SKRIPSI
SISTEM PENDETEKSI KEBOCORAN GAS DAN KUALITAS UDARA DI LABORATORIUM PENDIDIKAN KIMIA UIN SYARIF
HIDAYATULLAH JAKARTA
OLEH
Amrico Zulni
111009100032
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
i
SISTEM PENDETEKSI KEBOCORAN GAS DAN KUALITAS UDARA DI LABORATORIUM PENDIDIKAN KIMIA UIN SYARIF
HIDAYATULLAH JAKARTA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer (S.Kom)
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh : AMRICO ZULNI
1110091000032
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
iv
HALAMAN 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 ATAUPUN LEMBAGA MANAPUN.
Jakarta, Maret 2015
v ABSTRAK
AMRICO ZULNI (1110091000032). Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kualitas Udara di Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta dibimbing oleh Nenny Anggraini, M.T. dan Feri Fahrianto M.Sc.
Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta merupakan salah satu laboratorium di Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan yang berfungsi sebagai sarana kegiatan praktikum mahasiswa jurusan kimia. Dalam kegiatan praktikum kimia terdapat zat-zat kimia yang apabila menguap dan terhirup melampaui batas akan bersifat berbahaya bagi kesehatan dan dapat menimbulkan kebakaran . Zat yang berbahaya bagi kesehatan adalah zat amoniak dan yang dapat menimbulkan kebakaran adalah LPG (Liquefied Petroleum Gas).Untuk mendeteksi gas melalui ambang batas dapat digunakan sensor kualitas udara yaitu MQ-135 dan MQ-2. Penggunaan arduino sebagai mikrokontroler untuk pemrosesan data sensor yang diubah menjadi infromasi PPM (Part Per Millon), data di upload ke server melalui GPRS Shiled setiap 30 detik sekali sehingga pengguna laboratorium dapat mengetahui kualitas udara di laboratorium secara real-time sebelum mereka memasuki ruangan laboratorium. Pada saat sistem mendeteksi kebocoran melebihi ambang batas maka sistem akan memberikan peringatan berupa alarm, melakukan panggilan telephone ke penanggung jawab laboratorium dan mengaktifkan blower (penghisap udara) konsep komputasi ini dikenal dengan Internet Of Things.
vi
KATA PENGANTAR
Syukur tiada henti penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan nikmat, rahmat dan hidayah-Nya kepad penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kualitas Udara di Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Jakarta”. Skripsi ini penulis ajukan sebagai syarat kelulusan dalam menempuh pendidikan Strata-1 (S1) di Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.
Penulis menyadari, penelitian dan penulisan skripsi ini tidak akan berjalan baik dan lancer tanpa bantuan dari segenap pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis ucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. DR. Dede Rosyada, MA selaku Rektor UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
2. Dr. Agus Salim, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
3. Arini, M.T. selaku Ketua Prodi Teknik Informatika, Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
4. Feri Fahrianto, M.Sc. selaku Sekretaris Prodi Teknik Informatika, Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
5. Nenny Anggraini, M.T, selaku pembimbing I penulisan skripsi. 6. Feri Fahrianto, M.Sc.,selaku pembimbing II penulisan skripsi.
7. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Informatika yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu.
8. Iwan Setiawan S.Pd selaku penanggung jawab Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Jakarta
9. Seluruh Civitas Akademik Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Jakarta, Ricky Gunawan dan teman-teman selama penelitian.
vii
11.Keluarga besar rokusoft yang memberikan support dan bantuan selama pembuatan skripsi.
12.Seluruh teman-teman Teknik Informatika angkatan 2010.
Penulis menyadari bahwa penelitian dalam skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penuli berharap skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi semua pihak yang terkait.
Jakarta, Maret 2015
viii DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERNYATAAN... iv
ABSTRAK ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xvii
BAB I ... 1
PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 5
1.3 Batasan Masalah ... 5
1.4 Tujuan Penelitian ... 6
1.5 Manfaat Penulisan ... 7
1.6 Metodologi Penelitian ... 8
ix
BAB II ... 10
LANDASAN TEORI ... 10
2.1 Sistem ... 10
2.2 Mikrokontroler Arduino ... 10
2.3 Modul General Packet Radio Service (GPRS) Quadband Shield... 12
2.4 Amoniak ... 15
2.5 LPG (Liquefied Petroleum Gas) ... 16
2.7 Sensor Gas Amoniak ... 18
2.8 Sensor Gas LPG ... 21
2.9 Konsep Pengembangan Sistem ... 23
2.10 Konsep RAD (Rapid Application Development) ... 24
2.10.1 Requirement Planning Phase... 26
2.10.2 Design Phase ... 27
2.11 Unified Modelling Language (UML) ... 27
2.11.1 Pengertian UML ... 27
2.11.2 Diagram UML ... 28
2.12 Konsep Database ... 29
2.12.1 Defenisi Basis Data (Database) ... 29
2.13 Bahasa Pemrograman ... 32
x
2.13.2 MySQL ... 34
2.13.3 Java Programming Languange ... 34
2.14 Studi Literatur Sejenis ... 35
BAB III... 36
METODOLOGI PENELITIAN ... 36
3.1 Pengumpulan Data... 36
3.1.1 Observasi / Studi Lapangan ... 36
3.1.2 Wawancara ... 37
3.1.3 Kuesioner ... 37
3.1.4 Studi Pustaka dan Literatur... 37
3.3 Metode Pengembangan Sistem ... 38
3.4 Rapid Application Development (RAD) ... 39
3.4.1 Requirement Planning Phase ... 39
3.4.2 User Design Phase ... 40
3.4.4 Construction Phase ... 42
3.4.5 Cutover ... 43
3.5 Kerangkan Pemikiran (Logical Frame Work) Penelitian ... 44
BAB IV ... 46
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 46
xi
4.1.1 Analisis Permasalahan ... 46
4.1.2 Project Scope (Lingkup Proyek) ... 53
4.2 Design Phase ... 54
4.2.1 Identifikasi Actor dan Use Case ... 54
4.2.2 Use Case Diagram ... 56
4.2.3 Deskripsi Use Case Tingkat Perancangan ... 58
4.2.4 Activity Diagram ... 62
4.2.5 Sequence Diagram ... 67
4.2.6 Class Diagram ... 70
4.2.7 Rancangan Sistem Basis Data ... 71
4.2.8 Blok Diagram dari Perangkat Keras yang digunakan ... 73
4.2.9 Rancangan Interface... 74
4.3 Construction (konstruksi) ... 76
4.3.1 Persiapan Hardware dan Software Sistem ... 76
4.3.2 Persiapan Hardware dan Software User ... 82
4.3.3 Penyiapan Rencana Implementasi Jaringan ... 83
4.3.4 Pengujian Mandiri (Testing) ... 84
4.4 Cutover ... 85
4.6 Hasil Laporan ... 87
xii
PENUTUP ... 94
5.1 Kesimpulan ... 94
5.2 Saran ... 95
DAFTAR PUSTAKA ... 96
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 – Data Kelembaban ... xvii
Lampiran 2 – Wawancara ... xviii
Lampiran 3 – Kode Program Arduino ... xix
Lampiran 4 – Surat Sk Bimbingan Skripsi... xxxii
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 - Mikrokontroler Arduino Uno ... 11
Gambar 2.2 - Modul GPRS Quadband Shield ... 14
Gambar 2.3 - Susuan Dasar Sensor Gas ... 17
Gambar 2.4 - Cara Kerja Sensor Gas ... 18
Gambar 2.5 - Rangkaian Penyusun Sensor Mq-135 ... 19
Gambar 2.6 - Rangkaian Penyusun Sensor Mq-2... 22
Gambar 2.7 - Tabel Spesifikasi Sensor Mq-135 ... 22
Gambar 2.8 - Strategi Rapid Application Development ... 25
Gambar 2.9 - Jenjang Data ... 30
Gambar 3.1 - Kerangka Pemikiran Penelitian ... 46
Gambar 4.1 - Rich Picture Analisis Sistem Yang Berjalan Skema 1 ... 48
Gambar 4.2 - Rich Picture Analisis Sistem Yang Berjalan Skema 2 ... 49
Gambar 4.3 - Sistem Yang Diusulkan ... 50
Gambar 4.4 - Use Case Sistem ... 58
Gambar 4.5 - Activity Diagram Input Kode Program ... 64
xv
Gambar 4.7 - Activity Diagram Notifikasi Panggilan Telephone ... 66
Gambar 4.8 - Activity Diagram Dari Use Case Dengar Alarm ... 67
Gambar 4.9 - Sequence Diagram Untuk Input Kode Program ... 68
Gambar 4.10 - Sequence Diagram Request Laporan Kualitas Udara... 69
Gambar 4.11 - Sequence Diagram Terima Notifikasi Telephone ... 70
Gambar 4.12 - Sequence Diagram Dengar Alarm ... 70
Gambar 4.13 - Class Diagram Sistem Yang Diusulkan ... 71
Gambar 4.14 - Blok Diagram Dari Perangkat Keras Yang Digunakan ... 74
Gambar 4.15 - Rancangan Halaman Depan Web ... 75
Gambar 4.16 - Rancangan Halaman Laporan ... 76
Gambar 4.17 - Pengaruh Kelembaban Terhadap Rs/Ro Sensor Mq-135 ... 78
Gambar 4.18 - Rangkaian Resistor (Rl) Didalam Rangkaian Mq-135 ... 79
Gambar 4.19 - Pengaruh Kelembaban Pada Nilai Rs/Ro Sensor Mq-2 ... 80
Gambar 4.20 - Rangkaian Resistor (Rl) Didalam Rangkaian Mq2 ... 81
Gambar 4.21 - Insert Sim Card Di Gprs Shield... 82
Gambar 4.22 - Spesifikasi Server Dan Database ... 83
xvi
Gambar 4.24 - Jaringan Komunikasi Mikrokontroler Dengan Handphone .. 84
Gambar 4.25 - Tampilan Halaman Utama Website ... 88
Gambar 4.26 - Tampilan Grafik Dan Tabel Dari Gas Amonia ... 89
Gambar 4.27 - Tampilan Grafik Dan Tabel Dari Gas LPG ... 90
Gambar 4.28 - Tampilan Menu Laporan ... 91
Gambar 4.29 - Tabel Kualitas Udara ... 92
Gambar 4.30 - Penjelasan Ambang Batas ... 93
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 AT Commands ... 12
Tabel 2.2 Ambang Batas Amoniak Menurut NIOSH ... 15
Tabel 2.3 Ambang Batas LPG Menurut NJSHealth ... 16
Tabel 2.4 Spesifikasi Sensor Mq-135 ... 20
Tabel 4.1 Cause and Effect (Analisis Sebab dan Akibat) ... 51
Tabel 4.2 Opportunities (Kesempatan) ... 52
Tabel 4.3 System Improvement Objectives ... 51
Tabel 4.4 Identifikasi Actor ... 55
Tabel 4.5 Identifikasi Use Case ... 56
Tabel 4.6 Spesifikasi Naratif untuk Use Case Input Kode Program ... 59
Tabel 4.7 Spesifikasi Naratif untuk Use Case Request Laporan ... 60
Tabel 4.8 Spesifikasi Naratif untuk Use Case Terima Panggilan Telephone .. 61
Tabel 4.9 Spesifikasi Naratif untuk Use Case Dengar Alarm ... 62
xviii
Tabel 4.11 tabel sensor_detail ... 72
Tabel 4.12 Pengujian Mandiri ... 84
1 BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah
2
gedung tersebut, hal yang menyebabkan gas dapat menyebar sampai keseluruh ruangan di gedung FITK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta tersebut dikarenakan belum adanya sistem pendeteksi kebocoran gas secara dini sehingga gas menyebar keseluruh ruangan.
Agar para pekerja laboratorium aman dalam melakukan pekerjaannya, maka mereka perlu menaati peraturan K3 (Keamanan Kesehatan dan Keselamat Kerja) laboratorium. Peraturan K3 laboratorium yaitu mencakup keamanan fasilitas laboratorium yaitu (Tresnaningsih, 2003) :
1. Desain laboratorium harus mempunyai sistem ventilasi yang memadai dengan sirkulasi udara yang adekuat (memenuhi standar).
2. Desain laboratorium harus mempunyai pemadam api yang tepat terhadap bahan kimia yang berbahaya yang dipakai.
3. Kesiapan menghindari panas sejauh mungkin dengan memakai alat pembakar gas yang terbuka untuk menghindari bahaya kebakaran.
4. Untuk menahan tumpahan larutan yang mudah terbakar dan melindungi tempat yang aman dari bahaya kebakaran dapat disediakan bendung-bendung talam.
5. Dua buah jalan keluar harus disediakan untuk keluar dari kebakaran dan terpisah sejauh mungkin.
6. Tempat penyimpanan di desain untuk mengurangi sekecil mungkin risiko oleh bahan-bahan berbahaya dalam jumlah besar.
3
Selain keamanan fasilitas laboratorium diatas, K3 laboratorium juga mengatur bagaimana pencegahan terhadap bahaya dari bahan-bahan kimia berbahaya, yaitu (Tresnaningsih, 2003):
1. ”Material safety data sheet” (MSDS) dari seluruh bahan kimia yang ada untuk diketahui oleh seluruh petugas laboratorium.
2. Menggunakan karet isap (rubber bulb) atau alat vakum untuk mencegah tertelannya bahan kimia dan terhirupnya aerosol.
3. Menggunakan alat pelindung diri (pelindung mata, sarung tangan, celemek, jas laboratorium) dengan benar.
4. Hindari penggunaan lensa kontak, karena dapat melekat antara mata dan lensa.
5. Menggunakan alat pelindung pernafasan dengan benar.
4
Untuk memperkuat latar belakang, penulis menyebarkan kuesioner kepada 30 responden mahasiswa semester 3A jurusan pendidikan kimia. Berikut hasil kuesionernya :
Berdasarkan hasil dari kuesioner, 17% dari 30 orang mahasiswa menyatakan pernah mendengar kebocoran gas di laboratorium kimia, kemudian 97% dari 30 orang mahasiswa menyatakan sangat memerlukan sistem pendeteksi dan pencegahan dini kebocoran gas tersebut. Oleh karena
Apakah Anda pernah mendengar atau mengalami kebocoran gas di Laboratorium kimia FITK ini ?
Pernah (5 Orang)
Tidak Pernah (25 Orang)
Apakah diperlukan suatu sistem pendeteksi dan sistem pencegahan dini kebocoran gas di laboratorium kimia FITK ?
5
itu penulis mengajukan judul penulisan skripsi tentang “Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kualitas Udara di Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta”
1.2 Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang dan membangun sistem pendeteksi dan pencegahan pertama kebocoran gas beracun pada laboratorium kimia dengan menggunakan sensor Amoniak MQ-135 dan sensor LPG MQ-2 berbasis mikrokontroler Arduino?
2. Bagaimana membangun sistem monitoring kualitas udara di laboratorium berbasis web?
1.3 Batasan Masalah
Agar pembahasan tidak menyimpang dan penelitian yang dihasilkan optimal, maka ditentukan batasan masalah sebagai berikut:
1. Sistem ini akan mendeteksi keberadaan gas beracun amoniak dan gas mudah terbakar LPG di Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Jakarta. 2. Sistem ini menggunakan sensor MQ-135 dan sensor MQ-2 serta
6
3. Sistem akan menampilkan kadar gas yang terdeteksi dalam ppm (part per million) serta menampilkan tingkat bahaya yang akan ditumbulkan.
4. Sistem akan memberikan peringatan 2 tahap yaitu alarm dan panggilan telephone bila kadar gas amoniak dan gas LPG yang terdeteksi telah berbahaya bagi kesehatan atau nyawa para pekerja laboratorium. 5. Jika gas sudah terdeteksi dengan ambang batas tertentu, sistem akan
menyalakan kipas sebagai alat penghisap gas dan dibuang melalui cerobong asap yang sudah tersedia di laboratorium.
1.4 Tujuan Penelitian
7 1.5 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Bagi User (pekerja di laboratorium pendidikan kimia)
1. Memberikan rasa aman ketika sedang bekerja di laboratorium kimia 2. Tingkat jaminan keselamatan bekerja di laboratorium lebih terjamin 3. Pekerja laboratorium bisa memantau kondisi kualitas udara di
Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Jakarta
b. Bagi Penulis
1. Lebih mengerti dan memahami pengimplementasian teknologi Embedded System.
2. Memberikan pemahaman yang menyeluruh mengenai sistem kerja Arduino serta sensor amonia MQ 135 dan sensor LPG MQ 2.
c. Bagi Universitas
1. Mengetahui kemampuan mahasiswa dalam menguasai materi pelajaran yang diperoleh selama masa perkuliahan.
2. Mengetahui kemampuan mahasiswa dalam menerapkan imunya dan sebagai bahan evaluasi.
8 1.6 Metodologi Penelitian
Dalam rangka penyusunan Tugas Akhir yang berjudul “Sistem Pendeteksi
Kebocoran Gas dan Kualitas Udara di Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Jakarta
Penulisan melakukan pengumpulan data dengan menggunakan metode: a. Metode Pengumpulan Data
1. Interview 2. Kuesioner
3. Studi Pustaka dan Literatur b. Metode Pengembangan Sistem
Untuk metode pengembangan sistem ini penulis menggunakan metode Rapid Application Development (RAD) dari James Martin, yang memiliki tahapan-tahapan sebagai berikut (Shelly, 2011). :
1. Requirement Planning Phase 2. User Design Phase
3. Construction Phase
9 1.7 Sistematika Penulisan
Dalam penelitian ini pembahasan terbagi dalam lima bab yang secara singkat akan diuraikan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini akan dibahas mengenai latar belakang penulisan skripsi, batasan masalah, tujuan dan manfaat serta sistematika penulisan yang merupakan gambaran menyeluruh dari penulisan skripsi ini.
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam bab ini akan dibahas mengenai berbagai teori yang mendasari analisis permasalahan dan berhubungan dengan topik yang dibahas.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini membahas mengenai metode penelitian yang akan digunakan dalam merancang dan membangun sistem.
BAB IV ANALISIS, PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
Pada bab ini membahas mengenai hasil dari analisis, perancangan, implementasi sesuai dengan metode yang dilakukan pada aplikasi yang dibuat. BAB V PENUTUP
10 BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Sistem
Sistem adalah suatu kesatuan utuh yang terdiri dari beberapa bagian yang saling berhubungan dan berinteraksi untuk mencapai tujuan tertentu (Wahyono, 2003). Sistem dilihat dari sudut pandang sistem informasi yang berorientasi objek adalah sekumpulan komponen yang mengimplementasikan model dan fungsionalitas yang dibutuhkan, komponen tersebut saling berinteraksi di dalam sistem guna mentransformasi input yang diberikan kepada sistem tersebut menjadi output yang berguna dan bernilai bagi actor-nya (Irwanto, 2006).
Salah satu konsep sistem adalah internet of things yang muncul ditahun 2005. internet of things suatu konsep koneksi benda-benda fisik ke internet dan saling terkoneksi satu sama lain seperti sensor yang tertanan (embedded sesor) via kabel atau wireless teknologi, menciptakan sebuah ekosistem
komputasi disegala tempat (Federal Trade Commission, 2015)
2.2 Mikrokontroler Arduino
11
untuk menulis code program yang ditanamkan di board tersebut. (Arduino,2015).
Arduino memiliki banyak sekali versi. Salah satu yang paling sederhana adalah Arduino Uno yang mudah untuk dipakai. (Arduino, 2015). Berikut adalah contoh gambar mikrokontroler Arduino Uno:
Gambar 2.1 Mikrokontroler Arduino Uno
Penjelasan dari gambar 2.1 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)
12
6 pin ini sebenarnya adalah pin digital yang dapat diprogram ulang sehingga dapat mengubah mode pin yang dapat mengeluarkan data analog. (Banzi : 2011)
Untuk sumber listrik yang digunakan Arduino dapat menggunakan adapator 9 volt atau menggunakan kabel USB (Universal Serial Bus) yang di hubungkan ke komputer. Untuk meminimalisasi biaya, dalam penelitian ini peneliti menggunakan Arduino Uno Rev.3.
2.3 Modul General Packet Radio Service (GPRS) Quadband Shield
GPRS Shield Menghubungkan arduino ke jaringan telephone seluler GSM / GPRS menggunakan kartu sim yang biasa digunakan di handphone. Alat ini dapat digunakan untuk melakukan panggilan telefon dan mengirim pesan teks ke nomer telefon dengan menggunakan perintah AT Command (Attention Command). ada 2 pilihan untuk berkomunikasi antara Arduino dengan UART atau Software Serial (Seedstudio, 2015).
Berikut adalah AT Command yang digunakan penulis untuk melakukan perintah dial phone dan komunikasi GPRS : (Sparkfun, 2015)
Tabel 2.1 AT Commands
AT Command Proses Output
14
Berikut adalah gambar 2.2.yang menunjukkan Modul GPRS Quadband Shield :
Gambar 2.2 Modul GPRS Quadband Shield
Spesifikasi dari modul ini adalah :
1. Quad-Band 850/900/1800/1900 MHz 2. GPRS multi-slot class 10/8
3. GPRS mobile station class B 4. Complian to GSM phase 2/2+ 5. Class 4 (2 W @850/900 MHz) 6. Class 1 (1 W @1800/1900MHz)
7. Control via AT commands (GSM 07.07 ,07.05 and SIMCOM enhanced AT Commands)
15
Dalam penelitian ini peneliti menggunakan modul ini untuk mengirimkan data dari sensor gas ke server menggunakan provider jaringan seluler 3 (Three).
2.4 Amoniak
Amoniak adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Biasanya senyawa ini
didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amoniak). Walaupun amoniak memiliki sumbangan penting bagi keberadaan nutrisi di bumi, amoniak sendiri adalah senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Pekerjaan Amerika Serikat memberikan batas 15 menit bagi kontak dengan amoniak dalam gas berkonsentrasi 35 ppm volum, atau 8 jam untuk 25 ppm volum. Kontak dengan gas amoniak berkonsentrasi tinggi diatas 9.900 ppm selama 1 jam dapat menyebabkan kerusakan paru-paru dan bahkan kematian (NIOSH, 1992).
Tabel 2.2 Ambang Batas Amoniak Menurut NIOSH
Kadar Maksimal Paparan Akibat
0-5 PPM - Iritasi ringan
5-25 PPM 8 Jam Iritasi Mata, Hidung dan Tenggorokan
>25 PPM 15 Menit Iritasi Mata, Hidung dan Tenggorokan Berat
16
Kematian (dicobakan ke
2.5 LPG (LiquefiedPetroleum Gas)
LPG merupakan bahan bakar berupa gas yang dicairkan (Liquefied Petroleum Gas) merupakan produk minyak bumi yang diperoleh dari proses distilasi bertekanan tinggi. Fraksi yang digunakan sebagai umpan dapat berasal dari beberapa sumber yaitu dari gas alam maupun gas hasil dari pengolahan minyak bumi (Light End). Komponen utama LPG terdiri dari Hidrokarbon ringan berupa Propana (C3H8) dan Butana (C4H10), serta sejumlah kecil Etana (C2H6,) dan Pentana (C5H12).
Gas Elpiji termasuk yang dapat cair pada tekanan dan suhu rendah. Namun jenis gas ini mempunyai sifat dan kelakuan yang sangat berbahaya karena mudah terbakar dan mudah meledak, tidak beracun tapi jika terhirup lebih dari 1.000 ppm atau 0.1% (100%=1.000.000 ppm) akan menyebabkan mengantuk, mimpi kemudian meninggal. (NJSHealth, 2010).
Tabel 2.3 Ambang Batas LPG Menurut NJSHealth
Kadar Maksimal Paparan Akibat
0-500 PPM - Iritasi ringan
500-1000 PPM 8 Jam Mudah Terbakar
17
Kepala, Lemas, Euphoria dan Kematian
2.6 Sensor gas
Sensor gas terdiri dari elemen sensor, dasar sensor dan tudung sensor. Elemen sensor terdiri dari bahan sensor dan bahan pemanas untuk memanaskan elemen. Elemen sensor menggunakan bahan-bahan seperti timah oksida SnO2, wolfram oksida WO3, dan lain-lain, tergantung pada gas yang
hendak dideteksi.
Gambar berikut menunjukkan susunan (struktur) dasar sensor gas.
Gambar 2.3 Susuan Dasar Sensor Gas
Bila suatu kristal oksida logam seperti SnO2 dipanaskan pada suhu tinggi
18
aliran elektron. Di dalam sensor, arus listrik mengalir melalui bagian-bagian penghubung (batas butir) kristal-kristal mikro SnO 2. Pada batas-batas antar butir, oksigen yang teradsorpsi membentuk penghalang potensial yang menghambat muatan bebas bergerak. Tahanan listrik sensor disebabkan oleh penghalang potensial ini.
Gambar 2.4 berikut menunjukkan model penghalang potensial antar butir kristal mikro SnO2 pada keadaan tanpa adanya gas yang dideteksi.
Gambar 2.4 Cara Kerja Sensor Gas
2.7 Sensor Gas Amoniak
MQ-135 adalah sebuah sensor yang diciptakan untuk mendeteksi kualitas dari udara yang bersifat semikonduktor. Bahan sensitif dari sensor gas ini adalah SnO2 (Timah Oksida) dimana memiliki konduktifitas yang rendah jika
berada di udara bersih, ketika target gas dideteksi konduktifitas akan menjadi tinggi seiring dengan meningkatnya konsentrasi gas yang dideteksi. Sensor gas ini sangat sensitive terhadap gas Amoniak, Sulfide, Benzen, Asap dan
Keterangan :
19
beberapa gas yang berbahaya lainnya ( www.futurlec.com/Datasheet/Sensor/MQ-135.pdf).
20
Tabel 2.4 Spesifikasi Sensor Mq-135
Hasil keluaran sensor mq-135 masih berupa value sensor belum menunjukkan nial PPM (Part Per Million) dari suatu gas, maka data diolah untuk diubah menjadi informasi PPM dengan rumus sebagai berikut :
21 Keterangan :
a = Scaling Factor
Rs = Resistance of sensor
Ro = Resistance Default of sensor
b = Exponent
dari rumus diatas nilai variable yang menentukan nilai ppm adalah nilai Rs, dimana :
Rs = RL x (1023-VRL)/VRL
RL = Adjusmten Resistor
VRL = Value analog input from sensor
2.8 Sensor Gas LPG
Sensor Mq-2 adalah sebuah sensor yang diciptakan untuk mendeteksi kebocoran gas dalam dunia industri cocok untuk mendeteksi LPG, i-butane, propane, methane, alcohol, hydrogen, smoke. Bahan sensitif dari sensor gas ini adalah SnO2 (Timah Oksida) dimana memiliki konduktifitas yang rendah
22
Gambar 2.6 Rangkaian penyusun sensor Mq-2
Gambar 2.7 Tabel Spesifikasi Sensor Mq-135
Hasil keluaran sensor mq-2 masih berupa value sensor belum menunjukkan nial PPM (Part Per Million) dari suatu gas, maka data diolah untuk diubah menjadi informasi PPM dengan rumus sebagai berikut :
PPM = a x (Rs/Ro)^b
Keterangan :
a = Scaling Factor
Rs = Resistance of sensor
Ro = Resistance Default of sensor
23
dari rumus diatas nilai variable yang menentukan nilai ppm adalah nilai Rs, dimana :
Rs = RL x (1023-VRL)/VRL
RL = Adjusmten Resistor
VRL = Value analog input from sensor
2.9 Konsep Pengembangan Sistem
Pengembangan sistem (system development) dapat berarti menyusun suatusistem baru untuk menggantikan sistem yang lama secara keseluruhan ataumemperbaiki sistem yang telah ada. Sistem yang lama perlu diperbaiki atau diganti disebabkan karena beberapa hal (Jogiyanto, 2005).
Pada umumnya proses pengembangan sistem sederhana di organisasi mengikuti pendekatan pemecahan masalah. Pendekatan tersebut biasanya terdiri dari beberapa langkah problem-solving yang umum yaitu (Whitten, 2007) :
1. Mengidentifikasi masalah.
2. Menganalisis dan memahami masalah. 3. Mengidentifikasi solusi yang diharapkan.
4. Mengidentifikasi solusi alternatif dan memilih tindakan yang terbaik.
5. Mendesain solusi yang dipilih.
24
7. Mengevaluasi hasilnya (jika masalah tidak terpecahkan, kembali ke langkah 1 atau 2 seperlunya).
2.10 Konsep RAD (Rapid Application Development)
RAD (Rapid Application Development) adalah suatu pendekatan desain sistem yang menggunakan teknik terstruktur, prototiping, dan JAD (Joint Application Development) untuk mengembangkan sistem secara cepat (Whitten, 2007:451).
RAD adalah sebuah strategi pengembangan sistem yang menekankan kecepatan pengembangan melalui keterlibatan pengguna yang ekstensif dalam konstruksi, cepat, berulang dan bertambah serangkaian prototype bekerja sebuah sistem yang pada akhirnya berkembang ke dalam sistem final (Whitten, 2007:451).
25
Gambar 2.8 Strategi Rapid Application Development (Shelly,2011)
Pada saat RAD diimplementasikan, maka para pemakai dapat menjadi bagian dari keseluruhan proses pengembangan sistem dengan bertindak sebagai pengambil keputusan pada setiap tahapan pengembangan. RAD bisa menghasilkan suatu sistem dengan cepat karena sistem yang dikembangkan dapat memenuhi keinginan dari para pemakai sehingga dapat mengurangi waktu untuk pengembangan ulang setelah tahapan implementasi (Whitten,2007)
26
Phase dan Cutover. (Shelly,2011) Adapun penjelasan alur dalam RAD yang akan digunakan dalam penelitian ini sebagai berkut.
2.10.1 Requirement Planning Phase
Fase pertama dalam pengembangan sistem ini adalah analisis permasalahan dan project scope (Shelly, 2011).
a. Analisis Permasalahan
Analisis permasalahan adalah mempelajari sistem yang ada atau sistem berjalan dengan pemahaman mendalam akan masalah-masalah pengembangan sistem.
b. Project Scope (Lingkup Proyek)
27 2.10.2 Design Phase
Fase desain merupakan fase dimana pengembang berinteraksi dengan user, membuat model dan prototype dari sistem (Shelly, 2011).
2.10.3 Construction Phase
Fase construction ini fokus terhadap pengembangan program dan aplikasi, user ikut juga terlibat didalam fase ini dan dapat memberikan masukan untuk mengubah atau menambah sesuai dengan hasil aplikasi yang ditampilkan atau dilaporkan (Shelly,2011).
2.10.4 Cutover
Cutover mirip dengan Implementation pada model SDLC. yaitu konversi data, pengujian final megubah ke sistem baru, dan melakukan pelatihan sistem kepada user (Shelly, 2011).
2.11 Unified Modelling Language (UML)
2.11.1 Pengertian UML
28
pemodelan visual yang memungkinkan bagi pengembang sistem untuk membuat cetak biru atas visi mereka dalam bentuk yang baku, mudah dimengerti serta dilengkapi dengan mekanisme yang efektif untuk berbagi dan mengkonsumsikan rancangan mereka dengan yang lain (Munawar, 2005
2.11.2 Diagram UML
UML menyediakan beberapa diagram visual yang menunjukkan berbagai aspek dalam sistem. Ada beberapa diagram yang disediakan dalam UML, antara lain :
a. Use Case Diagram
Menyajikan interaksi antara use case dan aktor. Dimana, aktor dapat berupa orang, peralatan, atau sistem lain yang berinteraksi dengan sistem lain yang berinteraksi dengan sistem yang sedang dibangun. Use case menggambarkan fungsionalitas sistem atau persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi sistem dari pandangan pemakai. (Sholiq, 2006)
b. Activity Diagram
29
digunakan untuk menggambarkan aliran kejadian (flow of events) dalam use case. (Sholiq,2006).
c. Sequence Diagram
Sequence diagram menjelaskan interaksi objek yang disusun dalam suatu urutan waktu. Diagram ini secara khusus berasosiasi dengan usecase. Sequence diagram memperlihatkan tahap demi tahap apa yang seharusnya terjadi untuk menghasilkan sesuaru di dalam use case. Tipe diagram ini sebaiknya digunakan diawal tahap desain atau analisis karena kesederhanannya dan mudah dimengerti. (Sholiq,2006)
d. Class Diagram
Class Diagram menunjukkan interaksi antar kelas dalam sistem, kelas mengandung informasi dan tingkah laku (behavior) yang berkaitan dengan informasi tersebut (Sholiq, 2006)
2.12 Konsep Database
2.12.1 Defenisi Basis Data (Database)
James F. Courtney Jr. dan David B. Paradice dalam buku “Database System for Management” menjelaskan sistem database
bersama-30
sama, personal-personal yang merancang dan mengelola database, teknik-teknik untuk merancang dan mengelola database, serta komputer untuk mendukungnya (Sutabri, 2005 : 161).
Berdasar definisi, peneliti menyimpulkan bahwa sistem database mempunyai beberapa elemen penting, yaitu database sebagai inti sistem database, perangkat lunak untuk mengelola database, perangkat keras sebagai pendukung operasi pengolahan data serta yang terakhir, manusia mempunyai peran penting dalam sistem tersebut.
Sebelum mencapai database, sebuah data mempunyai jenjang yang dapat dilihat dalam gambar 2.9. berikut ini:
Gambar 2.9 Jenjang Data (Jogianto, 2005)
a. Characters
Characters adalah bagian data yang terkecil yang dapat berupa karakter numeric, huruf ataupun karakter-karakter khusus yang membentuk suatu item data atau field.
b. Field
character Data Item
31
Field menggambarkan suatu atribut dari record yang menunjukkan suatu item dari data, seperti nama, jenis kelamin, dan lain-lain. Kumpulan dari field membentuk suatu record.
1. Nama field (field name)
Field harus diberi nama untuk membedakan field yang satu dengan field yang lain.
2. Representasi dari field (field representation)
Representasi dari field menunjukkan tipe dari field (field type) dapat berupa tipe numeric, karakter, tanggal, dan lain-lain. Sementara lebar field menunjukkan ruang maksimum dari field yang dapat diisi dengan karakter-karakter data.
3. Nilai dari field (field value)
Nilai dari field menunjukkan isi dari field untuk masing-masing record.
c. Record
Record adalah kumpulan dari field yang membentuk suatu record. Kumpulan dari record membentuk file. Misalnya pada file pegawai, tiap-tiap record mewakili data tiap-tiap pegawai.
d. File
32 2.13 Bahasa Pemrograman
2.13.1 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).
33
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, PostgreSQL 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 protokol 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 klien. Aturan penulisan script PHP adalah :
1. Semua script PHP harus diapit oleh tanda:
<?php dan ?>, atau <script language='php'>dan </script> , atau <? dan ?> , atau <% dan %>
2. Tanda yang resmi dan paling banyak digunakan adalah yang pertama, yaitu <?php dan ?>
34 2.13.2 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. MySQL didistribusikan secara gratis dibawah lisensi GPL (General Public License). (http://www.mysql.com/about/, 2015)
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 PHPMyAdmin.
Dalam penelitian ini penulis menggunakan database MySQL yang akan digunakan untuk menyimpan data dari mikrokontroler.
2.13.3 Java Programming Languange
35
dan arsitektur komputer--. Bahasa ini juga dirancang untuk pemrograman di Internet sehingga dirancang agar aman dan portabel. (Hermawan,2002)
2.14 Studi Literatur Sejenis
Sebagai suatu perbandingan dan sumber referensi dalam pengembangan sistem pendeteksi kebocoran gas dan kualitas udara, diperlukan suatu acuan terhadap penelitian yang dibuat sebelumnya.
Adapun hasil penelitian sejenis yang dijadikan referensi adalah sebagai berikut:
1. Huda Ilal Kirom, 2013, Universitas Diponegoro, Sistem Monitoring Kebocoran Gas Lpg (Liquefied Petroleum Gas) Pada Smart Building Berbasis TCP/IP pada Laboratorium Teknik Kontrol Otomatik Universitas Diponegoro
36 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pengumpulan Data
Pengumpulan data dimaksudkan untuk mencari dan mengumpulkan data yang terkait dengan penelitian seperti dasar teori, metodologi penulisan, metodologi proses, dan acuan penelitian sejenis. Dalam penelitian ini, metode pengumpulan data yang dilakukan adalah observasi, wawancara, kuesioner, studi pustaka, studi literatur.
3.1.1 Observasi / Studi Lapangan
Pada observasi ini penulis langsung mengamati proses penggunaan laboratorium pendidikan kimia, titik fokusnya di lemari asam sebagai tempat penyimpanan asam pekat yang dapat menghasilkan gas beracun, mengamati bagaimana alur kerja sistem pengamanan yang sudah ada.
37 3.1.2 Wawancara
Penulis melakukan wawancara secara langsung dengan pihak terkait yang ada di Laboratorim Pendidikan Kimia UIN Jakarta yaitu Bapak Muhammad Iskandar Fauzi selaku Laboran. Wawancara yang dilakukan mengenai kebutuhan pihak laboratorium yang nanti akan dituangkan dalam sistem ini. Secara detail, hasil wawancara dapat dilihat pada lampiran 2 halaman 100.
3.1.3 Kuesioner
Kuesioner merupakan teknik pengumpulan data yang dilakukan dengan cara memberi seperangkat pertanyaan atau pertanyaan tertulis kepada responden untuk dijawabnya (Sugiyono, 2007 : 162). Metode ini diyakini mampu mendapatkan data yang lebih akurat dan objektif terhadap permasalahan yang didapat langsung dari responden. Penelitian ini menggunakan kuesioner daftar pertanyaan dibuat secara berstruktur dengan bentuk pertanyaan dibuat secara berstruktur dalam bentuk pertanyaan pilihan berganda (multiple choice). Metode ini digunakan untuk memperoleh data tentang pentingnya sistem pendeteksi dan pencegahan kebocoran gas di laboratorium kimia.
3.1.4 Studi Pustaka dan Literatur
38
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 penelititan ini. Adapun informasi yang didapat digunakan dalam penyususan landasan teori, metodologi penelitian serta pengembangan sistem secara langsung. Referensi yang dijadikan acuan dapat dilihat di daftar pustaka yang terdiri dari 20 referensi.
3.3 Metode Pengembangan Sistem
Berikut akan dibahas dengan lebih jelas alasan peneliti menggunakan strategi pengembangan sistem RAD dalam pengembangan Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kualitas Udara di Laboratorium Pendidikan Kimia dan tahapan dari alur RAD tersebut.
Penelitian ini menggunakan RAD dengan dasar sebagai berikut :
1. Kebutuhan dan lingkungan pengembangan sistem jelas dan sudah dipahami dengan baik
2. Dengan metode RAD fungsional sistem akan tercapai dan utuh dalam periode waktu yang pendek.
3. RAD sangat cocok untuk pengembangan aplikasi yang tidak memiliki kompleksitas komputasi yang tinggi.
39 3.4 Rapid Application Development (RAD)
Pada pengembangan aplikasi Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kualitas Udara di Laboratorium Pendidikan Kimia digunakan 4 tahapan RAD (Shelly,2011) yaitu :
1. Requirement Planning Phase 2. Design Phase
3. Construction Phase 4. Cutover Phase
3.4.1 Requirement Planning Phase
Pada tahap ini penulis melakukan 2 tahapan yaitu :
a. Analisis permasalahan
Penulis melakukan analisis permasalah dengan mempelajari sistem yang berjalan yang ada di Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Jakarta.
b. Project scope
Project scope atau batasan proyek yang dibuat adalah :
40
2. Pengguna dalam aplikasi ini adalah Laboran dan Praktikan Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
3.4.2 User Design Phase
Pada perancangan sistem, metode yang digunakan adalah Desain Berorientasi Objek atau Object Oject Oriented Design (OOD) dengan menggunakan UML (Unified Modelling Language) sebagai tools untuk perancangan dan pengembangan aplikasinya
Namun tidak semua diagram yang disediakan oleh UML akan digunakan dalam perancangan sistem ini. Hanya 4 diagram UML saja yang digunakan. Adapaun diagram tersebut adalah :
a. Use Case Diagram : merupakan diagram yang menjelaskan aktifitas apa saja yang dilakukan oleh sistem yang akan dibangun dan siapa yang berinteraksi dengan sistem tersebut. Adapun use case yang dirancang adalah sebanyak 4 use case yang dapat dilihat pada gambar 4.4 Halaman 58, rinciannya yaitu :
1. Use Case input kode program
2. Use Case request laporan kuaitas udara 3. Use Case dengar alarm
4. Use Case terima notifikasi telephone
41
masing-masing alir berawal. Adapun activity diagram yang dirancang adalah 4, yaitu :
1. Activity Diagram input kode program secara rinci dapat dilihat pada gambar 4.5 halaman 64
2. Activity Diagram request kualitas udara secara rinci dapat dilihat pada gambar 4.6 halaman 65
3. Activity Diagram terima notifikasi telephone secara rinci dapat dilihat pada gambar 4.7 halaman 66
4. Activity Diagram dengar alarm secara rinci dapat dilihat pada gambar 4.8 halaman 67
c. Sequence Diagram : merupakan diagram yang menjelaskan secara detail urutan proses yang dilakukan oleh sistem yang mencapai tujuan dari use case, interaksi yang terjadi antar class, operasi apa saja yang terlibat serta tautan antar operasi dan informasi yang diperlukan oleh masing-masing operasi. Adapaun sequence diagram yang dirancang adalah 4, yaitu :
1. Sequence Diagram input kode program secara rinci dapat dilihat pada gambar 4.9 halaman 68
2. Sequence Diagram request laporan kualitas udara secara rinci dapat dilihat pada gambar 4.10 halaman 69
42
4. Sequnce Diagram mengaktifkan alarm peringatan dapat dilihat pada gambar 4.12 halaman 70
d. Class Diagram : merupakan diagram yang selalu ada pada pemodelan sistem yang berorientasi objek. Class diagram menunjukkan hubungan antar class. Dalam sistem yang sedang dibangun dan bagaimana mereka saling berkolaborasi untuk mencapai suatu tujuan. Class diagram untuk sistem informasi yang diusukan secara rinci dapat diihat pada gambar 4.13 halaman 71.
3.4.4 Construction Phase
Tahap perancangan diikuti oleh tahap implementasi. Pada tahap ini dilakukan beberapa proses. Berikut adalah penjabarannya :
3.4.4.1 Pemrograman
Menerjemahkan perancangan ke kode program adalah proses yang relative sederhana dan bersifat mekanis sebab perancangan yang baik sudah dapat menggambarkan dengan baik apa yang harus dilakukan dengan bahasa pemrograman.
43
software editor dan software fungsionalitas yang digunakan ini adalah Notepad ++ serta Arduino IDE
3.4.4.2 Pengujian (Testing)
Pada tahap ini dlakukan pengujian masing-masing modul atau unit program guna mengetahui apakah modul-modul tersebut bekerja sesuai dengan tugasnya. Setelah itu dilakukan uji coba terhadap integrasi keseluruhan unit program untuk mengetahui apakah sistem yang telah dibuat sudah memenuhi kriteria yang digunakan. Pengujian ini dilakukan oleh peneliti dan laboran Laboratorium Pendidikan Kimian UIN Jakarta dengan metode pengujian black box.
Pengujian secara black box yang dilakukan dalam sistem ini diantaranya adalah fungsi-fungsi yang tidak benar, baik input maupun output, kesalahan interface serta kesalahan dalam struktur data atau akses database. Adapun pengujian dilakukan sebanyak satu kali dengan hasil uji yang dapat dilihat pada tabel 4.11 halaman 90.
3.4.5 Cutover
44
3.5 Kerangkan Pemikiran (Logical Frame Work) Penelitian
Pengembangan “ Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kualitas
45
46 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan membahas secara detail dan terperinci mengenai aplikasi sistem yang akan diimplementasikan dengan menerapkan metode penelitian yang telah diuraikan pada bab sebelumnya.
Pada bab sebelumnya telah dibahas bahwa metode pengembangan sistem yang digunakan dalam pengembangan aplikasi ini adalah metode pemodelan berorientasi objek dengan alur pendekatan Rapid Application Development (RAD) . Dalam bab empat ini diuraikan tentang tahap pengembangan sistem RAD diantaranya adalah requirement planning phase, user design phase, construction phase, dan cutover
4.1 Requirement Planning Phase
4.1.1 Analisis Permasalahan
4.1.1.1 Analisis Sistem yang Sedang Berjalan
47
asam merupakan gas yang berbahaya bagi manusia karena dapat merusak kesehatan manusia, berikut rich picture dari sistem yang berjalan
48
49
4.1.1.2 Analisis Sistem yang Diusulkan
Sistem pendeteksi kebocoran dan kualitas udara yang diusulkan adalah sistem yang dapat mendeteksi kebocoran gas secara dini sebelum dideteksi oleh manusia dan dapat memberikan informasi kualitas udara laboratorium pendidikan kimia secara real-time.
50
4.1.1.3 Problems, Opportunities, Objectives and Constraints Matrix
Hasil analisis permasalahan dan peluang disebutkan secara lengkap pada Matriks Masalah, Kesempatan , Tujuan dan Batasan (Problems, Opportunities, Objectives, and Constraints Matrix). Matriks ini dijabarkan dalam dua tabel yaitu Analis sebab dan Akibat (Cause and Effect Analysis) serta tabel Tujuan-Tujuan Perbaikan Sistem (Sistem Improvement Objectives). Cause and Effect Analysis merupakan sebuah teknik tempat masalah-masalah dipelajari untuk menentukan penyebab-penyebab dan akibat-akibatnya, sampai penyebab dan akibat tersebut tidak kembali menghasilkan gejala-gejala masalah yang lainnya.
51
Tabel 4.1 Cause and Effect (Analisis Sebab dan Akibat)
Problem (Masalah) Cause and Effects (Sebab dan
Akibat) Penggunaan sistem pendeteksi
manual yang dapat
membahayakan kesehatan manusia
Cause : Pendeteksi kebocoran gas menggunakan indra penciuman dan penglihatan
Effect : gas yang dihirup dapat menyebabkan kerusakan paru-paru, bersifat karsinogen bagi tubuh bahkan kematian
Petugas laboratorium tidak dapat mengingat kapan, siapa yang melakukan dan kondisi apa yang menyebabkan kebocoran gas terjadi di laboratorium
52
Tabel 4.2 Opportunities (Kesempatan)
Opportunities
Cause : Sistem Informasi Peringatan Kebocoran Gas berjalan secara online dan real-time
Effect : Menjaga keamanan dan mengurangi risiko laboratorium dari kecelakaan kerja
Tabel 4.3 System Improvement Objectives (Tujuan-Tujuan Perbaikan Sistem)
System Objective
(Tujuan Sistem)
System Constraint
(Batasan Sistem) Mendeteksi kebocoran gas
tanpa dideteksi oleh manusia baik dari segi PC yang ada sekarang
Mengetahui kapan saja terjadi kebocoran gas
53
Kebutuhan sistem yang dijelaskan pada tabel System Improvement Objectivites sebagian besar merupakan hasil permintaan para pengguna sehingga diharapkan tidak ada lagi error dan kelalaian dalam pengembangan Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kualitas Udara ini.
4.1.2 Project Scope (Lingkup Proyek)
Perangkat lunak atau suatu aplikasi merupakan bagian dari suatu sistem yang lebih besar, maka hal pertama yang harus dilakukan adalah menentukan kebutuhan untuk semua elemen sistem yang kemudian dilanjutkan dengan menentukan kebutuhan perangkat lunak. Penentuan kebutuhan sistem ini sangat diperlukan sebab nantinya perangkat lunak harus berinteraksi dengan elemen-elemen sistem yang lain seperti perangkat keras, manusia dan basis data. Hal ini akan dijelaskan dalam pendefinisian lingkup dan batasan sistem yang dikembangkan.
54
alarm dan kipas penghisap udara jika melampaui ambang batas, dan mengolah data dari mikrokontroler menjadi suatu laporan kualitas udara di Laboratorium Pendidikan Kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Penerepan aplikasi yang berada dalam lingkup internet dilakukan guna memudahkan admin laboran melihat kualitas udara di dalam laboratorium sehingga aman digunakan untuk praktek oleh praktikan.
4.2 Design Phase
Alur proses sistem pendeteksi kebocoran gas dan kualitas udara digambarkan dengan menggunakan UML yang terdiri dari usecase diagram, activity diagram, sequence diagram dan class diagram
4.2.1 Identifikasi Actor dan Use Case
Identifikasi actor dan use case ini didasarkan pada kebutuhan fungsi-fungsi sistem. Kebutuhan akan fungsi ini diakomodir di use case. Selanjutnya use case menyediakan hasil kepada actor.
4.2.1.1 Identifikasi Actor
55
Laboratorium. Untuk lebih jelasnya peran-peran actor yang ada dalam sistem dapat dilihat pada tabel 4.4 identifikasi actor
Tabel 4.4 Identifikasi Actor
Actor Deskripsi
Admin Bertugas pembuatan sistem
diawal dan mengelola sistem Pengguna Laboratorium Terdiri dari petugas
laboratorium dan praktikan
4.2.1.2 Identifikasi Use Case
56
Tabel 4.5 Identifikasi Use Case
Description Actor Use Case
Melakukan input kode program di mikrokontroler sebagai sistem tertanam
Admin Input Kode Program
Mengakses website laporan kebocoran gas dan kualitas udara
Praktikan, Laboran
Request Laporan Kualitas Udara Mendengarkan alarm, jika sistem
mendeteksi kebocoran gas
Praktikan, Laboran
Dengar Alarm
Nomor handphone laboran telah di sisipkan di sistem tertanam/
embedded system untuk menerima notifikasi kebocoran gas secara realtime
Laboran Terima notifikasi telephone
4.2.2 Use Case Diagram
Use Case Diagram menjelaskan apa yang akan dilakukan oleh sistem yang akan dibangun dan siapa yang berinteraksi dengan sistem. Use Case Diagram dapat dibuat sesuai dengan Tabel 4.4 Identifikasi Use Case.
57
58
4.2.3 Deskripsi Use Case Tingkat Perancangan
Setiap use case pada Gambar diatas harus dideskripsikan dalam dokumen yang disebut dokumen flow of event. Dokumen ini mendefenisikan apa yang harus dilakukan oleh sistem ketika actor mengaktifkan use case. Struktur dari dokumen use case ini biasa bermacam-macam tetapi umunya deskripsi ini paling tidak harus mengandung :
1. Brief Description 2. Actor yang terlibat
3. Prediction yang penting bagi use case untuk memulai 4. Deskripsi rinci dari aliran kejadian yang mencakup :
a.Main flow dari kejadian yang bisa dirinci lagi menjadi sub flow dari kejadian, sub flow bisa dibagi lagi lebih jauh menjadi sub flow yang lebih kecil agar dokumen lebih mudah dibaca dan dimengerti. b.Alternatif flow untuk mendefenisikan situasi perkecualian.
5. Poscondition yang mejelaskan state dari sistem setelah use case berakhir
59
Tabel 4.6 Spesifikasi Naratif untuk Use Case Input Kode Program
Nama Use Case: Input Kode Program Actors (s) Admin
Deskripsi : Use case ini mendeskripsikan kegiatan menginput kode program ke mikrokontroler yang bertindak sebagai sistem tertanam.
Prakondisi Melakukan koneksi dengan mikrokontroler
Alur : Kegiatan Pelaku Respon Sistem Langkah 1 : melakukan
koneksi PC atau laptop dengan mikrokontroler Langkah 2 : membuat kode program di aplikasi IDE mikrokontroler Langkah 3 : tekan tombol upload
Bidang alternatif Alt-Langkah 1 : Jika kode program masih terdapat kesalahan penulisan, maka IDE tidak akan
mengupload kode program
60
Tabel 4.7 Spesifikasi Naratif untuk Use Case Request Laporan Kualitas Udara
Nama Use Case: Request Laporan Kualitas Udara Actors (s) Praktikan, Laboran
Deskripsi : Use case ini mendeskripsikan kegiatan mengakses data kualitas udara di laboratorium
Prakondisi Mengakses halam utama website
Alur Kegiatan Pelaku Respon Sistem
Langkah 1 : Mengunjungi alamat website sistem Langkah 2 : Mengisikan username dan password Langkah 3 : Klik tombol login
Langkah 4 : Validasi username, password
Bidang alternatif Alt-Langkah 1 : Jika username dan password tidak cocok maka gagal masuk ke sistem
61
Tabel 4.8 Spesifikasi Naratif untuk Use Case Terima Notifikasi Panggilan Telephone
Nama Use Case: Terima Notifikasi Panggilan Telephone
Actors (s) Laboran
Deskripsi : Use case ini mendeskripsikan Laboran
mendapatkan notifikasi dengan sistem telephone bahwa sistem mendeteksi kebocoran gas di laboratorium
Prakondisi Nomor telfon laboran telah di sisipkan di dalam sistem
Alur Kegiatan Pelaku
Langkah 1 : Laboran mengaktifkan handphone dan mendapatkan jaringan telephone
Langkah 2 : Laboran membaca panggilan yang masuk
62
Tabel 4.9 Spesifikasi Naratif untuk Use Case Dengar Alarm
Nama Use Case: Dengar Alarm Actors (s) Laboran, Praktikan
Deskripsi : Use case ini mendeskripsikan kegiatan alarm berbunyi.
Prakondisi Sistem mendeteksi kebocoran gas
Alur Kegiatan Pelaku
Langkah 1 : Berada di dalam dan sekitar laboratorium.
Langkah 2: Alarm terdengar
Bidang Alternatif
-
Post Kondisi Alarm di dengar, dan actor akan melakukan tindakan prosedur keamanan
4.2.4 Activity Diagram
63
menggambarkan alur kerja dari sebuah sistem sedangkan activity diagram dibuat untuk menggambarkan aktivitas actor.
