ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8 DENGAN TAMPILAN LCD
PROJEK AKHIR 2
SRI WAHYU RAMADANI 162411014
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2019
ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIA MIKROKONTROLLER ATMEGA8 DENGAN TAMPILAN LCD
PROJEK AKHIR 2
Di ajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar ahli madya
SRI WAHYU RAMADANI 162411014
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2019
PERNYATAAN
ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIA MIKROKONTROLLER ATMEGA 8 DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan, 14 Juli2019
Sri Wahyu Ramadani NIM.162411014
PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Judul :Alat Ukur Kecepatan Dan Aranh Angin Berbasis Mikrontroller ATMEGA8 Dengan Tampilan LCD
Kategori : Tugas Akhir 2
Nama : Sri Wahyu Ramadani
Nomor Induk Mahasiswa :162411014
Program Studi : Diploma Metrologi Dan Instrumentasi
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam – Universitas Sumatera utara
Disetujui di Medan, Juli 2019
Ketua Program Studi
D3 Metrologi Dan Instrumentasi
ALAT UKUR KECEPATAN DAN ARAH ANGIN BERBASIA MIKROKONTROLLER ATMEGA 8 DENGAN TAMPILAN LCD
ABSTRAK
Akuisisi data kecepatan angin dan arah angin dibutuhkan demi mendapatkan data yang akan dipakai dalam berbagai sector kehidupan. Dalam penelitian dan pembahasan ini penulis merancang alat ukur kecepatan angin dan arah angin berbasis mikrokontroller at-mega 8535.Tujuan dari penelitian dan pembahasan ini adalah untuk menghasilkan suatu alat pengukur kecepatan angin dan arah angin yang murah, handal.Untuk keperluan ilmu pengetahuan,khususnya mengenai Metrologi dan geofisika diperlukan suatu alat yang dapat mengukur kecepatan angin dan arah angin. Dalam penelitian dan pembahasan ini, di buat dua perangkat keras yaitu untuk mengukur kecepatan angin dan untuk menunjukan arah angin. Alat yang di gunakan untuk mengukur kecepatan angin menggunakan sensor optocoupler sebagai transducer.Alat ini di buat sedemikian hingga dapat mengukur kecepatan angin minimal 1 m/sdan maksimal 60 m/s.Sedangkan untuk menunjukan arah angin menggunakan sensor rotary encoder yaitu suatu sensor digital yang keluarannya berupa bit-bit digital sehingga mampu menunjukan arah angin dari 0 hingga 360 dengan ketelitian 0,50.
Kata kunci:kelajuanangin, arahangin, anemometer, ATmega8535
DESIGN TO MEASURE THE SPEED AND DIRECTION OF WIND BASED ATMEGA8 MICROCONTROLLER
ABSTRACT
Data acquisition of wind speed and wind direction is needed to obtain data that will
be used in various sectors of life. In this study and discussion the author designed a wind speed and wind direction measuring instrument based on the at-mega 8535 microcontroller.
The purpose of this research and discussion is to produce a measuring device
cheap, reliable wind speed and wind direction. For scientific purposesknowledge, especially regarding Metrology and geophysics, requires a tool that can measure wind speed and wind direction. In this study and discussion, two hardware devices were made, namely to measure wind speed and to show wind direction. The tool used to measure wind speed uses an optocoupler sensor as a transducer. This tool is made so that it can measure a minimum wind speed of 1 m / s and a maximum of 60 m / s.
While to show the direction of the wind using a rotary encoder sensor, a digital sensor that outputs in the form of digital bits so that it can show wind direction from 0 to 360 with accuracy of 0.50.
Keywords: speed of wind, wind direction, anemometer, ATmega8535
PENGHARGAAN
Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, dengan limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir ini. Sholawat dan salam juga penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW, semoga kita semua memperoleh syafaat di Yaumil Akhir kelak.
Laporan Projek Akhir ini berjudul Rancang Bangun Sistem Keamanan Rumah Menggunakan Sensor Passive Infrared Berbasis Arduino Uno Dengan Alarm Buzzer Sebagai Peringatan.
Dalam penyusunan Projek Akhir ini penulis tidak dapat lepas dari dukungan berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis ingin memberikan rasa hormat dan mengucapkan terima kasih kepada,
1. Kedua Orang Tua yang selalu mendoakan dan memberi dukungan moril maupun materil.
2. Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi dan juga sebagai Dosen Penguji.
4. Bapak Junedi Ginting S.Si,M.Si selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada Penulis.
5. Seluruh sahabat dan teman-teman yang senantiasa memberikan semangat kepada Penulis.
Akhirnya diharapkan semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pembaca khususnya dan perkembangan dunia teknologi.
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN i
PENGESAHAN ii
ABSTRAK iii
ABSTRACT iv
PENGHARGAAN v
DAFTAR ISI vi
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR TABEL viii
BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penulisan 3 1.5 Manfaat Penulisan 3 1.6 Sistematika Penulisan 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5 2.1 Definisi Internet of Thing (IoT) 5 2.2 Definisi ESP-8266 5
2.3 Definisi Sensor MQ-6 6
2.4 Definisi Adaptor 7 BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN 10 3.1 Gambaran Umum 10 3.2 Blok Diagram Sistem 11 3.3 Rangkaian Penurun Tegangan 12
3.4 Rangkaian Mikrokontroler 12
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 14 4.1 Pengujian Tegangan 14
4.2 Uji Coba Program Membaca Wifi ESP8266 NodeMCU 14 4.3 Pengujian Sistem 17
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 19 5.1 Kesimpulan 19
5.2 Saran 19
DAFTAR PUSTAKA 20
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
2.1 ESP-8266 6
2.2 Sensor MQ-6 7
2.3 Sensor LPG MQ-6 Konfigurasi A dan B 7
3.1 Detail Hasil Rangkaian Alat 10
3.2Blok Diagram Sistem 11
3.3 Penurun Tegangan 12
3.4 Mikrokontroler ESP-8266 13
4.1 Hasil Pembacaan IP Address pada Wifi yang Telah Disiapkan 16
4.2 Pengujian Sistem 17
4.3 Grafik Monitoring Gas dengan ThingSpeak Data Awal 17 4.4 Grafik Monitoring Gas dengan ThingSpeak Telah 18
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
4.1 Hasil Pengujian Sensor MQ-6 18
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi yang terus berkembang dengan pesat hingga saat ini membuat para perusahaan yang menyediakan berbagai macam program untuk membantu mengembangkan produk berbasis Internet of Things.Internet of Things (IoT) merupakan sebuah istilah yang belakangan ini mulai ramai ditemui namun masih sedikit yang mengerti arti dari istilah ini.Secara umum Internet of Things dapat diartikan sebagai benda-benda di sekitar kita yang dapat berkomunikasi antara satu sama lain melalui jaringan internet.Melalui internet, kita bisa mencari uang hanya dengan duduk di depan komputer atau laptop. Internet menyediakan tempat tak terbatas bagi para perusahaan untuk membuka bisnisnya tanpa memiliki sebuah kantor. Nantinya internet akan menjadi penghubung utama dalam interaksi sedangkan manusia hanya sebagai pengatur dan pengawas perangkat ini.Internet of Things memiliki konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat yang tersambung dalam koneksi internet secara terus menerus.Sebagai contoh benda elektronik, bahan pangan dan termasuk benda hidup dan masih banyak lagi.Benda tersebut dapat ditanamkan sensor yang dibuat selalu aktif dan terhubung secara luas, baik dengan jaringan lokal maupun dengan jaringan global.
Dalam industri, peralatan-peralatan dapat dirancang untuk memberikan informasi mengenai kondisinya. Misalnya ada peralatan yang membutuhkan bahan bakar, dan peralatan tersebut memancarkan informasi status bahakn bakarnya secara periodik ke suatu peralatan lain melalui jaringan internet. Dengan adanya sistem ini, maka kita dengan mudah memantau peralatan-peralatan yang digunakan dalam kantor kita.
Memudahkan pemantauan akan mengindarkan kita dari situasi suatu mesin tidak berfungsi karena terlambat melakukan pemeliharaan. Dalam aplikasi dalam rumah tangga, saat kita belok ke halaman depan rumah kita, garasi langsung membuka.
Pada saat garasi membuka, lampu ruangan dan AC akan langsung menyala.Dengan adanya teknologi Internet of Things ini memang akan memberikan pendapat pro dan kontra dari berbagai sudut pandang orang di dunia. Namun Internet of Things menawarkan potensi yang menarik seperti perangkat rumah yang dapat dikendalikan
2
lewat ponsel pintar dari jarak jauh dan memberitahukan kondisi yang sedang terjadi di rumah.Internet of Things menghubungkan tempat-tempat baru – seperti lantai manufaktur, grid energi, fasilitas kesehatan, dan sistem-transportasi Internet.Ketika sebuah benda dapat mewakili dirinya sendiri secara digital, dapat dikontrol dari mana saja. Konektivitas ini berarti lebih banyak data, yang dikumpulkan dari lebih banyak tempat, dengan lebih banyak cara untuk meningkatkan efisiensi dan meningkatkan keselamatan dan keamanan.Tentunya Internet of Things tidak hanya sebatas untuk perangkat rumah saja melainkan dapat digunakan untuk berbagai keperluan satu dunia mulai dari lingkungan, pangan, penelitan, kesehatan, tata kota, pekerjaan, dan masih banyak lagi.Benda-benda dapat kita tanamkan sensor dan dibuat selalu aktif terhubung secara luas, baik itu menggunakan internet dengan jaringan lokal maupun global agar menjadi perangkat Internet of Things yang lebih cerdas dan memudahkan kehidupan orang banyak.
Dengan hal tersebut membuat pengembangan perangkat Internet of Things menjadi hal yang cukup menarik untuk dilakukan oleh pengembang.Apalagi kini banyak vendor yang telah memperkenalkan berbagai dukungan Internet of Things terhadap pengembang.Diperkirakan pada 2050, ada lebih dari 50 miliar perangkat IoT yang ada di dunia (satu orang memiliki 5 perangkat).
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan diatas, maka permasalahan yang harus dipecahkan adalah
1. Bagaimana membuat komunikasi antara sensor gas MQ-6 dengan ESP8266?
2. Bagaimana membuat prinsip kerja ESP8266?
3. Bagaimana cara mengoptimalkan kesensitifan sensor MQ-6 dengan komunikasi dengan ESP?
1.3 Batasan Masalah
Pembatasan masalah dalam tugas akhir ini mengacu pada “Rancang Bangun Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPGDengan Sensor MQ-6 Berbasis Mikrokontroler Melalui Smartphone Android Sebagai Media Informasi”dengan batasan – batasan sebagai berikut:
3
1. ESP 8266 sebagai penghubung data pembacaan sensor ke web.
2. Pemanfaatan sensor MQ-6 sebagai pembaca adanya gas.
1.4 Tujuan Penulisan
Adapun maksud dan tujuan penulis melakukan penelitian ini adalah :
1. Untuk merancang suatu sistem kontrol gas yang dapat di akses di manapun oleh operator tanpa kabel.
2. Mengetahui cara kerja secara umum dari sensor MQ-6 dan modul ESP 8266 3. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi
pengontrolan dan elektronika sebagai bidang yang diketahui.
1.5 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat penulisan ini antara lain :
1. Membandingkan teori yang didapatkan di kampus dengan kenyataan yang ada, dalam hal ini sensor MQ-6.
2. Menambah wawasan dan pengalaman tentang pembahasan modul ESP 8266 dan MQ-6.
3. Memahami sistem komunikasi antara modul ESP 8266 ke sensor gas MQ-6.
4. Sebagai persyaratan dalam memenuhi tugas akhir 1 di Universitas Sumatera Utara.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penulisan tugas akhir ini, penulis membuat suatu sistematika penulisan yang terdiri dari :
BAB 1 : PENDAHULUAN
Dalam bab ini akan diuraikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB 2 : LANDASAN TEORI
Dalam bab ini berisikan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang sensor.
4
BAB 3 :PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN
Berisikan tentang blok diagram berisikan microkontroler dan rancangan rangkaian.
BAB 4: HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam rangkaian yang ada, maka dalam bab ini aka dilakukan analisa dan pembahasan untuk mendapatkan hasil akhir yang diinginkan.
BAB 5 : PENUTUP
Berisikan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan kemungkinan pengembangan alat.
DAFTAR PUSTAKA
Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literatur yang digunakan dalam pembutan Project Akhir II ini.
5
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 ESP-8266
Esp 8266 adalah sebuah modul wifi yang berfungsi sebagai perangkat tambahan mikrokontroller seperti Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan membuat koneksi TCP/IP. Modul ini membutuhkan daya sekitar 3.3V dengan memiliki tiga mode wifi yaitu Station, Access Point dan Both (keduanya). Modul ini juga dilengkapi dengan prosesor, memori dan GPIO dimana jumlah pin bergantung dengan jenis ESP8266 yang kita gunakan.Sehingga modul ini bisa berdiri sendiri tanpa menggunakan mikrokontroller apapun karena sudah memiliki perlengkapan layaknya mikrokontroller. Firmware default yang digunakan oleh perangkat ini menggunakan AT Command, selain itu ada beberapa firmware SDK yang digunakan oleh perngkat ini berbasis opensource yang diantaranya adalah sebagai berikut:
- NodeMCU dengan menggunakan basic programming lua - MicroPython dengan menggunakan basic programming python - AT Command denan mengginakan perintah perintah AT command
Gambar 2.1 Node MCU ESP8266
Untuk pemrogramannya sendiri kita bisa menggunakan ESPlorer untuk firmware berbasis NodeMCU dan menggunakan putty sebagai terminal control untuk AT command. Selain itu kita bisa memprogram perangkat ini menggunakan Arduino IDE.Dengan menambahkan library ESP8266 pada board manager kita dapat dengan mudah memprogram dengan basic program Arduino.
6
Gambar 2.2 Diagram Blok NodeMCU ESP8266
2.2 SensorMQ-6
Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik. Atau dengan kata lain Sensor adalah alat untuk mendeteksi/mengukur sesuatu, yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. MQ-6 adalah Sensor gas yang digunakan untuk mendeteksi lpg, Iso-butane, Propane dengan sensitivitas yang tinggi.
Sensor gas MQ-6 ini mempunyai sensitivitas yang kecil terhadap zat alkohol dan asap rokok. Sensor gas MQ-6 merupakan sensor yang mempunyai respon cepat terhadap lpg (Liquid Petroleum Gas), stabil dan tahan lama serta dapat digunakan dalam rangkaian drive yang sederhana. Sensor gas MQ-6 biasa digunakan didalam perlengkapan mendeteksi kebocoran gas dalam kegiatan rumah tangga dan industri, yang cocok untuk mendeteksi lpg, iso-butane, propane, lng, serta menghindari gangguan dari pendeteksian zat Alkohol, asap masakan, dan rokok untuk mengurangi kesalahan pendeteksian.
Sensor ini dapat mendeteksi gas pada konsentrasi di udara antara 200 sampai 10000 ppm.Sensor ini memiliki sensitivitas yang tinggi dan waktu respon yang cepat.Output sensor adalah resistansi analog. Sirkuit dari sensor ini sangat sederhana, yang diperlukan sensor ini adalah memberi tegangan dengan 5 V, menambahkan resistansi beban, dan menghubungkan output ke ADC.
7
Gambar 2.3 Sensor MQ-6
Struktur dan konfigurasi MQ-6 sensor gas ditunjukkan pada gambar dibawah (Konfigurasi A atau B), sensor disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi lapisan kulit yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk kerja komponen sensitif. MQ-6 memiliki 6 pin, 4 dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 lainnya digunakan untuk menyediakan pemanasan saat ini.
Gambar 2.4 Sensor LPG MQ-6 Konfigurasi A dan B
8
2.3 Adaptor
Adaptor adalah rangkaian yang berguna untuk mengubah tegangan AC menjadi DC. Rangkaian ini bisa menjadi alternatif penganti dari tegangan DC, contohnya adalah baterai dan accumulator. Adaptor juga banyak di gunakan dalam alat sebagai catu daya, layaknya amplifier, radio, pesawat televisi mini dan perangkat elektronik lainnya. Bila dibandingkan dengan tipe rangkaian yang lain, rangkaian adaptor jauh lebih praktis dan tidak terlampu besar sehingga bisa dengan mudah dipakai oleh seluruh orang.
Kelebihan dari menggunakan Rangkaian Adaptor dibanding dengan menggunakan baru baterai atau accumulator adalah sangat praktis dihubungkan dengan tegangan karena adaptor dapat diambil dari sumber tegangan AC yang ada di rumah kita masing-masing dimana setiap rumah pada saat ini sudah menggunakan listrik. Selain kelebihan tersebut, rangkaian adaptor juga memiliki jangka waktu yang lebih lama asalkan ada tegangan AC, tegangan AC inilah yang merupakan kubutuhan primer dalam kehidupan manusia.
Adaptor juga dibedakan beberapa bagian, berikut ini kami jelaskan bagian-bagian dari adaptor :
1. Bagian Input adalah bagian yang berfungsi sebagai penghubung sumber tegangan AC dari stop kontak yang ada di dalam rumah. Bagian ini terdiri dari jack dan kabel input. Stop kontak adalah konektor sumber tegangan AC dari listrik PLN yang digunakan untuk menyalurkan tegangan dari adaptor melalui kabel input tegangan.
2. Bagian Penurun Tegangan adalah bagian yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC 220V menjadi tegangan yang lebih kecil, contohnya 3V, 4,5V, 6V, 7,5V, 9v dan 12V. Untuk dapat memilih output tegangan, kita harus menggunakan rotary switch atau saklar puter. Trafo yang digunakan untuk rangkaian ini adalah jenis step down, dapat juga menggunakan trafo dengan arus 550 mA (mili Amepere).
3. Bagian Penyearah adalah bagian yang berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Komponen utama dari bagian ini adalah dioda. Dioda yang digunakan harus berjumlah 4 dan kemudian dirangkai sedemikian rupa sehingga
9
membentuk jembatan dioda atau biasa disebut bridge dioda. Bridge dioda yang sudah dirangkai akan dapat menghasilkan tegangan DC (-) dan (+).
4. Bagian Filter atau Penyaring adalah bagian yang berfungsi untuk menghilangkan tegangan AC yang masih lewat. Efek dari munculnya tegangan AC adalah suara dengung. Komponen yang dibutuhkan antara lain IC penstabil tegangan dan elco.
5. Bagian Output Tegangan adalah bagian yang berfungsi sebagai keluaran tegangan berupa DC. Besar keluaran tegangan DC ini sesuai dengan tegangan output pada trafo step down yang diatur oleh rotary switch sesuai yang diinginkan.
Rangkaian Adaptor juga sangat mudah untuk dibuat karena PCB untuk pembuatannya sangat mudah dicari di pasaran. Komponen pelengkap yang harus kita sediakan adalah Lampu Pilot yang digunakan sebagai lampu indikator yang mana nantinya sebagai pengontrol apakah tegangan input sudah masuk atau belum dan juga sekering yang berfungsi sebagai keamanan apabila ada hubungan singkat.
Demikian penjelasan singkat tentang rangkaian adaptor dan bagian-bagian terpentingnya.Baca juga artikel elektronika lainnya, seperti Rangkaian Digital, Rangkaian Star Delta dan Rangkaian RLC.
2.4 Definisi Monitoring
Monitoring merupakan kata kerja dari bahasa asing yang berasal dari kata monitor. Monitor juga merupakan kata serapan yang digunakan dalam bahasa indonesia. Monitor menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia Dalam Jaringan (KBBI Daring) adalah orang yg memantau, alat untuk memantau (spt alat penerima yg digunakan untuk melihat gambar yg diambil oleh kamera televisi, alat untuk mengamati kondisi atau fungsi biologis, alat yg memantau kerja suatu sistem, terutama sistem komputer, dsb). Monitoring adalah penilaian secara terus menerus terhadap fungsi kegiatan-kegiatan program-program di dalam hal jadwal penggunaan input/masukan data oleh kelompok sasaran berkaitan dengan harapan- harapan yang telah direncanakan.
2.5 Definisi Internet of Things (IoT)
Internet of Things (IoT) adalah suatu konsep dimana konektifitas internet dapat bertukar informasi satu sama lainnya dengan benda – benda yang ada
10
disekelilingnya. Banyak yang memprediksi bahwa Internet of Things (IoT) merupakan “the next big thing” di dunia teknologi informasi.Hal ini dikarenakan banyak sekali potensi yang bisa dikembangkan dengan teknologi Internet of Things (IoT) tersebut.Teknologi Internet of Things (IoT) diibaratkan dimana alat – alat fisik bisa terkoneksi dengan internet.Misalnya, kulkas, TV, Mesin Cuci dan lainnya dapat dikontrol menggunakan smartphone untuk mematikan, menghidupkan dan kegiatan lainnya. Teknologi IoTakan lebih mempermudah kegiatan manusia dalam melakukan berbagai aktifitas sehari – hari. Semua kegiatan dapat dilakukan dengan sangat praktis dan di satu sisi adanya sistem kontrol karena perangkat yang terhubung menyebabkan kehidupan akan lebih efektif dan efisien.
2.6 Definisi ThingSpeak
According to its developers, “ThingSpeak is an open source Internet of Things (IoT) application and API to store and retrieve data from things using the HTTP protocol over the Internet or via a Local Area Network. ThingSpeak enabes the creation of sensor logging applications, location tracking applications, and a social network of things with status updates”.
ThingSpeak menwarkan platform untuk pengembang yang memungkinkan mereka untuk dengan mudah menangkap data sensor dan mengubahnya menjadi informasi yang berguna. Menawarkan fitur API yang memungkinkan Sensor untuk membaca dan menulis data ke sumber daya yang tersedia: sumber data, variable, nilai-nilai, peristiwa dan wawasan. API mendukung HTTP dan HTTPS dan Key API diperlukan.
2.7 Konsep Dasar PerancanganSistem
Perancangan Sistem menurut Verzello/John Reuter III dalamDarmawan (2013:227)adalah tahap setelah analisis dari siklus pengembangan sistem:
pendefinisian dari kebutuhan-kebutuhan fungsional dan persiapan untuk rancang bangun implementasi: “menggambarkan bagaimana suatu sistemdibentuk”.
Menurut Al-Jufri (2011:141), “Rancangan sistem adalah penentuan proses dan data yang diperlukan oleh sistem baru. Jika sistem itu berbasis komputer, rancangan dapat menyertakan spesifikasi perlatan yang akan dipergunakan”.
11
Dari kedua definisi di atas dapat disimpulkan bahwa perancangan sistem adalah tahapan dari sebuah proses pendefinisian kebutuhan-kebutuhan dari siklus perkembangan sistem baru atau sistem yang akan dibentuk.
12
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Pemecahan Masalah
Untuk mengatasi berbagai masalah di atas, maka diperlukan monitoring secara online agar dapat mengetahui dan menimalisir terjadinya ledakan yang di akibatkan oleh kebocoraan gas tersebut, dengan adanya alat ini dapat memonitoring dan mengetahuiapakahgastersebutterjadikebocoraanatautidak.Denganadanyaalatiniyang menggunakan sensor MQ-6ini sudah terhubung dengan internet nilai dari data sensor akan di upload dengan begitu tidak perlu khawatir apa bila terjadinya kebocoraan gas bisa dengan cepat di atasi dengan begitu siapapun dapat tenang, karena dapat memantau secara online tidak perlu melihat atau mendatangi langsung karena sistem ini sudah terintergasi dengan internet jadi kapan saja ingin melihat adanya terjadinya kebocoraan gas bisa langsung di lihat secara online tanpa perlu melihat langsung atau melihat lebih dekat jadi dengan adanya ini sangat bermanfaat sekali untuk memonitoring apakah terjadinya kebocoraan atautidak.
Perangkat lunak dibutuhkan untuk memprogram cara kerja dari mikrokontroler agar sistem dapat bekerja secara otomatis. Gambar 3.1 menunjukan diagram alur program atau sistem yang digunakan untuk Monitoring Kebocoran Gas.
Gambar 3.1 Diagram Alur Perangkat Lunak Dengan Sensor MQ-6
13
Gambar 3.1 merupakan alur dari diagram blok, yang mana terdapat konfigurasi seluruh rangkaian yang digunakan. Proses awal adalah pengaktifan seluruh sistem dengan menghidupakan adaptor pada saklar listrik. Setelah aktif sistem akan menganalisa perangkat dari mulai hardware hingga software. Alat ini akan mulai bekerja ketika user memasukkan objek ke dalam device, kemudian sensor MQ-6akan membacagasdisekitar,jikagasdisekitartelahterbacaolehsensorMQ-6makanilaidata dari gas tersebut alam mengupload secara otomatis maka akan telihat waktu dan tanggal kebocoraan gas tersebut dan berapa banyak gas tersebut.
3.2 Gambaran Umum
Sistem pendeteksi kebocoran gas LPG menggunakan ESP-8266, Sensor MQ-6, dan modem yang manfaatnya adalah memberi informasi serta peringatan dini apabila terjadi kebocoran gas pada suatu ruangan. Dalam sistem ini menggunakan sensor sebagai indikator atau inputan dalam membaca kadar gas.
Penggunaan alat ini akan berjalan otomatis berdasarkan perintah-perintah atau source code yang ditanam dalam mikrokontroller tersebut. Pada kondisi dalam keadaan gas bocor maka sensor akan mengirim pesan kepada ESP-8266 yang memberikan peringatan bahwa telah terjadi kebocoran gas. Alat pada sistem ini juga mengirimkan informasi atau memonitoring kadar gas yang bocor ke smartphone andoid yang dapat diakses melalui internet of things.
Hasil pembacaan yang dihasilkan sensor akan dihasilkan dalam bentuk grafik dan ditampilkan ke web yang telah terhubung dengan alat. Untuk dapat menerima data pembacaan sensor dan mengirimnya dibutuhkan sebuah mikrokontroller yang dapat terhubung dengan wifi (Wireless Fidelity). Mikrokontroller ini nantinya akan dapat membaca sebuah jaringan wifi dan mengirimkan hasil pembacaan sensor ke web.
14
Gambar 3.2Detail Hasil Rangkaian Alat
Pada gambar 3.1 terlihat bagian-bagian pada perangkat ini yaitu:
1. Adaptop 5 Volt.
2. ESP-8266 untuk menghubungkan perangkat ke jaringan internet.
3. Sensor MQ-6 sebagai sensor gas.
4. Smartphone android sebagai media informasi.
5. Korek gas sebagai penghasil kadar gas.
3.3 Blok Diagram Sistem
Gambar 3.3 Blok Diagram Sistem 220 V (PLN)
Adaptor
ESP-8266
MQ-6 WEB
1
2 3
4
5
15
Keterangan Diagram Sistem:
1. PLN220 volt berfungsi sebagai sumber tegangan dan dihubungkan ke penurun tegangan atau adaptor hingga tegangan mencapai 5 volt.
2. Adaptor berfungsi sebagai penurun tegangan dari PLN, nilai tegangan dari PLN sebesar 220 volt harus diturunkan hingga mencapai 5 volt untuk dapat menghidupkan mikrokontroller.
3. Esp8266 NodeMcu berfungsi sebagai mikrokontroller pada alat ini. Esp8266 dapat mengontrol sensor yang digunakan dan dapat terhubung ke jaringan wifi secara otomatis sehingga pengiriman data melalui web dapat berjalan dengan cepat.
4. MQ-6 berfungsi sebagai sensor yang kadar gas. Sensor ini mengeluarkan nilai secara analog yang nantinya nilai analog ini akan diubah menjadi digital atau biasa disebut dengan metode ADC (analog to digital converter).
5. Web pada alat ini berfungsi sebagai penerima data nilai sensor yang telah diproses oleh mikrokontroller. Laman web dapat membuat penggunaan sumber tegangan lebih sedikit karena tidak memerlukan kabel hanya memerlukan jaringan wifi yang terhubung secara stabil.
3.4 Rangkaian Penurun Tegangan
Dengan beberapa komponen yang sudah diuraikan diatas, power supply bekerja dari daya AC yang sudah diturunkan melalui transformator. Lalu tegangan disearahkan oleh tegangan AC menjadi DC, contohnya dari 220 volt menjadi 5 volt.Dari diode, terhubung ke Elco yang berguna sebagai penyaring tegangan ripple.
Terdapat transistor yang memiliki fungsi untuk menstabilkan tegangan dan menghasilkan output dari tegangan sehingga ouput itu dapat dihubungkan ke perangkat elektronik lain. Rangkaian power supply berikut ini merupakan rangkaian penurun tegangan sebesar 5 volt. Rangkaian ini mampu menurunkan tegangan sebesar 220 volt ke 5 volt.
3.5 Rangkaian mikrokontroller
Esp 8266 adalah sebuah modul wifi yang berfungsi sebagai perangkat tambahan mikrokontroller seperti Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan
16
membuat koneksi TCP/IP. Modul ini membutuhkan daya sekitar 3.3V dengan memiliki tiga mode wifi yaitu Station, Access Point dan Both (keduanya). Modul ini juga dilengkapi dengan prosesor, memori dan GPIO dimana jumlah pin bergantung dengan jenis ESP8266 yang kita gunakan.Sehingga modul ini bisa berdiri sendiri tanpa menggunakan mikrokontroller apapun karena sudah memiliki perlengkapan layaknya mikrokontroller.
Gambar 3.4Mikrokontroller ESP-8266
17
BAB 4
ANALISA DAN PENGUJIAN
4.1 Pengujian Tegangan
Pengujian tegangan baterai dan regulator tegangan.Pengujian tegangan pada keluaran baterai dan keluaran regulator adalah sebagai berikut.Pada percobaan ini digunakan tegangan sebesar 220 volt.
Tegangan masuk
Tegangan keluar 220volt 5 volt
4.2 Uji Coba Program Membaca Wifi ESP8266 NodeMCU
Untuk dapat mengirim data pembacaan sensor ke web, terlebih dahulu harus dipastikan apakah mikrokontroller esp8266 nodemcu dapat membaca wifi yang telah disiapkan. Jaringan wifi yang tersedia harus diketahui SSID dan Passwordnya, seperti pada program pembacaan wifi di bawah ini:
#include <ESP8266WiFi.h>
const char *ssid = "Astagfirullah.."; // replace with your wifi ssid and wpa2 key const char *pass = "162411016";
const char* server = "api.thingspeak.com";
WiFiClient client;
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(10);
Serial.println("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, pass);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
18
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
}
void loop() {
float h = analogRead(A0);
if (isnan(h)) {
Serial.println("Failed to read from MQ-5 sensor!");
return;
}
if (client.connect(server, 80)) // "184.106.153.149" or api.thingspeak.com {
String postStr = apiKey;
postStr += "&field1=";
postStr += String(h);
//postStr += ("\r\n\");
client.print("POST /update HTTP/1.1\n");
client.print("Host: api.thingspeak.com\n");
client.print("Connection: close\n");
client.print("X-THINGSPEAKAPIKEY: " + apiKey + "\n");
client.print("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\n");
client.print("Content-Length: ");
client.print(postStr.length());
client.print("\n\n");
client.print(postStr);
Serial.print("Gas meter");
Serial.print(h);
Serial.println("%. Send to Thingspeak.");
}
client.stop();
19
Serial.println("Waiting...");
// thingspeak needs minimum 15 sec delay between updates, I've set it to 30 seconds
delay(3000);
}
Pada program diatas terdapat perintah const char*SSID, perintah tersebut adalah perintah untuk memasukkan nama wifi yang telah disiapkan, SSID (Service Set Identifier) adalah nama jaringan bersama diantara semua perangkat dalam jaringan wireless. Ssid adalah case – sensitive dan tidak boleh melebihi 32 karakter.Ssid harus identik untuk semua perangkat dalam jaringan wireless.
Gambar 4.1 Hasil Pembacaan IP Address pada Wifi yang telah disiapkan
Pada gambar diatas menunjukkan bahwa ip address berhasil di dapatkan dari wifi yang telah disiapkan. Sampai tahap ini kita sudah dapat membaca data sensor yang akan dikirim ke web. Untuk mengakses pembacaan sensor nantinya maka IP Address yang akan kita gunakan adalah http://10.6.11.110/. IP Address ini tidak menjadi ketetapan untuk digunakan, kita dapat mengganti ssid dan password wifi sesuai dengan lokasi pembacaan sensor.
Astagfirullah..
20
4.3 Pengujian Sistem
Pengujian ini dilakukan menggunakan peraga simulasi dengan menggunakan korek gas untuk mengaktifkan sensor MQ-6 dalam mendeteksi gas.Cara kerja perangkat ini yaitu dengan menghubungkan ke sumber daya menggunakan adaptor 5 volt. Pada perangkat sistem untuk menyalakan sistem ditandai dengan lampu led merah menyala. Perangkat juga telah dihubungkan dengan router di-setting sebagai access point supaya bisa terkoneksi denganjaringan internet.Terlihat pada gambar 4.2 menunjukkan bahwa perangkat sistem telah aktif. Lampu led merah pada sensor menyala dan lampu led hijau juga menyala menandakan adanya kebocoran gas.
Gambar 4.2Pengujian Sistem
Pada saat belum terjadinya kebocoran gas, perangkat akan mengirim data analog dalam bentuk grafik yang dibuka melalui aplikasi thingspeak. Grafik secara live akan menampilkan data awal yang bernilai 400 yang dibaca oleh sensor gas seperti terlihat pada gambar 4.3 .
Gambar 4.3Grafik Monitoring Gas Dengan ThingSpeak Data Awal
21
Dan pada saat terjadi kebocoran gas maka, grafik akan naik dari tadi awal yang bernilai 400 menjadi 1100, kemudian akan kembali normal lagi membaca data awal secara live yaitu di bawah 500. Pada gambar 4.4 menunjukkan bahwa telah terjadi kebocoran gas.
Gambar 4.3Grafik Monitoring Gas Dengan ThingSpeakTelah Terjadi Kebocoran
Dilihat pada tabel 4.1 hasil pengujian sensor gas MQ-6, yaitu kondisi dan data ADC.
No. Kondisi Data ADC
1 2
Tidak ada gas LPG Ada gas LPG
400 - 500 1100 Tabel 4.1Hasil Pengujian Sensor MQ-6
Pada penelitian ini level indikator yang digunkaan hanya 2 saja (ada gas LPG dan tidak ada gas LPG). Rentang pembacaan ADC dari sensor MQ-6 yaitu dari 400 sampai 110.
22
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Alat pendeteksi kebocoran gas LPG dapat bekerja dengan baik. Hal ini ditunjukkan dengan berfungsinya alat saat diberikan gas LPG. Sensor menyala, mikrokontroler menerima pesan dan menampilkan data grafik pada android.
2. Perancangan prototype ini dibuat menggunakan mikrokontroler arduino uno yang dihubungkan dengan sensor MQ-2 sebagai media input-nya. Sensor MQ-2 ini berfungsi mendeteksi gas LPG, LNG dan sejenisnya. Dengan menggunakan sensor ini, maka arduino dapat mendeteksi kebocoran gas secara efektif. Pada uji coba yang telah dilakukan pendeteksian optimal sensor MQ-2 ini adalah pada jarak 5cm.
3. Prototype ini menggunakan modul ESP8266 yang berfungsi sebagai penghubung ke jaringan wifi, sehingga alat ini dapat terhubung dengan internet untuk memberikan informasi melalui internet. Kendala pada ESP8266 lebih pada jaringan wifi karena harus terhubung ke internet, jika tidak ada internet maka tidak bisa mengupload data kesever.
5.2 Saran
1. Sebaiknya pada saat akan dilakukakan pengujian mesin generator sebaiknya dalam keadaan dingin atau telah berhenti bekerja dalam waktu yang cukup lama untuk mendapatkan data pembacaan yang baik.
2. Sebaiknya pada saat pengambilan data, wifi yang terhubung dengan mikrokontroller harus selalu diperhatikan apakah terhubung dengan baik untuk pengiriman nilai pembacaan di dalam web.
3. Sebaiknya diperlukan pengujian kalibrasi alat sebelum memulai pengukuran.
23
DAFTAR PUSTAKA
Parallax.(2006).SensorGasdanAsapMQ-2DataSheet,.DataSheet.
Parallax Corporation.
ESP8266 Datasheet. Diakses pada tanggal 1 mei 2019. Tersedia di http://www.esp8266.com/wiki/lib/exe/fetch.php?media=0a-
esp8266_datasheet_en_v4.3.pdf
Wikipedia.ESP8266. Diakses pada tanggal 1 mei 2019. Tersedia di https://en.wikipedia.org/wiki/ESP8266
Academia.Mikrokontroler. Diakses pada tanggal 1 mei 2019. Tersedia di http://www.academia.edu/9267031/MIKROKONTROLER_makalah_ard
uino_and_raspberry.
Foe, Fendy Gerry. BAB III Kerja Praktek: Rancang Bangun Sistem Informasi Monitoring Debitur Litigasi di PT BANK TABUNGAN NEGARA pada Area Collection III Surabaya. Diakses pada tanggal 1 mei 2019. Tersedia dihttp://sir.stikom.edu/373/
Wikipedia.Internet of Things.Diakses pada tanggal 1 mei2019.
Tersedia di https://id.wikipedia.org/wiki/Internet_of_Things
Wikipedia.ThingSpeak. Diakses pada tanggal 1 mei 2019. Tersedia di https://en.wikipedia.org/wiki/ThingSpeak.
Darmawan, Deni. 2013. Sistem Informasi Manajemen. Bandung: PT. Remaja RosdakaryaOffset.
Al-Jufri, Hamid. 2011. Sistem Infromasi Manajemen Pendidikan. Jakarta: PT.
SmartGrafika.
Katadata.Pertamina Impor Tiga Kargo Elpiji dari Iran. Diakses pada tanggal 2 mei 2019. Tersedia di http://katadata.co.id/berita/2016/03/14/pertamina-impor-tiga- kargo-elpiji- dari-iran.
