TUGAS AKHIR
MONITORING MODEL BOILER SECARA
REALTIME BERBASIS ANDROID
Diajukan untuk memenuhi syarat
memperoleh gelar sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Disusun oleh :
TEDDY HARIBERTUS A.
NIM : 125114036
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
i
FINAL PROJECT
MONITORING MODEL BOILER ON REALTIME
BASED ON ANDROID
In a partial fulfillment of the requirements
For the degree of sarjana Teknik
Electrical Engineering Study Program
Department of Electrical Engineering
Faculty of Science and Technology Sanata Dharma University
TEDDY HARIBERTUS A.
NIM : 125114036
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
v
MOTTO :
Jangan pernah ragu untuk mencoba sesuatu,
Kegagalan merupakan awal dari keberhasilan.
vi
Halaman persembahan
Kupersembahkan karya kecilku ini
Kepada cinta yang terdalam :
Yesus Kristus
Bapak dan Mamak
viii
INTISARI
Dalam era teknologi saat ini, banyak kemajuan yang dicapai oleh umat manusia salah satunya adalah dengan diciptakannya aplikasi monitoring berbasis android. Dalam dunia industry, aplikasi monitoring sangat berguna untuk mengetahui kerja suatu sistem misalnya dalam memonitoring sebuah boiler. Namun Jika sistem monitoring ingin digunakan sebagai media belajar atau untuk pelatihan maka harus menggunakan sebuah boiler secara langsung, belum lagi jika boiler yang dibutuhkan dalam jumlah banyak. Maka masalah yang timbul adalah membutuhkan biaya yang besar. Berdasarkan hal tersebut maka dibuatlah sebuah simulator boiler dan sistem monitoringnya. Sistem monitoring dirancang untuk menunjukkan kondisi boiler yang sedang bekerja atau sedang dalam kondisi off.
Prinsip kerja sistem monitoring boiler adalah untuk menampilkan atau memperlihatkan hasil penggukuran sensor-sensor yang berada pada boiler dan mengatur sistem keamanan boiler. Data yang terukur dari sensor tersebut akan dikirim ke web service untuk di download dan di tampilkan oleh aplikasi monitoring. Data boiler yang akan dikirim berupa tempratur, tekanan, level air, level oil ( bahan bakar ) dan kondisi blower. Feedback sistem monitoring berupa emergency on dan emergency off.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa sistem monitoring boiler bekerja dengan baik. Untuk komunikasi data pada simulator bekerja dengan baik, tetapi data yang diupload pada webservice membutuhkan waktu yang cukup lama, sekitar 3 detik dan data pada blower yang membutuhkan waktu lebih lama yaitu 8 detik. Dimana data yang di atur dan dikirim hasilnya akan sama pada bagian penerima yaitu sistem monitoring atau sebuah aplikasi android yang sudah diinstal pada sebuah smartphone.
Kata Kunci : model simulator, sistem monitoring, monitoring, Apk monitoring, ADC (analog to digital converter).
ix
ABTRACT
In the current era of technology, a lot of progress made by mankind one of which is the creation of android-based application monitoring. In the world of industry, application monitoring is very useful to know the workings of a system, for example in monitoring a boiler. But if the monitoring system you want to use as a medium of learning or training will have to use a boiler directly, not to mention if the boiler is needed in large quantities. So the problem that arises is costly. Based on this it was made a simulator boiler and system monitoring. The monitoring system is designed to show the condition of the boiler at work or are in the off condition.
The working principle is the boiler monitoring system for display or show the measurement results of the sensors are located on the boiler and set the security system of the boiler. Measured data from the sensors is sent to the web service to be downloaded and displayed by monitoring applications. Data boiler to be sent in the form of tempratur, pressure, water level, the level of oil (fuel) and the condition of the blower. Feedback on the monitoring system in the form of emergency and emergency off.
The results of this study indicate that the boiler monitoring system worked well. For data communication on the simulator works well, but the data is uploaded to the webservice takes quite a long time, about 3 seconds, and data on the blower that takes a longer time is 8 seconds. Where data is set and sent the result will be the same on the part of the recipient that a monitoring system or an android application which is installed on a smartphone.
Keywords: model of simulator, monitoring systems, monitoring, monitoring apk, ADC (analog to digital converter).
x
KATA PENGANTAR
Syukur dan terimakasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala kurniaNya sehingga tugas akhir dengan judul “MONITORING MODEL BOILER SECARA REALTIME BERBASIS ANDROID” dapat diselesaikan dengan baik.
Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro untuk memperoleh gelar sarjana Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan, gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karna itu, peneliti ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan berkat dan anugrahnya berupa kesehatan jasmani maupun rohani dari awal hingga akhir pengerjaan tugas akhir ini.
2. Bapak Petrus Setyo Prabowo S.T.,M.T. selaku ketua program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.
3. Bapak Ir. Tjendro M.Kom., selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah banyak membantu dan meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan. 4. Bapak Martanto S.T., M.T. dan bapak Petrus Setyo Prabowo S.T.,M.T. selaku
dosen pengguji yang telah memberi banyak masukan dan kritik dalam penulisan tugas akhir ini.
5. Bapa dan ibu dosen yang telah mengajarkan banyak ilmu yang sanggat bermanfaat selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma. 6. Segenap laboran dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi di Universitas
Sanata Dharma yang telah memberikan dukungan secara tidak langsung dalam kelancaran penulisan mengerjakan tugas akhir ini.
7. Kedua orang tua dan keluarga penulis yang telah banyak memberikan doa dan dukungan motivasi selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma.
8. Teman-teman seperjuangan Teknik Elektro 2012 yang telah menemani disaat menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma.
9. Semua pihak yang tidak bias disebutkan satu per satu yang telah banyak memberikan bantuan dalam proses menyelesaikan tugas akhir ini.
xi
Peneliti sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun serta menyempurnakan tulisan. Semoga tugas akhir ini dapat dimanfaatkan dan dikembangkan lebih lanjut oleh peneliti lain sehingga tulisan lebih bermanfaat.
Yogyakarta, Peneliti,
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... LEMBAR PERSETUJUAN ... DAFTAR ISI ... BAB 1 ... PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 11.2. Tujuan dan Manfaat ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 2 1.4. Metode Penelitian ... 2 BAB II ... DASAR TEORI ... 4 2.1. Android ... 4 2.2.1. Arsitektur Android ... 4 2.1.2. Pemrograman Android... 6 2.2. Android Studio ... 7
2.3. Arduino Ethernet Shield ... 8
2.4. Arduino Uno ... 9
2.4.1. Memori ... 11
2.4.2. Input dan Output ... 11
2.4.3. Komunikasi Arduino Uno... 12
2.5. Internet ... 12
2.6. Modem Router ... 13
2.6.1. Cara Kerja Modem Router... 14
2.6.2. Jenis-jenis Router14... 14
BAB III ... RANCANGAN PENELITIAN ... 16
3.1. Diagram Blok ... 16
3.2. Perancangan Hardware ... 17
3.3. Perancangan Perangkat Lunak ... 18
3.3.1. Pemrograman Arduino dengan Android ... 20
3.3.2. Penyimpanan Database Sederhana pada Micro SD Card ... 22
xiii
3.3.4. Tampilan Pada Android ... 23
3.3.5. Perancangan Aplikasi Android ... 24
3.3.6. Perancangan Halam Login ... 26
BAB IV ... HASIL PERANCANGAN DAN PEMBAHASAN ... 28
4.1. Bentuk Fisik Sistem Monitoring Boiler ... 28
4.1.2. Cara Penggunaan Alat ... 29
4.2. Hasil Pengujian dan pembahasan ... 30
4.2.1.Penggujian Halaman Login ... 30
4.2.2.Penggujian Upload dan Download data dari webservice ... 32
4.2.3. Pengujian Data Tempratur ... 33
4.2.4. Pengujian Data Tekanan ... 34
4.2.5. Pengujian Data Level Air ... 35
4.2.6. Pengujian Data Level Oil... 35
4.2.7. Pengujian Kondisi Blower ... 36
4.3. Pembahasan Software ... 37
BAB V ... KESIMPULAN DAN SARAN ... 42
5.1. KESIMPULAN ... 42
5.2. SARAN ... 42
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Diagram blok perancangan ... 3
Gambar 2.1. Arsitektur android ... 6
Gambar 2.2. Tampilan emulator pada android studio ... 8
Gambar 2.3. Ethernet Shield ... 9
Gambar 2.4. Board arduino uno ... 9
Gambar 2.5. Modem Router ... 13
Gambar 2.6. Cara kerja router ... 14
Gambar 3.1. Diagram blok besar sistem ... 16
Gambar 3.2. Perancangan hardware ... 17
Gambar 3.3. Flowchart perancangan perangkat keras ... 18
Gambar 3.4. Flowchart pengiriman data dari Ethernet shield ... 19
Gambar 3.5. Flowchart komunikasi arduino ke android ... 20
Gambar 3.6. Perancangan Flowchart program apk ... 21
Gambar 3.7. Flowchart arduino ke micro SD Card ... 22
Gambar 3.8. Flowchart seting komunikasi arduino dengan modem router ... 23
Gambar 3.9. Interface monitoring Boiler ... 23
Gambar 3.10. Fitur aplikasi MiBoiler ... 24
Gambar 3.11. Flowchart proses kerja aplikasi ... 25
Gambar 3.12. Flowchart emergency stop blower ... 26
Gambar 3.13. Interface halaman login ... 27
Gambar 3.14. Flowchart halaman login ... 27
Gambar 4.1. Blok diagram ... 28
Gambar 4.2. Bentuk fisik ... 29
Gambar 4.3. Bentuk fisik system ... 29
Gambar 4.4. Halaman login ... 31
Gambar 4.5. Login berhasil ... 31
Gambar 4.6. Login gagal ... 31
Gambar 4.7. Interface Monitoring ... 32
xv
DAFTAR TABEL
Table 3.1. Perancangan Pin arduino ke komunikasi ISP ... 17
Table 3.2. komunikasi arduino dan Ethernet shield ... 18
Table 4.1. Hasil pengujian data tempratur ... 33
Table 4.2. Hasil pengujian data tekanan ... 33
Table 4.3. Hasil pengujian data level air ... 35
Table 4.4. Hasil pengujian data level oil ... 36
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi berbasis android membawa dampak yang begitu besar dalam kehidupan manusia, antara lain dalam dunia industry. Salah satu hasil dalam perkembangan tersebut adalah perancangan sistem monitoring boiler berbasis android dan web server.
Mengacu pada boiler yang ada di PT BINTANG JAYA PROTEINA FEEDMILL, untuk mempermudah operator dalam mengontrol dan memonitoring boiler secara
realtime.Owner dapat mengetahui status Boiler dimana pun dia berada.Proyek akhir
merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program S1 Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.Pada proyek akhir ini saya mengajukan judul “Monitoring Model Boiler secara Realtime Berbasis Android”. Android merupakan sistem yang dimiliki oleh perusahaan google.Sistem operasi yang digunakan berbasis linux.Sejak peluncurannya tahun 2007, android sudah beberapa kali melakukan pembaharuan versinya.Pembaharuan versi android sudah mencapai 19 kali.Dengan adanya Aplikasi monitoring ini membuat owner lebih mudah untuk mengawasi dan memonitoring kerja boiler yang ada di perusahaannya.
Boiler adalah bejana bertekanan dengan bentuk dan ukuran yang didesain untuk menghasilkan uap panas atau steam. Steam dengan tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Boiler yang berada di PT BINTANG JAYA PROTEINA FEEDMILL merupakan boiler tipe Fire Tube atau berjenis pipa api. Yang memiliki karakteristik menghasilkan kapasitas atau steam yang rendah. Boiler pipa api biasanya memiliki kecepatan produksi uan air yang rendah namun memiliki cadangan uap air yang lebih besar. Pada Boiler pipa api tidak membutuhkan setting khusus, sehingga proses pemanasan mudah dan cepat. Berbagai bentuk boiler telah berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan evaluasi dari produk-produk boiler sebelumnya yang dipengaruhi oleh gas buang boiler yang mempengaruhi lingkungan dan produk steamseperti apa yang akan dihasilkan.Kontruksi Boiler mempengaruhi kapasitas dan tekanan yang dihasilkan Boiler tersebut.Boiler pipa api memiliki bentuk yang compact dan portable, tidak membutuhkan area yang besar untuk 1 hp boiler.
1.2. Tujuan Dan Manfaat
Adapun tujuan dan manfaat pembuatan tugan akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Dapat mengetahui prinsip dan cara kerja dari alat yang di buat sehingga dapat
di gunakan dalam aplikasinya.
2. Agar mengetahui dan memahami piranti-piranti yang digunakan dalam pembuatan alat ini.
3. Mengikuti perkembangan teknologi digital.
4. Mempermudah operator boiler saat memonitoring boiler.
5. Mempermudah owner untuk memonitoring produksi steam yang dibutuhkan perusahaan yang dimilikinya.
1.3. Batasan Masalah
Agar Tugas Akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah yang sesuai dengan judul dari tugas akhir ini. Adapun batasan masalah adalah :
1. Mengunakan Arduino Ethernet Shield sebagai web server dan pengolah data dari Boiler ke penampil Android (smartphone).
2. Wireless Router Getewey sebagai modem, agar sistem dapat Online.
3. Android studio sebagai program pembuat APK android, untuk memonitoring boiler.
4. Mengunakan smartphone Xiaomi Readmi Note 2 prime dengan OS Android Lollypop 5.1.
1.4. Metode Penelitian
Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :
1. Studi literatur
Mengumpulkan dan mempelajari referensi tentang Apk android, web server, dan software pembuat Apk Android.
2. Dokumenter
Mendapatkan sumber informasi berdasarkan data atau asip yang telah ada sehingga dapat membantu penulisan dalam mengerjakan tugas akhir ini.
3. Eksperimen
Langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir ini.
4. Perancangan subsistem hardware
Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telas ditentukan.
Gambar 1.1. Memperlihatkan blok model yang akan dirancang.
Gambar 1.1. Diagram blok Perancangan
5. Pembuatan Subsistem Hardwere
Berdasarkan Gambar 1.1. sistem akan bekerja jika Boiler mulai aktif, dengan mengirim data ke Ethernet shield kemudian data dikirim ke emulator android untuk ditampilkan.
6. Proses pengambilan data
Pengambilan data dilakukan dengan cara pencatatan data dari monitoring dan simulator. Dengan mendeteksi perubahan suhu, tekanan steam dan performance alat.
7. Analisis dan penyimpulan data hasil percobaan
Analisis dan penyimpulan data dilakukan dengan membandingkan data yang ada pada sistem monitoring dan data yang ada pada simulator.Membandingkan hasil dengan teori.Menyimpulkan berdasarkan analisis.
M.Kom Serial Sistem Monitoring Pemodelan Boiler
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Android
Android adalah sebuah sistem operasi berbasis linux yang diperuntukan bagi perangkatmobile seperti telepon pintar dan komputer tablet yang mencakup sistem operasi,
middleware danaplikasi.Androidjugamenyediakan platfrom terbuka (Open Source) bagi
para pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka sendiri.Pada awal pengembangannya, sistem operasi Android diperuntukkan untuk mempercangih kamera digital sebelum digunakan sebagai sistem operasi pada smartphone.
Sistem operasi android terus berkembang setelah diakuisisi oleh Google pada tahun 2005 dengan peluncuran android beta sebagai versi pertamanya dan Android 6.0
Marshmallow sebagai versi terbaru yang akan diluncurkan pada bulan oktober 2015.
2.1.1. Arsitektur Android
Menurut Google sebagai pencipta Android yang kemudian diasuh oleh Open Handset Alliance, Android diibaratkan sebagai sebuah tumpukan software.Setiap lapisan dari tumpukan ini menghimpun beberapa program yang mendukung fungsi-fungsi spesifik dari sistem operasi. Arsitektur Android terdiri dari lima bagian yaitu Application dan
Widgets, Application Framework, Libraries, Android Runtime, dan Linux Kernel.
1. Linux Kernel
Android dibangun diatas Linux Kernel 2.6. Linux merupakan sistem operasi terbuka yang handal dalam manajemen memori dan proses. Namun, secara keseluruhan Android bukanlah Linux, karena dalam Android tidak terdapat paket standar yang dimiliki oleh Linux lainnya. Android hanya menyediakan beberapa servis seperti keamanan, manajemen memori, manajemen proses, jaringan dan driver.Sedangkan Linux Kernel menyediakan driver layar, kamera,
keypad, WiFi, Flash Memory, audio dan Interprocess Communication(IPC)
untuk mengatur aplikasi dan lubang keamanan. 2. Libraries
Android menggunakan beberapa paket pustaka yang terdapat pada C/C++ dengan standar Berkeley Software Distribution (BSD).Beberapa pustaka diantaranya:
a. Media Library, untuk memutar dan merekam berbagai macam format audio dan video.
b. Surface Manager, untuk mengatur hak akses layer dari berbagai aplikasi. c. Graphic Library, untuk tampilan dua dimensi dan tiga dimensi.
d. SQLite, untuk mengatur relasi database yang digunakan pada aplikasi. e. SSl dan WebKit, untuk browser dan keamanan internet.
3. Android Runtime
Pada android terdapat paket pustaka inti yang menyediakan sebagian besar fungsi bagi Android sendiri.Android Runtime merupakan mesin virtual yang membuat aplikasi android menjadi lebih tangguh dengan paket pustaka yang sudah ada. Inilah yang membedakan Android dibandingkan dengan sistem operasi lain yang menggunakan Linux.
4. Application Framework
Application Framework menyediakan kelas-kelas yang dapat digunakan untuk
mengembangkan aplikasi android.Selain itu, Application Framework juga menyediakan abstraksi generik untuk mengakses perangkat, mengatur tampilan
user interface dan sumber daya aplikasi. Bagian terpenting dalam Application Framework adalah sebagai berikut:
a. Activity Manager, untuk mengontrol siklus hidup aplikasi dan menjaga keadaan Backstack untuk navigasi penggunaan.
b. Content Providers, untuk merangkum data yang dapat digunakan oleh aplikasi lainnya.
c. Resuource Manager, untuk mengatur sumber daya yang terdapat didalam maupun diluar kode program seperti karakter, grafik, dan file layout.
d. Location Manager, berfungsi untuk memberikan informasi mengenai lokasi perangkat Android berada.
e. Notification Manager, mencakup berbagai macam peringatan seperti pesan masuk yang akan ditampilkan pada status bar.
5. Application Layer
Puncak dari diagram arsitektur Android adalah aplikasi dan widget. Bagian ini yang paling tampak pada pengguna ketika menjalankan program.Lapisan ini berjalan dalam Android Runtime dengan menggunakan kelas dan service yang tersedia pada framework aplikasi.Lapisan aplikasi Android sangat berbeda
dibandingkan dengan sistem operasi lainnya. Pada android semua aplikasi, baik aplikasi inti (native) maupun aplikasi pihak ketiga berjalan diatas lapisan aplikasi dengan menggunakan pustaka Application Programming Interface (API) yang sama.
Gambar 2.1. Arsitekture Android.
2.1.2. Pemrograman Android
Untuk membuatsebuah aplikasi Android dibutuhkan beberapa komponen.Komponen-komponen tersebut adalah Java Development Kit (JDK) dan
software Android Studio.JDK dubutuhkan karena bahasa pemrograman yang digunakan
pada Android adalah Java.Java merupakan bahasa pemrograman berorientasi objek murni yang dibuat berdasarkankemampuan-kemampuan terbaik bahasa pemrograman objek sebelumnya (C++, Ada, Simula).
Java memiliki dua kelompok tipe data yaitu tipe data primitif dan tipe data refrensi. Perbedaan antara Tipe data Primitif dan Referensi adalah dari cara pendifinisiannya. Tipe data primitif langsung didefinisikan oleh java yang mempresentasikan nilai tunggal sedangkan tipe data referensi didefiniskan oleh user dan dapat menapung nilai nol atau lebih nilai primitif atau object.Java memiliki delapan tipe primitif yang dibagi menjadi:
1. Empat tipe untuk bilangan bulat, yaitu byte, short, int, dan long. 2. Dua tipe untuk angka pecahan, yaitu float dan double.
3. Satu tipe untuk karakter, yaitu char.
Tipe data referansi digunakan dalam Object Oriented Programming (OOP). Tipe data ini digunakan untuk mereferensikan objek atau class tertentu, seperti
String,class,interface,dan array. Pada Java 5.0, terdapat dua tipe referensi baru, yaitu enumerasi dan anotasi. Tipe dataarraymemiliki kemampuan menggunakan satu
variabel untuk dapat menyimpan sebuah data list dan kemudian memanipulasinya menjadi lebih efektif. Sebuah arrayakan menyimpan beberapa item data di dalam sebuah blok memori yang berdekatan, yang kemudian dibagi menjadi beberapa slot.Tipe Class dapat didefinisikan sebagai blueprint atau kerangka yang mendefinisikan variabel-variabel atau
method-method umum dari sebuah objek. Sedangkaninterface merupakan sekumpulan method yang hanya memuat deklarasi dan struktur method tanpa detail implementasinya.
Sedangkan detail dari method tersebut ada pada class yang mengimplementasikan
interfacetersebut. Interface digunakan ketika programmer ingin mengaplikasikan suatu method secara spesifik.
2.2. Android Studio
Android studio merupakan sebuah Integrated Development Environment (IDE) untuk platform Android yang bersifat free dibawah Apache License 2.0.Android Studiodidesain khusus untuk Android Development yang mendukung untuk Windows, Mac
OS X, dan Linux.Android Studiopertama adalah versi 0.1 kemudian dibuat versi beta 0.8
dengan berbagai keunggulan.Android Studiodilengkapi dengan intellegent code editor yang mampu mengolah dan menganalisis kode secara lengkap dan dilengkapi juga dengan
Code Templates dan Github integration yang memudahkan developer Android dalam
mengembangkan aplikasi mereka dari sampel-sampel kode yang disediakan ataupun mengimpornyadariGithub.Selain itu, Android Studio juga memiliki emulator yang mencakup semua devices, baik ukuran maupun bentuk.Keunggulan tersebut jelas memudahkan developer untuk melihat hasil project mereka dari berbagai devices yang ada.Gambar 2.2 menunjukkan tampilan emulator pada Android Studio.
Kelebihan lainya dari android Studio adalah Flexible Gradle-based build system, yang berfungsi untuk membuat banyak Apk untuk aplikasi Android dengan fitur yang berbeda menggunakan project code yang sama. Untuk menjalankan Android Studio, sebuah sistem operasi harus memenuhi beberapa ketentuan. Berikut adalah spesifikasi minimal sebuah sistem operasi agar dapat menjalankan android studio :
Windows
a. Microsoft Windows 8/7/Vista/2003 (32 atau 64 bit) b. RAM minimum 2 GB, Rekomendasi 4 GB RAM c. Disk kosong 500 MB
d. Sedikitnya 16 GB untuk Android SDK, Emulator system images, dancaches. e. Java Development Kit (JDK) 7 atau yang lebih tinggi
f. Resolusi minimum 1280 x 800
Gambar 2.2.Tampilan Emulator pada Android Studio.
2.3. Arduino Ethernet Shield
Arduino Ethernet Shield adalah modul yang berfungsi menghubungkan arduino board dengan jaringan internet, yang berbasis Wiznet W5100 ethernet chip. Didalam arduino Ethernet shield terdapat slot mikro SD sebagai tempat penyimpanan file, sedangkan untuk dapat di mengakses dengan library SD. Jenis arduino board yang dapat dipasangkan dengan Ethernet shield W5100 yaitu Arduino Uno dan Mega.
Spesifikasi Ethernet Controller :
1. Chip Wiznet W5100 dengan internal buffer 16kb. 2. Kecepatan koneksi 10 / 100Mb (fast-ethernet). 3. Board terhubung dengan arduino melalui port SPI. 4. Dapat mendukung hingga 4 koneksi simultan.
Gambar 2.3. Ethernet Shield.
2.4. Arduino Uno
Arduino uno adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14 pin I/O yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller, dapat dikoneksikan dengan computer mengunakan kabel USB.
Gambar 2.4. Board Arduino Uno.
Arduino adalah sebah board minimum sistem mikrokontroler yang bersifat open source.Didalam rangkaian board arduino terdapat mikrokontroler AVR seri ATmega 328 yang merupakan produk dari Atmel.
Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibandingkan board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrograman sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang merupakan USB sehingga memudahkan kita ketika kita memprogram mikrokontroler didalam arduino. Sedangkan pada kebanyakan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai port komunikasi serial.
Arduino menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin digital input/output. Untuk 6 pin analog sendiri bisa juga difungsikan sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program. Dalam board kita bisa lihat pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan board 0-5 kita ubah menjadi pin 14-19. dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi juga sebagi pin output digital 14-16.
Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran.
Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroler.
Berikut ini adalah konfigurasi dari arduino : a. Mikrokontroler ATmega328
b. Beroprasi pada tegangan 5V
c. Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12V d. Batas tegangan input 6 – 20V
e. Pin digital I/O 14 (6 mendukung output PWM) f. Pin analog input 6
g. Arus pin per I/O 40mA
i. Flash Memori 32 KB (ATmega328) yang mana 2 KB digunakan oleh bootloader j. SRAM 2KB (ATmega328) k. EEPROM 1 KB (ATmega328) l. Kecepatan clock 16 MHz
2.4.1. Memori
ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.
2.4.2. Input dan Output
Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Input/output dioperasikan pada 5 volt.Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) 20-50 Kohm. Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :
a. Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB FTDI ke TTL chip serial.
b. Interupt eksternal : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai.
c. PWM : 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi analogWrite().
d. SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang tidak termasuk pada bahasa arduino.
e. LED : 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.
2.4.3. Komunikasi Arduino Uno
Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX).Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer.Firmware '16U2 menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan Arduino. RX dan TX LED di papan akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan untuk komunikasi serial pada setiap pin digital Uno itu. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan Kawat untuk menyederhanakan penggunaan dari bus I2C, lihat dokumentasi untuk rincian. Untuk komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.
2.5. Internet
Internet merupakan jaringan global yang menghubungkan kumputer-kompoter diseluruh dunia.Internet memungkinkan komputer-komputer tersebut saling bertukar data dari jarak yang sangat jauh.Internet dan jaringan komputer adalah hasil evolusi dari ARPANET, sebuah proyek riset tingkat tinggi yang dimiliki oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (DARPA).DARPA mensponsori perkembangan jaringan yang mengunakan Internet Protokol (IP), Transmission Control Protocol (TCP) dan User
Datagram Protocol (UDP).
Saat pertama kali istilah internet digunakan, TCP/IP diadopsi sebagai protocol universal untuk jaringan ini. Kemudian, diperkenalkan sistem nama domain yang saat ini dikenal dengan Domain Name System (DNS) untuk menyeragamkan sistem pemberian nama alamat pada jaringan komputer. DNS merupakan sistem penamaan hirarkis yang nantinya didistribusikan untuk suatu komputer, jasa, atau sumber daya terhubung ke internet maupun jaringan pribadi.DNS biasanya digunakan sebuah layanan nama domain untuk menyelesaikan permintaan untuk nama-nama menjadi alamat IP untuk tujuan
menemukan layanan komputer serta perangkat di seluruh dunia.Domain disewakan secara bebas dan memiliki fungsinya masing-masing sesuai dengan keperluannya.
2.6. Modem Router
Router adalah sebuah alat yang mengirimkanpaket data melalui sebuah jaringan atau internet menuju tujuannya, melalui sebuah proses yang dikenal sebagai routing. Proses routing terjadi pada 3 lapisan (Lapisan jaringan seperti internet protocol) dari stack protocol 7 lapis OSI.
Router berfungsi sebagai penghubung antara dua atau lebih jaringan untuk meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya.Router berbeda dengan switch. Switch merupakan penghubung beberapa alat untuk membantu suatu Local Area Network (LAN).
Router banyak digunakan dalam jaringan berbasis teknologi protocol TCP/IP, dan router jenis itu disebut juga dengan Router IP. Selain IP router, ada lagi AppleTalk Router dan masih ada beberapa jenis router lainnya.Internet merupakan contoh utama dari jaringan yang memiliki router IP. Router juga dapat digunakan untuk menghubungkan LAN ke subuah layanan telekomunikasi seperti halnya telekomunikasi leased line atau digital subscriber line (DSL). Router yang digunakan untuk menghubungkan sebuah koneksi leased line seperti T1 atau T3, sering disebut sebagai access server. Router yang digunakan untuk menghubungkan jaringan local ke sebuah koneksi DSL disebut juga dengan DSL router.Router-router jenis tersebut umumnya memiliki fungsi firewall untuk melakukan penapisan peket berdasarkan alamat sumber dan alamat tujuan paket tersebut.Router yang memiliki fitur penapisan paket disebut juga dengan paket-filtering router. Router umumnya memblokir lalu lintas data yang dipancarkan secara broadcast sehingga dapat mencegah adanya broadcast storm yang mampu memperlambat kinerja jaringan.
2.6.1. Cara Kerja Router
Fungsi utama router adalah merutekan paket atau informasi. Sebuah router memiliki kemampuan routing, artinya router secara cerdas dapat mengetahui kemana rute perjalanan informasi (paket) akan dilewatkan, apakah ditujukan untuk host lain yang satu network ataukah berada di network yang berbeda.
Jika paket-paket ditujukan untuk host pada network lain maka router akan meneruskannya ke network tersebut. Sebaliknya, jika paket-paket ditujukan untuk host pada network yang sama, maka router akan menghalangi paket-paket keluar.
Ilustrasi cara kerja router dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.6. Cara Kerja Route
Pada gambar 2.6.terdapat 2 buah network yang terhubung dengan sebuah router.Network sebelah kiri yang terhubung dengan port 1 router mempunyai alamat network 192.168.1.0 dan network sebelah kanan ke port 2 dari router dengan alamat network 192.168.2.0.
2.6.2. Jenis-jenis Router
Jenis-jenis router atau macam-macam router : 1. Router Aplikasi
Pengertian router aplikasi adalah aplikasi yang dapat kita install pada sistem operasi, sehingga sistem operasi tersebut akan memiliki kemampuan seperti router, contoh aplikasi ini adalah Winroute, WinGate, SpyGate, dan
WinProxy.
2. Router Hardwere
Router Hardwere adalah sebuah hardwere yang memiliki kemampuan seperti router, maka dengan hardwere tersebut anda dapat membagi IP
Address, router hardwere dapat digunakan untuk membagi jaringan internet
pada suatu wilayah, misalnya router A adalah Access Point, wilayah yang mendapat IP Address dan koneksi internet disebut Hot Spot Area.
3. Router PC
Router PC adalah sebuah computer yang dimodifikasi sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai router.Untuk membuat sebuah router PC tidak harus mengunakan computer dengan spesifikasi tinggi. Komputer dengan prosesor Pentium 2, hard drive 10 GB dan Ram 64 serta telah tersedian LAN card, sudah bias digunakan sebagai router PC. Komputer yang dijadikan router harus diinstal dengan sistem operasi khusus untuk router.Sistem operasi yang popular untuk router PC saat ini adalah Mikrotik.
16
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1. Diagram Blok
Pemodelan Boiler Modul komunikasiArduino uno Ethernet
shieald
Smartphone Modem
Router
Gambar 3.1. Diagram blok besar sistem.
Diagram blok besar meliputi 2 komunikasi besar yaitu antara Boiler - Modul Komunikasi Serial - Arduino dan Arduino Ethernet – shield -Router – Android. Dua komunikasi besar ini yang akan dikerjakan. Blok yang diberi tanda kotak adalah focus pengerjaan sistem yaitu komunikasi arduino Ethernet shield, modem router dan Android.
Dari blok diagram 3.1 Arduino mendapat inputan melalui modul komunikasi serial yang terhubung dengan pemodelan Boiler. Data yang dikirim Boiler akan menjadi inputan atau set point bagi arduino untuk menjalankan setiap sistem. Setelah data diolah oleh Arduino, output Arduino akan dibagi menjadi 2 bagian, yaitu fokus utama adalah mengirim data dari Arduino menuju Android dan komunikasi Arduino dengan Micro SD sebagai tempat penyimpanan database sederhana.
Android berfungsi sebagai alat untuk memonitoring pemodelan Boiler. Pada layar smartphone akan terdapat sebuah Aplikasi yang diberi nama MiBoiler yang berisikan display dari pemodelan Boiler. Dari aplikasi tersebut dapat dilihat dilihat proses pemodelan Boiler bekerja.
3.2. Perancangan Hardware
Gambar 3.2. Perancangan Hardware
Table 3.1. Perancangan Pin Arduino ke Komunikasi ISP Input komunikasi ISP Pin Arduino
Mosi A3
Miso A2
SCLK A1
SS A0
Komunikasi serial menggunakan pin 0 (RX) dan pin 1 (TX), digunakan untuk menerima dan mengirim data secara serial. External intrerup pin 2 dan pin 3, dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interup pada nilai rendah, sisi naik atau turun atau pada saat terjadi perubahan nilai. Pin 10, 11, 12, dan 13, mendukung komunikasi SPI.
Ethernet shield menanmbah kemampuan arduino board agar terhubung ke jaringan computer. Ethernet library digunakan dalam menulis program agar arduino board agar dapat terhubng ke jaringan dengan menggunakan arduino Ethernet shield.
Arduino board berkomunikasi dengan W5100 dan SD card mengunakan bus SPI. Komunikasi ini diatur oleh library SPI.h dan Ethernet.h.bus SPI menggunakan pin digital 11, 12, dan 13 pada arduino uno. Pin digital 10 digunakan untuk memilih W5100 dan pin digital 4 digunakan untuk memilih SD card. Pin-pin yang sudah disebutkan sebelumnya tidak dapat digunakan untuk input/output umum ketika menggunakan Ethernet Shield.
Karena W5100 dan SD card berbagi bus SPI, hanya salah satu yang dapat aktif pada satu waktu. Jika kita menggunakan kedua perrangkat dalam program kita, hal ini akan diatasi oleh library yang sesuai. Jika kita tidak menggunakan salah satu perrangkat dalam program kita, kiranya kita perrlu secara eksplisit men-deselect-nya. Untuk melakukan hal ini pada SD card, set pin 4 sebagai output dan menuliskan logika tinggi padanya. Sedangkan untuk W5100 yang digunakan adalah pin 10.
Tabel 3.2. Komunikasi Arduino uno dan Ethernet shield Pin Arduino Uno Ethernet Shield
4 SD card
10 W5100
11 SPI
12 SPI
13 SPI
3.3. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak bertujuan untuk mempermudah dalam pembuatan perangkat lunak.Perancangan perangkat lunak terdiri dari 2 bagian besar, yaitu program pada Arduino dan Android.
Mulai
Arduino mendapat inputan dari Pemodelan Boiler
yang dikirim menggunakan modul
komunikasi serial Arduino Uno dan Ethernet
Shield Komunikasi Arduino dengan SD card sebagai tempat penyimpanan database sederhana Selesai Mulai Arduino mendapat input dari pemodelan Boiler Seting Komunikasi Arduino dengan Android Tampilan monitoring pemodelan Boiler pada Android Selesai Android
OPEN
LISTEN
ESTABHISED ?
RECEIVE DATA ? RECEIVING PROSES
Send DATA Sending Process
Received FIN ? Disconnecting Process
Disconnect ? Timeout ? CLOSED ? TIMEOUT ? CLOSE Y N N N N Y Y Y Y Y Y Y N N N
Gambar 3.4.Flowchart pengiriman data dari Ethernet shield
Dari gambar 3.3.dan gambar 3.4.Tentang flowchart perangkat lunak, terdapat 2 bagian besar, yaitu pemrograman pada Arduino dan pemrograman pada android. Pada program Arduino terdapat 2 sub pemrograman, yaitu program komunikasi Arduino dengan android sebagai media monitoring dan program arduino dengan SD Card sebagai database sederhana. Sedangkan pada bagian android terdapat 2 sub program, yaitu komunikasi Arduino dengan Android dan program tampilan monitoring pada Android.
3.3.1. Pemrograman Arduino dengan Android
Agar informasi yang berasal dari pemodelan Boiler dapat diperlihatkan pada layar Android, maka mikrokontroler Arduino harus mengetahui informasi apa saja yang diberikan oleh pemodelan Boiler. Flowchart ini akan digunakan sebagai panduan dan pola pikir dalam membuat program Arduino agar Arduino dapat mengkomunikasikan informasi yang didapat kedalam tampilan Android. Perlu dipahami bahwa dalam kondisi ini Arduino mendapatkan data inputan dari pemodelan Boiler yang dilakukan dengan modul
komunikasi serial.Berikut adalah flowchart yang menggambarkan komunikasi antara
pemodelan Boiler dengan Arduino.
Mulai In_ar dr pe_boiler Apakah arduino mendapat inputan ? Pros_ardu_run Selesai
Gambar 3.5.Flowchart komunikasi Arduino ke Android
Dari flowchart pada gambar 3.5.Arduino mendapat masukan dari modul komunikasi serial yang terhubung dengan Pemodelan Boiler. Pada saat pemodelan Boiler aktif dan mengirim data ke Arduino, maka akan berlanjut ke siklus selanjutnya yaitu pada gambar flowchart 3.6. Gambar 3.6 menjelaskan tentang flowchart perancangan pemrograman yang dilakukan di Arduino.
Mulai Input dari pemodelan Boiler Apakah I/O mendapatkan Input dari Boiler Indikator i/o menyala Apakah I/O mendapatkan inputan dari Boiler
Indikator Boiler ON
A
Apakah steam mendapat input dari
boiler
A
Apakah suhu mendapat Input
dari Boiler
Apakah level air mendapat input dari
boiler
Apakah Oil mendapat inputan dari Boiler
Steam boiler Suhu boiler Lever air
boiler Level oil
Proses perbandingan
Nilai steam dari boile
Nilai suhu dari boiler
Level air pada boiler
Level bahan bakar boiler
Menggirim data tekanan steam pada
boiler
Mengirim data nilai suhu pada boiler
Mengirim data level air
Mengirim data level oil pada boiler
Selesai
Tidak Tidak Tidak Tidak Tidak Tidak Ya Ya Ya Ya Ya Ya Ya Ya Tidak Tidak Apakah status blower saat ini ?
Status Blower Status Blower Mengirim data status blower Tidak Ya
Gambar 3.6.perancanganflowchart program Apk
Gambar 3.6 menjelaskan tentang flowchart perancangan pemrograman yang dilakukan di Arduino uno dan Ethernet shield. Pada saat arduino mendapatkan data masukan, maka proses akan berjalan. Saat arduino mendapat masukan data, Arduino terhubung dengan android dan aplikasi monitoring dibuka, maka arduino akan menggirimkan perintah ke android untuk mengaktifkan lampu indicator ON/OFF. Pada kondisi Boiler start, maka arduino akan menggirimkan perintah ke android untuk mengaktifkan lampu indikator aplikasi. Saat aplikasi mendapat inputan maka akan terjadi delay 5 detik untuk mengaktifkan interface aplikasi. Hal ini dilakukan untuk menyukupi kebutuhan input output yang ada di Arduino maka dilakukan delay. Setelah delay, maka arduino akan menggirim data untuk ditampilkan kepada android.
3.3.2. Penyimpanan Database Sederhana Pada Micro SD Card
Perancangan modul Micro SD Card dilakukan utuk mengetahui apakah database pemodelan Boiler dapat tersimpan pada Micro SD Card dengan format oleh .txt dan dibuka oleh komputer. Setiap inputan yang diperoleh oleh Arduino dan ditampilan pada Androidakan disimpan pada Micro SD Card yang berfungsi sebagai data report Boiler.
Mulai
Set point pada boiler, yang di kirim
ke arduino
Data arduino akan dikirim melalui mosi yang masuk ke pin 3
micro sd
Data disimpan pada Micro SD card
selesai
Gambar 3.7.Flowchart arduino ke Micro SD Card.
3.3.3. Setting Komunikasi Android dengan Arduino
Untuk dapat mengkomunikasikan Android dengan Arduino Ethernet Shield, maka yang harus terlebih dahulu dilakukan adalah mengkomunikasikan Ethernet Shield dengan modem router yang berperan sebagai pemancar (TX) dengan Android smartphone sebagai penerima (RX).Langkah tersebut dapat dilakukan dengan membuka membuka Aplikasi MiBoiler yang telah di buat.Data-data yang dikirim ke android dapat di akses secara online dengan membuka aplikasi MiBoiler.
Mulai IP yang telah di sediakan sebagai alamat data. Apakah Alamat IP benar ?
Data dikirim dan di tampilkan pada aplikasi android
selesai
Gambar 3.8.Flowchart setting komunikasi arduino dengan modem router.
Gambar 3.8.menjelaskan Langkah-langkah untuk mengkomunikasikan Android dengan arduino. Langkah pertama yang harus dilakukan adalan menentukan alamat Ip yang kita inginkan, sebagai sarana mengakses data yang akan dikirim ke aplikasi android, sistem akan online dan berbasis web server dimana Ethernet Shield sebagai web server.
3.3.4. Tampilan pada Android
Tampilan layar monitoring Boiler yang akan digunakan adalah aplikasi pada smartphone Android yang saat ini begitu berkembang. Berikut adalah desain tampilan monitoring Boiler pada Android. Pada kondisi mati, lampu indikator akan berwarna merah, tetapi pada kondisi aktif lampu indikator akan berwarna biru.
Gambar 3.9. Interface monitoring Boiler
Saat pemodelan Boiler aktif, Arduino mendapat inputan dari modul komunikasi serial dan koneksi antara Arduino dengan smartphone aktif, maka lampu indikator I/O
akan menyala. Pada kondisi atau set point data yang dikirim ke arduino akan di simpan di Micro SD, sebagai database dan di kirimkan ke android untuk ditampilkan. Data akan berubah mengikuti perubahan pada boiler, dan menampilkan perubahan data pada android.
3.3.5. Perancangan Aplikasi Android
Pada penelitian ini, dibuat sebuah aplikasi Android yang digunakan sebagai
userinterface.Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, aplikasi tersebut bernama MiBoiler.Aplikasi MiBoiler harus terhubung ke jaringan internet agar dapat mengakses
data-data yang disimpan pada database sederhana pada Micro SD. Dengan ini, user dapat memantau Boiler dimana pun dan kapan pun selama terhubung dengan internet.InterfaceMiBoiler terdiri dari halaman login dan menu-menu untuk memudahkan
user saat melakukan pemantauan.Halaman loginMiBoiler digunakan untuk membatasi
pengguna aplikasi sekaligus memanggil alamat web servertempat database
berada.Tampilan menu aplikasi MiBoiler berupa gambar icon berformat Portable Network
Graphics(PNG) yang kemudian dipangil dengan file.xml agar dapat ditampilkan pada smartphone Android.Menu-menu tersebut adalah menu utama (home), menu pemantau dan
menu kontrol. Gambar 3.10 menunjukkan fitur-fitur yang tersedia pada aplikasi MiBoiler dan Gambar 3.11 merupakan proses kerja aplikasi MiBoiler.
Mulai Proses Login Apakah anda user ? Masuk halaman monitoring Tidak
Baca perintah User
A A Monitoring Kontrol Proses Monitoring Kontrol dari Android Tidak Ya Ya Tidak Selesai
Mulai
Blower emergancy stop
Apakah anda ingin mematikan boiler/blower
?
Kirim data status boiler ke M.kom
serial.
Selesai
Gambar 3.12.Flowchartemergency stop blower
Gambar 3.12.merupakan rancangan control pada android, untuk melakukan proses
feedback monitoring control. Fungsi dari feedback ini adalah untuk mematikan Blower
yang ada pada pemodelan Boiler. Untuk mengantisipasi proses produksi steam yang berlebih, atau melewat batas yang telah ditentukan.
3.3.6. Perancangan Halaman Login
Halam login dirancang untuk menghubungkan aplikasi MiBoiler dengan Web server dan database. Aplikasi MiBoilerakan mengirimkan perintah akses kepada web server dengan cara memangil nama domain. Agar dapat mengakses database, user harus memiliki akun yang telah dikenali oleh web server. Selain itu username dan password juga digunakan untuk membatasi penggunaan aplikasi sehingga orang yang tidak memiliki hak akses, tidak dapat menggunakan aplikasi MiBoiler.Gambar 3.13.merupakan rancangan
Gambar 3.13. Interface halaman Login Mulai Masukkan Username/IP dan Password Apakah username dan Password benar ? Database Selesai Tidak Ya
28
BAB IV
HASIL PERANCANGAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil pengamatan dan system monitoring Boiler berbasis android. Hasil pengamatan berupa pengujian performance alat, pengujian system monitoring dalam menerima data yang dikirim dari simulator boiler dan membandingkan data yang ada di system monitoring dengan simulator Boiler.Dari perancangan pada Bab III, ada perubahan perancangan yang dilakukan peneliti untuk mempermudah pembuatan tugas akhir ini. Perubahan berupa pengantian beberapa hardware seperti wemos dan modem wifi.
Gambar 4.1. Blok diagram
Dari blok diagram diatas, arduino mengirim data adc ke wemos. Wemos akan terkoneksi ke wifi yang sudah disiapkan, data yang dikirim dari arduino ke wemos akan diupload ke bagian web service. Data yang berada di web service akan didownload oleh system monitoring atau app android. Dari app android mempunyai 2 feedback yaitu mode emergency on dan emergency off. Dari 2 feedback ini android dapat mengirim perintah ke bagian arduino untuk mengaktifkan mode tersebut. Android akan mengirim perintah ke bagian web service dan dari bagian web service akan mengirimkan perintah tersebut ke bagian wemos untuk diteruskan ke arduino atau ke pemodelan boiler.
4.1. Bentuk Fisik Sistem Monitoring Boiler
Bentuk fisik hardware sistem monitoring ditunjukkan pada gambar 4.1 sistem monitoring terdiri dari 4 bagian yaitu arduino uno, wemos, LCD dan android simulator atau smartphone berbasis android.
Aplikasi monitoring ini berfungsi sebagai alat untuk memonitoring Boiler dan mengontrol boiler dari jarak jauh yang berbasis android dan sistem terkoneksi dengan internet. Untuk mempermudah owner memonitoring Boiler yang ada di perusahaannya.
Gambar 4.2. Bentuk fisik
Gambar 4.3. Bentuk Fisik sistem
Dari gambar 4.3. bentuk fisik sistem yang berada didalam box terdiri dari arduino uno, modul wemos, dan Lcd. Arduino uno tersambung ke modul wemos dan modul wemos terkoneksi ke wife, untuk mengirim data ke bagian monitoring atau app android yang ada.
