PERANCANGAN DAN PENERAPAN SISTEM MONITORING
TINGKAT PENCEMARAN UDARA DENGAN KOMUNIKASI
SMS MENGGUNAKAN MODEM GSM
LAPORAN TUGAS AKHIR
Oleh
Faldi Rasis Purnomo
1301020315
Aldi Setyawan
1301021154
Kelas/Kelompok 07PAH/015
Universitas Bina Nusantara
Jakarta
PERANCANGAN DAN PENERAPAN SISTEM MONITORING
TINGKAT PENCEMARAN UDARA DENGAN KOMUNIKASI
SMS MENGGUNAKAN MODEM GSM
SKRIPSI
diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada
Jurusan Sistem Komputer Jenjang Pendidikan Strata-1
Oleh
Faldi Rasis Purnomo
1301020315
Aldi Setyawan
1301021154
Kelas/Kelompok 07PAH/015
Universitas Bina Nusantara
Jakarta
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar……….. i
Halaman Judul Dalam……… ii
Halaman Persetujuan Pembimbing..……….. iii
Halaman Pernyataan Dewan Penguji………. iv
Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi Laporan Tugas Akhir……….... v
Abstrak……….. vi
Kata Pengantar……….. vii
Daftar Isi………..………... x
Daftar Tabel……….………. xv
Daftar Gambar..………. xvi
Daftar Lampiran………. xx
BAB 1 PENDAHULUAN ……… 1
1.1 Latar Belakang……….. 1
1.2 Ruang Lingkup……….. 2
1.3 Tujuan dan Manfaat……….. 2
1.3.1 Tujuan……… 2
1.3.2 Manfaat………... 3
1.4 Metodologi Penelitian………. 3
1.5 Sistematika Penulisan……… 4
BAB 2 LANDASAN TEORI……….. 5
2.1 Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor………. 5
2.1.2 Emission Analyzer………... 9 2.2 Sensor Gas……….. 10 2.2.1 MQ-4……… 10 2.2.2 MQ-7……… 11 2.2.3 MQ-135……… 11 2.3 Mikrokontroler AVR……… 12 2.3.1 Fitur ATmega8535………... 13 2.3.2 Arsitektur ATmega8535……….. 14
2.3.3 Susunan pin ATmega8535………... 15
2.4 Modem GSM……….. 17
2.4.1 AT - Command……… 19
2.4.2 Short Message Service (SMS)………. 20
2.5 Database………. 21
2.5.1 Microsoft Office Access……… 21
BAB 3 METODE PENELITIAN..………. 22
3.1 Gambaran Umum Sistem……….. 22
3.2 Perancangan Perangkat Keras……….. 22
3.2.1 Blok diagram ……….. 23
3.2.2 Pemilihan perangkat keras……….. 24
3.2.2.1 Modul Mikrokontroler……… 24
3.2.2.2 Modul Sensor Gas………... 26
3.2.2.3 Display 7-Segment……….. 30
3.2.2.4 Modul LCD Display……… 31
3.2.2.6 Level ConverterRS-232 Eksternal……… 33
3.2.2.7 Power Supply………. 34
3.3 Perancangan Perangkat Lunak………..………. 34
3.3.1 Diagram Alir ………... 37
3.3.1.1 Diagram Alir Program Utama………... 35
3.3.1.2 Diagram Alir Ubah Alamat Tulis Modul Sensor Gas dan tampilkan melalui I2C ke display 7-Segment.……..……… 38
3.3.1.3 Diagram Alir Komunikasi data serial ………... 38
3.3.1.3.1 Diagram Alir Kirim Data SMS dengan AT-Command………... 39
3.3.1.3.2 Diagram Alir Terima Data SMS aplikasi dari program C#... 40
3.3.2 Perancangan Perangkat Lunak……….…. 41
3.4 Rancang Bangun……….……... 43
3.4.1 Rancang bangun sketsa tampak dasar dan bawah……… 44
3.4.2 Rancang bangun sketsa penutup layer atas……….……... 45
3.4.3 Rancang bangun alat keseluruhan…………..……… 45
3.4.4 Tampilan alat rancangan keseluruhan……… 46
BAB 4 ANALISIS PENELITIAN...……… 47
4.1 Spesifikasi Sistem……… 47
4.1.1 Modul Mikrokontroler……… 47
4.1.2 Modul Sensor Gas……… 47
4.1.3 Modul Display 7-Segment……….. 48
4.1.5 Modul Display LCD……… 49
4.2 Daftar Komponen dan Modul………. 50
4.3 Blok Design Komponen……….. 54
4.4 Implementasi……… 55
4.4.1 Prosedur Pemasangan……….. 55
4.4.1.1 Modul Mikrokontroler AVR………….….……… 55
4.4.1.2 Modul Sensor Gas………. 56
4.4.1.3 Modul Display 7-Segment………. 57
4.4.1.4 Modul LCD Display……….. 58
4.4.1.5 Saklar Power Supply (Aki/Switch Generator) dan Modem………... 59
4.4.1.6 Port Serial Untuk Komunikasi Mikrokontroler dengan Modem GSM……….. 59
4.4.2 Prosedur Pengoperasian………. 60
4.5 Tahapan Pengujian……… 61
4.5.1 Pengujian Modul AVR untuk Baca Sensor dengan display LCD………. 61
4.5.2 Pengujian tampilan LCD untuk menunjukan kualitas udara……… 62
4.5.3 Pengujian kirim terima SMS dengan komunikasi serial………. 64
4.5.3.1 Pengujian Modem GSM kirim terima data SMS dengan hyperterminal………. 65
4.5.3.2 Pengujian kirim data SMSdengan Mikrokontroller melalui modem GSM ……… 68
4.5.3.4 Pengujian penerima data SMS dengan aplikasi dan
database………... 71
4.5.4 Pengujian Sensor……….... 72
4.5.4.1 Inisialisasi Sensor……….. 72
4.5.4.2 Kalibrasi Sensor……….... 73
4.5.4.2.1 Kalibrasi Modul Sensor CO dengan memberikan nilai batas bawah pada EEPROM modul lewat UART…….. 79
4.5.4.2.2 Kalibrasi Modul Sensor Air Quality (NO, CO2, Asap) memberikan nilai batas bawah pada EEPROM modul lewat UART………. 82
4.5.4.2.3 Pengujian Setelah Kalibrasi di Ruang terbuka dan tertutup……… 84
4.5.4.2.4 Uji Coba Alat Setelah Kalibrasi dengan Alat Bengkel……….. 86
4.5.4.2.5 Penerapan dengan uji coba di lapangan……… 87
4.6 Evaluasi………. 91
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN………. 92
5.1 Simpulan……… 92
5.2 Saran……….. 93
DAFTAR PUSTAKA……….xvi
RIWAYAT HIDUP... xvii
Daftar Tabel
Tabel 2.0 Rentang Indeks Standar Pencemar Udara ………..……….. 9
Tabel 2.1 Deskripsi Pin ATMega 8535………. 15
Tabel 2.2 AT - Command………..……… 20
Tabel 4.0 Daftar Komponen dan Modul……… 50
Tabel 4.1 Alokasi port………... 54
Tabel 4.2 Baca sensor dengan display LCD………. 54
Tabel 4.3 Pengecekan alat di ruang terbuka sebelum kalibrasi………. 61
Tabel 4.4 Pengecekan alat di ruang tertutup sebelum kalibrasi……… 73
Tabel 4.5 Tabel Perbandingan hasil deteksi alat rancangan sebelum kalibrasi dengan Emission Analyzer……….…………. 78
Tabel 4.6 Nilai Stabil Alat Rancangan……… 80
Tabel 4.7 Nilai Stabil Alat bengkel………. 80
Tabel 4.8 Nilai Stabil Alat Rancangan……… 82
Tabel 4.9 Nilai Stabil Alat bengkel……….. 82
Tabel 4.10 Pengujian sensor di ruang terbuka setelah kalibrasi………….……… 84
Tabel 4.11 Pengujian di ruang tertutup alat rancangan setelah kalibrasi..……... 85
Tabel 4.12 Hasil perbandingan alat dengan alat bengkel setelah kalibrasi……. 86
Tabel 4.13 Hasi uji coba lapangan……….……….. 88
Daftar Gambar
Gambar 2.0 Papan ISPU……….………..………...……….. 8
Gambar 2.1 Gas/Emission Analyzer………. 9
Gambar 2.2 Sensor MQ-4……….. 10
Gambar 2.3 Sensor MQ-7……….. 11
Gambar 2.4 Sensor MQ-135……….. 12
Gambar 2.5 General Purpose Register……….. 14
Gambar 2.6 Susunan Pin ATMega8535……… 15
Gambar 2.7 Modem GSM Fastrack M1306B……… 18
Gambar 3.0 Diagram Blok Sistem……….. 23
Gambar 3.1 Skema Rangkaian Modul Mikrokontroller ……… 25
Gambar 3.2 Tata Letak Modul Mikrokontroler……….. 26
Gambar 3.3 Modul sensor gas………. 27
Gambar 3.4 Urutan Tulis melalui I2C………. 29
Gambar 3.5 Urutan Baca Melalui I2C Modul Sensor Gas……… 30
Gambar 3.6 Skema Rangkaian Modul BCD 7-Segments………. 31
Gambar 3.7 Skema Rangkaian Modul LCD……….……… 32
Gambar 3.8 Modem Wavecom Fastrack 1306B Serial dan USB………. 33
Gambar 3.9 Skema rangkaian Level Converter RS-232 Eksternal………….. 33
Gambar 3.10 Switching Regulator dan Batterai Aki……….…. 34
Gambar 3.11 Diagram Alir Program Utama……….………….. 35
Gambar 3.12 Diagram Alir Ubah Alamat Tulis Lewat UART Modul Sensor Gas dan tampilkan melalui I2C ke display 7-Segment………..…. 37
Gambar 3.14 Diagram Alir terima data SMS dengan Aplikasi menggunakan
C#……….. 40
Gambar 3.15 Setting Port dan Baud Rate untuk memulai aplikasi.……….. 41
Gambar 3.16 Tampilan Aplikasi C# untuk terima SMS……… 42
Gambar 3.17 Sketsa rancangan tampak bawah……….. 42
Gambar 3.18 Sketsa penutup tampilan alat………. 44
Gambar 3.19 Sketsa tampilan alat ……….. 44
Gambar 3.20 Sketsa penutup tampilan alat……….. 45
Gambar 3.21 Sketsa tampilan alat……….… 45
Gambar 3.22 Tampilan alat rancangan keseluruhan………. 46
Gambar 4.0 Blok Desain Komponen……….. 54
Gambar 4.1 Port yang ada di Modul AVR………. 55
Gambar 4.2 Fungsi Port dari modul AVR……….. 55
Gambar 4.3 Port AVR terhubung dengan Modul sensor………... 56
Gambar 4.4 Port AVR yang terhubung dengan Modul 7-Segment………… 57
Gambar 4.5 Port yang dicascade antar modul 7-segment……… 57
Gambar 4.6 Port AVR terhubung dengan display LCD……….. 58
Gambar 4.7 Contoh tampilan LCD……….. 58
Gambar 4.8 Saklar Power Supply……… 59
Gambar 4.9 Port Serial mikrokontroller dan Modem GSM……….. 59
Gambar 4.10 Hasil Pengujian ubah alamat 0xE2 dengan display LCD……. 61
Gambar 4.11 Hasil Pengujian ubah alamat 0xE0 dan 0xE4 paralel dengan display LCD……….. 62
Gambar 4.12 Hasil Uji Coba menampilkan hasil sensor di 7-Segment Display
pengujian sensor dengan korek gas………. 63
Gambar 4.13 Hasil Pengujian display LCD menampilkan status kualitas udara pengujian sensor dengan korek gas………... 64
Gambar 4.14 Tampilan hyperterminal untuk pemilihan Port yang terhubung dengan Modem GSM……….…….. 65
Gambar 4.15 Tampilan hyperterminal untuk mengatur baudrate dengan Modem GSM………. 65
Gambar 4.16 Tampilan hyperterminal untuk kirim terima SMS………... 66
Gambar 4.17 Tampilan hyperterminal untuk terima SMS………. 66
Gambar 4.18 Tampilan hyperterminal untuk cek pulsa……….………. 67
Gambar 4.19 Tampilan hyperterminal untuk kirim dan terima SMS………. 69
Gambar 4.20 Tampilan handphone terima SMS dari hyperterminal………..……. 68
Gambar 4.21 Program untuk uji coba kirim SMS ke handphone dari AVR…….. 68
Gambar 4.22 Tampilan handphone hasil dari pengiriman data SMS dengan mikrokontroler melalui Modem GSM……… 69
Gambar 4.23 Program untuk kirim data SMS hasil baca sensor ke handphone……….. 69
Gambar 4.24 Lanjutan program untuk kirim data SMS dari mikrokontroler hasil baca sensor ke handphone……….……… 70
Gambar 4.25 Tampilan handphone hasil dari pengiriman SMS dari hasil baca sensor………...…… 70
Gambar 4.26 Tampilan aplikasi C#...……… 71
Gambar 4.27 Contoh tampilan database Ms Acces….………. 71
Gambar 4.28 Grafik waktu inisialisasi sensor sampai menjadi stabil………72
Gambar 4.30 Pengecekkan alat di ruang terbuka(2).……….. 74
Gambar 4.31 Pengecekkan alat di ruang tertutup sebelum
kalibrasi………..………. 75
Gambar 4.32 Lokasi Bengkel GBT Laras Imbang Srengseng Jl. Meruya Ilir No. 43
Srengseng……….... 76 Gambar 4.33 Pengukuran emisi gas mobil Honda Jazz dengan alat rancangan…. 77
Gambar 4.34 Pengukuran emisi gas mobil Honda Jazz dengan alat rancangan dan
alat Emission Analyzer milik bengkel………. 77
Gambar 4.35 Pengukuran emisi gas mobil Honda Jazz dengan alat rancangan... 78
Gambar 4.36 Pengukuran emisi mobil Honda Jazz dengan Emission Analyzer... 78
Gambar 4.37 Contoh grafik batas bawah dan batas atas dari sensor gas…………. 79
Gambar 4.38 Program baca batas bawah modul sensor CO……… 81
Gambar 4.39 Grafik batas bawah sensor CO……… 81
Gambar 4.40 Program tulis batas bawah modul sensor CO………. 81
Gambar 4.41 Program baca batas bawah modul sensor Air Quality (NOx, CO2,
asap)……….. 82
Gambar 4.42 Grafik batas bawah sensor NOx, CO2, asap (Air Qualitiy)………… 83
Gambar 4.43 Program tulis batas bawah ke modul sensor Air Quality(NOx, CO2,
Asap)……….. 83
Gambar 4.44 Pengujian sensor di ruang terbuka setelah kalibrasi……… 84
Gambar 4.45 Pengujian sensor di ruang tertutup setelah kalibrasi……….... 85
Gambar 4.46 Hasil perbandingan alat dengan alat bengkel setelah kalibrasi……… 86
Gambar 4.47 Uji coba lapangan di Jl. Kebon Jeruk Raya No. 27. Jakarta Barat
11530……… 87
Gambar 4.49 Uji coba lapangan(3) di Jl. K.H Syahdan No.22 Kemanggisan (Sebelah
Daftar Lampiran
LAMPIRAN A TABEL PERCOBAAN ALAT DENGAN ALAT BENGKEL DAN
UJI COBA DILAPANGAN………... LA - 1
LAMPIRAN B LISTING PROGRAM UBAH ALAMAT
MELALUI UART TTL……….. LB – 1
• Uart.c……….. LC - 2
• Delay.h……….... LC - 3
• Mega8535.h ……….……….. LC - 4
• Stdio.h………..….. LC - 5 LAMPIRAN C LISTING PROGRAM BACA I2C PARALEL DARI SENSOR KE
AVR DAN TAMPILKAN KE LCD UNTUK UJI “READ/WRITE” SENSOR
LEWAT I2C SECARA PARALEL
• LCD_I2C.C……….LC - 2
• LCD.h……… LC - 3
• delay.h………LC - 4
• I2C.h………. LC - 4
• Mega8535.h………...LC - 5
LAMPIRAN D LISTING PROGRAM UTAMA BACA I2C DARI SENSOR KE
AVR DAN TAMPILKAN KE 7-SEGMENT……….LD – 1
• I2C_7-Segment.c……….……….LD - 2
• delay.h………..LD - 6
• mega8535.h……….….LD - 6 LAMPIRAN E LISTING PROGRAM
AT- COMMAND UNTUK TEST KIRIM SMS………..……… LE - 1
LAMPIRAN F LISTING PROGRAM UNTUK AVR MENAMPILKAN HASIL
DETEKSI SENSOR DAN KUALITAS UDARA
KEMUDIAN KIRIM DATA SMS………. LF – 1
• Main.C……….. LF – 1
LAMPIRAN G LISTING PROGRAM C# UNTUK APLIKASI
BACA SMS DAN SIMPAN DATABASE KE MS-ACCES……….…….. LG – 1
• Filecms.cs……….. LG - 2
• FileclsSMS.cs………. LG - 8
LAMPIRAN H LISTING PROGRAM KIRIM SMS
FORMAT SMS / DATA MENYESUAIKAN DENGAN TAMPILAN APLIKASI
DATABASE… ……… LH – 1
Kata Pengantar
Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh
Puji syukur Alhamdulillah bagi Allah SWT karena atas Rahmat, Taufiq,
Hidayah dan Inayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang
berjudul “PERANCANGAN DAN PENERAPN SISTEM MONITORING TINGKAT
PENCEMARAN UDARA DENGAN KOMUNIKASI SMS MENGGUNAKAN MODEM GSM”. Skripsi ini disusun dalam rangka memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Teknik, Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara.
Melalui kesempatan yang sangat berharga ini penulis untuk itu iringan doa
dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu
penyelesaian skripsi ini, oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih
kepada :
1. Ayah Ibu tercinta, motivator terbesar dalam hidupku yang tak pernah jemu
mendoakan dan menyayangiku, atas semua pengorbanan dan kesabaran
mengantarku sampai kini. Tak pernah cukupku membalas cinta ayah Ibu
padaku.
2. Bapak Wiedjaja Atmadja, S.Kom, M.Kom selaku Dosen Pembimbing yang
telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya yang berharga serta
memberikan banyak kritik, ide, saran, arahan, dorongan, dan bimbingan
kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Ir. Lukas Tanutama, MM selaku CCC peminatan Network and
Communication yang telah banyak memberikan pelajaran dalam bidan
4. Bapak Endra Oey S.Kom, M.T. selaku Head Of Computer Engineering
Department Bina Nusantara University yang telah memberikan banyak
petunjuk dan motivasi
5. Bapak Jimmy Linggarjati, S.Kom, M.Sc. selaku Deputy Head Of Computer
Engineering Department Bina Nusantara University yang telah memberikan
banyak masukan dalam penyusunan proposal skripsi
6. Seluruh Bapak Ibu Dosen yang tidak dapat disebutkan satu persatu di Jurusan
Sistem Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Bina Nusantara, yang
senantiasa memberikan ilmu yang bermanfaat membimbing dan memberikan
pengarahan selama perkulihan,
7. Seluruh Assisten Computer Engineering Laboratory
8. Semua Staf Fakultas Teknik, Jurusan Sistem Komputer, Bina Nusantara
University yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah menjadi rekan
penulis selama penulis melakukan masa pendidikan di Universitas Bina
Nusantara.
9. Pak Paulus Wijaya Citra dan staff selaku pembimbing teknik di Hertz
Electrionics Institute yang telah membantu dan menyediakan tempat dalam
perancangan dan pembuatan skripsi.
10. Semua teman-teman Sistem Komputer angkatan 2009 kelas PAH dan PBH
baik yang sudah keluar maupun yang masih aktif kuliah senantiasa membantu
dan mendukung dalam mengerjakan skripsi ini baik secara langsung maupun
tidak langsung
Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik
dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik dan saran dari pembaca sangat
dan memohon pemakluman bilamana isi skripsi ini ada kekurangan dan ada tulisan
yang kami buat kurang tepat atau menyinggung perasaan pembaca
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan menambah hasanah ilmu
pengetahuan bagi penulis khusunya dan bagi pembaca pada umumnya
Dengan ini penulis mempersembahkan skripsi ini dengan penuh rasa terima
kasih dan semoga Alloh SWT memberkahi makalah ini sehingga dapat memberikan
manfaat Amin.
Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh
Jakarta, 1 Maret 2013
