SKRIPSI
PROTOTIPE ALAT MONITORING RADIOAKTIVITAS LINGKUNGAN, CUACA DAN KUALITAS UDARA SECARA ONLINE DAN PERIODIK
BERBASIS ARDUINO
STUDI KASUS: BATAN PUSPIPTEK SERPONG
DISUSUN OLEH : YUDHANIRISTO (1110091000022)
PROGRAM SARJANA (S1) KOMPUTER PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
ii
PROTOTIPE ALAT MONITORING RADIOAKTIVITAS LINGKUNGAN, CUACA DAN KUALITAS UDARA SECARA ONLINE DAN PERIODIK
BERBASIS ARDUINO
STUDI KASUS: BATAN PUSPIPTEK SERPONG
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh:
Yudhaniristo 1110091000022
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
v
PERNYATAAN
DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI BENAR-BENAR HASIL KARYA SAYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA MANAPUN.
Jakarta, Desember 2014
vi
ABSTRAK
Yudhaniristo, Prototipe Alat Monitoring Radioaktivitas Lingkungan, Cuaca dan Kualitas Udara Secara Online dan Periodik Berbasis Arduino. Studi Kasus: BATAN PUSPIPTEK Serpong dibawah bimbingan Nenny Anggraini, S.Kom, MT dan Feri Fahrianto, M.Sc.
Kegiatan monitoring lingkungan suatu kawasan atau kota yang memiliki fasilitas penelitian perlu dilakukan karena masyarakat disekitarnya perlu mengetahui faktor lingkungan yang bisa mempengaruhi kesehatannya. salah satu kawasan yang memiliki fasilitas penelitian adalah PUSPIPTEK Serpong yang terdapat fasilitas nuklir riset. Berdasarkan observasi, pihak BATAN yang memiliki fasilitas nuklir riset, fasilitas tersebut contohnya untuk bidang kesehatan, selain itu kawasan tersebut juga terdapat fasilitas industri yang biasanya di lalui kendaraan besar seperti truk. Fasilitas nuklir ini akan menghasilkan tingkat radioaktivitas selain itu kendaraan truk disekitar kawasan ini akan menghasilkan polusi akibat hasil pembakaran yang tidak sempurna dan bisa mempengaruhi kesehatan masyarakat. Pihak BATAN juga memiliki suatu kegiatan yaitu monitoring lingkungan fasilitas nuklir, kegiatan ini bertujuan untuk mengetahui kadar radioaktivitas dari fasilitas nuklir lalu informasinya disebarkan ke masyarakat sekitar melalui website. Oleh karena itu, penulis menilai perlu membuat suatu alat yang dapat memonitoring lingkungan pada kawasan PUSPIPTEK ini secara online dan periodik. Prototipe alat ini bertujuan memonitoring tingkat radioaktivitas gamma gross, cuaca (suhu, kelembaban, arah kecepatan angin, curah hujan), dan kualitas udara (gas CO dan Co2), lalu hasil monitoring tersebut dikirim secara langsung dan otomatis dengan bantuan modul ethernet shield ke server. tingkat radioaktivitas gamma perlu pemantauan karena radioaktivitas gamma mempunyai daya tembus yang besar dan bisa mempengaruhi kesehatan sedangkan gas CO dan CO2 berbahaya bagi kesehatan karena tidak bisa dirasakan oleh indera manusia. Melalui alat ini diharapkan kawasan puspitek bisa memonitoring lingkungan khususnya keadaan tingkat radioaktifitas dan kualitas udara serta bisa menyediakan informasi mengenai keadaan lingkungan PUSPIPTEK pada website yang telah tersedia sehingga masyarakat bisa mengaksesnya.
vii
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrahmaanirrahiim………
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia, rahmat dan kekuatan, juga segala petunjuk dan kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan judul Prototipe Alat Monitoring Radioaktivitas Lingkungan, Cuaca dan Kualitas Udara Secara Online dan Periodik Berbasis Arduino. Studi Kasus: BATAN PUSPIPTEK Serpong. Shalawat serta salam selalu kita haturkan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW, beserta keluarganya, para sahabatnya, dan para pengikutnya.
Banyak kesulitan serta tantangan yang dialami selama menyusun tugas akhir skripsi ini. Namun berkat doa, usaha dan bantuan dari berbagai pihak, skripsi ini dapat terselesaikan pada waktunya. Penulis mengucapkan rasa syukur dan terima kasih kepada:
1. Allah S.W.T
2. Ayah dan Ibu serta keluarga penulis yang telah membantu dalam hal mental, doa dan materil yang tidak ternilai harganya.
3. Bapak Agus Salim, M. Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi (FST) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
viii
5. Bapak Hendra Bayu Suseno, M.Kom selaku Sekretaris Prodi Teknik Informatika Periode 2013/2014 yang telah memberikan saran, arahan serta dukungannya.
6. Ibu Nenny Anggraini, S.Kom, MT dan Bapak Feri Fahrianto, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah memberikan saran, arahan, dukungan serta bimbingannya selama peneltian dan penulisan skripsi ini. 7. Bapak Dr. I Putu Susila, Dr. Ismet, Istofa S.T, Faisal P. Pangestu S.Kom,
Ibu Leli Yuniarsi dan seluruh karyawan PRFN BATAN Serpong yang telah membimbing saya selama penelitian ini.
8. Agus Firdaus Fahrudin, selaku partner selama penelitian skripsi ini berlangsung.
9. Chulman Chirzi, Amrico Zulni, Dimas G Prayoga, seluruh angkatan TI UIN 2010 serta teman-teman lain yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu, yang telah memberikan semangat dan doanya .
Semoga sedikit ilmu yang penulis sampaikan dalam skripsi ini bisa bermanfaat bagi siapapun yang bermanfaat, sesungguhnya kesempurnaan ilmu hanya dari Allah S.W.T. Mohon maaf penulis sampaikan bila ada kesalahan dan kekurangan.
Tangerang Selatan, 27 Desember 2014 Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ii
LEMBAR PENGESAHAN UJIAN ... iii
LEMBAR PEGESAHAN SKRIPSI ... iv
PERNYATAAN ... v
ABSTRAK ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Masalah ... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 7
1.3 Batasan Masalah... 7
1.4. Tujuan Penelititan ... 9
x
1.6. Metodologi Penelitian ... 10
1.7. Sistematika Penulisan... 11
BAB II LANDASAN TEORI ... 13
2.1. Prototipe ... 13
2.1.1. Definisi Prototipe ... 13
2.1.2. Karakteristik Metode Prototyping ... 16
2.1.3. Keunggulan dan Kelemahan Prototyping ... 17
2.2. Radiasi ... 18
2.2.1. Pengertian Radiasi ... 18
2.2.2. Proses Terjadinya Radiasi ... 22
2.2.3. Efek Radiasi Terhadap Manusia ... 25
2.3. Pemanfaatan Teknologi Nuklir Oleh BATAN ... 30
2.4. Definisi Online ... 32
2.5. Waktu Respon Sistem ... 33
2.6. Pengertian Mikrokontroler ... 35
2.6.1. Mikrokontroler Arduino ... 35
xi
2.8. Sensor Cuaca (Angin, Suhu dan Kelembaban Udara) ... 38
2.8.1. Weather Sensor Assembly p/n 80422 ... 38
2.8.2. Sensor Suhu dan Kelembaban Udara (DHT21) ... 42
2.9. Sensor Gas CO (Karbon Monoksida) TGS2442 ... 44
2.10. Sensor Gas CO2 (Karbon Dioksida) TGS4161 ... 45
2.11. Ethernet Shield ... 47
2.12. Bahasa Pemrograman ... 49
2.12.1. C Programming Language ... 49
2.12.2. PHP ... 51
2.12.3. MySQL ... 54
2.13. Metode Penelitian ... 54
2.14. Teknik Pengumpulan Data... 55
2.14.1. Observasi/Studi Lapangan ... 55
2.14.2. Wawancara... 56
2.14.3. Studi Pustaka... 56
2.15. Metode Pengembangan Sistem ... 56
xii
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 62
3.1. Metode Penelitian... 62
3.2. Teknik Pengumpulan Data ... 62
3.2.1. Observasi/Studi Lapangan ... 63
3.2.2. Wawancara ... 63
3.2.3. Studi Pustaka ... 64
3.3. Metode Pembuatan Sistem ... 64
3.3.1. Metode Prototyping ... 64
3.4. Kerangka Pemikiran (Logical Framework) Penelitian ... 68
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 71
4.1. Pengumpulan Kebutuhan ... 71
4.1.1. Analisa Kebutuhan Hardware ... 73
4.1.2. Analisa Kebutuhan Software... 75
4.2. Membangun Prototipe ... 75
4.2.1. Flowchart Sistem Arduino Dengan Sensor Radiasi ... 77
4.2.2. Flowchart Sistem Arduino Dengan Sensor Cuaca ... 78
xiii
4.2.4. Flowchart Sistem Arduino Dengan Ethernet Shield ... 80
4.3. Pengkodean Sistem ... 81
4.4. Pengujian Alat ... 92
4.4.1. Prototipe Alat Monitoring Radioaktivitas Lingkungan, Cuaca dan Kualitas Udara ... 92
4.4.2. Hasil Pengujian Alat ... 94
BAB V PENUTUP ... 104
5.1. Kesimpulan ... 104
5.2. Saran ... 105
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Gelombang Riak Air ... 18
Gambar 2.2. Panjang Gelombang ... 19
Gambar 2.3. Jenis Panjang Gelombang ... 20
Gambar 2.4. Spektrum Panjang gelombang ... 21
Gambar 2.5. Daya Tembus Radiasi Pengion ... 22
Gambar 2.6. Umur Paro Radioisotop ... 25
Gambar 2.7. Kedelai Varietas ... 31
Gambar 2.8. Kit Immunoradiometrcassay (IRMA) ... 32
Gambar 2.9. Mikrokontroler Arduino Uno ... 36
Gambar 2.10. Weather Sensor Assembly ... 39
Gambar 2.11. Rangkaian dan Tabel Resistansi Sensor Arah Angin ... 40
Gambar 2.12. Rangkaian Voltage Divider ... 41
Gambar 2.13. Sensor DHT21 ... 43
Gambar 2.14. Sensor TGS2442 ... 44
Gambar 2.15. Rangkaian TGS2442 ... 45
xv
Gambar 2.17. Rangkaian TGS4161 ... 47
Gambar 2.18. Ethernet Shield ... 48
Gambar 3.1. Bagan Kerangka Pemikiran ... 70
Gambar 4.1. Blok Diagram Desain Prototipe ... 76
Gambar 4.2. Flowchart Sensor Radiasi ... 78
Gambar 4.3. Flowchart Sensor Cuaca ... 79
Gambar 4.4. Flowchart Sensor Kualitas Udara ... 80
Gambar 4.5. Flowchart Ethernet Shield ... 81
Gambar 4.6. Perangkat Pendeteksi Radiasi, Suhu dan Kelembaban Udara... 92
Gambar 4.7. Perangkat Sensor Angin dan Curah Hujan ... 93
Gambar 4.8. Perangkat Prototipe Monitoring Lingkungan ... 94
Gambar 4.9. Hasil Deteksi Radioaktivitas, Suhu, Kelembaban ... 95
Gambar 4.10. Hasil Deteksi Arah Angin ... 96
Gambar 4.11. Hasil Deteksi Kecepatan Angin ... 97
Gambar 4.12. Hasil Deteksi Curah Hujan ... 98
Gambar 4.13. Hasil Pengujian Integerasi ... 100
xvi
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Studi Sejenis ... 59
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Surat Peromohonan Bimbingan Skripsi ... 108
Lampiran 2 Surat Permohonan Data Riset ... 109
Lampiran 3 Surat Penelitian Data Riset ... 110
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Masalah
Pencemaran lingkungan disuatu kota atau kawasan merupakan salah satu masalah yang kerap muncul. Menurut Undang-undang Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup No. 4 Tahun 1982, polusi atau pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan, atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.
Macam-macam pencemaran dapat dibedakan berdasarkan pada tempat terjadinya, macam bahan pencemarnya, dan tingkat pencemaran. Menurut tempat terjadinya, pencemaran dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu pencemaran udara, air, dan tanah. Untuk pencemaran udara dapat berupa gas dan partikel. Contohnya sebagai berikut.
1. Gas H2S. Gas ini bersifat racun, terdapat di kawasan gunung berapi, bisa juga dihasilkan dari pembakaran minyak bumi dan batu bara.
2
sempurna dari bahan buangan mobil dan mesin letup. Gas CO2 dalam udara murni berjumlah 0,03%. Bila melebihi toleransi dapat meng- ganggu pernapasan. Selain itu, gas CO2 yang terlalu berlebihan di bumi dapat mengikat panas matahari sehingga suhu bumi panas. Pemanasan global di bumi akibat CO2 disebut juga sebagai efek rumah kaca.
3. Partikel SO2 dan NO2. Kedua partikel ini bersama dengan partikel cair membentuk embun, membentuk awan dekat tanah yang dapat mengganggu pernapasan. Partikel padat, misalnya bakteri, jamur, virus, bulu, dan tepung sari juga dapat mengganggu kesehatan.
4. Batu bara yang mengandung sulfur melalui pembakaran akan meng- hasilkan sulfur dioksida. Sulfur dioksida bersama dengan udara serta oksigen dan sinar matahari dapat menghasilkan asam sulfur. Asam ini membentuk kabut dan suatu saat akan jatuh sebagai hujan yang disebut hujan asam. Hujan asam dapat menyebabkan gangguan pada manusia, hewan, maupun tumbuhan. Misalnya gangguan pernapasan, perubahan morfologi pada daun, batang, dan benih.
3
Suatu Kota atau daerah yang memiliki fasilitas nuklir baik itu untuk keperluan pembangkit tenaga listrik tenaga Nuklir (PLTN) ataupun untuk kepentingan penelitian, maka kota atau kawasan tersebut harus memiliki alat atau sistem pendeteksi untuk mendeteksi, mengukur dan memonitoring tingkat radiasi karena radiasi tersebut bisa berpotensi meningkatkan pencemaran udara pada kawasan tersebut.
Alasan mendasar perlunya alat monitoring lingkungan fasilitas nuklir ini karena di Indonesia, keamanan dan keselamatan suatu kota atau kawasan yang memiliki fasilitas nuklir diatur oleh peraturan pemerintah nomor 33 tahun 2007 tentang keselamatan radiasi pengion dan keamanan sumber radioaktif pada BAB satu pasal satu yang berbunyi “Keselamatan Radiasi Pengion yang
selanjutnya disebut Keselamatan Radiasi adalah tindakan yang dilakukan untuk melindungi pekerja, anggota masyarakat dan lingkungan hidup dari bahaya radiasi”.
Peraturan lain yang mengatur tentang keamanan fasilitas nuklir, dibuat oleh salah satu pihak atau badan nuklir di Indonesia yaitu BATAN yang mempunyai Pedoman Keselamatan dan Proteksi Radiasi Kawasan Nuklir Serpong. Pada pedoman tersebut terdapat peraturan mengenai pemantauan radiologi lingkungan yang sesuai dengan Keputusan Kepala BATAN No.392/KA/XI/2005 tentang Organisasi dan Tata Kerja BATAN.
4
Menteri Negara Lingkungan Hidup mengenai Pedoman Pelaksanaan Program Adipura pada pasal satu poin satu yang berbunyi “Program Adipura adalah program kerja Kementerian Lingkungan Hidup, yang berlingkup nasional dalam rangka mewujudkan kabupaten/kota yang berwawasan lingkungan menuju pembangunan yang berkelanjutan.”, lalu pada poin dua “Kabupaten/kota berwawasan lingkungan adalah kabupaten/kota yang pembangunannya memperhatikan dan mempertimbangkan keselarasan antara fungsi lingkungan hidup, sosial dan ekonomi yang mendukung pembangunan yang berkelanjutan.”.
Peraturan pemerintah Mengenai kualitas udara pada suatu kota terdapat pada pasal satu poin 5 yaitu “Pengendalian pencemaran udara adalah upaya pencegahan dan/atau penanggulangan pencemaran udara serta pemulihan mutu udara.” Dan pada poin tujuh yaitu “Evaluasi kualitas udara kota adalah pengujian dan monitoring terhadap pelaksanaan upaya pengendalian pencemaran udara, baik upaya pencegahan maupun upaya penanggulangan pencemaran udara dari emisi dan kebisingan kendaraan bermotor di suatu perkotaan”.
5
Untuk memperkuat data mengenai penilitian ini, maka penulis telah melakukan wawancara terhadap pihak BATAN yang diwakili oleh bidang instrumensi PRFN (Pusat Rekayasa Fasilitas Nuklir) BATAN yaitu Bapak Dr. I Putu Susila. Berikut poin-poin kesimpulan wawancara yang telah dilakukan:
1. Polusi udara dan radiasi sebagian besar sulit dan tidak bisa dirasakan oleh panca indera manusia. Contoh polusi udara adalah gas CO dan radiasi adalah gelombang gamma.
2. Ada beberapa jenis zat radiasi tertentu yang berbentuk partikulat (debu) diudara.
3. Bahaya polusi udara dan radiasi untuk kesehatan manusia terjadi secara efek jangka panjang (terakumulasi di dalam tubuh), sehingga perlu adanya pemantauan secara berkala terhadap tingkat polusi udara dan radiasi yang ada dilingkungan masyarakat.
6
Lalu pada pasal dua poin satu “Setiap Informasi Publik bersifat terbuka dan dapat
diakses oleh setiap Pengguna Informasi Publik”
5. BATAN perlu melaporkan secara berkala mengenai keadaan tingkat radiasi di wilayahnya menurut peraturan BAPETEN (Badan Pengawas Tenaga Nuklir), sehingga perlu diadakan pengukuran tingkat radiasi secara kontinyu.
6. BATAN PUSPIPTEK memerlukan suatu sistem alat monitoring lingkungan fasilitas radiasi, yang nantinya data hasil monitoring tersebut akan dimuat dalam website yang telah tersedia, sehingga masyarakat bisa mengaksesnya.
Berdasarkan observasi, pihak BATAN yang memiliki fasilitas nuklir riset, fasilitas tersebut contohnya untuk bidang kesehatan, selain itu kawasan tersebut juga terdapat fasilitas industri yang biasanya di lalui kendaraan besar seperti truk. Fasilitas nuklir ini akan menghasilkan tingkat radioaktivitas selain itu kendaraan truk disekitar kawasan ini akan menghasilkan polusi akibat hasil pembakaran yang tidak sempurna dan bisa mempengaruhi kesehatan masyarakat.
7
Penulis memilih lokasi di BATAN PUSPIPTEK karena kawasan tersebut memiliki salah satu fasilitas nuklir dan dekat dengan kawasan dan pemukiman masyrakat, maka judul dari skripsi ini adalah “Prototipe Alat Monitoring Radioaktivitas Lingkungan, Cuaca dan Kualitas Udara Secara Online dan Periodik Berbasis Arduino. Studi Kasus: BATAN PUSPIPTEK Serpong”.
1.2Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
Bagaimana membuat sebuah sistem prototipe alat yang mampu memonitoring tingkat pencemaran udara baik kualitas udara maupun cuaca serta tingkat radioaktivitas gamma gross secara online dan periodik berdasarkan standar dan kriteria yang berlaku.
1.3Batasan Masalah
Agar pembahasan tidak menyimpang dan penelitian yang dihasilkan optimal, maka ditentukan batasan masalah sebagai berikut:
8
dan CO2. Kondisi cuaca yang akan diukur yaitu suhu, kelembaban dan angin.
2. Pembuatan alat akan menggunakan modul mikrokontroler Arduino.
3. Memakai sensor pendeteksi radiasi (Geiger Tube) serta sensor untuk gas CO dan CO2. Lalu untuk kondisi cuaca menggunakan sensor suhu, kelembaban dan angin.
4. Standar dalam mendeteksi tingkat radiasi akan mengikuti standar dari Pedoman Keselamatan dan Proteksi Radiasi Kawasan Nuklir Serpong. Standar dalam mendeteksi tingkat kualitas udara akan mengikuti standar dari mengikuti Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor tujuh tahun 2011 tentang Pelaksanaan Adipura.
5. Pembuatan alat ini akan mengikuti teori parallel embedded, karena modul mikrokontoler Arduino akan mengontrol lebih dari satu sensor dalam satu waktu.
6. Pembuatan alat ini agar bisa mendeteksi tingkat radiasi, kualitas udara serta kondisi cuaca berdasarkan standar yang telah ditetapkan.
7. Data dari alat monitoring lingkungan ini akan dikirim ke basis data yang telah disediakan melalui jaringan kabel atau nirkabel yang telah tersedia di PRFN BATAN.
9
9. Pengujian alat dilakukan di laboratorium dan tidak membahas pengujian di lapangan.
1.4Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat suatu sistem prototipe alat untuk mendeteksi, mengukur dan momonitoring radioaktivitas gamma dan kualitas udara serta cuaca dilingkungan BATAN PUSPIPTEK secara online dan periodik. Selain itu alat ini juga mampu menyediakan informasi mengenai tingkat radiasi dan kualitas udara serta memastikan bahwa alat tersebut dapat bekerja sesuai dengan standar yang berlaku.
Selanjutnya, penilitian ini juga untuk membuktikan bahwa modul mikrokontroler Arduni yang hanya mempunyai satu core (single core) bisa mongontrol lebih dari satu sensor atau modul lain dalam waktu yang bersamaan (parallel embedded).
1.5Manfaat Penulisan
Adapun manfaat dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: a. Bagi User (pengguna)
1. Memberikan informasi mengenai tingkat radiasi dan kualitas udara. 2. Memberikan semacam peringatan (alert) terhadap tingkat radiasi dan
10
b. Bagi Penulis
1. Lebih mengerti dan memahami bahasa pemrogram serta proses dan tools yang digunakan pembuatan sistem ini, yaitu pemrograman Arduino.
2. Lebih mengerti dan memahami pengimplementasian teknologi Embedded System.
3. Menambah pengetahuan dalam bidang radiasi nuklir dan pencemaran udara.
c. Bagi Universitas:
1. Mengetahui kemampuan mahasiswa dalam menguasai materi pelajaran yang diperoleh selama masa perkuliahan.
2. Mengetahui kemampuan mahasiswa dalam menerapkan ilmunya dan sebagai bahan evaluasi.
3. Memberikan gambaran tentang kesiapan mahasiswa dalam menerapkan ilmu yang telah diterimanya.
1.6Metodologi Penelitian
11
a. Metode Pengumpulan Data 1. Observasi
2. Interview (Wawancara) 3. Studi Pustaka
4. Studi Literatur
b. Metode Pengembangan Alat (Prototyping)
Penulis menggunakan metode Prototyping untuk proses pembuatan dan pengembanga alat, dengan tahapan sebagai berikut:
1. Pengumpulan kebutuhan 2. Membangun prototipe 3. Evaluasi prototipe 4. Mengkodekan sistem 5. Menguji sistem 6. Evaluasi sistem 7. Menggunakan sistem
1.7Sistematika Penulisan
12
BAB 1 PENDAHULUAN
Dalam bab ini akan dibahas mengenai latar belakang penulisan Tugas Akhir, batasan masalah, tujuan dan manfaat serta sistematika penulisan yang merupakan gambaran menyeluruh dari penulisan Tugas Akhir ini.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Dalam bab ini akan dibahas mengenai berbagai teori yang mendasari analisis permasalahan dan berhubungan dengan topik yang dibahas.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Bab ini membahas mengenai metode penelitian yang akan digunakan dalam merancang dan membangun aplikasi.
BAB 4 ANALISIS, PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
Pada bab ini membahas mengenai hasil dari analisis, perancangan, implementasi sesuai dengan metode yang dilakukan pada aplikasi yang dibuat.
BAB 5 PENUTUP
13
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1Prototipe
2.1.1 Definisi Prototipe
Prototyping menurut Houde dan Hill merupakan salah satu metode pengembangan perangkat lunak yang banyak digunakan. Dengan metode Prototyping ini pengembang dan pelanggan dapat saling berinteraksi selama proses pembuatan sistem. Sering terjadi seorang pelanggan hanya mendefiinisikan secara umum apa yang dikehendakinya tanpa menyebutkan secara detail output apa saja yang dibutuhkan, pemrosesan dan data-data apa saja yang dibutuhkan. Sebaliknya disisi pengembang kurang memperhatikan efesiensi algoritma, kemampuan sistem operasi dan interface yang menghubungkan manusia dan komputer. Untuk mengatasi ketidaksesuaian antara pelanggan dan pengembang, maka harus dibutuhkan kerjasama yang baik diantara keduanya sehingga pengembang akan mengetahui dengan benar apa yang diinginkan pelanggan dengan tidak mengesampingkan segi-segi teknis dan pelanggan akan mengetahui proses-proses dalam menyelesaikan sistem yang diinginkan. Dengan demikian akan menghasilkan sistem yang sesuai dengan jadwal waktu penyelesaian yang telah ditentukan.
14
adalah untuk memberikan kemudahan dalam penyimpanan informasi, mengurangi biaya dan menghemat waktu, meningkatkan pengedalian, mendorong pertumbuhan, meningkatkan produktifitas serta profitabilitas organisasi. Dalam beberapa tahun terakhir ini, peningkatan produktifitas organisasi ini dibantu dengan berkembangnya teknologi komputer baik hardware maupun software-nya. Tetapi tidak semua kebutuhan sistem informasi dengan computer itu dapat memenuhi kebutuhan dan menyelesaikan masalah yang dihadapi organisasi. Keterbatasan sumber daya dan anggaran pemeliharaan memaksa para pengembang sistem informasi untuk menemukan jalan untuk mengoptimalkan kinerja sumber daya yang telah ada.
