REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK
DI DANAU TOBA
SKRIPSI
ATHMANATHAN 121402097
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2017
REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK
DI DANAU TOBA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
ATHMANATHAN 121402097
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2017
PERSETUJUAN
Judul : REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK DI DANAU TOBA
Kategori : SKRIPSI
Nama : ATHMANATHAN
Nomor Induk Mahasiswa : 121402097
Program Studi : S1 TEKNOLOGI INFORMASI
Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
M. Fadly Syahputra, B.Sc., M.Sc.IT Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc.
NIP. 19830129 200912 1 003 NIP. 19860303 201012 1 004 Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua,
Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc.
NIP. 19860303 201012 1 004
PERNYATAAN
REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK
DI DANAU TOBA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 28 April 2017
Athmanathan 121402097
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta restu-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Informasi.
Pertama, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc.. selaku pembimbing pertama dan Bapak M. Fadly Syahputra, B.Sc., M.Sc.IT selaku pembimbing kedua yang telah meluangkan waktu dan tenaganya untuk membimbing penulis dalam penelitian serta penulisan skripsi ini.
Tanpa inspirasi serta motivasi yang diberikan dari kedua pembimbing, tentunya penulis tidak akan dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Seniman S.Kom., M.Kom., sebagai dosen pembanding pertama dan Bapak Ainul Hizriadi, S.Kom ., M.Sc sebagai dosen pembanding kedua yang telah memberikan masukan serta kritik yang bermanfaat dalam penulisan skripsi ini.
Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada semua dosen serta pegawai di lingkungan program studi Teknologi Informasi, yang telah membantu serta membimbing penulis selama proses perkuliahan.
Penulis tentunya tidak lupa berterima kasih kepada orang tua penulis, yaitu Bapak Selvanathan , Ibu Yeniaty yang telah membesarkan penulis dengan sabar dan penuh kasih sayang, serta doa dari mereka yang selalu menyertai selama ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada adik penulis Sonia Jayanthi dan adik penulis Karunanathan yang selalu memberikan dukungan kepada penulis.
Terima kasih juga penulis ucapkan kepada teman-teman yang telah memberikan dukungan, khususnya Scarlet Legion untuk masa-masa kuliah paling menarik, Tika Hairani, Eric Suwarno, bang Sintong Siregar, bang Reza Taqyudin, Rona, Hamon, Mutiara, Charlie, Grace, Fatimah, Veronica junior terbaik sepanjang masa . M. Iqbal Rizki Siregar, Hasan yang telah banyak membantu dalam pengambilan data ke Danau Toba. Serta teman-teman dari Medan Wolves khususnya Aza, Hakim, Randa, Aldo, Iboi, Indra, Adam.
ABSTRAK
Danau Toba merupakan salah satu destinasi wisata paling penting di Indonesia, khususnya di kawasan provinsi Sumatera Utara. Seiring berkembangnya pariwisata di Danau Toba, kemungkinan terjadinya pencemaran lingkungan terutama pencemaran polusi air juga bertambah. Situasi ini membuat perlu adanya sebuah sistem yang dapat memonitor kondisi kualitas air di Danau Toba. Dalam penelitian ini, penulis mengembangkan sebuah metode untuk mengumpulkan data dari polusi air yang terdapat di Danau Toba secara real-time. Metode yang dipakai dalam penelitian ini mempunyai beberapa parameter yang diukur yaitu tingkat oksigen terlarut air, tingkat pH air, tingkat suhu air, tingkat ORP air, tingkat suhu udara dan tingkat kelembaban udara. Sensor ini akan diletakkan di beberapa lokasi di atas permukaan air Danau Toba untuk meningkatkan keakuratan pengukuran. Dan hasil dari penelitian ini sudah menunjukkan bahwa beberapa tempat di Danau Toba dapat dimonitor secara efektif.
Kata kunci: sistem real-time, polusi air, Danau Toba, sensor air, wireless sensor network.
REAL TIME MONITORING SYSTEM FOR WATER POLLUTION IN LAKE TOBA
ABSTRACT
Lake Toba serves as an important tourism attraction in Indonesia, especially in the region of North Sumatera province. As tourism in Lake Toba develops, the possibility of environmental issues in Lake Toba, mainly water quality, also increases. This condition increases the necessity for a system that can monitor the environment condition, especially the water quality in Lake Toba. In this paper, we propose a design and development to gather and process data about water pollution in Lake Toba in a real-time process. Our proposed design consists of several sensors which record several parameters, such as Dissolved Oxygen Level, pH level, Water Temperature, Air Humidity and Air Temperature. These sensor buoys will be placed on several locations on Lake Toba’s surface to increase the effectiveness of measurement, thus improving the measurement result. Finally, the real-time measured values from the sensors will be gathered and processed in one main controller; the experiment result shows that certain area can be monitored effectively.
