BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai analisis dan perancangan sistem. Pada tahap analisis akan dilakukan analisis terhadap data yang digunakan untuk memantau kondisi air limbah kelapa sawit yang akan dibuang ke perairan. Pada tahap perancangan akan dibahas mengenai perancangan use case, diagram, database dan tampilan antarmuka pada sistem.
3.1. Arsitektur Umum
Pada bagian arsitektur umum akan dijelaskan tentang penggunaan sensor, perangkat keras serta alur proses dari sistem yang dibangun. Adapun arsitektur umum dari sistem yang akan dibangun dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Arsitektur Umum
Smart Water Board Waspmote Main Board
Berikut adalah penjelasan prinsip kerja sistem yang ada pada Gambar 3.1. 1. Hardware
Sampel air limbah dari perkebunan kelapa sawit tentunya memiliki berbagai jenis zat yang terkandung didalamnya. Dalam hal ini sampel air limbah tersebut akan digunakan untuk diketahui tingkat baku mutunya dengan berbagai sensor yaitu sensor derajat keasaman atau pH, sensor konduktivitas, sensor suhu dan sensor oksigen terlarut dalam air limbah tersebut. Sensor yang digunakan terlebih dahulu dihubungkan ke Smart Water Board yang dimana board tersebut terhubung dengan
Waspmote Main Board.
Sebelum sensor-sensor tersebut digunakan penulis perlu melakukan kalibrasi terhadap sensor pH, sensor konduktivitas dan sensor oksigen terlarut untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Setelah sensor dikalibrasi maka sensor dimasukkan kedalam sebuah wadah yang sudah diisi dengan sampel air limbah. Dalam hal ini sensor-sensor yang dimasukkan kedalam wadah haruslah tidak bersentuhan dengan alas wadah yang digunakan dengan tujuan untuk mengurangi kesalahan pengukuran pada sensor.
Smart Water Board digunakan sebagai wadah untuk menampung sensor-sensor yang digunakan pada penelitian ini. Smart Water Board dihubungkan dengan
Waspmote Main Board dimana berfungsi untuk mengambil data yang telah diperoleh oleh sensor kemudian data tersebut akan dikirim ke server dengan mengunakan sebuah modul 3G yang dihubungkan ke Waspmote Main Board. Data yang dikirim ke
server tidak hanya data sensor seperti ph, konduktivitas, suhu dan oksigen terlarut saja, dalam hal ini kapasitas baterai yang digunakan juga dikirim ke server. Sebagai daya listrik Waspmote Main Board menggunakan sebuah baterai dengan tegangan 3,7 volt dan kapasitas 6600 mAh.
Waspmote Main Board akan mengirimkan data ke server dengan pengiriman data sekitar 7 detik dan tambahan jeda waktu dari koneksi modul 3G sekitar 15 detik. Durasi waktu yang dibutuhkan untuk pengiriman data menggunakan modul 3G
2. Web server
Web server yang akan dibangun merupakan web server yang akan dibangun sendiri.
Web server ini berfungsi sebagai media untuk pelayanan dan pengolahan data antara
Waspmote main board, database dan client. Web server akan menerima data sensor ph, konduktivitas, suhu, oksigen terlarut dan kapasitas baterai yang dikirim oleh
Waspmote Main Board dengan menggunakan modul 3G. Data yang telah diterima selanjutnya akan disimpan dan diolah ke dalam database dan kemudian akan ditampilkan kembali dalam bentuk grafik dan widget.
Data dalam bentuk grafik dan widget akan ditampilkan dalam batas waktu tertentu dan setiap data yang masuk ke database akan selalu langsung tampil tanpa perlu melakukan proses refresh page. Pengelolaan data yang dilakukan oleh sistem akan selalu ditampilkan disaat pengguna mengakses web maupun ketika pengguna tidak sedang mengakses web.
Untuk sistem pendeteksian baku mutu air limbah maka pengguna dapat menentukan standar nilai baku mutu dari suatu air limbah yang akan diuji. Ketika pengguna mengatur batas nilai sensor misalnya dalam hal ini batas minimal pH dan batas maksimal pH maka nilai tersebut akan menjadi pedoman untuk sistem memberikan notifikasi kepada pengguna. Jika pengguna memberikan batas minimal pH sebesar 5,5, maka ketika data pH yang diterima oleh server lebih rendah dari 5,5 sistem akan menampilkan popup alert beserta notifikasi dan jika pengguna memberikan batas maksimal pH sebesar 8,5, maka ketika data pH yang diterima oleh
server lebih besar dari 8,5 sistem akan menampilkan popup alert beserta notifikasi.
Popup alert dan notifikasi akan ditampilkan pengguna saat sedang mengakses web
sedangkan ketika pengguna tidak sedang mengakses web maka sistem akan menampilkan jumlah notifikasi saja.
3. Sistem aplikasi pendeteksi
4. Client
Pada bagian ini client akan mengakses sebuah halaman web yang terdapat pada web server untuk mengetahui data dari air limbah yang telah terdeteksi oleh sensor-sensor dan juga melakukan pemantauan. Pengguna sistem ini merupakan pengguna khusus yang mendapatkan izin untuk mengakses halaman web ini. Halaman ini akan memuat data sensor ph, konduktivitas dan oksigen terlarut dari sampel air limbah dalam bentuk grafik serta data sensor suhu dan kapasitas baterai dalam bentuk widget. Tampilan dari grafik akan selalu ter-update ketika sistem menerima data baru dari
Wa spmote Ma in Boa r d tanpa perlu melakukan r efr esh pa ge. Pengguna dapat memantau pembaharuan data sensor yang dimuat dalam bentuk grafik secara keseluruhan pada halaman utama atau pada masing halaman pemantauan sensor. Selain itu, pada halaman web ini pengguna dapat melihat notifikasi ketika nilai sensor yang ditentukan telah melebihi batas maksimal atau kurang dari batas minimal serta pengguna juga dapat melihat history data sensor ph, konduktivitas, suhu, oksigen terlarut dan kapasitas baterai dengan memasukkan batas tanggal awal dan akhir.
3.2. Data yang Digunakan
Data yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari data yang dihasilkan oleh sensor dimana sebelum sensor digunakan maka perlu dilakukan kalibrasi agar nilai yang dihasilkan lebih akurat. Adapun sensor yang perlu dikalibrasi yaitu sensor pH, sensor konduktivitas dan sensor oksigen terlarut. Adapun gambar umum dari proses kalibrasi sensor dapat dilihat pada Gambar 3.2.
3.2.1. Kalibrasi sensor
Gambar 3.2. merupakan proses umum kalibrasi sensor dimana sensor yang akan dikalibrasi yaitu sensor pH, sensor konduktivitas dan sensor oksigen terlarut. Setiap sensor akan menggunakan larutan yang sesuai dalam proses kalibrasi seperti kalibrasi yang dilakukan terhadap sensor pH menggunakan tiga buah jenis larutan diantaranya larutan pH bernilai 4 yang bersifat asam, larutan pH bernilai 7 yang bersifat netral dan larutan pH bernilai 10 yang bersifat basa, untuk kalibrasi sensor pH dibutuhkan sensor suhu dimana nilai pH dapat berubah seiring berubahnya suhu suatu larutan. Untuk kalibrasi sensor konduktivitas dalam hal ini menggunakan larutan kalibrasi dengan nilai µS 12880 dan µS 80000 sedangkan untuk kalibrasi sensor oksigen terlarut menggunakan larutan 0 mg/l dan kalibrasi terhadap udara.
3.2.1.1. Kalibrasi sensor pH
Dalam proses kalibrasi sensor pH dibutuhkan tiga buah larutan kalibrasi yaitu pH 4, pH 7 dan pH 10. Sensor pH dan sensor suhu akan dipasang ke socket yang berada pada Smart Water Board yang dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Pemasangan Sensor pH dan Suhu
Sensor pH dipasang tepat pada socket yang ditandai dengan kotak berwarna merah pada Gambar 3.3. Untuk melakukan kalibrasi pada sensor pH juga diperlukan sebuah sensor suhu dimana nilai pH suatu larutan dapat dipengaruhi oleh suhu larutan. Sensor suhu dipasangkan tepat pada socket yang ditandai dengan kotak berwarna biru. Pada tahap ini peneliti mengunggah sebuah kode program pembacaan sensor pH ke
Waspmote Main Board yang akan digunakan untuk proses kalibrasi.
sensor-sensor dari larutan pH 7 dan membilasnya dengan air suling serta mengeringkannya lalu sensor kembali dimasukkan ke dalam larutan ph 4 dan mengulang kembali proses pada tahap kedua dan berlaku hal yang sama pada saat kalibrasi dengan larutan pH 10. Pada tahap keempat, data-data yang telah didapat dituliskan kembali pada kode program dan mengunggah ulang kode program. Hal lain yang perlu diperhatikan pada saat kalibrasi adalah nilai sensor suhu, suhu larutan pH 4, pH 7 dan pH 10 harus sama.
3.2.1.2. Kalibrasi sensor konduktivitas
Dalam proses kalibrasi sensor konduktivitas dibutuhkan 2 buah larutan kalibrasi yang dalam hal ini digunakan larutan dengan nilai µS 12880 dan µS 80000. Sensor konduktivitas akan dipasang ke socket yang berada pada Smart Water Board yang dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Pemasangan Sensor Konduktivitas
Sensor konduktivitas dipasang tepat pada socket yang ditandai dengan kotak berwarna merah pada Gambar 3.4. Pada tahap ini peneliti mengunggah sebuah kode program pembacaan sensor konduktivitas ke Waspmote Main Board yang akan digunakan untuk proses kalibrasi.
3.2.1.3. Kalibrasi sensor oksigen terlarut
Dalam proses kalibrasi sensor oksigen terlarut dibutuhkan kalibrasi terhadap udara dan kalibrasi dengan menggunakan larutan 0 mg/l untuk hasil yang lebih akurat. Sensor oksigen terlarut akan dipasang ke socket yang berada pada Smart Water Board
yang dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Pemasangan Sensor Oksigen Terlarut
Sensor oksigen terlarut dipasang tepat pada socket yang ditandai dengan kotak berwarna merah pada Gambar 3.5. Pada tahap ini peneliti mengunggah sebuah kode program pembacaan sensor oksigen terlarut ke Waspmote Main Board yang akan digunakan untuk proses kalibrasi.
Tahap pertama adalah kalibrasi sensor oksigen terlarut diudara bebas dengan terlebih dahulu membilas sensor menggunakan air suling kemudian mengeringkan sensor, hal ini bertujuan untuk sensor mencapai titik jenuh kemudian menjalankan program. Tahap kedua yaitu menunggu hingga sensor menghasilkan nilai yang stabil kemudian mencatat nilai tegangan pada sensor oksigen terlarut kemudian menuju tahap ketiga dimana peneliti menuliskan kembali data-data sensor yang sudah diperoleh ke dalam program kemudian mengunggah kembali kode program. Pada tahap keempat, kalibrasi dilakukan dengan menggunakan larutan 0 mg/l dan mengulang kembali tahap kedua kemudia menulis ulang kode program dengan data baru dan mengunggah kembali kode program tersebut.
3.3. Sistem Pendeteksian dan Notifikasi Tingkat Baku Mutu Air Limbah
3.3.1.Sistem pendeteksian
3G yang terpasang pada Waspmote Main Board. Data-data ini kemudian akan diolah dan ditampilkan kepada pengguna dalam bentuk grafik dan widget dimana grafik akan menampilkan data secara real-time tanpa perlu melakukan refresh page ketika terdapat data baru yang masuk ke database.
3.3.2.Notifikasi tingkat baku mutu air limbah
Data yang dikirim dari Waspmote Main Board menggunakan modul 3G ke server
Gambar 3.6. Sistem Notifikasi Sensor pH Mulai
nilai_sensor
nilai_sensor disimpan ke dalam database
nilai_sensor > batas_nilai
Selesai
nilai_sensor ditampilkan dalam bentuk grafik
batas_nilai
nilai_sensor < batas_nilai
perlihatkan notifikasi Tidak
Ya Tidak
Gambar 3.7. Sistem Notifikasi Sensor Konduktivitas dan Suhu Mulai
nilai_sensor
nilai_sensor disimpan ke dalam database
nilai_sensor > batas_nilai
Selesai
nilai_sensor ditampilkan dalam bentuk grafik
batas_nilai
perlihatkan notifikasi
Gambar 3.8. Sistem Notifikasi Sensor Oksigen Terlarut dan Kapasitas Baterai
Sistem yang akan dibangun pada penelitian ini dimulai pada saat perangkat keras yang menampung sensor dihidupkan kemudian memperoleh data dari sensor pH, suhu, konduktivitas, oksigen terlarut dan kapasitas baterai (nilai_sensor), data ini kemudian akan dikirim ke web server menggunakan modul 3G dan akan ditampilkan dalam bentuk grafik. Pengguna terlebih dahulu mengisi form pada halaman setting
untuk menentukan batas nilai sensor (batas nilai). Batas nilai sensor yang telah diisi akan disimpan ke dalam database dan akan digunakan untuk membandingkan data sensor (nilai_sensor) dengan batas nilai sensor (batas_nilai). Jika data sensor (nilai_sensor) lebih besar atau lebih kecil dari batas nilai sensor (batas nilai) maka sistem akan menampilkan notifikasi sedangkan untuk data sensor (nilai_sensor) yang
Mulai
nilai_sensor
nilai_sensor disimpan ke dalam database
nilai_sensor < batas_nilai
Selesai
nilai_sensor ditampilkan dalam bentuk grafik
batas_nilai
perlihatkan notifikasi
tidak lebih kecil dan tidak lebih besar dari batas nilai sensor (batas_nilai), maka sistem tidak akan menampilkan notifikasi dan pengguna dapat terus memantau nilai sensor dari air limbah secara r ea l-time dan tanpa perlu melakukan r efr esh pa ge.
Notifikasi akan terus ditampilkan jika ada data sensor (nilai_sensor) yang tidak sesuai dengan batas nilai sensor (batas_nilai) dan akan terus terlihat sampai pengguna membuka halaman notifikasi. Halaman ini berisi tentang keterangan, tanggal, waktu dan data sensor yang masuk.
3.4. Perancangan Perangkat Keras
3.4.1.Perancangan modul 3G, baterai dan waspmote main board
Modul 3G terlebih dahulu dipasangkan sebuah kartu SIM kemudian dipasangkan dengan sebuah antena yang akan dipasangkan ke socket WLAN kemudian dihubungkan ke socket yang terdapat pada Waspmote Main Board, kemudian sebuah baterai 3,7 volt dengan kapasitas 6600 mAh dihubungkan ke Waspmote Main Board
melalui socket baterai yang ada pada board ini. Hasil dari perancangan modul 3G dan baterai ini dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9. Perancangan Waspmote Main Board, Baterai dan Modul 3G 3.4.2. Perancangan sensor pH, sensor konduktivitas, sensor suhu, sensor oksigen
terlarut, smart water board dan waspmote main board
Pada perancangan ini setiap kabel pada sensor pH, sensor konduktivitas, sensor suhu dan sensor oksigen terlarut dihubungkan ke Smart Water Board sesuai dengan socket
yang telah ditentukan. Setelah semua sensor terhubung, kemudian Smart Water Board
Gambar 3.10. Perancangan Waspmote Smart Water Sensor
3.5. Perancangan Sistem
3.5.1.Use case diagram
Gambar 3.11. Use Case Sistem Pendeteksi Tingkat Baku Mutu
Adapun penjelasan mengenai kegiatan-kegiatan yang ada didalam diagram use case diatas dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Pendeteksi Tingkat Baku Mutu
Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Pendeteksi Tingkat Baku Mutu
No Use Case Deskripsi
3 Home Menampilkan data sensor pH, konduktivitas dan oksigen terlarut dalam bentuk grafik serta suhu air dan kapasitas baterai dalam bentuk widget.
4 Setting Limit Merupakan halaman untuk mengisi form batas nilai sensor.
5 Input Limit Merupakan proses untuk menentukan batas nilai sensor yang akan digunakan sebagai perbandingan terhadap data sensor yang masuk.
6 Notification Menampilkan detail informasi tentang air limbah yang dipantau yaitu berupa keterangan nilai sensor yang melebihi atau kurang dari batas, waktu, tanggal dan semua data sensor yang terkait pada saat itu. 7 Delete Merupakan proses untuk menghapus data notifikasi
pada halaman notification.
8 Sensor Data Merupakan top menu yang menampung beberapa sub menu.
9 Conductivity Sensor
Menampilkan data sensor konduktivitas dalam bentuk grafik.
10 Dissolved Oxygen Sensor
Menampilkan data sensor oksigen terlarut dalam bentuk grafik.
11 pH Sensor Menampilkan data sensor pH dalam bentuk grafik. 12 Temperature
Sensor
Menampilkan data sensor suhu dan kapasitas baterai dalam bentuk widget.
13 Report Menampilkan form tanggal dan waktu untuk menentukan data sensor ph, konduktivitas, suhu, oksigen terlarut dan kapasitas baterai dalam bentuk tabel sesuai dengan data pada form yang diisi.
Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Pendeteksi Tingkat Baku Mutu
No Use Case Deskripsi
15 Print Merupakan proses untuk mencetak data sensor pada menu report sebagai laporan.
3.5.2. Perancangan database
Perancangan database pada sistem ini bertujuan untuk menyimpan informasi yang berkaitan dengan pengguna, data-data sensor, notifikasi dan data batas nilai sensor dimana informasi tersebut berhubungan dengan sistem pendeteksi tingkat baku mutu air limbah yang dibungun. Penjelasan tentang tabel-tabel yang dirancang pada
database adalah sebagai berikut:
1. Tabel user, berfungsi untuk menyimpan data yang berhubungan dengan proses
login pada sistem oleh pengguna.
2. Tabel sensor, berfungsi untuk menyimpan data sensor pH, konduktivitas, suhu, oksigen terlarut, kapasitas baterai serta waktu dan tanggal yang dikirim oleh
Waspmote Main Board.
3. Tabel notification, berfungsi untuk menyimpan data sensor yang melebihi atau kurang dari batas nilai sensor yang ditentukan.
4. Tabel config, berfungsi untuk menyimpan batas nilai sensor sebagai baku mutu kualitas air yang diisi oleh pengguna sistem.
3.5.3.Rancangan tampilan antarmuka pengguna
Tampilan antarmuka pengguna merupakan sebuah desain tampilan yang akan dibangun pada sistem ini.
Rancangan halaman login
Pada halaman login, pengguna harus mengisi form berupa data username dan
LOGIN FORM ADMIN
Gambar 3.12. Rancangan Halaman Login
Rancangan halaman utama
Setelah pengguna teridentifikasi dan berhasil melakukan login ke sistem, maka pengguna akan diarahkan langsung ke halaman utama (home). Beberapa menu yang terdapat pada halaman utama yaitu menu home, menu setting limit, menu notification, menu conductivity sensor, menu dissolved oxygen sensor, menu pH sensor, menu
temperature sensor, menu report dan menu log out yang dapat diakses oleh pengguna untuk menggunakan sistem. Rancangan halaman utama dapat dilihat pada Gambar 3.13.
LOG IN
Username
Password
Gambar 3.13. Rancangan Halaman Utama Keterangan:
a. Merupakan icon “Notification” yang menandakan banyaknya notifikasi yang
belum dilihat oleh pengguna.
b. Merupakan tombol menu yang memungkinkan pengguna untuk mengakses menu setting limit dan logout dari sistem.
c. Merupakan menu ”Log Out” yang memungkinkan pengguna untuk keluar dari
sistem dan jika pengguna ingin kembali masuk kedalam sistem maka harus melakukan login terlebih dahulu.
d. Merupakan menu “Home” yang memungkinkan pengguna untuk mengakses
halaman utama yang menampilkan data sensor pH, konduktivitas dan oksigen terlarut dalam bentuk grafik serta sensor suhu dan kapasitas baterai dalam bentuk widget.
e. Merupakan menu “Setting Limit” yang memungkinkan pengguna untuk
mengisi form batas nilai sensor.
f. Merupakan menu “Notification” yang memungkinkan pengguna untuk melihat
rincian data sensor yang tidak sesuai dengan batas nilai sensor.
g. Merupakan menu “Conductivity Sensor” yang memungkinkan pengguna
untuk melihat tampilan data konduktivitas dalam bentuk grafik.
h. Merupakan menu “Dissolved Oxygen Sensor” yang memungkinkan pengguna
untuk melihat tampilan data oksigen terlarut dalam bentuk grafik.
i. Merupakan menu “pH Sensor” yang memungkinkan pengguna untuk melihat
tampilan data pH dalam bentuk grafik.
j. Merupakan menu “Temperature Sensor” yang memungkinkan pengguna
untuk melihat tampilan data suhu dan kapasitas baterai dalam bentuk widget.
k. Merupakan menu “Repor t” yang memungkinkan pengguna untuk melihat
kembali data-data sensor sesuai dengan tanggal dan waktu yang ditentukan kemudian hasil akan ditampilkan dalam bentuk tabel dan dapat dicetak.
