Informasi Dokumen
- Penulis:
- Achmad Fajar Shodiq
- Sekolah: Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer
- Mata Pelajaran: Sistem Komputer
- Topik: Rancang Bangun Protokol Komunikasi Data Pada Wireless Sensor Network Dengan Topologi Tree Untuk Memantau Gas Karbon Monoksida
- Tipe: tugas akhir
- Tahun: 2014
- Kota: Surabaya
Ringkasan Dokumen
I. PENDAHULUAN
Bab ini memberikan pengenalan terhadap pentingnya pemantauan gas karbon monoksida menggunakan Wireless Sensor Network (WSN). Latar belakang masalah mencakup dampak pencemaran udara terhadap kesehatan, khususnya akibat gas karbon monoksida. Penelitian ini bertujuan untuk merancang protokol komunikasi data yang efisien dalam topologi tree, yang memungkinkan pemantauan yang lebih baik dan pengiriman data yang lebih andal. Masalah yang dirumuskan mencakup penerapan protokol komunikasi dan pemantauan catu daya. Penelitian ini diharapkan memberikan kontribusi dalam pengembangan teknologi WSN untuk aplikasi lingkungan.
1.1. Latar Belakang
Latar belakang menjelaskan tentang pencemaran udara yang disebabkan oleh gas-gas berbahaya, termasuk karbon monoksida. Penelitian ini menyoroti pentingnya WSN dalam memantau pencemaran dan memberikan informasi yang dapat digunakan untuk tindakan pencegahan. Dengan teknologi ini, diharapkan dapat mengurangi dampak negatif pencemaran udara terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.
1.2. Perumusan Masalah
Dalam penelitian ini, masalah yang diangkat adalah bagaimana merancang protokol komunikasi untuk pengiriman data sensor gas karbon monoksida dan pemantauan catu daya menggunakan WSN dengan topologi tree. Ini mencakup tantangan dalam komunikasi antar node dan bagaimana sistem dapat beroperasi meskipun ada kegagalan pada salah satu node.
1.3. Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah ditetapkan untuk fokus pada penggunaan modul XBee-Pro dan jangkauan komunikasi yang sesuai. Penelitian ini akan memantau gas karbon monoksida dengan menggunakan sensor MQ-7 dan membatasi pada pengujian komunikasi dalam topologi tree yang statis.
1.4. Tujuan
Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk merancang protokol komunikasi data yang efektif dalam WSN untuk pemantauan gas karbon monoksida. Selain itu, penelitian ini bertujuan untuk mengimplementasikan topologi tree dalam WSN dan mendapatkan nilai dari sensor gas serta pemantauan catu daya.
1.5. Kontribusi
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan wawasan baru dalam penerapan protokol komunikasi data dalam pemantauan gas karbon monoksida. Dengan data yang dikumpulkan, sistem ini dapat memberikan informasi yang berguna untuk pengambilan keputusan dalam pengelolaan kualitas udara.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dibagi menjadi lima bab, dimulai dari pendahuluan, landasan teori, metode penelitian, hasil dan pembahasan, hingga kesimpulan dan saran. Setiap bab menjelaskan aspek-aspek penting dari penelitian, mulai dari teori dasar hingga hasil yang diperoleh.
II. LANDASAN TEORI
Bab ini membahas teori-teori yang mendasari penelitian ini, termasuk konsep dasar Wireless Sensor Network (WSN), arsitektur, dan berbagai komponen yang terlibat dalam sistem. Teori ini penting untuk memahami bagaimana sistem bekerja dan bagaimana data dikumpulkan dan diproses. Selain itu, penjelasan tentang topologi tree dan komunikasi serial juga disertakan, yang merupakan bagian integral dari desain sistem.
2.1. Wireless Sensor Network (WSN)
WSN adalah jaringan yang terdiri dari node sensor yang dapat mengumpulkan data dan berkomunikasi secara nirkabel. WSN memiliki banyak aplikasi, termasuk pemantauan lingkungan. Pemahaman tentang WSN sangat penting untuk merancang sistem yang efektif dalam pemantauan gas.
2.2. Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler AVR digunakan dalam penelitian ini untuk mengolah data dari sensor. Mikrokontroler ini memiliki arsitektur yang efisien dan mudah diprogram dengan bahasa C, yang memungkinkan pengembangan aplikasi yang responsif dan efektif.
2.3. Topologi Tree
Topologi tree adalah struktur jaringan yang menghubungkan beberapa node dalam hierarki. Dalam konteks WSN, topologi tree memungkinkan pengaturan node yang lebih baik dan efisiensi dalam pengiriman data, yang sangat penting untuk pemantauan yang akurat.
2.4. Komunikasi Serial
Komunikasi serial adalah metode pengiriman data satu bit pada satu waktu. Dalam penelitian ini, komunikasi serial digunakan untuk menghubungkan mikrokontroler dengan modul komunikasi wireless, yang memungkinkan pengiriman data yang efisien antar node.
2.5. Modul Komunikasi Wireless 802.15.4 Xbee-Pro
XBee-Pro adalah modul komunikasi yang digunakan untuk menghubungkan node dalam jaringan nirkabel. Modul ini mendukung komunikasi jarak jauh dan memiliki kecepatan transfer data yang tinggi, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi WSN.
2.6. Sensor Gas Karbon Monoksida (MQ-7)
Sensor MQ-7 digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas karbon monoksida. Sensor ini memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap gas tersebut, sehingga sangat cocok untuk aplikasi pemantauan kualitas udara.
