RANCANGAN PROTOTYPE SISTEM PERINGATAN DINI KEBAKARAN MENGGUNAKAN SENSOR ASAP,
PANAS DAN GAS BERBASIS SMS GATEWAY DAN ALARM SYSTEM
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh
Ardi Setiyansah 12.11.6564
kepada
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2016
1
RANCANGAN PROTOTYPE SISTEM PERINGATAN DINI KEBAKARAN MENGGUNAKAN SENSOR ASAP, PANAS DAN GAS BERBASIS SMS
GATEWAY DAN ALARM SYSTEM
Ardi Setiyansah1), Rizqi Sukma Kharisma2)
1,2)
Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta
Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283 Email : [email protected]1),[email protected]2)
Abstract - Catastrophic fires that are not quickly addressed certainly many causes harm, whether it be casualties and loss of property and objects, this happens because of several factors which are due to the delay information obtained by the fire department, or the owner of the house or building that is not in the location of fire , Fire early warning systems using sensors Smoke, Heat and Gas based SMS Gateway and alrm system, designed to provide information regarding fire detection as early as possible, so that fire disasters to be addressed as soon as possible and fire risk can be minimized
.
Keywords – Fire, ATEMega, Mikrokontroller, SMS Gateway.
1. Pendahuluan
Bencana kebakaran yang tidak cepat di tangani tentu banyak menyebabkan kerugian, baik itu berupa korban jiwa maupun kerugian harta dan benda, hal ini terjadi karena beberapa faktor diantaranya adalah akibat keterlambatan informasi yang diperoleh pihak pemadam kebakaran, maupun pemilik rumah atau gedung yang sedang tidak berada pada lokasi kebakaran.
Melihat kondisi ini, maka diperlukan adanya rancangan sebuah alat yang efisien dalam memberikan informasi untuk mendeteksi terjadinya bencana kebakaran guna mencegah semua kerugian yang diakibatkan oleh kebakaran.
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas, maka yang menjadi rumusan masalah adalah Bagaimana merancang sistem yang dapat mendeteksi dan memberikan informasi terjadinya kebakaran sejak dini berupa sms gateway dan alarm sistem menggunakan mikrokontroller?
Tujuan yang ingin dicapai adalah:
1) Membuat perancangan prototipe sistem peringatan dini kebakaran menggunakan sensor asap, gas dan panas yang memungkinkan pemilik rumah atau bangunan mendapatkan informasi adanya kebakaran melalui SMS.
Metodologi yang digunakan pada penelitian ini adalah menggunakan metode SDLC Model Waterfall :
1) Requirement
Dalam tahap ini jasa, kendala dan tujuan dihasilkan dari konsultasi pengguna sistem. Kemudian semuanya
itu di buat dalam bentuk yang dapat dimengerti oleh user dan staf pengembang. Dengan kata lain pada tahap ini dilkukan analisis kebutuhan, kemudian di verikasi oleh klien dan tim SQA.
2) Spesification
Dokumentasi spesifikasi, kemudian diperiksa oleh tim SQA selanjutnya jika disetujui oleh klien. Maka dokumen tersebut merupakan kontrak kerja antara klien dan pengembang software. Selanjutnya merencanakan jadwal pengembangan software.jika disetujui tim SQA tahap design baru dilakukan.
3) Design
Proses design sistem membagi kebutuhan-kebutuhan menjadi sistem perangkat lunak atau perangkat keras.
Proses tersebut menghasilkan sebuah arsitektur sistem keseluruhan.
4) Implementation
Selama tahap ini design perangkat lunak disadari sebagai sebuah program lengkap atau unit program.
Design yang telah disetujui, diubah dalam bentuk kode- kode program. Tahap ini, kode-kode program yang dihasilkan masih pada tahap modul-modul. Diakhir tahap ini, tiap modul ditesting tanpa diintegrasikan.
5) Integration
Unit program di integrasikan dan di uji menjadi sistem lengkap untuk meyakinkan bahwa persyaratan perangkat lunak telah dipenuhi. Setelah ujicoba, sistem disampaikan kekonsumen..
Penulis memiliki dua tinjauan pustaka laporan penelitian dalam penulisan skripsi ini :
a. Penelitian 1
Skripsi dengan judul “Perancangan Aplikasi Pengendali Lampu Ruangan Berbasis Sms Gateway dengan mikrokontroller” ditulis oleh Septyan Dwi Astiyana, STMIK AMIKOM Yogyakarta, 2011. [3]
Penulis menggunakan refrensi tersebut dikarenakan pada skripsi ini menggunakan Mikrokontroller sebagai pengontrol proses sensor pendeteksi pengendalian lampu, sedangkan pada penelitian ini penulis menggunakan mikrokontroller sebagai pengontrol proses pendeteksi sensor panas, asap dan gas, hal ini sama dengan perancangan yang penulis lakukan.
b. Penelitian 2
2 Jurnal dengan judul ”Implementasi Sistem Sensor Sederhana untuk Peringatan Banjir melalui SMS”, ditulis oleh Octarina Nur Samijayani , Fadjar Iftikar, M.
Hariomurti, Dwi Astharini, Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Al Azhar Indonesia, Jakarta, 2013. [4] Penulis mengambil referensi tersebut karena adanya kesamaan metode dan pola informasi yang diterapkan yaitu menggunakan metode notifikasi melalui sms. Jika pada jurnal ini SMS digunakan sebagai peringatan banjir, namun pada perancangan yang akan penulis lakukan SMS digunakan sebagai peringatan dini adanya indikasi kebakaran.
2. Pembahasan 2.1 Requirement
Sesuai dengan model Waterfall yang penulis gunakan dalam perancangan system pendeteksi kebakaran ini, maka pada tahap ini yaitu tahap Requirement (Kebutuhan).
2.1.1 Analisis Kebutuhan
Analisis kebutuhan suatu sistem dikelompokkan menjadi 2 bagian yaitu, analisis fungsional dan analisis nonfungsional. Adapun tujuan dari fase analisis kebutuhan ini adalah memahami dengan sebener- benarnya kebutuhan dari system baru dan mengembangkan sebuah system yang mewadahi kebutuhan tersebut
2.1.1.1 Analisis Kebutuhan Fungsional
Berdasarkan kebutuhan sistem secara fungsional, rancangan prototype peringatan dini kebakaran harus mampu memenuhi kebutuhan fungsional sebagai berikut:
1. Alat mampu mendeteksi suhu, gas dan asap yang melebihi batas normal, menggunakan sensor.
2. Sensor mampu mengirimkan data deteksinya ke ATEMega8.
3. ATEMega8 mampu mengolah data yang berasal dari sensor pendeteksi menjadi informasi berupa deteksi dini.
4. ATEMega8 mampu mengirimkan perintah ke Modem Wavecom berupa data informasi deteksi yang berasal dari sensor.
5. Modem Wavecom mampu mengirim informasi yang berasal dari ATEMega8 berupa SMS Gateway ke Ponsel User (pemilik rumah atu pihak terkait)
TEMega8 mampu memberikan perintah ke buzzer jika terdeksi ada nya indikasi kebakaran.
2.1.1.2 Analisis Kebutuhan Non-Fungsional 1. Sisi Performa, alat yang dirancang memiliki:
1. Design fisik perangkat Simple, tidak memerlukan tempat yang besar.
2. Tidak memerlukan arus tegangan listrik yang besar.
2. Sisi kemudahan penggunaan, alatyang dirancang memiliki:
1. Design perangkat tidak memerlukan button- nutton tertentu untuk pengendalian, sehingga tidak menyebabkan kesulitan yang berarti bagi user untuk penggunaan perangkat.
2. Pesan informasi yang disampaikan relatif singkat dan jelas, sehingga tidak menyebabkan kesulitan yang berarti bagi user untuk memahami informasi yang disampaikan.
3. Sisi Ekononomi, Alat yang dirancang memiliki:
Instalasi perangkat lunak dan perangkat keras tidak memerlukan biaya ekstra.
2.2 Spesification
Dalam tahap ini penulis menjelaskan spesifikasi dari perangkat keras yang akan di rancang, yaitu diagram blok alur yang meliputi blok inputan, blok proses dan blok keluaran.
Gambar 3.1 Diagram Blok Alur Rangkaian
Keseluruhan
Pada Gambar 3.1 Diagram blok alur rangkaian keseluruhan. dapat dilihat bahwa spesifikasi dari perangkat keras yang dirancang yaitu dibagi menjadi tiga bagian yaitu blok input yang terdiri dari Sensor suhu LM35, Sensor Asap TGS 2600 dan Sensor Gas QM-6.
Blok proses terdiri dari Mikrokontroller ATEMega8 dan blok output yang terdiri dari SMS Gateway dan Buzzer Alrm System.
2.2.1 Potensiometer Sensor
Sensor pada sistem pendeteksi kebakaran ini terdiri dari tiga sensor yaitu sensor Asap TGS 2600, Sensor panas LM35 dan Sensor Gas QM-6. Setiap sensor diatur dengan potensiometer yang berbeda. Berikut adalah potensiometer yang diatur:
Table 2.1 Potensiometer Sensor No Jenis Sensor Potensiometer
1 TGS 2600 900 Ppm
2 LM35 600C
3
3 QM-6 900 Ppm
Dari Tabel 2.1 diatas dapat dijelaskan bahwa setiap sensor diatur dengan potensiometer yang berbeda.
1. Sensor Asap TGS 2600 diatur dengan potensiometer 900 Ppm. Jadi sensor Asap TGS 2600 akan mendeteksi adanya kadar asap yang berbahaya jika kadar melebihi batas potensiometer yang telah diatur yaitu 900Ppm.
2. Sensor Panas LM35 diatur dengan potensiometer 600C. Jadi sensor panas LM35 akan mendeteksi adanya kadar panas yang berbahaya jika kadar melebihi batas potensiometer yang telah diatur yaitu 600C. 3. Sensor Gas QM-6 diatur dengan potensiometer
900 Ppm. Jadi sensor Gas QM-6 akan mendeteksi adanya kadar Gas yang berbahaya jika kadar melebihi batas potensiometer yang telah diatur yaitu 900Ppm.
3. Design (Perancangan)
Pada tahap ini penulis akan mejelaskan cara kerja SMS Gateway, design perangkat lunak berupa flowchart system yang akan dibangun dan design arsitektur rangkaian keseluruhan.
3.1 Cara Kerja SMS Gateway
Modem yang digunakan sistem yang berfungsi mengirimkan SMS yang berisikan peringatan jika terjadi deteksi kebakaran pada mikrokontroler ke User, adapun perintah yang dimengerti modem untuk mengirim SMS adalah perintah AT-Command. Berikut adalah beberapa perintah pada AT-Command:
1. AT+CPBF : cari no telp.
2. AT+CPBR : membaca buku telp.
3. AT+CPBW : menulis no telp di buku telp.
4. AT+CMGF : menyeting mode SMS text atau PDU
5. AT+CMGL : melihat semua daftar sms yg ada.
6. AT+CMGR : membaca sms.
7. AT+CMGS : mengirim sms.
8. AT+CMGD : menghapus sms.
Pengetahuan Dasar mengirim-menerima SMS melalui Mikrokontroler dengan tujuan Anda bisa berkomunikasi dgn Microcontroller melalui SMS. [20]
Alat dan bahan :
1. Modul microcontroller AVR 2. Modem GSM dengan serial Port 4. GSM SIM CARD (XL ,simpati ,tri, dll) 5. Software Codevision
6. Kabel serial RS232
Prinsip dan Cara kerja Mengirim SMS melalui Microcontroller :
Microcontroller mengirim data ( isi SMS dan No tujuan) ke modem GSM melalui RS232, kemudian modem
GSM mengirim data tersebut ke SMS center yang akan menyampaikan ke No Hp yg dituju.
Gambar 3.1 Cara Kerja SMS Gateway
3.2 Flowchart Sistem
Pada flowchart system akan diketahui prosedur keseluruhan rangkaian merupakan alir system kerja keseluruhan alat, yang biasanya berupa sebuah alir program mikrokontroller untuk melakukan tugasnya secara umum, prosedur keseluruhan kerja rangkaian merupakan sekelompok perintah yang seringkali dilakukan berulang-ulang.
Gambar 3.2 Flowchart Perancangan Program
Pada Gambar 3.2 Flowchart Perancangan Program di atas dapat dilihat bahwa program berjalan dimulai dengan melakukan persiapan mikrokontroller kemudian akan dilanjutkan dengan proses pengecekan sensor dimulai dari sensor suhu LM35, sensor Asap TGS 2600 dan sensor Gas QM-6.
Setelah itu jika terdapat sensor yang mendeteksi indikasi kebakaran akan mengirim ke mikrokontroller yang kemudian akan dikirimkan oleh mikrokontroller berupa output yaitu SMS Gateway dan Alrm system, Namun jika sensor tidak mendeteksi adanya indikasi
4 kebakara maka akan kembali ke proses persiapan mikrokontroller dan mengulang proses dari awal.
Pada tahap yang terakhir adalah pengecekan partikel indikasi kebakaran. Jika partikiel yang di deteksi sensor telah hilang makan alrm akan mati dan sebaliknya jika partikel masih terdeteksi sensor maka alrm akan tetap menyala.
3.2 Perancangan PCB
Pada umumnya, perancangan rangkaian secara keseluruhan dimulai dari menggambar skema rangkaian dengan menggunakan software yang dilengkapi dengan fitur pengubah dari skema rangkaian menjadi wearing PCB. Pada aplikasi ini dibuat per bagian secara terpisah.
Untuk rangkaian Mikrokontroller dan rangkaian optotriac menggunakan desain alur PCB dengan langkah-langkah sebagai berikut:
a. Mencetak layout PCB.
b. Mensablon rangkaian pada papan PCB
c. Melarutkan Desain PCB pada larutan larutan HCL, H2O2, dan air.
d. Setelah beberapa saat, kemudian PCB diangkat dan dilakukan pengeboran pada jalur-jalur yang telah dibuat.
e. Pemberian tiner pada gambar rangkaian yang telah dibor.
Akan tetapi, dengan menggunakan MIkrokontroller ATEMega8535 telah tersedia rancangannya, maka kita tinggal menghubun ATEMega8535 yang sudah ada dengan komponen yang dibutuhkan.
X1 11059200 C10 22pf C9 22pf
1VI VO3
GND2
U5 7805 1 2 PS TBLOCK-I2
D1 DIODE 1 2 3 4
10 9 8 7
5 6
J1
CONN-DIL10
11T1IN R1OUT 12 10T2IN R2OUT 9
T1OUT14 R1IN13 T2OUT7 R2IN8
C2+
4 C2- 5 C1+
1 C1- 3
VS+2 VS-6 U1
MAX232 C1 1u C2 1u
C3
1u C4
1u 1 6 2 7 3 8 4 9 5 PB0/ICP1
14 PB1/OC1A 15
PB2/SS/OC1B 16
PB3/MOSI/OC2 17
PB4/MISO 18
PB5/SCK 19
PB6/TOSC1/XTAL1 9
PB7/TOSC2/XTAL2
10 PC6/RESET1
PD0/RXD2 PD1/TXD3 PD2/INT04 PD3/INT15 PD4/T0/XCK6 PD5/T111 PD6/AIN012 PD7/AIN113 PC0/ADC023 PC1/ADC124 PC2/ADC225 PC3/ADC326 PC4/ADC4/SDA27 PC5/ADC5/SCL28
21AREF 20AVCC U2
ATMEGA8
27.0
3 1
2VOUT U3 LM35
C6 10u
1VI VO3
GND2
U4 7805
MQ6
123 SERIAL CONN-SIL3
1 2 3 4 MQ-6
CONN-SIL4
1 2 3
TGS2600 CONN-SIL3 TGS
MQ6 TGS
Q1
BD139 BUZ1
BUZZER
R1
330 B
B
R2 220
D2 LED
50%12
RV1 3 1k
R3 4K7
C7 10u
C8 10u C5 10u
C11 10u
C12 10u
pada MaxTi Out --> Pin 3 Rs232 Modem pemasangan memang dibalik
Gambar 3.3 Rangkaian Keseluruhan
Gambar 3.4 Layout PCB
Gambar 3.6 Layout Design Keseluruhan 3D
4. Kesimpulan
Perancangan sistem pendeteksi dini kebakaran ini telah berhasil dibangun dan mimiliki fitur-fitur sebagai berikut:
1. Sitem peringatan dini kebakaran ini memiliki dua output yaitu SMS Gateway dan Alrm System.
2. Perancangan prototipe sistem peringatan dini kebakaran di bangun dengan menggunakan Metode SDLC model Waterfall dengan menerapkan tahapan requirement, spesification, design dan implementation .
3. Pengiriman SMS Gateway dari Modem Wavecom M1306B ke handphone dibangun menggunakan perintah AT-command.
4. Pada sensor suhu LM35 tegangan pada potensiometer diatur 0,60 V atau 600 C. Pada pengujian didapat indikator mulai menyala ketika V out sensor bernilai 0,624 V atau 62,40 C , dan V out komperator bernilai 0,034 V.
5. Pada sesnsor Gas QM-6 potensiometer diatur 900Ppm, Sensor gas QM-6 akan mendeteksi adanya gas yang berbahaya jika kadar gas melebihi batas potensiometer yang diatur yaitu 900ppm.
6. Pada sesnsor Asap TGS potensiometer diatur 900Ppm, Sensor Asap TGS 2600 akan mendeteksi adanya gas yang berbahaya jika kadar gas melebihi batas potensiometer yang diatur yaitu 900ppm.
4.1 Saran
Beberapa saran yang dapat penulis berikan kepada pembaca yang ingin menggunakan, membuat ataupun mengembangkan perancangan prototipe sistem peringatan dini kebakaran menggunakan sensor asap TGS 2600, sensor panas LM35 dan sensor gas QM-6 adalah sebagai berikut :
1. Sebaiknya alat pendeteksi kebakaran ini dapat dikembangkan berbasis dekstop atau android, sehingga pihak terkait (pemadam kebakaran) dapat memantau secara intensif.
2. perancangan prototipe sistem peringatan dini kebakaran dapat di kembangkan dengan menggunakan teknologi GPS, sehingga ketika di suatu daerah terdapat indikasi kebakaran pihak terkait (pemadam kebakaran) dapat
5 dengan cepat melakukan tindakan tanpa mencari alamat tempat kejadian kebakaran.
Daftar Pustaka
[1] S. d. astiyana, "Perancangan pengendali lampu ruangan berbasis sms gateway dengan mikrokontroller," YOGYAKARTA, 2011.
[2] F. I. M. H. D. A. Octarina Nur Samijayani,
"Implementasi sistem sensor sederhana untuk peringatan banjir melalui sms," AL-AZHAR INDONESIA SERI SAINS DAN TEKNOLOGI, vol.
2, no. 1, pp. 1-27, maret 2013.
[3] ATMEL, Features atmel ATmega8, A. Corporation, Ed., orchard Parkway San Jose: ATMEL Corporation, 2003.
[4] FIGARO, TGS 2600 - for the detection of Air Contaminants, F. USA.inc, Ed., Arlington Heights:
FIGARO USA.inc, 2009.
[5] A. kristanto, Rekayasa Perangkat Lunak (Konsep dasar), A. Kristanto, Ed., Yogyakarta: Gava Media.
[6] R. Khurana, software enginerring principles and practices, New Delhi: Vikas Publishing House PVT LTD, 2009.
[7] H. i. tech, "CodeVision AVR User Manual, Data type," 2007. [Online]. Available: https://www.uni- due.de/~hl271st/Lehre/SMR/cvavr_manual.pdf.
[Accessed November 2015].
[8] T. W. Solution, "AT Command Refrence Guide,"
Agustus 2006. [Online]. Available:
https://www.sparkfun.com/datasheets/Cellular%20 Modules/AT_Commands_Reference_Guide_r0.pdf.
[9] H. Sensors, Technical data MQ-6 Gas Sensor, zengzhou: Henan Hanwei Electronics Co.,Ltd.
[10] N. semiconductor, LM35 Precision Centigrade Temperature Sensors, N. s. corporation, Ed., Texas:
Nasional semiconductor corporation, 2000.
Biodata Penulis
Ardi Setiyansah, telah menyelesaikan jenjang menengah Kejuruan (SMk) Teknik Komputer Jaringan pada tahun 2012 yang akan memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, pada tahun 2016.
Biodata Pembimbing
Rizqi Sukma Kharisma,M.Kom, telah menyelesaikan jenjang Strata-1 di STMIK AMIKOM pada tahun 2009, dan jenjang Magister Teknik Informatika di STMIK AMIKOM pada tahun 2012. Dan sebagai dosen STMIK Amikom Yogyakarta mengajar Sistem Keamanan data dan hardware software pada periode 2015-2016.