Rancangan halaman notification
Halaman notification dapat diakses oleh pengguna dengan memilih menu notification, memilih icon notificationserta mengklik kata “GO!” pada saat popup notifikasi tampil dihalaman web. Pada halaman ini pengguna dapat melihat rincian dari notifikasi berupa informasi, tanggal dan waktu, kapasitas baterai, data konduktifitas, oksigen terlarut, pH dan suhu air yang ditampilkan dalam bentul tabel. Rancangan halaman
notification dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Keterangan:
a. Merupakan tabel yang memuat rincian tentang notifikasi air limbah berupa informasi keterangan (information), date – time, battery level, conductivity,
dissolved oxygen, pH, temperature dan action delete bila pengguna ingin menghapus data notifikasi
Rancangan halaman setting limit
Halaman setting limit berisi form mengenai nilai batas sensor yang kemudian akan digunakan untuk mendeteksi tingkat baku mutu air limbah. Pada halaman ini memungkinkan pengguna untuk mengatur nilai batas maksimal dan nilai batas minimal dari sensor sesuai dengan baku mutu. Data yang diberikan akan menjadi perbandingan terhadap data sensor pada air limbah. Halaman ini dapat diakses dengan
memilih menu “Setting” dan memilih sub menu “setting limit”. Rancangan halaman
setting limit dapat dilihat pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15. Rancangan Halaman Setting Limit Keterangan:
a. Merupakan for m yang digunakan untuk mengisi batas nilai sensor sesuai dengan baku mutu yang kemudian akan digunakan untuk membandingkan data sensor yang masuk dengan batas nilai sensor yang sudah ditentukan.
a
b c
b. Merupakan tombol “cancel” yang berfungsi untuk membatalkan atau
menghapus semua data yang diisi oleh pengguna ke dalam form.
c. Merupakan tombol “submit” yang berfungsi untuk mengirimkan batas nilai
sensor ke dalam database.
d. Merupakan tombol “back” yang berfungsi untuk mengarahkan pengguna
menuju halaman utama.
Rancangan halaman conductivity sensor, ph sensor dan dissolved oxygen sensor
Untuk halaman conductivity sensor, ph sensor dan dissolved oxygen sensor peneliti menggunakan rancangan halaman yang sama. Pada rancangan halaman Conductivity Sensor memungkinkan pengguna hanya untuk mamantau data conductivity yang ditampilkan dalam bentuk grafik. Hal yang sama berlaku untuk halaman pH Sensor
dimana memungkinkan pengguna hanya untuk memantau data pH dan pada halaman
Dissolved Oxygen Sensor dimana memungkinkan pengguna hanya untuk memantau data Dissolved Oxygen. Rancangan halaman Conductivity Sensor, pH Sensor dan Dissolved Oxygen Sensor dapat dilihat pada Gambar 3.16.
Gambar 3.16. Rancangan Halaman Conductivity Sensor, pH Sensor dan Dissolved Oxygen Sensor
Rancangan halaman temperature sensor
Gambar 3.17. Rancangan Halaman Temperature Sensor
Rancangan halaman report
Halaman ini memungkinkan pengguna untuk melihat kembali data sensor yang ditempatkan pada air limbah. Data yang dapat dilihat yaitu data sensor pH, konduktivitas, oksigen terlarut, suhu, kapasitas baterai serta waktu pada saat sistem menyimpan data tersebut ke database kemudian data akan ditampilkan dalam bentuk tabel dengan batasan waktu yang telah diberikan oleh pengguna. Rancangan halaman
Report dapat dilihat pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18. Rancangan Halaman Report Keterangan:
a. Merupakan sebuah form yang berfungsi untuk mencari data sensor yang terdapat pada database sesuai dengan batasan tanggal dan waktu yang diberikan oleh pengguna.
b. Merupakan tabel data sensor yang menampung data sesuai dengan tanggal dan waktu yang telah diisi pada form. Data yang ditampilkan adalah tanggal dan waktu suatu sensor tersimpan ke database, data sensor pH, konduktifitas, oksigen terlarut, suhu dan kapasitas baterai.
a
b
c. Merupakan tombol “print” yang memungkinkan pengguna untuk mencetak
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Bab ini membahas hasil yang didapatkan dari implementasi dan pengujian sistem dalam melakukan pendeteksian tingkat baku mutu air limbah menggunakan aplikasi berbasis web sesuai dengan analisis dan perancangan yang telah dibahas pada Bab 3.
4.1. Implementasi Sistem
Pada tahap implementasi sistem, pendeteksian diimplementasikan menggunakan bahasa pemrograman PHP sedangkan untuk mengetahui data sensor pH, konduktivitas, oksigen terlarut, suhu dan kapasitas baterai dan mengirimkan data tersebut menggunakan bahasa pemrograman C.
4.1.1. Spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan
Adapun spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan untuk membangun sistem ini adalah sebagai berikut:
1. Processor Intel Core i3-2350M CPU @ 2.30GHz. 2. Sistem Operasi Windows 7 Ultimate 64-bit. 3. Memory 6.00 GB RAM DDR3.
4. Kapasitas Harddisk 500GB. 5. XAMPP versi 1.7.3.
6. Waspmote IDE 0.4. 7. PHP 5.3.1
4.1.2. Implementasi perancangan antarmuka
4.1.2.1. Halaman login
Halaman login ini merupakan halaman pertama yang muncul ketika pengguna mencoba mengakses sistem pendeteksi tingkat baku mutu air limbah. Untuk dapat mengakses sistem ini, maka pengguna harus mengisi formlogin yang telah disediakan berupa username dan password yang sudah terdaftar atau tersimpan pada database. Halaman login dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Halaman Login
4.1.2.2. Halaman utama
Halaman utama atau home merupakan halaman yang akan ditampilkan pertama kali ketika pengguna sistem berhasil masuk kedalam sistem ini. Pada halaman utama terdapat beberapa menu yang memungkinkan untuk diakses oleh pengguna diantaranya menu home atau halaman utama, menu setting limit, menu notification, menu conductivity sensor, menu dissolved oxygen sensor, menu pH sensor, menu
Gambar 4.2. Halaman Utama
4.1.2.3. Halaman setting limit
nilai batas maksimal sensor ataupun nilai batas minimal sensor. Halaman setting limit
dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Halaman Setting Limit
4.1.2.4. Halaman notification
Halaman notification dapat diakses oleh pengguna dengan memilih menu notification, memilih icon notificationserta mengklik kata “GO!” pada saat popup notifikasi tampil dihalaman web. Pada halaman ini pengguna dapat melihat rincian dari notifikasi berupa informasi, tanggal dan waktu, kapasitas baterai, data konduktifitas, oksigen terlarut, pH dan suhu air yang ditampilkan dalam bentul tabel. Halaman notification
Gambar 4.4. Halaman Notification
4.1.2.5. Halaman conductivity sensor
Halaman conductivity sensor merupakan halaman yang hanya menampilkan data sensor konduktivitas yang ditampilkan dalam bentuk grafik. Halaman conductivity sensor dapat dilihat pada Gambar 4.5.
