APLIKASI TEKNOLOGI ZIGBEE PADA PENDETEKSIAN DINI KEBAKARAN PADA RUMAH SUSUN.

APLIKASI TEKNOLOGI ZIGBEE PADA PENDETEKSIAN

DINI KEBAKARAN PADA RUMAH SUSUN

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Strata-2 pada Program Studi S2 Teknik Elektro Pascasarjana Fakultas Teknik Universitas Andalas

Oleh:

Fardhan Arkan 1120952008

Pembimbing :

Zaini, M.Sc, Ph.D NIP.19760321 200112 1 003

Dr. Tutun Juhana NIP.196902121997021001

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS PADANG

2014

iv

Abstrak

Kebakaran merupakan salah satu bencana yang seringkali menyebabkan besarnya jumlah kerugian material dan korban jiwa. Hal ini salah satunya kebakaran yang lebih meluas baik bangunan rumah maupun harta benda.

Perancangan sistem detektor kebakaran ini menggunakan teknologi Wireless Sensor Network (WSN). Teknologi Wireless Sensor Network (WSN) yang digunakan dengan memanfaatkan jaringan nirkabel Zigbee yang diatur dalam standar IEEE

802.15.4 sebagai komunikasi datanya, . Salah satu kelebihan pada jaringan

Zigbee ini adalah selain bebas lisensi juga pada pengoperasiannya yang sangat mudah, bentuknya kecil dan membutuhkan daya yang sangat rendah. Disamping itu juga aplikasi teknologi ZigBee pada tesis ini digunakan untuk membangun sistem protokol komunikasi serta

Coordinator pada Master Station (MS) dan 2 buah End Device pada masing-masing titik unit (RTU). Jarak antara Coordinator dan End device bisa mencapai lebih kurang 70 meter untuk didalam ruangan membuat sistem keamanan dan kehandalan data. Pada penerapanya perangkat keras zigbee dibagi menjadi beberapa bagian yaitu: 1 buah / gedung (Indoor) bertingkat dan bisa mencapai lebih kurang 100 meter untuk diluar ruangan/gedung (Outdoor). Sinyal RSSI pada zigbee dimanfaatkan untuk melihat besar kekuatan penerimaan sinyal pada Coordinator sebagai pengumpul data. Nilai RSSI (-dBm) menjadi semakin kecil pada variasi jarak maksimal, ini berarti kekuatan sinyal yang terjadi pada titik lompatan data semakin rendah. Komunikasi data berbasis Zigbee untuk detektor kebakaran sudah dapat dibangun dengan baik

pada model join a network yaitu antara Coordinator – End Device pada jarak terjauh

dalam ruangan (Indoor) 72,8 meter dengan kekuatan sinyal -73,67dBm.

v

Abstract

Fire is one disaster that often leads to the large amount of material losses and casualties This is partly due to the lack of support tools provided by the flats . There are two kinds of systems of fire protection of buildings against disasters namely active and passive protection systems. One example of passive protection system is a system of early detection of the symptoms of fire. The existence of this detection system is very important because it can avoid fires broader process of building better homes and property.The fire detector system design using technology Wireless Sensor Network (WSN). Technology Wireless Sensor Network (WSN) that is used by utilizing the Zigbee wireless network set forth in the IEEE 802.15.4 standard as its data communications, One of the advantages of the ZigBee network is also in addition to the license -free operation is very easy, it is small and requires very low power. Besides, also the application of ZigBee technology in this thesis is used to establish communication protocols and systems make the security system and the reliability of data.On the applicability of ZigBee hardware is divided into several parts: 1 piece Coordinator at Master Station ( MS ) and 2 End Device at each point unit ( RTU ) . Distance between Coordinator and End device can achieve approximately 70 meters for indoor / building (Indoor) rise and could reach approximately 100 meters to outside the room / building (Outdoor). ZigBee RSSI signal to be used to look at the big reception strength Coordinator as data collectors. RSSI value (-dBm) becomes smaller at a maximum distance variation, this means that the signal strength jumps occur at the point of data. Zigbee -based data communications for fire detectors can already be built with either join a network model that is between Coordinator - End Device at the furthest distance in the room (

Indoor ) 72.8 meters with -73.67 dBm signal strength. .

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Nama ZigBee sebenarnya merupakan kependekan dari dua kata yaitu

zigzag dan bee, yang berarti lebah yang terbang dengan perubahan arah. Namun

secara teknik sendiri, ZigBee merupakan sebuah spesifikasi untuk protokol

komunikasi tingkat tinggi yang mengacu pada standar IEEE 802.15.4 yang

berhubungan dengan Wireless Personal Area Networks (WPANs). ZigBee

diimplementasikan pada perangkat pribadi maupun perangkat bisnis, yang

merupakan standar dari IEEE 802.15.4. Perangkat ZigBee sering digunakan untuk

menghubungkan ke perangkat lain dengan sebuah sistem wireless atau yang biasa

disebut teknologi Machine to Machine (M2M) (Ardiansyah, 2013). Sehingga

dalam implementasinya, teknologi ZigBee ini mampu mengatur jaringannya

sendiri, maupun mengatur pertukaran data pada jaringan (Ahamed, 2005). ZigBee

juga banyak diaplikasikan dengan sistem tertanam (embedded application) seperti

pada pengendalian alat-alat industri secara wireless, data logging, sensor wireless

dan lain-lain(Ardiansyah, 2013).

Zigbee adalah standar protocol komunikasi berdaya rendah untuk

teknologi JSN. Zigbee diatur dalam standar 802.15.4, digunakan untuk

komunikasi data pada sistem kontrol dan monitoring secara nirkabel. Fungsi

utama JSN adalah untuk menghubungkan antara sensor supaya membentuk suatu

2 membutuhkan bandwidth yang sempit, sehingga penggunaan protocol zigbee pada

teknologi ini cenderung lebih hemat daya jika dibandingkan dengan teknologi

nirkabel lain (Mustofa, 2011). Salah satu aplikasi zigbee yang akan menjadi topik

penelitian tesis ini adalah bagaimana zigbee diaplikasikan sebagai proses

pendeteksi dini pencegahan kebakaran pada rumah susun dengan cara

mentrasmisikan data sensor kebakaran secara wireless. Dalam pendeteksian

kebakaran ini zigbee merupakan bagian yang sangat penting untuk proses

transmisi data dari coordinator (Master Station) ke end device (Sensor).

1.2 Perumusan Masalah

ZigBee adalah standar dari IEEE 802.15.4 untuk komunikasi data

pada alat konsumen pribadi maupun untuk skala bisnis. ZigBee didesain dengan

konsumsi daya yang rendah dan bekerja untuk jaringan personal tingkat

rendah. Perangkat ZigBee biasa digunakan untuk mengendalikan sebuah alat

lain maupun sebagai sebuah sensor yang wireless. ZigBee memliki fitur

dimana mampu mengatur jaringan sendiri, maupun mengatur pertukaran data pada

jaringan (Ahamed,2005). Kelebihan dari ZigBee lainnya adalah membutuhkan

daya rendah, sehingga bisa digunakan sebagai alat pengatur secara wireless

yang penginstalan hanya perlu dilakukan sekali, karena hanya dengan satu

baterai dapat membuat ZigBee bertahan hingga setahun. ZigBee memiliki

spesifikasi untuk protocol komunikasi tingkat tinggi yang mengacu pada

3 networks (WPANs). Teknologi dari ZigBee sendiri dimaksudkan untuk

penggunaan pengiriman data secara wireless

yang membutuhkan transmisi data rendah dan juga konsumsi daya rendah,

dan juga tidak lebih mahal dibandingkan dengan WPANs lain seperti

Bluetooth.

Dalam tesis ini akan dilakukan penerapan teknologi zigbee pada

pendeteksi dini kebakaran pada bangunan rumah susun. Kita ketahui bersama

bahwa pembangunan rumah susun sangat perlu memperhatikan dan

mempertimbangkan dampak keselamatan penghuni dari akibat kebakaran yang

sering terjadi pada rumah susun itu sendiri. Sistem pendeteksian dini terhadap

terjadinya kebakaran dimaksudkan untuk mengetahui serta dapat memberikan

refleksi cepat kepada penghuni untuk segera memadamkan api pada tahap awal.

Salah satu yang digunakan untuk pendeteksian dini terhadap terjadinya kebakaran

pada rumah susun adalah penggunaan detektor panas, asap, nyala api dan atau gas

(Suprapto, 1992).

1.3 Keaslian Penelitian

Terdapat beberapa penelitian mengenai komunikasi data nirkabel

menggunakan perangkat ZigBee dengan berbagai aplikasi penerapan. (Zgaren

Mohamed dan Habib Hamam 2009) melakukan penelitian tentang komunikasi

data pelanggaran pengguna parkir pada area parkir dengan stasiun kendali

parkir dalam parkir meter. Pada penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa

4 dibandingkan membangun infrastruktur seperti jaringan Wi - Fi atau penggunaan

Bluetooth.

Pada penelitian lain, (The Wireless Communication in the Walking

Robot Application Sylwester Cyrwus) membahas tentang komunikasi nirkabel

pada aplikasi robot berkaki enam dimana pengendalian yang dilakukan untuk

mengaudit data pergerakan servo sebagai aktuator robot dan mengirimkan

kembali data yang dikoreksi oleh PC sehingga pergerakan robot dapat dipantau

secara real - time dan komunikasi ini berlangsung dengan baik menggunakan

perangkat RFM12B sebagai transceiver.

Penelitian lainnya ialah tentang pengamanan komunikasi SCADA pada

komponen jaringan listrik cerdas. Penelitian ini dilakukan oleh Tai - Hoon Kim,

pada penelitian ini peneliti membuat sistem pemantauan pada jaringan listrik

cerdas dan menggunakan metode crossed ± crypto scheme sebagai metode

pengamanan komunikasi SCADA master dan SCADA Aset. Teknik enkripsi

simetrik dan asimetrik digunakan sebagai metode terbaik dalam

pengamanannya. Komunikasi yang dibangun menggunakan bus RS485 dengan

arsitektur standar IEC1107. Penelitian tentang pemanfaatan perangkat nirkabel

ZigBee untuk PLC dalam pengendalian perangkat jarak jauh yang dilakukan

oleh (Xiaolong Li et al, 2010) adalah menghubungkan perangkat PLC,

serangkaian sensor serta aktuator dengan jaringan kendali yang real time.

Jaringan kerja pada sistem yang dibuat mengacu pada model Fieldbus.

Model Fieldbus yang dibangung harus dapat mengirimkan pesan kontrol real ±

5 Fieldbus yang ada biasanya berbasis pada teknologi kabel seperti

PROFIELD, WorldFIP, atau CAN. Dengan adanya kemajuan teknologi

nirkabel, jaringan nirkabel dapat diintegrasikan ke dalam sistem fieldbus

yang ada. Penulis menerapkan teknologi ZigBee diterapkan dengan protokol

standar IEEE 802.15.4 dalam sistem PLC nirkabel.

1.4 Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah dan perumusan masalah maka batasan

masalah yang akan diambil dalam penelitian tesis ini adalah proses pertukaran

data pada jaringan zigbee antara data sensor yang terdapat pada end device

menuju coordinator (Master Station).

1.5 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian tesis ini adalah penerapan aplikasi zigbee untuk proses

pengiriman data dan pengendalian jarak jauh pada pendeteksian dini kebakaran

pada rumah susun.

1.6. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini antara lain:

1. Membantu pengawasan serta pengendalian jarak jauh pada detektor

kebakaran sehingga pekerjaan pengawasan tidak harus pada lokasi

6

2. Menerapkan aplikasi ilmu perkuliahan pada pemecahan masalah yang ada

disekitar lingkungan kita.

3. Memberikan efek posistif pada bidang ilmu pengetahuan dan teknologi