Karakteristik dari suatu sistem informasi manajemen yang lengkap tergantung dari masalah yang dihadapi, proses pengembangannya dan tenaga kerja yang akan dikembangkannya. Seiring dengan perkembangan permasalahan karena berubahnya lingkungan yang berdampak kepada perusahaan maka akan menjadi parameter proses pengembangan sistem informasi yaitu masalah yang dihadapi, sumber daya yang tersedia dan perubahan, sehingga hasil pengembangan sistem informasi manajemen baik yang diharapkan oleh perorangan maupun oleh organisasi turut berubah.
15
memenuhi tantangan perubahan dan kompleksnya masalah yang dihadapi tersebut. Sekitar awal tahun delapan puluhan, para professional dibidang sistem informasi memperkenalkan satu metode pengembangan sistem inforamsi baru, yang dikenal dengan nama metode prototyping.
Metode prototyping sebagai suatu paradigm baru dalam pengembangan sistem informasi manajemen tidak hanya sekedar suatu evolusi dari metode pengembangan sistem informasi yang sudah ada, tetapi sekaligus merupakan revolusi dalam pengembangan sistem informasi manajemen. Metode ini dikatakan revolusi karena merubah proses pengembangan sistem informasi yang lama (SDLC).
Menurut literatur yang dimaksud dengan prototipe adalah “model
pertama” yang sering digunakan oleh perusahaan industri yang
memproduksi barang secara masal. Tetapi dalam kaitannya dengan sistem informasi definisi kedua dari Webster yang menyebutkan bahwa “prototipe is an individual that exhibits the essential features of later type”
16
Dalam beberapa hal pengembangan software berbeda dengan produk-produk manufaktur, setiap tahap atau fase pengembangan sistem informasi merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari seluruh proses yang harus dilakukan. Proses ini umumnya hanya untuk satu produk dan karakteristik dari produk tersebut tidak dapat ditentukan secara pasti seperti produk manufaktur, sehingga penggunaan ”model pertama” bagi
pengembangan software tidaklah tepat. Istilah prototyping dalam hubungannya dengan pengembangan software sistem informasi manajemen lebih merupakan suatu proses bukan prototipe sebagai suatu produk. (Houde dan Hill :2004).
2.1.2 Karakteristik Metode Prototyping
Ada empat langkah yang menjadi karakteristik metode prototyping yaitu : 1. Pemilahan Fungsi Mengacu pada pemilahan fungsi yang harus
ditampilkan oleh prototyping. Pemilahan harus selalu dilakukan berdasarkan pada tugas-tugas yang relevan yang sesuai dengan contoh kasus yang akan diperagakan
2. Penyusunan Sistem Informasi Bertujuan untuk memenuhi permintaan akan tersedianya prototipe.
3. Evaluasi
17
Jenis-jenis prototypingsendiri meliputi:
1. Feasibility prototyping – digunakan untuk menguji kelayakan dari teknologi yang akan digunakan untuk sistem informasi yang akan disusun.
2. Requirement prototyping – digunakan untuk mengetahui kebutuhan aktivitas bisnis user.
3. Desain prototyping – digunakan untuk mendorong perancangan sistem informasi yang akan digunakan.
4. Implementation prototyping – merupakan lanjutan dari rancangan protipe, dimana prototipe ini langsung disusun sebagai suatu sistem informasi yang akan digunakan.
Pada penelitian ini, jenis prototipe yang dipakai oleh peneliti adalah requirement prototyping, yang digunakan untuk mengetahi kebutuhan aktivitas bisnis user. (Houde dan Hill :2004).
2.1.3 Keunggulan dan Kelemahan Metode Prototyping Keunggulan
1. End user dapat berpartisipasi aktif
2. Penentuan kebutuhan lebih mudah diwujudkan
3. Mempersingkat waktu pengembangan sistem informasi Kelemahan
18
3. Kurang fleksible dalam mengahdapi perubahan
4. Prototipe yang dihasilkan tidak selamanya mudah dirubah 5. Prototipe terlalu cepat selesai
(Houde dan Hill :2004)
2.2Radiasi
2.2.1 Pengertian Radiasi
[image:36.595.105.532.101.682.2]Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Pengertian tentang radiasi dan gelombang dapat dijelaskan pada kejadian berikut.
19
Berdasarkan kejadian tersebut dapat dilihat bahwa untuk mengangkat sesuatu diperlukan energi. Karena itu, terangkatnya daun memperlihatkan bahwa gelombang mempunyai energi dan energi tersebut telah bergerah dari lokasi jatuhnya kerikil ke lokasi terangkatnya daun. Hal yang sama juga berlaku untuk berbagai jenis gelombang dan radiasi lain.
[image:37.595.103.537.173.528.2]Salah satu karakteristik dari semua radiasi adalah radiasi mempunyai panjang gelombang, yaitu jarak dari suatu puncak gelombang ke puncak gelombang berikutnya.
Gambar 2.2. Panjang Gelombang
Radiasi terdiri dari beberapa jenis dan setiap jenis radiasi tersebut memiliki panjang gelombang masing-masing.
20
Gambar 2.3. Jenis Panjang Gelombang
Jika ditinjau dari “muatan listrik” nya, radiasi dapat dibagi menjadi
21
[image:39.595.105.563.155.552.2]dan muatan listrik, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik juga termasuk ke dalam radiasi pengion karena dapat menimbulkan ionisasi secara tidak langsung. Radiasi non pengion adalah radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion adalah gelombang radio, gelombang mikrom inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet.
Gambar 2.4. Spektrum Panjang gelombang
22
[image:40.595.105.525.179.553.2]dapat menembus tubuh manusia, sehingga pengaruhnya dapat diabaikan. Demikian pula dengan radiasi alfa, yang hanya dapat menembus beberapa millimeter udara. Sedang radiasi neutron pada umumnya hanya terdpat di reaktor nuklir. (www.batan.go.id).
Gambar 2.5. Daya Tembus Radiasi Pengion
2.2.2 Proses Terjadinya Radiasi
Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Jika suatu inti tidak stabil, maka inti mempunyai kelebihan energi. Inti itu tidak dapat bertahan, suatu saat inti akan melepaskan kelebihan energi tersebut dan mungkin melepaskan satu atau dua atau lebih partikel atau gelombang sekaligus.
23
elektromagnetik yang disebut radiasi gamma, yang dalam banyak hal mirip dengan sinar-X. radiasi gamma bergera lurus dan mampu menembus sebagian besar bahan yang dilaluinya. Dalam banyak kasus, inti juga melepaskan radiasi beta. Radiasi beta lebih mudah untuk dihentikan. Seng atap atau kaca jendela dapat menghentikan radiasi beta. Bahkan pakaian yang kita pakai dapat melindungi dari radiasi beta. Unsur-unsur tertentu, terutama yang berat seperti uranium, radium dan plutonium, melepaskan radiasi alfa. Radiasi alfa dapat dihalangi seluruhnya dengan selembar kerta. Radiasi alfa tidak dapat menembus kulit kita. Radiasi alfa sangat berbahaya hanya jika bahan-bahan yang melepaskan radiasi alfa masuk kedalam tubuh kita.
Sinar-X merupakan jenis radiasi yang paling banyak ditemukan dalam kegiatan sehari-hari. Semua sinar-X di bumi ini dibuat oleh manusia dengan menggunakan peralatan listrik tegangan tinggi. Alat pembangkit sinar-X dapat dinyalakan dan dimatikan. Jika tegangan tinggi dimatikan, maka tidak akan ada lagi radiasi. Sinar-X dapat menembus bahan, misalnya jaringan tubuh, air dan kayu atau besi, karena sinar –X mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Sinar-X hanya dapat ditahan secara efektif oleh bahan yang mempunyai kerapatan tinggi, misalnya timah hitam (Pb) atau beton tebal.
24
atau dimatikan. Radiasi gamma yang terdapat di alam terutama berasal dari bahan-bahan radioaktif alamiah, seperti radium atau kalium radioaktif. Beberapa inti atom yang dapat memancarkan radiasi gamma juga dapat dibuat oleh manusia.
Beberapa unsur, misalnya besi atau oksigen, dapat memiliki beberapa inti atom yang hampir sama, disebut isotop. Jika suatu isotop dapat memancarkan radiasi, maka disebut radioisotop. Perbedaan antara isotope yang satu dengan yang lainnya, biasanya dinyatakan dengan angka. Sebagai contoh, kalium-39 dan kalium-40, merupakan isotope dari unsur kalium.
Pemancaran radiasi dari suatu bahan radioaktif tidak dapat dimatikan atau dimusnahkan. Pemancaran radiasi hanya akan berkurang secara alamiah. Akibat memancarkan radiasi, suatu bahan radioaktif akan melemah aktivitasnya (kekuatannnya), proses ini disebut peluruhan.
