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)
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.
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
1.1.Latar belakang
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.
1.2.Perumusan masalah
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) ?
1.3.Ruang Lingkup
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.
1.4.Tujuan
Tuga ini bertujuan untuk membuat sebuah alat yang mampu memantau kualitas udara
terhadap polutan karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2) berbasis IOT.
1.
PEMBAHASAN
1.1 Uraian Singkat
|
|
|
|
Gambar 1.1 Blok Diagram Sistem
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
1.2 Metodologi
Perancangan dan Pembuatan
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
2.
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1 Internet Of Things (IOT)
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.
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.
Setelah itu perangkat dapt terkontrol dengan smart phone melalui app BLYNK.
Gambar
2.4
Tampilan Running
2.2 Sensor Gas CO MQ-7
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 = 33Ω±5%
- 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
2.3 Sensor Gas CO2 TGS 4161
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)
2.4 WEMOS
D1 WIFI ARDUINO UNO ESP8266
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.
·
Compatible with Arduino
·
Compatible with nodemcu
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
2.5 Liquid Cristal
Display ( LCD )
Liquid Cristal Display (LCD) adalah modul penampil yang banyak
digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang banyak digunakan saat ini adalah
LCD M1632 reffurbish karena harganya cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD
dengan tampilan 2 x 16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah.
Gambar 2.9 Liquid Cristal Display ( LCD ) 2 x 16
Sumber : Machy (2011)
Modul tersebut dilengkapi dengan
mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Dengan menggunakan
8 bit parallel, LCD ini dapat dengan mudah diinterfaceskan dengan
mikrokontroler dengan menggunakan level
tegangan TTL (Logika transistor–transistor). Memiliki register data berisi
karakter-karakter umum, dan juga penciptaan karakter baru. Tegangan suplay yang
digunakan sebesar 5 volt. LCD dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai
hasil sensor, menampilkan teks atau menampilkan menu pada aplikasi
mikrokontroler ( Machy, S. 2011).
3.
KESIMPULAN
3.1 Internet
of Things (IoT) adalah suatu
konsep dimana konektifitas internet dapat bertukar informasi satu sama lainnya
dengan benda-benda yang ada disekelilingnya.
3.2 MQ
7 merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan unt
uk mendeteksi gas karbon monoksida
(CO) dalam kehidupan sehari-hari, industri, atau mobil.
3.3
TGS 4161 adalah sebuah sensor yang mengkonsumsi daya rendah
dibandingkan sensor lainnya.
3.4 Wemos merupakan sebuah board pemprogrman
yang di program dengan Bahasa pemprograman IDE Arduino.
3.5 Liquid Cristal
Display (LCD) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya
menarik.
4.
Daftar
Referensi
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.
Baskara. (2013). MQ-7 Sensor Gas CO. Diambil
7 Maret 2017. Web site: http://baskarapunya.blogspot.co.id/2013/05/mq-7-sensor-gas-co.html.
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.
Nugroho. (2013). Makala Asap Pabrik, Asap
Kebakaran Hutan, dan Polusi. Diambil 7 Maret 2017. Web site: http://n-pangestu.blogspot.co.id/2013/12/makalah-asap-pabrik-asap-kebakaran.html.
_______. (2016). Pengertian Internet of
Things (IOT). Diambil 7 Maret 2017. Web site: https://idcloudhost.com/pengertian-internet-of-things-iot/.
Hardian. (2017) Pemantauan Kualitas Udara Polutan Co dan Co2 Berbasis IOT di ambil 05 Juli 2019.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar