RANCANGAN APLIKASI IDENTIFIKASI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI PWA BERBASIS RASPBERRY PI DI
POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
TUGAS AKHIR
Oleh :
MOCHAMMAD RIZQI NUR WAHYUDI NIT. 30218015
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK NAVIGASI UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
2021
i
RANCANGAN APLIKASI IDENTIFIKASI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI PWA BERBASIS RASPBERRY PI DI
POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Ahli Madya (A. Md) pada Program Studi Diploma 3 Teknik Navigasi Udara
Oleh :
MOCHAMMAD RIZQI NUR WAHYUDI NIT. 30218015
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK NAVIGASI UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
2021
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
RANCANGAN APLIKASI IDENTIFIKASI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI PWA BERBASIS RASPBERRY PI DI
POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
Oleh:
Mochammad Rizqi Nur Wahyudi NIT. 30218015
Disetujui untuk diujikan pada:
12 Agustus 2021
Pembimbing 1 : NYARIS PAMBUDIYATNO, S.SiT, M.MTr
NIP. 19820525 200502 1001
Pembimbing 2 : ROMMA DIANA PUSPITA,S.SIT
NIP. 19820507 200502 2 002
...
...
iii
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANGAN APLIKASI IDENTIFIKASI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI PWA BERBASIS RASPBERRY PI DI
POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA Oleh:
Mochammad Rizqi Nur Wahyudi NIT. 30218015
Telah dipertahankan dan dinyatakan lulus pada Ujian Tugas Akhir Program Pendidikan Diploma 3 Teknik Navigasi Udara
Politeknik Penerbangan Surabaya Pada tanggal :
12 Agustus 2021
Panitia Penguji :
1. Ketua : Dr. YUYUN SUPRAPTO, S.SiT, MM
NIP. 19810529 200812 1001
2. Sekretaris : EFRIED NARA P., S.SiT, MM NIK. ASN83380
3. Anggota : NYARIS PAMBUDIYATNO, S.SiT, M.MTr NIP. 19820525 200502 1001
Ketua Program Studi D. 3 Teknik Navigasi Udara
NYARIS PAMBUDIYATNO, S.SiT, M.MTr NIP. 19820525 200502 1001
...
...
...
iv
Surabaya,
Yang membuat pernyataan
materai Rp 10.000,00
Mochammad Rizqi Nur Wahyudi NIT. 30218015
PERNYATAAN KEASLIAN DAN HAK CIPTA
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Mochammad Rizqi Nur Wahyudi
NIT : 30218015
Program Stud : D3 Teknik Navigasi Udara
Judul Tugas Akhir : Rancangan Aplikasi Identifikasi Kebakaran Dengan Menggunakan Aplikasi PWA Berbasis Raspberry Pi Di Politeknik Penerbangan Surabaya
dengan ini menyatakan bahwa :
1. Tugas Akhir ini merupakan karya asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar akademik, baik di Politeknik Penerbangan Surabaya maupun di Perguruan Tinggi lain, serta dipublikasikan, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka.
2. Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan Hak Bebas Royalti Non Eksklusif (Non-Exclusive Royalty-Free Right) kepada Politeknik Penerbangan Surabaya beserta perangkat yang ada (jika diperlukan).
Dengan hak ini, Politeknik Penerbangan Surabaya berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya dengan tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah diperoleh, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma yang berlaku di Politeknik Penerbangan Surabaya.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis munajatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkah, rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sesuai waktu yang telah ditentukan. Penelitian Tugas Akhir dengan judul “RANCANG BANGUN SISTEM PENANGANAN KEBAKARAN BERBASIS RASPBERRY PI DENGAN APLIKASI ANDROID DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA” yang diajukan untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan pendidikan di Politeknik Penerbangan Surabaya dan memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md).
Terselesaikannya Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan semua pihak yang memberikan arahan dan bimbingannya, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan kelancaran dan kesehatan kepada penulis dalam penyusunan penelitian Tugas Akhir.
2. Ayahanda Suparna dan Ibunda Mujiatminingsih yang senantiasa memberikan do’a dan untuk keberhasilan penulis dan menjadi sumber semangat hidup dalam mengikuti pendidikan.
3. Bapak M. Andra Adityawarman, MT. selaku Direktur Politeknik Penerbangan Surabaya.
4. Bapak Nyaris Pambudiyatno, S.SiT, M.MTr selaku Ketua Program Studi Teknik Navigasi Udara sekaligus dosen pembimbing I di Politeknik Penerbangan Surabaya.
5. Ibu Romma Diana Puspita,S.SiT selaku pembimbing II, atas bimbingannya 6. Seluruh dosen dan civitas akademika Program Studi D3 Teknik Navigasi Udara
Politeknik Penerbangan Surabaya atas pengajaran.
7. Teman-teman sekelas D3 Teknik Navigasi Udara XI, teman – teman seangkatan dan adik-adik tingkat II dan tingkat I yang selalu memberikan support, motivasi, kebersamaan dan kerjasamanya.
vi
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu yang telah membantu secara sukarela dalam segala keperluan saya selama menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Akhirnya, penulis menyadari bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih belum sempurna dan masih banyak hal yang perlu diperbaiki serta terdapat kekurangan dari penulis. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak, untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak, khususnya kepada semua Taruna di Politeknik Penerbangan Surabaya.
Surabaya, Agustus 2021
Mochammad Rizqi Nur Wahyudi
vii ABSTRAK
RANCANGAN APLIKASI IDENTIFIKASI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI PWA BERBASIS RASPBERRY PI DI
POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
Oleh:
Mochammad Rizqi Nur Wahyudi NIT. 30218015
Kebakaran adalah musibah yang mengkhawatirkan bagi pihak yang mengalaminya karena dapat mengakibatkan berbagai kerugian. Bangunan gedung, perabotan, dan bahkan dokumen ikut hangus terbakar. Dalam tugas akhir ini, prototipe pendeteksi kebakaran akan didesain dengan hasil output berupa notifikasi pesan yang masuk melalui aplikasi android dan pesan khusus yang tersambung langsung dengan pemadam kebakaran.
Hasil tersebut diperoleh dari proses pengambilan gambar melalui webcam secara real time dan dideteksi oleh ketiga sensor yaitu Flame Sensor 5 Kanal, sensor suhu, dan sensor asap kemudian diolah menggunakan Raspberry pi. Setelah diproses menggunakan Raspberry pi, kemudian akan mengaktifkan relay untuk menyalakan valve selenoid 12V. Dengan begitu notifikasi akan masuk melalui aplikasi android berupa pesan yang apabila diklik akan masuk ke aplikasi android dan aplikasi tersebut menampilkan video realtime pada titik terjadinya kebakaran.
Rancangan monitoring sistem deteksi dan peringatan nyala api ini menggunakan kamera webcam. Data yang di tangkap oleh Webcam dan sensor dikirim melalui aplikasi IoT. User harus terhubung dengan internet dengan begitu user dapat menerima data tersebut melalui aplikasi Android. Dalam desain sistem, pengolahan data dan pertukaran informasi menggunakan salah satu platform IoT (Internet of Things).
Kata kunci : Webcam, Flame Sensor 5 kanal, Raspberry pi, IoT, dan Sistem Android
viii ABSTRACT
DESIGN OF FIRE IDENTIFICATION APPLICATION USING PWA APPLICATION BASED ON RASPBERRY PI IN FLIGHT POLYTECHNIC
SURABAYA By:
Mochammad Rizqi Nur Wahyudi NIT. 30218015
Fire is a disaster that is worrying for those who experience it because it can result in various losses. Buildings, furniture, and even documents were burned down. In this final project, a fire detector prototype will be designed with the output in the form of notification messages that goes through the android application and special messages that are directly connected to the fire department.
These results are obtained from the process of taking pictures through webcam in realtime and detected by the three sensors, namely the 5 Channel Flame Sensor, temperature sensor, and smoke sensor then processed using Raspberry pi. After processing using Raspberry pi, then it will activate the relay to turn on the 12V solenoid valve. In that way, the notification will go through the android application in the form of a message which when we clicked it, we will go into the android application and the application displays a realtime video at the point of the fire.
The monitoring design of the flame detection and warning system uses a webcam camera, the results of the image are detected in image processing and processed in the Raspberry pi as the basic concept of the detection system. The data captured by webcams and sensors are sent through the IoT application. The user must be connected to the internet so that the user can receive the data through the Android application. In system design, data processing and information exchange use one of the IoT (Internet of Things) platforms.
Keywords: Webcam, Flame Sensor 5 channel, Raspberry pi, IoT, and Android System
ix DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
PERNYATAAN KEASLIAN DAN HAK CIPTA ... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... 2
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB 2 LANDASAN TEORI ... 5
2.1 Kebakaran ... 5
2.2 Internet of Things (IoT) ... 6
2.3 Webcam ... 7
2.4 Python ... 8
2.5 Node.Js ... 8
2.6 Perangkat dan Komponen ... 8
2.6.1 Raspberry Pi 3 Model B+ ... 8
2.6.2 Sensor Suhu DS18B20 ... 11
2.6.3 Flame Sensor 5 Kanal ... 13
2.6.4 Sensor Asap MQ7 ... 14
2.6.5 Selenoid Valve 12V ... 15
2.6.6 Relay ... 16
2.6.7 Power Supply ... 18
2.6.8 Modul GSM SIM800L ... 20
2.6.9 Analog to Digital Converter (ADC) ... 21
2.7 Android Studio ... 23
2.8 Aplikasi PWA ... 24
2.8 Komputer ... 25
2.9 Kajian Penelitian Terdahulu yang Relevan ... 26
BAB 3 METODE PENELITIAN ... 30
3.1 Konsep Rancangan ... 30
3.2 Sistem Kerja Alat ... 30
3.3 Flowchart Rancangan ... 31
x
3.4 Perancangan Perangkat Keras ... 33
3.4.1 Raspberry PI 3 Model B ... 33
3.4.2 Sensor Suhu DS18B20 ... 33
3.4.3 Flame Sensor 5 Kanal ... 33
3.4.4 Sensor Asap MQ7 ... 33
3.4.5 Relay dan Selenoid Valve 12V ... 34
3.4.6 Power Supply ... 34
3.4.7 Modul GSM SIM800L ... 34
3.5 Waktu Penelitian ... 35
BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 36
4.1 Bentuk Desain Sistem ... 36
4.2 Pengujian dan Analisa Perangkat Hardware... 37
4.2.1 Pengukuran dan Pengujian Sensor Api (Flame Detector) . 37 4.2.2 Pengukuran dan Pengujian Sensor Asap MQ-2 ... 38
4.2.3 Pengukuran dan Pengujian Sensor Suhu ... 39
4.2.4 Pengukuran dan Pengujian Catu Daya ... 39
4.3 Pengujian dan Analisa Perangkat Software. ... 40
4.3.1 Tampilan Pada Aplikasi ... 41
4.3.2 Pengujian Notifikasi ... 43
4.4 Pengujian Integrasi Dari Seluruh Sistem ... 44
BAB 5 PENUTUP ... 46
5.1 Kesimpulan ... 46
5.2 Saran ... 46
DAFTAR PUSTAKA ... 48 LAMPIRAN
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sistem Kerja Teknologi IoT ... 7
Gambar 2.2 Raspberry Pi 3 Model B+ ... 9
Gambar 2.3 Pin GPIO Raspberry Pi 3 model B+ ... 11
Gambar 2.4 Sensor Suhu DS18B20 ... 11
Gambar 2.5 Flame Sensor 5 Kanal ... 13
Gambar 2.6 Sensor Asap MQ7 ... 14
Gambar 2.7 Water Solenoid Valve ... 15
Gambar 2.8 Relay ... 16
Gambar 2.9 Symbol Relay ... 16
Gambar 2.10 Normally Open (NO) ... 16
Gambar 2.11 Normally Close (NC) ... 17
Gambar 2.12 Konfigurasi Relay ... 17
Gambar 2.13 Power Supply ... 18
Gambar 2.14 Gelombang Arus ... 19
Gambar 2.15 Modul GSM SIM800L ... 21
Gambar 2.16 Proses ADC... 22
Gambar 2.17 MCP3008 ... 22
Gambar 2.18 Personal Computer (PC) ... 25
Gambar 3.1 Blok Diagram Rancangan ... 30
Gambar 3.2 Flowchart Kerja Alat ... 32
Gambar 4.1 Desain Sistem ... 36
Gambar 4.2 Desain Penempatan Sensor Dan Sprinkler Air ... 37
Gambar 4.3 Tampilan Pada Aplikasi ... 41
Gambar 4.4 Tampilan Webcam ... 42
Gambar 4.5 Notifikasi pemberitahuan berupa SMS ... 43
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Spesifikasi Sensor Suhu DS18B20 ... 12
Tabel 2.2 Spesifikasi Flame Sensor 5 Kanal ... 13
Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor Asap MQ7 ... 15
Tabel 2.4 Spesifikasi Power Supply ... 20
Tabel 2.5 Spesifikasi Modul GSM SIM800L ... 21
Tabel 2.6 Kajian Penelitian yang Relevan ... 26
Tabel 3.1 Waktu Penelitian ... 35
Tabel 4.1 Pengukuran Sensor Api (Flame Detector) ... 38
Tabel 4.2 Pengukuran Sensor Asap MQ-2 ... 38
Tabel 4.3 Pengukuran Sensor Suhu ... 39
Tabel 4.4 Pengukuran Tegangan Input ... 40
Tabel 4.5 Hasil integrasi keseluruhan sistem ... 44
1 BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teknologi membuat segala sesuatu yang dilakukan menjadi lebih mudah.
Manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu yang dapat mempermudah aktivitasnya, hal inilah yang mendorong perkembangan teknologi yang telah banyak menghasilkan alat sebagai piranti untuk mempermudah kegiatan manusia, bahkan menggantikan peran manusia dalam suatu fungsi tertentu. Khususnya pada lingkungan Politeknik masih belum ada sistem kebakaran yang dapat mencegah bahkan memadamkan api secara otomatis yang berbasis android sehingga dapat mempermudahkan para pengguna. Oleh karena itu penulis melakukan penelitian ini. Banyak rancangan yang sudah dilakukan sebelumnya untuk menghasilkan suatu sistem dengan tujuan mendeteksi potensi yang dapat menimbulkan terjadinya kebakaran. Pengembangan alat deteksi kebakaran pada gas dan api berbasis android telah dilakukan oleh (M. Ilham Ashiddiq T. 2019). Rancangan Sistem Peringatan Dini Deteksi Dan Pemadam Kebakaran Berbasis Raspberry Pi sebagai mikrokontroler utama dalam pengolahan data sensor berbasis android, (Sumarto, 2017). Sistem rancangan berbasis mikrokontroler arduino uno yang terintegrasi dengan aplikasi telegram sebagai sistem komunikasi dengan user telah dilakukan oleh (aninda, 2020).
Dari hasil analisis pada rancangan alat deteksi kebakaran yang telah dikembangkan sebelumnya, penulis melakukan rancang bangun untuk menambahkan fitur baru dan beberapa keunggulan dari alat deteksi sebelumnya.
Bentuk rancangan fitur baru tersebut yaitu dapat memadamkan api secara langsung sehingga dapat mempercepat penanganan. Oleh karena itu, penggunaan webcam sebagai pemantau real time, serta flame sensor 5 kanal, sensor asap MQ7, dan sensor suhu DS18B20 sebagai alat deteksi yang dirancang dengan menggunakan Raspberry Pi 3B+. Apabila sensor api, sensor suhu, dan sensor asap merespon obyek di dalam ruangan, maka obyek tersebut akan ditampilkan pada aplikasi Android menggunakan antarmuka program processing melalui Raspberry Pi 3B+.
Dengan mengandalkan beberapa sensor yang diterapkan diharapkan alat ini dapat di fungsikan pada lingkungan Politeknik Penerbangan Surabaya.
Untuk memahami dari pada konsep kerja sensor dan mikrokontroller maka penulis mencoba menyajikan sebuah rancangan prototipe sederhana yang berjudul
“RANCANGAN APLIKASI IDENTIFIKASI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI PWA BERBASIS RASPBERRY PI DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi dan pembatasan masalah diatas maka dirumuskan permasalahan “Bagaimana rancangan aplikasi identifikasi kebakaran dengan menggunakan aplikasi PWA berbasis Raspberry PI di Politeknik Penerbangan Surabaya?”
1.3 Batasan Masalah
Menyadari terbatasnya waktu dan kemampuan yang dimiliki serta agar mengarah pada pokok permasalahan yang sesuai dengan judul Penelitian Tugas Akhir, kiranya penulis perlu membatasi permasalahan yang ada antara lain:
1. Alat ini dirancang untuk memberikan informasi tentang adanya kebakaran.
2. Alat ini dapat mengirimkan notifikasi bahwa terjadi kebakaran.
3. Alat ini dapat memonitoring kebakaran melalui webcam secara video realtime.
4. Alat ini hanya bisa memberikan pemberitahuan terhadap pengguna android.
5. Alat ini berfungsi untuk memadamkan kebakaran yang sifatnya bisa dipadamkan menggunakan air.
1.4 Tujuan Penelitian
Penulisan Penelitian Tugas Akhir ini, penulis mempunyai tujuan antara lain : 1. Sebagai syarat lulus dan mendapat gelar A.Md prodi D3. TNU
2. Menjadi salah satu solusi untuk memadamkan kebakaran di Politeknik Penerbangan Surabaya.
1.5 Manfaat Penelitian
Penulisan Tugas Akhir ini, penulis mempunyai manfaat antara lain :
1. Mengembangkan pengetahuan dan keterampilan keilmuan di program studi D3.TNU
2. Menambah khazanah penelitian dibidang sistem pemadam kebakaran, sistem android dan untuk diaplikasikan di masyarakat khususnya Politeknik Penerbangan Surabaya.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan dalam pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari sistem monitoring ruangan menggunakan sensor deteksi nyala api dengan menggunakan image processing, maka dengan ini sistematika penulisan Tugas Akhir adalah sebagai berikut :
BAB 1 : PENDAHULUAN
Pada bab ini dijelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, metode penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB 2 : LANDASAN TEORI
Pada bab ini menerangkan gambaran tentang teori dan kajian yang penelitian terdahulu yang relevan digunakan dalam rancangan sistem deteksi dan peringatan nyala api dengan menggunakan monitoring real time.
BAB 3 : METODE PENELITIAN
Pada bab ini menjelaskan tentang teknik perencanaan dan rancangan pembuatan sistem deteksi dan peringatan nyala api dengan menggunakan monitoring real time meliputi waktu dan tempat penelitian, desain dan cara kerja alat serta perancangan dan pembuatan alat.
BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini menjelaskan hasil pengujian dan pembahasan dari Sistem Penanganan Kebakaran Berbasis Raspberry Pi Dengan Aplikasi Android.
BAB 5 : PENUTUP
Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari studi yang telah dikerjakan.
5 BAB 2
LANDASAN TEORI
Guna menunjang pembahasan lebih lanjut akan diuraikan beberapa teori dasar dan pengenalan terhadap beberapa komponen, terutama bagian-bagian yang secara umum diketahui sebagai pendukung prinsip kerja rangkaian yang akan dibuat dengan tujuan agar nantinya dapat membantu dalam bahan penulisan.
2.1 Kebakaran
Kebakaran adalah sebuah fenomena yang terjadi ketika suatu bahan mencapai temperatur kritis dan bereaksi secara kimia dengan oksigen yang menghasilkan panas, nyala api, cahaya, asap, uap air, karbon monoksida, karbondioksida, atau produk dan efek lain (Standar Nasional Indonesia/SNI).
Kebakaran merupakan api yang tidak terkendali dan tidak diinginkan oleh manusia. Kebakaran termasuk keadaan darurat yang dapat menimbulkan berbagai macam kerugian mulai dari manusia, harta benda, maupun produktivitas, dan kerugian sosial.
Menurut PERMEN PU No.26/PRT/M/2008 pasal 1, bahaya kebakaran adalah bahaya yang diakibatkan oleh adanya ancaman potensial dan derajat terkena pancaran api sejak dari awal terjadi kebakaran hingga penjalaran api, asap, dan gas yang ditimbulkan.
Jenis-jenis Kebakaran
Menurut PERMEN Tenaga Kerja No.PER.04/MEN/1980 pasal 2, kebakaran diklasifikasikan menjadi empat jenis, yaitu:
Kebakaran Golongan A
Kebakaran bahan padat kecuali logam yang kebanyakan tidak dapat terbakar dengan sendirinya. Sifat utama dari kebakaran benda padat adalah bahan-bakarnya tidak mengalir dan sanggup menyimpan panas baik sekali. Misalnya karet, kertas, kayu, plastic.
Kebakaran Golongan B
Kebakaran bahan cair atau gas yang mudah terbakar. Misalnya : solvent, pelumas, produk minyak bumi, pengencer cat, bensin, dan cairan yang mudah terbakar.
Kebakaran Golongan C
Kebakaran dari instalasi listrik dan listrik itu sendiri bertegangan.
Kebakaran Golongan D
Kebakaran logam seperti magnesium, titanium, uranium, sodium, lithium, dan potassium.
2.2 Internet of Things (IoT)
Internet of Things adalah suatu konsep yang bertujuan untuk memanfaatkan teknologi internet yang terus berkembang agar dapat diimplementasikan ke dalam benda fisik sehingga manusia dapat berinteraksi langsung dengan benda tersebut seperti mengirim data dan melakukan kendali jarak jauh secara real-time. Makna lain serupa, IoT adalah sebuah konsep di mana suatu objek yang memiliki kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan internet tanpa melakukan interaksi manusia ke manusia atau manusia ke komputer. Teknologi perangkat keras IoT yang digunakan pada umumnya adalah teknologi Radio Frequency Identification (RFID), Wireless Sensor Network (WSN), dan nano teknologi.
Perangkat keras umum seperti kamera dan sensor api, sensor asap, atau sensor suhu digunakan untuk IoT. Beberapa teknologi perangkat lunak adalah pemrosesan informasi dan teknologi kemanan. IoT memiliki arsitektur yang terdiri atas perception layer, network layer, dan application layer. 7 Perception layer adalah lapisan yang terdiri atas sensor dan perangkat yang digunakan untuk menerima data dari lingkungan yang diubah menjadi bentuk digital dan kemudian akan disalurkan ke network layer. Sensor yang dapat digunakan contohnya dapat berupa RFID chip, perangkat yang dapat menerima data dari lingkungan, maupun gateway yang diakses oleh suatu perangkat. Kamera pada smartphone juga dapat digunakan sebagai sensor. Network layer adalah lapisan jaringan kedua yang berfungsi untuk menghubungkan lapisan sensor dengan lapisan aplikasi. Pada lapisan ini ditentukan informasi yang akan disalurkan pada lapisan aplikasi. Selain itu, pemrosesan data dilakukan pada lapisan ini. Kemampuan jaringan dan bagaimana data dikirim ditentukan pada lapisan ini. Application layer adalah lapisan terakhir pada arsitektur IoT yang digunakan. Lapisan ini merupakan antar muka yang mudah digunakan oleh pengguna yang terhubung dengan lapisan
jaringan. Pengguna dapat berkomunikasi dengan lapisan sensor untuk mendapatkan data yang sesuai dengan kebutuhan.
Gambar 2.1 Sistem Kerja Teknologi IoT Sumber : www.myspsolution.com
2.3 Webcam
WebCam (singkatan dari web camera) adalah sebutan bagi kamera real- time yang gambarnya bisa diakses atau dilihat melalui World Wide Web, program instant messaging, atau aplikasi video call. Istilah WebCam merujuk pada teknologi secara umumnya, sehingga kata web kadang-kadang diganti dengan kata lain yang mendeskripsikan pemandangan yang ditampilkan di kamera. WebCam biasanya digunakan untuk keperluan konferensi jarak jauh atau juga sebagai kamera pemantau. WebCam adalah sebuah periferal berupa kamera sebagai pengambil citra atau gambar yang dikendalikan oleh sebuah komputer atau oleh jaringan komputer. Gambar yang diambil oleh WebCam ditampilkan ke layar monitor yang dikendalikan melalui komputer, sehingga ada interface atau port yang digunakan untuk menghubungkan WebCam dengan komputer atau jaringan melalui port USB.
Yang membedakan sebuah WebCam dengan alat sejenis lainnya ialah besaran resolusinya. Resolusi dapat dikatakan menjadi ukuran kualitas sebuah WebCam yang mempengaruhi kualitas gambar yang ditampilkan. WebCam terdiri dari sebuah lensa, sensor gambar (Image sensor) dan rangkaian elektronik. Sensor gambar dapat berupa CMOS dan CCD.
