SISTEM MONITORING SUHU DAN KELEMBABAN RUANGAN BERBASIS WEB
Disusun oleh:
(Alifian Odi Mahendra
2015-31-165
Tahun Angkatan 2015)
(M. Firza Pahlevi
2015-31-121
Tahun Angkatan 2015)
(Julio Risky Sybiro Coubat
2016-31-226
Tahun Angkatan 2016)
SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN JAKARTA 2018
DAFTAR ISI BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................................................... 1 1.1.
Latar Belakang...................................................................................................................... 1
1.2.
Rumusan Masalah ............................................................................................................... 1
1.3.
Batasan Masalah .................................................................................................................. 1
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................................... 2 2.1.
Internet of Things ................................................................................................................. 2
2.2.
Arduino ................................................................................................................................... 3
2.3.
DHT-11................................................................................................................................... 3
2.4.
Pemrograman HTML ........................................................................................................... 4
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ............................................................................................... 5 3.1. Algoritma Flowchart Metodologi ............................................................................................. 5 3.2. Analisis Kebutuhan................................................................................................................... 6 3.2.1. Analisis Pengguna ............................................................................................................ 6 3.2.2. Analisis Spesifikasi Perangkat ........................................................................................ 6 3.2.2.
Rangkaian Sensor DHT11 .......................................................................................... 7
3.3. Perancangan Software ............................................................................................................ 7 3.4. Teknik Analisis .......................................................................................................................... 8 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................................ 9 4.1. Hasil ............................................................................................................................................ 9 4.1.1. Flowchart Untuk Skenario Bekerjanya Arduino(Alat) .................................................. 9 4.1.1. Flowchart Untuk Skenario Bekerjanya System .......................................................... 10 4.2. Rancangan Antar Muka / Interface ...................................................................................... 11 BAB 5 PENUTUP............................................................................................................................... 12 5.1
KESIMPULAN ..................................................................................................................... 12
5.2
SARAN ................................................................................................................................. 12
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................... 13
i
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang
Saat ini, permintaan terhadap otomatisasi dan system intelejen sangat tinggi, itu sebabnya masyarakat menunjukkan ketertarikan terhadap perangkat pintar. