1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Mendengar kata asap pasti dalam benak kita muncul gambaran wujud suatu kumpulan partikel yang menyerupai awan. Asap merupakan produk samping dari suatu pembakaran ataupun api. Mungkin juga hal inilah yang memicu munculnya pepatah “Tidak ada asap kalau tidak ada api”.
Lalu apa pengaruh asap dalam kehidupan manusia? Asap dapat memberikan efek yang dapat menguntungkan manusia dan juga merugikan. Contoh efek yang menguntungkan adalah menggunakan asap untuk pembasmian hama (fumigasi).
Lalu efek yang merugikan adalah pencemaran udara yang dapat menyebabkan gangguan saluran pernafasan.
Untuk suatu kondisi asap yang sama, dapat menghasilkan tingkat pencemaran yang berbeda. Banyak faktor yang mempengaruhi tingkat pencemaran udara tersebut, antara lain jarak. Untuk mengetahui seberapa besar perbedaan tersebut, maka Penulis membuat suatu penelitian untuk mendeteksi asap dengan mengambil lokasi penelitian di PT. Philtera di Medan.
Pemilihan lokasi berdasarkan kebutuhan di PT. Philtera mengingat
perusahaan ini memiliki ruangan server yang harus dijaga suhu udaranya untuk
menghindari terjadinya panas yang melebihi tingkat tertentu. Dan salah satu cara
untuk mengetahui terjadinya panas adalah dengan mendeteksi asap yang muncul
dalam ruangan tersebut.
2 Melanjuti uraian di atas, maka Penulis mebuat suatu penelitian dengan judul APLIKASI PENDETEKSI SENSOR ASAP BERBASIS ARDUINO DAN MOBILE DI PT. PHLITERA MEDAN.
Aplikasi yang dirancang dengan menggunakan mikrokontroler (microcontroller) yang disebut sebagai Arduino dan Android sebagai penghubung (interface) ke user atau pengguna.
1.2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah di atas, rumusan masalah yang dapat diidentifikasi selama pengamatan di PT. Philtera adalah :
1. Bagaimana memberitahukan pengguna aplikasi agar dapat mengetahui jika udara telah tercemar?
2. Berapa jarak yang dapat dideteksi oleh sensor untuk menginformasikan adanya asap dalam ruangan tersebut?
1.3. Batasan masalah
Untuk menghindari melebarnya penelitian ini, maka Penulis membuat suatu batasan sebagai berikut :
a. Aplikasi menginformasikan keberadaan asap yang dideteksi oleh mikrokontroler, dalam hal ini Arduino
b. Simulasi dilakukan pada ruangan server PT. Philtera Medan yang berukuran
5x5 m.
3 c. Aplikasi dapat ditanamkan pada telepon genggam (handphone) yang berbasis
android ataupun perangkat komputer.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari pembyatan aplikasi ini adalah untuk memberitahukan kepada pengguna aplikasi apabila terjadi pencemaran udara.
1.5. Manfaat Penelitian
Diharapkan dengan adanya aplikasi ini maka personil yang berada dalam ruangan server PT. Philtera Medan dapat mengetahui adanya pencemaran udara dalam ruangan tersebut.
1.6. Metode Penelitian
Untuk mendapatkan informasi yang lebih akurat dan bermanfaat dalam penelitian ini, Penulis menggunakan beberapa teknik atau metode pencarian fakta sebagai berikut :
a. Penelitian Kepustakaan (Library Research)
Dilakukan dengan mempelajari jurnal, buku, dan karya tulis lainnya yang berhubungan dengan penelitian ini.
b. Observasi (Observation)
Observasi dilakukan melalui proses pengamatan dan pencatatan secara
sistematis sehubungan dengan hal-hal yang berkaitan dengan penelitian ini
di lokasi penelitian.
4 c. Wawancara (Interview)
Dilakukan dengan menjalin komunikasi dua arah dengan beberapa nara sumber demi mendukung kelengkapan informasi yang berkaitan dengan penelitian.
d. Sampling
Dilakukan dengan mengadakan simulasi pendeteksi asap pada jarak-jarak
tertentu dan pencatatan hasil yang ditunjukkan oleh aplikasi.
5 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Pengertian Sistem
Kata sistem berasal dari bahasa Yunani “systema”. Ditinjau dari asal katanya, sistem berarti sekumpulan objek yang bekerja bersama-sama untuk menghasilkan satu kesatuan metode/prosedur/teknik yang digabungkan dan diatur sedemikian rupa sehingga menjadi satu kesatuan yang berfungsi untuk mencapai tujuan.
Menurut Kristanto (2007:1), “Suatu sistem adalah suatu jaringan kerja dari prosedur-prosedur yang saling berhubungan, berkumpul bersama-sama untuk melakukan sesuatu kegiatan atau untuk menyelesaikan suatu sasaran yang tertentu”.
Menurut Fathansyah (2002: 9), “Sistem adalah suatu susunan yang teratur, gagasan-gagasan, konsepsi-konsepsi yang saling tergantung”.
2.2. MikroKontroler
Mikrokontroler merupakan suatu IC yang di dalamnya berisi CPU, ROM, RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka mikrokontroler dapat melakukan proses berfikir berdasarkan program yang telah diberikan kepadanya.
Mikrokontroler banyak terdapat pada peralatan elektronik yang serba otomatis,
mesin fax, dan peralatan elektronik lainnya. Mikrokontroler dapat disebut
6 pula sebagai komputer yang berukuran kecil yang berdaya rendah sehingga sebuah baterai dapat memberikan daya. Mikrokontroler terdiri dari beberapa bagian seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.1 Bagian Mikrokontroller
Sumber : Lucky Yuditia Putra, Perancangan Sistem Pengukur Suhu Menggunakan Arduino
Pada Gambar 2.1 di atas tampak suatu mikrokontroler standar yang tersusun atas komponen-komponen sebagai berikut :
1. Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada mikrokontroler ada yang berukuran 8 (delapan) bit ada pula yang berukuran 16 (enam belas) bit. CPU ini akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.
2. Read Only Memory (ROM)
7 ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulis. Dalam dunia mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler tersebut. Program tersimpan dalm format biner („0‟ atau „1‟). Susunan bilangan biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler akan memiliki arti tersendiri.
3. Random Acces Memory (RAM)
Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja.
Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada RAM akan hilang jika catu daya listrik hilang.
4. Input / Output (I/O)
Untuk berkomunikasi dengan dunia luar, maka mikrokontroler menggunakan terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.
5. Komponen lainnya
Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital
Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang
sesuai dengan tugas mikrokontr oler akan sangat membantu perancangan sehingga
dapat mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen komponen tersebut
belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat
ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.
8 2.3. Arduino
Menurut Artanto ( 2012:1), “Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik yang open source, berbasis pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam membuat objek atau lingkungan yang interaktif” .
Arduino sebagai sebuah platform komputasi fisik (Physical Computing) yang open source pada board input ouput sederhana, yang dimaksud dengan platform komputasi fisik disini adalah sebuah sistem fisik hyang interaktif dengan penggunaan software dan hardware yang dapat mendeteksi dan merespons situasi dan kondisi.
Menurut Artanto (2012:2), kelebihan arduino dari platform hardware mikrokontroler lain adalah:
1. IDE Arduino merupakan multiplatform, yang dapat dijalankan di berbagai sistem operasi, seperti Windows, Macintosh dan Linux.
2. IDE Arduino dibuat berdasarkan pada IDE Processing, yang sederhana sehingga mudah digunakan.
3. Pemrograman arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port USB, bukan port serial. Fitur ini berguna karena banyak komputer yang sekarang ini tidak memiliki port serial.
4. Arduino adalah hardware dan software open source dimana pembaca bisa
mengunduh software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar
ke pembuat arduino.
9 5. Biaya hardware cukup murah, sehingga tidak terlalu menakutkan untuk
membuat kesalahan.
6. Proyek arduino ini dikembangkan dalam lingkungan pendidikan sehingga bagi pemula akan lebih cepat dan mudah mempelajarinya.
7. Memiliki begitu banyak pengguna dan komunitas di internet dapat membantu setiap kesulitan yang dihadapi.
2.4. Analisis Perancangan Sistem
Analisis dan perancangan sistem menunjukkan kepada proses pemeriksaan suatu keadaan dengan maksud untuk memperbaikinya melalui prosedur dan metode yang lebih baik. Perancangan Sistem adalah proses perencanaan sebuah sistem baru atau sebuah sitem yang menggantikan/melengkapi sebuah sistem yang telah ada. Akan tetapi sebelum perencanaan ini dilakukan, kita harus memahami sistem lama secara menyeluruh dan menentukan bagaimana komputer dapat digunakan sebaik-baiknya untuk membuat pengoperasiannya lebih efektif.
Dengan demikian analisis sistem adalah proses pengumpulan dan penerjemahan fakta, pendiagnosaan masalah, serta penggunaan informasi itu untuk merekomendasikan perbaikan sistem.
Langkah-langkah di dalam tahap analisis sistem hampir sama dengan
langkah-langkah yang dilakukan dalam mendefinisikan proyek-proyek sistem
yang akan dikembangkan di tahap perencanaan sistem. Perbedaannya terletak
pada ruang lingkup tugasnya. Dalam analisis sistem ini, penelitian yang dilakukan
10 oleh analis sistem merupakan penelitian terinci, sedang di perencanaan sistem sifatnya hanya penelitian pendahuluan.
Di dalam tahap analisis sistem terdapat langkah-langkah dasar yang harus dilakukan oleh analis sistem sebagai berikut ini:
1. Identify, yaitu mengindentifikasi masalah.
2. Understand, yaitu memahami kerja dari sistem yang ada.
3. Analyze, yaitu menganalisis sistem.
4. Report, yaitu membuat laporan hasil analisis.
Sehingga jika telah mengikuti langkah-langkah tersebut sistem yang telah dibuat akan lebih baik dan sesuai kaidah yang telah dibuat dalam merancang sebuah sistem.
2.5. Alat Pengembangan Sistem a. Diagram Konteks
Menurut Jogianto (2005:11), “Context Diagram (CD) adalah kasus khusus DFD (bagian dari DFD yang berfungsi memetakan model lingkaran), yang dipresentasikan dengan lingkaran tunggal yang mewakili keseluruhan system”.
Diagram konteks menggunakan beberapa notasi atau simbol, sebagaimana tertera
pada tabel 2.1.
11 Tabel 2.1. Notasi Diagram Konteks
No. Notasi Kegunaan
1 mewakili keseluruhan sistem.
2 terminator sebagai sumber, pelaku dan sumber sekaligus pelaku.
3
aliran data.
Sumber : Husni iskandar pohan, Pengantar Perancangan Sistem
b. Bagan Alir Program
Menurut Jogiyanto (2005:802), “Bagan alir program (program flowchart) merupakan bagan yang menjelaskan secara rinci langkah-langkah dari proses program. Bagan alir program dibuat dari derivikasi bagan alir sistem”. Bagan alir program dibuat dengan menggunakan beberapa notasi atau simbol,seperti pada tabel 2.2 sebagai berikut:
Tabel 2.2. Notasi Bagan Alir Program
No. Notasi Kegunaan
1 input/output untuk mewakili data.
2 Proses.
3 arus dari proses.
4
sambungan bagan alir ke halaman yang sama atau ke halaman yang lain.
5 keputusan penyeleksian kondisi di dalam program.
12 Tabel 2.2. Notasi Bagan Alir Program (Lanjutan)
NO Notasi Kegunaan
6
proses terdefinisi, operasi yang rinciannya ditunjukkan di tempat lain.
7 persiapan untuk pemberian nilai awal suatu besaran.
8
titik terminal yang menunjukkan awal atau akhir dari suatu proses.
Sumber : Jogiyanto HM, Analisis dan Sistem Informasi
c. Data Flow Diagram
Simbol-simbol yang digunakan dalam perancangan sistem database disajikan pada gambar 2.3:
Tabel 2.3. Simbol-Simbol Data Flow Diagram (DFD)
SIMBOL Penjelasan
Gene and Sarson De Marco and Yourdan Symbols Entitas (Source)/
Kesatuan Luar
Proses Simpanan Data
(Data Store) Alir data (Data Flow) Sumber : Budi Sutedjo dan Michael AN, Perencanaan Dan Pembangunan
Sistem Informasi
13 Elemen-elemen yang menyusun suatu DFD ada empat, yaitu :
1. Kesatuan Luar (Entity / Entitas)
Kesatuan Luar merupakan kesatuan di luar sistem yang akan memberikan input atau menerima output dari sistem, dapat berupa orang, organisasi, sumber informasi lain ataupun penerima akhir dari suatu laporan.
2. Proses
Proses merupakan kegiatan atau pekerjaan yang dilakukan oleh orang atau mesin komputer, dimana aliran data masuk ditransformasikan ke aliran data keluar.
3. Penyimpanan
Penyimpanan (Data Stores) merupakan komponen yang digunakan untuk memodelkan kumpulan data yang disimpan dengan cara tertentu. Data yang mengalir disimpan dalam data store. Aliran data di-update atau ditambahkan ke data store.
4. Data Flow
Arus Data (Data flow) menunjukkan arus dari data yang dapat berupa masukan untuk sistem atau hasil proses sistem dan dapat berbentuk formulir atau dokumen yang digunakan, laporan tercetak yang dihasilkan oleh sistem, tampilan atau output di layar komputer yang dihasilkan oleh sistem, masukan untuk komputer, komunikasi lisan/ucapan, surat-surat/memo dan lain-lain.
14 d. Entity Relationship Diagram (ERD)
Menurut Jogianto (2005:35), “Entity Relationship Diagram (ERD) adalah model konseptual yang mendeskripsikan hubungan antar penyimpanan. ERD digunakan untuk memodelkan struktur data dan hubungan antar data. Dengan ERD dapat menguji model dengan mengabaikan proses yang harus dilakukan”.
ERD menggunakan sejumlah notasi atau simbol untuk menggambarkan struktur dan hubungan antar data. Ada 3 (tiga) macam simbol atau notasi yang digunakan, seperti tabel 2.4 sebagai berikut:
Tabel 2.4: Notasi Entity Relationship Diagram
No Notasi Kegunaan
1 Entity, yaitu suatu objek yang memiliki elemen yang disebut atribut. Misalnya : Entity Mahasiswa, Entity Mata Kuliah dan Lain-lain.
2 Relationship atau hubungan, yaitu hubungan
antara entity. Misalnya entity Mahasiswa dengan entity matakuliah hubungannya mengikuti.
3 Atribut, yaitu elemen dari entity yang berfungsi mendeskripsikan karakter entitas, misalnya atribut nama, alamat dan entitas Mahasiswa.
Sumber : Husni Iskandar Pohan
15 BAB III
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : a. Identifikasi masalah
b. Rumusan masalah c. Solusi masalah d. Pembuatan alat
e. Simulasi alat yang telah dibuat
f. Pencatatan (dokumentasi) hasil simulasi g. Pengambilan kesimpulan dan saran
Melanjuti tahapan-tahapan yang telah disebutkan di atas dan melanjuti penulisan pada Bab-bab sebelumnya, maka Bab ini membahas tentang pembuatan alat untuk mendeteksi sensor asap.
3.1. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada Penelitian ini yaitu berupa hardware dan software. Table 3.1. merupakan alat dan bahan yang digunakan.
Tabel 3.1. Alat dan Bahan
Hardware Software
Arduino UNO Resistor 100 ohm Sensor Asap MQ7 Kabel jumper
Android Studio
Software Arduino 1.0.5
Software fritzing
16 Bluetooth
Komputer Mobile Phone
3.2. Rancangan Sistem Pengukur Asap
Udara di sekitar ruangan akan dideteksi oleh sensor MQ7 dan dihitung berdasarkan frekwensinya dalam satuan Herzt (Hz). Lalu hasil perhitungan tersebut akan di kirim ke Arduino yang akan di konversi sesuai dengan satuan ISPU. Nilai ISPU tersebut diklasifikasikan dalam rentang tertentu untuk menentukan keadaan udara di ruangan tersebut. Nilai ISPU tersebut dapat dilihat pada monitor komputer ataupun mobile phone yang terhubung dengan Arduino.
Semakin besar nilai yang ditunjukkan oleh monitor maka tinggi tingkat pencemaran udara di ruagan tersebut.
a. Skema Rancangan Sistem Pengukur Asap
Adapun skema pengukuran asap dengan bluetooth dapat dilihat pada gambar 3.1
MQ7 ARDUINO BLUETOOTH ANDROID
asap
Gambar 3.1 Sekema Sistem pengukur asap dengan Bluetooth
17 Adapun skema pengukuran asap dengan USB dapat dilihat pada gambar 3.2
MQ7 ARDUINO USB PC
asap
Gambar 3.2 Sekema Sistem dengan USB
Sistem pencemaran udara di dalam ruangan terdiri dari Sensor Asap (MQ7), Arduino UNO , Android, dan bluetooth. Sensor MQ7 digunakan untuk menginput perubahan tegangan dari analog ke digital agar dapat diterima oleh mikrokontroler. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino UNO.
Mikrokontroler yang digunakan ini diisikan dengan program yang nantinya akan ditampilkan pada layar Android.
Sebagai sensor asap digunakan MQ7 yang telah dikalibrasikan langsung dalam ISPU. Tegangan keluarannya (Volt) akan mengalami perubahan 5mV untuk setiap perubahan 1 ISPU.
b. Diagram Alir Rancangan Sistem Pengukur Asap
Deskripsi kerja secara keseluruhan dari sistem pengukur pencemaran udara pada ruangan pada Penelitian ini, sistem ini akan mulai beroperasi ketika diberikan sumber tegangan melalui port usb komputer ke Arduino. Yang ditampilkan pada Aplikasi mobile.
Untuk lebih jelas tentang deskripsi kerja secara keseluruhan dari sistem
pengukuran pencemaran udara pada ruangan pada Penelitian ini dapat melihat
gambar pada Gambar 3.3, dimana gambar tersebut merupakan flowchart atau
diagram alir secara keseluruhan pada sistem pengukuran pencemaran udara pada
18 ruangan dan ditampilkan pada Aplikasi mobile menggunakan android studio sebagai tampilan hasil pengukurannya.
Mulai
Deteksi Udara
Konversi analog ke indeks ISPU
0<ISPU<51
51<ISPU<100
100<ISPU<200
200<ISPU<300
Kondisi=”Udara Berbahaya”
Kondisi
Selesai
Kondisi=”Kondisi Udara Baik”
Kondisi=”Udara Mulai Tercemar”
Kondisi=”Udara Tidak Sehat”
Kondisi=”Udara Sangat Tidak
Sehat”
B
B
B
B S
S
S
S
Gambar 4.3 Diagram alir sistem kontrol ISPU
19 c. Tabel Rancangan Sistem Pengukur Asap
Tabel sistem dibuat mengacu pada Keputusan Kepala Badan Pengendalian Dampak Lingkungan tentang Pedoman Perhitungan Dan Pelaporan Serta Informasi Indeks Standar Pencemaran Udara. Berdasarkan Pedoman Teknis Perhitungan Dan Pelaporan Serta Informasi Indeks Standar Pencemar Udara, maka dibentuk angka dan kategori ISPU yang dapat dilihat dalam Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Angka dan Kategori Indeks Standar Pencemar Udara (ISPU)
Indeks Kategori
1 – 50 Baik
51 – 100 Sedang
101 – 199 Tidak Sehat
200 – 299 Sangat Tidak Sehat
300 – lebih Berbahaya
3.3 Rancangan Tampilan Aplikasi
a. Rancangan Aplikasi Menggunakan Komputer
Pembuatan form aplikasi komputer sudah tersedia pada aplikasi software
Arduino. Informasi yang ditampilkan berupa indeks asap dan keterangan dalam
bentuk teks. Gambar rancangan aplikasi dapat dilihat pada gambar 3.4.
20 Port yang terhubung
Nilai Digital Keterangan
Gambar 3.4 Rancangan formulir aplikasi desktop
b. Rancangan Aplikasi Menggunakan Mobile Phone
Pembuatan form aplikasi mobile di disain semudah mungkin agar mudah
dipahami dan mudah digunakan. Layer dari aplikasi mobile merupakan display
output yang dikirim dari Arduino. Informasi yang ditampilkan berupa indeks asap
dan keterangan dalam bentuk teks.
21
Judul
Kriteria ISPU
indeks Asap yang di tampilkan
tombol pengujian apakah bluetooth koneksi atau tidak