4.1.2.6. Halaman dissolved oxygen sensor
Halaman dissolved oxygen sensor merupakan halaman yang hanya menampilkan data sensor oksigen terlarut yang ditampilkan dalam bentuk grafik. Halaman dissolved oxygen sensor dapat dilihat pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6. Halaman Dissolved Oxygen Sensor
4.1.2.7. Halaman pH sensor
Halaman pH sensor merupakan halaman yang hanya menampilkan data sensor pH yang ditampilkan dalam bentuk grafik. Halaman pH sensor dapat dilihat pada Gambar 4.7.
4.1.2.8. Halaman temperature sensor
Halaman temperaturesensor merupakan halaman yang menampilkan data sensor suhu dan kapasitas baterai yang digunakan oleh Waspmote Main Board yang ditampilkan dalam bentuk widget. Halaman temperature sensor dapat dilihat pada Gambar 4.8.
Gambar 4.8. Halaman Temperature Sensor
4.1.2.9. Halaman report
Halaman report digunakan untuk menampilkan data air limbah yang diperoleh sensor dan dikirim ke web server. Data yang ditampilkan merupakan data pada tanggal dan waktu tertentu yang dimasukkan oleh pengguna. Halaman report dapat dilihat pada gambar 4.9.
Terdapat sebuah form pada halaman report yang berfungsi untuk menyaring data yang akan ditampilkan kepada pengguna. Pengguna harus mengisikan batas tanggal dan waktu data yang akan ditampilkan terlebih dahulu kemudian menekan tombol submit. Tombol submit berfungsi untuk menampilkan data pada halaman
report sesuai dengan tanggal dan waktu yang telah ditentukan oleh pengguna. Data yang akan ditampilkan yaitu tanggal dan waktu, kapasitas baterai, pH, konduktivitas, oksigen terlarut dan suhu air. Tampilan data sensor berdasarkan batasan tanggal da waktu dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Gambar 4.10. Tampilan Data pH, Konduktivitas, Oksigen Terlarut dan Suhu Air Limbah
Gambar 4.11. Tampilan Cetak Laporan
4.1.2.10. Tampilan popup notifikasi deteksi baku mutu air limbah
Sistem akan selalu mendeteksi tingkat baku mutu air limbah dan jika data dari air limbah yang dideteksi sistem tidak sesuai dengan ketentuan yang telah diisi oleh pengguna pada menu setting limit, maka sistem akan menampilkan sebuah popup message. Pada popup message terdapat kata GO! yang berfungsi untuk mengarahkan pengguna masuk ke menu notification. Untuk menutup popup messa ge ini, maka pengguna dapat menekan tombol OK atau tanda X pada popup message. Tampilan
popup notifikasi deteksi baku mutu air limbah dapat dilihat pada Gambar 4.1 2.
Ketika pengguna menekan kata GO!, maka sistem akan mengarahkan pengguna ke menu notification untuk melihat informasi lebih detail tentang nilai baku mutu air limbah yang tidak sesuai dengan nilai yang sudah ditentukan. Halaman
notification dapat dilihat pada gambar 4.13.
Gambar 4.13. Tampilan Halaman Notification
4.2. Pengujian Kinerja Sistem
Pada tahap ini pengujian kinerja sistem akan dilakukan untuk mengetahui kinerja sistem dalam melakukan pendeteksian apakah sudah berjalan dengan baik. Untuk pengujian sistem pengiriman data dari Waspmote Main Board ke server dengan menggunakan modul 3G memiliki perbedaan waktu antara data awal dengan data berikutnya berkisar antara 20-30 detik. Pada program perangkat keras, pengiriman data diprogram dengan jeda waktu 7 detik namun waktu tersebut bukan merupakan waktu total dikarenakan dalam proses pengiriman data dengan modul 3G diperlukan waktu untuk proses koneksi ke jaringan dan jeda waktu juga dipengaruhi oleh jenis
provider yang digunakan. Adapun selisih waktu dari data awal dengan berikutnya dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1. Selisih Waktu Masuk Setiap Data
No. Date - Time
Tabel 4.1. Selisih Waktu Masuk Setiap Data
No. Date - Time
6. 2017-03-24 19:57:15 7. 2017-03-24 19:57:38 8. 2017-03-24 19:58:01 9. 2017-03-24 19:58:24 10. 2017-03-24 19:58:47
Pada pengujian pendeteksian baku mutu air limbah, maka digunakan sensor pH, sensor konduktivitas dan sensor oksigen terlarut yang sudah melalui proses kalibrasi sesuai dengan tata cara kalibrasi dan penggunaan larutan kalibrasi untuk masing-masing sensor. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan beberapa sampel air limbah dimana sampel merupakan hasil penggabungan dari air sungai dengan air limbah pada penampungan sebelum dibuang ke perairan. Air sungai yang diambil terdiri dari tiga bagian yaitu air hulu, air pertengahan dan air pantau. Adapun pengujian air limbah menggunakan sensor dapat dilihat pada Gambar 4.14.
