Makalah Internet Of Things
Makalah ini di buat untuk memenuhi
tugas mata kuliah
“PENGEMBANGAN & IMPLEMENTASI SISTEM INFORMASI”
Dosen Pengampu :
Endang Kurniawan, S. Kom., M.M., M. Kom.,
CEH, CHFI, CIPM
Disusun oleh :
Muchamad Khafiddin (4117014)
LINK :
PROGAM STUDI SISTEM INFORMASI
FAKULTAS SAINS DAN TEHKNOLOGI
UNIVERSITAS PESANTREN TINGGI DARUL ULUM
JOMBANG
TAHUN AKADEMIK 2019
KATA
PENGANTAR
Puji syukur kami
panjatkan kehadirat Allah SWT karena
atas segala berkah, taufik dan hidayah-Nya
kami dapat menyelesaikan makalah alat
pemantau kualitas udara. Tugas ini disusun untuk
melengkapi dan memenuhi tugas UAS
mata kuliah Pengembangan
dan Implementasi Sistem Informasi pada
semester 4.
Kami berharap makalah
yang telah dibuat ini dapat menambah wawasan dan
pengetahuan
tentang pengembangan sistem dan cara bagaimana mengembangkan sebuah progam. Kami menyadari bahwa
didalam makalah ini masih banyak kekurangan-kekurangan
yang
harus di benahi dan diperbaiki. Oleh karena itu kritik maupun saran yang
membangun
dari
pembaca senantiasa kami terima demi penyempurnaan penulisan di masa yang akan
datang. Demikian tugas ini kami buat semoga
bermanfaat bagi kita semua.
Jombang, 29 Juni 2019
Penulis
DAFTAR ISI
Udara merupakan salah satu bagian penting di dalam kehidupan makhluk hidup
khususnya manusia. Sehingga udara merupakan unsur penting yang harus
dilindungi. Oleh karena itu udara haruslah di jaga dan dimanfaatkan dengan baik
untuk generasi selanjutnya. Untuk dapat menjaga kualitas udara yang baik maka
pemantauan kualitas udara sangatlah penting dilakukan.
Di kota-kota besar, kontribusi gas buang kendaraan bermotor sebagai
sumber polusi udara mencapai 60-70%. Sedangkan kontribusi gas buang dari
cerobong asap industri hanya berkisar 10-15%, sisanya berasal dari sumber
pembakaran lain,misalnya dari rumah tangga, pembakaran sampah, kebakaran hutan,
dll (Nugroho,2017).
Internet Of Things (IOT) merupakan suatu sistem dimana menggabungkan semua perangkat agar
dapat di kontrol maupun terpantau melalui koneksi internet. Oleh karna itu
untuk tugas akhir ini dibuatllah sistem yang
mampu memantau dan mengontrol kualitas udara melalui koneksi internet.
Banyak sistem pemantauan udara yang telah dibuat namun semua itu belum dapat
terkoneksi melalui internet malainkan hanya dapat dipantau dan dikontrol secara
lokal atau secara dekat. Biasanya penampilan kualitas udara melalui LCD saja,
dengan dibuatrnya sistem pamantauan kualitas udara dengan sistem IOT maka
informasi kualitas udara dapat terpantau melalui internet sehingga dapat
dipantau kapan saja dan dimana saja.
Penelitian sebelumnya oleh Dian Ariantya dkk, (Rahmi, Arintya Diana,
2017) yang membuat alat memonitoring kandungan karbon dioksida dalam sebuah
model ruang berbasis mikrokontroler ATMEGA 8535. Alat tersebut menggunakan
sensor TGS 4161.
Amril
yang membuat alat pendeteksi kadar gas buang (CO) kendaraan bermotor roda dua
menggunakan sensor TGS 2600. Dari pembuatan alat tesebut menentukan kendaraan
tersebut layak atau tidak jika dipakai. Sedangkan penampilan data menggunakan
LCD (Prabowo, 2013).
