PISI UAS 4117099 Amin Hifful F
Makalah
Deteksi Suhu
Ruangan IoT(Internet of Things)
1
Dosen Pengampu :
https://endangkurniawan.com
Disusun Oleh :
NIM
|
:
|
4117099
|
NAMA
|
:
|
AMIN
HIFFUL F
|
MK / Kelas
|
:
|
P I S
I /
E
|
PRODI SISTEM INFORMASI
FAKULTAS SAINS & TEKNOLOGI
UNIVERSITAS PESANTREN TINGGI DARUL ‘ULUM JOMBANG 2019
FAKULTAS SAINS & TEKNOLOGI
UNIVERSITAS PESANTREN TINGGI DARUL ‘ULUM JOMBANG 2019
Abstrak
Musibah kebakaran rumah yang
bermula dari adanya kebocoran gas LPG di ruang dapur masih sering di terjadi di
sekitar kita. Teknologi rumah cerdas(smart
home) dapat diterapkan sebagai salah satu solusi untuk mengamankan ruangan
dapur dari potensi kebakaran. Tujuan penelitian ini adalah merancang suatu
sistem deteksi dini pencegah kebakaran berbasis Arduino, sensor gas, sensor
api, ESP8266 dan sistem pemberitahuan berbasis aplikasi Blynk di smartphone.
Rancangan sistem terdiri dari rangkaian perangkat keras (hardware) yang bekerja sesuai dengan perintah perangkat lunak(software). Rangkaian perangkat keras
terdiri dari mikrokontroler Arduino Mega2560, sensor Gas MQ6, sensor api dan
board ESP8266 sebagai embedded chip yang mampu berkomunikasi berbasis WiFi.
Modul ESP8266 digunakan sebagai client dari router WiFi. Fungsi modul ini
adalah mengirimkan dan menerima data informasi antara mikrokontroler dan smartphone. Komunikasi tersebut didukung
oleh pustaka Blynk dan aplikasi Blynk sebagai antarmuka grafis pengguna di
smartphone android. Hasil rancangan sistem diuji coba pertama kali sebagai alat
deteksi api. Tanggapan sistem terhadap adanya api berupa berubahnya warna LED
virtual di aplikasi Blynk. Uji coba sistem deteksi api lebih lanjut berupa data
variasi jarak sensor api dan sumber api terhadap waktu tanggap sistem. Uji coba
terpisah lainnya adalah sebagai pendeteksi keberadaan gas. Tanggapan sistem
terhadap kebocoran gas berupa berubahnya Level Virtual antarmuka Blynk di
smartphone. Perubahan Level Virtual merepresentasikan nilai konsentrasi gas
yang dinyatakan oleh nilai voltase sensor gas. Hasil perancangan smarthome ini diharapkan menjadi salah
satu referensi sistem pencegah potensi kebakaran berbasis IoT.
Kata kunci : Blynk, ESP 8266, IoT, smart home.
PENDAHULUAN
Musibah kebakaran rumah masih
sering terjadi di sekitar kita. Dari beberapa kasus kejadian kebakaran rumah,
kebakaran berawal dari ruang dapur. Kebakaran yang terjadi di ruang dapur
banyak diakibatkan oleh kebocoran gas yang tidak disadari dan tidak segera
ditangani oleh pemilik rumah. Kebocoran gas biasanya menimbulkan bau khas dan
jika pemilik rumah peka terhadap bau gas tersebut maka tindakan preventif dapat
dilakukan secara manual untuk menghindari adanya kebakaran. Sayangnya indera
penciuman manusia tidak terukur secara pasti atau hanya mengandalkan perasaan.
Tidak adanya ukuran pasti pada indera penciuman ataupun indera pendengaran
manusia tentunya menjadi kendala dalam mendeteksi adanya kebocoran gas. Indera
penglihatan manusia juga dapat digunakan untuk mencegah munculnya potensi
kebakaran rumah. Sayangnya indera penglihatan terkadang terlambat dalam
melakukan tindakan pencegahan kebakaran. Tindakan pencegahan kebakaran baru
mulai disadari ketika api kebakaran telah meluas.
Keterbatasan kepekaan panca
indera manusia perlu dibantu dengan teknologi misalnya sensor gas yang lebih
peka dan memiliki daya ukur lebih pasti dalam menentukan ada tidaknya kebocoran
gas di ruang dapur rumah. Teknologi pencegahan kebakaran juga dapat dilengkapi
dengan pemasangan sensor api. Keberadaan sensor-sensor tersebut akan saling
melengkapi dalam membangun sebuah sistem pencegah kebakaran skala rumahan.
Sistem pencegah kebakaran saat ini perlu dilengkapi dengan kemampuan pengiriman
informasi jarak jauh melalui koneksi internet. Aplikasi sistem pencegah
kebakaran juga perlu ditampilkan di smarthone android agar pemilik rumah
mampu mengetahui potensi
kebakaran saat posisi di manapun seperti posisi di luar rumah. Konsep smart
home berbasis teknologi IoT(Internet of
Things) tersebut saat ini dan di masa mendatang perlu terus dieksplorasi
dan dikembangkan sehingga layak menjadi produk IIoT (Industrial Internet of Things).
Hadirnya produk-produk IoT merupakan peluang yang sangat potensial sebab
menjadi salah satu kekuatan ekonomi
modern berbasis teknologi tepat guna.
Beberapa penelitian terkait smart home atau home automation adalah penelitian oleh B.R.A Putra, dkk, (2016)
bertopik pengendalian rumah pintar berbasis mikrontroler Raspberry Pi dirancang
untuk mengendalikan perangkat elektronik rumah tangga menggunakan halaman web
yang dapat diakses melalui smartphone maupun PC(Personal Computer). Artinya pengendalian rumah pintar tidak hanya
dapat diakses dari lokal area saja, tetapi dapat dikendalikan secara jarak jauh
melalui akses internet berbasis halaman web. Penelitian lainnya adalah
perancangan sistem pemantau suhu dan kelembaban ruangan dengan notifikasi via
email (A.H. Saptadi, dkk, 2016). Hasil penelitian menunjukkan notifikasi
kondisi suhu dan kelembaban ruangan telah dapat dikirim via email. Penelitian
terkait sistem notifikasi bertopik smart home khususnya home automation juga dilakukan oleh Arafat (2016). Penelitian
tersebut terkait pengembagan smart door lock bertujuan untuk keamanan pintu
rumah. Pada penelitian tersebut telah dibuat perancangan sistem keamanan pintu
rumah yang terdiri dari ESP8266, solenoid, dan reed sensor. ESP8266 berfungsi
sebagai mikrokontroler yang mengsupport WiFi sementara kunci solenoid yang
dilekatkan di pintu rumah. Aplikasi Blynk yang terpasang di smartphone
dikoneksikan pada sistem tersebut untuk memantau kondisi kunci solenoid.
Aplikasi Blynk mampu memberikan informasi secara realtime kepada pengguna,
sehingga dapat memantau keadaan pintu serta dapat menginformasikan jika ada
yang membuka pintu secara paksa (M.I. Mahali ,2016).
Seperti tersaji pada Gambar 1
ESP8266 adalah sebuah embedded chip yang di desain untuk komunikasi berbasis
WiFi. Chip ini memiliki output serial TTL dan GPIO. ESP8266 dapat digunakan
secara sendiri (standalone) maupun
digabungkan dengan pengendali lainnya seperti mikrokontroler. ESP 8266 dapat
bertindak sebagai client ke suatu WiFi router, sehingga saat konfigurasi
dibutuhkan setting nama access point dan juga password (R.P. Pratama, 2017).
Blynk adalah sebuah layanan server yang digunakan untuk mendukung project
Internet of Things. Dari Gambar 2 terdapat tiga komponen utama Blynk yaitu :
Aplikasi Blynk(Blynk apps) , Blynk
server dan pustaka Blynk (Blynk libraries). Aplikasi Blynk memungkinkan
untuk membuat project interface dengan berbagai macam komponen input output yang mendukung untuk pengiriman maupun
penerimaan data serta merepresentasikan data sesuai dengan komponen yang
dipilih. Representasi data dapat berbentuk visual angka maupun grafik. Blynk
server merupakan fasilitas Backend Service berbasis cloud yang bertanggung
jawab untuk mengatur komunikasi antara aplikasi smart phone dengan lingkungan
hardware. Pustaka Blynk dapat digunakan untuk membantu pengembangan source
code.
Gambar 1: ESP8266
(http://docs.blynk.cc)
Gambar 2: Blynk(http://docs.blynk.cc)
METODOLOGI
PENELITIAN
Peralatan dan bahan-bahan yang
digunakan antara lain : breadboard,
Arduino Mega 2560, ESP 8266, router
dan SIM Card, adaptor 9V/2A, kabel jumper duppon (female to female, female to
male, male to male), modul sensor gas MQ6, modul sensor api (flame sensor),gas LPG, bahasa
pemrograman Arduino IDE 1.8.3, aplikasi Blynk di smartphone android, provider
layanan internet(Smartfren, Simpati) dan satu unit smartphone android. Diagram
rancangan sistem smart home tersaji pada Gambar 3.
