APLIKASI SISTEM MONITORING SUHU UDARA
DI AREA
METERING STATION
BERBASIS MIKROKONTROLER
DAN SMS GATEWAY
Lapu Tombilayuk1), Muhammad Ridwan Maulana2)
1,2)Jurusan Teknik Informatika, Sekolah Tinggi Teknologi (STITEK) Bontang
Email: 1)[email protected]
Abstrak - Aplikasi sistem monitoring suhu udara berbasis mikrokontroler dan SMS Gateway di area Metering station
dibangun untuk mendeteksi suhu dengan tingkat akurasi deteksi 70-90%. Aplikasi ini akan memonitor suhu dan mengirimkan informasi suhu ruangan melalui SMS secara otomatis. Aplikasi ini diharapkan dapat mengurangi resiko seperti kebakaran akibat dari perubahan suhu yang mendadak tinggi dan tidak diketahui oleh operator. Aplikasi ini menggunakan ArduinoMega 2560 sebagai unit pemrosesan utama dengan memori dan sensor LM35 input-output melalui sikuit Analog Digital Converter (ADC). Metodologi yang digunakan pada penelitian ini yaitu analisa sistem secara keseluruhan, analisa sistem saat ini termasuk kelemahan sistem dan perancangan sistem menggunakan Unified Modelling Language(UML). Berdasarkan perancangan sistem yang dibuat, dihasilkan sebuah sistem monitoring suhu udara berbasis mikrokontroler dan SMS Gateway. Aplikasi ini dipasang dan telah diuji coba dan dari hasil pengujian didapatkan bahwa sistem deteksi dini suhu udara otomatis dengan tingkat akurasi yang baik serta mampu memberikan informasi otomatis batas maksimum suhu yang ditentukan melalui sistem sms kepada operator.
Kata kunci: ArduinoMega 2560, Sensor LM35, Unified Modeling Language
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Metering station merupakan komponen yang sangat penting dalam sistem Jaringan gas alam di PT Bayu Bumi Gemilang, karena perannya dalam penyediaan gas rumah tangga dan pembangkit listrik tenaga gas. Alat ini merupakan stasiun atau tempat untuk mengatur tekanan (pressure) gas alam dengan maksimum tekanan 650 psi yang sangat dibutuhkan oleh perusahaan, sehingga kinerja dan keandalannya adalah suatu hal yang sangat penting.
Pentingnya peran metering station sehingga perlu dijaga agar tidak terjadi kerusakan. Ada beberapa faktor yang dapat menyebabkan kerusakan pada
metering station, salah satunya kerusakan yang ditimbulkan akibat kenaikan suhu panas yang tinggi. Besarnya biaya perbaikan dan kerugian jika hal itu terjadi, perlu adanya sistem deteksi suhu otomatis. Sistem deteksi harus dapat mencegah dan mengurangi resiko yang ditimbulkan oleh kenaikan suhu yang tinggi. Perubahan suhu panas yang tinggi ini dapat berupa kebakaran di area sekitar metering station baik disengaja maupun tidak disengaja.
Namun permasalahannya bagaimana membuat sistem deteksi suhu dengan lebih efisien dalam memberikan informasi kenaikan suhu tinggi yang dapat diketahui dengan waktu yang singkat. Pengukuran suhu secara konvensional dapat dilakukan dengan thermometer standar, akan tetapi hal ini sangat merepotkan terutama apabila suhu dimonitor secara berkelanjutan.
Diperlukan pengawasan serta monitoring kenaikan suhu udara di area sekitar metering station
yang dapat menimbulkan resiko terjadinya gangguan
sistem, dan kebakaran. Maka upaya yang dilakukan untuk mengantisipasi terhadap bahaya tersebut, yaitu menggunakan sistem deteksi suhu yang diinformasikan kepada operator metering station.
Berdasarkan latar belakang serta pertimbangan tersebut maka dirancang suatu aplikasi sistem yang dapat memonitor area metering station dari suhu panas yang tinggi. Dari hal tersebut penulis mengangkat judul Perancangan aplikasi sistem monitoring suhu udara di area metering station
berbasis mikrokontroler dan sms gateway.
1.2. Tujuan Penelitian
Penelitian membuat rancang bangun sistem monitoring suhu berbasis mikrokontroler di rancang dan di buat dengan tujuan:
1) Meningkatkan pendeteksian, pengawasan dan pemantauan suhu area Metering station.
2) Melakukan sistem monitor suhu area Metering station secara otomatis yang diinformasikan kepada operator jaringan gas via sms
1.2. Tinjauan Pustaka 1. 2. 1. Definisi Sistem
Contoh sistem yang didefinisikan dengan pendekatan ini misalnya sistem computer yang didefinisikan sebagai kumpulan dari perangkat keras dan perangkat lunak [13].
1.2.2 Monitoring
Monitoring adalah pengawasan yang berarti proses pengamatan, pemeriksaan, pengedalian dan
pengoreksian dari seluruh kegiatan organisasi.
Pengertian monitoring (pengawasan) menurut para ahli [14] mengartikan pengawasan adalah mendeterminasi apa yang telah dilaksanakan, maksudnya mengevaluasi prestasi kerja dan apabila perlu, menerapkan tindakan-tindakan korektif sehingga hasil pekerjaan sesuai dengan rencana yang telah ditetapkan.
1.2.3. Metering Sation
Metering station berfungsi sebagai alat custody transfer antara pemasok dan konsumen gas bumi. Komponen utamanya adalah unit meter untuk menghitung volume/flow gas dan regulator untuk mengatur atau menurunkan tekanan. Tipe dan jenis meter maupun regulator disesuaikan dengan jumlah gas yang disalurkan dan tekanan yang dibutuhkan.
1.2.4. Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingg disebut dengan single chip micocomputer. Mikrokontroler biasa dikelompokkan dalam satu keluarga, masingmasing mikrokontroler mempunyai spesifikasi tersendiri namun masih kompatible dalam pemrogramannya [15].
1.2.5. Arduino
Arduino adalah pengendali mikro singleboard
yang bersifat open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Secara software open source IDE (Integrated Development Environment) yang digunakan untuk mendevelop aplikasi mikrokontroller yang berbasis arduino platform. Secara Hardware single board
mikrokontroller yang bersifat open source hardware yang dikembangkan untuk arsitektur mikrokontroller AVR 8 bit dan ARM (Advanced RISC Machine) 32 bit.
1.2.6. Sensor LM35
Gambar 1. Struktur sensor LM35
Sensor suhu LM35 (
Temperature Sensor) adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
1.2.7. Sms Gateway
Menurut Ardana (2004:35) SMS Gateway merupakan suatu alat yang fungsinya sebagai sebuah penghubung atau jembatan antara aplikasi atau sistem dengan mobile phone. Pesan-pesan SMS dikirim dari sebuah telepon genggam ke pusat pesan yaitu Short Message Service Centre (SMSC), disini pesan disimpan dan dikirim selama beberapa kali. Setelah sebuah waktu yang telah ditentukan, biasanya satu atau dua hari, lalu pesan dihapus. Seorang pengguna bisa mendapatkan konfirmasi dari pusat pesan ini. Dengan Short Message Service (SMS), pengguna HP GSM (Global System for Mobile) dapat mengirim dan menerima berita/message singkat (biasanya sampai dengan 160 karakter). Text dapat berupa kata atau nomor atau kombinasi alphanumeric. SMS diciptakan sebagai bagian dari standart GSM Phase 1. Short message pertama yang dikirimkan adalah pada bulan Desember 1992 dari sebuah Personal Computer (PC) ke sebuah hp pada network Vodafone GSM di Inggris. Kalau short message ini dilakukan dengan huruf latin maka 160 karakter yang dapat dikirim, apabila non-latin seperti huruf Arab atau Cina jumlah karakter adalah 70. 2.8. Pemodelan Unified Nodelling Language (UML). UML adalah bahasa pemodelan untuk sistem atau perangkat lunak yang berparadigma berorientasi objek. Pemodelan sesungguhnya digunakan untuk menyederhanakan permasalahan-permasalahan yang kompleks sehingga lebih mudah dipelajari dan dipahami. Tujuan pemodelan adalah sebagai sarana analisis, pemahaman, visualisasi, dan komunikasi antar anggota tim pengembang perangkat lunak, serta sebagai sarana dokumentasi yang bermanfaat[8].
1. Diagram
Berbentuk diagram grafik yang menunjukan sebuah symbol elemen yang disusun untuk mengilustrasikan suatu bagian dari sistem. Sebuah diagram merupakan bagian dari suatu view tertentu dan ketika digambarkan biasanya dialokasikan untuk view tertentu. Adapun jenis diagram antara lain Use Case Diagram digunakan untuk mengambarkan interaksi antara pengguna sistem (actor) dengan kasus
(usecase) yang disesuaikan dengan langkah-langkah
Mikrokontroler dan SMS Gateway
diagram biasa terdiri dari use case, sistem dan aktor yang menjalankan sistem tersebut.
3. METODE PENELITIAN
3.1. Analisis sistem yang sedang berjalan 1. Gambaran Umum tempat penelitian
PT Bayu Bumi Gemilang berada di jalan S. Parman Rt. 28 Kelurahan Gunung Telihan merupakan perusahaan industri yang bergerak dibidang gas alam diantaranya Jaringan gas rumah tangga dan pembangkit listrik tenaga gas (PLTMG). Memiliki dua engine sebagai operasional gas alam tersebut sebelum di suplai kedua titik PLTMG dan Jargas yaitu MRS (Metering Regulator Station) dan MS (Metering station).
Metering station berlokasi di jalan S. Parman 100 km ke arah utara tugu selamat datang Bontang berfungsi sebagai alat custody transfer antara pemasok dan konsumen gas bumi. Komponen utamanya adalah unit meter untuk menghitung volume/flow gas dan
regulator untuk mengatur atau menurunkan tekanan.
2. Gambaran sistem yang sedang berjalan
Adapun berdasar atas pengamatan, sistem monitor metering station di PT. BBG yang penulis lakukan, berikut pemodelan UML sistem monitor yang sedang berjalan:
1) Diagram Use Case
Gambar 2 Use Case Diagram yang sedang berjalan
a. Proses monitor MS per delapan jam
1) Operator memonitor metering station per delapan jam atau setiap pergantian shift
kerja.
2) Melaporkan kondisi terkait metering station kepada Supervisor via WatsApp meliputi kondisi
Flowboss, Bypass, Flow Barton Chart, Temperatur, Pressure dan engine.
b. Proses Laporan Daily Report Volume MS dan
Jargas
1) Operator mendonwload Daily Report Volume MS per day tepatnya pukul dua belas malam mengunakan aplikasi Roclink yang terkoneksi melalui kabel
LAN.
2) Mengirim Laporan DRV MS dan DRV Jargas ke SKG Pertagas, BME (Bontang Migas Energy) dan Site Manager per hari.
c. Penggantian Barton Chart
Penggantian barton chart MS dilakukan per dua puluh empat jam oleh operator shift malam yang bertugas.
d. Input Gas Composition
Operator menginput komposisi gas per bulan setiap tanggal satu, melalui aplikasi Roclink yang sudah terinstall di laptop operasional.
e. Log Sheet MRS (Metering Regulator Station) Mengisi Log Sheet MRS per dua jam
sekali.
3.2. Analisis kelemahan sistem
Berdasarkan permasalahan pada sistem lama tersebut dapat di identifikasi beberapa factor. Untuk mengetahui kelemahan sistem lama, penulis menggunakan analisis SWOT (Strength, Weakness, Oppurtunities, Threats).
SWOT digunakan untuk menilai kekuatan-kekuatan dan kelemahan-kelemahan dari sumber-sumber daya yang dimiliki perusahaan dan kesempatan-kesempatan eksternal dan tantangan-tantangan yang dihadapi. [13]
1. Kekuatan (Strengths)
Kondisi yang merupakan kekuatan dari suatu sistem yang baik, karena hanya ada pengontrolan dengan jangka waktu cukup lama, yang seharusnya dilakukan secara aktual dan terus menerus.
2. Kelemahan (Weakness)
Monitoring metering station mencakup internal pipeline dalam artian hanya sebatas monitoring engine, sedangkan area sekitar engine tak terpantau dengan baik yang dapat berpengaruh pada seluruh peralatan di
metering station itu sendiri. 3. Kesempatan (Opportunity)
Kurangnya kesempatan operator dalam pengawasan metering station akibat jarak tempuh yang jauh antara control room (ruang kerja operator) dengan site area (MS).
4. Ancaman (Threat)
Beberapa resiko yang ditimbulkan apabila tidak adanya pengontrolan area sekitar metering station secara continue dan actual mencakup kenaikan suhu atau temperatur yang tak terkontrol.
3.3. Analisis kebutuhan sistem 1. Kebutuhan perangkat keras
Untuk membuat Rancang bangun sistem monitoring suhu menggunakan mikrokontroler dan sms gateway dibutuhkan perlengkapan perangkat keras sebagai berikut:
1) Kebutuhan Perangkat Elektronika Kebutuhan Alat dan bahan: a. Tools set : 1 set
c. Kabel jumper : 1 set d. Power supply : 1 buah
e. MAX3232 RS232 TTL : 1 buah f. Kabel RS232 : 1 buah
g. Arduino Mega 2560 : 1 set h. Sensor Suhu LM35 : 1 buah i. Modem Gsm Wavecom : 1 buah 2) Perangkat Laptop
Spesifikasi:
- Process : AMD E-300 APU with Radeon(tm) HD Graphics 1,30 GHz
- Installed memory (RAM) : 2.00 GB (1,60 GB useable)
- System type :32-bit Operating System
3.4. Perancangan sistem
1. Pemodelan rangkaian sistem monitoring suhu
Gambar 3 Skematik rangkain sistem
Gambar skema rangkaian di atas menggambarkan keseluruhan perancangan sistem secara visual. Dengan maksud sebagai rencana awal dalam pembuatan sistem yang akan dibangun. Beberapa komponen tergambar dengan jelas hubungan antara masing-masing item serta penggambaran pinpin yang digunakan sebagai keluaran dan masukkan serial. Penggunaan dua komunikasi serial terdapat pada sistem ini, yang pertama untuk interface dan yang kedua sebagai koneksi Max3232 ke Modem Fastrack untuk mengirim pesan sms.
Pada gambar di atas sensor LM35 memiliki tiga kaki yang terhubung dengan arduino mega 2560, Vout
di pin A0, VCC di pin Vin dan GND (grounding) to pin GND. Converter Max3232 memiliki 4 pin yang masing pada posisinya, TX di pin TX18, RX di pin RX19, GND di pin GND, VCC di pin 5V.
2. Pemodelan Unified Modeling Language (UML)
a. Diagram Use Case
Gambar 4 Diagram Use Case sistem yang dirancang
Operator sebaagai aktor utama dalam pengunaan sistem monitor suhu. Dengan tugasnya mengkonfigurasi semua aspek dari manajemen suhu, konfigurasi pin mikrokontroler, eksekusi program (compile dan upload), mengkoneksikan antar komponen serta menerima dan mengirim informasi terkait output rancangan sistem.
b. Diagram Sequence
Gambar 5 Sequenze Diagram sistem yang dirancang
Pada diagram sequence di atas terdapat satu aktor sebagai operator dan empat objek yaitu:
mikrokontroler, sms gateway, supervisior dan manager.
3. Pemodelan Fisik (Phisycal model)
Mikrokontroler dan SMS Gateway
Gambar 6 Flowchart sistem yang dirancang
Pada gambar flowchart di atas merepresentasikan sistem secara keseluruhan dimulai dari inisialisasi serial port dilanjutkan dengan proses perulangan perhitungan data
suhu dan melalui proses pengkondisian (if) jika data lebih besar dari 60 maka dilanjutkan untuk proses pengiriman data suhu dan jika tidak maka akan kembali ke proses perulangan.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
1) Percobaan aplikasi pada siang hari
Percobaan dilakukan pada dua kali waktu percobaan, yaitu pada pukul 12.00 dan 13.00. Percobaan pertama pada pukul 12.00, dimulai dari pemasangan perangkat antara mikrokontroler dengan aplikasi interface tanpa melibatkan modem. Percobaan terfokus pada berapa batas suhu maksimum matahari. Setelah aplikasi dijalankan maka muncul tmpilan seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 7 Perangkat sistem percobaan
Gambar 8 dibawah menunjukkan tampilan monitoring suhu udara pada pukul 12.00 dan 13.00 dengan durasi waktu percobaan 15 menit.
Gambar 8 Tampilan interface suhu tertinggi pukul 12.00
Hasil cara kerja sistem di bawah terik matahari pada pukul 12.00 dapat dilihat pada tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1 Hasil percobaan aplikasi sistem suhu pada pukul 12.00 dan
13.00
Dari percobaan di atas menunjukkan aplikasi sistem dapat mendeteksi suhu dan menampilkan data dalam bentuk digital maupun grafik pada aplikasi interface
sistem yang telah dibuat. Aplikasi mendeteksi suhu dengan perbedaan panas ketika pukul 13.00 suhu yang terdeteksi lebih panas dibandingkan pada pukul 12.00 dengan durasi yang sama dan dalam kondisi tidak berawan.
2. Percobaan pengiriman sms pada batas suhu yang ditentukan.
Gambar 9 Percobaan aplikasi menggunakan korek api
Gambar 10 Screen Capture sms data suhu di smartphone
Percobaan di atas menunjukkan bahwa aplikasi sistem dengan korek api sebagai alat untuk menaikkan suhu berjalan dengan baik dan pesan data suhu yang diterima sesuai dengan batas maksimum suhu yang ditentukan di pemrograman arduino IDE yaitu 32oC .
Suhu jika lebih besar sama dengan 32oC, akan terus
terkirim sampai suhu yang terdeteksi kurang dari 32oC.
4. KESIMPULAN
Dari hasil prototype aplikasi sistem monitoring suhu udara di area metering station, serta percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
1) Sistem deteksi dini suhu udara otomatis dengan tingkat akurasi yang baik dapat mengurangi resiko terjadinya gangguan sistem di sistem Metering station PT. Bayu Bumi Gemilang.
2) Sistem deteksi suhu yang telah dibuat mampu memberikan secara otomatis informasi batas maksimum suhu yang ditentukan melalui sistem sms kepada operator Metering station.
[1] Immersa. 2014. Jenis-Jenis Mikrokontroler. Bandung. http://www.immersa_lab.com. Tanggal akses 15 Oktober 2014.
[2] Immersa. 2014. Pengenalan Mikrokontroler. Bandung. http://www.immersa_lab.com. Tanggal akses 15 Oktober 2014.
[3] Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler Dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino. Penerbit Andi. Yogyakarta. [4] Kadir, A. 2013. Buku Pertama Belajar Pemrograman
Java Untuk Pemula. Penerbit Mediakom. Yogyakarta [5] Riadi, M. 2012. Teori Bahasa Pemrograman Java.
http://www.kajianpustaka.com. Tanggal akses 26 Januari 2015
[6] Saiba, A. 2008. Metering And Regulating Station (MRS). http://www.Asepsaiba.wordpress.com. Tanggal akses 22 Oktober 2014
[7] Setiawan, D.D. 2013. Pemrograman Sistem Penjualan Dan Stok Barang Di PT. Kirana Abadi Sentosa Berbasis SMS Gateway.
[8] Rosa, A. S., Salahuddin, M. 2011. Modul Pembelajaran Rekayasa Perangkat Lunak (Terstruktur dan Berorientasi Objek), Modula, Bandung.
[9] Sutarbi, T. 2014. Pengantar Teknologi Informasi.
Penerbit Andi. Yogyakarta
[10] Syahwil, M. ST., MT. Panduan Mudah Simulasi Dan Praktek Mikrokontroler Arduino. Penerbit Andi. Yogyakarta.
[11] Tantra, R. 2012. Manajemen Proyek Sistem Informasi.
Penerbit Andi Yogykarta
[12] Wahab, A. 2008. Suhu. Lamongan. http://www.aljabar. wordpress.com. Tanggal akses 22 Oktober 2014
[13] Jogiyanto. 2005. Analisa dan Desain Sistem Informasi: Pendekatan Terstruktur Teori dan Praktik Aplikasi Bisnis. Penerbit Andi. Yogyakarta
[14] Tery, G. R. 2006. Prinsip-Prinsip Management. Jakarta. Bumi Aksara.
[15] Budioko, T. 2005. Belajar Dengan Mudah dan Cepat Pemrograman Bahasa C dengan SDCC (Small Device
C Compiler) pada Mikrokontroler