Selain itu, jika suatu bahan radioaktif memancarkan radiasi, bahan radioaktif tersebut dapat berubah menjadi bahan lain. Bahan lain ini dapat bersifat tidak stabil (masih dapat memancarkan radiasi lagi) dan dapat pula bersifat stabil.
25
[image:43.595.103.528.175.521.2]umur paro radium adalah 1,622 tahun; artinya, aktivitas radium akan berkurang setengahnya dalam 1,622 tahun. (www.batan.go.id).
Gambar 2.6. Umur Paro Radioisotop
2.2.3 Efek Radiasi Terhadap Manusia
26
awal dari perubahan kimiawi yang kemudian dapat mengakibatkan efek biologis yang merugikan.
Satuan dasar dari jaringan biologis adalah sel. Sel mempunyai inti sel yang merupakan pusat pengontrol sel. Sel terdiri dari 80% air dan 20% senyawa biologis kompleks.
Setidaknya ada dua cara bagaimana radiasi dapat mengakibatkan kerusakan pada sel. Pertama, radiasi dapat mengionisasi langsung molekul DNA (deoxyribonucleic acid) sehingga terjadi perubahan kimiawi pada DNA. Kedua, perubahan kimiawi pada DNA terjadi secara tidak langsung, yaitu jika DNA berinteraksi dengan radikal bebas hidroksil. Terjadinya perubahan kimiawi pada DNA tersebut, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat menyebabkan efek biologis yang merugikan, misalnya timbul kanker maupun kelain genetic.
27
Efek radiasi terhadap tubuh manusia bergantung pada seberapa banyak dosis yang diberkan dan bergantung pula pada lajunya, apakah diberikan secara akut (dalam jangka waktu seketika) atau secara gradual (sedikit demi sedikit).
Sebagai contoh, radiasi gamma dengan dosis 2 Sv (200 rem) yang diberikan pada seluruh tubuh dalam waktu 30 menit akan menyebabkan pusing dan muntah-muntah pada beberapa persen manusia yang terkena dosis tersebut, dan kemungkinan satu persen akan meninggal dalam waktu satu atau dua bulan kemudian. Untuk dosis yang sama tetapi diberikan dalam rentang waktu satu bulan atau lebih, efek sindroma radiasi akut tersebut tidak terjadi.
Contoh lain, dosis radiasi akut sebesar 3,5 – 4 Sv (350 – 400 rem) yang diberikan seluruh tubuh akan menyebabkan kematian sekitar 50% dari mereka yang mendapat radiasi dalam waktu 30 hari kemudian. Sebaliknya, dosis yang sama yang diberikan secara merata dalam waktu satu tahun tidak menimbulkan akibat yang sama.
Selain bergantung pada jumlah dan laju dosis, setiap organ tubuh mempunyai kepekaan yang berlainan terhadap radiasi, sehingga efek yang ditimbulkan radiasi juga akan berbeda.
28
perawatan medis, akan dapat mengakibatkan kematian karena terjadinya kerusakan sumsum tulang belakang serta saluran pernapasan dan pencernaan. Jika segera dilakukan perawatan medis, jiwa seseorang yang mendapat dosis terserap 5 Gy tersebut mungkin dapat diselamatkan. Namun, jika dosis terserapnya mencapai 50 Gy, jiwanya tidak mungkin diselamatkan lagi, walaupun ia segera mendapatkan perawatan medis.
Jika dosis terserap 5 Gy tersebut diberikan secara sekaligus ke organ tertentu saja (tidak ke seluruh tubuh), kemungkinan besar tidak akan berakibat fatal. Sebagai contoh, dosis terserap 5 Gy yang diberikan sekaligus ke kulit akan menyebabkan eritema. Contoh lain, dosis yang sama jika diberikan ke organ reproduksi akan menyebabkan mandul.
Efek radiasi yang langsung terlihat ini disebut Efek Deterministik. Efek ini hanya muncul jika dosis radiasinya melebihi suatu batas tertentu, disebut Dosis Ambang.
Efek deterministik bisa juga terjadi dalam jangka waktu yang agak lama setelah terkena radiasi, dan umumnya tidak berakibat fatal. Sebagai contoh, katarak dan kerusakan kulit dapat terjadi dalam waktu beberapa minggu setelah terkena dosis radiasi 5 Sv atau lebih.
tanda-29
tanda bekas terkena radiasi. Namun demikian, bisa saja sel-sel tubuh sebenarnya mengalami kerusakan, dan akibat kerusakan tersebut baru muncul dalam jangka waktu yang sangat lama (mungkin berpuluh-puluh tahun kemudian), dikenal juga sebagai periode laten. Efek radiasi yang tidak langsung terlihat ini disebut Efek Stokastik.
Efek stokastik ini tidak dapat dipastikan akan terjadi, namun probabilitas terjadinya akan semakin besar apabila dosisnya juga bertambah besar dan dosisnya diberikan dalam jangka waktu seketika. Efek stokastik ini mengacu pada penundaan antara saat pemaparan radiasi dan saat penampakan efek yang terjadi akibat pemaparan tersebut. Kecuali untuk leukimia yang dapat berkembang dalam waktu 2 tahun, efek pemaparan radiasi tidak memperlihatkan efek apapun dalam waktu 20 tahun atau lebih.
30
maka kanker tersebut dapat disebabkan oleh zat-zat karsinogen, bukan hanya disebabkan oleh radiasi. (www.batan.go.id).
2.3Pemanfaatan Teknologi Nuklir Oleh BATAN
Teknologi nuklir bisa dimanfaatkan untuk kepentingan manusia apabila energi yang dihasilkan dari nuklir tersebut bisa dikontrol dan dimonitoring secara tepat dan benar. Pihak BATAN selaku badan yang melakukan riset tentang pemanfaatan teknologi nuklir bagi kehidupan manusia, telah menghasilkan inovasi dalam berbagai bidang, meliputi bidang pangan, kesehatan, energi, dan lain-lain. Seperti yang biasa kita dengar bahwa teknologi nuklir bisa menghasilkan energi untuk keperluan pembangkit tenaga listrik yang sumbernya sangat besar, tapi selain itu teknologi ini juga dimanfaatkan untuk kepentingan di bidang pangan. Salah satu contohnya BATAN membuat inovasi terhadap tanaman kedelai agar menghasilkn bibit varietas yang unggul dengan cara mutasi gen. Teknik mutasi pada kedelai ini dilakukan dengan cara memberikan energi radiasi gamma dengan dosis radiasi 150 gray, sehingga menghasilkan varietas bibit kedelai yang bermutu.
Berikut hasil dari penelitan pemuliaan kedelai dengan teknik yang telah dilepas berdasarkan SK Menteri Pertanian:
31
2. Varietas Tengger: Produktivitas 1,4 ton/ha, cukup tahan penyakit daun, umur genjah dan dilepas pada tahun 1991.
[image:49.595.105.549.152.534.2]3. Varietas Meratus: Produktivitas 1,4 ton/ha, cukup tahan penyakit daun, umur genjah dan dilepas pada tahun 1998.
Gambar 2.7. Kedelai Varietas
32
Gambar 2.8. Kit Immunoradiometrcassay (IRMA)
Beradasarkan contoh hasil inovasi diatas, sudah terbukti bahwa teknologi nuklir bisa sangat bermanfaat bagi manusia apabila ada suatu badan pemerintahan yang mampu melakukan riset secara aman terhadap teknologi tersebut. Untuk melakukan riset yang aman, maka badan tersebut perlu melakukan kontrol, pengawasan dan monitoring terhadap teknologi nuklir yang dipakai. (www.batan.go.id).
2.4Definisi Online
Secara umum, sesuatu dikatakan online adalah bila ia terkoneksi
atau terhubung dalam suatu jaringan ataupun sistem yang lebih besar.
Beberapa arti kata online lainnya yang lebih spesifik yaitu :
1. Dalam percakapan umum, jaringan atau network yang lebih besar
33
sehingga online lebih pada menjelaskan status bahwa ia dapat diakses
melalui internet.
2. Secara lebih spesifik dalam sebuah sistem yang terkait pada ukuran
dalam satu aktivitas tertentu, sebuah elemen dari sistem tersebut
dikatakan online jika elemen tersebut beroperasional. Sebagai contoh,
Sebuah instalasi pembangkit listrik dikatakan online jika ia dapat
menyediakan listrik pada jaringan elektrik.
3. Dalam telekomunikasi, istilah online memiliki arti lain yang lebih
spesifik. Suatu alat diasosiasikan dalam sebuah sistem yang lebih besar
dikatakan online bila berada dalam kontrol langsung dari sistem
tersebut. Dalam arti jika ia tersedia saat akan digunakan oleh sistem
(on-demand), tanpa membutuhkan intervensi manusia, namun tidak
bisa beroperasi secara mandiri di luar dari sistem tersebut.