Berikut adalah gambar 4.5 sampai dengan gambar 4.8 yang menjelaskan activity diagram untuk masing-masing use case.
Gambar 4.5 Activity Diagram dari Use Case Input Kode Program
64
Gambar 4.6 Activity Diagram dari Use Case Request Kualitas Udara
65
Gambar 4.7 Activity Diagram dari Use Case Terima Notifikasi Panggilan Telephone
66
Gambar 4.8 Activity Diagram dari Use Case Dengar Alarm
67 4.2.5 Sequence Diagram
Sequence diagram menggambarkan interaksi antar objek di dalam dan sekitar objek (termasuk pengguna, display dan sebagainya) berupa message yang digambarkan terhadap waktu. Gambar 4.9 sampai Gambar 12 merupakan sequence diagram yang dikelompokkan berdasarkan fungsinya:
1. SequenceDiagram Input Kode Program
Gambar 4.9 Sequence Diagram untuk Input Kode Program
68
membuat kode di IDE tersebut dan melakukan upload kode program ke mikrokontroler.
2. SequenceDiagram Request Laporan Kualitas Udara
Gambar 4.10 : Sequence Diagram Request Laporan Kualitas Udara
69
4. SequenceDiagram Terima Notifikasi Telephone
Gambar 4.11 Sequence Diagram Terima Notifikasi Telephone
Pada sequence diagram gambar 4.11 menjelaskan interaksi antara laboran dengan sistem yang diwakilkan oleh objek mikrokontroler, apabila sistem mendeteksi kebocoran maka sistem akan mengirimkan notifikasi panggilan telephone kepada laboran.
5. SequenceDiagram Dengar Alarm
70
Pada sequence diagram gambar 4.12 menjelaskan interaksi antara user labor (laboran dan praktikan) dengan sistem pendeteksi kebocoran gas. Apabila sistem mendeteksi kebocoran gas, maka sistem akan menyalakan alarm
4.2.6 Class Diagram
Class diagram ini digunakan untuk menggambarkan kumpulan dari class dan hubungannya. Diagram ini merupakan diagram yang paling umum ditemukan dalam pemodelan sistem berorientasi objek. Class menggambarkan keadaan suatu sistem, sekaligus layanan untuk memanipulasi keadaan suatu sistem, sekaligus layanan untuk memanipulasi keadaan metode atau fungsi sehingga class memiliki tiga area poko, yaitu : nama,atribut, dan metode. Selain itu setiap class yang ada dapat menjadi sebuah form saat pembuatan program. Class diagram sistem yang diusulkan dapat dilihat pada gambar 4.13
71 4.2.7 Rancangan Sistem Basis Data
Rancangan sistem basis data (database) ini merupakan rancangan sistem informasi berbasis web yang mengintegrasikan kumpulan data yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Database ini didapat dari pemetaan (mapping) class entitiy yang telah digambarkan dalam class diagram sebeumnya. Pemetaan data-data yang berhubungan dalam sistem dijabarkan dalam bentuk tabel 4.10 sampai tabel 4.11
1. Tabel Deteksi Gas
Nama tabel : sensor_value
Primary key : id_Log
Foreign key : id_sensor
72 2. Tabel Deskripsi Tabel
Nama tabel : sensor_detail
Primary key : id_sensor
Foreign key : -
73
4.2.8 Blok Diagram dari Perangkat Keras yang digunakan
74 4.2.9 Rancangan Interface
Pada tahap ini dilakukan perancangan tampilan (antarmuka) halaman-halaman web. Perancangan antarmuka ini diharapkan dapat memudahkan admin laboran dalam menjalankan Sistem Pendeteksi dan Pencegahan Kebocoran Gas. Berikut gambar 4.15 sampai dengan gambar 4.16 merupakan gambaran rancangan antarmukanya.
a. Halaman Tampilan Depan
75 b. Halaman Tampilan Laporan
76 4.3 Construction (konstruksi)
4.3.1 Persiapan Hardware dan Software Sistem
4.3.1.1 Instalasi IDE Arduino
IDE (Integrated Development Environment) yang digunakan dalam pembangunan aplikasi ini adalah IDE arduino versi 1.5.5 dapat di download di website resmi arduino yaitu : http://arduino.cc/en/Main/Software
4.3.1.2 Kalibrasi Sensor Gas Amoniak
Kalibrasi adalah suatu kegiatan menjaga kondisi sensor agar sesuai dengan spesifikasi datasheet. kalibrasi instrumen adalah hal yang sangat penting dalam sistem pengukuran, semua instrumen memilki karakteristik dan tingkat dimana hal ini tergantung pada banyak faktor seperti kondisi lingkungan dimana instumen yang digunakan dan frekuensi penggunanaya kesalahan karena instrumen berada di luar kalibrasi biasanya dapat diperbaiki dengan melakukan frekuensi kalibrasi ulang. (Morris, 2001:41).
Hasil akhir dari sensor gas amoniak adalah berupa PPM atau Part Per Million berikut rumus pencarian ppm dari sensor gas amoniak :
77 a. Kelembaban
Gambar 4.17 Pengaruh kelembaban terhadap nilai Rs/Ro Sensor MQ-135
Gambar 4.17 merupakan pengaruh kelembaban terhadap sensor mq-135, di Indonesia khususnya Jakarta memiliki kelembaban rata-rata 80% di bulan maret dari data BMKG di website resmi : http://bmkg.go.id/hp/cuacan1.html diakses tanggal 13 Maret 2015 detail data dapat dilihat di lampiran hal : xvii, sehingga penulis mengambil nilai Rs/Ro sekitar 1.3 - 0.6, artinya sensor mq-135 dapat mendeteksi gas amoniak pada keadaan rs/ro berada di nilai antara 1.3 sampai 1.6.
b. Sensitivity Adjustment ( Penyesuasian Sensitifitas)
Resistance value dari sensor mq-135 memiliki nilai yang berbeda terhadap jenis dan konsentrasi dari gas yang dideteksi,
X : Suhu
78
ketika menggunakan sensor maka penyesuaian sensitifitas harus dilakukan, didalam rangkaian sensitifitas diwakilan oleh resistor (RL) yang terhubung langsung dengan sensor, berikut rangkaian resistor yang ditanam di dalam rangkaian.
Gambar 4.18 rangkaian resistor (RL) didalam rangkaian MQ-135
79 4.3.1.3 Kalibrasi Sensor Gas LPG
a. Kelembaban
Gambar 4.19 Pengaruh Kelembaban Terhadap Nilai Rs/Ro Sensor MQ-2
Gambar 4.19 merupakan pengaruh kelembaban terhadap sensor mq-2, di Indonesia khususnya Jakarta memiliki kelembaban rata-rata 80% di bulan maret dari data BMKG di website resmi : http://bmkg.go.id/hp/cuacan1.html diakses tanggal 13 Maret 2015 detail data dapat dilihat di lampiran hal : xvii, sehingga penulis mengambil nilai Rs/Ro sekitar 1.55 - 0.8, artinya sensor mq-2 dapat mendeteksi gas LPG pada keadaan rs/ro berada di nilai antara 0.8 sampai 1.55.
80
b. Sensitivity Adjustment ( Penyesuasian Sensitifitas)
Resistance value dari sensor mq-2 memiliki nilai yang berbeda terhadap jenis dan konsentrasi dari gas yang dideteksi, ketika menggunakan sensor maka penyesuaian sensitifitas harus dilakukan, didalam rangkaian sensitifitas diwakilan oleh resistor (RL) yang terhubung langsung dengan sensor, berikut rangkaian resistor yang ditanam di dalam rangkaian.
Gambar 4.20 Rangkaian Resistor (RL) didalam rangkaian MQ2
Produsen sensor mq-2 merekomendasikan nilai RL untuk mendeteksi amoniak diantara 5KΩ sampai 47 KΩ, penulis
menggunaka 10 KΩ.
4.3.1.4 Setting GPRS Shield
