baseline |
| 3 | Google Maps SDK for Android + Firebase Firestore | Visualisasi peta interaktif, penanda titik sampah, dan tampilan rute klaster; penyimpanan data koordinat, laporan santri, dan log klasterisasi secara serverless tanpa biaya VPS |
| 4 | Android Studio + Flask Framework | IDE utama pengembangan aplikasi Android dan kerangka kerja REST API backend sebagai jembatan antara aplikasi mobile dan modul K-Means |
| 5 | Modul pelatihan & buku pedoman | Panduan penggunaan aplikasi Lacak Bersih untuk santri, pengurus, dan petugas kebersihan; mendukung keberlanjutan mandiri mitra pasca-program |
3.2 Pihak-Pihak yang Terlibat dan Kontribusinya
Tabel 3.4 Pihak yang Terlibat dalam Pelaksanaan Program
| No | Pihak yang Terlibat | Peran dan Kontribusi |
| 1 | Tim Pelaksana PKM-PI | Merancang dan mengembangkan aplikasi Lacak Bersih, melaksanakan survei dan pendataan, menyelenggarakan pelatihan dan pendampingan, serta menyusun luaran dan laporan. |
| 2 | Mitra (PPM Minhajul Haq) | Menyediakan data dan akses lokasi, terlibat dalam identifikasi masalah, mengikuti pelatihan, serta mengoperasikan dan memelihara aplikasi secara mandiri pasca-program. |
| 3 | Dosen Pendamping | Membimbing arah keilmuan dan teknis, mengawasi pelaksanaan kegiatan, serta memvalidasi luaran dan laporan. |
| 4 | Petugas Kebersihan Mitra | Menggunakan rekomendasi rute pengangkutan, memperbarui status titik sampah, dan memberikan umpan balik lapangan untuk perbaikan sistem. |
| 5 | Perguruan Tinggi | Memberikan dukungan administratif, pembinaan, dan dana pendamping bagi pelaksanaan program. |
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
4.1 Anggaran Biaya
Tabel 4.1 Anggaran Biaya
| No | Jenis Pengeluaran | Sumber Dana | Besaran Dana (Rp) |
| 1. Bahan habis pakai: | Belmawa | 3.600.000 | |
| Perguruan Tinggi | – | ||
| Instansi Lain | – | ||
| 2. Sewa dan jasa | Belmawa | 1.200.000 | |
| Perguruan Tinggi | |||
| Instansi Lain | |||
| 3.Transportasi Lokal | Belmawa | 2.000.000 | |
| Perguruan Tinggi | 500.000 | ||
| Instansi Lain | – | ||
| 4.Lain-lain | Belmawa | 1.200.000 | |
| Perguruan Tinggi | – | ||
| Instansi Lain | – | ||
| Jumlah: | Rp. 8.500.000 | ||
4.2 Jadwal Kegiatan
Tabel 4.2 Jadwal Kegiatan
| No. | Jenis Kegiatan | Bulan | Penanggung Jawab | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 1 | Survei & pendataan | Rizky Nugraha | ||||
| 2 | Perancangan sistem | Ananda Fityan Edi Juaedi | ||||
| 3 | Pengembangan app | Rizky Nugraha Ananda Fityan Edi Juaedi | ||||
| No. | Jenis Kegiatan | Bulan | Penanggung Jawab | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 4 | Uji coba lapangan | Rizky Nugraha Ananda Fityan Edi Juaedi | ||||
| 5 | Pelatihan literasi | Rizky Nugraha Ananda Fityan Edi Juaedi | ||||
| 6 | Monitoring evaluasi | Rizky Nugraha Ananda Fityan | ||||
| 7 | Penyusunan laporan | Rizky Nugraha Ananda Fityan Edi Juaedi | ||||
DAFTAR PUSTAKA
Bahri, S., Suhada, S., & Hudin, J. M. (2019). Teknologi Global Positioning Sistem (GPS) untuk Pelaporan dan Penjemputan Sampah Berbasis Android. CESS (Journal of Computer Engineering, System and Science), 4(1), 39–43. https://doi.org/10.24114/cess.v4i1.11358
Chaerul, M., Puturuhu, M., & Artika, I. (2022). Optimasi Rute Pengangkutan Sampah dengan Menggunakan Metode Nearest Neighbour (Studi Kasus: Kabupaten Manokwari, Papua Barat). Jurnal Wilayah dan Lingkungan, 10(1), 55–68. https://doi.org/10.14710/jwl.10.1.55-68
Hanafi, M., Warsito, B., & Gernowo, R. (2022). Sistem Informasi Manajemen Pengumpulan dan Pengangkutan Sampah Padat dengan Efisiensi Rute Menggunakan K-Means Clustering dan Travelling Salesman Problem. Jurnal Sistem Informasi Bisnis, 12(2), 106–115. https://doi.org/10.21456/vol12iss2pp106-115
Kholili, A. N. (2023). Sistem Informasi Pengelolaan Sampah Rumah Tangga Berbasis Mobile. INTECH, 4(1), 28–34. https://doi.org/10.54895/intech.v4i1.1982
Kolb, D. A. (1984). Experiential Learning: Experience as the Source of Learning and Development. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall.