ROOM MONITORING SYSTEM
UNTUK MEDIA PEMBELAJARAN DIGITAL
TENTANG PENGUKURAN BESARAN FISIKA DAN SISTEM ANTARMUKA
KOMPUTER
1)
Galih Setyawan,
2)Prisma Megantoro
1,2Prodi D3 Metrologi dan Instrumentasi, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia Sekip Utara PO BOX BLS. 21 Yogyakarta 55281, Indonesia
email : galih.setyawan@mail.ugm.ac.id
ABSTRAK
Seiring berkembangnya teknologi digital, media pembelajaran juga semakin mengikuti
arusnya. Begitu juga ilmu pengukuran semakin berkembang mulai dari pengukuran analog
sampai pengukuran digital. Program Studi Metrologi dan Instrumentasi Universitas Gadjah
Mada yang berfokus pada pengukuran, begitu konsen terhadap perkembangan ilmu ini di
Indonesia. Materi pembelajaran difokuskan pada kegiata ukur-mengukur. Kegiatan pengukuran
ini dilakukan untuk mengetahui nilai besaran pada suatu fenomena fisika. Hasil dari pengukuran
ini bisa digunakan untuk suatu pemantauan terhadap parameter-parameter suatu objek, termasuk
sebuah ruangan.
Pada penelitian ini dirancang sebuah sistem pemantauan parameter ruangan laboratorium.
Sistem ini bertujuan untuk dapat digunakan sebagai media analisa dan praktik bagi mahasiswa.
Sistem ini akan mendukung pemahaman mahasiswa mengenai teknologi sensor dan konversi
fenomena fisika satu ke fenomena fisika yang lain pada setiap kegiatan pengukuran. Parameter
yang diukur adalah suhu, intensitas cahaya, level tekanan suara, dan parameter outdoor yaitu
curah hujan. Sensor dan prosesor yang digunakan berbasis mikrokontroler Arduino ATMega32
dengan resolusi ADC (Analog to Digital Converter) 10 bit. Data pembacaan sensor ditampilkan
ke LCD pada komputer server dengan komunikasi serial dan disimpan. Interval pengukuran
dilakukan bervariasi untuk setiap sensor.
Pembacaan parameter berhasil ditampilkan dengan perangkat lunak antarmuka yang
tertanam dalam komputer. Pembacaan ditampilkan dalam interval 1 detik dan disimpan ke
dalam harddisk komputer dalam format csv.
Kata Kunci : Pengukuran, Monitoring, Antarmuka, Arduino
PENDAHULUAN
Di era digital ini segala hal mengenai akses untuk melakukan pemantauan dan pengukuran
semakin maju. Pengukuran dan pemantauan dilakukan untuk mengetahui parameter yang
mengindikasikan kondisi pada suatu area[1][2]. Dalam lingkungan akademis, kebutuhan akan
sarana laboratorium menjadi hal yang sangat penting. Laboratorium merupakan ruangan dimana
mahasiswa melakukan berbagai kegiatan praktik maupun riset yang berhubungan dengan
kegiatan akademisnya.
Sebuah sistem pemantauan kondisi ruangan laboratorium diperlukan untuk mengetahui kondisi
ruangan indoor mapun outdoor. Selain itu, sistem pemantauan ini dapat digunakan sebagai
sarana belajar mengajar yang baik bagi dosen atau mahasiswa. Di Departemen Metrologi dan
Instrumentasi, Universitas Gadjah Mada, bidang ilmu difokuskan pada pengukuran dan
instrumentasi pengukuran. Dengan adanya sarana pemantauan ini diharapkan dapat menambah
pemahaman mahasiswa tentang kegiatan pengukuran dengan
embedded system
.
g) Personal Komputer
h) Perangkat lunak antarmuka
B. METODE
Dalam penelitian ini dilakukan kalibrasi untuk pembacaan setiap sensor dengan alat ukur yang
dijual di pasaran. Mikrokontroler Arduino Uno digunakan untuk mengendalikan proses
pengukuran. Modul mikrokontroler ini cukup handal dalam program kerja pengukuran
menggunakan 10 bit ADC[3]. Ada 6 pin untuk konversi data analog ke digital.
a)
Pengukuran Intensitas Cahaya
Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan sensor photodioda. Data analog dari sensor
masuk ke pin A1 pada modul Arduino. Sensor cahaya dikalibrasikan dengan luxmeter Lx1330B
Handsun. Kalibrasi dilakukan untuk mengetahui grafik sensitivitas dari pembacaan sensor.
Kalibrasi dilakukan dengan melakukan pengukuran terhadap objek sumber cahaya, jarak
pengukuran, dan dalam waktu yang sama. Hasil pengukuran alat ukur intesitas cahaya berupa
nilai intensitas (Lux). Hasil pembacaan dari sensor photodioda masih berupa sinyal analog yang
dirubah menjadi digital (Analog to Digital Converter) 10 bit. Pengukuran pembacaan alat ukur
dan sensor dilakukan pada jarak yang bervariasi dari mulai 80 sampai 5 sentimeter dengan
interval setiap 5 sentimeter. Hasil kalibrasi disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Hasil kalibrasi pembacaan sensor photodioda dan luxmeter
Gambar 1. Sensor photodioda
b)
Pengukuran Level Tekanan Suara
Pengukuran ini dilakukan dengan sensor suara. Data analog dari sensor masuk ke pin A2 pada
modul Arduino. Seperti halnya metode kalibrasi pada pengukuran intensitas cahaya, untuk
pengukuran level tekanan suara juga dibandingkan dengan hasil pengukuran pada alat ukur
desibelmeter. Desibelmeter yang digunakan adalah tipe Lutron SL-4022.
Pengukuran pembacaan sensor suara dan desibelmeter dilakukan pada intensitas sumber suara
yang bervariasi. Sumber suara menggunakan speaker komputer personal dengan intensitas yang
diatur secara linear.
Tabel 2. Hasil kalibrasi pembacaan sensor suara dan desibelmeter
No.
Pembacaan ADC
Dari grafik yang dihasilkan, dengan metode regresi linear, diperoleh sebuah persamaan untuk
menentukan nilai desibel
desibel
=
48,341
x
−
143,38
c)
Pengukuran Curah Hujan
Pengukuran ini menggunakan sensor curah hujan FC-37. Data analog dari sensor ini masuk ke
pin A3 pada modul Arduino. Data analog yang keluar dikonversi menjadi data digital 10 bit lalu
diubah ke dalam satuan milimeter kubik.
Gambar 3. Sensor FC-37
d)
Pengukuran Suhu
Pengukuran ini menggunakan sensor LM35. Data anlog dari sensor ini masuk ke pin A0 ada
modul arduino. Data analog yang keluar dikonversi menjadi data digital 10 bit lalu diubah ke
dalam satuan derajat Celcius.
Gambar 4. Sensor LM35
a) Perancangan Firmware antarmuka
Gambar 5. Blok Diagram Sistem Monitoring
Semua hasil pengukuran dari setiap sensor diolah dengan mengkonversi data digitalnya
menjadi satuan pengukurannya masing-masing. Data hasil olahan lalu ditampilkan pada
layar front panel yang ditunjukkan pada Gambar 6. Selain itu, data hasil olahan juga
disimpan dalam format excel seperti pada Gambar 7.
b) Perancangan Perangkat Keras
Perangkat keras yang dirancang adalah integrasi dari ke-empat sensor dan modul Ardunio.
Rangkaian perangkat ditunjukkan pada blok diagram Gambar 6.
Gambar 7. Tampilan Antarmuka Pengukuran
Tampilan pengukuran disajikan dalam display yang menarik dan mudah untuk dibaca.
Hasil dari pengukuran yang disimpan dalam drive komputer berhasil dibuat dan ditunjukkan
pada Gambar 8.
Gambar 9. Perangkat Modul Pengukuran
KESIMPULAN
1. Telah berhasil dibuat sistem monitoring ruangan yang memantau parameter suhu, intensitas
cahaya, tingkat tekanan suara, dan curah hujan. Namun formula pengukuran dan tampilan
masih harus disempurnakan untuk pengukuran yang lebih bagus.
DAFTAR PUSTAKA
X