(a) Air Hulu (b) Air Pertengahan (c) Air Pantau Gambar 4.14. Pengujian Air Limbah
Pada pengujian sistem dilakukan pendeteksian dan perbandingan nilai pH, konduktivitas, oksigen terlarut dan suhu air serta penilaian warna air yang diuji. Pengujian ini dilakukan terhadap tiga sampel air limbah yaitu air hulu, air pertengahan dan air pantau. Wadah yang digunankan pada saat pengujian berupa wadah gelas plastik dimana setiap wadah berisi sampel air limbah ±300ml.
sensor, kemudian sensor pH dimasukkan ke dalam wadah gelas plastik yang berisi sampel air hulu ±300ml. Proses pengujian dilakukan dalam waktu 12 jam dan data diambil setiap ±30 menit sekali. Setelah selesai melakukan pengujian pada sampel air hulu, sensor pH dikeluarkan dari wadah dan dibilas menggunakan air suling, kemudian sensor dimasukkan ke dalam wadah yang berisi sampel air pertengahan. Proses yang sama dilakukan saat melakukan pengujian terhadap sampel air pantau. Hasil pengujian pertama terhadap perbandingan nilai pH dapat dilihat pada Gambar 4.15.
Gambar 4.15. Perbandingan Nilai pH
Pada Gambar 4.15. dapat dilihat bahwa nilai pH untuk sampel air hulu memiliki nilai pH awal 7,4 dan nilai pH akhir 7,7 dimana menunjukkan bahwa pH air bersifat basa, untuk sampel air pertengahan memiliki nilai pH awal 7,9 dan nilai pH akhir 7,8 dimana menunjukkan bahwa pH air bersifat basa, sedangkan untuk air pantau memiliki nilai pH awal 6,6 dan nilai pH akhir 7,3 dimana menunjukkan bahwa pada awalnya pH air bersifat asam dan dalam waktu pemantauan selama 12 jam pH air bersifat basa. Perubahan nilai pH air dapat dipengaruhi oleh perubahan nilai suhu air. Nilai pH pada sampel air hulu air pertengahan dan air pantau memiliki nilai yang normal (Peraturan Direktur Jenderal RLPS tentang monitoring dan evaluasi daerah aliran sungai, 2009). Perbandingan nilai pH dapat dilihat pada Lampiran 1.
29,6 Perbandingan kedua dilakukan untuk membandingkan nilai suhu air pada sampel air hulu, air pertengahan dan air pantau. Untuk mengetahui suhu air, maka sensor suhu dimasukkan ke dalam wadah gelas plastik yang berisi sampel air hulu ±300ml. Proses pengujian dilakukan dalam waktu 12 jam dan data diambil setiap ±30 menit sekali. Setelah selesai melakukan pengujian pada sampel air hulu, sensor suhu dikeluarkan dari wadah, kemudian sensor dimasukkan kedalam wadah yang berisi sampel air pertengahan. Proses yang sama dilakukan saat melakukan pengujian terhadap sampel air pantau. Hasil pengujian kedua terhadap perbandingan nilai suhu air dapat dilihat pada Gambar 4.16.
Gambar 4.16. Perbandingan Nilai Suhu Air
Pada Gambar 4.16. dapat dilihat bahwa nilai sensor suhu untuk sampel air hulu memiliki nilai suhu awal 30,8 oC dan nilai suhu akhir 31,3 oC, untuk nilai sensor suhu pada sampel air pertengahan memiliki nilai suhu awal 30,8 oC dan nilai suhu akhir 31,2 oC, sedangkan untuk nilai sensor suhu pada sampel air pantau memiliki nilai suhu awal 31,3 oC dan nilai suhu akhir 30,3 oC. Perubahan nilai suhu air dipengaruhi oleh perubahan suhu ruangan. Perbandingan nilai suhu air dapat dilihat pada Lampiran 2.
Perbandingan ketiga dilakukan untuk membandingkan nilai konduktivitas pada sampel air hulu, air pertengahan dan air pantau. Sebelum melakukan pengujian pada sampel air hulu, sensor yang akan digunakan yaitu sensor konduktivitas terlebih dahulu dibilas dengan air suling dan dikeringkan dengan kain serap yang bertujuan
0 untuk menetralkan nilai sensor, kemudian sensor konduktivitas dimasukkan ke dalam wadah gelas plastik yang berisi sampel air hulu ±300ml. Proses pengujian dilakukan dalam waktu 12 jam dan data diambil setiap ±30 menit sekali. Setelah selesai melakukan pengujian pada sampel air hulu, sensor konduktivitas dikeluarkan dari wadah dan dibilas menggunakan air suling, kemudian sensor dimasukkan ke dalam wadah yang berisi sampel air pertengahan. Proses yang sama dilakukan saat melakukan pengujian terhadap sampel air pantau. Hasil pengujian ketiga terhadap perbandingan nilai konduktivitas dapat dilihat pada Gambar 4.17.
