BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Pada bab ini penulis menjelaskan mengenai langkah – langkah praktek untuk melakukan penerapan terhadap perancangan yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Implementasi merupakan penerapan dari perancangan yang telah dilakukan ke dalam perancangan program kendali yang dapat berjalan dengan baik. Selain itu, penulis juga telah melakukan pengujian untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari hasil analisa yang telah dibahas dalam bab sebelumnya. Maka tujuan pengujian pada bab ini adalah untuk mengetahui kinerja dari sistem yang berupa kehandalan dan ketepatan eksekusi antara program dan modul perangkat yang telah dibuat untuk mengontrol sistem yang ada untuk mencegah terjadinya kemungkinan adanya error serta kekurangan – kekurangan dari sebuah sistem yang telah dibuat.
4.1 Implementasi
Terdapat tiga bagian dalam tahap implementasi, yaitu implementasi program kendali dan program aplikasi.
4.1.1 Implementasi Desain Mekanik
Desain mekanik Detektor Gas Metana Berbasis Arduino menggunakan android app inventor, menggunakan deteksi kebocoran gas karena detektor gas metana tidak hanya sebagai pendeteksi kebocoran pada sensor gas akan tetapi dapat mengirimkan data secara otomatis melalui android yang berisi peringatan kebocoran gas serta dapat mengirimkan data bahaya gas jika kadar gas LPG tinggi. Pada penelitian ini detektor gas metana dirancang untuk memberikan sebuah notifikasi peringatan pada android secara otomatis dan dapat di kontrol dari jauh sehingga saat terjadinya kebocoran gas dapat dicegah agar tidak terjadi hal yang tidak diinginkan. Oleh karena itu, Detektor Gas Metana mempunyai beberapa komponen yang satu sama lain saling berhubungan satu sama lainnya, sensor MQ2 terhubung dengan, pir, dan 2 lampu yang satu sama lain langsung terhubung melalui adaptor, dimana fungsi dari sensor MQ2 tersebut dapat mendeteksi bau gas, terdapat juga pir, dan lampu yang berfungsi sebagai
notifikasi yang akan dikirimkan ke android jika telah terjadi kebocoran gas komponen yang telah saling terhubung satu sama lain. Agar desain mekanik detektor gas metana dapat berjalan dengan baik. Rangkaian mekanik sensor gas juga memiliki beberapa komponen yang nantinya satu komponen akan langsung terhubung, power supply tersebut akan langsung terhubung dengan relay modul sebagai pengghantar aliran arus listrik ketika alat detektor gas metana mulai dinyalakan. Setelah sensor MQ2 membaca kadar bau gas yang telah terbaca maka akan otomatis mengirim informasi bahaya status gas yang telah dideteksi oleh sensor MQ2. Dan seluruh desain rangkaian mekanik detektor gas metana adaptor langsung terhubung melalui arduino yang telah terprogram agar, sehingga module wifi dapat dengan langsung terkoneksi oleh modem sebagai penghubung melalui aplikasi android yang berfungsi sebagai penghubung monitoring pendeteksi kebocoran gas.
Gambar 4.1 Implementasi desain mekanik detektor gas metana
4.1.2 Implementasi Program Kendali
Program kendali dirancang menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak yang mendukung dalam tahapan implementasi. Berikut ini adalah spesifikasi dari hasil perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan dalam tahap implementasi:
Gambar 4.2 Implementasi Program Kendali
4.1.2.1 Spesifikasi Perangkat Keras ( Hardware )
Perangkat keras yang digunakan adalah sebuah laptop / notebook sebagai media untuk penulisan dan pengisian kode program ke dalam mikrokontroller arduino.Spesifikasi perangkat keras yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Prosessor Nvidia – 930MX HD Graphics 2. Sistem Operasi windows 10 numix – 64 bit 3. RAM : 4.00 GB
4. HDD : 1 TB
4.1.2.2 Spesifikasi Perangkat lunak ( Software )
Perangkat lunak yang digunakan pada tahap perancangan dan implementasi antara lain:
1. Yed Graph Editor 2. App Inventor 3. Arduino IDE
4.1.2.3 Pengisian Program
Penulisan program menggunakan sofware Arduino IDE. Sebelum mengecek kode program yang terdapat di Arduino Mega, maka terlebih dahulu memilih tools lalu untuk menentukan jenis arduino maka memilih board arduino mega 2560.
Gambar 4.3 Menentukan Board Arduino Mega 2560
Selanjutnya adalah memilih kembali jenis processor yang sesuai dengan arduino mega 2560.
Gambar 4.4 Menentukan processor Atmega 2560
Selanjutnya adalah untuk mengecek tahap demi tahap dari kode program Arduino Mega, dengan cara melakukan sketch atau memilih verify atau compile dengan cara mengklik tab sketch, kemudian memilih verify atau compile.
Gambar 4.5 Compile kode program
Berikut ini merupakan tampilan kode program yang telah diverify atau compile yang menunjukan bahwa kode program tersebut tidak terdapat error ( bug ) di dalam kode program.
Gambar 4.6 Compaile kode program berhasil
Setelah kode program telah berhasil di compile, maka dapat langsung melakukan upload kode program ke dalam Arduino Mega. Untuk melakukan upload pada kode program dengan cara mengklik petunjuk panah ke kanan, kemudian klik upload.
4.1.3 Implementasi Aplikasi Kontrol Dan Monitoring
Program aplikasi kontrol dan monitoring digunakan sebagai sebuah sistem android perangkat lunak yang mendukung hasil dari monitoring detektor gas metana, sehingga module wifi dapat langsung terhubung ke modem untuk menjalankan aplikasi monitoring dari hasil alat detektor gas metana. Maka terlebih dahulu dilakukan login agar mudah mengakses app inventor. Setelah berhasil login App Inventor maka akan muncul welcome to app inventor selanjutnya dengan melakukan click here to use your google account to login.
Gambar 4.8 Implementasi login app inventor
Berikut ini adalah tampilan ketika berhasil login dan tidak terjadi error login maka akan muncul koneksi module wifi ESP8266_controller yang menandakan bahwa sudah module wifi sudah terhubung oleh app inventor.
Setelah itu pengaturan Notifikasi Blok Code pada app inventor yang berfungsi untuk menampilkan notifikasi dari setiap komponen alat detector gas dengan cepat pada aplikasi kontroling dan monitoring yang di buat.
Gambar 4.10 Implementasi Notifikasi Blok Code
Langkah selanjutnya membuwat tampilan home menu utama yang bertujuan untuk mendukung hasil dari monitoring dan kontrol dari kinerja alat detektor gas metana sehingga dapat langsung terkoneksi aplikasi kontrol dan monitoring melalui wifi.
4.2 Pengujian
Dalam pengujian dan penelitian ini terdapat 6 jenis pengujian, yaitu pengujian aplikasi android, pengujian versi sistem android, pengujian jarak wifi dan pengujian secara keseluruhan. Detektor gas metana menggunakan android mobile, maka diperlukan gas yang memiliki kandungan gas yang sama seperti kandungan gas LPG yaitu gas lapangan yang sudah banyak beredar di masyarakat. Pengujian yang dilakukan adalah untuk melihat apakah aplikasi dapat berfungsi dengan baik ketika sensor MQ2 mendeteksi gas metana . 4.2.1 Pengujian Aplikasi Android
Pengujian aplikasi android dilakukan untuk memberikan informasi juga sebagai pengontrol dan memonitoring hasil dari monitoring detektor gas metana sehingga dapat langsung mengontrol status gas , Pir ,2 lampu dan pengecekan pintu lock dor dalam keadaan tidak terkunci atau ON. Aplikasi kontrol dan monitoring dapat terhubung melalui modul wifi esp8266 yang terkoneksi melalui modem wifi. Untuk memanggil fungsi dari setiap port – port yang saling terhubung satu sama lain perlu di definisikan agar aplikasi android dapat terprogram secara baik dan teratur.
Tabel 4.1 Tabel program aplikasi android
Program Aplikasi Android Fungsi Program uint8_t buffer[256] = {0};
statusgas = digitalRead(PIN_LPG);
statuspir = digitalRead(PIN_PIR);
Untuk mengecek dan membaca status pin gas yang akan terkoneksi.
Untuk mengecek status dan membaca pin PIR.
if(statuspir){
digitalWrite(PIN_BUZZER,ON); delay(500); // DELAY 500 MILI
Untuk mengecek kondisi status PIR . Untuk menghubungkan buzzer dalam keadaan aktif dengan menghasilkan suara bunyi di buzzer
Fungsi dalam tabel di atas bertujuan untuk memberikan sebuah informasi dalam pengecekan sensor MQ2 dapat berkerja dengan baik dan mengecek status keadaan PIR agar dapat mengecek kondisi satus PIR aktif dan dapat terhubung melalui aplikasi android sehingga buzzer dapat menghasilkan suara bunyi yang sudah terdeteksi sensor MQ2 adanya kandungan kadar gas.
Oleh karena itu ketika hendak aplikasi membaca lampu 1, lampu 2, pintu lock dor, status gas dan status pir maka aplikasi yang dibuwat melalui app iventor harus bisa terhubung dan memberikan informasi secara bersama sehingga aplikasi android kontrol dan monitoring dapat berjalan dengan baik agar dapat terhubung melalui server module wifi esp 8266 dan terkoneksi melalui modem.
Tabel 4.2 Tabel program aplikasi koneksi sprintf(Buffmsg,"GET/uploads/iotmon1.php?gas=%d&pir=%d HTTP/1.1\r\nHost: lab-android.com\r\nConnection: close\r\n\r\n",statusgas,statuspir); }else{ ``` digitalWrite(PIN_BUZZER,OFF); sprintf(Buffmsg,"GET/uploads/iotmon1.php?gas=%d&pir=%d HTTP/1.1\r\nHost: lab-android.com\r\nConnection: close\r\n\r\n",statusgas,statuspir); } }
int str_len = txtMsg.length() + 1; char buffdatesync[str_len];
txtMsg.toCharArray(buffdatesync, str_len);
1. sprintf(Buffmsg,"GET/uploads/iotmon1.php?gas=%d&pir
untuk mengirim dalam membaca status PIR aktif menuju module wifi esp, server modem dan aplikasi app inventor .
2. digitalWrite(PIN_BUZZER,OFF);
sprintf(Buffmsg,"GET/uploads/iotmon1.php?gas=%d&pir untuk mengirim status PIR tidak aktif untuk menuju ke server.
3. int str_len = txtMsg.length() + 1; untuk mengkoneksikan semua yang terhubung di aplikasi.
4. txtMsg.toCharArray(buffdatesync, str_len); untuk menyimpan data satu sama lain.
Fungsi dari table program di atas adalah aplikasi yang sudah terprogram melalui arduino dapat mengontrol dan memonitoring sesuai dengan fungsi aplikasi dari masing – masing rangkaian komponen detektor gas metana, sehingga pembacaan status gas dan status PIR dapat terbaca.
Tabel 4.3 Program Kontrol Dan Monitoring Android
Program Kontrol Dan Monitoring Android Fungsi Program if(strstr(buffdatesync,"#")) { p = strtok (buffdatesync,"#"); if (p != NULL) { p = strtok (NULL, "#"); if (p != NULL) strcpy(setlock,p); trim(setlock,strlen(setlock)); conn=true; } } txtMsg=""; }
Untuk dapat mengontrol dan memonitoring maka dapat di sesuaikan untuk dapat menyalakan solenoid dor lock, dalam menginformasi status solenoid dor dalam kondisi aktif.
if(conn){ if(atoi(setlock)==11) { digitalWrite(PIN_LAMP1,OFF); } if(atoi(setlock)==10) { digitalWrite(PIN_LAMP1,ON); } if(atoi(setlock)==20) { digitalWrite(PIN_LAMP2,OFF); } if(atoi(setlock)==21) { digitalWrite(PIN_LAMP2,ON); } if(atoi(setlock)==30) { digitalWrite(PIN_LOCK,OFF); }
untuk mengontrol dan mematikan lampu 1.
untuk mengontrol dan menyalakan lampu1.
untuk mengontrol dan mematikan lampu2.
untuk mengontrol dan menyalakan lampu2.
untuk mengontrol dan membuka pintu lock dor.
Tabel 4.4 Tabel pengujian monitoring, kontrol aplikasi Gas MQ2 Lampu 1 Lampu 2 Pintu lock Dor Status Gas Status PIR Terkontrol Belum Terdeteksi
OFF OFF OFF Kondisi
Normal
Aktif NO
Terdeteksi ON ON ON Kondisi
Berbahaya
Pasif OK
4.2.2 Pengujian Jarak Sensor MQ2
Pengujian jarak sensor gas bertujuan untuk melihat seberapa jauh jarak yang dideteksi sensor MQ2 terhadap sumber pengambilan data gas dengan menggunakan korek gas, Hasil pengambilan data dengan cara memberikan keluaran gas yang sudah terdeteksi dari sensor MQ2 dengan tekanan kadarnya ± 20.000 ppm, Maka hasil pengujian sensor MQ2 bisa mendeteksi dengan jarak efisien ± 50 cm (Suyatno, Nugraha, & Susanto, n.d.).
Gambar 4.13 pengujian sensor MQ2 if(atoi(setlock)==31) { digitalWrite(PIN_LOCK,ON); } conn=false; } }
untuk mengontrol dan mengunci pintu lock dor.
Tabel 4.5 Tabel pengujian jarak sensor MQ2
Percobaan Jarak Gas Terukur (mg)
1 10 cm 20.000 ppm
2 20 cm 15.000 ppm
3 30 cm 15.000 ppm
4 40 cm 13.000 ppm
5 50 cm 10.000 ppm
Untuk memanggil fungsi dari pengujian sensor MQ2 yaitu dengan terhubungnya port – port yang sudah terprogram oleh arduino mega, sehingga fungsi pengujian sensor MQ2 dapat berjalan dengan baik. Sehingga sensor MQ2 dapat membaca kadar gas yang akan diuji.
Tabel 4.6 Tabel program sensor MQ2
Program Sensor MQ2 Fungsi Program
#define ANALOG_LPG A1 Untuk menentukan analog sensor MQ2 yang terdapat diarduino #define ON 0
#define OFF 1 #define YES 1 #define NO 0
Untuk mendefinisikan aktif dan tidak aktif ketika sensor MQ2 membaca
kadar gas yang sudah terdeteksi
int statusgas; Untuk membaca status gas
int sensorPin = A1;
int sensorValue = 0; int valaktif = 0;
Untuk mendefinisikan variable dalam penyimpanan konsentrasi kadar gas.
Untuk menampung Relay gas yang terdeteksi sensor MQ2
statusgas = digitalRead(PIN_LPG) Untuk Membaca dan menyimpan status kadar gas
4.2.3 Pengujian Jarak Dan Waktu Sensor MQ2
Pengujian jarak sensor gas dan waktu deteksi sensor MQ2 bertujuan untuk melihat seberapa jauh jarak yang dideteksi sensor MQ2, dan seberapa cepat respon sensor dalam mendeteksi adanya gas metana pengujian ini dilakukan untuk melihat seberapa cepat waktu deteksi sensor MQ2 dengan jarak penyerapan gas terhadap sensor lebih cepat ± 10 detik.
Tabel 4.7 Tabel pengujian jarak dan waktu sensor MQ2 Percobaan Jarak Gas Terukur
(mg) Waktu Terdeteksi Waktu Tidak Terdeteksi 1 10 cm 20.000 ppm 10 detik 20 detik 2 20 cm 15.000 ppm 8 detik 20 detik 3 30 cm 15.000 ppm 7 detik 20 detik 4 40 cm 13.000 ppm 5 detik 15 detik 5 50 cm 10.000 ppm 3 detik 10 detik
Tabel 4.8 Tabel perogram kontrol dor lock digitalWrite(PIN_LOCK,ON); StatusLock=YES; delay_lock=DELAY_LOCK; Serial.println("Authorized access"); Serial.println(); buzzok(); delay(1500);
else {
Serial.println("Not Acess"); Serial.println();
buzzfailed(); delay(1500):
1. digitalWrite(PIN_LOCK,ON) : Untuk memanggil fungsi pintu terbuka oleh solenoid dor lock.
2. buzzok() : Untuk memanggil fungsi dalam menyalakan buzzer ketika terdeteksi adanya kadar gas.
3. buzzfailed() : Untuk memanggil fungsi dalam menyalakan buzzer dalam keadaan tidak aktif jika belum terdeteksi adanya kadar gas.
4.2.4 Pengujian Versi Sistem Android
Pada pengujian ini aplikasi android mobile yang dilakukan bertujuan untuk melihat apakah aplikasi yang telah di buat untuk memonitoring dan mengontrol alat detektor gas metana dapat berfungsi dengan baik atau tidak ktika di gunakan pada setiap versi android yang ada.
Gambar 4.14 Pengujian versi sistem android gingerbread Tabel 4.9 Tabel Pengujian versi sistem android
Percobaan Versi android hasil
1 Gingerbread Berjalan dengan baik
3 Kitkat Berjalan dengan baik
4 Lollipop Berjalan dengan baik
4.2.5 Pengujian Jangkauan Jaringan Wifi
Pada pengujian ini aplikasi android mobile yang di buat akan diuji Jangkauan Jaringan Wifinya, dimana pada saat tidak ada di dalam rumah tetap dapat mengontrol dan memonitoring melalui aplikasi android mobile dan tetap terhubung dengan koneksi jaringan pada module wifi esp8266 atau tidak. Tabel 4.10 Tabel Pengujian Jangkauan Jaringan Wifi
Percobaan jarak hasil
1 5 meter Jaringan stabil
2 10 meter Jarak maksimal
4.2.6 Pengujian Keseluruhan
Pada kondisi awal rangkian detekor gas metana dilekan sesuai dengan arcelit yang telah diletakan dan dirangkai sesuai dengan fungsi setiap komponen detektor gas dengan adanya pengujian secara keseluruhan dengan tujuan untuk memastikan bahwa aplikasi android pada detektor gas metana berfungsi dengan baik. Pengujian di lakukan didalam ruangan fasilkom universitas mercubuana dan diletakan di kursi dengan mencolokan adaptor agar arus listrik dapat langsung terhubung ke alat detektor gas metana.
Tabel 4.11 Tabel program wifi ESP8266
Program wifi ESP8266 Fungsi Program SoftwareSerial
mySerial(PIN_RX,PIN_TX); ESP8266 wifi(mySerial);
Memanggil komunikasi port serial module wifi Esp 8266.
if (wifi.setOprToStationSoftAP()) { Serial.print("to station + softap ok\r\n");
} else {
Serial.print("to station + softap err\r\n");
}
Melakukan koneksi error dan tidak erornya dari module wifi esp 8266.
if (wifi.joinAP(SSID, PASSWORD)) { Serial.print("Join AP success\r\n"); Serial.print("IP:"); Serial.println( wifi.getLocalIP().c_str()); } else { Serial.print("Join AP failure\r\n"); }
Untuk memastikan koneksi ssid dan password di hostphot yang sudah sesuai agar mudah terkonesi melalui modem.
Untuk memastikan kegagalan dalam koneksi wifi.
if (wifi.disableMUX()) { Serial.print("single ok\r\n"); } else { Serial.print("single err\r\n"); } Serial.print("setup end\r\n"); } void loop() { //delay(500); uint8_t buffer[256] = {0};
Untuk mematikan setiap fungsi yang terhubung melalui wifi pada module esp 8266.
Untuk melakukan proses yang terus menerus dalam melakukan koneksi ke wifi esp.
Fungsi pada tabel diatas adalah untuk menyatukan semua program yang sudah berjalan dengan baik yang terdapat di module wifi esp 8266, maka pengujian akan melakukan pengecekan koneksi server pada modem agar dapat terhubung melalui aplikasi kontrol dan monitoring melalui android.
Tabel 4.12 Tabel pengkoneksian semua data program
if (wifi.createTCP(HOST_NAME, HOST_PORT)) { Serial.print("Update Data OK\r\n");
} else {
Serial.print("Update Data Failed\r\n"); }
wifi.send((const uint8_t*)Buffmsg, strlen(Buffmsg)); uint32_t len = wifi.recv(buffer, sizeof(buffer), 10000); if (len > 0) {
for(uint32_t i = 0; i < len; i++) { char c = buffer[i];
txtMsg.trim(); txtMsg.concat(c); txtMsg.trim(); }
1. if (wifi.create Merupakan fungsi untuk melakukan koneksi modem agar mudah terhubung ke server.
2. wifi.send((const uint8_t*)Buffmsg, strlen(Buffmsg)); Merupakan fungsi untuk mengirimkan data ke server.
3. uint32_t len = wifi.recv(buffer, sizeof(buffer), 10000) Berfungsi untuk menerima data server agar dapat terkoneksi.
Setelah dilakukan proses pengujian program bertujuan untuk melakukan koneksi menuju server dengan mengirim txtMsg.trim(); data ke server agar dapat terhubung dengan modem sehingga wifi esp dan modem dapat saling terkoneksi dengan baik dan sesuai. Untuk itu diperlukan langkah untuk menyatukan semua data void trim(char *s, const int len) yang akan di masukan melalui program arduino ide agar semua program dapat terprogram dengan baik agar semua rangkaian komponen dapat saling terhubung satu sama lain.
Tabel 4.13 Tabel penyatuan semua data program }
void trim(char *s, const int len) {
int end = len - 1; int start = 0; int y = 0;
while ((start < len) && (s[start] <= ' ')) {
start++; }
while ((start < end) && (s[end] <= ' ')) { end--; } if (start > end) { memset(s, '\0', len); return; }
for (y = 0; (y + start) <= end; y++) {
s[y] = s[start + y]; }
memset((s + y), '\0', len - y); }
4.3 Analisis hasil pengujian
Berdasarkan hasil penelitian yang didapatkan, penulis menuliskan analisisnya antara lain:
4.3.1 Hasil pengujian aplikasi android
Ada beberapa hal yang mempengaruhi dalam pengujian aplikasi android dalam memberikan beberapa informasi aplikasi dalam mengontrol dan memonitoring dari hasil pengujian alat detektor gas metana, pada pengujian tersebut, penulis memberi kesimpulan bahwa koneksi dan sinyal sangat berpengaruh dalam memberikan informasi yang dapat dihasilkan dalam penghubungan hasil kontrol dan monitoring dalam pengujian aplikasi android. 4.3.2 Hasil pengujian jarak sensor MQ2
Ada beberapa hal yang mempengaruhi dalam pengujian jarak sensor MQ2 terutama dengan jarak pengeluaran kadar gas yang telah dihasilkan oleh sensor MQ2 dalam mendeteksi kandungan kadar gas yang telah di keluarkan oleh gas lapangan, pada pengujian tersebut, penulis memberi kesimpulan bahwa semakin banyak kadar gas keluaran yang dideteksi oleh sensor MQ2. Hal ini dapat memperlambat deteksi kadar gas yang akan diterima oleh sensor MQ2, akan tetapi sedikit pengeluaran yang akan dideteksi oleh sensor MQ2 dengan jarak yang dekat maka akan semakin cepat sensor MQ2 dapat mendeteksi adanya kadar gas yang akan diterima.
4.3.3 Hasil Pengujian Versi Sistem Android
Dari percobaan yang dilakukan di dapatkan hasil , bahwa aplikasi yang di buat sebagai media untuk memonitoring dan mengontrol alat detector gas metana berbasis arduino ternyata dapat berkerja dengan baik di setiap versi android, baik dari versi lollipop, kitkat, jellybean, bahkan untuk versi android gingerbread pun dapat berfungsi dan berkerja dengan baik.
4.3.4 Hasil Pengujian Jangkauan Jaringan Wifi
Pada pengujian ini aplikasi android mobile yang di buat diuji Jangkauan Jaringan Wifinya, dimana jarak terjauh yang di dapatkan adalah sebesar 10 meter jarak maksimal untuk aplikasi agar dapat tetap terkoneksi dengan jaringan module wifi esp8266 yang di pasang pada alat detector gas metana berbasis arduino ini.
4.3.5 Hasil pengujian keseluruhan
Pada pengujian keseluruhan, aplikasi telah berjalan dengan baik sesuai dengan konsep rancangan awal yang sudah dirancang, dengan fungsi seluruh program yang telah sesuai dengan hasil respon program yang berjalan dengan baik, meskipun terkadang informasi yang diberikan kontrol dan monitoring terpengaruh oleh sinyal dan koneksi dalam penghubungan aplikasi kontrol dan monitoring, sehingga dapat menghalangi proses informasi yang terdapat dapat dihasilkan dari alat detektor gas metana.