III. METODE PENELITIAN
Bab ini menjelaskan langkah-langkah yang diambil dalam penelitian, termasuk perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Metode penelitian ini penting untuk memastikan bahwa sistem yang dirancang dapat berfungsi sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan. Setiap langkah dijelaskan secara rinci untuk memberikan gambaran yang jelas tentang proses penelitian.
3.1. Alat dan Bahan Penelitian
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi berbagai komponen elektronik seperti sensor gas, modul komunikasi, dan mikrokontroler. Pemilihan alat yang tepat adalah kunci untuk keberhasilan penelitian ini.
3.2. Jalan Penelitian
Jalan penelitian dilakukan melalui langkah-langkah sistematis, mulai dari studi literatur hingga pengujian sistem. Setiap langkah saling berhubungan dan dirancang untuk memastikan bahwa semua aspek penelitian tercakup dengan baik.
3.2.1. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan untuk mengumpulkan informasi teoritis yang relevan dengan penelitian ini. Literatur ini menjadi dasar untuk perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang akan dilakukan.
3.2.2. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras mencakup pengaturan komponen elektronik yang akan digunakan dalam sistem. Rangkaian pemantau catu daya dan penghubungan modul sensor dan komunikasi adalah fokus utama dalam tahap ini.
3.2.3. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak dilakukan untuk memastikan bahwa mikrokontroler dapat mengolah data dengan benar. Ini mencakup pembuatan protokol komunikasi dan program yang mengatur aliran data antara node.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menyajikan hasil dari pengujian sistem yang telah dilakukan. Hasil tersebut dibahas untuk memberikan pemahaman yang lebih dalam mengenai kinerja sistem yang dirancang. Pengujian dilakukan untuk memastikan bahwa semua komponen berfungsi dengan baik dan memenuhi tujuan penelitian.
4.1. Pengujian Minimum Sistem
Pengujian minimum sistem dilakukan untuk memastikan bahwa semua komponen perangkat keras berfungsi dengan baik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem dapat beroperasi sesuai dengan yang diharapkan, memberikan keandalan dalam pengumpulan data.
4.2. Pengujian Rangkaian Pemantau Catu Daya
Pengujian rangkaian pemantau catu daya bertujuan untuk memastikan bahwa sistem dapat memantau penggunaan daya dengan akurat. Hasil pengujian menunjukkan bahwa rangkaian dapat memberikan informasi yang diperlukan untuk pengelolaan daya.
4.3. Modul Wireless Xbee-Pro
Pengujian modul XBee-Pro dilakukan untuk mengevaluasi kinerja komunikasi nirkabel. Hasil menunjukkan bahwa modul dapat berfungsi dengan baik dalam jarak yang ditentukan, memungkinkan pengiriman data yang efisien antar node.
4.4. Modul Sensor Gas Karbon Monoksida
Pengujian sensor gas dilakukan untuk memastikan bahwa sensor dapat mendeteksi konsentrasi gas karbon monoksida dengan akurat. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sensor MQ-7 memberikan respons yang baik terhadap perubahan konsentrasi gas.
4.5. Program Mikrokontroler Tiap Node
Pengujian program mikrokontroler dilakukan untuk memastikan bahwa perangkat lunak dapat mengolah data dengan benar. Hasil menunjukkan bahwa semua node dapat berkomunikasi dan mengirimkan data sesuai dengan protokol yang ditetapkan.
4.6. Pengujian Jarak Akses XBee-Pro
Pengujian jarak akses dilakukan untuk mengevaluasi kemampuan komunikasi nirkabel dalam berbagai kondisi. Hasil menunjukkan bahwa sistem dapat beroperasi dengan baik dalam jarak yang diharapkan.
4.7. Pengujian Keseluruhan Sistem
Pengujian keseluruhan sistem dilakukan untuk memastikan bahwa semua komponen bekerja secara sinergis. Hasil menunjukkan bahwa sistem dapat memantau gas karbon monoksida dengan efektif dan memberikan data yang dapat diandalkan.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini memberikan kesimpulan dari penelitian yang dilakukan serta saran untuk pengembangan lebih lanjut. Kesimpulan merangkum temuan utama dari penelitian, sementara saran mencakup rekomendasi untuk penelitian di masa depan dan peningkatan sistem yang ada.
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan penelitian ini menunjukkan bahwa protokol komunikasi yang dirancang dapat berfungsi dengan baik dalam pemantauan gas karbon monoksida menggunakan WSN dengan topologi tree. Sistem ini efektif dalam mengumpulkan dan mengirimkan data, serta dapat diandalkan dalam kondisi tertentu.
5.2. Saran
Saran untuk penelitian selanjutnya mencakup pengembangan sistem yang lebih kompleks dengan lebih banyak sensor dan node. Selain itu, peningkatan dalam algoritma komunikasi juga disarankan untuk meningkatkan efisiensi dan kecepatan pengiriman data.
Referensi Dokumen
- Wireless Sensor Networks for Monitoring the Environmental Activities ( Mittal, R., Bathia, M.P.S. )
- System Architecture Directions for Networked Sensors ( Hill, R. Szewczyk, A. Woo, S. Hollar, D. Culler, and K. Pister )
- System Architecture for Wireless Sensor Networks ( Jason L. H. )
- ATmega8 ( ATMEL Corporation )
- XBee ® /XBee-PRO ® RF Modules ( Digi International )