4.1.2. Cara Pengunaan Alat
Untuk mengunakan alat ini user dapat login mengunakan akun yang telah disediakan atau yang telah dibuat. User diminta untuk memasukkan username dan password, jika password dan username diterima maka akan melanjutkan kehalaman berikutnya. Dan apabila username dan password salah makan user di minta untuk mengulangi dan mengisi username dan password sampai benar atau dapat diterima oleh aplikasi. Apabila username dan password sudah benar makan akan melanjutkan kehalaman berikutnya yaitu halaman monitoring, dihalaman ini user dapat melihat data yang dikirim dari Boiler. Apabila tekanan steam melebihi batas yang ditentukan user dapat dengan mematikan boiler dengan menekan tombol emergency stop yang telah disediakan dan melihat status blower ON atau OFF. Apabila status Blower On berarti blower masih menyala apabila status Blower Off maka sebaliknya blower sudah mati. Untuk keluar dari aplikasi ini user hanya perlu menekan tombol Logout makan user akan kembali ke halaman awal atau halaman login.
4.2. Hasil Pengujian dan Pembahasan
Pengujian untuk mengukur tingkat keberhasilan dari sistem monitoring boiler dilakukan dengan mengamati ketepatan dari setiap data parameter yang diatur dengan potensiometer dan hasil data yang di tampilkan pada LCD, kemudian data yang ditampilkan pada LDC tersebut akan diupload ke webservice untuk di download oleh aplikasi monitoring dan ditampilkan.
4.2.1. Pengujian Halaman Login
Untuk menguji halaman login user diminta untuk memasukkan username dan
password. Apabila username dan password benar maka akan menampilkan pemberitahuan
seperti gambar 4.5. Apabila username dan password salah maka akan ada textbox pemberitahuan seperti gambar 4.6. dan user diminta untuk mengulangi login sampai
Gambar 4.4. Halaman Login
Gambar 4.5. Login berhasil
Apabila username dan password benar maka akan muncul textbox welcome sebelum melanjutkan ke halaman utama monitoring.
Apabila username dan password salah maka akan muncul textbox username and
password is wrong dan user diminta untuk memasukkan username dan password dengan
benar agar dapat masuk kehalaman utama atau halaman monitoring.
4.2.2. Pengujian Upload dan download data dari Web service
Data yang berada di web service akan di download oleh aplikasi monitoring untuk ditampilkan. Data akan berubah-ubah sesuai dangan data yang dikirim oleh Boiler.
Gambar 4.7. Interface Monitoring
Dari gambar 4.7. data yang diperoleh dari boiler mengalami gangguan atau error dan dipaksa untuk stop dengan menekan emergency stop. Karena data staem melebihi kapasitas yang di inginkan atau batas maksimal dari perusahaan. Jika tombol emergency di tekan maka sistem akan mengupload data ke web service untuk di teruskan ke Boiler yang berfungsi untuk mematikan boiler. Contoh yang di tunjukkan gambar 4.7. merupakan sistem upload dari sistem monitoring.
Gambar 4.8. Interface Monitoring
Dari gambar 4.8. data yang dikirim dari web service menunjuk kan data kondisi normal boiler karena nilai steam kurang dari 10 dan status Blower On.
4.2.3. Pengujian Data Temperatur
Pengujian untuk data tempratur dilakukan dengan mengatur potensio untuk mengamati perubahan nilai tempratur dan data yang akan ditampilkan pada LCD. Sehingga pengambilan data dilakukan sebanyak 15 kali percobaan dengan menghitung waktu yang diperlukan tiap pengiriman data ke web service dan Android.
Setiap parameter memiliki range (rentang nilai), untuk parameter tempratur memiliki range 0 sampai 275. Hasil penggujian data tempratur pada sistem ditunjukkan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Hasil pengujian data tempratur Data Waktu (Second)
0 2 20 2 40 2 60 2 80 3 100 3 120 3 140 3 160 3 180 3 200 3 220 3 240 3 260 3 275 3
Berdasarkan tabel 4.1. pengujian data tempratur menunjukkan waktu yang dibutuhkan untuk mengirim data kesistem monitoring. Waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan data, rata-rata 2.7 detik, dan ada sedikit perubahan waktu atau kenaikan
waktu dengan range 1 detik. Hal tersebut terjadi karena jaringan yang digunakan tidak stabil.
4.2.4. Pengujian Data Tekanan
Pengujian untuk data tekanan dilakukan dengan mengatur potensiometer untuk mengamati nilai inputan data yang akan ditampilkan pada LCD dan data yang akan ditampilkan pada aplikasi monitoring. Pengambilan data dilakukan sebanyak 15 kali percobaan. Hasil pengujian data tekanan di tunjukan pada tabel 4.2.
Berdasarkan tabel 4.2. pengujian data tekanan menunjukkan data yang sama dengan data yang dikirim ke sistem monitoring dan dari data yang dikirim membutuhkan waktu yang tidak terlalu lama yaitu rata-rata 3 detik. Tetapi waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan data tidak konstan hal ini terjadi karena jaringan yang digunakan tidak stabil dan faktor web service yang digunakan adalah web service free atau tidak berbayar. Oleh karena itu kinerja sistem menjadi lambat.
Tabel 4.2. Hasil pengujian data tekanan Data Waktu (Second)
0 2 1 2 2 3 3 3 4 2 5 2 6 3 7 3 8 2 9 3 10 3 11 2 13 3 14 2 15 2
4.2.5. Pengujian Data Level Air
Pengujian untuk data level air dilakukan dengan mengatur potensio untuk mengamati perubahan nilai level air dan data yang ditampilkan pada LCD. Pengambilan data dilakukan sebanyak 11 kali percobaan.
Setiap parameter memiliki range (rentang nilai), untuk parameter level air dan oil memiliki range 0 sampai 100. Hasil penggujian data level air pada sistem ditunjukkan pada tabel 4.3.
Tabel 4.3. Hasil pengujian data level air Data Waktu (Second)
0 3 10 4 20 3 30 3 40 4 50 4 70 4 80 3 90 5 100 4
Berdasarkan tabel 4.3. pengujian data level air menunjukkan data yang sama dengan data yang dikirim ke sistem monitoring dan dari data yang dikirim membutuhkan waktu rata-rata 3.3 detik dan tidak terlalu lama tetapi waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan data tidak konstan hal ini terjadi karena jaringan yang digunakan tidak stabil dan faktor web service yang digunakan adalah web service free atau tidak berbayar. Oleh karena itu kinerja sistem menjadi lambat.
4.2.6. Pengujian Data Level Oil
Pengujian untuk data level oil dilakukan dengan mengatur potensio untuk mengamati perubahan nilai level oil dan data yang ditampilkan pada LCD. Pengambilan data dilakukan sebanyak 11 kali percobaan.
Setiap parameter memiliki range (rentang nilai), untuk parameter level air dan oil memiliki range 0 sampai 100. Hasil penggujian data level oil pada sistem ditunjukkan pada tabel 4.4.
Berdasarkan tabel 4.4. pengujian data level oil menunjukkan data yang sama dengan data yang dikirim ke sistem monitoring dan dari data yang dikirim membutuhkan waktu rata-rata 3 detik dan tidak terlalu lama, tetapi waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan data tidak konstan hal ini terjadi karena jaringan yang digunakan tidak stabil dan faktor web service yang digunakan adalah web service free atau tidak berbayar. Oleh karena itu kinerja sistem menjadi lambat.
Tabel 4.4. Hasil pengujian data level air Data Waktu (Second)
0 3 10 3 20 2 30 3 40 3 50 3 60 2 70 2 80 3 90 3 100 3
4.2.7. Pengujian Kondisi Blower
Untuk kondisi blower pengujian dilakukan dengan 2 mode yaitu modeemergency dan no emergency. Untuk mode emergency blower akan selalu OFF apapun kondisinya. Untuk mode no emergency blower akan On bila kondisi tekanan dibawah 15 bar dan akan otomatis Off bila tekanan diatas 15 bar. Kondisi blower ditampilkan pada LCD dan sistem monitoring. Untuk pemisalan blower mengunakan sebuah relay.
Berdasarkan tabel 4.5. pengujian data kondisi blower dilakukan dengan mengamati lamanya proses pengiriman data dari android ke web service yang lumayan lama dengan rata-rata 8 detik.
Hal ini dipengaruhi oleh kinerja web service yang lambat. Dan pengiriman data dari web servive ke sistem pemodelan boiler yang lama. Data pada web service sudah terupdate tetapi pada bagian pemodelan boiler belum update karena membutuhkan waktu yang lumayan lama. Dari percobaan yang dilakukan waktu yang dibutuhkan tidak konstan atau berubah-ubah, ini terjadi karena kinerja web service yang digunakan lambat.
Tabel 4.5. Pengujian kondisi blower
Data Waktu (Second) Kondis blower Waktu (Second)
x/n 5 Off 6 X/N 7 On 7 x/n 5 Off 10 X/N 5 On 6 x/n 8 Off 10 X/N 5 On 7
4.3. Pembahasan Software
Pada tugas akhir ini, software yang digunakan adalah arduino dan B4Android.
Software arduinoini digunakan untuk memprogaram arduino uno dan wemos sedangkan software b4android digunakan untuk membuat sebuah apk atau aplikasi monitoring yang
digunakan untuk memonitoring sistem. Berikut ini adalah pembahasan dari program pemodelan boiler dan sistem monitoring.
Pada program diatas merupakan library yang akan digunakan. Karena yang digunakan adalah arduino uno, secara otomatis software sudah mengenali microkontroler yang digunakan. Library yang digunakan adalah library untuk mengaktifkan LCD dan pin yang digunakan untuk LCD.
Coding diatas merupakan pin analog yang digunakan untuk membaca sensor. Pin
A0 untuk membaca tempratur, A1 untuk membaca tekanan, A2 untuk membaca level oil , A3 untuk membaca level air dan pin 13 untuk kondisi blower.
Fungsi program ini untuk memberi tampilan awal pada LCD sebelum masuk ke penampil utama. Pada program lcd.begin(20,4) merupakan ukuran LCD yang digunakan yaitu LCD 20x4. Set cursor digunakan untuk menyeting batas spasi yang digunakan.
Serial begin merupakan boudrate yang digunakan pada arduino uno.
Program ini berfungsi untuk memberi perintah status emergency dan no emergency.
Program diaas untuk membaca data ADC yang dikirim oleh masing-masing sensor untuk di tampilkan pada LCD dan dikirim ke web service.
Program ini untuk mode no emergency
Pada kode program diatas merupakan library yang digunakan untuk membuat
coding wemos.
Pada kode program ini, untuk menyeting username and password wifi yang akan digunakan.
Program diatas untuk mengetahui apakah wemos sudah terkoneksi atau belum dengan wifi.
Program ini digunakan sebagai alamat data yang akan dikirim ke web service.
Coding ini merupakan coding yang digunakan untuk mebuat sebuah aplikasi
Program diatas untuk menyeting judul yang akan digunakan ada form login dan untuk menyeting username and password untuk masuk ke form atau halaman selanjutnya.
Program diatas untuk memprogram tombol login.
Program ini untuk memanggil library yang digunakan dan declaras yang kita gunakan.
Program diatas untuk membuat layout dan pada interfacemonitoring.
Pada bagian program ini berfungsi untuk mendownload data yang ada pada web
service untuk ditampilkan ke bagian monitoring.
Pada program ini berfungsi untuk mengolah data yang telah di download dan ditampilkan sesuai label dan alamat masing-masig data. A merupakan inisialisasi untuk data suhu yang akan ditampilkan pada label 17.
Pada bagian terakhir program berfungsi untuk tombol logout dan kembali ke halaman awal.
42
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengujian serta pengambilan data pada aplikasi monitoring Boiler dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Sistem dapat mengirim data dengan baik dan berhasil melakukan upload dan download data ke webservice dan android.
2. Sistem mampu melakukan kendali jarak jauh dengan adanya jaringan internet. 3. Data yang di upload dan di downoad oleh aplikasi sama dengan data yang ada
pada boiler.
4. Sistem berjalan dengan baik dan tanpa kendala.
5. Waktu yang dibutuhkan untuk mengupload dan download data tidak stabil tergantung dari jaringan wifi yang digunakan dan kondisi web service yang lambat atau lancar.
6. Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk mengupload data dan download data adalah 3 detik, kecuali data pada blower yang membutuhkan waktu yang cukup lama yaitu 8 detik.
5.2. Saran
Saran-saran bagi pengembang selanjutnya adalah :
1. Menggunakan hosting yang berbayar agar sistem lebih baik dan bekerja lebih cepat.
2. Potensio diganti menggunakan sensor.
3. Nilai-nilai data dibuat otomatis tanpa harus menggunakan potensio untuk mengatur data.
4. Membuat tampilan pada aplikasi lebih menarik dari yang sekarang.
5. Menambahkan feedback yang ada pada aplikasi monitoring dan sistem monitoring.
43
DAFTAR PUSTAKA
1. Arduino Ethernet w5100, https://www.arduino.cc/en/Reference/Ethernet 2. Arduino Ethernet w5100,
https://www.instructables.com/id/Arduino-Ethernet-Shield-Tutorial/
3. Wemos, datasheet https://wiki.wemos.cc/products:d1:d1_mini
4. Wemos, https://www.instructables.com/id/Programming-the-WeMos-Using-Arduino-SoftwareIDE/
5. Arduino uno R3, https://components101.com/microcontrollers/arduino-uno 6. LCD, datasheet,
https://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheet
7. Android, https://developer.android.com/guide/components/fundamentals?hl=id 8. Android, https://www.b4x.com/
9. Android, https://developer.android.com/studio/
10. Web Service, https://www.w3schools.com/xml/xml_services.asp
11. Web service, https://www.webopedia.com/TERM/W/Web_Services.html 12. Boiler Fire Tube,
https://www.bosch-industrial-asean.com/ph/product-page/commercial-industrial-boiler/fire-tube-steam-boiler/ 13. Boiler Model Fire Tube,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431111003425 14. Boiler Fire Tube,
Lampiran
#include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7); int emergencyon=0;
const int pinsensor1=A0; //sensor 1 = tempratur const int pinsensor2=A1; //sensor 2 = tekanan / steam const int pinsensor3=A2; //sensor 3 = oil
const int pinsensor4=A3; //sensor 4 = water const int pinrelay=13; //kondisi blower ON/OFF void setup() { lcd.begin(20,4); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Miboile IOT"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("By Teddy H"); lcd.setCursor(0,2); lcd.print("125114036"); lcd.setCursor(0,3); lcd.print("Elektro USD"); delay(2000); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Temp Steam Oil"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0,2); lcd.print("Water Blower"); lcd.setCursor(0,3); lcd.print(" ");
pinMode(pinrelay,OUTPUT); digitalWrite(pinrelay,HIGH); Serial.begin(115200); } void loop() { char perintah; if (Serial.available()){perintah = Serial.read();} switch(perintah) { case 'X': emergencyon=1; break; case 'x': emergencyon=0; break; } lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(analogRead(pinsensor1)); //MENAMPILKAN NILAI TEMPRATUR YANG DI SETING
lcd.setCursor(5,1); lcd.print(" "); lcd.setCursor(5,1);
lcd.print(analogRead(pinsensor2)); //MENAMPILKAN NILAI TEKANAN PADA BOILER
lcd.setCursor(11,1); lcd.print(" "); lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(analogRead(pinsensor3)); //MENAMPILKAN LEVEL OIL PADA BOILER lcd.setCursor(0,3);