Gambar 3: Diagram
Blok Perancangan Sistem
Rancangan tampilan GUI aplikasi Blynk yang nantinya
akan muncul di smartphone tersaji pada Gambar 4.
Gambar 4: Rancangan
GUI Smart Home melalui aplikasi Blynk di smartphone
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rangkaian
hardware sistem deteksi dini pencegah
kebakaran disajikan pada Gambar 5.
sensor
garouter
Gambar 5: Prototipe deteksi api
Di
perancagan ini board ESP8266 difungsikan sebagai klien dari adanya Router WiFi
dan oleh esp8266
Arduino Mega2560 dimanfaatkan sebagai WiFisensoraksesapimelalui
AT commad. Pada penelitian ini dipilih board Arduino Mega2560 dan board ESP8266
dengan tujuan agar mampu menangani pengembagan sistem ke depannya. Kelebihan
Arduino Mega2560 adalah board ini banyak menyediakan pin-pin untuk pengembangan
sistem seperti tersedianya tambahan tiga pasang port untuk komukasi serial
(Tx/Rx) dan port analog yang lebih banyak jumlahnya. Pemakaian ESP8266 sebagai
akses WiFi Arduino Mega2560 memungkinkan adanya pengembangan lanjut dari
perancangan sistem berbasis IoT (Internet
of Things).
Pada penelitian ini dipilih Blynk
yang berfungsi sebagai Backend Service bertanggung jawab mengatur komunikasi
antara aplikasi smartphone dengan lingkungan hardware. Semua data-data yang
diproses oleh hardware dalam hal ini mikrokontroler Arduino terkirim melalui
sistem cloud Blynk sehingga dapat diterima oleh aplikasi Blynk di smartphone.
Selain itu tersedianya pustaka Blynk (Blynk
Libraries) di sketch Arduino IDE memungkinkan kemampuan untuk menangani
puluhan hardware pada saat yang bersamaan sehingga semakin memudahkan bagi para
pengembang IoT. Protokol yang
digunakan Blynk dalam menyampaikan notifikasi ke aplikasi Blynk di smartphone disebut protokol pesan.
Protokol pesan terdiri dari dua bagian utama yaitu header dan body. Bagian header
sendiri terdiri dari tiga komponen yaitu protokol komentar berukuran 1 byte,
messageId berukuran 2 byte dan body message length berukuran 2 byte. Bagian
body berupa karakter string yang mampu menampung hingga 215 byte. Ringkasnya Blynk
mentransfer pesan-pesan biner (binary
message) dengan struktur seperti disajikan Tabel 1. Algoritma kerja sistem
tersaji pada Gambar 6.
Tabel 1: Struktur
protokol pesan Blynk
Gambar 6: Algoritma sistem deteksi dini
pencegah kebakaran
Uji coba pertama adalah
mendeteksi keberadaan api. Api yang dimaksud adalah api kebakaran yang
cenderung berwarna kuning. Sebagai sampel api kebakaran digunakan nyala api
lilin seperti tersaji pada Gambar 7. Sengaja tidak menggunakan api tungku
kompor gas karena api tersebut berwarna biru sehingga sensor api tidak
sensitif. Berdasarkan data sheet sensor api, sensor ini hanya mampu mendeteksi
cahaya api pada rentang panjang gelombang 570-620 nm. Pada rentang ini hanya
api berwarna kuning hingga jingga yang dapat terdeteksi. Api warna biru
contohnya api kompor gas tidak dapat terdeteksi karena memiliki panjang
gelombang yang lebih pendek, kurang dari 570 nm. Hasil respon sistem dalam
bentuk pemberitahuan melalui tampilan antarmuka aplikasi Blynk di smartphone
yaitu berubahnya virtual LED menjadi berwarna merah disajikan pada Gambar 8.
Sensor api
Gambar 7: Uji
coba deteksi api
Gambar 8: Hasil
respon sistem di smarthome
Hasil uji coba variasi jarak api
dari sensor api terhadap respon waktu sistem disajikan pada Tabel 1. Nilai
intensitas api lilin diukur menggunakan Luxmeter. Pada saat pengambilan data
ruangan dapur dikondisikan gelap dan cahaya yang diukur oleh luxmeter adalah
cahaya api lilin saja.
Tabel2:
|
Hasil
uji coba deteksi keberadaan api
|
||
 |
|||
Dari Tabel 2 diperoleh rata-rata respon waktu sebesar ( 2,48±0,50) detik. Berdasarkan hasil terebut dapat disimpulkan bahwa respon sistem menanggapi adanya api tidak dipengaruhi oleh nilai intensitas cahaya ataupun jarak sumber api dengan sensor api. Hal ini dikarenakan kecepatan rambat cahaya jauh lebih cepat dibandingkan nilai perubahan jarak ataupun nilai intensitas cahaya tiap variasi yang dilakukan saat pengambilan data.
Uji coba sistem terhadap
keberadaan gas dilakukan saat tidak ada nyala api. Artinya uji coba dilakukan
terpisah sendiri-sendiri untuk menghindari resiko kecelakaan. Karena gas
merupakan fluida atau zat yang mampu mengalir dan arah penyebaran gas bersifat
acak maka pada saat uji coba sensor gas dibutuhkan sebuah tabung atau botol
yang ujung-ujungnya terbuka. Saat uji coba di penelitian ini digunakan botol
plastik air mineral dimana sensor gas MQ6 didiletakkan di mulut botol dan
bagian ujung botol lainnya yang terbuka menghadap kompor gas seperti Gambar 9.
Secara perlahan-lahan katup saluran gas dibagian kompor gas LPG dibuka dengan
hanya memutarnya saja (di langkah ini tidak perlu memicu nyala api seperti saat
menyalakan kompor gas) sampai tercium bau gas secukupnya. Contoh hasil uji coba
prototipe smart home saat mendeteksi keberadaan gas disajikan Gambar 10. Respon
sistem berbentuk perubahan tampilan Virtual Level antarmuka aplikasi Blynk di
smartphone.
Sensor gas
Gambar
10: Hasil respon sistem di smartphone
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dapat
diambil beberapa kesimpulan diantaranya adalah prototipe sistem deteksi dini
pencegah kebakaran berbasis IoT (Internet
of Things) mampu memantau adanya potensi kebakaran oleh adanya api dan gas
melalui smartphone. Sistem cloud yaitu layanan Blynk cloud dan koneksi WiFi
berbasis ESP8266 mampu memberikan informasi jarak jauh kondisi akan keberadaan
api dan gas secara real time melalui GUI aplikasi Blynk di smartphone android.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu referensi penerapan
IoT (Internet of Things) khususnya
rancangan smart home.
3.1
Perancangan Sistem Audit Mutu Internal Unjani
Perancangan sistem ini mencakup
kebutuhan fungsional yang akan dijelaskan menggunakan object oriented modelling dengan pemodelan unified modelling language (UML). Tools yang digunakan
dalam perancangan ini adalah usecase
diagram, sequence diagram, activity diagram dan class diagram (Fowler, 2005).
Referensi
Arafat, (2016), “Sistem
pengamanan pintu rumah berbasis Internet Of Things (IoT) Dengan ESP8266”,
Technologia, Vol. 7, No.4, pp. 262-267.
A.H. Saptadi, et al., (2016), “Sistem Pemantau Suhu
Dan Kelembaban Ruangan Dengan Notifikasi Via Email”. Prosiding seminar nasional
multi disiplin ilmu & call for papers
unisbank ke-2. Kajian Multi Disiplin Ilmu dalam
Pengembangan IPTEKS untuk Mewujudkan Pembangunan Nasional Semesta Berencana
(PNSB) sebagai Upaya Meningkatkan Daya Saing Global ISBN: 978-979-3649-96-2,
pp.15-24.
Blynk
document, (2018), http://docs.blynk.cc, diakses Juli 2018.
B.R.A Putra, et al., (2016), “Pengendalian Rumah
Pintar Menggunakan Jaringan Internet Berbasis Rasberry Pi”, Prosiding SENTIA
2016, Vol. 8, pp:A-103-110.
M.
Izzuddin Mahali, (2016), “Smart Door Locks Based on Internet of Things Concept
With Mobile
Backend as a Service”, Jurnal Electronics, Informatics, and Vocational
Education
(ELINVO),
Vol.1, No.3, pp.171-181.
Marco
Schwartz, (2016) , “Internet of
Things With Arduino Cook Book”,
Packt Pubs Ltd,
Birmingham,
UK.
R.P. Pratama,
(2017), “Aplikasi Wireless
Sensor ESP8266 Untuk
Smart Home Automation”,
Seminar
Nasional Teknologi dan Rekayasa(SENTRA) 2017, pp.IV.1 – IV.10.
Komentar
Posting Komentar