SISTEM INFORMASI MONITORING KADAR GAS BERBAHAYA PADA PETERNAKAN AYAM MENGGUNAKAN ARDUINO UNO
BERBASIS IoT (Internet of Thing)
Ruslan1), Adhitia Erfina2)
1,2) Program Studi Sistem Informasi, Universitas Nusa Putra
Jl. Raya Cibatu Cisaat No.21, Cibolang Kaler, Kec.Cisaat, Sukabumi Regency, Jawa Barat 43155 e-mail: [email protected]1), [email protected]2)
* Korespondensi: e-mail: [email protected]
ABSTRAK
Peternakan ayam merupakan salah satu jenis usaha peternakan yang mudah diterapkan seringkali mengeluarkan hasil buangan berupa timbulnya bau yang tidak sedap dan polusi udara. Timbulnya bau dan polusi ini disebabkan oleh gas-gas dan partikel lain, terutama gas berbahaya amonia dan metana sehingga menyebabkan kerugian bagi manusia. Selain itu, gas-gas tersebut juga mengakibatkan terjadinya efek rumah kaca. Untuk mengatasi masalah tersebut, dirancanglah sebuah sistem monitoring kadar gas amonia dan metana yang Berbasis IoT (Internet Of Thing) pada realtime system. Dalam input sistem digunakan dua sensor berupa MQ-4 yang dapat mendeteksi amonia dan MQ-135 yang dapat mendeteksi metana. Data dari sensor akan dikirimkan ke Arduino, kemudian diteruskan melalui modul wifi ESP8266 agar dapat dikirimkan ke website. Dalam eksekusi keseluruhan program yang dijalankan, didapatkan bahwa antara proses pertama (pembacaan sensor) sampai ke menampilkan data secara grafik di website didapatkan delay rata-rata 1,95 second. Delay pada bagia ini didapatkan rata-rata 1,37 second pada waktu realtime.
Kata kunci: gas berbahaya, sistem monitoring, realtime, IoT (Internet Of Thing).
ABSTRACT
Chicken farm is the easy-applied farm factory that always released so many waste result, which is one of them is very unpleasant-smell air pollution. This smells and air pollution is because of any gases and the other particle, especially some dangerous gas, ammonia and methane that can make some serious damage for human. For the solution, the monitoring system of ammonia and methane gas using IoT (Internet Of Thing) on real time system has been designed. For the input, the system use MQ-4 which can detect the ammonia gas and MQ-135 who can detect methane gas. From the sensor, data will be sent to Arduino, that later will be forwarded on wifi module ESP8266. From ESP8266, data will be sent to website. When it tested, the execution process show that between the first process (read data from sensor) until display the data on Thingsboard is 1.95 second. The MQTT delays is 1.37 second on real time condition.
Keywords: dangerous gas, monitoring system, realtime, IoT (Internet Of Thing)
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Peternakan ayam merupakan subsektor peternakan yang saat ini berkembang sangat pesat serta memiliki permintaan yang paling tinggi dibandingkan dengan jenis unggas-unggas yang lainnya. Dengan semakin meningkatnya permintaan konsumen terhadap daging ayam tentunya dapat menimbulkan lonjakan jumlah populasi ayam broiler. Namun dengan meningkatnya jumlah populasi tersebut juga memberikan dampak negatif bagi ayam, manusia, maupun lingkungan karena meningkatnya jumlah fases atau kotoran ayam pada kandang. Kotoran ayam yang terkumpul pada kandang dan bertumpuk selama berhari-hari dalam jumlah besar dapat menghasilkan berbagai gas berbahaya diantaranya adalah amonia, metana, Karbondi- oksida. Dari keberadaan gas berbahaya pada kandang tersebut dapat menyebabkan penurunan performa dan produktivitas pada ayam, seperti laju pertumbuhan menjadi terhambat serta munculnya berbagai pen- yakit pada ayam. Apabila gas tersebut terpapar langsung pada manusia akan berdampak langsung pada bagian organ tubuh serta timbulnya masalah pada pernafasan. Pada sektor peternakan ayam juga turut
menyumbangkan gas rumah kaca sebesar 18% dari keseluruhan kegiatan manusia. Dari beberapa keberadaan gas berbahaya pada kandang ayam, Amonia dan Metana adalah gas yang paling menimbulkan dampak negatif bagi ayam, manusia dan lingkungan.
1.2 Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang diatas, maka permasalahan dapat di rumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang sistem informasi monitoring kadar gas berbahaya pada kandang ayam menggunakan Arduino Uno berbasis IoT (Internet of Thing)?.
2. Bagaimana membangun sistem informasi monitoring kadar gas berbahaya pada kandang ayam menggunakan Arduino Uno berbasis IoT (Internet of Thing)?.
1.3 Tujuan Dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Merancang sistem informasi monitoring kadar gas berbahaya pada kandang ayam menggunakan Ar- duino Uno berbasis IoT (Internet of Thing)
2. Membangun sistem informasi monitoring kadar gas berbahaya pada kandang ayam menggunakan Ar- duino Uno berbasis IoT (Internet of Thing).
Adapun Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Memberikan informasi kualitas udara didalam kandang ayam.
2. Untuk melancarkan proses pemeliharaan ternak ayam yang baik dan berkualitas.
II. LANDASAN TEORI
Sistem pendeteksi gas yang telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir ini:
I.Sugriawan Penelitian dengan judul “Desain dan Fabrikasi Alat ukur kadar Gas metana pada lahan gam- but menggunakan sensor TGS2611 Berbasis Atmega8535”. Tujuan Penelitian adalah untuk mengukur kadar gas metana(CH₄) pada lahan gambut, Sistem yang digunakan adalah bahasa pemerograman Basic, Dari data hasil pengukuran yang dilakukan selama 2 jam menghasilkan perubahan konsentrasi gas metana dari rentang 237-295 ppm [1].
A.F.RIFA Penelitian dengan judul “Sistem pendeteksi dan Monitoring Kebocoran Gas Berbasis IoT”.
Tujuan penelitian adalah langkah antisipasi keamanan dari bahaya ledakan gas dengan menggunakan sis- tem monitoring/pendeteksi dengan sensor MQ-2 Dihubungkan dengan mikrokontroler ESP8266 Yang diunggah ke server, software yg digunakan Arduino IDE,Agnosting Service. Sistem ini mendapatkan nilai standar ruangan tanpa kebocoran 4.28-4.49 dan mampu mendeteksi kebocoran dengan kandungan gas LPG 25.89-567.78 dalam waktu 10 menit mampu melaporkan secara kontinus dengan interval 1 menit [2].
S.Widodo Penelitian dengan judul ”Rancang bangun alat monitoring kadar udara bersih dan Gas berba- haya CO,CO2 DAN CH4 Di dalam ruangan berbasis mikrokontroler”.alat pendeteksi menggunakan sen- sor MQ-135 dan mikrokontroler ATMEGA8535. Hasil dari lima kali pengujian masing2 kadar gas menunjukan rata-rata CO=0.0562% Tegangan =0.428 volt, CO2=0.12275% Tegangan =0.476 volt, CH4=0.00488% Tegangan=0.364 volt [3].
E.Indahwati Penelitian dengan judul “Rancang bangun Alat pengukur konsentrasi gas karbon monoksida menggunakan sensor MQ-135 Berbasis mikrokontroler Atmega32 Dengan Serial Usart”. Program yang digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran mengunakan bahasa pemerograman visual basic [4].
D.Hermawan Penelitian dengan judul ”Pembangunan Prototype Warning Monitoring Gas via Android Berbasis Rasberry di gudang Chemical PT. ABC” Tujuan peneltian adalah membuat sebuah alat/system yang bisa diakses melalui smartphone android. Sistem yang digunakan adalah raspberry pi android dengan pendeteksi sensor MQ-2 [5].
F.Z. Rahman Penelitian dengan judul ”Sistem Pemantau Gas di Tempat Pembuangan Sampah Akhir Ber- basis IoT”. Tujuan penelitian adalah mengukur konsentrasi gas metana karbon dioksida , suhu dan kelem- baban di TPA, Sensor yang digunakan MQ-4 dan MQ-135 dan modul wifi esp8266 untuk mengkomu- nikasikan ke server thingspeak [6].
A.S.Pravangasta Penelitian dengan judul ”Sistem monitoring kadar gas berbahaya berdasarkan ammonia dan metana pada peternakan ayam broiler menggunakan protocol MQTT pada realtime system”. Tujuan penelitian adalah untuk mengatasi adanya gas berbahaya dengan memonitoring secara realtime. Sensor
yag digunakan MQ 4 Dan MQ135 dan modul wifi esp8266 agar dapat dikrimkan ke web server. Web server menggunakan protocol MQTT. Dalam eksekusi keseluruhan program yang dijalankan pembacaan sensor menampilkan data di thingboard delay rata-rata 1,95 second, dan delay pada bagian MQTT 1,37 second pada waktu realtime [7].
M.N.Arifin Penelitian dengan judul ”Monitoring kadar gas berbahaya pada kandang ayam dengan menggunakan protocol http dan esp8266”. Tujuan penelitian memberikan informasi mengenai kualitas udara berupa gas ammonia dan metana pada kandang ayam. Sensor yang digunakan MQ4 Dan MQ135 dengan esp8266 agar terkoneksi ke web thingspeak.dari hasil perhitungan yang sudah dilakukan dalam pengujian didapatkan bahwa waktu untuk 1 kali pengiriman sebanyak 5-19 detik, apabilla dirata-rata didapatkan selisih waktu 12,72 detik pada pengujian 1 dan 11,26 detik pada pengujian 2 [8].
L.S.Mongin Penelitian dengan judul ”Sistem Monitoring kadar gas berbahaya pada lokasi parkiran bawah tanah menggunakan protocol MQTT”. Tujuan penelitian adalah untuk memantau kualitas udara yang ter- dapat diparkiran bawah tanah. Sensor yang digunakan MQ7 dan MQ135 metode pengiriman menggunakan ESP8266 dengan protocol MQTT. Dari hasil yang didapatkan setelah sistem ini berjalan secara keseluruhan sistem memerlukan waktu untuk melakukan processing data berkisar antara 1,3-1,5 detik sedangkan untuk pengiriman data ke web server ditempuh dalam waktu 2 detik [9].
Berdasarkan sistem yang telah dirancang sebelumnya, pendeteksi gas dapat diimplementasikan dibebera- pa tempat seperti lahan gambut[1], dalam ruangan[3], industri[5], TPA[6], peternakan ayam[7][8], dan parkiran[9]. Penelitian ini merupakan pengembangan dari [7][8].
Dari paparan gas berbahaya pada peternakan kandang ayam berupa gas amonia dan gas metana, maka dibutuhkan data informasi secara realtime,untuk itu peneliti mempunyai gagasan untuk merancang se- buah alat “Sistem Informasi monitoring kadar gas berbahaya pada peternakan ayam menggunakan Ar- duino Uno Berbasis IoT (Internet of Thing)”.
III. METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian
3.1.1 Metode Pengumpulan Data
a. Observasi Cara observasi digunakan dengan mengadakan pengamatan langsung terhadap peternakan ayam sebagai objek yang diteliti agar diperoleh gambaran yang jelas tentang objek tersebut.
b. Wawancara Cara observasi digunakan dengan melakukan tanya jawab secara langsung dengan pemilik peternakan ayam dimana peneliti mengumpulkan data dengan cara mengadakan komunikasi dengan pem- ilik peternakan ayam sebagai subjek penelitian yang terkait dengan data yang dibutuhkan sesuai dengan judul pada laporan riset penelitian ini.
3.1.2 Metode Pengembangan Sistem
Metode SDLC Waterfal Merupakan salah satu metode yang mempunyai ciri khas bahwa pengerjaan se- tiap fase harus dikerjakan terlebih dahulu sebelum melanjutkan ke fase berikutnya. Dengan demikian hasilnya akan fokus terhadap masing-masing fase sehingga pengerjaan dilakukan secara maksimal kare- na tidak adanya pengerjaan secara paralel.
Pada tugas penelitian ini dengan menggunakan metode SDLC (System Development Life Cycle), antara lain:
Gambar 1. Metodologi Waterfall SDLC a) Requirement Gathering and analysis
Mengumpulkan kebutuhan secara lengkap kemudian dianalisis dan didefinisikan kebutuhan yang harus dipenuhi oleh program yang akan dibangun. Fase ini harus dikerjakan secara lengkap untuk bisa menghasilkan desain yang lengkap.
b) Desain
Dalam tahap ini pengembang akan menghasilkan sebuah sistem secara keseluruhan dan menentukan alur perangkat lunak hingga algoritma yang detail.
c) Implementasi
Tahapan dimana seluruh desain diubah menjadi kode kode progam. Kode progam yang dihasilkan masih berupa modul-modul yang akan diintregasikan menjadi sistem yang lengkap.
d) Integration & Testing
Di tahap ini dilakukan penggabungan modul-modul yang sudah dibuat dan dilakukan pengujian ini dil- akukan untuk mengetahui apakah software yang dibuat telah sesuai dengan desainnya dan fungsi pada software terdapat kesalahan atau tidak.
e) Verifikasi / Devloment
klien atau pengguna menguji apakah sistem tersebut telah sesuai dengan yang disetujui.
f) Operation & Maintenance
Operation dan Maintanance yaitu instalasi dan proses perbaikan sistem sesuai yang disetujui.
IV. HASILDANPEMBAHASAN 2.1 Peternakan Ayam
Peternakan ayam ini berlokasi di Kp. Babakan Bantarsari RT/RW 26/07 Desa Neglasari Kecamatan Lengkong Kab. Sukabumi. Pemilik peternakan ayam ini atas nama bapak Abdul Basit yang merupakan tempat penelitian ini dilakukan. Penelitian ini juga dilakukan dengan mengacu pada ISPU(Indeks Standar Pencenaran Udara). Berikut Indeks Standar Pencemaran Udara(ISPU) Merupakan pedoman bagi masyarakat ataupun mahluk hidup lain sebagai parameter ataupun acuan untuk mengetahui seberapa baik dan buruknya kualitas udara disekitarnya dan bagaimana dampak yang terjadi pada kesehatan apabila terpapar dalam kurun waktu hari maupun hitungan jam. Pencemaran udara ditetapkan berdasarkan 6 pencemaran inti, yaitu: Karbon Monoksida (CO), Karbon Dioksida (CO2), Sulfur Dioksida (SO2), Nitro- gen Dioksida (NO2), Ozon Permukaan (O3), dan Partikel Debu (PM10). Hal tersebut diatur berdasarkan keputusan Badan Pengendalian Dampak Lingkungan(Bapedal) Nomor KEP-107/Kabapedal/11/1997.
“Tentang Kriteria Kualitas Udara”. Seperti dapat dilihat pada tabel 2.1 Tabel 2.1
Indeks Standar Pencemaran Udara(ISPU) [9]
KATEGORI RENTANG PENJELASAN
BAIK 0-51
Tingkat kualitas udara yang tidak memberikan efek bagi kesehatan manusia atau hewan dan tid- ak berpengaruh pada tumbuhan, bangunan ataupun nilai estetika
SEDANG 51-101
Tingkat kualitas udara yang tidak memberikan efek bagi kesehatan manusia atau hewan, tetapi berpengaruh pada tumbuhan yang sensitif dan nilai estetika
TIDAK
SEHAT 101 – 199
Tingkat kualitas udara yang bersifat merugikan pada manusia ataupun kelompok hewan yang sensitif atau bisa menimbulkan kerusakan pada
2.2 Sistem Monitoring Gas Di Peternakan Ayam
Dalam hal ini monitoring yang dilakukan terfokus pada peternakan kandang ayam di Perusahaan Peternakan ayam milik pribadi yaitu peternakan ayam bapak Abdul Basit. Adapun monitoring ini dilakukan untuk mengetahui informasi mengenai gas dan kualitas udara yang dihasilkan dari tumpukan kotoran ayam didalam kandang tersebut. Berikut sistem monitoring pendeteksi gas pada peternakan ayam yang telah dikembangkan beberapa tahun kebelekang dan menjadi refensi penulis dalam tugas riset ini:
Penelitian dengan judul ”Sistem monitoring kadar gas berbahaya berdasarkan ammonia dan metana pada peternakan ayam broiler menggunakan protocol MQTT pada realtime system”, telah dilakukan [7].
Penelitian dengan judul ”Monitoring kadar gas berbahaya pada kandang ayam dengan menggunakan protocol http dan ESP8266”, telah dilakukan [8].
V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dari perancangan dan pengujian sistem monitoring kadar gas berbahaya pada pe- ternakan kandang ayam berbasis internet of things (IoT) dapat dibuat beberapa kesimpulan sebagai beri- kut :
1. Perancangan system yang sudah dibuat dapat dikatakan baik karena Dengan adanya WiFi ESP8266, Arduino dapat berkomunikasi dengan komputer server secara nirkabel dan fleksibel.
Kemudian data pada kedua sensor dapat terkirim ke website dan menampilkan visual grafik dapat berjalan dengan baik.
2. Agar dapat mengukur kondisi dengan sensor yang digunakan perlu adanya kalibrasi pada setiap sensor dan logika rumus pada program Arduino agar dapat digunakan sesuai dengan standar pen- gukuran.
3. Data dari semua perangkat yang telah diukur disimpan di database komputer server. Data setiap sensor akan ditampilkan pada website berdasarkan rentang waktu tertentu yang ditentukan oleh pengguna.
4. Implementasi sistem dapat dilakukan dengan melakukan pengujian dari gas korek api dan gas dari cairan amonia sebagai representasi dari kadar gas berbahaya pada kandang ayam dan sebagai metode tercepat untuk menaikkan pembaacaan konsentrasi gas sehingga data gas berbahaya dapat terkirim ke website berbasis IoT untuk menampilkan output sensor.
tumbuhan ataupun nilai estetika.
SANGAT TIDAK SEHAT
200 – 299
Tingkat kualitas udara yang dapat merugikan kesehatan pada sejumlah segmen populasi yang terpapar
BERBAHAYA 300 – 3000
Tingkat kualitas udara berbahaya yang secara umum dapat merugikan kesehatan yang serius pada populasi
DAFTAR PUSTAKA
[1] I.Sugriawan “Desain dan Fabrikasi Alat ukur kadar Gas metana pada lahan gambut menggunakan sensor TGS2611 Berbasis Atmega8535,” Jurnal Neutrino, Vol.8, No1, Oktober 2015.
[2] A.F.RIFA “Sistem pendeteksi dan Monitoring Kebocoran Gas Berbasis IOT,” JISKa, Vol.1, No.1, Mei, 2016.
[3] S.Widodo ”Rancang bangun alat monitoring kadar udara bersih dan Gas berbahaya CO,CO2 DAN CH4 Di dalam ruangan berbasis mikrokontroler,” Jurnal Pseudocode, Vol.4, No.2, 2017.
[4] E.Indahwati “Rancang bangun Alat pengukur konsentrasi gas karbon monoksida menggunakan sensor MQ-135 Berbasis mikrokontroler Atmega32 Dengan Serial Usart,” 2018.
[5] D.Hermawan ”Pembangunan Prototype Warning Monitoring Gas via Android Berbasis Rasberry di gudang Chemical PT. ABC” 2018.
[6] F.Z. Rahman ”Sistem Pemantau Gas di Tempat Pembuangan Sampah Akhir Berbasis IOT,”
JTSISKOM, Vol.6, No.3, Juli 2018.
[7] A.S.Pravangasta ”Sistem monitoring kadar gas berbahaya berdasarkan ammonia dan metana pada peternakan ayam broiler menggunakan protocol MQTT pada realtime system,” JPTIIK, Vol.2, No.10, Oktober 2018.
[8] M.N.Arifin ”Monitoring kadar gas berbahaya pada kandang ayam dengan menggunakan protocol http dan esp8266,” JPTIIK, Vol.2, No.11, November 2018.
[9] L.S.Mongin ”Sistem Monitoring kadar gas berbahaya pada lokasi parkiran bawah tanah menggunakan protocol MQTT,” JPTIIK, Vol.3, No.1, November 2018.
[10] Anonim. Penjadwalan. http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/64/jbptunikompp-gdl- s1-2006- jovanmaxyt-3157-bab-2.pdf [November 2013]
[11] ANONIM.PENJADWALAN. HTTP://ELIB.UNIKOM.AC.ID/FILES/DISK1/300/JBPTUNIKOMPP-GDL-
ADISSYAEFU-14989-3-BABII_T-A.PDF [6JULI 2014]