2.4 Python
Tugas Akhir ini menggunakan bahasa pemrograman Python. Kelebihan bahasa pemrograman python adalah memiliki sintaks yang simpel, sederhana dan dokumentasi yang lengkap sehingga membuat Python menjadi bahasa pemrograman yang mudah untuk dipelajari. Python adalah bahasa yang powerful dengan pendekatan pemrograman berorientasi objek. Bahasa pemrograman python juga memiliki keunggulan berupa fitur yang melimpah, library yang luas, komunitas yang besar dan masih banyak hal lainnya. Bahasa yang efektif adalah bahasa yang dapat disampaikan dan ditangkap dengan cepat. Dengan kelebihan tersebut, programmer akan lebih fokus pada pengembangan aplikasi. Python adalah bahasa pemrograman interpretatif multiguna. Tidak seperti bahasa lain yang sulit untuk dibaca dan dipahami, python lebih menekankan pada keterbacaan kode agar lebih mudah untuk memahami sintaks. Hal ini membuat Python sangat mudah dipelajari baik untuk pemula maupun untuk yang sudah menguasai bahasa pemrograman lain.
2.5 Node.Js
Tugas akhir ini juga memerlukan web server umtuk mengirimkan data ke internet sehingga bisa masuk pada aplikasi yang telah dibuat. Node.Js dibutuhkan sebagai perangkat lunak yang berfungsi untuk mengembangkan aplikasi pada web yang ditulis dengan menggunakan bahasa pemograman JavaScript. Bahasa pemrograman JavaScript sering dipergunakan pada sisi client yaitu pada browser.
Dengan adanya Node.js, penggunaan bahasa pemrograman JavaScript bisa lebih luas lagi.
2.6 Perangkat dan Komponen 2.6.1 Raspberry Pi 3 Model B+
Raspberry Pi 3 model B+ adalah suatu perangkat mini computer berukuran sebesar kartu kredit. Raspberry Pi 3 model B+ memiliki system Quad Core Broadcom BCM2837 64-bit ARMv8 dengan kecepatan processor 1.2 GHz, serta BCM43143 yang mensupport WIFI. Sistem operasinya ditanam pada sebuah SD Flash Card, yang menjadikannya sangat mudah untuk diganti dan ditukar.
Termasuk builtin hard disk atau solid-state drive, tetapi menggunakan kartu SD
untuk booting dan penyimpanan jangka panjang, serta telah diuji sebagai multimedia player dengan kemampuan streaming, sebagai perangkat game machine, internet browsing dan sebagai mainboard pengembangan hardware. Hal tersebut memungkinkan perangkat ini digunakan sebagai perangkat pendidikan bagi orang-orang dari segala usia dan tingkat keterampilan.
Gambar 2.2 Raspberry Pi 3 Model B+
Sumber : www.raspberrypi.org Berikut spesifikasi dari Raspberry Pi 3 model B+:
1. Processor:
1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPU
802.11n Wireless LAN
Bluetooth 4.1
Bluetooth Low Energy (BLE) ➢ VideoCore IV 3D graphics core
2. Memory:
1GB RAM 3. Sistem Operasi:
a. Booting di kartu Micro SD, Sistem Operasi Linux atau Windows 10 IOT.
4. Power Supply:
a. Micro USB 5.1 V, 2.5 A.
5. Audio Output a. 4 USB Ports
b. Jack 3.5mm audio output c. HDMI Ports 6 Video Output
d. Composite Video RCA (PAL and NTSC) e. HDMI Ports 7 GPIO
f. 40-pin 2.54 mm (100 mil) expansion header: 2x20 strip Terdiri dari 27 pin GPIO, +3.3 V, +5 V and GND. Ethernet:10/100 BaseT Ethernet socket
6. Camera : 15-pin MIPI Camera Serial Interface (CSI-2) 7. Display : Display Serial Interface (DSI)
8. Memory Card Slot: Push/pull Micro SDIO GPIO (general purpose input output)
GPIO (general purpose input output) Raspberry Pi 3 model B+ adalah pin generic pada chip yang dapat dikontrol (diprogram) melalui perangkat lunak baik di konfigurasi sebagai pin input maupun pin output. Raspberry Pi 3 model B+ GPIO memiliki 26 pin dengan ukuran 2,54 mm. konektor GPIO memiliki fitur-fitur di antaranya:
1 Pin antarmuka I2C yang memungkinkan untuk menghubungkan modul hardware dengan hanya dua pin control.
2 SPI antarmuka, memiliki konsep mirip dengan I2C tetapi dengan standar yang berbeda.
3 Serial Rx dan Tx, pin untuk berkomunikasi dengan perangkat serial.
4 Pin PWM (Pulse Width Modulation) untuk control daya.
5 Pin PPM (Pulse Position Modulation) untuk mengendalikan motor servo.
Gambar 2.3 Pin GPIO Raspberry Pi 3 model B+
Sumber : www.raspberrypi.org
2.6.2 Sensor Suhu DS18B20
Gambar 2.4 Sensor Suhu DS18B20
Sumber : www.ardutech.com
Banyak sensor suhu yang dipakai dalam implementasi sistem instrumentasi, salah satu contohnya adalah DS18B20. Sensor ini telah memiliki keluaran digital meskipun kecil. Cara untuk mengaksesnya adalah dengan metode serial 1 wire. Sensor ini sangat menghemat pin port mikrokontroler, karena 1 pin port mikrokontroler dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan device lainnya.
Sensor ini juga memiliki tingkat akurasi cukup tinggi, yaitu 0,50C pada rentang suhu -100C hingga +850C, sehingga banyak dipakai untuk aplikasi sistem monitoring suhu. Aplikasi-aplikasi yang berhubungan dengan sensor sering kali
membutuhkan ADC dan beberapa pin port mikrokontroler, namun pada DS18B20 ini tidak dibutuhkan ADC agar dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler.
Spesifikasi lain dari DS18B20 adalah sebagai berikut:
Tabel 2.1 Spesifikasi Sensor Suhu DS18B20
Power Supply Range 3.0V ke 5.5V
Adjustable Resolusi 9 - 12.
Rentang Suhu Operasional
-55 ° C sampai + 125 ° C Output utama Red (VCC), Black (GND),
(DATA)
Kuning
Panjang kabel 100 cm
Ukuran Tube Stainless Steel
6 × 45mm
Sumber : Datasheet Sensor Suhu DS18B20
Pada saat beroperasi maka akan terjadi proses pengkonversian temperatur dan konversi ADC. Dimana data temperatur yang terukur akan disimpan di memori. Dengan mode power dari luar maka setelah perintah pengkonversian temperatur DS18B20 akan merespon dengan mengirim bit 0 saat pengkonversian masih dalam proses dan mengirim bit 1 saat pengkonversian telah selesai.
Pensuplaian pada DS18B20 terdapat 2 jenis mode yaitu pensuplaian dari alur dan mode pensuplaian secara parasit. Pada mode pensuplaian dari luar maka supplai harus dihubungkan pada pin Vcc sedangkan jika menggunakan mode parasit power DS18B20 tidak memerlukan supplai dari luar.
Pada mode parasit power hanya mencuri daya dari jalur/wire melalui pin Data saat jalur dalam keadaan high. Sebagian power akan disimpan untuk memberikan parasit power saat jalur dalam keadaan low. Saat menggunakan mode parasit power, jalur 1 wire dan Cpp akan memberikan arus yang cukup untuk waktu operasi yang lama. Dengan menggunakan mode parasit power saat DS18B20 dalam proses pengkonversian temperatur atau menyalin data dari memori ke EEPROM, arus yang beroperasi mencapai 1,5mA. Untuk memastikan
bahwa DS18B20 mendapatkan arus yang cukup, maka diperlukan pullup yang kuat pada jalur 1 wirenya. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan MOSFET untuk menarik jalur secara langsung.
2.6.3 Flame Sensor 5 Kanal
Infrared Flame Sensor 5 kanal adalah sensor untuk mendeteksi api dengan memanfaatkan Photodioda yang peka terharap gelombang IR dengan rentang 7001100nm yang biasanya berasal dari sumber api. Sangat bisa diaplikasikan dengan Raspberry pi atau minsys lainnya yang ingin merancang robot pemadam api (fire fighter robot). Photodioda mempunyai resistansi yang rendah pada kondisi forward bias, namun photodioda ini dapat dimanfaatkan dalam keadaan reverse bias, dimana resistansi dari photodioda akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk. Photodioda sambungan PN yang secara khusus dirancang untuk mendeteksi cahaya. Energi cahaya lewat melalui lensa yang mengekspos sambungan. Photodioda dirancang beroperasi pada mode bias mundur. Pada alat ini, arus bocor bias mundur meningkat dengan peningkatan level cahaya. Harga arus umumnya dalam rentang mikroampere. Photodioda mempunyai waktu respon yang sangat cepat terhadap cahaya.
