DAFTAR PUSTAKA
Iswanto & Helman, M. 2012. Weather Monitoring Station with Remote Radio Frequency Wireless Communications. University of Muhammadiyah Yogyakarta.
Mannino, M.V. 2001. Database Application Development and Design.Mc Graw- Hill Companies.inc. New York. USA.
Kurniawan, D., Jati, A. N. & Mulyana, A. 2015.Perancangan dan Implementasi Sistem Monitor Cuaca Menggunakan Mikrokontroler sebagai Pendukung Sistem Peringatan Dini Banjir.Telkom University. Bandung.
Kretschmar, M. & Welsby, S. 2005. Capacitive and Inductive Displacement Sensors Newnes. Burlington.
Corps, M. 2005.Design, monitoring, and evaluation guidebook.
Pengertian Web Server.2015. https://idcloudhost.com/pengertian-web-server-dan -fungsinya/(diakses 13 April2016).
Husein & Sukariasih, L. 2013.Prototipe System Telemetri Pemantau Suhu dan
Kelembaban Udara Berbasis Mikrokontroller Atmega 8535.FKIP Unhalu Bumi Tridharma. Kendari.
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Perancangan sistem meliputi perancangan pada perangkat keras (Hardware) dan
perangkat lunak (software). Pada Perancangan perangkat keras adalah mengenai cara
merangkai seluruh perangkat keras yang akan digunakan. Antara lain rangkaian pada
sensor seperti DHT11, Potensiometer, Optocoupler dan Modul GSM yang seluruh
rangkaian pada perangkat keras tersebut akan dihubungkan dengan Arduino uno
sebagai pusat sistemnya. Rangkaian bekerja sesuai dengan program yang dibuat dan
diunggah kedalam ic kontroler. Proses kerja rangkaian setelah diaktifkan adalah
membaca sensor ,mengkalibrasi data sensor dan mengirim data hasil kalibrasi ke
website melalui modul gsm.. Output hasil kalibrasi berupa data serial yang dapat
dikirim ke komputer atau ke website.
Sedangkan perancangan perangkat lunak (Software) merupakan cara untuk
mendapatkan data yang telah dikirim dari hardware yang terhubung dan sebagai
tampilan untuk memantau data pada sistem. Setiap perangkat keras di program untuk
melakukan masing-masing tugasnya.
3.1Alat dan Bahan
Hardware Software
Arduino UNO IDE Arduino
DHT11 Xampp
Potensiometer Microsoft visio 2010
Optocoupler Browser Engine
Modul GSM SIM800L Notepad ++
Transistor Photoshop
Tabel 3.1 Tabel peralatan dan bahan
3.2Data yang digunakan
Pada pembangunan sistem ini, menggunakan data berupa suhu, kelembaban, kecepatan angin dan arah angin yang masing-masing data tersebut diukur dengan sensor yang telah ditentukan
3.3Identifikasi Masalah
Penggunaan teknologi sensor pada Arduino Uno terhadap informasi mengenai cuaca merupakan salah satu solusi untuk mendapatkan informasi mengenai cuaca dengan mudah, cepat dan akurat. Maraknya kasus pemanasan global merupakan pemicu penggunaan teknologi ini, dengan memanfaatkan teknologi ini, informasi mengenai cuaca secara real time akan semakin mudahdidapat. Penggunaan arduino sebagai teknologi ini mengharuskan pengiriman data ke internet melalui GSM module yang telah terpasang pada perangkat arduino untuk melakukan proses pengiriman data.
3.4 Analisis Sistem
Hardware
Input
Kondisi cuaca
Client Web Server Database MySQL
Output berupa grafik dan tabel
Gambar 3.1 Arsitektur Umum
Berikut adalah penjelasan dari tahapan-tahapan yang dilakukan pada penelitian ini 1.Hardware
Rancangan sensor ini yang nantinya akan diletakkan pada lokasi di luar ruangan untuk memantau kondisi cuaca disekitar, secara umum deskripsi dari alat ini dimulai dari sensor yang akan mendeteksi masing masing besaran yang telah diukur kemudian dengan signal condition keluaran sensor disesuaikan dengan kebutuhan masukan Arduino uno yang digunakan sebagai pemroses dan penghitungan data.kemudian mengupload kode program ke board sensor.
Arduino (Sensor)
DHT11
Optocoupler
Modul GSM Potensio
meter
Pertama dilakukan perangkaian pada seluruh sensor agar tersambung dan terhubung pada arduino, setelah melakukan pemasangan kartu sim pada modul gsm, arduino dihubungkan ke catu daya untuk mendapatkan pasokan tegangan untuk menyalakannya, kemudian kode program akan di upload, sebelum dilakukan pengirim nilai sensor dari masing-masing perangkat sensor ke dalam arduino, nilai sensor diinisialisasi terlebih dahulu agar semua perangkat yang terhubung dapat dikenali.. Setelah Arduino menghitung dan memproses data dari sensor maka data tersebut akan dikirim ke dalam web server untuk kemudian dapat dilakukan proses monitoring secara real time, pengiriman data ke server menggunakan Modul GSM SIM800L yang sebelumnya telah dihubungkan pada arduino. Setelah data telah terkirim maka nilai data sensor akan tertera pada website monitoring dengan mengaksesnya melalui web browser.
2.Aplikasi
Nilai sensor yang sudah diproses dan telah ditransmisikan ke dalam PC server, kemudian dilakukan pembuatan kode program untuk melakukan pengiriman perintah pembacaan data dari nilai sensor,setelah nilai sensor diterima data tersebut akan dilakukan penyimpanan kedalam database Mysql. Kemudian sekumpulan data tersebut selanjutnya dapat diproses agar dapat ditampilkan dalam bentuk grafik dan diolah agar bisa ditampilkan secara real time sesuai input nilai-nilai sensor seperti informasi mengenai keadaan suhu, kelembaban udara, kecepatan angin serta arah. Data yang telah melewati pemrosesan dan telah tersimpan dalam database akan ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik secara real time, data tersebut akan tampil dalam periode 180 detik sekali dan akan tampil sesuai dari data terbaru. Data tersebut dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk membandingkan data yang telah diteliti.
jumlah alat yang ada di lokasi. Kemudian pada aplikasi ini mempunyai fitur peringatan atau notifikasi. Jadi, jika terjadi cuaca yang cukup ekstrim sistem akan menampilkan notifikasi sebagai tanda bahwa kondisi cuaca sudah melewati batas yang ditentukan, dengan memberikan nilai batas terhadap parameter pengguna bisa mengetahui kondisi yang sebenarnya terjadi pada sistem monitoring, bentuk notifikasi tersebut berupa teks yang disertai data yang masuk, dengan adanya notifikasi pengguna bisa dengan mudah mendapatkan informasi terbaru secepat mungkin. Pada gambaran output, rancangan Graphical User Interface (GUI) akan dirancang konsep User Friendly untuk memudahkan penggunaan, dengan konsep ini pengguna bisa dengan mudah menggunakan aplikasi ini
3.5 Perancangan Use Case
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan use case untuk system monitoring. Use case pada gambar 3.3 akan menerangkan mengenai interaksi apa saja yang dapat dilakukan user saat melakukan sistem monitoring melalui aplikasi web
3.5.1 Spesifikasi Use case
Nama Usecase Hal Utama / Menampilkan data Sensor
Aktor Pengguna computer / user
Deskripsi Usecase ini digunakan oleh user untuk melihat data sensor Pre-condition Sistem dihidupkan (Power On)
Characteristic of activation Dapat dilakukan oleh siapapun
Basic flow User melihat data sensor pada halaman utama
Alternatif flow User dapat menyimpan data sensor dan menerima notifikasi Post condition User dapat melihat data sensor kondisi cuaca dalam periode
180 detik
Limitations User hanya dapat memonitoring kondisi terhadap cuaca
3.6Activity Diagram
Activity diagram juga membahas alur yang dapat ditempuh user dalam
menjalankan aplikasi maupun alur proses pada alat monitoring
3.6.1 Activity Diagram Aplikasi Ecuaca
Mulai
Selesai
Gambar 3.3 Activity Diagram Aplikasi Ecuaca
3.6.2 Activity diagram alat monitoring
Diagram ini merupakan bagan yang menunjukkan alur kerja atau apa yang sedang dikerjakan oleh sistem secara keseluruhan serta prosedur yang digunakan dalam pengoperasiannya.
Mengakses URL
Website
Melihat peta Melihat Tabel
dan Grafik Cuaca Melihat laporan
cuaca
Menentukan
mulai
Gambar 3.4 Activity Diagram alat monitoring Adapun tahapan pada diagram tersebut adalah :
1. Pada saat perangkat dinyalakan atau diberi tegangan listrik. Sistem akan mendeteksi seluruh perangkat yang terhubung dengannya.
2. Setelah seluruh perangkat terdeteksi, dilakukan proses inisialisasi data.
3. Setelah seluruh perangkat diinisialisasi maka dilakukan pembacaan sensor.
4. Pembacaan sensor pertama pada sensor DHT11 untuk mengambil data suhu dan kelembaban.
5. Pembacaan sensor ketiga pada sensor Optocoupler untuk mengambil data kecepatan angin.
6. Pembacaan sensor kedua pada sensor Potensiometer untuk mengambil data arah angin.
7. Sistem melakukan pembacaan data dimulai dari perhitungan waktu pada detik pertama sampai dengan detik ke-60.
8. Setelah perhitungan waktu mencapai 60 detik akan dilakukan register pada GPRS.Tetapi, jika data yang dibaca belum mencapai pada detik ke-60, maka sistem akan melakukan perulangan dan kembali pada inisialisasi awal sampai perhitungan mencapai 60 detik.
9. Sebelum data dikirim ke server, dilakukan register pada GPRS agar data dapat terkirim ke server. Jika belum terdaftar data tidak akan terkirim ke server melainkan harus didaftarkan terlebih dahulu.
10.Jika belum melakukan register pada GPRS, maka sistem akan meminta untuk melakukan register inisialisasi pada GPRS yang kemudian dikirim ke server. Inisialisasi GPRS dilakukan agar data yang akan dikirim dikenali oleh server.
11.Setelah melakukan register GPRS maka data seluruh sensor akan dikirim ke web server.
3.7Perancangan Sistem Database
diukur, agar data tersebut dapat tersimpan dengan aman. Program database Mysql ini dikomunikasikan dengan perangkat lunak Arduino uno. Program komunikasi tersebut dilakukan dalam program arduino, database Mysql hanya bertugas mendapatkan dan menyimpan data melalui script PHP. Dalam pembangunan desain database pada sistem informasi inidibuat dengan bahasa pemograman MySQL yang ter-install pada Xampp. Database yang digunakan pada sistem monitoring ini adalah satu buah database yang bernama database “ecuaca” yang terdiri dari dua buah tabel utama yang berisi data-data parameter cuaca dan informasi mengenai waktu dengan nama tabel “data_harian”, serta tabel lokasi dengan nama tabel “device”. Berikut adalah gambar struktur tabel dari database “ecuaca”.
3.7.1 Struktur tabel data_harian
Nama Kolom Tipe Data Keterangan
Id Integer Auto increament
Tanggal Data Null default
Jam Time Not null default
Suhu Varchar Null default
Kelembaban Varchar Null default
Arah_angin Varchar Null default
Kecepatan_angin Varchar Null default
Nama_alat Int Null default
Keterangan Char Null default
Tabel 3.2 Struktur tabel data_harian
Urutan dari isi tabel “data_harian” ini disesuaikan dengan output dari translator, yaitu id, tanggal, jam, suhu, kelembaban arah angin, kecepatan angin, keterangan dan nama alat yang merupakan hasil terjemahan data-data pengukuran dari perangkat sensor ke dalam bentuk digital ke dalam komputer yang digunakan sebagai server. Penggunaan pada kolom nama alat merupakan sebuah relasi pada tabel device.
3.7.2 Struktur tabel device
Nama Kolom Tipe Data Keterangan
Id Integer Auto increament
Lokasi Text Not Null default
Titik_map Text Not null default
Pada struktur tabel device terdapat id, lokasi dan titik map.Pada kolom Id berfungsi sebagai primary key, kolom lokasi merupakan nama dari lokasi sedangkan pada kolom titik map merupakan tanda lokasi pada peta yang terhubung ke internet
3.8Perancangan Antarmuka
Perancangan antarmuka bertujuan untuk merancang tampilan yang dapat menghubungkan pengguna dengan program.Perancangan antarmuka dilakukan sebelum tahapan implementasi sistem agar memudahkan dalam pengembangan sistem. Perancangan antarmuka dirancang khusus untuk user dalam memonitoring dari perangkat arduino.
3.8.1 Perancangan Halaman Awal
Pada tampilan halaman awal ini, sistem akan menampilkan informasi mengenai lokasi alat yang digunakan pada peta yang telah disediakan. Pada „Peta Lokasi Alat‟ terdapat lokasi alat yang telah disesuaikan pada peta tersebut. Dalam halaman ini juga terdapat „Pilih Device‟ untuk memilih lokasi alat yang tersedia pada peta.„Pilih Device‟ berfungsi untuk menampilkan halaman utama yang berisi seluruh informasi mengenai sensor berdasarkan lokasi yang dipilih.
Gambar 3.5 Perancangan Halaman awal 3.8.2 Perancangan Halaman Utama
Logo
tampilan per-halaman digunakan untuk menampilkan halaman tabel selanjutnya yang terletak dibawah tabel. Pada grafik sensor terdapat informasi seperti suhu, kelembaban dan kecepatan angin dalam bentuk grafik, dibawah grafik terdapat informasi mengenai jam dari masing-masing sensor. Pada bagian sebelah kiri halaman terdapat button „Laporan Sensor‟ sebagai laporan dari data cuaca selama proses monitoring. Pada button „Laporan Sensor‟ akan menampilkan halaman rekap data cuaca. Juga terdapat tombol lokasi pada sebelah kiri halaman untuk kembali ke halaman awal atau halaman pilih lokasi.
Gambar 3.6 Perancangan Halaman Utama 3.8.3 Perancangan Halaman Rekap Data Cuaca
Pada halaman rekap data cuaca terdapat form „Pilih Tanggal‟ untuk memilih tanggal, dengan cara mengisi tanggal yang ditentukan.Pada sebelah kanan form „Pilih Tanggal‟ terdapat button „Cetak‟selanjutnya akan ditampilkan pada halaman laporan cuaca.
Tanggal Data Cuaca
Tabel Laporan Cuaca
3.8.4 Perancangan Halaman Laporan Cuaca
Pata halaman laporan cuaca terdapat informasi mengenai tanggal data cuaca selama proses monitoring, kemudian terdapat tabel berupa laporan cuaca yang bisa dicetak
Gambar 3.8 Halaman Laporan Cuaca
3.9 Perancangan Instalasi Perangkat Keras
Perancangan instalasi pada perangkat keras merupakan cara untuk membentuk media penghubung pada seluruh perancangan perangkat keras sehingga antara satu alat dengan alat lainnya dapat terhubung. Pada perancangan instalasi perangkat keras dilakukanpemberian perintah kepada masing-masing perangkat keras untuk bekerja dan berjalan sesuai dengan fungsinya. Dalam perancangan perangkat keras ini dilakukan pengaturan perintah pada Arduino uno untuk kemudian bisa diterima oleh perangkat keras lainnya agar berjalan sesuai dengan fungsinya masing-masing.Arduino uno merupakan pusat dari keseluruhan sistemkarena seluruh perintah yang diberikan pada masing-masing perangkat kerasakan diproses dalam Arduino uno.
3.9.1 Perancangan DHT11 pada arduino uno
kontroler.Koefisien kalibrasi disimpan dalam memori program OTP.DHT11 dihubungkan pada rangkaian arduino untuk menerima input digital untuk selanjutnya akan diproses pada arduino uno. Penjelasan pada rangkaian ini adalah sebagai berikut:
a. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-1 DHT11 kedalam 5V Arduino b. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-2 DHT11 kedalam pin 6 Arduino c. Dengan menggunakan resistor,dari kaki ke-2 DHT11 dihubungkan ke 5V
Arduino
d. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-4 kedalam GND Arduino
Gambar 3.9 Rangkaian DHT11 pada arduino
3.9.2 Perancangan potensiometer pada arduino uno
Gambar 3.10 Rangkaian potensiometer pada arduino uno
3.9.3 Perancangan optocoupler pada arduino uno
Pada perancangan sensor kecepatan angin menggunakan optocoupler, optocoupler dibuat dengan menghubungkannya dengan daun baling-baling yang berfungsi mendeteksi aliran angin. Aliran angin akan memutar daun baling-baling. Jika semakin cepat kecepatan angin yang didapat maka semakin cepat pula putaran kipas atau daun baling-balingnya. Optocoupler mendeteksi putaran baling-baling pada sebuah piringan berlubang yang tersambung pada baling-baling. Putaran piringanakanmengakibatkan pulsa pada output sensor. Jika semakin cepat baling-baling berputar, makasemakin cepat pulsa yang terdeteksi.Sensor optocoupler dihubungkan pada rangkaian arduino untuk memperoleh data oleh sensor yang selanjutnya diproses pada arduino.
3.9.4 Perancangan modul gsm pada arduino uno
Pada perancangan ini, modul gsm dihubungkan dengan arduino uno, yang berperan untuk melakukan pengiriman data gprs ke website.Modul ini menggunakan protocol komunikasi UART dalam komunikasi data dengan arduino. Modul ini mempunyai 8 pin yang dapat digunakan untuk digabungkan dengan arduino. Akan dipakai 2 pin sebagai pin RX dan TX sebagai komunikasi UART dengan Arduino.
Gambar 3.12 Rangkaian Modul gsm pada Arduino
3.9.5 Perancangan Pin Arduino
Pada Arduino, terdapat pin yang berfungsi sebagai tempat pengolahan sinyal data. Baik bersifat analog maupun digital.pada sistem yang akan dibangun ini, pin dimanfaatkan untuk pengolahan yang semua proses dilakukan secara digital.
AKI
Sistem memanfaatkan pin yang terdapat pada arduino, masing-masing pin dibagi sesuai dengan kebutuhan sistem. pada sistem yang dibangun, pin yang digunakan berasal dari Digital Input/Output. adapun pembagian pin yang digunakan adalah:
1. DHT11 menggunakan pin 6 2. Optocoupler menggunakan pin 13 3. Sim800l menggunakan pin 2 dan 3
3.9.6 Perancangan Rangkaian Catu Daya
Agar alat yang dibuat dapat bekerja dengan baik. Maka diperlukan sumber tegangan listrik sebagai catu daya. Perangkat yang menggunakan sumber tegangan listrik adalah perangkat arduino. Arduino uno harus menerima arus listrik untuk menyala minimum 5 volt. Arus listrik yang diterima oleh arduino harus stabil untuk menghindari terjadinya drop saat pengoperasian arduino.
Gambar 3.14 Rangkaian catu daya pada arduino
3.9.7 Perancangan Sistem perangkat keras keseluruhan
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi Sistem
4.1.1 Spesifikasi software dan hardware yang digunakan
Spesifikasi perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware) yang digunakan dalam membangun sistem ini adalah sebagai berikut:
1. Sistem operasi yang digunakan adalah Microsoft Windows 8 64-bit. 2. Arduino uno
3. Scratch Arduino IDE
4. Processor AMD E1-2100 APU with Radeon(TM) Graphics 1.00 GHz 5. Memory 1.44 GB RAM
6. Kapasitas hardisk 470 GB. 7. Xampp win32
8. Mozilla Firefox 9. Modul GSM SIM800L 10. DHT11
11.Optocoupler 12.Potensiometer
4.1.2 Implementasi Rangkaian Modul SIM800L
Pada Gambar 4.1 rangkaian modul SIM800L dihubungkan ke arduino dengan kabel jumper pada modul ini terdapat 2 buah transistor, 1 buah resistor dan 1 buah lampu LED sebagai indikator sinyal. Cara kerja modul ini adalah, jika modul ini mendapat pasokan tegangan sebesar 5 Volt yang diolah oleh arduino, pada resistor akan menurunkan tegangan dari 5 Volt menjadi 3,4 Volt sesuai kebutuhan dari Modul SIM800L dan dilakukan penguatan tegangan dengan transistor agar tegangan yang dihasilkan konstan. Jika pasokan tegangan telah terpenuhi maka LED akan berkedip dengan intensitas yang cepat, kondisi tersebut menyatakan bahwa modul sedang dalam proses pencarian sinyal, jika sinyal yang didapat telah stabil LED akan berkedip dengan intensitas lambat.
4.1.3 Implementasi Rangkaian DHT11
Gambar 4.2 Rangkaian DHT11
Pada Gambar 4.2 DHT11 dihubungkan pada arduino, pada rangkaian ini terdapat 1 buah resistor dan 1 buah lampu LED. Cara kerja rangkaian ini adalah, jika pasokan tegangan sebesar 5 Volt telah terpenuhi maka LED pada rangkaian akan menyala.
4.1.4 Implementasi Rangkaian Potensiometer
Posisi pada rangkaian potensiometer terletak dibawah alat dan dihubungkan pada tiang pengarah yang berbentuk bendera. Cara kerja sensor ini adalah, jika pasokan tegangan sebesar 5 Volt telah disalurkan dari arduino maka rangkaian ini akan membaca setiap putaran pada tiang dan poros dan menghasilkan besaran ouput yang ditentukan oleh arah putaran dari tiang tersebut.
4.1.5 Implementasi Rangkaian Optocoupler
Pada rangkaian Optocoupler posisinya terletak pada belakang baling-baling dikarenakan cara kerja sensor ini bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Sensor ini bekerja pada saat mendapat pasokan tegangan sebesar 5 Volt, jika tegangan telah terpenuhi sensor ini akan menangkap data dari putaran pada piringan yang berada dibelakang baling-baling. Putaran pada piringan tersebut akan menghasilkan pulsa sebagai nilai outputnya, jadi tinggi atau rendahnya data yang didiperoleh ditentukan oleh cepat atau lambatnya putaran pada piringan tersebut.
Gambar 4.4 Rangkaian Optocoupler 4.1.6 Rangkaian Keseluruhan
Gambar 4.5 Rangkaian Keseluruhan
4.1.7 Implementasi Perancangan Antar Muka
1. Halaman Awal
Pada halaman awal aplikasi terdapat peta, dalam halaman ini pengguna bisa melihat peta lokasi alat. Pada halaman ini pilihan lokasi yang diinput berjumlah dua, yaitu lokasi „Padang bulan‟ dan „Amplas‟. Jumlah lokasi sewaktu-waktu bisa ditambah tergantung dari ketersediaan alat. Jadi Sebelum melakukan proses monitoring pengguna terlebih dahulu memilih lokasi monitoring sesuai lokasi peta pada „Pilih Device‟. Halaman awal dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.6 Halaman Awal
2. Halaman Utama
aplikasi ini setiap saat. Pada halaman ini terdapat tombol „Laporan Sensor‟ dan tombol „Lokasi‟, tombol pada „Laporan Sensor‟ berfungsi untuk menampilkan laporan sensor sedangkan pada tombol „Lokasi‟ berfungsi untuk menampilkan kembali halaman awal atau halaman lokasi. Pada tampilan grafik terletak dibawah tabel, pada tampilan ini terdapat elemen CheckBox untuk menampilkan grafik dari masing-masing sensor, dengan elemen ini pengguna dapat melihat salah satu grafik dari sensor maupun melihatnya sekaligus.
Gambar 4.7 Halaman Utama Tabel
3. Tampilan Grafik Suhu
Tampilan grafik suhu merupakan tampilan grafik pertama, pada grafik ini user dapat melihat informasi mengenai data suhu di sekitar.
Gambar 4.9 Tampilan Grafik Suhu
4. Tampilan Grafik Kelembaban
Tampilan grafik kelembaban merupakan tampilan grafik kedua, pada grafik ini user dapat melihat informasi mengenai data kelembaban di sekitar.
Gambar 4.10 Tampilan Grafik Kelembaban
5. Tampilan Grafik Kecepatan Angin
Gambar 4.11 Tampilan Grafik Kecepatan angin
6. Halaman Rekap Data Cuaca
Pada halaman ini merupakan halaman setelah user menekan tombol laporan sensor yang berada pada halaman utama, sebelum menampilkan laporan sensor user diwajibkan untuk mengisi form tanggal pada halaman ini terlebih dahulu. Kemudian pengguna dapat mencetak rekapitulasi data cuaca yang telah masuk sesuai tanggal yang diinginkan dengan menekan tombol cetak.
7. Laporan Cuaca
Setelah user berhasil menekan tombol cetak pada halaman rekap data cuaca maka sistem akan menampilkan laporan cuaca. Pada halaman laporan cuaca terdapat tabel dari masing-masing sensor yang telah masuk sesuai tanggalnya, pengguna bisa melihat data cuaca yang telah masuk berdasarkan tanggal yang diinginkan dan juga dapat mencetaknya langsung.
Gambar 4.13 Laporan Cuaca
8. Fitur Notifikasi
Fitur Notifikasi merupakan informasi yang akan ditampilkan sistem pada halaman web berupa kotak pesan. Kotak pesan ini akan muncul apabila keadaan nilai sensor yang masuk telah melebihi batas yang telah ditentukan pada aplikasi. Dengan begitu jika terjadi kondisi cuaca yang berbahaya disekitar, pengguna bisa mengetahui dengan cepat informasi tersebut. Untuk suhu sendiri nilai batas yang ditentukan adalah sebesar 40 derajat celcius. Seperti pada gambar 4.14 fitur Notifikasi muncul pada saat suhu udara melewati batas normal yang telah ditentukan.