Hafiizah
dkk, (Amril, 2010) membuat alat deteksi dan monitoring polusi udara berbasis Array sensor gas. Pada pembuatan alat
ini mereka menggunakan sensor TGS 2201, TGS 822, TGS 2620, TGS 2602, TGS 2611
dan TGS 2600. Jenis polusi yang dideteksi dan dimonitoring gas-gas polutan hidrogen sulfida (H2S),
karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), etanol (C2H5OH), amoniak (NH3),
butana (C4H10), dan hidrogen (H2). Mereka menggunakan LCD sebagai
penampilan data yang terbaca oleh sensor. Namun pada semua proyek yang
dikerjakan mereka hanya menampilkan data menggunakan LCD secara lokal, sehingga
data hanya dapat terakses dari jarak dekat dan oleh orang-orang yang berada
disekitar pemantauan LCD.
Dalam
TA ini akan dibuat alat pemantau kualitas udara polutan CO dan CO2 berbasis IOT (Internet of Things). Sehingga dengan adanya
alat pemantau kualitas udara yang dapat diakses oleh semua orang melalui website diharapkan masyarakat lebih
dapat lagi memantau dan menjaga kualitas.
Dari latar
belakang diatas dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana membuat alat pemantau kualitas udara ?
2. Bagaimana membuat alat yang mampu diakses via internet
(IOT) ?
Perencanaan
alat pemantauan polusi ini akan dibatasi pada pemantauan kualitas udara
berbasis IOT.
·
Sebuah alat
pemantau kualitas udara dengan 2 sensor yaitu TGS 4161 (Sensor karbon dioksida)
dan MQ-7 (Sensor karbon monoksida).
·
Alat ini di
kontrol menggunakan Arduino / Wemos. Dilengkapi LCD untuk debugging.
·
Data yang
terbaca oleh sensor akan dikirim ke IOT Cloud/server Thingspeak atau Blynk.
·
Hasil pembacaan
sensor akan ditampikan melalui website.
·
Memberikan
sinyal berupa alarm jika kadar polutan melebihi batas normal, Sinyal alarm
berupa notifikasi pada website.
Tugas ini bertujuan
untuk membuat sebuah alat yang mampu memantau kualitas udara terhadap polutan
karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2) berbasis IOT.
PEMBAHASAN
1.1
Uraian Singkat
Uraian singkat tentang kerja perangkat :
· Sensor MQ-7 dan TGS 4161 membaca kadar gas karbon
dioksida dan karbon monoksida yang terdapat pada suatu pabrik ataupun daerah
tertentu.
· Pembacaan sensor akan dikirim ke Arduino / WeMos.
· Cloud dalam hal
ini menggunkan blynk/thingspeak.
· Data yang disimpan dapat dilihat melalui LCD maupun website.
· Menampilkan notifikasi apabila kadar polutan telah
mencapai batas normal
Metodologi yang
digunakan dalam kegiatan tugas akhir ini, di antaranya sebagai berikut:
a.
Studi literatur
Metode ini dilakukan dengan membaca buku-buku panduan, e-book, maupun literatur yang ada di
internet.
· Mengumpulkan
studi literatur tentang datasheet sensor
yang akan digunakan.
· Mengumpulkan
studi literatur tentang Arduino khususnya Arduino / Wemos.
b.
Perancangan dan implementasi
sistem
· Pembuatan program dari
sistem pemantau kualitas udara pada microprossesor
Arduino dengan menggunakan software
Arduino.
· Perancangan dan Pembuatan sistem pemantau kualitas udara, mendata sensor –
sensor yang akan digunakan
c.
Pengujian sistem dan analisa data
· Pengujian coding dan tampilan
pada LCD menggunakan Arduino
· Pengujian coding dan tampilan
pada website
· Pengujian bagaimana sensor – sensor dapat memantau kualitas udara dengan
baik
· Pengujian bagaimana mendeteksi gas karbon dioksida
· Pengujian bagaimana mendeteksi karbon monoksida
d.
Pengambilan kesimpulan
e.
Pembuatan laporan
Internet of Things (IoT) adalah suatu konsep dimana konektifitas internet dapat
bertukar informasi satu sama lainnya dengan benda-benda yang ada
disekelilingnya. Banyak yang memprediksi bahwa Internet of Things (IoT)
merupakan “the next big thing” di dunia teknologi informasi. Hal ini
dikarenakan banyak sekali potensi yang bisa dikembangkan dengan teknologi
Internet of Things (IoT) tersebut (“Pengertian Internet Of Things (IOT),” 2016)
Gambar 2.1 Internet Of Things ( IOT)
Sumber : “Pengertian
Internet Of Things (IOT)” (2016)
Blynk Adalah sebuah platform aplikasi iOS dan Android untuk
berkomunikasi dengan Arduino, Raspberry dan banyak board lainnya dari Internet
(no local)
Gambar 2.2 Blynk
Sumber
: Hackster (2017)
Contoh penggunaan IOT
dengan BLYNK :
Code Program
// CC3000 / Wido pins
#define
ADAFRUIT_CC3000_IRQ 7
#define ADAFRUIT_CC3000_VBAT 5
#define
ADAFRUIT_CC3000_CS 10
#include <SPI.h>
#include
<Adafruit_CC3000.h>
#include
<BlynkSimpleCC3000.h>
#include
"config.h" // Contains wifi
and Blynk info
// OUT
#define pinLedRed 13
#define pinLedYellow 12
#define pinLedGreen 11
void setup()
{
Serial.begin(9600); //for debugging - disable once live.
pinMode(pinLedGreen,OUTPUT);
pinMode(pinLedYellow,OUTPUT);
pinMode(pinLedRed,OUTPUT);
// On Leonardo, wait for the Serial monitor
to be opened
// so we get debug from the begining (for
debugging)
digitalWrite(pinLedGreen,HIGH); delay(500);
//while(!Serial);
digitalWrite(pinLedYellow,HIGH); delay(500);
Serial.println("Initializing Blynk using
Wifi (CC3000 compatible)");
Blynk.begin(auth, WLAN_SSID, WLAN_PASS,
WLAN_SECURITY);
Serial.println("Initialized !");
digitalWrite(pinLedRed,HIGH); delay(500);
digitalWrite(pinLedGreen,LOW);
digitalWrite(pinLedYellow,LOW);
digitalWrite(pinLedRed,LOW);
}
long lastHB=0;
long valHB=0;
void loop()
{
Blynk.run(); //start polling the system and
reporting to the Blynk app.
// Sends a heartbeat to Blynk
// and make one of the led real leds blink
if(millis()-lastHB > 1000) {
if(valHB==LOW) valHB=HIGH; else valHB=LOW;
Blynk.virtualWrite(1, valHB);
digitalWrite(pinLedGreen,valHB);
lastHB=millis();
}
}
Pengaturan
Wifi dan Token
#define
WLAN_SSID "Elektro-Petra"
#define
WLAN_PASS "petra12345678"
#define
WLAN_SECURITY WLAN_SEC_WPA2
char
auth[] = "77f8ec4b263f405bba5149a2f353da59";
//
untuk mengatur wifi dan token membuka file config.h //
Email konfirmasi token dari Blynk :
 |
| Gambar 2.3 Konfirmasi Token di Email |
 |
Gambar 2.4 Tampilan
Create Blynk
|
·
Proses pembuatan BLYNK
1.
Buat nama project “ led “
2.
Pilih device Arduino yng digunakan.
Dalam hal ini menggunakan Arduino Leonardo
3.
Kirim token dengan email. Token
akan dikirim k email.
4.
Klik create.
Gambar 2.5
Tampilan macam-macam fitur pengontrolan
5.
Akan muncul widget box, dimana kita
dapat menggunakan berbagai macam perangkat untuk menghubungkan ke wido/Arduino
Leonardo.
6.
Kita menggunakan button untuk
menyalakan led.
7. Akan membuka
window baru yaitu button setting, dimana kita akan men setting button yang akan
terhubung ke perangkat Arduino.
Gambar 2.6 Tampilan tombol D12 dan D13
8.
Kita menggunakan button D12 yang
akan terhubung dengan port Digital 12 di Arduino.
9.
Pada button aka nada pilihan push
atau switch. Push dmana port D12 akan aktif jika ditekan terus. Switch dimana
port D12 akan aktif jika ditekan hanya sekali dan ditekan sekali lagi untuk mematikan.
10. kita
menggunkan button D12 dan D13. Dimana D12 menggunakan push dan D13 menggunakan
switch
11. Setelah
semua penagturan button sudah selesai akan tampil gambar seperti disamping.
12. Klik
tombol play yang berada di samping kanan.
13. Setelah itu
perangkat dapt terkontrol dengan smart phone melalui app BLYNK.
Gambar 2.4 Tampilan Running
MQ 7
merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan unt uk mendeteksi
gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari-hari, industri, atau mobil.
Fitur dari sensor gas MQ7 ini adalah mempunyai sensitivitas yang tinggi
terhadap karbon monoksida (CO), stabil, dan berumur panjang. Sensor ini menggunakan
catu daya heater : 5V AC/DC dan menggunakan catu daya rangkaian : 5VDC, jarak
pengukuran : 20 - 2000ppm untuk ampu mengukur gas karbon monoksida (Baskara. 2013).
Gambar 2.4 Fisik MQ-7
Sumber : Baskara (2013)
Kondisi Standar Sensor Bekerja
- VC/(Tegangan Rangkaian) = 5V±0.1
- VH (H)/ Tegangan Pemanas (Tinggi) = 5V±0.1
- VH (L)/ Tegangan Pemanas (Rendah) = 1.4V±0.1
- RL/Resistansi Beban Dapat disesuaikan
- RH Resistansi Pemanas = 33멱5%
- TH (H) Waktu Pemanasan (Tinggi) = 60±1 seconds
- TH (L) Waktu Pemanasan (Rendah) = 90±1 seconds
- PH Konsumsi Pemanasan = Sekitar 350mW
Kondisi
Lingkungan
- Tao/Suhu Penggunaan = -20℃-50℃
- Tas/Suhu Penyimpanan = -20℃-50℃
- RH/Kelembapan Relatif = kurang dari 95%RH
- O2 Konsentrasi Oksigen = 21%(stand condition)
(Konsentrasi Oksigen dapat mempengaruhi sensitivitas)
Karakteristik Sensitivitas
- Rs/ Tahanan Permukaan Terhadap Tubuh = 2-20k pada
100ppm Carbon Monoxide(CO)
- a(300/100ppm)/ Tingkat Konsentrasi Kemiringan = Kurang
dari 0.5 Rs (300ppm)/Rs(100ppm)
- Standar Kondisi Bekerja = Temperature -20℃±2℃ Kelembapan
65%±5% , RL:10KΩ±5%, Vc:5V±0.1V VH:5V±0.1V, VH:1.4V±0.1V
- Waktu Panaskan Tidak kurang dari 48 jam
- Jarak Deteksi: 20ppm-2000ppm carbon monoxide
TGS 4161 adalah
sebuah sensor yang mengkonsumsi daya rendah dibandingkan sensor lainnya. Range
antara 350-5000 ppm dari karbon dioksida dapat dideteksi oleh sensor ini,
sehingga memungkinkan untuk dipakai didalam ruangan. Unsur CO2 yang sensitif
terdiri dari suatu asam aki yang padat membentuk antara dua electroda,
bersama-sama dengan suatu alat pemanas yang dicetak ( Ruo2) substrate. Dengan
memonitoring perubahan didalam gaya elektromotoris ( EMF) yang dihasilkan
antara kedua electroda, dengan hal tersebut memungkinkan kita untuk mengukur
konsentrasi gas CO2.