Gambar 2.5 Flame Sensor 5 Kanal Sumber : www.myspsolution.com Tabel 2.2 Spesifikasi Flame Sensor 5 Kanal Sumber catu daya 3.3V ~ 9V
Keluaran Digital
Rentang spectrum 700nm - 1100nm
Sudut pembacaan 120 Derajat
Jenis Api
Suhu operasi -25°C – 85°C Dimensi Flame Sensor 5
Kanal
4 cm x lebar 4 cm
Sumber : Datasheet Sensor Api LM393 2.6.4 Sensor Asap MQ7
Gambar 2.6 Sensor Asap MQ7 Sumber : www.myspsolution.com
Sensor asap MQ7 merupakan sebuah sensor asap yang dapat mendeteksi adanya gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari hari. Fitur dari sensor asap MQ7 ini adalah mempunyai sensitivitas yang tinggi terhadap gas karbon monoksida (CO) yang stabil dan berumur panjang, maka dari itu sensor ini cocok untuk mendeteksi adanya asap. Pada gambar 2.6, sensor asap pin VCC pada MQ7 berfungsi sebagai penerima arus tegangan 5v. Pin GND sebagai saluran ground atau pertahanan. Sensor asap MQ7 dapat melakukan pembacaan data secara analog maupun digital, pin AO atau analog memiliki arti bahwa pin-pin ini mempunyai nilai yang bersifat analog (nilai yang berkesinambungan). Dalam program, nilai setiap pin analog yang berlaku sebagai masukan berkisar antar 0 sampai dengan 1023. Sedangkan pin DO sebagai pin digital yang mempunyai label 0 sampai dengan 13. Disebut pin digital karena membaca isyarat digital, yakni berupa 0 dan 1. Dalam hal ini, nilai 0 dinyatakan tegangan 0V dan nilai 1 dinyatakan sebagai tegangan 5V. Untuk penjelasan dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor Asap MQ7 Sumber Catu daya 5V
Keluaran Analog dan Digital
Analog Output Voltage 0V to 5V
Digital Output Voltage 0V or 5V (TTL Logic) Prehat duration 20 detik
Rentang Pengukuran 20ppm-2000ppm CO
Jenis gas CO
Pengatur sensitive digital pin untuk mendeteksi gas
Potensiometer
Dimensi sensor gas 32(L)* 20(W)* 22(H) Logika Output TTL Active low
Sumber : Datasheet Sensor Asap MQ7
2.6.5 Selenoid Valve 12V
Solenoid valve akan bekerja bila kumparan/coil mendapatkan tegangan arus listrik yang sesuai dengan tegangan kerja (kebanyakan tegangan kerja solenoid valve adalah 100/200VAC dan 12/24VDC). Dan sebuah pin akan tertarik karena gaya magnet yang dihasilkan dari kumparan selenoida tersebut. Saat pin tersebut ditarik naik, maka fluida akan mengalir dari ruang C menuju ke bagian D dengan cepat. Tekanan di ruang C turun dan tekanan fluida yang masuk mengangkat diafragma, sehingga katup utama terbuka dan fluida mengalir langsung dari A ke F.
Gambar 2.7 Water Solenoid Valve Sumber : www.solenoid-valve-info.com
2.6.6 Relay
Gambar 2.8 Relay
Sumber : www.inkuiri.com
Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan tegangan rendah yang dililitkan pada inti. Terdapat sebuah armatur besi yang akan tertarik menuju inti besi apabila arus mengalir melewati kumparan. Armatur ini terpasang pada sebuah tuas berpegas. Ketika armatur tertarik menuju inti, kontak jalur bersama akan berubah posisinya dari kontak normal-tertutup ke kontak normal-terbuka.
Gambar 2.9 Symbol Relay Sumber : www.inkuiri.com
Gambar 2.10 Normally Open (NO)
Sumber : www.inkuiri.com
Gambar 2.11 Normally Close (NC) Sumber : www.inkuiri.com
Relay adalah perangkat elektris atau bisa disebut komponen yang berfungsi sebagai saklar elektris. Cara kerja relay adalah apabila kita memberi tegangan pada kaki 1 dan kaki ground, maka relay secara otomatis posisi kaki CO (Change Over) pada relay akan berpindah dari kaki NC (Normally Close) ke kaki NO (Normally Open). Relay juga dapat disebut komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang dan tuas akan kembali ke posisi semula sehingga kontak saklar kembali terbuka. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut:
1. Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar
2. Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik.
Gambar 2.12 Konfigurasi Relay Sumber : www.inkuiri.com
Berikut ini penjelasan dari gambar di atas :
1) Armature merupakan tuas logam yang bisa naik turun. Tuas akan turun jika tertarik oleh magnet ferromagnetik (elektromagnetik) dan akan kembali naik jika sifat kemagnetan ferromagnetik sudah hilang.
2) Core merupakan intibesi yang dililiti kumparan.
3) Spring Pegas (atau per) berfungsi sebagai penarik tuas. Ketika sifat kemagnetan ferromagnetik hilang, maka spring berfungsi untuk menarik tuas ke atas.
4) NC Contact NC singkatan dari Normally Close. Kontak yang secara default terhubung dengan kontak sumber (kontak inti) ketika posisi OFF.
5) NO Contact NO singkatan dari Normally Open. Kontak yang akan terhubung dengan kontak sumber (kontak inti, C) ketika posisi ON.
6) COM Contact merupakan kontak sumber yang akan terhubung dengan NC atau NO
Electromagnet Kabel lilitan yang membelit logam ferromagnetik berfungsi sebagai magnet buatan yang sifatnya sementara. Menjadi logam magnet ketika lilitan dialiri arus listrik, dan menjadi logam biasa ketika arus listrik diputus.
Gambar 2.12 menunjukkan relay dengan 5 kaki.
2.6.7 Power Supply
Gambar 2.13 Power Supply Sumber : Dokumentasi Penulis (2021)
Catu daya (Power Supply) adalah sebuah perangkat yang memasok listrik energi untuk satu atau lebih beban listrik. Catu daya menjadi bagian yang penting dalam elektronika yang berfungsi sebagai sumber tenaga listrik, misalnya pada baterai atau accu. Pada dasarnya, power supply ini mempunyai konstruksi rangkaian yang terdiri dari trafo, penyearah, dan penghalus tegangan. Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang mengubah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun juga dapat merujuk ke perangkat yang mengonversi bentuk energi lain (misalnya mekanik, kimia, solar) menjadi energi listrik. Secara umum prinsip rangkaian catu daya terdiri atas komponen utama yaitu transformator, dioda dan kondensator. Dalam pembuatan rangkaian catu daya, selain menggunakan komponen utama juga diperlukan komponen pendukung agar rangkaian berfungsi dengan baik. Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak – balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Gambar dibawah ini menunjukkan perbedaan antara tegangan (a) DC dan (b) AC. Sumber DC yang disearahkan dari sumber AC dengan menggunakan rangkaian penyearah yang dibentuk dari dioda dan pada sumber AC tegangan berayun sewaktu-waktu pada:
Gambar 2.14 Gelombang Arus
Sumber : www.etsworlds.id
kutub positif atau sewaktu-waktu pada kutub negatif saja. Ada tiga macam rangkaian searah yaitu penyearah setengah gelombang, gelombang penuh dan sistem jembatan. Fungsi yang masuk dalam proses pengubahan catu daya AC ke DC adalah Penurun Tegangan. Komponen utama yang bisa digunakan untuk menurunkan tegangan adalah transformator. Transformator terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan primer (N1) dan lilitan sekunder (N2) yang dililitkan pada suatu inti yang saling terisolasi atau terpisah antara satu dengan yang lain. Besar tegangan pada lilitan primer dan lilitan sekunder ditentukan oleh jumlah lilitan yang terdapat pada bagian primer dan sekundernya. Dengan demikian transformator digunakan untuk memindahkan daya listrik pada lilitan primer ke lilitan sekundernya tanpa adanya perubahan daya. Fungsi lain dalam proses pengubahan catu daya AC ke DC adalah Penyearah. Penyearah digunakan untuk menyearahkan gelombang bolakbalik (AC) yang berasal dari jaringan jala-jala listrik. Pada modul ini, digunakan penyearah gelombang penuh. Hal tersebut dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan menggunakan dua buah atau empat dioda jembatan.
Tabel 2.4 Spesifikasi Power Supply
Model EMICO S-36-12
AC Input 220-240V 50/60Hz
Dimensi P 8.5 x L 6 x T 3,5
(cm)
DC Max 3A 36W
Sumber : Datasheet Power Supply Emico
2.6.8 Modul GSM SIM800L
SIM800L adalah modul SIM yang digunakan pada penelitian ini. Modul SIM800L GSM/GPRS adalah bagian yang berfungsi untuk berkomunikasi antara pemantau utama dengan Handphone. ATCommand adalah perintah yang dapat diberikan modem GSM/CDMA untuk mengirim dan menerima data berbasis GSM/GPRS, atau mengirim dan menerima SMS. SIM800L GSM/GPRS dikendalikan melalui perintah AT. AT+Command adalah sebuah kumpulan perintah yang digabungkan dengan karakter lain setelah karakter “AT” yang
biasanya digunakan pada komunikasi serial. Dalam penelitian ini, ATCommand digunakan untuk mengatur atau memberi perintah modul GSM/CDMA. Perintah ATCommand dimulai dengan karakter “AT” atau “at” dan diakhiri dengan kode (0x0d).
Gambar 2.15 Modul GSM SIM800L
Sumber : www.myspsolution.com
Modem GSM adalah sebuah perangkat elektronik yang berfungsi sebagai alat pengirim dan penerima pesan SMS. Tergantung dari tipenya, tapi umumnya alat ini berukuran cukup kecil, ukuran sama dengan pesawat telepon seluler GSM.
Sebuah modem GSM terdiri dari beberapa bagian, di antaranya adalah lampu indikator, terminal daya, terminal kabel ke komputer, antena dan untuk meletakkan kartu SIM.
Tabel 2.5 Spesifikasi Modul GSM SIM800L
Model GSM SIM800L
AC Input 3.4 ~ 4.3 V
Jaringan Quad-band 850/900/1800/1900 MHz Kecepatan Data 85.6 kbps
Dimensi 25 x 23 mm
Sumber : Datasheet Modul GSM SIM800L
2.6.9 Analog to Digital Converter (ADC)
ADC banyak digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistem Mikrokontroller. Proses konversi tersebut dapat digambarkan sebagai proses tiga (3) langkah seperti diilustrasikan pada Gambar 2.16. ADC di penelitian ini menggunakan MCP3008, ADC ini bisa digunakan
dengan Raspberry pi dengan analog input dari sensor. ADC ini terdiri dari 8 saluran dengan 10 bit data. MCP3008 terhubung ke Raspberry Pi menggunakan koneksi SPI. Kita bisa menggunakan Hardware bus SPI, atau empat pin GPIO dan Software SPI untuk komunikasi serial dengan MCP3008. Software SPI sedikit lebih fleksibel karena bisa bekerja dengan pin pada Raspberry Pi, sedangkan hardware SPI sedikit lebih cepat tapi kurang fleksibel karena hanya bekerja dengan pin tertentu.
Gambar 2.16 Proses ADC
Sumber : www.anafajrin.wordpress.com
Gambar 2.17 MCP3008
Sumber : www.anafajrin.wordpress.com
Koneksi MCP3008 ke Raspberry pi dengan Hardware SPI:
1. MCP3008 VDD ke Raspberry Pi 3.3V
2. MCP3008 VREF ke Raspberry Pi 3.3V
3. MCP3008 AGND ke Raspberry Pi GND
4. MCP3008 DGND ke Raspberry Pi GND
5. MCP3008 CLK ke Raspberry Pi SCLK
6. MCP3008 DOUT ke Raspberry Pi MISO
7. MCP3008 DIN ke Raspberry Pi MOSI
8. MCP3008 CS/SHDN ke Raspberry Pi CE0
2.7 Android Studio
Android Studio adalah Pengembangan Terpadu–Integrated Development Environment (IDE) untuk pengembangan aplikasi Android, berdasarkan IntelliJ IDEA. Dalam hal ini, penulis menggunakan software tersebut untuk menciptakan sebuah aplikasi khusus. Selain merupakan editor code IntelliJ dan alat pengembang yang berdaya guna, Android Studio menawarkan lebih banyak fitur yang berfungsi untuk meningkatkan produktivitas saat membuat aplikasi Android, misalnya:
• Sistem versi berbasis Gradle yang fleksibel
• Emulator yang cepat dan kaya fitur
• Lingkungan yang menyatu untuk pengembangan bagi semua perangkat Android
• Instant Run untuk mendorong perubahan ke aplikasi yang berjalan tanpa membuat APK baru
• Template kode dan integrasi GitHub untuk membuat fitur aplikasi yang sama dan mengimpor kode contoh
• Alat pengujian dan kerangka kerja yang ekstensif
• Alat Lint untuk meningkatkan kinerja, kegunaan, kompatibilitas versi, dan masalah-masalah lain
• Dukungan C++ dan NDK
Dukungan bawaan untuk Google Cloud Platform, mempermudah pengintegrasian Google Cloud Messaging dan App Engine.
2.8 Aplikasi PWA
Teknologi PWA mengambil kelebihan dari teknologi baru yang mengambil bagian dari aplikasi mobile dan aplikasi native. Teknologi ini dikemukakan oleh para developer google pada saat acara I/O google di mountain view California.
Menurut Rica Handayani selaku Stayegic Partner Manager Google Asia Tenggara, menyatakan bahwa PWA akan membuat sebuah situs seperti aplikasi yang akan memberikan performa lebih baik. (Neha Sharma,2015).
Progressive Web Apps (PWA) adalah aplikasi native yang mendukung hybrid secara penuh dan aplikasi ini tidak perlu proses penginstalan terlebih dahulu namun langsung dapat digunakan secara penuh. Program PWA memiliki banyak kelebihan yang akan memudahkan penggunaan dalam menyelami sebuah website secara penuh. Apabila dibandingkan dengan hybrid, PWA ini penengah antara native dan hybrid sehingga kondisinya akan lebih stabil namun tetap up to date sesuai kondisi hybrid yang sebenarnya. Icon dapat dipasang pada bagian 8 desktop atau screenhome pada mobile agar pengguna dapat melihat notifikasi dengna lebih mudah. Hanya saja untuk saat ini browser yang support dengan PWA ini hanya chrome di atas 47.
Pada dasarnya teknologi progressive web apps bekerja layaknya aplikasi website lainnya, namun yang menjadi perbedaan dengan teknologi aplikasi website lainnya pada PWA bekerja dengan konektivitas yang independen. Artinya, aplikasi PWA dapat bekerja secara offline atau pada jaringan berkualitas rendah dengan adanya service worker. Tentu saja selain mampu berjalan di konektifitas rendah atau offline, PWA juga menggunakan teknologi instant loading yang membuat aplikasi website tersebut berjalan dengan cepat, screenhome dimana aplikasi website tersebut dapat dijadikan icon pada desktop atau homescreen dan notifikasi yang artinya pada PWA dapat menampilkan pemberitahuan kepada pengguna tentang adanya pembaruan informasi pada aplikasi website tersebut.
PWA akan bekerja dengan meload file HTML,CSS dan javascript minimum yang diperlukan untuk membentuk antarmuka pengguna PWA dan juga merupakan salah satu komponen yang memastikan website dapat berjalan sangat cepat dan langsung di simpan sementara ke perangkat lokal dalam browser untuk nantinya
jika setiap kali pengguna membuka aplikasi website, file antarmuka akan dimuat dari penyimpanan sementara perangkat lokal yang membuat waktu loading semakin cepat. Penyimpanan sementara secara lokal tersebut menggunakan service worker sehingga pada pemuatan berikutnya PWA hanya perlu mengambil data yang dibutuhkan, daripada memuat semuanya.
2.8 Komputer
Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data. Menurut prosedur yang telah dirumuskan, kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu. Kemudian arti kata ini dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Istilah komputer berasal dari kata computer yang berarti menghitung, artinya setiap proses yang dilaksanakan oleh komputer merupakan proses matematika hitungan. Jadi, apapun yang dilakukan oleh komputer baik penampakan pada layar monitor suara dan gambar diolah sedemikian rupa dari perhitungan secara elektronik.
