SKRIPSI
ANALISIS DAN PERANCANGAN AQUASCAPE MENGGUNAKAN PROTOKOL MQTT UNTUK MEDIA
PENGIRIMAN DATA SUHU DAN PH
ANALYSIS AND DESIGN OF AQUASCAPE USING MQTT PROTOCOL FOR MEDIA TRANSFER OF TEMPERATURE
AND PH DATA
Disusun oleh REZA KURNIAWAN
17101034
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2021
iv
SKRIPSI
ANALISIS DAN PERANCANGAN AQUASCAPE MENGGUNAKAN PROTOKOL MQTT UNTUK MEDIA
PENGIRIMAN DATA SUHU DAN PH
ANALYSIS AND DESIGN OF AQUASCAPE USING MQTT PROTOCOL FOR MEDIA DELIVERY OF TEMPERATURE AND
PH DATA
Disusun oleh REZA KURNIAWAN
17101034
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2021
i
ANALISIS DAN PERANCANGAN AQUASCAPE MENGGUNAKAN PROTOKOL MQTT UNTUK MEDIA
PENGIRIMAN DATA SUHU DAN PH
ANALYSIS AND DESIGN OF AQUASCAPE USING MQTT PROTOCOL FOR MEDIA TRANSFER OF TEMPERATURE
AND PH DATA
HALAMAN JUDUL
Skripsi ini digunakan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S.T.)
Di Institut Teknologi Telkom Purwokerto 2021
Disusun oleh REZA KURNIAWAN
17101034
DOSEN PEMBIMBING
Fikra Titan Syifa, ST., M.Eng.
M Lukman Leksono, S.Pd.,M.Pd.
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2021
ii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kasih dan sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ANALISIS DAN PERANCANGAN AQUASCAPE MENGGUNAKAN PROTOKOL MQTT UNTUK MEDIA PENGIRIMAN DATA SUHU DAN PH”.
Maksud dari penyusunan skripsi ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh ujian sarjana Teknik Telekomunikasi pada Fakultas Teknik Telekomunikasi dan Elektro Institut Teknologi Telkom Purwokerto.
Dalam penyusunan skripsi ini, banyak pihak yang sangat membantu penulis dalam berbagai hal. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada:
1. Allah SWT atas segala limpahan karunia rahmat dan hidayah-nya.
2. Bapak Fikra Titan Syifa, ST., M.Eng. selaku pembimbing I.
3. Bapak M Lukman Leksono, S.Pd.,M.Pd. selaku pembimbing II.
4. Bapak Herryawan Pujiharsono, S.T., M.Eng. ketua Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi.
5. Bapak Dr. Ali Rohman., M.Si. selaku Rektor Institut Teknologi Telkom Purwokerto.
6. Bapak Dr. I Ketut Agung Enriko, ST., MSc selaku Senior Manager IoT Platform yang telah memberikan banyak ilmu di tempat kerja praktik untuk persiapan Skripsi atau tugas akhir.
7. Kaka Markus Roberto Bangun dan Fikri Nizar Gustiyana beserta para staff gedung PT. Telkomsat Lantai 6 Divisi IoT (Internet of Things) yang telah memberikan ilmu dan sarannya.
8. Seluruh dosen, staf dan karyawan Program studi S1 Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom Purwokerto.
Purwokerto, 23 September 2020
(Reza Kurniawan)
iii
ABSTRAK
Aquascape merupakan sebuah seni mengatur tanaman air , ikan hias dan batu pada sebuah akuarium. Berbeda dengan akuarium pada umumnya aquascape menjadi tempat hidup dan berkembang ikan sekaligus tumbuhan air. Tumbuhan air untuk berkembang akan membutuhkan energi melalui proses fotosintesis.Proses fotosintesis tumbuhan air memerlukan pencahayaan sebagai pengganti sinar matahari. Sehingga dibuatlah suatu sistem monitoring untuk media pengiriman data suhu dan kualitas ph pada aquascape. Suhu air ideal di dalam aquascape tersebut yaitu dari 25-32 derajat Celcius dan nilai PH yang baik adalah 6,0 – 8,0. Sistem ini berbasis mikrokontroler NodeMCU ESP8266 yang terhubung dengan sensor suhu DS18B20, Relay 2 Channel 5V dan PH Senor, dari hasil rancangan tersebut sensor suhu DS18B20 akan memeriksa suhu air di aquascape , apabila hasil keluaran dari pembacaan sensor suhu mendapatkan suhu diatas 32 celcius maka pemilik aquascape disarankan segera mematikan lampu aquascape untuk memperlambat pertumbuhan lumut dan menjaga suhu aquascape stabil dan apabila kurang dari 25 celcius maka pemilik aquascape disarankan untuk menyalakan lampu untuk menjaga suhu ideal aquascape, sedangkan untuk monitoring kualitas pH yaitu mengukur kualitas air pada aquascape tersebut dengan nilai indikator ideal yaitu 6,0 – 8,0 apabila kualitas pH tidak sesuai dengan nilai ideal maka pemilik dari aquascape tersebut harus mengganti air dengan air yang baru untuk menjaga kualitas air tetap sehat untuk ekosistem ikan dan tumbuhan yang ada di aquascape tersebut. sistem ini dapat untuk melalukan monitoring suhu dan kualitas pH menggunakan protokol mqtt melalui aplikasi handphone, aplikasi handphone yang digunakan yaitu MQTT Dash sebagai tempat monitoring suhu air dan kualitas pH, data akan terkirim secara real time dengan persyaratan harus terhubung dengan koneksi wifi atau internet. dengan dibuatnya sistem ini yaitu menggunakan protokol mqtt terdiri dari rangkaian alat - alat diatas diharapkan dapat melakukan monitoring suhu air dan kualitas pH secara realtime pada aquascape walaupun pemilik berada diluar rumah atau lokasi yang jauh dari aquascape agar pemilik dapat memonitoring kesehatan ekosistem aquascape tersebut.
Kata Kunci: Internet of Things, , Aquascape, Sensor Suhu DS18b20, Relay 2 Channel 5V, NodeMcu Esp8266, sensor PH, mosquitto mqtt broker.
iv
ABSTRACT
Aquascape is the art of arranging aquatic plants, ornamental fish and rocks in an aquarium. Unlike the aquarium in general, aquascape is a place to live and develop fish as well as aquatic plants. Aquatic plants to develop will require energy through the process of photosynthesis. The photosynthesis process of aquatic plants requires lighting as a substitute for sunlight. So that a monitoring system is made for the media for sending temperature and pH quality data on the aquascape. The ideal water temperature in the aquascape is from 25-32 degrees Celsius and a good PH value is 6.0 – 8.0. This system is based on the NodeMCU ESP8266 microcontroller which is connected to the DS18B20 temperature sensor, Relay 2 Channel 5V and PH Senor, from the design results the DS18B20 temperature sensor will check the water temperature in the aquascape, if the output from the temperature sensor reading gets a temperature above 32 Celsius, the aquascape owner it is advisable to immediately turn off the aquascape lights to slow down the growth of moss and keep the aquascape temperature stable and if it is less than 25 centigrade then the aquascape owner is advised to turn on the lights to maintain the ideal temperature of the aquascape, while for monitoring pH quality is measuring the water quality in the aquascape with the ideal indicator value, namely 6.0 – 8.0 if the pH quality does not match the ideal value, the owner of the aquascape must replace the water with new water to keep the water quality healthy for the fish and plant ecosystems in the aquascape. this system is able to monitor temperature and pH quality using the mqtt protocol through the mobile application, the mobile application used is MQTT Dash as a place for monitoring water temperature and pH quality, data will be sent in real time with the requirement that it must be connected to a wifi or internet connection. with the creation of this system using the mqtt protocol consisting of a series of tools above, it is expected to be able to monitor water temperature and pH quality in real time on the aquascape even though the owner is outside the house or a location far from the aquascape so that the owner can monitor the health of the aquascape ecosystem.
Keywords : Internet of Things, Aquascape, Sensor Suhu DS18b20, Relay 2 Channel 5V, NodeMcu Esp8266, sensor PH, mosquitto mqtt broker, smart lamp.