Gambar 2.5 Fisik TGS 4161
Sumber : Frengki (2011)
TGS4161
memperlihatkan suatu hubungan yang linier antara EMF dan CO2, dan membuat
konsentrasi gas pada suatu skala logaritma. Pada grafik dibawah ini menunjukan
tipe dari karakteristik sensitifitas TGS4161. Sumbu y mengindikasikan ∆EMF,
dimana ∆EMF adalah penjabaran dari :
∆EMF=EMF1 -
EMF2
Dimana :
EMF1=EMF pada
350 ppm CO2.
EMF2=EMF
pada konsentrasi gas yang terdaftar.
Gambar 2.6 Tipe dari karakteristik
sensitifitas TGS4161
Sumber : Frengki (2011)
Dan dibawah
ini menunjukan ketergantungan kelembaban dari TGS4161. Sumbu y mengindikasikan
∆EMF, dimana ∆EMF adalah penjabaran dari :
∆EMF=EMF1 -
EMF2
Dimana :
EMF1=EMF pada
350 ppm CO2
EMF2=EMF pada
1000ppm CO2 (Frengky, 2011)
Gambar 2.7 Ketergantugan kelembaban dari
TGS4161
Sumber : Frengki (2011)
Wemos merupakan sebuah board
pemprogrman yang di program dengan Bahasa pemprograman IDE Arduino. Board
ini memiliki fitur sebagai berikut :
Gambar 2.8 Wemos D1
Sumber : Wemos
Electronics (2006)
· 11 digital
input/output pins, all pins have interrupt/pwm/12C/one-wire supported(except for D0)
·
1 analog
input(3.2V max input)
·
Micro USB
connection
·
Power
jack, 9-24V power input.
Spesifikasi :
·
Microcontroller :
ESP-8266EX
·
Operating Voltage :
3.3 V
·
Digital I/O Pins :
11
·
Analog Input Pins :
1 (Max Input 3.2 V)
·
Clock Peesd :
m80 MHz/160 MHz
·
Flash :
4 M bytes
·
Lenght :
68.6 mm
·
Width :
53.4 mm
·
Weight :
25g
3.1 Internet of Things (IoT) adalah
suatu konsep dimana konektifitas internet dapat bertukar informasi satu sama
lainnya dengan benda-benda yang ada disekelilingnya.
3.3 TGS 4161 adalah sebuah sensor yang mengkonsumsi daya rendah
dibandingkan sensor lainnya.
Amril.
(2010). Pendeteksi
Kadar Gas Buang (CO) Kendaraan Bermotor Roda Dua Menggunakan Sensor Gas. Diambil
7 Maret 2017. Web site: http://repo.polinpdg.ac.id/427/1/187-191-1-PB.pdf.
Dian Arintya Rahmi, Sumardi.St., M.T, iwan Setiawan.
S.T., M.T. MONITORING KANDUNGAN KARBONDIOKSIDA (CO2) DALAM SEBUAH MODEL RUANGAN
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535. Diambil 7 Maret 2017. Web site: http://eprints.undip.ac.id/25346/1/ML2F306022.pdf.
Hafiizh
Ashshiddiqi Prabowo & Danang lelono. 2013. Deteksi dan Monitoring Polusi
Udara Berbasis Array Sensor Gas.
Diambil 7 Maret 2017. Web site:
http://download.portalgaruda.org/article.php?article=149425&val=304&title=Deteksi%20dan%20Monitoring%20Polusi%20Udara%20Berbasis%20Array%20Sensor%20Gas.
Machy,
Siwe. (2011, 30 Maret). Skripsi Tgs2600. Diambil 7 Maret 2017. Web site:
http://asakota.blogspot.co.id/2011/03/skiripsi-tgs2600_30.html.
Hardian. (2017)
Pemantauan Kualitas Udara Polutan Co dan Co2 Berbasis IOT di ambil 05 Juli 2019.