Gambar 2.18 Personal Computer (PC)
Sumber : www.dosenpendidikan.co.id
Sebuah komputer yang hanya memiliki perlengkapan elektronik saja atau software saja tidak akan berfungsi, dengan adanya keduanya maka komputer dapat berfungsi menjadi alat yang berguna untuk mewujudkan konsepsi komputer sebagai pengolah data. Untuk menghasilkan suatu informasi, maka diperlukan sistem komputer atau komputer sistem yang elemennya terdiri dari hardware,
software, dan brainware ketika elemen sistem komputer tersebut harus saling berhubungan dan membentuk kesatuan.
2.9 Kajian Penelitian Terdahulu yang Relevan
Tabel 2.6 Kajian Penelitian yang Relevan No. Penelitian
Terdahulu Metodelogi Persamaan dengan Penulis
Perbedaan dengan Penulis 1. M. Ilham
Ashiddiq T ,2019
Komponen yang
direncanakan pada disain prototipe ini adalah sensor MQ-2 sebagai sensor
menggunakan Buzzer, LED pendeteksi gas,
komponen ini memiliki kemampuan dalam mendeteksi gas dan asap, sedangkan untuk pendeteksi suhu atau panas digunakan modul DS18B20, dimana sensor temperature ini lebih stabil
dibandingkan dengan menggunakan LM35, hal ini dibuktikan dalam pengamatan yang telah
1. Alat pendeteksi api 2. Basis
android
1. Penelitian sebelumnya menggunak an Arduino Uno sedangkan penulis menggunakan Raspberry pi 3 Model B+
2. Penelitian sebelumnya hanya dapat mendeteksi adanya gas dan api sedangkan penulis menambahka n dapat memadamkan api secara otomatis.
3. Penelitian sebelumnya menggunakan buzzer dan android melalui bluetooth sebagai indikator jika terjadi
kebakaran dan kebocoran gas sedangkan penulis menggunakan aplikasi android
dilakukan di laboratorium dan juga berdasarkan data sheet yang telah dipelajari.
Embedded system yang digunakan dalam prototipe ini adalah Arduino series atau disebut dengan Mikrokontrol ler 328.
Arduino Uno sangat handal dalam
mengolah data yang diterima dari sensor gas dan
temperature atau suhu.
Sebagai penanda peringatan sistem ini menggunakan Buzzer, LED dan Mini DC Fan.
sebagai indikator apabila terjadi kebakaran.
2. Sumarto, 2017
Sistem
peringatan dini pendeteksi kebakaran yang dapat
menginformasi kan kepada penghuni ketika terjadi indikasi kebakaran.
Sehingga memungkinkan
1. Sistem pemadam yang dapat digunakan secara otomatis 2. Alat
pendeteksi kebakaran
1. Penelitian sebelumnya hanya berupa pendeteksi kebakaran dengan menggunakan sistem
notifikasi SMS.
Sedangkan penulis
penghuni untuk menanggulangi/
mencegah terjadinya kebakaran yang membesar. Pada sistem ini menitikberatka n pada metode pendeteksian kebakaran dengan
menggunakan 4 buah sensor yaitu flame sensor 5 kanal.
photoelectric IR break beam sensor, sensor gas MQ-5 dan MQ-7 untuk memperoleh tingkat keakurasian yang tinggi.
memperbaharui peralatan tersebut dengan
menggunaka n system
notifikasi aplikasi android.
2. Penelitian sebelumnya hanya berupa pendeteksi kebakaran dengan
menggunaka n sistem
notifikasi SMS kepada pemilik rumah saja sedangkan penulis bisa memberikan notifikasi kepada pemadam kebakaran dengan
mencantumkan link koordinat lokasi
kebakaran.
3. Aninda Nurita Afrianti, 2020
Alat pendeteksi obyek ini memanfaatkan webcam sebagai penangkap gambar, sensor api LM393, sensor asap MQ7, dan sensor suhu DS18B20 yang dirancang dengan bantuan
1. Alat
pendeteksi Kebakaran 2. Sistem
pemadam yang dapat digunakan secara otomatis 3. Lokasi alat ini
diperuntukkan
1. Penelitian sebelumnya menggunaka n Arduino uno sedangkan penulis menggunaka n Raspberry pi 3 Model B 2. Penelitian
sebelumnya hanya berupa pendeteksi kebakaran
image processing menggunakan mikrokontroller Arduino uno.
Apabila sensor api, sensor suhu, dan sensor asap merespon obyek di dalam ruangan, maka obyek tersebut akan
ditampilkan di aplikasi Telegram menggunakan antarmuka program processing melalui
mikrokontroller Arduino Uno.
dengan menggunakan sistem
notifikasi aplikasi Telegram 3. Sedangkan
penulis memperbaha rui peralatan tersebut dengan menggunaka n system
notifikasi aplikasi android dan pesan kepada pemadam kebakaran.
Sumber : Hasil Olahan Penulis (2021)
30 BAB 3
METODE PENELITIAN 3.1 Konsep Rancangan
Gambar 3.1 Blok Diagram Rancangan Sumber : Olahan Penulis (2021)
3.2 Sistem Kerja Alat
Pada blok diagram diatas, ketiga sensor yang meliputi sensor asap, sensor suhu, dan sensor api sebagai input atau pengirim sinyal ke Raspberry Pi diproses dengan program yang sudah dibuat. Kemudian Raspberry Pi mengirim perintah kepada webcam agar melakukan monitoring secara real time. Semua komponen tersebut harus saling berhubungan dan membentuk kesatuan yang akan disalurkan ke saklar otomatis atau relay yang sebelumnya harus melewati optocoupler yang berfungsi sebagai pengaman Raspberry Pi dan transmitter serta receiver yang di couple dan terhubung pada relay, sehingga apabila ada arus lebih tidak akan merusak raspberry pi. Setelah sinyal dari raspberry pi diterima oleh relay, maka relay akan on dan akan menghidupkan pompa air selenoid valve agar melakukan penyemprotan air yang berguna untuk memadamkan api.
Selain mengirim perintah ke relay, Raspberry Pi pun mengirim data kepada Web Server dan Modul GSM. Data yang dikirim pada web server akan diteruskan kepada aplikasi android, dari situ lah para pengguna aplikasi dapat menerima notifikasi kebakaran dan dapat memonitoring nyala nya api secara realtime.
Sedangkan data yang dikirimkan melalui Modul GSM adalah berupa SMS yang berisikan pesan dan link lokasi terjadinya kebakaran, pesan tersebut dikirim kepada petugas pemadam kebakaran terdekat.
Dalam tahapan ini, semua komponen maupun rangkaian-rangkaian dikontrol dengan Raspberry Pi, dengan kata lain perancangan alat pemadam kebakaran ini berpacu pada sistem pengontrolan yang dikontrol oleh Raspberry Pi.
Tidak hanya Raspberry Pi saja, beberapa komponen juga bisa mengoperasikan rancangan Pemadam Kebakaran Otomatis ini termasuk Python yang berfungsi sebagai penginputan coding.
3.3 Flowchart Rancangan
Rancangan atau desain penelitian dalam arti sempit didefinisikan sebagai suatu proses pengumpulan dan konsep rancangan penelitian. Dalam arti luas didefinisikan sebagai rancangan penelitian proses perencanaan dan pelaksanaan.
Tujuan dari alur rancangan penelitian adalah untuk memberikan suatu rancangan yang dimulai dari studi pendahuluan sampai menjadi suatu penyusunan laporan yang berbentuk tugas khusus atau skripsi minor dan alat peraga (mock up). Berikut adalah alur perencanaan penelitian yang akan dilakukan oleh penulis seperti yang tertera pada gambar berikut:
Gambar 3.2 Flowchart Kerja Alat Sumber: Hasil Olahan Penulis 2021
3.4 Perancangan Perangkat Keras
Sistem Hardware pada penelitian ini merupakan suatu sistem yang diterapkan pada proses akuisisi data dari sensor ke Raspberry pi, webcam, serta Relay untuk mengendalikan Water Solenoid Valve. Berikut beberapa sub sistem dalam perancangan Tugas akhir ini yaitu:
1. Sistem akuisisi data pada tiap-tiap sensor yang kemudian akan diproses melalui ADC MCP3008.
2. Komunikasi serial webcam.
3. Sistem output yang mengendalikan Water Solenoid Valve.
4. Sistem yang berkomunikasi dengan web server dan modul GSM.
3.4.1 Raspberry PI 3 Model B
Sistem menggunakan Raspberry pi sebagai pusat pengolahan data dari inputan yang berasal dari beberapa perangkat keras berupa sensor suhu, sensor asap, sensor api, dan webcam. Hasil dari perangkat keras tersebut diolah pada raspberry pi ini agar bisa mengirim notifikasi pada aplikasi dan menggerakkan selenoid valve yang berfungsi sebagai pemadam api.
3.4.2 Sensor Suhu DS18B20
Dalam sistem rancangan sensor suhu ini berfungsi untuk mendeteksi suhu ruangan. Sensor ini dapat mendeteksi suhu dari -55°C sampai 125°C dengan tingkat keakurasian (+/-0.5°C ) dan dengan resolusi 9-12 bit.
3.4.3 Flame Sensor 5 Kanal
Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api, di mana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm. Sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mendeteksi kondisi nyala api. Suhu normal pembacaan sensor ini yaitu pada 25 – 85°C dengan besar sudut pembacaan pada 60°.
3.4.4 Sensor Asap MQ7
Sensor ini mendeteksi konsentrasi gas CO hasil dari pembakaran di udara dan ouput membaca sebagai tegangan analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas CO dari 20 sampai 2000 ppm. Sensor ini dapat beroperasi pada suhu dari -20 sampai 50 °C dan mengonsumsi kurang dari 150 mA pada 5V.
3.4.5 Relay dan Selenoid Valve 12V
Sebagai pemadam kebakaran, maka digunakan water solenoid valve untuk mengalirkan air (diasumsikan ruangan mempunyai tandon air). Untuk mengaktifkan atau mematikan water solenoid ini maka digunakan relay yang dikontrol oleh Raspberry pi.
3.4.6 Power Supply
Dalam sistem ini dibutuhkan adanya power supply sebagai penyuplai tegangan langsung terhadap komponen yang ada. Dalam sistem ini dibutuhkan 2 jenis besarnya tegangan yang di hasilkan power supply yaitu 5V yang digunakan untuk menyuplai tegangan pada Raspberry PI dan 12V sebagai penyuplai tegangan pada selenoid valve.
3.4.7 Modul GSM SIM800L
Pemanfaatan modul GSM pada sistem ini berfungsi untuk mengirim data berupa SMS pada pemadam kebakaran terdekat. Isi dari SMS tersebut adalah pemberitahuan adanya kebakaran serta dilengkapi dengan link koordinat tempat terjadinya kebakaran.
3.5 Waktu Penelitian
Pada bab ini penulis akan membahas mengenai waktu pada saat melakukan penentuan judul Proposal Tugas Akhir pada bulan September 2020 hingga sidang proposal terselasaikan dibulan Maret. Setelah proposal penulis melaksanakan pengerjaan Laporan Tugas Akhir di bulan April hingga sidang dan perbaikan Tugas Akhir di bulan Agustus 2021.
Tabel 3.1 Waktu Penelitian
Sumber: Hasil Olahan Penulis 2021
36 BAB 4
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pada bab IV ini penulis akan membahas mengenai pengukuran dan analisa terhadap hasil rancangan yang telah dibuat. Pembahasan ini merupakan pembuktian mengenai isi dari bab-bab sebelumnya khususnya tentang perencanaan dan pembuatan rancangan sistem deteksi dan peringatan nyala api terpadu berbasis IoT.
Proses pengujian pada alat ini dilakukan menurut bagian per blok dari setiap rangkaian sehingga akan diketahui kerja dari masing-masing blok dengan baik.
Selain itu, pada proses ini juga dapat dilakukan perbandingan antara hasil pengukuran dengan hasil perhitungan saat perancangan. Pengujian alat yang dilakukan meliputi:
1. Pengujian dan Analisa Perangkat Hardware.
2. Pengujian dan Analisa Perangkat Software.
3. Analisa alat secara keseluruan.
4.1 Bentuk Desain Sistem
Gambar 4.1 Desain Sistem Sumber : Dokumentasi Penulis (2021)
Raspberry PI 3B+
WEBCAM Relay 5V
SIM GSM 900
Gambar 4.2 Desain Penempatan Sensor Dan Sprinkler Air Sumber : Dokumentasi Penulis (2021)
4.2 Pengujian dan Analisa Perangkat Hardware
4.2.1 Pengukuran dan Pengujian Sensor Api (Flame Detector) a. Tujuan
Pengujian sensor api bertujuan untuk mengetahui besarnya tegangan output yang diperoleh pada saat sensor tidak mendeteksi dan saat mendeteksi adanya api.
b. Alat yang Digunakan 1. Multimeter
c. Langkah Pengujian
1. Hubungkan probe multimeter dengan output pin ground pada sensor api.
2. Catat hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh multimeter Flame Sensor 5
Channel Sensor Suhu
DS18B20
Sensor Asap MQ2
Sprinkler air
Tabel 4.1 Pengukuran Sensor Api (Flame Detector)
Keadaan Tegangan (+)
Multimeter
(-) Multimeter
Mendeteksi Api 0.07 Volt Pin A0 GND
Tidak Mendeteksi Api 27.3 Volt Pin A0 GND Sumber : Hasil Olahan Penulis (2021)
Tabel 4.1 menunjukkan hasil dari pengujian sensor api. Pengujian sensor api dilakukan dengan mengukur tegangan pada sensor api menggunakan multimeter. Pada pengujian ini, sensor api menghasilkan tegangan sebesar 0,07 volt pada saat sensor mendeteksi api dan 27.3 volt pada saat sensor tidak mendeteksi api.
4.2.2 Pengukuran dan Pengujian Sensor Asap MQ-2 a. Tujuan
Pengukuran dan pengujian rangkaian sensor dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui besar tegangan output yang diperoleh pada saat sensor tidak mendeteksi dan saat mendeteksi adanya asap / gas.
b. Alat yang Digunakan 1. Multimeter c. Langkah Pengujian
1. Hubungkan probe multimeter dengan output pin ground pada sensor asap.
2. Catat hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh multimeter.
Tabel 4.2 Pengukuran Sensor Asap MQ-2
Keadaan Tegangan (+)
Multimeter
(-) Multimeter
Mendeteksi Asap 8.3 Volt Pin 1 GND
Tidak Mendeteksi Asap 11.4 Volt Pin 1 GND Sumber : Hasil Olahan Penulis (2021)
Tabel 4.2 menunjukkan hasil dari pengujian sensor asap. Pengujian sensor asap dilakukan dengan mengukur tegangan pada sensor asap menggunakan
multimeter. Pada pengujian ini, sensor asap menghasilkan tegangan sebesar 0.83 volt pada saat sensor mendeteksi asap dan 1.14 volt pada saat sensor tidak mendeteksi asap.
4.2.3 Pengukuran dan Pengujian Sensor Suhu a. Tujuan
Pengukuran dan pengujian rangkaian sensor dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui besar tegangan output yang diperoleh pada saat sensor tidak mendeteksi dan saat mendeteksi suhu ruangan yang dimonitoring.
b. Alat yang Digunakan 1. Multimeter
c. Langkah Pengujian
1. Hubungkan probe multimeter dengan output pin ground pada sensor suhu.
2. Catat hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh multimeter.
Tabel 4.3 Pengukuran Sensor Suhu
Keadaan Tegangan (+)
Multimeter
(-) Multimeter
Mendeteksi Suhu 0.27 Volt Pin 2 GND
Tidak Mendeteksi Suhu 3.71 Volt Pin 2 GND Sumber : Hasil Olahan Penulis (2021)
4.2.4 Pengukuran dan Pengujian Catu Daya a. Tujuan
Pengukuran tegangan sumber dilakukan untuk mengetahui besar tegangan yang masuk pada keseluruhan rangkaian untuk hasil akhir dari tegangan yang diterima ketika rangkaian keseluruhan dihubungkan secara paralel pada alat-alat dan komponen yang digunakan.
b. Alat yang Digunakan 1. Multimeter
c. Langkah Pengujian
1. Hubungkan probe multimeter dengan output pin source/sumber, output power supply dan input pin rangkain interface.
2. Catat hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh multimeter.