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... I PRAKATA ... II ABSTRAK ... III ABSTRACT ... IV DAFTAR ISI ... V DAFTAR GAMBAR ... VII DAFTAR TABEL... VIII
BAB 1 PENDAHULUAN... 1
1.1 LATAR BELAKANG ... 1
1.2 RUMUSAN MASALAH ... 2
1.3 BATASAN MASALAH ... 3
1.4 TUJUAN ... 3
1.5 MANFAAT ... 4
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN ... 4
BAB 2 DASAR TEORI ... 6
2.1 KAJIAN PUSTAKA ... 6
2.2 DASAR TEORI ... 7
2.2.1 Internet of Things ... 7
2.2.2 NodeMCU ESP 8266 ... 9
2.2.3 Modul Relay ... 9
2.2.4 Sensor Suhu DS18B20 ... 10
2.2.5 Sensor pH ... 11
2.2.4 pH Air ... 12
2.2.5 Suhu Air ... 12
2.2.6 Protokol MQTT ... 12
2.2.7 Software Wireshark ... 13
2.2.8 Parameter QoS ... 14
BAB 3 METODE PENELITIAN ... 16
3.1 ALAT YANG DIGUNAKAN ... 16
3.2 ALUR PENELITIAN ... 16
3.3 PERANCANGAN SISTEM ... 18
3.4 DESAIN PERANCANGAN END DEVICE ... 20
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 22
4.1 HASIL PENGUJIAN PARAMATER QOS (QUALITY OF SERVICE) ... 22
4.2 PENGUJIAN SENSOR SUHU ... 24
4.2.1 Kalibrasi Sensor Suhu... 24
4.2.2 Kalibrasi Sensor Ph ... 30
4.3 HASIL PENGAMBILAN DATA SUHU DAN PH PADA AQUASCAPE DI SIANG HARI ... 36
4.4 HASIL PENGAMBILAN DATA SUHU DAN PH PADA AQUASCAPE DI MALAM HARI ... 38
4.5 HASIL PENGUJIAN APLIKASI MQTT DASH ... 41
BAB 5 PENUTUP ... 46
vi
5.1 KESIMPULAN ... 46
5.2 SARAN ... 46
DAFTAR PUSTAKA ... 47
DAFTAR LAMPIRAN ... 49
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Arsitektur IoT ... 8
Gambar 2. 2 NodeMCU ESP8266 ... 9
Gambar 2. 3 Modul Relay ... 10
Gambar 2. 4 Sensor DS18B20 ... 10
Gambar 2. 5 Sensor pH ... 11
Gambar 2. 6 Tabel warna pH ... 12
Gambar 2. 7 Software Wireshark ... 14
Gambar 2. 8 Rumus Delay ... 14
Gambar 2. 9 Keterangan Parameter Delay ... 14
Gambar 2. 10 Rumus Packet Loss ... 15
Gambar 2. 11 Keterangan Parameter Packet Loss ... 15
Gambar 2. 12 Rumus Throughput ... 15
Gambar 2. 13 Keterangan Parameter Throughput ... 15
Gambar 3. 1 Alur Penelitian 17 Gambar 3. 2 Flowchart Perancangan Sistem ... 19
Gambar 3. 3 Blok diagram dari desain perancngan end device ... 20
Gambar 4. 1 Hasil capture QoS di software Wireshark ... 22
Gambar 4. 2 Hasil suhu air dingin pada termometer ... 25
Gambar 4. 3 Pengujian keakuratan termometer dengan sensor suhu... 25
Gambar 4. 4 Hasil suhu air dingin pada termometer ... 28
Gambar 4. 5 Pengujian keakuratan termometer dengan sensor suhu... 28
Gambar 4. 6 Hasil kalibrasi pH meter untuk nilai pH 6.86... 31
Gambar 4. 7 Pengujian kalibrasi keakuratan pH meter dengan sensor pH . 31 Gambar 4. 8 Hasil kalibrasi pH meter pada nilai ph 4.00 ... 34
Gambar 4. 9 Pengujian kalibrasi keakuratan pH meter dengan sensor pH . 34 Gambar 4. 10 Suhu ketika siang hari ... 36
Gambar 4. 11 pH ketika siang hari ... 37
Gambar 4. 12 Suhu ketika malam hari ... 39
Gambar 4. 13 Hasil Kuliatas pH pada Malam hari ... 39
Gambar 4. 14 Monitoring suhu dan pH melalui aplikasi MQTT Dash ... 41
Gambar 4. 15 Contoh tamtampilan informasi suhu pada mqtt dash ... 42
Gambar 4. 16 Tampilan informasi pH pada aplikasi MQTT Dash ... 43
Gambar 4. 17 Tampilan dari informasi relay di aplikasi mqtt dash ... 43
Gambar 4. 18 Tampilan Ketika Menyalakan Lampu ... 44
Gambar 4. 19 Tampilan Mematikan Lampu Aquascape ... 45
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Hasil Pengujian Parameter QoS (Quality of Sevice) ... 22
Tabel 4. 2 Hasil kalibrasi keakuratan Sensor suhu pada air dingin ... 26
Tabel 4. 3 Hasil Kalibrasi keakuratan Sensor suhu pada air hangat ... 28
Tabel 4. 4 Hasil Kalibrasi Sensor pH pada serbuk pH 6.86 ... 32
Tabel 4. 5 Hasil Kalibrasi Sensor pH pada serbuk 4.00 ... 34
Tabel 4. 6 Hasil pengambilan data suhu dan ph pada siang hari ... 37
Tabel 4. 7 Hasil pengambilan data suhu dan pH pada malam hari ... 39
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Kualitas air adalah hal yang sangat berpengaruh untuk keberlangsungan hidup ikan dan tumbuhan serta mencegah kerusakan habitat dalam aquascape.
Pengukuran kualitas air meliputi parameter fisika dan kimia seperti contoh suhu air dalam aquascape. Suhu air yang tidak ideal dengan parameter penilaian, seharusnya sudah tidak sehat untuk ekosistem ikan dan tumbuhan dalam aquascape, sehingga perlu adanya lampu untuk membantu menjaga suhu air dalam aquascape tersebut supaya tidak terlalu dingin dan juga tidak terlalu panas [1].
Sebagian besar orang tidak akan bisa mengetahui suhu air tersebut terkecuali memeriksa secara fisik dengan memeriksa air di dalam aquascape dengan menyelupkan tangan atau memagang kaca aquascape sebagai perkiraan apakah suhu air tersebut dingin atau panas tanpa tahu angka suhu yang pasti, Suhu air akan ideal jika suhu air 20 – 28 derajat Celcius [2]. Jika nilai suhu air terlalu rendah atau terlalu tinggi, dapat menyebabkan kerusakan dan kematian dalam habitat aquascape serta menghambat proses reproduksi.
Sebagian orang juga tak bisa mengetahui secara langsung mengukur kualitas PH air di aquascape tersebut tanpa bantuan alat, tapi dengan adanya sistem Internet of Things (IoT) maka akan ada alat pengukur kualitas PH air di aquascape tersebut dimana bisa di monitoring menggunakan protokol MQTT melelalui aplikasi handphone yaitu MQTT Dash yang sudah terhubung langsung dengan internet dan bisa dimonitoring secara jauh atau pengguna diluar rumah tanpa harus dekat dengan lokasi aquascape tersebut, monitoring kualias PH air di aquascape tersebut juga secara real time atau terus menerus, indaktor suatu nilai pH yang baik adalah 6,0 – 8,0 [3], jadi pemilik aquascape tersebut juga bisa memperhatikan kapan waktu tepat untuk mengganti air tanpa harus menunggu aquascape tersebut memiliki bau atau aroma yang tidak sedap dan berlumut , dengan adanya hal tersebut juga akan berpengaruh untuk kelangsungan hidup ikan dan tanaman di aquascape tersebut dengan sehat[4].
2
Software wireshark digunakan untuk melakukan analisi dalam jaringan, untuk hal ini software wireshark digunakan dalam penelitian ini untuk melakukan analisis pengiriman suatu informasi atau data dari pengirim ke penerima, berapa lama atau delay pengiriman informasi dari pengirim ke penerima , delay adalah suatu proses waktu tunda dalam transmisi data dari pengirim ke penerima , satuan dari delay adalah second (detik), untuk hal ini yang dianalisa yaitu waktu delay dari alat sensor yang di pasang di aquascape seperti relay (switch) untuk lampu pintar, sensor air dan sensor kualitas ph ke protokol MQTT.
Internet of thing atau yang disebut IoT adalah teknologi terbarukan dimana beberapa perangkat dapat berkomunikasi baik antar perangkat atau dengan manusia melalui internet dengan menggunakan aplikasi mobile atau melalui komputer atau laptop[5]. Penerapan teknologi ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi, kenyamanan serta mempermudah manusia dalam melakukan beberapa aktivitas salah satunya adalah memonitoring suhu dan kualitas pH aquascape. dalam tugas akhir ini dirancang sebuah sistem yang memungkinkan bisa melakukan monitoring suhu dan kualitas pH pada aquascape secara real time melalui aplikasi hanpdhone . pada aquascape akan dipasang sensor-sensor yang berfungsi sebagai alat pengukur nilai suhu dan kualitas pH yang akan dijadikan sebagai inputan atau masukan pada sistem ini. Apabila sistem menunjukkan suhu air tidak sesuai dengan parameter ideal yang ditentukan diharapkan pemilik aquascape untuk mematikan atau menyalakan lampu aquascape agar bisa menjaga suhu aquascape tetap stabil dan untuk kualitas pH apabila melebihi dari nilai 8 maka ada baiknya untuk segera mengganti air aquascape dengan air yang baru.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah dari penelitian ini adalah:
1) Bagaimana mematikan lampu, menyalakan lampu dan monitoring lampu di aquascape menggunakan protokol mqtt ?
2) Bagaimana mengukur suhu air dalam aquascape yang sesuai dengan parameter ideal dan dimonitoring suhu air tersebut menggunakan protokol mqtt ?
3
3) Bagaiamana mengukur kualitas PH dalam aquascape yang sesuai dengan parameter ideal dan dimonitoring suhu air tersebut menggunakan protokol mqtt ?
4) Bagaimana menganalisa parameter QoS (Quality of Service) seperti Throughput, Packet Loss dan Delay menggunakan protokol mqtt ?
1.3 BATASAN MASALAH
Batasan masalah dari penelitian ini adalah:
1) Menggunakan sensor suhu DS18B20 , pH 4502c dan relay 5v 2 channel 2) Penelitian ini hanya untuk monitoring suhu dan pH pada aquascape 3) Aplikasi handphone untuk monitoring yaitu MQTT Dash , aplikasi
tersebut tersedia di Playstore.
4) Proses mengukur suhu air menggunakan sensor DS18B20 dan monitoring suhu air di aquascape menggunakan protocol MQTT.
5) Proses mengukur kualitas ph air menggunakan sensor dan monitoring kualitas ph tersebut menggunakan Protocol MQTT.
6) Proses analisa QoS (Quality of Service) atau monitoring suatu proses pengiriman informasi seperti throughput, packet loss dan delay menggunakan Protocol MQTT melalui software wireshark.
7) Proses mematikan dan menyalakan lampu menggunakan protocol MQTT 8) Mikrokontroler yang digunakan yaitu NodeMCU ESP8266 3 buah.
1.4 TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1) Membuat alat lampu pintar untuk menjaga suhu air tetap di suhu ideal menggunakan protokol MQTT
2) Membuat sistem monitoring kualitas ph untuk menjaga kualitas air di aquascape terjaga dengan baik sesuai dengan parameter ideal.
3) Membuat sistem monitoring suhu air menggunakan protokol MQTT agar suhu air terjaga dengan baik sesuai dengan parameter ideal.
4) Membuat monitoring atau mengetahui proses waktu pengiriman (delay), Jitter , Througphut dan Packet Loss dari alat sensor yang terpasang di aquascape tersebut ke protokol MQTT menggunakan software Wireshark.
4 1.5 MANFAAT
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat untuk monitoring suhu air, lampu dan kualias ph pada Aquascape berbasis protokol mqtt. Dengan mengetahui pengaruh penggunaan lampu, kualitas ph dan monitoring suhu air untuk menjaga ekositem kehidupan di aquscape tetap ideal , sistem ini juga bisa dikontrol melalui mosquito mqtt broker atau melalui aplikasi di HP dimana hanya tersambung dengan internet maka akan mudah memproses mematikan dan menyalakan walaupun pengguna saat itu lagi diluar rumah, hal ini juga akan memudahkan setiap pengguna melihat apakah kuliatas ph dan suhu air dalam aquascape tersebut bisa membuat ikan dan tanaman yang didalam aquascape sehat atau tidak sehat karna faktor utama dalam aquascape adalah suhu air dan kualitas yang ideal dan pengguna juga bisa melihat waktu proses delay atau waktu tunda dari alat sensor ke aplikasi mqtt dash menggunakan aplikasi wireshark.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan penelitian ini dibagi menjadi 5 bagian:
1. BAB 1 : PENDAHULUAN
Bagian pendahuluan berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah yang diangkat, manfaat dan tujuan penelitian
2. BAB 2 : DASAR TEORI
Pada bagian ini membahas tentang konsep membahas tentang konsep internet of things (IoT), protokol mqtt (mosquitto mqtt broker), penggunaan aplikasi android sebagai tempat mematikan dan menyalakan lampu, penggunaan protokol MQTT untuk pengiriman data atau monitoring suhu air dan kualitas ph di aquacape serta sensor dan mikrokontroler yang digunakan dan yang terakhir yaitu pengunanan software wireshark sebagai memonitoring suatu pengiriman data dari sensor yg terpasang di aquascape ke protokol MQTT untuk melihat berapa waktu tunda atau delay dari proses tersebut.
3. BAB 3 : METODE PENELITIAN
5
Cara penelitian seperti alat penelitian, jalan penelitian yang meliputi parameter perakitan alat, simulasi alat tersebut sekaligus pengiriman data atau monitoring melalui MQTT Dash dan pengunaan pada software wireshark untuk memonitoring suatu proses pengiriman data dari alat sensor yang dipasangkan di aquascape tersebut ke protokol MQTT untuk melihat berapa lama waktu tunda atau delay yang dibutuhkan untuk proses tersebut.
4. BAB 4 : HASIL DAN ANALISA
Hasil dari pengujian QoS (Quality of Service) pada penggunaan protokol mqtt, pengujian kalibrasi keakuratan sensor suhu dengan termometer dan sensor pH dengan pH meter, melakukan pengujian monitoring suhu dan pH aquascape menggunakan protokol mqtt pada siang hari dan malam hari dan melakukan pengujian aplikasi MQTT Dash sebagai alat untuk memonitoring melalui handphone. Dari semua hasil pengujian diatas kemudian di Analisa oleh peneliti.
5. BAB 5 : PENUTUP
Melakukan pemberian kesimpulan dan saran pada hasil penelitian ini.
6
BAB 2 DASAR TEORI
2.1 KAJIAN PUSTAKA
Penelitian Muhtadu Syukur A , Aji Gautama Putrada, S.T., M.T. , Novian Anggis Suwastika, S.T., M.T. pada tahun 2019 yang berjudul “Implementasi dan Analisis Pengurasan Otomatis Aquascape Berdasarkan Kualitas Air Menggunakan Fuzzy Logic”. Dalam penelitian tersebut akan dirancang sebuah sistem yang memungkinkan bisa melakukan pengurasan otomatis pada aquascape, yang dimana aquascape tersebut dipasang sensor-sensor yang berfungsi sebagai alat untuk mengukur kualitas pH di aquascape dan mengukur suhu air di aquascape kemudian dijadikan sebagain inputan untuk di proses oleh sistem dengan menggunakan fuzzy logic. Suhu air akan ideal jika suhu 20-28 derajat celcius, sedangkan nilai pH yang baik adalah 6,0 – 8,0. Apabila sistem menunjukan kualitas air tidak sesuai dengan parameter ideal yang sudah ditentukan, maka sistem akan mengirimkan notifikasi perintah untuk mengganti air dalam aquascape secara otomatis menggunakan water pump yang berfungsi sebagai pengatur pengisian air. Hasil dari penelitian ini telah berhasil menunjukan bahwa Ketika nilai pH dan suhu air tidak sesuai dengan parameter ideal yang ditentukan maka sistem akan melakukan pengurasan otomatis dan pengguna dapat mengetahui kondisi suhu air dan pH air melalui sistem monitoring di mobile atau laptop/pc[1].
Sedangkan Siswanto, Aditya Adiguna dan Windu Gata pada tahun 2018 dengan penelitian yang berjudul “Kendali dan Monitoring Suhu dan Ketinggian Air Aquarium dengan sensor DS18B20, HCSR04 dan Mikrokontroler Arduino Uno R3 Berbasis Web” membahas mengenai penggunaan sensor DS18B20 , HCSR04 dan Mikrokontroler Arduino Uno R3 untuk melakukan kendali dan monitoring suhu di aquarium, sensor DS18B20 berfungsi untuk melakukan pengiriman data untuk mengukur suhu air di aquarium tersebut, kemudian untuk sensor HCSR04 berfungsi untuk melakukan monitoring ketinggian air di aquarium dan mikrokontroler arduino uno R3 sebagai tempat untuk mengendalikan sensor DS18B20 dan HCSR04 sebagai kendali dan monitoring secara langsung berbasis web[5].
7 2.2 DASAR TEORI
2.2.1 Internet of Things
Internet of Things adalah suatu konsep dimana objek tertentu punya kemampuan untuk mentransfer data lewat jaringan tanpa memerlukan adanya interaksi dari manusia ke manusia ataupun dari manusia ke perangkat komputer.
Adapun kemampuannya bermacam-macam contohnya dalam berbagi data, menjadi remote control, dan masih banyak lagi yang lainnya.
Cara Kerja sistem IoT (Internet of Things) bekerja dengan memanfaatkan suatu pemrograman, dimana tiap-tiap perintah tersebut bisa menghasilkan suatu interaksi antar mesin yang telah terhubung secara otomatis tanpa campur tangan manusia dan tanpa terbatas jarak berapapun jauhnya, tugas Manusia dalam IoT tugasnya hanyalah menjadi pengatur dan pengawas dari mesin-mesin yang bekerja secara langsung tersebut[6].
Internet of Things (IoT) menggunakan beberapa teknologi yang digabungkan secara luas menjadi satu kesatuan, termasuk sensor seperti pembaca data, koneksi internet dengan berbagai topologi jaringan, identifikasi frekuensi radio (RFID), jaringan sensor nirkabel, dan teknologi selanjutnya. Tumbuh sesuai kebutuhan.
Internet of Things juga dapat mencakup teknologi sensor lainnya, seperti teknologi nirkabel dan kode QR yang sering kita temukan di sekitar kita.Contoh penerapannya pada objek yang ada di dunia nyata adalah pengolahan makanan, produk elektronik, dan berbagai mesin atau teknologi lainnya, Semua ini terhubung ke jaringan Internet melalui sensor yang terintegrasi dan selalu aktif..
Cara kerja internet of things, dengan memanfaatkan suatu argumentasi pemrograman, di mana tiap-tiap perintahtersebut dapat menghasilkan suatu interaksi antar mesin yang telah terhubung secara otomatis tanpa campur tangan manusia dan tanpa dibatasi oleh jarak yang jauh. Internet menjadi penghubung antara kedua interaksi mesin tersebut. Manusia dalam internet of things tugasnya hanyalah menjadi pengatur dan pengawas.
Contoh penerapan teknologi Internet of Things (IoT) yang saat ini sering di pakai yaitu Rumah pintar atau smart home , Perangkat internet of things dimanfaatkan untuk memantau dan mengontrol sistem Internet of Things, seperti smart lock door atau pintu pintar yang mana membuka kunci pintu tidak seperti biasanya melainkan memasukan sandia tau sidik jari ke gagang pintu lalu akan membuka pintu tersebut.
8
Selain itu juga dapat mengontrol penggunaan energi secara real-time dalam mengurangi konsumsi energi. Perangkat internet of things dapat terintegrasi menjadi sistem rumah pintar. Contoh alat internet of things yang biasanya ada di rumah seperti: smart door lock atau gagang pintu yang bertekonologi internet of things sehingga membutuhkan kata sandi atau sidik jari saja untuk membuka kunci pintu tersebut, lampu pintar menyala secara otomatis ketika malam hari, kemudian lampu akan mati secara otomatis pada saat jadwal tidur dan pagi hari. Smart CCTV yang bisa di monitor melalui aplikasi handphone, vacuum cleaner otomatis yang bisa membersihkan lingkungan dalam rumah dan smart pet feeder yang memberikan informasi ke pengguna apabila makanan hewan peliharaan habis dan perlu di isi ulang[7].
Arsitektur dasar Internet of Things terbilang sangat sederhana, metode kerjanya mengacu pada tiga elemen utama arsitektur Internet of Things, seperti:
1. Objek fisik yang dilengkapi dengan modul IoT
2. Perangkat yang terhubung ke Internet, seperti modem dan router 3. Pusat data cloud tempat penyimpanan aplikasi dan database[8].
Gambar 2. 1 Arsitektur IoT a. IoT Network
Dibagi menjadi jaringan Internet of Things jarak pendek dan jaringan Internet of Things jarak jauh. Fungsi jaringan Internet of Things adalah perangkat atau teknologi yang digunakan untuk melakukan proses pengiriman informasi dari pengirim ke penerima.
Jaringan IoT Jarak Pendek memiliki beberapa contoh, seperti BLE, Zigbee, NFC dan Wifi, lalu ada beberapa contoh di Jaringan IoT Jangka
9
Panjang, seperti LEM dan NBIoT, seperti Licensed Spectrum, lalu LoRa, Sigfox dan Genu, seperti Spektrum Tidak Berlisensi
b. IoT Server
Fungsi ini untuk mendukung transfer informasi dari pengirim ke penerima. Koneksi yang digunakan dalam hal ini adalah: akses broadband dan jaringan Internet 4G
Platform IoT adalah serangkaian komponen yang memungkinkan pengembang untuk:
1. Mengelola aplikasi
2. Pengumpulan data jarak jauh 3. Koneksi aman
2.2.2 NodeMCU ESP 8266
NodeMCU adalah papan elektronik berbasis chip ESP8266, dengan kemampuan untuk melakukan fungsi mikrokontroler dan koneksi Internet (WiFi).
Ada berbagai pin I/O, sehingga dapat dikembangkan sebagai aplikasi monitoring untuk proyek IOT. NodeMCU ESP8266 dapat diprogram dengan Arduino IDE melalui Arduino compiler. Pada bentuk fisik NodeMCU ESP 8266 terdapat port atau slot USB (mini USB) untuk mempermudah pemrograman.
NodeMCU ESP8266 adalah modul turunan pengembangan dari modul platform ESP8266 seri ESP12 IoT (Internet of Things). Dari segi fungsi, modul ini hampir mirip dengan platform modul Arduino, namun perbedaannya adalah digunakan khusus untuk "koneksi ke Internet"[9].
Gambar 2. 2 NodeMCU ESP8266
2.2.3 Modul Relay
Relay berfungsi sebagai saklar lampu. Prinsip kerja relay adalah eketromagnetik untuk merubah kondisi saklar yang dapat menghantarkan arus listrik dengan tegangan lebih tinggi.
10 Ada dua macam jenis relay yaitu :
1. Normally Close (NC) dengan kondisi awal saklar selalu berada pada posisi tertutup (close).
2. Normally Open (NO) dengan kondisi awal saklar selalu berada pada posisi terbuka (open)[10].
Gambar 2. 3 Modul Relay Tabel 2. 1 Pin pada Relay
Pin pada Relay Pin pada NodeMcu ESP8266
IN1 D1
VCC 3V
GND GND
2.2.4 Sensor Suhu DS18B20
Sensor suhu DS18B20 adalah sensor suhu yang memiliki kemampuan waterproof atau tahan air. DS18B20 memiliki tingkat akurasi yang cukup tinggi, yaitu 0.5oC pada rentang suhu -10oC sampai +85oC. Sensor suhu pada umumnya membutuhkan ADC dan beberapa pin port pada mikrokontroler, namun pada DS18B20 ini tidak membutuhkan ADC agar dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler dan hanya membutuhkan/wire saja[11].
Gambar 2. 4 Sensor DS18B20
11
Pada gambar 2.4 ditunjukan bahwa pin ground dan Vdd dihubungkan dengan Vcc, sedangkan pin DQ dihubungkan dengan pin I/0 pada mikrokontroler.
Data yang dikeluarkan berupa data digital dengan nilai ketelitian 0.5oC.
Tabel 2. 2 Pin Sensor Suhu
Pin pada Sensor Suhu Pin pada NodeMcu ESP8266
DATA D3
VCC 3V
GND GND
2.2.5 Sensor pH
pH meter (pengukur keasaman) adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mengukur pH (keasaman) cairan. Pengukur pH tipikal terdiri dari probe pengukur yang terhubung ke perangkat elektronik yang dapat mengukur dan menampilkan nilai pH.
Prinsip dasar penggunaan pH meter untuk mengukur pH adalah potensial elektrokimia yang terjadi antara larutan yang terkandung dalam elektroda kaca yang diketahui dan lautan yang tidak diketahui di luar elektroda kaca. Ini karena lapisan tipis gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen aktif yang relatif kecil.
Skema elektroda pH meter akan mengukur potensial antara merkuri klorida (HgCl) pada elektroda referensi dan larutan kalium klorida (KCl) pada kaca elektroda dan potensial antara larutan dan elektroda perak. Namun, potensi antara sampel yang tidak diketahui dan elektroda kaca dapat bervariasi tergantung pada sampel[12].
Gambar 2. 5 Sensor pH
12
Tabel 2. 3 Pin Sensor pH
Pin pada Sensor pH Pin pada NodeMcu ESP8266
PO (Data) A0
VCC 3V
GND GND
2.2.4 pH Air
pH merupakan suatu besaran untuk menunjukan jumlah ion hidrogen (H+) di dalam air dan dinyakan dengan minus logratima. Besaran pH teridiri antara 0 (sangat asam) sampai 14 (sangat basa). Ukuran pH 0 sampai 6 disebut sebagai pH asam sedangkan ukuran pH 8-14 disebut sebagai pH basa. pH netral berada pada pH 7 yang berarti kadar asam dan basa di dalam cairan seimbang.
Tinggi rendahnya pH sangat berhubungan dengan alkalinitas air, apabila alkalinitasnya tinggi maka air akan mampu mengembalikan pH-nya seperti nilai pH semula[12].
Gambar 2. 6 Tabel warna pH
2.2.5 Suhu Air
Suhu air adalah faktor pembatas kehidupan, ikan hiasa yang berada dari daerah tropis biasanya hidup pada rentang suhu 25-32oC, sedangkan ikan yang berasal dari daerah subtropis yaitu pada rentang 20-25oC[12].
2.2.6 Protokol MQTT
Message queu telemetry transport atau yang disebut MQTT yaitu protokol untuk komunikasi bersifat machine to machine atau M2M dan bekerja di layer ketujuh atau aplikasi dan bersifat lightweight message. Meskipun koneksi dalam keadaan terputus, semua pesan yang dikirim akan terjamin oleh protokol MQTT.
13
Metode komunikasi publish dan subscribe merupakan metode pengiriman yang digunakan oleh protokol MQTT. Pesan pada MQTT dikirim ke broker dan berisi topik yang dikirimkan oleh publisher, kemudian topik tadi diolah untuk diteruskan ke subscriber berdasarkan dari permintaan pengguna[13].
2.2.7 Software Wireshark
Wireshark adalah sebuah tool atau alat yang digunakan untuk menganalisa paket jaringan. Wireshark juga disebut penganalisa paket jaringan. Fungsinya untuk menangkap paket jaringan dan mencoba menampilkan semua informasi dari paket tersebut.
Fungsi software wireshark sebagai alat untuk memeriksa apa yang sebenarnya terjadi di jaringan, apakah kabel atau nirkabel, dengan menggunakan Software Wireshark, semuanya sangat sederhana dalam hal memantau dan menganalisis paket data yang melewati jaringan.Ada beberapa contoh penggunaan wireshark:
1. Administrator jaringan menggunakan untuk memecahkan masalah jaringan.
2. Administrator menggunakan Software Wireshark untuk melindungi jaringannya.
Beberapa keunggulan dari software Wireshark antara lain:
1. Berjalan di OS Linux dan Windows
2. Langsung menangkap paket data dari antarmuka jaringan 3. Dapat menampilkan hasil tangkapan atau capture secara detail 4. Dapat melakukan packet filtering atau pemfilteran paket
5. Capture atau hasil tangkapan dapat disimpan, impor dan ekspor [14].
14
Gambar 2. 7 Software Wireshark
2.2.8 Parameter QoS
Quality of Service (QoS) adalah mekanisme jaringan yang memungkinkan aplikasi atau layanan beroperasi seperti yang diharapkan. Parameter QoS sendiri memiliki beberapa parameter, antara lain keterlambatan pengiriman (Delay), kegagalan pengiriman paket data ke tujuan (packet loss) dan jumlah paket data yang telah dikirim dalam jangka waktu tertentu (Throughput)
1. Delay
Delay adalah waktu tunda yang disebabkan oleh pengiriman paket data dari awal paket data ke tujuan. Untuk mencari waktu tunda, Anda dapat menggunakan rumus berikut :
Gambar 2. 8 Rumus Delay
Gambar 2. 9 Keterangan Parameter Delay
15 2. Packet Loss
Packet loss adalah kegagalan yang terjadi pada saat pengiriman suatu paket data untuk mencapai tujuan dari paket data tersebut. Untuk mencari packet loss, Anda dapat menggunakan rumus berikut:
Gambar 2. 10 Rumus Packet Loss
Gambar 2. 11 Keterangan Parameter Packet Loss
3. Throughput
Banyaknya data dalam satuan waktu terkirim pada saat pengiriman data. Dalam penelitian ini, percobaan dilakukan selama 1 hingga 2 menit. Untuk mencari Throughput, Anda dapat menggunakan rumus berikut:
Gambar 2. 12 Rumus Throughput
Gambar 2. 13 Keterangan Parameter Throughput
16
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 ALAT YANG DIGUNAKAN
Penelitian ini menggunakan relay 5V 2 Channel sebagai saklar atau tempat untuk menyalakan dan mematikan , sensor DS18B20 sebagai mengukur suhu air yang ada di aquascape, sensor pH untuk mengukur kualitas pH air didalam aquascape tersebut dan software wireshark untuk mengukur waktu data pengiriman dari sensor yang ada di aquascape ke protokol mqtt. Kemudian hasil dari pengukuran tersebut akan diteruskan dan dimonitoring melalui MQTT DASH secara realtime, dan untuk mengendalikan smart lamp yang ada di aquascape menggunakan protokol MQTT kemudian dihubungkan dengan broker mqtt mosquito untuk melakukan pengendalian dari lampu pintar tersebut dengan persyaratan harus terkoneksi dengan internet agar bisa dikendalikan jarak jauh.
3.2 ALUR PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap dalam pembuatan analisis dan perancangan aquascape menggunakan protokol mqtt untuk media pengiriman data suhu dan ph. proses tahapan pada penelitian ini dapat di lihat dibawah ini pada gambar 3.1
17
Gambar 3. 1 Alur Penelitian Dapat dijelaskan pada blok diagram diatas sebagai berikut:
1. Pengumpulan bahan dan referensi
Adapun beberapa bahan yang harus disediakan yaitu NodeMCU ESP8266, Sensor Suhu DS18B20, Sensor pH-4502C , dan Relay. Setelah semua bahan sudah siap maka lanjutkan untuk mencari beberapa referensi jurnal untuk mendukung penelitian ini.
2. Perancagan Sistem
Perancangan Sistem dibagi menjadi dua bagian yakni perangkat keras yaitu NodeMCU ESP8266, Sensor suhu ds18b20 , sensor ph 4502c dan relay, kemudian sistem perangkat lunak seperti coding-an dan library masing-masing hardware sebelumnya.
3. Pengujian sistem
18
Pengujian sistem dilakukan guna untuk menguji kerja sistem apakah sudah berfungsi dengan benar atau tidak, dengan cara melihat hasil output atau keluaran dari sensor yang di pasang di aquascape tersebut, apabila hasil output tidak sesuai dengan kalibrasi sebelumnya maka akan di perbaiki lagi di bagian perancangan sistem dan apabila pengujian sistem sudah benar dan berfungsi dengan baik maka di lanjutkan ke tahap berikutnya yaitu analisa hasil data.
4. Analisa Hasil Data
Menganalisa hasil data dari akurasi perbandingan sensor ph dengan pH meter dan perbandingan sensor suhu menggunakan termometer khusus aquascape, kemudian analisa terhdapat suhu dan pH pada siang hari dan pada malam hari dan monitoring suhu dan pH melalui protokol MQTT,
5. Kesimpulan
Pada tahap ini yaitu membuat kesimpulan dari penelitian yang dilakukan beserta hasil data yang di teliti.
3.3 PERANCANGAN SISTEM
Dalam perancangan sistem monitoring aquascape menggunakan protokol mqtt untuk media pengiriman data suhu dan ph. Berikut di bawah merupakan flowchart dari perancangan sistem.
19
Gambar 3. 2 Flowchart Perancangan Sistem
Pada tahap pertama semua sensor yang sudah di program dan terpasang di aquascape terhubung dengan nodemcu esp8266 dinyalakan kemudian menunggu waktu beberapa saat untuk memulai program.
Pada tahap kedua semua sensor yang sudah terhubung dengan nodemcu esp8266 menghubungkan ke jaringan wifi atau internet.
Pada tahap ketiga sesudah terhubung dengan jaringan wifi maka akan dihubungkan ke protokol mqtt.
20
Pada tahap keempat apabila sudah terhubung ke protokol mqtt maka di aplikasi handphone yang sudah di install atau dipasang sudah bisa terlihat hasil keluaran atau output pembacaan dari sensor suhu , pH dan relay, untuk relay ada tambahan botton atau tombol switch on/off atau nyala dan mati untuk mematikan lampu dan menyalakan lampu apabila di perlukan.
Pada tahap kelima apabila suhu di air tersebut kurang dari 25 celcius maka pengguna bisa menyalakan lampu dan apabila suhu di air tersebut lebih dari 30 celcius maka pengguna bisa mematikan lampu yang terpasang di aquascape tersebut.
3.4 DESAIN PERANCANGAN END DEVICE
Desain perancangan end device dari monitoring aquascape menggunakan protokol mqtt untuk media pengiriman data suhu dan ph berikut di bawah ini.
Gambar 3. 3 Blok diagram dari desain perancngan end device Pada perancangan desain end divice dapat dijelaskan , untuk bagian blok diagram baris pertama yaitu NodeMCU ESP8266 akan mulai menyala dan mengubungkan ke jaringan wifi atau internet yang sudah diatur sebelumnya , setelah itu apabila wifi sudah terhubung ke protokol MQTT maka hasil output atau keluaran dari nilai sensor suhu sudah bisa dilihat melalui aplikasi handphone dan masukan alat sensor suhu tersebut ke aquascape untuk mengetahui suhu air yang ada di aquascape tersebut.
Pada bagian blok diagram baris kedua yaitu NodeMCU ESP8266 akan mulai menyala dan mengubungkan ke jaringan wifi atau internet yang sudah diatur sebelumnya , setelah itu apabila wifi atau internet sudah terhubung ke protokol mqtt
21
maka hasil output atau keluaran dari sensor pH sudah bisa dilihat melalui aplikasi handphone dan masukan alat sensor pH tersebut ke aquascape untuk mengetahui kualitas pH air yang ada di aquascape tersebut.
Pada bagian blok diagram baris ketiga yaitu NodeMCU ESP8266 akan mulai menyala dan mengubungkan ke jaringan wifi atau internet yang sudah diatur sebelumnya , setelah itu apabila wifi atau internet sudah terhubung ke protokol MQTT maka hasil output atau keluaran dari relay sudah bisa dilihat melalui aplikasi handphone berserta tombol untuk menyalakan dan mematikan lampu aquascape yang sudah terhubung ke relay tersebut.
22
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL PENGUJIAN PARAMATER QOS (QUALITY OF SERVICE) Peneliti menguji parameter QoS (Quality of Service) dengan percobaan sebanyak 30 pengujian, berikut tabel dibawah ini untuk hasil pengujian dari parameter QoS (Quality of Service) terdiri dari Throughput , Packet Loss, Delay Dan Jitter.
Gambar 4. 1 Hasil capture QoS di software Wireshark Tabel 4. 1 Hasil Pengujian Parameter QoS (Quality of Sevice) Nomor
Pengujian ke – n
Packet Capture
(Byte)
Packet Display
(Byte)
Throughput Packet Loss Delay
1 1010 1010 3682 Bytes/s 1.1 % 122.170 ms
23
2 702 700 905 Bytes/s 0.3 % 240.267 ms
3 737 737 12 KB/s 0 % 40.481 ms
4 500 500 327 Bytes/s 0 % 424.049 ms
5 580 580 390 Bytes/s 0 % 270.199 ms
6 703 703 19 KB/s 0 % 494.429 ms
7 898 898 30 KB/s 0 % 30.336 ms
8 348 348 464 Bytes/s 0 % 451.033 ms
9 308 308 211 Bytes/s 0 % 672.384 ms
10 767 767 545 Bytes/s 0 % 444.940 ms
11 317 316 400 Bytes/s 0.3 % 211.647 ms
12 365 365 1303 Bytes/s 0 % 145.512 ms
13 375 375 575 Bytes/s 0 % 191.909 ms
14 297 297 405 Bytes/s 0 % 203.918 ms
15 370 370 935 Bytes/s 0 % 170.944 ms
16 378 378 2468 Bytes/s 0 % 138.916 ms
17 589 589 7531 Bytes/s 0 % 79.884 ms
18 322 322 217 Bytes/s 0 % 511.73 ms
19 604 604 710 Bytes/s 0 % 214.394 ms
20 354 354 255 Bytes/s 0 % 294.055 ms
21 351 351 357 Bytes/s 0 % 264.957 ms
22 435 435 443 Bytes/s 0 % 225.409 ms
23 362 362 525 Bytes/s 0 % 238.565 ms
24 357 357 372 Bytes/s 0 % 257.906 ms
25 383 383 434 Bytes/s 0 % 252.120 ms
26 420 420 1055 Bytes/s 0 % 120.654 ms
27 436 436 619 Bytes/s 0 % 178.714 ms
28 413 413 506 Bytes/s 0 % 193.707 ms
29 407 407 438 Bytes/s 0 % 211.231 ms
30 442 442 403 Bytes/s 0 % 216.581 ms
Dari tabel diatas, peneliti melakukan pengambilan data sebanyak 30 kali dengan mendapatkan hasil seperti di atas.
24
Pada bagian throughput dapat dijelaskan bahwa banyak data yang dikirim ber variasi setiap waktunya, pada penelitian diatas data yang dikirim paling kecil yaitu 217 Bytes/s dan paling besar yaitu 30 KB/s.
Pada bagian Packet Loss rata-rata mendapatkan hasil 0% dan paling besar pada pengujian QoS (Quality of Service) ini yaitu 1.1% , ini merupakan kelebihan dari protokol mqtt dikarenakan dibandingan dengan protokol HTTP yang mendapatkan hasil packet loss dengan nilai yang besar dikarenakan protokol HTTP menggunakan kecepatan transfer yang besar dibandingkan dengan MQTT.
Pada bagian Delay dapat dijelaskan bahwa nilai tertinggi delay yaitu 672.384 ms dan data terkecil untuk delay yaitu 30.336 ms , untuk hasil data tersebut isp atau interner service provider juga berpengaruh untuk mendapatkan hasil delay yang baik atau buruk dan broker dari protokol mqtt juga berpengaruh untuk mendapatkan hasil delay yang baik atau buruk.
Dapat disimpulkan bahwa untuk protokol MQTT mempunyai keunggulan yaitu untuk packet loss tidak lebih dari 2% yang berarti sangat baik . walaupun bagian Delay mendapatkan hasil yang kurang baik, dikarenakan protokol mqtt dapat berkerja dengan baik walaupun internet yang dipakai kurang stabil dan data yang dikirim hanyalah sebuah teks dari data sensor yang dipasang di aquascape , dibandingkan dengan protokol HTTP yang membutuhkan kecepatan transfer besar untuk melakukan pertukaran informasi
4.2 PENGUJIAN SENSOR SUHU 4.2.1 Kalibrasi Sensor Suhu
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui ke akuratan sensor suhu , peneliti akan melakukan pengujian kalibrasi menggunakan thermometer sebagai perbandingan. Pengujian kalibrasi suhu akan menggunakan air panas dan air dingin untuk menentukan nilai dari kalibrasi sensor suhu tersebut apakah sudah sesuai atau tidak.
A. Kalibrasi sensor suhu pada Air Dingin
Pengambilan data untuk kalibrasi sensor suhu ini dilakukan sebanyak 30 kali, berikut adalah tabel hasil dari kalibrasi sensor suhu pada air dingin.
berikut adalah tabel 4.2 hasil dari kalibrasi sensor Suhu pada air dingin.
Terlebih dahulu melakukan peng-kalibrasian pada alat termometer dengan memasukan air dingin dari kulkas ke wadah kemudian diukur
25
menggunakan Termometer, hasil yang diukur oleh Termometer adalah 15 celcius seperti gambar di bawah ini.
Gambar 4. 2 Hasil suhu air dingin pada termometer
Gambar 4. 3 Pengujian keakuratan termometer dengan sensor suhu
26
Tabel 4. 2 Hasil kalibrasi keakuratan Sensor suhu pada air dingin
Nomor Termometer Sensor Suhu Persentase Error 𝑪 =𝒂−𝒃
𝒂 𝒙 𝟏𝟎𝟎%
1 15 celcius 13.13 celcius 12.47%
2 15 celcius 13.06 celcius 12.93%
3 15 celcius 13.13 celcius 12.47%
4 15 celcius 13.13 celcius 12.47%
5 15 celcius 13.19 celcius 12.07%
6 15 celcius 13.19 celcius 12.07%
7 15 celcius 13.25 celcius 11.67%
8 15 celcius 13.38 celcius 10.80%
9 15 celcius 13.44 celcius 10.40%
10 15 celcius 13.50 celcius 10.00%
11 15 celcius 13.48 celcius 10.13%
12 15 celcius 13.44 celcius 10.40%
13 15 celcius 13.41 celcius 10.60%
14 15 celcius 13.39 celcius 10.73%
15 15 celcius 13.43 celcius 10.47%
16 15 celcius 13.37 celcius 10.87%
17 15 celcius 13.42 celcius 10.53%
18 15 celcius 13.38 celcius 10.80%
19 15 celcius 13.35 celcius 11.00%
20 15 celcius 13.44 cecius 10.40%
21 15 celcius 13.41 celcius 10.60%
22 15 celcius 13.38 celcius 10.80%
23 15 celcius 13.36 celcius 10.93%
24 15 celcius 13.34 celcius 11.07%
25 15 celcius 13.32 celcius 11.20%
26 15 celcius 13.33 celcius 11.13%
27 15 celcius 13.37 celcius 10.87%
28 15 celcius 13.39 celcius 10.73%
27
29 15 celcius 13.41 celcius 10.60%
30 15 celcius 13.44 celcius 10.40%
Total rata-rata error = 𝑐
30 11.05%
Pada tabel diatas dapat dijelaskan bahwa untuk sensor suhu nilainya di setiap waktu ber ubah-ubah , nilai tertinggi yang diukur oleh sensor suhu yaitu 13.50 celcius dan nilai terendah yaitu 13.06 celcius. kemudian pada persentase error nilai terkecil yaitu 10.00% dikarenakan sensor membaca nilai mendekati dari persyaratan yaitu 15 celcius pada nomor 10 dengan nilai sensor suhu yaitu 13.50 celcius , persentase error terbesar yaitu 12.93% dikarenakan sensor suhu membaca kurang dari nilai yang seharusnya yaitu 15 celcius dibandingkan data lainnya pada nomor 2 yaitu nilai suhu 13.06 celcius dan nilai persentase error rata-rata yaitu 11.05%
B. Kalibrasi sensor suhu pada Air Hangat
Pengambilan data untuk kalibrasi sensor suhu ini dilakukan sebanyak 30 kali, berikut adalah tabel hasil dari kalibrai sensor suhu pada air panas.
berikut adalah tabel 4.3 hasil dari kalibrasi sensor suhu pada air panas.
Terlebih dahulu melakukan peng-kalibrasian pada alat termometer dengan memasukan air dingin dari kulkas ke wadah kemudian diukur menggunakan Termometer, hasil yang diukur oleh Termometer adalah 46 celcius.
28
Gambar 4. 4 Hasil suhu air dingin pada termometer
Gambar 4. 5 Pengujian keakuratan termometer dengan sensor suhu Tabel 4. 3 Hasil Kalibrasi keakuratan Sensor suhu pada air hangat
Nomor Termometer Sensor Suhu Persentase Error 𝑪 =𝒂−𝒃
𝒂 𝒙 𝟏𝟎𝟎%
1 46 Celcius 44.69 Celcius 2.85%
2 46 Celcius 44.75 Celcius 2.72%
3 46 Celcius 44.75 Celcius 2.72%
4 46 Celcius 44.69 Celcius 2.85%
29
5 46 Celcius 44.63 Celcius 2.98%
6 46 Celcius 44.56 Celcius 3.13%
7 46 Celcius 44.56 Celcius 3.13%
8 46 Celcius 44.50 Celcius 3.26%
9 46 Celcius 44.44 Celcius 3.39%
10 46 Celcius 44.38 Celcius 3.52%
11 46 Celcius 44.37 Celcius 3.54%
12 46 Celcius 44.41 Celcius 3.46%
13 46 Celcius 44.43 Celcius 3.41%
14 46 Celcius 44.47 Celcius 3.33%
15 46 Celcius 44.42 Celcius 3.43%
16 46 Celcius 44.39 Celcius 3.50%
17 46 Celcius 44.37 Celcius 3.54%
18 46 Celcius 44.39 Celcius 3.50%
19 46 Celcius 44.42 Celcius 3.43%
20 46 Celcius 44.38 Celcius 3.52%
21 46 Celcius 44.35 Celcius 3.59%
22 46 Celcius 44.43 Celcius 3.41%
23 46 Celcius 44.47 Celcius 3.33%
24 46 Celcius 44.43 Celcius 3.41%
25 46 Celcius 44.40 Celcius 3.48%
26 46 Celcius 44.38 Celcius 3.52%
27 46 Celcius 44.36 Celcius 3.57%
28 46 Celcius 44.41 Celcius 3.46%
29 46 Celcius 44.43 Celcius 3.41%
30 46 Celcius 44.40 Celcius 3.48%
Rata-rata error = 𝑐
30 3.33%
Pada tabel diatas dapat dijelaskan bahwa untuk sensor suhu nilainya di setiap waktu ber ubah-ubah , nilai tertinggi yang diukur oleh sensor suhu yaitu 44.75 celcius dan nilai terendah yaitu 44.35 celcius. kemudian pada persentase error nilai terkecil yaitu 2.72% dikarenakan sensor membaca
30
nilai mendekati dari persyaratan yaitu 46 celcius pada nomor 2 dan 3 dengan nilai sensor suhu yaitu 44.75 , persentase error terbesar yaitu 3.59% dikarenakan sensor suhu membaca kurang dari nilai yang seharusnya yaitu 46 celcius, karena nomor 21 mendapatkan nilai suhu 44.35 celcius dan nilai persentase error rata-rata yaitu 3.33%
4.2.2 Kalibrasi Sensor Ph
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui ke akuratan sensor Ph, peneliti akan melakukan pengujian kalibrasi menggunakan Ph Meter sebagai perbandingan. Air yang akan di pakai untuk kalibrasi sensor Ph akan dituangkan serbuk buffer atau pengatur Ph , serbuk yang dipakai yaitu Ph 6,86 dan 4.0 sebagai standar untuk menentukan kalibrasi nilai dari sensor Ph.
A. Kalibrasi sensor Ph pada larutan pH 6.86
Pengambilan data untuk kalibrasi sensor Ph ini dilakukan sebanyak 30 kali, berikut adalah tabel 4.4 hasil dari kalibrasi sensor Ph pada larutan pH 6.86.
Terlebih dahulu melakukan peng-kalibrasian pada alat Ph Meter dengan menyesuikan nilai Ph antara serbuk Ph 6.86 yang sudah dilarutkan ke air kemudian diukur menggunakan Ph Meter, hasil yang diukur oleh Ph Meter sudah sesuai dengan Ph yaitu 6.86 seperti gambar di bawah ini.
31
Gambar 4. 6 Hasil kalibrasi pH meter untuk nilai pH 6.86
Gambar 4. 7 Pengujian kalibrasi keakuratan pH meter dengan sensor pH
32
Tabel 4. 4 Hasil Kalibrasi Sensor pH pada serbuk pH 6.86 Nomor Ph Meter Sensor Ph Persentase Error
𝑪 =𝒂−𝒃
𝒂 𝒙 𝟏𝟎𝟎%
1 6.86 6.80 0.87%%
2 6.86 6.65 3.06%
3 6.86 6.68 2.62%
4 6.86 6.74 1.75%
5 6.86 6.51 5.10%
6 6.86 6.65 3.06%
7 6.86 6.40 6.71%
8 6.86 6.78 1.17%
9 6.86 6.34 7.58%
10 6.86 6.80 0.87%
11 6.86 6.78 1.17%
12 6.86 6.74 1.75%
13 6.86 6.79 1.02%
14 6.86 6.80 0.87%
15 6.86 6.74 1.75%
16 6.86 6.79 1.02%
17 6.86 6.74 1.75%
18 6.86 6.77 1.31%
19 6.86 6.79 1.02%
20 6.86 6.77 1.31%
21 6.86 6.74 1.75%
22 6.86 6.73 1.90%
23 6.86 6.75 1.60%
24 6.86 6.78 1.17%
25 6.86 6.75 1.60%
26 6.86 6.78 1.17%
27 6.86 6.79 1.02%
28 6.86 6.75 1.60%
33
29 6.86 6.79 1.02%
30 6.86 6.77 1.31%
Rata-rata error = 𝑐
30 1.99%
Pada tabel diatas dapat dijelaskan bahwa untuk sensor Ph nilainya di setiap waktu ber ubah-ubah , nilai tertinggi yang diukur oleh sensor Ph yaitu 6.80 dan nilai terendah yaitu 6.34. kemudian pada persentase error nilai terkecil yaitu 0.87% dikarenakan sensor membaca nilai mendekati dari persyaratan yaitu 6.86 pada nomor 1,10 dan14 dengan nilai sensor pH yaitu 6.80, persentase error terbesar yaitu 7.58%
dikarenakan sensor pH membaca kurang dari nilai yang seharusnya yaitu 6.86 pada nomor 9 yaitu nilai Ph 6.34 dan nilai persentase error rata-rata yaitu 1.99%
B. Kalibrasi sensor Ph pada larutan pH 4.0
Pengambilan data untuk kalibrasi sensor Ph ini dilakukan sebanyak 30 kali, berikut adalah tabel hasil dari kalibrasi sensor Ph pada larutan pH 4.0.
Terlebih dahulu melakukan peng-kalibrasian pada alat Ph Meter dengan menyesuikan nilai Ph antara serbuk Ph 6.86 yang sudah dilarutkan ke air kemudian diukur menggunakan Ph Meter, hasil yang diukur oleh Ph Meter sudah sesuai dengan Ph yaitu 4.00 seperti gambar di bawah ini.
34
Gambar 4. 8 Hasil kalibrasi pH meter pada nilai ph 4.00
Gambar 4. 9 Pengujian kalibrasi keakuratan pH meter dengan sensor pH
Tabel 4. 5 Hasil Kalibrasi Sensor pH pada serbuk 4.00 Nomor Ph Meter Sensor Ph Persentase Error
𝑪 =𝒂−𝒃
𝒂 𝒙 𝟏𝟎𝟎%
1 4.00 3.98 0.50%
2 4.00 3.98 0.50%
3 4.00 3.98 0.50%
35
4 4.00 3.98 0.50%
5 4.00 3.84 4.00%
6 4.00 3.90 2.50%
7 4.00 3.98 0.50%
8 4.00 3.98 0.50%
9 4.00 3.98 0.50%
10 4.00 3.98 0.50%
11 4.00 3.98 0.50%
12 4.00 3.95 1.25%
13 4.00 3.97 0.75%
14 4.00 3.95 1.25%
15 4.00 3.96 1.00%
16 4.00 3.94 1.50%
17 4.00 3.95 1.25%
18 4.00 3.97 0.75%
19 4.00 3.95 1.25%
20 4.00 3.93 1.75%
21 4.00 3.94 1.50%
22 4.00 3.96 1.00%
23 4.00 3.98 0.50%
24 4.00 3.94 1.50%
25 4.00 3.92 2.00%
26 4.00 3.94 1.50%
27 4.00 3.96 1.00%
28 4.00 3.93 1.75%
29 4.00 3.95 1.25%
30 4.00 3.92 1.75%
Rata-rata error = 𝑐
30 1.18%
Pada tabel diatas dapat dijelaskan bahwa untuk sensor Ph nilainya di setiap waktu ber ubah-ubah , nilai tertinggi yang diukur oleh sensor Ph yaitu
36
3.98 dan nilai terendah yaitu 3.84. kemudian pada persentase error nilai terkecil yaitu 0.50% dikarenakan sensor membaca nilai mendekati dari persyaratan yaitu 4.00 pada nomor 1,2,3,4,7,8,9,10,11 dan 23 dengan nilai sensor Ph yaitu 3.98 dan persentase error terbesar yaitu 4.00% dikarenakan sensor Ph membaca kurang dari nilai yang seharusnya yaitu 4.00 pada nomor 5 yaitu nilai Ph 3.84 dan nilai persentase error rata-rata yaitu 1.18%
4.3 HASIL PENGAMBILAN DATA SUHU DAN PH PADA AQUASCAPE DI SIANG HARI
Peneliti melakukan pengambilan data suhu dan Ph pada aquascape sebanyak 30 kali. Berikut tabel di bawah ini :
Gambar 4. 10 Suhu ketika siang hari
37
Gambar 4. 11 pH ketika siang hari
Tabel 4. 6 Hasil pengambilan data suhu dan ph pada siang hari Nomor
pengujian ke – n
Data suhu Data Ph
1 32.0 Celcius 8.84
2 32.0 Celcius 8.84
3 32.0 Celcius 8.84
4 32.0 Celcius 8.84
5 32.0 Celcius 8.84
6 32.0 Celcius 7.0
7 32.0 Celcius 7.8
8 32.2 Celcius 7.4
9 32.1 Celcius 7.3
10 32.4 Celcius 8.1
11 32.5 Celcius 8.9
12 32.7 Celcius 8.4
13 32.8 Celcius 8.3
14 32.4 Celcius 8.1
15 32.6 Celcius 8.84
16 32.7 Celcius 8.84
38
17 32.0 Celcius 8.4
18 33.1 Celcius 8.04
19 32.2 Celcius 7.8
20 32.4 Celcius 7.4
21 32.1 Celcius 7.9
22 32.5 Celcius 8.0
23 32.4 Celcius 8.1
24 32.7 Celcius 8.4
25 32.8 Celcius 8.6
26 32.5 Celcius 8.3
27 32.4 Celcius 8.9
28 32.2 Celcius 8.84
29 32.0 Celcius 8.7
30 32.2 Celcius 8.84
Rata-rata 32.33 Celcius 8.32
Pada pengujian data suhu dan Ph diatas dapat dijelaskan sebagai berikut, untuk rata-rata suhu 32.33 celcius dan rata-rata pH 8.32, untuk data suhu mendapatkan hasil yang kurang baik karena keadaan panas oleh karena itu dari persyaratan untuk mendapatkan kualitas suhu aquascape sehat atau tidak , dari data diatas mendapatkan hasil yang kurang baik untuk suhu karena melebihi 32 celcius , maka pemilik aquascape disarankan untuk mematikan lampu di aquascape agar memperlambat pertumbuhan lumut , apabila suhu sudah mencapai kurang dari 32 celcius maka pemilik dari aquascape di disarankan untuk menyalakan kembali lampu di aquascape agar suhu aquascape tetap ideal. Mengenai hasil data dari Ph didapatkan hasil yang kurang baik dikarenakan kualitas air sudah melibihi dari 8 Ph oleh karena itu disarankan untuk pemilik aquascape mengganti air yang ada di aquascape tersebut.
4.4 HASIL PENGAMBILAN DATA SUHU DAN PH PADA AQUASCAPE DI MALAM HARI
Peneliti melakukan pengambilan data suhu dan Ph pada aquascape sebanyak 30 kali dilakukan pada malam hari . Berikut tabel di bawah ini :
39
Gambar 4. 12 Suhu ketika malam hari
Gambar 4. 13 Hasil Kuliatas pH pada Malam hari
Tabel 4. 7 Hasil pengambilan data suhu dan pH pada malam hari Nomor
pengujian ke – n
Data suhu Data Ph
1 31.4 Celcius 8.63
40
2 31.4 Celcius 8.63
3 31.4 Celcius 8.86
4 31.4 Celcius 8.69
5 31.4 Celcius 8.86
6 31.4 Celcius 8.86
7 31.4 Celcius 8.86
8 31.4 Celcius 8.70
9 31.4 Celcius 8.63
10 31.4 Celcius 8.63
11 31.4 Celcius 8.50
12 31.4 Celcius 8.60
13 31.4 Celcius 8.61
14 31.4 Celcius 8.62
15 31.4 Celcius 8.63
16 31.4 Celcius 8.75
17 31.4 Celcius 8.20
18 31.4 Celcius 8.47
19 31.4 Celcius 8.59
20 31.2 Celcius 8.60
21 31.3 Celcius 8.63
22 31.1 Celcius 8.63
23 31.0 Celcius 8.74
24 31.3 Celcius 8.63
25 31.4 Celcius 8.86
26 31.4 Celcius 8.86
27 31.4 Celcius 8.80
28 31.3 Celcius 8.60
29 31.2 Celcius 8.50
30 31.3 Celcius 8.63
Rata-rata 31.35 Celcius 8.67
41
Pada hasil data diatas dilakukan pengambilan data pada malam hari untuk melihat perbandingan antara data suhu dan Ph pada siang hari apakah terjadi perubahan atau tidak. Untuk data Ph rata-rata mendapatkan 8.67 dan suhu 31.5 celcius.
Dari persyaratan untuk mendapatkan kualitas suhu aquascape sehat atau tidak , dari data diatas mendapatkan hasil yang baik untuk suhu karena tidak melebihi 32 celcius , maka untuk lampu di aquascape boleh tetap dinyalakan , apabila suhu mencapai lebih dari 32 celcius lebih maka pemilik dari aquascape di disarankan untuk mematikan lampu yang ada di aquascape agar memperlambat pertumbuhan lumut dan menjaga suhu aquascape tetap ideal.
Mengenai hasil data dari Ph didapatkan hasil yang kurang baik dikarenakan kualitas air sudah melibihi dari 8 Ph oleh karena itu disarankan untuk pemilik aquascape mengganti air yang ada di aquascape tersebut.
4.5 HASIL PENGUJIAN APLIKASI MQTT DASH
Gambar 4. 14 Monitoring suhu dan pH melalui aplikasi MQTT Dash Pada gambar diatas dapat dijelaskan bahwa informasi berupa data suhu , kualitas pH maupun kontrol untuk mematikan lampu di aquascape dapat dilihat dan dimonitoring menggunakan aplikasi tersebut yaitu MQTT Dash.
Apabila ingin memonitoring tinggal pilih yang ingin di monitoring misalkan suhu , setelah itu maka informasi dari data suhu akan di tampilkan di aplikasi ini secara real time dan apabila ingin memonitoring kualitas pH maka pilih sensor pH , setelah itu informasi data dari pH akan ditampilkan di aplikasi ini
42
secara real time, kemudian apabila ingin mematikan atau menyalakan lampu di aquascape bisa memilih bagian relay untuk melakukan mematikan atau menyalakan lampu di aquascape melalui aplikasi ini. Contoh tampilan masing- masing bagian informasi ada di gambar bawah ini, berikut contoh gambarnya.
Gambar 4. 15 Contoh tamtampilan informasi suhu pada mqtt dash Diatas merupakan contoh gambar tampilan informasi suhu di aplikasi mqtt dash yang selalu diperbarui setiap 1 menitnya.
43
Gambar 4. 16 Tampilan informasi pH pada aplikasi MQTT Dash Pada gambar diatas dapat dijelaskan bahwa informasi kualitas pH dapat dilihat di aplikasi handphone mqtt dash , informasi kualitas pH akan selalu diperbarui setiap 1 menit.
Gambar 4. 17 Tampilan dari informasi relay di aplikasi mqtt dash
44
Pada gambar diatas dapat dijelaskan bahwa informasi mengenai relay seperti status relay apakah masih terhubung atau tidak dan untuk mengontrol relay agar bisa mematikan dan menyalakan lampu melalui aplikasi mqtt dash.
Gambar 4. 18 Tampilan Ketika Menyalakan Lampu
Pada gambar diatas dapat dijelaskan bahwa kondisi ketika menyalakan lampu aquascape melalui aplikasi MQTT Dash dan terdapat tanda centang pada bagian kotak relay yang berarti status lampu aquascape menyala.
45
Gambar 4. 19 Tampilan Mematikan Lampu Aquascape
Pada gambar diatas dapat dijelaskan bahwa kondisi tersebut terjadi Ketika mematikan lampu aquascape melalui aplikasi MQTT dash dan tidak terdapat tanda centang di bagian kotak relay yang berarti status lampu aquascape dalam keadaan mati