Gambar 4.15 Tampilan Fitur Notifikasi pada kelembaban
Untuk kelembaban nilai batas yang ditentukan adalah sebesar 75 %. Pada gambar 4.15 terlihat pesan notifikasi muncul dikarenakan data kelembaban yang masuk melebihi batas yang telah ditentukan .
Gambar 4.16 Tampilan Fitur Notifikasi pada kecepatan angin
4.2 Pengkodean Sistem
Pada tahap ini, dilakukan pembuatan kode program untuk merealisasikan perancangan prototipe yang sebelumnya telah dibuat. Dalam pengkodean sistem dibuat dengan dua kode program yaitu untuk alat monitoring lingkungannya dengan IDE Arduino dengan bahasa pemrograman C serta kode program untuk mengambil dan mengirim data hasil monitoring ke server dengan bahasa pemrograman PHP. Kode program pada alat yang dibuat terdiri dari beberapa fungsi, yaitu:
1. Fungsi untuk mendeteksi suhu udara.
2. Fungsi untuk mendeteksi kelembaban udara. 3. Fungsi untuk mendeteksi kecepatan angin. 4.Fungsi untuk mendeteksi arah angin.
4. Fungsi untuk mengirim data monitoring ke server.
4.3 Pengujian Sistem
4.3.1 Pengujian Kehandalan Sistem
Pada Pengujian ini dilakukan dalam waktu 1 hari dimana sistem ditempatkan diluar ruangan untuk menentukan tingkat kehandalan sistem. Hasil pengujian kehandalan sistem dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut ini :
Tabel 4.1 Tabel Pengujian Kehandalan Sistem
No Tanggal/ Jam Hasil Delay
Sesuai dari data yang didapat, dalam proses pengiriman data terdapat delay time atau waktu tunda penerimaan pada user. Pada data tabel tersebut menunjukkan bahwa delay time dalam proses pengiriman berkisar antara rentang waktu 1 menit 2 detik sampai 1 menit 8 detik, sehingga rentang waktu tersebut dalam 10 kali percobaan dapat diambil rata-rata dari delay time sebesar 1 menit 4 detik
4.3.2 Pengujian Kinerja Aplikasi
Pada pengujian kinerja aplikasi akan dijelaskan hasil perancangan aplikasi yang dibuat dalam bentuk tabel dan grafik.
4.3.2.1 Hasil Pengujian Kinerja Pada Tabel
Hasil pengujian kinerja tabel dilakukan pada tanggal 9 April 2017 dimulai dari 10:39 s/d 10:59 . Data yang didapat sebanyak 10 data yang ditampilkan berdasarkan data terbaru Pada tampilan tabel didapat data real time dari suhu, kelembaban kecepatan angin dan arah angin, dilihat dari delay waktu pengiriman yang dihasilkan cukup besar yaitu sebesar 1 sampai 2 menit. Sementara hasil dari parameter suhu yang didapat, perubahannya tidak terlalu drastis begitu juga dengan kelembaban , hasil pada kecepatan angin cukup stabil, sedangkan pada arah angin perubahannya cukup drastis.
No Tanggal Jam Suhu Kelembaban Kecepatan angin Arah angina
1 09-04-2017 10:59 29 63 0 Barat Daya
4.3.2.2 Hasil Pengujian Kinerja Pada Grafik
Hasil pengujian kinerja pada grafik menunjukkan hasil dari seluruh tampilan monitoring dalam bentuk grafik. Hasil dari tiap grafik adalah sebagai berikut.
1. Grafik Suhu Udara
Pada grafik suhu udara akan menampilkan data ukuran dari suhu udara disaat alat telah dihidupkan dan alat telah mempunyai paket data yang aktif pada sim-cardnya. Data masuk dari sensor selama 1 menit sekali. Sistem dilakukan pengujian pada suhu untuk pengambilan data setiap 5 menit sekali selama 15 menit pada tanggal 30 Maret 2017 . Pada 5 menit pertama didapat suhu akhirnya sebesar 28° C, data tersebut dapat dilihat pada gambar.. berikut ini
Gambar 4.17 grafik suhu pada menit ke 09.05 suhu udara mencapai 28° C
Gambar 4.19 grafik suhu pada menit ke 09.15 suhu udara mencapai 27° C
2. Grafik Kelembaban
Pada gambar berikut dapat dilihat pengambilan data kelembaban pada saat sistem dihidupkan. Sama seperti grafik pada suhu udara, data yang tampilkan merupakan hasil monitoring selama 5 menit sekali dalam waktu 15 menit
Gambar 4.20 grafik kelembaban pada menit ke 09.05 mencapai 24 %
Gambar 4.22 grafik kelembaban pada menit ke 09.15 mencapai 40 %
3. Grafik Kecepatan Angin
Pada gambar 4.23 dapat dilihat tampilan dari data monitoring kecepatan angin pada saat sistem dihidupkan, data yang tampilkan merupakan hasil monitoring selama 5 menit sekali dalam waktu 15 menit
Gambar 4.23 grafik kecepatan angin pada menit ke 09.05 mencapai 29 kph
Gambar 4.25 grafik kecepatan angin pada menit ke 09.15 mencapai 30 kph
4.3.3 Pengujian pengiriman data
Pada pengujian ini dilakukan pengujian pengiriman data untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari data yang terkirim. Jika dihitung secara manual data yang seharusnya didapat sistem selama 1 hari penuh sebesar 864 data karena data yang didapat sebanyak 1 data dalam 90 detik. Pengujian ini dilakukan dalam waktu 20 hari secara berturut-turut dengan menempatkan sistem pada ruangan terbuka untuk menentukan tingkat keberhasilan pengiriman data, hasil pengujian pengiriman dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut.
Hari Tanggal Jumlah Data Masuk Data Seharusnya Selisih Persentase
1 28 Maret 2017 790 864 74 91,4 %
2 29 Maret 2017 793 864 71 91,7 %
3 30 Maret 2017 797 864 67 92,2 %
4 31 Maret 2017 791 864 73 91,5 %
5 01 April 2017 793 864 71 91,7 %
6 02 April 2017 797 864 67 92,2 %
7 03 April 2017 789 864 75 91,3 %
8 04 April 2017 792 864 72 91,6 %
9 05 April 2017 795 864 69 92 %
10 06 April 2017 796 864 68 92,1 %
11 07 April 2017 800 864 64 92,5 %
12 08 April 2017 798 864 66 92,3 %
13 09 April 2017 795 864 69 92 %
Tabel 4.3 Tabel pengiriman data
Berdasarkan hasil pengujian selama 20 hari dapat menentukan tingkat keberhasilan pengiriman data apakah sistem berjalan sesuai dengan rencana atau tidak. Pada tabel pengiriman data tersebut didapat rentang persentase keberhasilan dalam pengiriman data selama 20 hari berkisar pada 91,4 % sampai 92,3 %, sehingga dengan rentang persentase tersebut dapat diambil rata-rata persentasenya selama 20 hari sebesar 91,87 %.
15 11 April 2017 796 864 68 92,1 %
16 12 April 2017 791 864 73 91,5 %
17 13 April 2017 793 864 71 91,7 %
18 14 April 2017 798 864 66 92,3 %
19 15 April 2017 796 864 68 92,1 %
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil pada pembuatan aplikasi monitoring cuaca ini adalah sebagai berikut :
1. Sistem monitoring kondisi cuaca dengan menggunakan modul GSM dapat menyajikan dan memberikan informasi mengenai data-data dari parameter cuaca disekitar yang meliputi suhu, kelembaban, kecepatan angin dan arah angin secara real time.
5. Persentase kaeberhasilan pengiriman data sebesar 91,87 % rata rata per hari dalam jangka waktu 20 hari
5.2Saran
Adapun beberapa saran yang diperlu dipertimbangkan dari
1. Pada pengembangan alat dapat dilakukan penambahan pada alat sensor untuk
melengkapi parameter yang belum ada sehingga penggunaan alat ini menjadi lebih kompleks
2. Pemilihan pada poros baling-baling untuk kecepatan angin harus lebih kuat dan memiliki putaran yang lebih halus sehingga kecepatan angin dapat terdeteksi dengan baik
3. Penggunaan sistem catu daya dapat dikembangkan dengan menggunakan solar cell atau tenaga surya sehingga lebih ramah lingkungan.