Gambar 4.17. Perbandingan Nilai Konduktivitas
Pada Gambar 4.17. dapat dilihat bahwa nilai konduktivitas untuk sampel air hulu memiliki nilai konduktivitas awal 190,4 mmhos/cm dan nilai konduktivitas akhir 217,6 mmhos/cm dimana menunjukkan bahwa nilai konduktivitas air dalam kategori baik, untuk sampel air pertengahan memiliki nilai konduktivitas awal 114,1 mmhos/cm dan nilai konduktivitas akhir 131,9 mmhos/cm dimana menunjukkan bahwa nilai konduktivitas air dalam keadaan baik, sedangkan untuk air pantau memiliki nilai konduktivitas awal 661,9 mmhos/cm dan nilai konduktivitas akhir 909,6 mmhos/cm dimana menunjukkan bahwa konduktivitas air dalam keadaan sedang (Peraturan Direktur Jenderal RLPS tentang monitoring dan evaluasi daerah aliran sungai, 2009). Perubahan nilai konduktivitas dapat dipengaruhi oleh beberapa
0
120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720
%
Oksigen Terlarut
Air Hulu
Air Pertengahan
Air Pantau faktor diantaranya faktor suhu dan nilai resistansi terukur. Perbandingan nilai konduktivitas dapat dilihat pada Lampiran 3.
Perbandingan keempat dilakukan untuk membandingkan nilai oksigen terlarut pada sampel air hulu, air pertengahan dan air pantau. Sebelum melakukan pengujian pada sampel air hulu, sensor yang akan digunakan yaitu sensor oksigen terlarut terlebih dahulu dibilas dengan air suling dan dikeringkan dengan kain serap yang bertujuan untuk menetralkan nilai sensor, kemudian sensor oksigen terlarut dimasukkan ke dalam wadah gelas plastik yang berisi sampel air hulu ±300ml. Proses pengujian dilakukan dalam waktu 12 jam dan data diambil setiap ±30 menit sekali. Setelah selesai melakukan pengujian pada sampel air hulu, sensor oksigen terlarut dikeluarkan dari wadah dan dibilas menggunakan air suling, kemudian sensor dimasukkan ke dalam wadah yang berisi sampel air pertengahan. Proses yang sama dilakukan saat melakukan pengujian terhadap sampel air pantau. Hasil pengujian ketiga terhadap perbandingan nilai oksigen terlarut dapat dilihat pada Gambar 4.18.
.
Gambar 4.18. Perbandingan Nilai Oksigen Terlarut
Pada Gambar 4.18. dapat dilihat bahwa nilai oksigen terlarut untuk sampel air hulu memiliki nilai oksigen terlarut awal 58,5% dan nilai oksigen terlarut akhir 55,2% dimana menunjukkan bahwa nilai oksigen terlarut dalam kategori buruk, untuk sampel air pertengahan memiliki nilai oksigen terlarut awal 83,3% dan nilai oksigen terlarut
akhir 62,1% dimana menunjukkan bahwa nilai oksigen terlarut dalam keadaan dapat diterima, sedangkan untuk air pantau memiliki nilai oksigen terlarut awal 34% dan nilai oksigen terlarut akhir 36,3% dimana menunjukkan bahwa oksigen terlarut dalam keadaan buruk (Wa ter Quality With Ca lculator s, 2006). Perubahan nilai oksigen terlarut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu nilai tekanan atmosfer, nilai salinitas dan suhu. Perbandingan nilai oksigen terlarut dapat dilihat pada Lampiran 4. Berdasarkan pengujian terhadap sampel air hulu, air pertengahan dan air pantau menunjukkan bahwa sensor dan sistem berjalan dengan baik. Ketidak stabilan nilai sensor konduktivitas dan oksigen terlarut dapat disebabkan oleh berbagai faktor. Nilai oksigen terlarut dapat dipengarui oleh faktor tekanan udara, suhu, salinitas dan beberapa faktor lainnya yang pada penelitian ini tidak tersedianya sensor untuk mengetahui tekanan atmosfer dan salinitas. Sedangkan yang menjadi faktor perubahan nilai sensor konduktivitas yaitu nilai resistansi suatu air dan suhu yang dimana tidak memiliki nilai yang stabil. Pengujian dilakukan pada lingkungan terbuka dimana udara yang berubah-ubah disekitarnya mempengaruhi suhu air sehingga suhu air yang dideteksi berubah dalam waktu yang cukup lama.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini membahas tentang kesimpulan dari penerapan metode yang diajukan untuk melakukan sistem pendeteksi tingkat baku mutu air limbah serta saran-saran dalam pengembangan yang dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya.
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan pengujian dan penelitian yang dilakukan pada sistem pendeteksi tingkat baku mutu air limbah, kesimpulan yang dapat diambil yaitu:
1. Data sensor dapat dikirim ke server melalui modul 3G dengan selisih waktu antar data yang masuk kedalam server sekitar 20-30 detik. Waktu yang diperlukan untuk pengiriman data dipengaruhi oleh jaringan penyedia layanan seluler yang digunakan pada modul 3G.
2. Berdasarkan hasil pengujian terhadap tiga sampel air limbah, sampel air hulu memiliki nilai ph dan konduktivitas yang baik sedangkan nilai oksigen terlarut yang buruk, pada sampel air pertengahan memiliki nilai ph, konduktivitas dan oksigen terlarut yang baik sedangkan pada sampel air pantau memiliki nilai ph yang baik, nilai konduktivitas yang sedang dan nilai oksigen terlarut yang buruk.
5.2. Saran
Saran yang dapat diberikan oleh penulis untuk pengembangan penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut:
1. Pada penelitian selanjutnya diharapkan dapat mengkonversi nilai sensor oksigen terlarut dalam satuan ppm dengan menggunakan sensor yang dapat mengetahui nilai salinitas dan tekanan atmosfer yang bertujuan untuk memberikan nilai yang lebih akurat.