4. Dengan Internet kita dapat menerima dan mengakses informasi dalam
berbagai format dari seluruh penjuru dunia. Kehadiran internet juga
dapat memberikan kemudahan dalam dunia pendidikan, hal ini terlihat
dengan begitu banyaknya situs web yang menyediakan media
pembelajaran yang semakin interaktif serta mudah untuk dipelajari”.
2.5Waktu Respon Sistem
34
1. 0,1 detik adalah tentang batas untuk pengguna merasakan cepatnya suatu proses dari suatu sistem. Artinya tidak ada timbal balik dari sistem melainkan hanya menampilkan hasil.
2. 1,0 detik adalah tentang batas untuk aliran berpikir pengguna untuk tetap tidak terganggu, meskipun pengguna akan melihat penundaan. Biasanya, tidak ada timbal balik khusus diperlukan selama penundaan lebih dari 0,1 tetapi kurang dari 1,0 detik, pengguna tidak kehilangan perasaan yang beroperasi secara langsung pada data.
3. 10 detik adalah tentang batas untuk menjaga perhatian pengguna terfokus pada dialog. Untuk penundaan lagi, pengguna akan ingin untuk melakukan tugas lain sementara menunggu komputer untuk menyelesaikan, sehingga mereka harus diberi timbal balik yang menunjukkan saat komputer mengharapkan untuk dilakukan. Timbal balik selama penundaan itu sangat penting jika waktu respon mungkin akan sangat bervariasi, karena pengguna akan tidak tahu apa yang diharapkan.
35
kebutuhan untuk perubahan antarmuka pengguna, seperti animasi, untuk diberi batas waktu sesuai dengan jam real-time.
2.6Pengertian Mikrokontroler
Mikrokontroler disebut juga MCU (Microcontroller Unit) adalah salah satu komponen elektronik atau IC (Integrated Circuit) yang memiliki beberapa sifat seperti computer yaitu CPU (Central Processing Unit) atau unit pemrosesan terpusat, kode memori, data memori, I/O (port untuk input dan output), bentuknya yang kecil dan harganya murah sehingga dapat dicangkokkan (embedded) di dalam berbagai peralatan rumah tangga, kantor, industry atau robot.
Mikrokontroler dapat deprogram melalui program software yang dapat menulis, membaca dan dihapus isi dari mikrokontroler tersebut. Mikrokontroler sering digunakan dalam beberapa peralatan otomatis seperti pengontrol mesin di mobil, pengontrol jarak jauh, mesin cuci otomatis, pengkondisian udara (AC) dan peralatan perkantoran. Keuntungan dari penggunaan mikrokontroler yaitu memperkecil ukuran peralatan, mengurangi biaya dan konsumsi listrik (Riza, 2008:5).
2.6.1 Mikrokontroler Arduino
36
sangat menarik. Arduino merupakan chip berwarna hitam yang mempunyai 28 kaki yang disebut ATmega168. Agar mikrokontroler Arduino dapat berkerja dengan baik dan dapat berkomunikasi dengan komputer, seluruh komponen – komponen yang dibutuhkan harus diletakkan pada tempatnya.
[image:54.595.105.526.159.547.2]Arduino memiliki banyak sekali versi.Salah satu yang paling simple adalah Arduino Uno yang mudah untuk dipakai. (Arduino:2010). Berikut adalah contoh gambar mikrokontroler Arduino Uno:
Gambar 2.9. Mikrokontroler Arduino Uno Penjelasan dari gambar 2.9. adalah sebagai berikut :
a) 14 Pin Digital Input/Output (pin 0-13)
14 pin tersebut dapat difungsikan sebagai input atau output yang dapat dispesifikasikan di dalam program.
b) 6 Pin Analog Input (pin 0-5)
37
c) 6 Pin Analog Output (pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11)
Enam pin ini sebenarnya adalah pin digital yang dapat diprogram ulang sehingga dapat mengubah mode pin yang dapat mengelurkan data analog. (Banzi : 2009)
2.7Sensor Radiasi (Ludlum Model 44-2 Gamma Scintillator)
Detektor model 44-2 sodium iodide (Nal) sintilator gamma merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi level rendah dari radiasi gamma dengan rentang dari 60 keV – 1,25 MeV. Isi dari sensor ini adalah pasangan Kristal Nal dengan ketebalan 2,54 cm yang disimpan dalam tabung photomultiplier dan dilapisi alumunium dengan ketebalan 0.062 inchi. Detektor ini sensitive terhadap unsur radioaktif yaitu Cessium 137.
Detektor ini memerlukan tegangan sekitar 500-1200 volt untuk beroperasi. Sensor ini sensitif pada radiasi sampai sekitar 10mV atau lebih. Penggunaan detector ini biasa diaplikasikan untuk monitoring radiasi, deteksi tingkat radiasi rendah dan untuk analisa spektrum.
Spesifikasi:
- Sintillator: 1” (2,54 cm) diameter x 1” (2,54 cm)
- Sensitivitas: 175 cpm (count per minute) per µR/hour (Cessium 137 gamma)
38
- Voltase: 500-1200 volt
- Temperatur: 5°F (-15°C) to 122°F (50°C)
- Ukuran dimensi: 2” (5,1 cm) diameter x 7,3” (18,5 cm) L
- Berat: 0,5 Kg
2.8Sensor Cuaca (Angin, Suhu dan Kelembaban Udara)
Pada sensor cuaca, peneliti menggunakan sensor angin yang terdiri dari sensor kecepatan dan arah angin serta curah hujan. Lalu, sensor suhu dan kelembaban udara. Berikut penjelasan dari sensor-sensor tersebut. 2.8.1 Weather Sensor Assembly p/n 80422
39
Gambar 2.10. Weather Sensor Assembly A. Sensor Arah Angin (Wind Vane)
40
Gambar 2.11. Rangkaian dan Tabel Resistansi Sensor Arah Angin
41
Gambar 2.12. Rangkaian Voltage Divider
B. Sensor Kecepatan Angin (Anemometer)
Anemometer merupakan sen MPH (2.4km/h) causes the switch to close sor untuk mengukur kecepatan angina yaitu dengan mendeteksi sebuah kontak yang terjadi karena pergerakan magnet yang melewati reed switch. Jika terjadi suatu kontak (rangkaian reed switch tertutup) per detiknya maka sensor mendeteksi adanya kecepatan angin sebesar 1,492 MPJ (2,4km/j).
C. Sensor Curah Hujan (Rain Gauge)
42
menghasilkan data digital (HIGH/LOW) yang akan dihitung oleh mikrokontroller dengan fungsi interrupt. Sensor ini terhubung dengan 2 kabel yang tertancap pada kabel RJ 11.
2.8.2 Sensor Suhu dan Kelembaban Udara (DHT21)
Sensor DHT 21 ini digunakan untuk mendeteksi kelembaban dan suhu udara dengan mengumpulkan data sinyal digital dan menghasilkan keluaran berupan sinyal data yang telah terkalibrasi, sehingga data yang dihasilkan realibel dan stabil. Sensor ini bisa dihubungkan dengan single chip computer 8 bit sebagai pengontrolnya.
Sensor model ini mempunyai data temperature yang telah terkalibrasi dengan akurat pada ruang kalibrasi dan koefisien untuk pengkalibrasian telah tersimpan pada memori OTP pada sensor. Ketika sensor mendeteksi keadaan suhu dan kelembaban, maka data yang terdeteksi akan dicocokkan sesuai nilai koefisien kalibrasi yang terdapat pada memori.
Sensor DHT21 ini mempunyai kelebihan seperti ukurannya yang kecil (22*28*5mm), konsumsi listrik yang kecil serta jarak transmisi yang jauh (20 m), sehingga membuat sensor ini cocok dan mudah untuk diaplikasikan.
43
Fitur dan Aplikasi:
- Full range temperature compensated - Pengukuran suhu dan kelembaban udara - Sinyal digital terkalibrasi
- Stabil untuk penggunaan jangka panjang - Tidak membutuhkan komponen ekstra - Jarak transminsi cukup jauh (20 meter)
- Dilengkapi empat pin untuk koneksi sensor ke mikrokontroler.
Berikut dibawah ini adalah gambar dari sensor DHT21.