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Umum
2.1.1 Sistem Monitoring
Monitoring didefinisikan sebagai siklus kegiatan yang mencakup pengumpulan, peninjauan ulang, pelaporan, dan tindakan atas informasi suatu proses yang sedang diimplementasikan (Mercy, 2005). Pada umumnya, monitoring digunakan dalam checking antara kinerja dan target yang telah ditentukan.
Monitoring ditinjau dari hubungan terhadap manajemen kinerja adalah proses terintegrasi untuk memastikan bahwa proses berjalan sesuai rencana. Monitoring dapat memberikan informasi berupa proses untuk menetapkan langkah menuju ke arah perbaikan yang berkesinambungan. Pada pelaksanaannya, monitoring dilakukan ketika suatu proses sedang berlangsung. Level kajian sistem monitoring mengacu pada kegiatan per kegiatan dalam suatu bagian (Wrihatnolo, 2008).
Pada dasarnya, monitoringmemiliki dua fungsi dasar yang berhubungan, yaitu compliance monitoring dan performance monitoring (Mercy, 2005).Compliance
monitoring berfungsi untuk memastikan proses sesuai dengan harapan atau rencana.
Sedangkan, performance monitoring berfungsi untuk mengetahui perkembangan organisasi dalam pencapaian target yang diharapkan.
1. Sederhana dan mudah dimengerti. Monitoring harus dirancang dengan sederhana namun tepat sasaran. Konsep yang digunakan adalah singkat, jelas, dan padat. Singkat berarti sederhana, jelas berarti mudah dimengerti, dan padat berarti bermakna (berbobot).
2. Fokus pada beberapa indikator utama. Indikator diartikan sebagai titik kritis dari suatu cakupan tertentu. Banyaknya indikator membuat pelaku dan obyek monitoring tidak fokus. Hal ini berdampak pada pelaksanaan sistem tidak terarah. Maka itu, fokus diarahkan pada indikator utama yang benar-benar mewakili bagian yang dipantau.
3. Perencanaan matang terhadap aspek-aspek teknis. Tujuan perancangan sistem adalah aplikasi teknis yang terarah dan terstruktur. Maka itu, perencanaan aspek teknis terkait harus dipersiapkan secara matang.
4. Prosedur pengumpulan dan penggalian data. Selain itu, data yang didapatkan dalam pelaksanaan monitoring pada proses yang berjalan harus memiliki prosedur tepat dan sesuai. Hal ini ditujukan untuk kemudahan pelaksanaan proses masuk dan keluarnya data. Prosedur yang tepat akan menghindari proses input dan output data yang salah.
2.1.2 Tujuan Sistem Monitoring
Terdapat beberapa tujuan sistem monitoring. Tujuan sistem monitoring dapat ditinjau dari beberapa segi, misalnya segi obyek dan subyek yang dipantau, serta hasil dari proses monitoring itu sendiri. Adapun beberapa tujuan dari sistem monitoring yaitu (Amsler, dkk, 2009) yaitu:
1. Memastikan suatu proses dilakukan sesuai prosedur yang berlaku. Sehingga, proses berjalan sesuai jalur yang disediakan.
2. Menyediakan probabilitas tinggi akan keakuratan data bagi pelaku monitoring.
3. Mengidentifikasi hasil yang tidak diinginkan pada suatu proses dengan cepat (tanpa menunggu proses selesai).
2.1.3 Konsep Dasar Sinyal
Sinyal adalah energi elektrik (arus atau gelombang) yang dapat menyimpan informasi jika dibuat dalam variasi tertentu dan satuan waktu tertentu pula/intensitas.Variasi energi disebut juga dengan sinyal terbagi atas 2 bagian. Yaitu:
a. Sinyal Analog
Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter/ karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog.(Kuswanto, 2014).
b. Sinyal Digital
Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Teknologi sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh noise, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat. Sinyal digital juga biasanya disebut juga sinyal diskret.(Kuswanto, 2014).
2.1.4 Physical computing
Physical computing adalah membuat sebuah sistem atau perangkat fisik dengan
penting di dalam proses physical computing karena pada tahap inilah seorang perancang melakukan eksperimen dan uji coba dari berbagai jenis komponen, ukuran, parameter, program komputer dan sebagainya berulang-ulang kali sampai diperoleh kombinasi yang paling tepat. Dalam hal ini perhitungan angka-angka dan rumus yang akurat bukanlah satu-satunya faktor yang menjadi kunci sukses di dalam mendesain sebuah alat karena ada banyak faktor eksternal yang turut berperan, sehingga proses mencoba dan menemukan/mengoreksi kesalahan perlu melibatkan hal-hal yang sifatnya non-eksakta..Idealnya sebuah prototype adalah sebuah sistem yang fleksibel dimana perancang bisa dengan mudah dan cepat melakukan perubahan-perubahan dan mencobanya lagi sehingga tenaga dan waktu tidak menjadi kendala berarti. Dengan demikian harus ada sebuah alat pengembangan yang membuat proses prototyping menjadi mudah (Feri, 2011).
2.1.5 Database Management System (DBMS)
Database atau basis data adalah kumpulan atau koleksi terpadu dari data-data yang Saling berkaitan dari suatu enterprise yang didesain untuk mempermudah untuk melakukan sharing data. Sedangkan Database Management System (DBMS adalah koleksi terpadu dari sekumpulan program (utilitas) yang digunakan untuk mengakses dan merawat database. Pada awalnya DBMS hanya digunakan untuk menyimpan dan mengambil data. Tetapi seiring dengan perkembangan teknologi maka DBMS juga berkembang sehingga dapat melakukan aktivitas lain yang lebih luas seperti penyediaan kesempatanyang luas untuk akuisisi, diseminasi, pengambilan dan pemformatan data(Mannino, 2001).
2.2 Perangkat Keras 2.2.1 Arduino
Arduinodikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source.Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi merupakan
memory mikrokontroler. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh
akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino.
2.2.2 Jenis-jenis Papan Arduino
Saat ini ada bermacam-macam bentuk papan Arduino yang disesuaikan dengan kegunaannya seperti diperlihatkan berikut ini :
1. Arduino USB
Arduino ini menggunakan USB sebagai antar muka pemrograman atau komunikasi komputer.Walaupun bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C/C++, tetapi dengan penambahan library dan fungsi-fungsi standar membuat pemrograman Arduino lebih mudah dipelajari dan manusiawi. Berhubung Arduino adalah opensource, maka library- library ini juga open source dan dapat di-download secara gratis di website Arduino.Dengan bahasa yang lebih mudah dan adanya library dasar yang lengkap, maka mengembangkan aplikasi elektronik relatif lebih mudah (Feri Djuandi, 2011).
a. Arduino Uno
baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET, yang IOREF yang memungkinkan perisai untuk beradaptasi dengan tegangan yang tersedia dari papan. Di masa depan, perisai akan kompatibel dengan kedua papan yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi dengan 3.3V. Yang kedua adalah pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan masa depan. Adapun data teknis board Arduino UNO sebagai berikut :
1. Mikrokontroler : Arduino UNO 2. Tegangan Operasi : 5 V
3. Tegangan Input (recommended) : 7 - 12 V 4. Tegangan Input (limit) : 6 - 20 V
5. Pin digital I/O : 14 ( 6 diantaranya pin PWM ) 6. Pin analog input : 6
7. Arus DC per pin I/O : 40 mA 8. Arus DC untuk pin 3.3 V : 150 mA
9. Flash Memory : 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader
10.SRAM : 2 KB 11.EEPROM : 1 KB
12.Kecepatan Pewaktu : 16 MHz
Gambar 2.1 Arduino Uno
Sumber : www.arduino.cc
2.2.3 Modul GSM (SIM800L)
Modul GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Dalam aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada modul GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung (communication links). Fungsi Modul GSM adalah peralatan yang menghubungkan antara mikrokontroler dengan jaringan GSM dalam suatu aplikasi nirkabel. Dengan adanya sebuah modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan menggunakan jaringan GSM sebagai media akses, pada penelitian ini menggunakan SIM800L yang merupakan salah satu Module GSM/GPRS Serial yang dapat kita Gunakan bersama Arduino/AVRdan didalamnya terdapat Micro SIM.(Syifaul, 2008).
Deskripsi:
a. Tegangan: 3.7-4.2V (datasheet = 3.4-4.4V)
b. Frekuensi: Quadband 850/900/1800 / 1900Mhz c. Ukuran modul: 2.5cmx2.3cm
d. Daya transmisi :Kelas 4 (2W) di GSM 850 dan EGSM 900, Kelas 1 (1W) di DCS1800 dan PCS 1900GPRS konektivitas
e. GPRS multi slot kelas 12 standar f. GPRS multi slot kelas 1 - 12 (option)
g. Kisaran suhu normal: 40 ° C - + 85 ° C
Pada Module SIM800L memiliki 12 pinHeader,6 di sisi kanan dan 6 disisi
g. RING when call incoming h. DTR mengukur beberapa kualitas fisik yang terjadi dan kemudian mengubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik yang proporsional.Termasuk dalam golongan ini adalah baik sensor yang sederhana maupun alat pemroses sinyal elektronik yang terhubung sesudahnya.Termasuk dalam golongan ini juga komponen yang dapat mendeteksi adanya gas dan kelembaban (Wolfgang, 1993). Sensor harus memenuhi persyaratan kualitas sebagai berikut :
1. Linearitas
Konversi harus betul-betul proporsional, ajdi karakteristik konversi harus linear
2. Tak tergantung Temperatur
Keluaran konverter tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor temperatur.
3. Kepekaan
4. Waktu tanggapan
Waktu tanggapan adalah waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah.
5. Batas frekuensi terendah dan tertinggi
Batas-batas tersebut adalah nilai frekuensi masukan periodik terendah dan Tertinggi yang masih dapat dikonversi oleh sensor secara benar.Pada kebanyakan aplikasi disyaratkan bahwa frekuensi terendah adalah 0 Hz. 6. Stabilitas waktu
Untuk nilai masukan tertentu sensor harus dapat memberikan keluaran yang tetap nilainya dalam waktu yang lama.
7. Histeresis
Gejala histeresis yang ada pada magnetisasi besi dapat pula dijumpai pada sensor.Misalnya, pada suatu temperatur tertentu sebuah sensor dapat
memberikan keluaran yang berlainan, tergantung pada keadaan apakah saat itu temperatur sedang naik atau turun.
2.2.5 Elemen penting dalam sensor
Sistem instrumentasi yang digunakan untuk melakukan pengukuran memiliki masukan berupa nilai sebenarnya dari variabel yang sedang diukur, dan keluaran berupa nilai variabel yang terukur seperti gambar berikut :
Gambar 2.4 Diagram blok sistem pengukuran
sebenarnya. Jadi dalam kasus ini sangat mungkin terjadi eror dalam pengukuran misalnya disebabkan oleh keterbatasan akurasi dalam kalibrasi skala, eror pembacaan karena pembacaannya jatuh diantara dua tanda skala, atau mungkin juga error yang muncul karena pencelupan termometer dari cairan dingin ke cairan panas, yang menyebabkan terjadinya penurunan temperatur cairan pada cairan panas, sehingga temperatur yang sedang diukur pun berubah .
Dari fenomena-fenomena seperti ini lah, maka muncul istilah-istilah atau terminologi yang menggambarkan unjuk kerja (performansi) pada suatu sistem pengukuran dan elemen-elemen fungsionalnya seperti akurasi, error, jangkauan, presisi, repeatibility, reproduksibilitas, sensitivitas, dan stabilitas yang nantinya akan mempengaruhi karakteristik dinamik suatu sistem pengukuran sehingga dapat dilihat formansinya secara menyeluruh. Pembahasan mengenai istilah-istilah unjuk kerja ini, akan dibahas pada tulisan berikutnya.Sistem instrumentasi yang digunakan untuk melakukan pengukuran terdiri dari beberapa elemen-elemen yang digunakan untuk menjalankan beberapa fungsi tertentu. Elemen-elemen fungsional ini adalah sensor, prosesor sinyal, dan penampil data (Rafiuddin, 2013).
1. Sensor
Sensor adalah elemen sistem yang secara efektif berhubungan dengan proses dimana suatu variabel sedang diukur dan menghasilkan suatu keluaran dalam bentuk tertentu tergantung pada variabel masukannya, dan dapat digunakan oleh bagian sistem pengukuran yang lain untuk mengenali nilai variabel tersebut. sebagai contoh adalah sensor termokopel yang memiliki masukan berupa temperatur serta keluaran berupa gaya gerak listrik (GGL) yang kecil. GGL yang kecil ini oleh bagian sistem pengukuran yang lain dapat diperkuat sehingga diperoleh pembacaan pada alat ukur.
2. Prosesor sinyal
kontrol. Seperti pengondisi sinyal (signal conditioner) merupakan salah satu bentuk prosesor sinyal.
Gambar 2.5 Input dan Output sistem pengukuran
Untuk contoh kasus termokopel seperti dijelaskan sebelumnya, elemen prosesor sinyal ini dapat berupa penguat yang digunakan untuk meningkatkan besar GGL yang dihasilkan sensor termokopel.
3. Panampil data
Elemen terakhir pada sebuah sistem instrumentasi pengukuran adalah penampil data.Elemen ini menampilkan nilai-nilai yang terukur dalam bentuk yang isa dikenali oleh pengamat, seperti melalui sebuah alat penampil (display), misalnya sebuah jarum penunjuk (pointer) yang bergerak disepanjang skala suatu alat ukur. Selain ditampilkan, sinyal tersebut juga dapat direkam, misalnya pada kertas perekam diagram atau pada piringan magnetik, ataupun ditransmisikan ke beberapa sistem yang lain seperti sistem kontrol/kendali.
Dengan menampilkan ketiga elemen-elemen pembentuk sistem instrumentasi pengukuran diatas, maka secara umum sistem pengukuran dapat digambarkan sebagai berikut.
2.2.6 DHT11
DHT11 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelembaban udara di sekitarnya. Sensor ini memiliki keluaran sinyal digital yang dikalibrasi dengan sensor suhu dan kelembaban yang kompleks, pada sensor berisi data maksimal pengerjaan tegangan yang dibutuhkan sensor juga kelembaban yang dapat digunakan sebagai indikator. Sensor ini sangat mudah digunakan bersama dengan Arduino.Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik serta fitur kalibrasi yang sangat akurat.Koefisien kalibrasi disimpan dalam OTP program memory, sehingga ketika internal sensor mendeteksi sesuatu, maka module ini menyertakan koefisien tersebut dalam kalkulasinya.
DHT11 termasuk sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat, dan kemampuan anti-interference. Ukurannya yang kecil, dan dengan transmisi sinyal hingga 20 meter (Rafiuddin, 2013).
Spesifikasi dari sensor DHT11 adalah sebagai berikut: a. Tegangan : +5 V
b. Temperaturrange : 0-50 °C error of ± 2 °C
c. Kelembaban : 20-90% RH ± 5% RH error 44
d. Tampilan : Digital
e. Kabel Konektor 3 pin
Gambar 2.7 DHT11
2.2.7 Optocoupler
Optocoupler adalah suatu komponen penghubung (coupling) yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Optocoupler terdiri dari dua bagian yaitu :
a. Transmitter
Pada bagian transmitter dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak. Cahaya yang dipancarkan oleh LED infra merah tidak terlihat oleh mata telanjang.
b. Receiver
Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen Photodiode.Photodiode merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga cahaya.Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula dengan spektrum infra merah. Karena spekrum infra mempunyai efek panas yang lebih besar dari cahaya tampak, maka Photodiode lebih peka untuk menangkap radiasi dari sinar infra merah. Ditinjau dari penggunaanya, fisik optocoupler dapat berbentuk bermacam-macam. Bila hanya digunakan untuk mengisolasi level tegangan atau data pada sisi transmitter dan sisi receiver, maka optocoupler ini biasanya dibuat dalam bentuk solid (tidak ada ruang antara LED dan Photodiode). Sehingga sinyal listrik yang ada pada input dan output akan terisolasi. Dengan kata lain optocoupler ini digunakan sebagai optoisolator jenis IC.
Gambar 2.8 Rangkaian pada Optocoupler
Pada gambar 2.8 nilai dari R1 dan R2 didapatkan menggunakan rumus hukum ohm:
�2=� −� �
Dengan If adalah arus forward dioda dan Vd adalah tegangan pada dioda. Saat transistor mengalami saturasi, tegangan output besarnya mendekati nol. Saat Vin nol atau tidak ada arus pada LED, transistor menjadi terbuka (open circuit), dan tegangan output meningkat mendekati Vcc. Jumlah cahaya berubah-ubah sesuai dengan tegangan input, artinya tegangan output bervariasi sesuai dengan tegangan input.
Kombinasi sebuah LED dan sebuah fototransistor kemudian disebut optocoupler. Rangkaian ini dapat mengkopel sinyal input ke rangkaian
output (Yuri, 2016).