Keywords—real-time system; water pollution ; Lake Toba, water sensor device, wireless sensor network.
DAFTAR ISI
Hal.
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Ucapan Terima Kasih iv
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
BAB 1 Pendahuluan 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Tujuan Penelitian 2
1.4. Batasan Masalah 3
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Metodologi Penelitian 3
1.7. Sistematika Penulisan 5
BAB 2 Landasan Teori 7
2.1. Pencemaran Air 7
2.2. Sensor Air 9
2.2.1. DS18S20 Probe 9
2.2.2. Analog pH Meter Pro 12
2.2.3. Dissolved Oxygen Sensor Kit 13 2.2.4. Dht11 Air Temperature and Humidity Sensor 13
2.2.5. ORP meter DFrobot 14
2.3. Arduino Uno 15
2.4. GSM Shield 16
BAB 3 Analisis dan Perancangan 20
3.1. Analisis Sistem 21
3.1.1. Wiring Diagram 21
3.1.2. Alur Pemrograman 22
3.2. Perancangan Antarmuka Sistem 25
3.3. Sensor Buoy 25
BAB 4 Implementasi dan Pengujian 26
4.1. Implementasi Sistem 26
4.1.1. Spesifikasi Perangkat Keras dan Lunak yang Digunakan 26 4.1.2. Implementasi Perancangan Antarmuka 26
4.2. Pengujian Sistem 30
4.2.1. Hasil Pengukuran Pertama 30
4.2.2. Hasil Pengukuran Kedua 35
BAB 5 Kesimpulan dan Saran 41
5.1. Kesimpulan 41
5.2. Saran 41
Daftar Pustaka 42
DAFTAR TABEL
Hal.
Tabel 2.1. Hasil Pengukuran pH dalam minivolt 10
Tabel 2.2. Tabel Penelitian Terdahulu 17
Tabel 3.1. Sensor Class 23
Tabel 3.2. Struktur Database 24
Tabel 4.1. Hasil Pengukuran pH-1 31
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran DO-1 33
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran pH-2 36
Tabel 4.4. Hasil Pengukuran DO-2 38
DAFTAR GAMBAR
Hal.
Gambar 2.1. Diagram Blok Sensor DS18S20 (Dallas, 2014). 8 Gambar 2.2. Bentuk Sensor DS18S20 (Dallas, 2014). 9 Gambar 2.3. Skema Pengkabelan pH Meter (D-Robotics, 2010). 11
Gambar 2.4. DO Circuit 12
Gambar 2.5. DO Probe 12
Gambar 2.6. Sensor dht11(D-Robotics, 2010). 13
Gambar 2.7. Sensor ORP (DFrobot , 2010). 14
Gambar 2.8. Arduino Uno 15
Gambar 2.9. GSM Shield 16
Gambar 3.1. Arsitektur umum sistem yang diajukan 19 Gambar 3.2. Pendeklarasian variabel untuk sensor DO 20 Gambar 3.3. Pendeklarasian variabel untuk GSM Shield 21 Gambar 3.4. Pendeklarasian variabel untuk pH dan ORP sensor 22 Gambar 3.5. Pendeklarasian variabel untuk DS18S20 sensor 22 Gambar 3.6. Pendeklarasian variabel untuk sensor suhu dan kelembaban udara 23
Gambar 3.7. Rancangan awal tampilan sistem 25
Gambar 3.8. Sensor Buoy 25
Gambar 4.1. Tampilan Data DO 27
Gambar 4.2. Tampilan Data pH 27
Gambar 4.3. Tampilan Data ORP 28
Gambar 4.4. Tampilan Data Suhu Air 28
Gambar 4.5. Tampilan Data Suhu Udara 29
Gambar 4.6. Tampilan Data Kelembaban Udara 29
Gambar 4.7. Data pH air pengukuran pertama 30
Gambar 4.8. Data DO air pengukuran pertama 32
Gambar 4.9. Data suhu air pengukuran pertama 33
Gambar 4.10. Data kelembaban udara pengukuran pertama 34
Gambar 4.11. Data suhu udara pengukuran pertama 34
Gambar 4.12. Data pH pengukuran kedua 36
Gambar 4.13. Data DO pengukuran kedua 37
Gambar 4.14. Data suhu air pengukuran kedua 38
Gambar 4.15. Data suhu udara pengukuran kedua 39
Gambar 4.16. Data kelembaban udara pengukuran kedua 39
Gambar 4.17. Data ORP dari pengukuran kedua 40