44
2.9 Sensor Gas CO (Karbon Monoksida) TGS2442
TGS 2442 terdiri dari beberapa lapisan struktur sensor. Lapisan kaca untuk insulasi panas dicetak atau berada antara pemanas ruthenium oksida (RuO2) dan sebuah substrat alumina. Sepasang elektroda Au untuk pemanas (heater) terbentuk pada insulator thermal. Lapisan untuk mendeteksi (sensing) gas, terdiri dari lapisan tipis SnO2. Lapisan tersebut dicetak pada lapisan insulasi elektrik dimana lapisan tersebut yang menyelubungi heater. Sepasang elektroda Au berfungsi untuk pengukuran resistansi dari sensor, elektroda tersebut terdapat pada insulator elektrik. Arang aktif terisi diantara selubung internal (paling dalam) dan selubung terluar yang bertujuan untuk mengurangi pengaruh dari gas yang menggangu (noise gases).
Gambar 2.14. Sensor TGS2442
45
perubahan didalam konduktivitas menjadi sebuah sinyal output dimana output tersebut berkorenpondensi dengan konsentrasi gas. Berikut dibawah ini adalah gambar dimensi dan struktur dari sensor.
Gambar 2.15. Rangkaian TGS2442
2.10 Sensor Gas CO2 (Karbon Dioksida) TGS4161
46
Gambar 2.16. Sensor TGS4161
47
Gambar 2.17. Rangkaian TGS4161
2.11 Ethernet Shield
48
[image:66.595.105.526.160.550.2]dimana kode tersebut untuk koneksi ke jaringan internet menggunakan Ethernet shield ini.
Gambar 2.18. Ethernet Shield
Cara menggunakan Ethernet shield ke Arduino yaitu dengan menancapkan shield tersebut ke pin-pin yang ada pada board Arduino, dengan begitu maka bisa menggunakan shield yang lain bila tersedia.
Arduino menggunakan pin digital 10, 11, 12, 13 (SPI) untuk komunikasi dengan chip W5100 yang tertanam pada Ethernet shield. Pin-pin tersebut tidak bisa digunakan lagi untuk input output yang lain.
Pada shield ini tersedia jack RJ45 untuk Ethernet, tombol resel untuk reset baik dari W5100 ataupun board Arduino.
Pada shield ini terdapat beberapa LED untuk:
PWR: untuk indikasi bahwa shield telah mendapat daya listrik. LINK: menandakan adanya proses pengiriman dan penerimaan data. FULLD:menandakan bahwa koneksi jaringan dalam keadaan full
49
100M: menandakan adanya jaringan yang mempunyai kecepatan 100 Mb/s.
RX: LED ini menyala ketika ada data yang masuk.
TX: LED ini menyala ketika ada data yang terkirim keluar. COLL: LED ini menyala ketika terjadinya bentrok jaringan.
Jumper solder yang bertanda “INT” bisa dikoneksikan untuk Arduino agar bisa menerima notifikasi dari W5100, tetapi ini tidak tersedia dalam Ethernet library. Jumper tersebut mengkoneksikan pin INT pada w5100 ke pin digital nomor 2 pada Arduino.
2.12 Bahasa Pemrograman
2.12.1 C Programming Language
C adalah bahasa pemrograman yang dikembangkan oleh Dennis Ritchie pada tahun 1970 untuk pemakaian pada sistem operasi UNIX.Hingga sekarang, bahasa ini telah dipergunakan secara praktis pada hampir semua sistem operasi.Bahasa C merupakan bahasa yang paling populer untuk menulis sistem softwaredan aplikasi serta dalam pelajaran Komputer Sains.
50
dibaca dan ditulis, terutama untuk program yang panjang. Kedua, kode assembly biasanya hanya bisa diterapkan pada arsitektur computer tertentu saja, sedangkan program C dapat dipindahkan ke berbagai arsitektur dimana compiler dan library-nya tersedia.
Efisiensi dari kode C sangatlah bergantung pada kemampuan dari compiler untuk mengoptimisasi bahasa mesin yang dihasilkan, dimana hal ini berada diluar kendali programmer. Demikian juga keunggulan dan kelemahan antara C dengan bahasa high-level lainnya dimana efisiensi yang dihasilkan oleh kode C dapat lebih terkontrol hingga konsekuensinya adalah lebih sulit dibaca dan ditulis.Tapi perlu dicatat bahwa C adalah bahasa tingkat tinggi yang portabel, karena sampai saat ini hampir semua arsitektur komputer menyediakan compiler C dan library-nya.
Fasilitas dari C yang perlu menjadi perhatian programmer adalah kemampuannya dalam mengatur isi memori komputer. C Standar tidak menyediakan fasilitas array bounds checking yang dengan mudah akan menyebabkan bug dalam kaitannya dengan operasi memori, seperti buffer overflows, serta computer insecurity. Beberapa fasilitas bahasa pemrograman C antara lain:
51
2. Terfokus pada paradigma pemrograman procedural, dengan fasilitas pemrograman yang terstruktur.
3. Memiliki bahasa preprocessor.
4. Memiliki performance(1) untuk semua operator.
5. Akses secara low-level pada memori komputer melalui pointer. 6. Parameter selalu dilewatkan ke function secara by value, bukan by
reference. (Sumber : Hendra,S.T :2004 )
Pada penelitian ini, bahasa pemrograman C digunakan untuk memprogram Mikrokontroler Arduino.
2.12.2 PHP
PHP merupakan hasil kerja seorang bernama Rasmus Lerdorf pada 1995.Namun pada perkembangannya, PHP tidak hanya merupakan proyek pribadi Rasmus.PHP ditulis ulang dengan banyak menambahkan fungsi-fungsi baru yang dilakukan oleh Zeev Suraski dan Andi Gutmants (disingkat Zend) hingga kemudian lahir PHP 3 pada 1998 (Astamal, 2006).
PHP adalah bahasa server-side scripting yang didesain khusus untuk web. Pada halaman HTML dapat ditempelkan (embed) kode PHP.Kode PHP dieksekusi di sisi server bukan di komputer klien dan hasil yang ditampilkan adalah kode HTML (Astamal, 2006).
52
disertakan pada dokumen HTML biasa. Pembuatan webini merupakan kombinasi antara PHP sebagai bahasa pemrograman dan HTML sebagai pembangun halaman web. PHP dikenal sebagai bahasa scripting yangmenyatu dengan tag HTML, dieksekusi di server dan digunakan untuk membuat halaman web yang dinamis. PHP merupakan software yang Open Source dan mampu dijalankan lintas platform.
PHP mampu berjalan di Windows NT dan beberapa versi UNIX, dan PHP dapat dibangun sebagai modul pada webserver 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 kekode HTML sebelum diterjemahkan browser untuk ditampilkan di layar
klien.Aturan penulisan script PHP adalah : 1. Semua script PHP harus diapit oleh tanda:
53
<script language='php'>dan </script> , atau <? dan ?> , atau
<% dan %>
2. Tanda yang resmi dan paling banyak digunakan adalah yang pertama, yaitu <?php dan ?>
3. Pada setiap akhir perintah, diakhiri dengan tanda titik koma ( ; ) (Yuliano: 2003).
Berikut ini contoh sederhana pemakaian bahasa PHP dalam halaman web:
<html> <head>
<title>Example</title> </head>
<body>
<? Echo "Hello World!"; ?> </body>
</html>
54
2.12.3 MySQL
Pengertian MySQL menurut MySQL manual adalah sebuah open source software database SQL (Search Query Language) yang menangani sistem manajemen database dan sistem manajemen database relational. MySQLdidistribusikan 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 MyAdmin.
Dalam penelitian ini penulis menggunakan database MySQL yang akan digunakan untuk menyimpan data dari mikrokontroler.
2.13 Metode Penelitian
55
2.14 Teknik Pengumpulan Data
Sebelum melakukan penelitian, penulis melakukan pengumpulan data untuk kebutuhan penelitan ini. Teknik yang dipakai ada tiga, yaitu: Observasi/Studi Lapangan, Wawancara dan Studi Pustaka.
2.14.1 Observasi/Studi Lapangan
Penulis melakukan pengamatan atau observasi langsung pada kawasan BATAN PUSPIPTEK, yaitu tepatnya pada bidang PRFN (Pusat Rekayasa Fasilitas Nuklir). Penulis mengamati dan mencari informasi bagaimana pihak PRFN melakukan deteksi dan monitoring terhadap fasilitas nuklir, sensor atau komponen apa saja yang akan digunakan, apa standar yang dipakai untuk melakukan deteksi tersebut serta data atau info apa yang akan dihasilkan dari proses deteksi dan monitoring yang akan dilakukan.
56
2.14.2 Wawancara
Penulis melakukan wawancara secara langsung dengan pihak terkait yang ada di kantor PRFN BATAN yaitu Bapak Dr. I Putu Susila selaku peneliti di bidang Instrumensi PRFN BATAN. Wawancara yang dilakukan mengenai perlunya dibuat suatu alat atau perangkat yang mampu mendeteksi dan memonitoring tingkat radiasi serta kualitas udara pada fasilitas nuklir yang ada di kawasan BATAN PUSPIPTEK.
2.14.3 Studi Pustaka
Pada tahapan pengumpulan data dengan cara studi pustaka, penulis mencari referensi-referensi yang relevan dengan objek yang akan diteliti. Pencarian referensi dilakukan di perpustakaan, toko buku, maupun secara online melalui internet. Setelah mendapatkan referensi-referensi yang relevan tersebut, penulis lalu mencari berbagai informasi yang dibutuhkan dalam penelitian ini. Adapun informasi yang didapat digunakan dalam penyusunan landasan teori, metodologi penelitian serta pengembangan aplikasi secara langsung. Referensi yang dijadikan acuan dapat dilihat di Daftar Pustaka dan informasi dari website.
2.15 Metode Pengembangan Sistem
57
dan pelanggan dapat saling berinteraksi selama proses pembuatan sistem. Sering terjadi seorang pelanggan hanya mendefiinisikan secara umum apa yang dikehendakinga tanpa menyebutkan secara detail output apa saja yang dibutuhkan, pemrosesan dan data-data apa saja yang dibutuhkan. Sebaliknya disisi pengembang kurang memperhatikan efesiensi algoritma, kemampuan sistem operasi dan interface yang menghubungkan manusia dan computer. Untuk mengatasi ketidaksesuaian antara pelanggan dan pengembang, maka harus dibutuhkan kerjasama yang baik diantara keduanya sehingga pengembang akan mengetahui dengan benar apa yang diinginkan pelanggan dengan tidak mengesampingkan segi-segi teknis dan pelanggan akan mengetahui proses-proses dalam menyelesaikan sistem yang diinginkan. Dengan demikian akan menghasilkan sistem yang sesuai dengan jadwal waktu penyelesaian yang telah ditentukan.
Berikut tahapan yang digunakan dalam metode prototyping (Roger S.Pressman, 2001:30):
1. Pengumpulan Kebutuhan
Pelanggan dan pengembang bersama-sama mendefinisikan format seluruh perangkat lunak, mengidentifikasikan semua kebutuhan dan garis sistem yang dibuat.
58
Membabung desain dengan membuat perancangan sementara yang berfokus pada penyajian kepada pelanggan (misalnya dengan membuat input dan format output).
3. Evaluasi prototipe
Evaluasi ini dilakukan oleh pelanggan apakan desain yang sudah dibangun sudah sesuai dengan keinginan pelanggan. Jika sudah sesuai maka langkah 4 akan diambil. Jika tidak desain direvisi dengan mengulang langkah 1, 2 dan 3.
4. Mengkodekan sistem
Dalam tahap ini desain yang sudah disepakati diterjamahkan ke dalam bahasa pemrograman yang sesuai.
5. Menguji sistem
Setelah sistem sudah menjadi suati perangkat yang siap pakai, maka harus dites dahulu sebelum digunakan. Pengujian ini dilakukan dengan White Box, Black Box, Basis Path, dan pengujian arsitektur.
6. Evaluasi sistem
Pelanggan mengevaluasi apakah sistem yang sudah jadi sudah sesuai dengan yang diharapkan. Jika ya, langkah 7 dilakukan; jika tidak, ulangi langkah 4 dan 5.
59
Perangkat yang telah diuji dan diterima pelanggan siap untuk dipergunakan.
2.16 Studi Sejenis
[image:77.595.107.521.159.740.2]Penelitian mengenai monitoring lingkungan fasilitas nuklir di BATAN sebelumnya pernah dilakukan. Namun ddengan mikrokontroler dan cara penginformasian yang berbeda. Seperti yang terlihat pada dua penilitian berikut ini:
Tabel 2.1. Studi Sejenis
NO JUDUL TAHUN KELEBIHAN KEKURANGAN
1. Rancangan Perangkat Lunak Monitoring Radioaktivitas Lingkungan Instalasi Nuklir
2011 a. Menggunaka n
mikrokontrol er
AT8958253 sehingga menjadi lebih sederhana dan tidak perlu IC (Integreted Circuit) pendukung yang banyak. b. Menggunaka
n modem untuk
mengirim data dari alat monitoring ke basis data.
a. Penilitian ini hanya
memonitoring radioaktivitas pada fasilitas nuklir,
sedangkan kualitas udara serta kondisi cuaca seperti
arah dan
kecepatan angin tidak
60
b. Informasi monitoring radioaktivitas ini tidak diteruskan ke lingkungan masyarakat sekitar fasilitas nuklir (misal, melalui
website). Sedangkan menurut UU Keterbukaan Informasi Publik, masyarakat berhak mendapatkan informasi dari suatu Badan Pemerintahan dalam hal ini BATAN.
2. Pemantauan Paparan Radiasi Lingkungan Terpadu Dengan Komunikasi GSM/GPRS
2013 a. Alat
menggunaka n arduino sehingga mudah dalam membangun programnya. b. Dilengkapi
sensor arah dan
kecepatan angin. c.
Memanfaatk an SMS untuk
mengirim data ke basis
a. Alat ini tidak memonitoring kualitas udara. b. Pengiriman
informasi
melalui SMS terbatas pada nomor tertentu. c. Penelitian ini
61
data perangkat lunak
kawasan nuklir BATAN.
62
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1Metode Penelitian
Sebelum melakukan penelitian, peneliti melakukan proses pengumpulan data yaita dengan teknik observasi dan wawancara pada pihak PRFN BATAN Serpong. Setelah mengumpulkan data yang diperlukan untuk proses penelitian, maka peneliti mulai melakukan penelitian dengan menggunkan metode prototipe. Metode ini dimulai dengan pengumpulan persyaratan. Peneliti dan pihak dari PRFN BATAN berkerjasama untuk menentukan tujuan keseluruhan dari prototipe alat yang dibuat, mengidentifikasi persyaratan apapun yang diketahui dan area garis besar dimana definisi lebih lanjut itu diharuskan. Desain berfokus pada representasi dari aspek-aspek perangkat lunak yang akan dilihat oleh pengguna (misalnya, pendekatan input dan format output). (Pressman,2001:30).
3.2Teknik Pengumpulan Data
63
3.2.1 Obeservasi/Studi Lapangan
Penulis melakukan pengamatan atau observasi langsung pada kawasan BATAN PUSPIPTEK, yaitu tepatnya pada bidang PRFN (Pusat Rekayasa Fasilitas Nuklir). Penulis mengamati dan mencari informasi bagaimana pihak PRFN melakukan deteksi dan monitoring terhadap fasilitas nuklir, sensor atau komponen apa saja yang akan digunakan, apa standar yang dipakai untuk melakukan deteksi tersebut serta data atau info apa yang akan dihasilkan dari proses deteksi dan monitoring yang akan dilakukan.
Hal tersebut sangat dibutuhkan agar penulis dapat melakukan analisis untuk membuat alat atau perangkat yang dapat mendeteksi dan memonitoring tingkat radiasi serta kualitas udara pada fasilitas nuklir BATAN PUSPIPTEK yang sesuai standar yang dipakai pihak BATAN Adapun pelaksanaan observasi dilakukan pada tanggal 25 Agustus di Kantor PRFN BATAN PUSPIPTEK.
3.2.2 Wawancara
64
serta kualitas udara pada fasilitas nuklir yang ada di kawasan BATAN PUSPIPTEK.
3.2.3 Studi Pustaka
Pada tahapan pengumpulan data dengan cara studi pustaka, penulis mencari referensi-referensi yang relevan dengan objek yang akan diteliti. Pencarian referensi dilakukan di perpustakaan, toko buku, maupun secara online melalui internet. Setelah mendapatkan referensi-referensi yang relevan tersebut, penulis lalu mencari berbagai informasi yang dibutuhkan dalam penelitian ini. Adapun informasi yang didapat digunakan dalam penyusunan landasan teori, metodologi penelitian serta pengembangan aplikasi secara langsung. Referensi yang dijadikan acuan dapat dilihat di Daftar Pustaka dan informasi dari website.
3.3Metode Pembuatan Sistem/Alat
Berikut ini penulis akan membahas dengan lebih jelas mengenai metode prototyping yang akan digunakan dalam proses membuat alat pendeteksi dan monitoring tingkat radiasi dan kualitas udara ini.
3.3.1 Metode Prototyping
65
pelanggan dapat saling berinteraksi selama proses pembuatan system. Sering terjadi seorang pelanggan hanya mendefiinisikan secara umum apa yang dikehendakinga tanpa menyebutkan secara detail output apa saja yang dibutuhkan, pemrosesan dan data-data apa saja yang dibutuhkan. Sebaliknya disisi pengembang kurang memperhatikan efesiensi al