Prinsip kerja dari optocoupler adalah :
Jika antara Photodiode dan LED terhalang maka Photodiode tersebut akan off sehingga output dari kolektor akan berlogika high. Sebaliknya jika antara Photodiode dan LED tidak terhalang maka Photodiode dan LED tidak terhalang maka Photodiode tersebut akan on sehingga output-nya akan berlogika low. Rangkaian Optocoupler berfungsi sebagai pemisah rangkaian pembangkit pulsa pada sisi masukan dengan rangkaian keluaran.Sehingga jika terjadi gangguan pada rangkaian keluaran tidak berpengaruh pada rangkaian pembangkit pulsa.
Untuk rangkaian Optocoupler supplai tegangan harus beda antara masukan dan keluaran rangkaian, sehingga mempunyai supplai tegangan sendiri. Sedangkan untuk ground pada kaki nomor 2 dan ground pada kaki nomor 4 harus dipisahkan. Hal- hal tersebut dimaksudkan agar fungsi Optocoupler sebagai isolator electric dapat berfungsi (Akhmad, 2011).
2.2.8 Potensiometer
menampilkan angka desimal dalam bentuk derajat .Rangkaian pendeteksi arah digital ini bekerja melalui pendeteksian sensor yang berupa potensiometer sebagai sensor arah. Kemudian data yang diperoleh oleh sensor yang berupa sinyal analog diubah oleh arduino menjadi sinyal digital dalam bentuk data biner yang kemudian dikonversikan menjadi data desimal untuk ditampilkan di display (Wildan, 2011).
Gambar 2.9 Cara kerja Potensiometer Sumber: www.mysensors.org
2.3 Perangkat Lunak
2.3.1 Software Arduino
Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino (Feri, 2011).
IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari:
a. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengeditprogram dalam bahasa Processing.
microcontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.
c. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari Jomputer ke dalam Memory di dalam papan arduino
2.3.2 PHP
PHP adalah bahasa server-side scripting yang didesain khusus untuk web.Pada halaman HTML dapat ditempelkan kode PHP.Kode PHP kemudian dieksekusi di sisi server bukan di komputer klien dan hasil yang ditampilkan adalah kode HTML. Maksud dari server-side scripting adalah sintaks dan perintah-perintah yang diberikan akan sepenuhnya dijalankan di server tetapi disertakan pada dokumen HTML biasa. Pembuatan web ini merupakan kombinasi antara PHP sebagai bahasa pemrograman dan HTML sebagai pembangun halaman web. PHP dikenal sebagai bahasa scripting yang menyatu dengan tag HTML, dieksekusi di server dan digunakan untuk membuat halaman web yagn dinamis. PHP merupakan software yang Open Source dan mampu dijalankan dalam lintas platform.
PHP mampu berjalan di Windows NT dan beberapa versi UNIX, dan PHP dapat dibangun sebagai modul pada web server Apache. PHP dapat mengirim HTTP header,dapat mengeset cookies, mengatur authentication dan redirect users. PHP menawarkan konektivitas yang baik dengan beberapa basis data antara lain Oracle, Sybase, MYSQL, PostgreSQ dan tak terkecuali semua database ber-interface ODBC. Selain itu ,PHP juga terintegrasi dengan beberapa library eksternal hingga dapat membuat programmer melakukan segalanya dari dokumen PDF hingga mem-parse XML. PHP juga mendukung komunikasi dengan layanan lain melalui protocol SNMP, POP3 atau bahkan HTTP.
Konsep kerja PHP sebenarnya amat sederhana. Programmer hanya perlu melakukan penterjemahan khusus untuk kode-kode PHP yang nantinya akan diterjemahkan oleh mesin PHP ke kode HTML sebelum diterjemahkan browser untuk ditampilkan di layar (Yudhaniristo, 2014).
2.3.3 MySQL
relational.MySQL didistribusikan secara gratis dibawah lisensi GPL (General Public License).
MySQL mempunyai fitur-fitur yang sangat mudah dipelajari bagi para penggunanya dan dikembangkan untuk menangani database yang besar dengan waktu yang lebih singkat.Kecepatan, konektivitas dan keamanannya yang lebih baik membuat MySQL sangat dibutuhkan untuk mengakses database di internet. Sebuah perangkat lunak gratis untuk administrasi basis data MySQL berbasis web yang sangat populer yaitu PHP My Admin.
Dalam penelitian ini penulis menggunakan database MySQL yang digunakan untuk menyimpan data dari mikrokontroler (Yudhaniristo, 2014).
2.3.4 Web Server
Web server adalah sebuah software yang memberikan layanan berbasis data dan berfungsi menerima permintaan dari HTTP atau HTTPS pada klien yang dikenal dan biasanya kita kenal dengan nama web browser (Mozilla Firefox, Google Chrome) dan untuk mengirimkan kembali yang hasilnya dalam bentuk beberapa halaman web dan pada umumnya akan berbentuk dokumen HTML.
2.3.5 Fritzing
2.4 Penelitian Terdahulu
Adapun beberapa penelitian terdahulu berkaitan dengan penulisan ini adalah :
1. Desain dan Implementasi sistem pemantau cuaca transmisi nirkabel (Syahrul, 2012) Pada penelitian ini, penulis melakukan pemantauan cuaca melalui media transmisi nirkabel menggunakan mikrokontroler AT89S51 dalam pemrosesan data,serta modem TX FST-3 sebagai pengirim dan RX CZS-3 sebagai penerima.
2. Design and Implementation of Weather Monitoring and Controlling System. Pada penelitian ini dilakukan pemantauan terhadap kondisi lingkungan secara nirkabel dan melakukan pengendalian perangkat sistem jarak jauh menggunakan remote control(Susmitha et al, 2014)
3. Weather Monitoring Station with Remote Radio Frequency Wireless Communications. Pada penlitian ini dilakukan pengukuran sensor melalui frekunsi radio dan Kyl-1020U yang dapat dipantau melalui Komputer(Iswanto, 2012).
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sejak maraknya kasus pemanasan global di dunia ini, kondisi cuaca menjadi tidak menentu dan tidak beraturan. Kondisi cuaca di Indonesia sendiri saat ini sudah tidak sesuai dengan perhitungan iklim yang seharusnya, seperti pada Bulan Oktober sampai dengan Maret yang biasanya terdapat hujan tetapi sekarang tidak ada lagi terdapat sedangkan pada bulan April sampai dengan September yang biasanya tidak terdapat hujan kini bisa saja hujan turun sangat deras. Bahkan sebuah daerah bisa hujan, tetapi daerah lain yang berdekatan dengan daerah tersebut tidak hujan sedikitpun. Pada musim pancaroba kerap terjadi cuaca ekstrim seperti hujan badai, hujan es, petir, angin
kencang, angin puting beliung, banjir dan longsor serta gelombang laut yang tinggi (Dian Kurniawan,2015).
Cuaca ekstrim adalah kejadian cuaca yang tidak normal, tidak lazim yang dapat menngakibatkan kerugian harta benda maupun keselamatan jiwa. Bencana alam adalah peristiwa atau rangkaian peristiwa yang mengancam dan mengganggu kehidupan terutama pada manusia, cuaca ekstrim dapat dapat menimbulkan korban jiwa, kerusakan lingkungan, kerugian harta benda dan dampak psikologis. Untuk mengurangi dampak dari cuaca ekstrim tersebut diperlukan peringatan dini kepada masyarakat, agar selalu waspada dalam menghadapi kejadian cuaca ekstrim yang berpeluang menimbulkan bencana, peringatan dini cuaca ekstrim sendiri adalah suatu rangkaian kegiatan pemberian informasi sesegera mungkin kepada masyarakat, yang berisi tentang informasi tentang cuaca yang sedang berlangsung (BMKG,2010).
Pada Wilayah Sumatera Utara sendiri telah terjadi beberapa peristiwa seperti
angin kencang, badai disertai petir, suhu yang tinggi dan banjir. Pada tanggal 28
September 2016 BNPB mencatat terjadi angin kencang disertai hujan yang melanda kota
Medan, berdasarkan data yang dihimpun telah terjadi pohon tumbang di 12 titik yang
berbeda, dua diantaranya menimpa mobil dan angkot serta menimpa rumah walaupun
waspada terhadap cuaca ekstrim yang kerap terjadi. menurut BMKG daerah Sumatera
Utara untuk kedepannya memang sangat rawan terjadi angin kencang disertai pohon
tumbang yang bisa terjadi kapan saja dan dimana saja, sehingga dirasakan pentingnya
dilakukan proses monitoring pada cuaca sebagai peringatan dini cuaca ekstrim untuk
wilayah Sumatera Utara (BNPB,2010).
Proses monitoring cuaca yang konvensional biasanya dilakukan dengan menggunakan beberapa perangkat sensor yang terpasang pada suatu modul dan terpasang pada suatu tempat. Proses pengumpulan dari beberapa tempat dilakukan secara manual dengan datang langsung ke tempat pengambilan data, metode konvensional ini menyebabkan kesulitan untuk menempatkan beberapa perangkat sensor yang sulit dijangkau. Sebuah stasiun pemantau kondisi cuaca yang sederhana dan mampu mengambil data parameter kondisi cuaca dapat dimanfaatkan untuk mengetahui kondisi cuaca lokal pada suatu titik tempat (Hendhi dkk, 2010).
dan dibantu dengan modul GSM sebagai media penghubung ke server secara real time.
1.2 Rumusan Masalah
Maraknya kasus pemanasan global di dunia ini, kondisi cuaca menjadi tidak menentu dan tidak beraturan. Kondisi cuaca saat ini sudah tidak sesuai dengan perhitungan iklim yang seharusnya, untuk mengatasi hal tersebut diperlukan sebuah perangkat monitoring cuaca secara real time yang berguna untuk kehidupan sehari-hari sebagai antisipasi pada kondisi cuaca yang buruk maupun ekstrem untuk meminimalisir dampak kerugian yang didapat. Dengan berkembangnya teknologi saat ini, khususnya dibidang teknologi sensor maka pada penelitian ini akan dilakukan sebuah perangkat sistem monitoring untuk memantau suatu kondisi tertentu pada cuaca disekitar khususnya pada suhu, kelembaban udara, kecepatan angin dan arah angin menggunakan arduino dan modul GSM sebagai media penghubung ke internet secara real time.
1.3 Batasan Masalah
Ada pun batasan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Desain dan Implementasi sistem hanya untuk pemantauan pada suhu, kelembaban udara, kecepatan angin, arah angin.
2. Pembuatan alat hanya terbatas pada pembuatan sensor-sensor serta pengiriman, penyimpanan data dan monitoring pada web server.
3. Sistem menggunakan tiga alat sensor yaitu, DHT11 untuk suhu dan
kelembaban, Potensiometer untuk arah angin dan Optocoupler untuk arah angin.
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai :
1. Membantu untuk memudahkan mendapatkan informasi mengenai cuaca. 2. Mengantisipasi dampak kondisi cuaca yang berpotensi ekstrim.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari lima bagian utama antara lain sebagai berikut:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini merupakan kumpulan referensi yang berkaitan dengan penelitian, baik dari buku, jurnal, skripsi yang memuat informasi yang berkaitan dalam penulisan ini maupun informasi yang diperoleh melalui internet.
Bab 3: Analisis dan Perancangan Sistem
Pada tahap ini merupakan perancangan sistem yang sesuai dengan hasil dari analisis sistem dan dilanjutkan dengan mengimplementasi hasil analisis dan perancangan ke dalam sistem.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian Sistem
Bab ini merupakan pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan sistem yang telah disusun pada Bab sebelumnya dan pengujian untuk mengetahui hasil yang didapatkan apakah sudah berjalan dengan baik dan juga sesuai dengan apa yang diharapkan.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
ABSTRAK
Pemantauan kondisi cuaca menjadi hal yang penting ketika kita diperhadapkan pada masalah yang mengharuskan kita mengetahui cuaca untuk keperluan tertentu, misalnya pada penerbangan, pelayaran, pertanian dan sebagainya. Informasi mengenai cuaca juga dapat menghindari kita dari bencana alam, menurut data dari BNPB yang terjadi selama selang periode 1815-2014 yang terjadi di wilayah Indonesia, angin puting
beliung menempati urutan ke-2 terbesar yaitu 21% dari jumlah bencana yang terjadi.
Bulan desember 2014, telah terjadi bencana alam puting beliung di wilayah Indonesia
sebanyak 52 kejadian dengan jumlah meninggal dan hilang 6 jiwa, menderita dan
mengungsi 1.265 jiwa, serta kerusakan ringan hingga kerusakan berat sebanyak 3.203
unit. Pada tulisan ini dikemukakan hasil penelitian yang dilakukan dalam rangka desain sistem pemantau cuaca menggunakan media nirkabel dari titik pantauan cuaca ke tempat pemantauan. Peralatan pemantau cuaca ini menspesikasikan pada desain dan implementasi pengukuran sejumlah parameter seperti, temperatur, kelembaban, arah dan kecepatan angin. Titik fokus penelitian ini adalah bagaimana mendesain sensor/transduser, dan bagaimana hasil pengindraan parameter-parameter kondisi cuaca tersebut dapat ditransmisikan ke tempat pemantauan yang jauh melalui media internet. Implementasi dilakukan dengan memanfaatkan kemampuan Arduino uno dalam pemrosesan data, serta modul gsm SIM800L sebagai pengirim, untuk selanjutnya dikirimkan ke web server sebagai titik perekaman database kondisi cuaca.
WEATHER CONDITION MONITORING SYSTEM USING GSM MODULE IN REAL TIME BASED ON WEB
ABSTRACT
Monitoring the weather conditions become important when we are confronted with a problem that requires us to know the weather for a particular purpose, for example on flights, shipping, agriculture and the other. Information on the weather also can avoid us from natural disasters, according to data from the BNPB that occurred during the interval 1815-2014 period which occur in Indonesia, tornado ranks 2nd largest with 21% of the number of disasters. The month of December 2014, there has been a whirl wind of natural disasters in Indonesia as many as 52 events with the number of dead and missing six soul, suffering and displaced 1,265 people, as well as minor damage to severe damage to as many as 3,203 units. In this paper presented the results of research conducted within the framework of the design of weather monitoring systems using wireless media of weather observation points to spot monitoring. The weather monitoring of equipment was specify on the design and implementation of a number of measurement parameters such as, temperature, humidity, wind direction and speed. The focal point of this research is how to design a sensor / transducer, and how the results of sensory parameters such weather conditions can be transmitted to a remote monitoring via the Internet. The implementation is done by leveraging the capabilities of the Arduino uno in data processing, as well as the sender SIM800L gsm module, to further sent to the web server as a database recording the point of weather conditions.
SKRIPSI
MUHAMMAD HABIB PURBA 101402029
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi
MUHAMMAD HABIB PURBA 101402029
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : SISTEM MONITORING KONDISI CUACA DENGAN MENGGUNAKAN MODUL GSM SECARA REAL TIME BERBASIS WEB
Kategori : SKRIPSI
Nama : MUHAMMAD HABIB PURBA
Nomor Induk Mahasiswa : 101402029
Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Seniman S.Kom M.Kom Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT NIP. 19870525 201404 1 001 NIP. 19671110 199602 1 001
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua,
Romi Fadillah Rahmat B. Comp. Sc. Msc NIP. 198603032010121004
SISTEM MONITORING KONDISI CUACA DENGAN MENGGUNAKAN MODUL GSM SECARA REAL TIME BERBASIS WEB
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 14 Februari 2017
UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat, karunia, taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Opim S Sitompul, selaku dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi (Fasilkom-TI) yang telah banyak memberikan dukungan dan bimbingannya.
2. Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT, selaku pembimbing 1 dan Seniman S.Kom M.Kom, selaku pembimbing 2 yang telah banyak memberikan bimbingan, motivasi dan dukungannya selama penyusunan dan penulisan skripsi ini. memberikan ilmu yang bermanfaat bagi penulis.
5. Kedua orang tua, Buya Drs. H. Husein Abdullah Purba dan Umi Erliana Batubara yang memberikan dukungan, masukan, semangat serta nasehat-nasehat yang sangat dibutuhkan penulis juga selalu mendoakan dan senantiasa memberikan kasih sayang sepanjang masa.
6. Kakak Hafizhoh Isnaeni Purba S. Kep dan Abang Muhammad Ilham S.T yang selalu memberikan motivasi dan arahannya, serta adik-adik Anggi Khairani Purba, Hasanul Arifin Purba dan Dzikri Al-khalifi yang selalu memberikan dukungan.
7. Teman teman seperjuangan Nurmawan, Joko Aly Permady, Ananda Rizky, Afifiudin,Defri Agung, Dimas Poetra, Ryando Hidayat, Cethi setiawan dan seluruh Teman-teman program studi teknologi informasi khususnya angkatan 2010 Kom A atas segala doa dan dukungannya selama ini.
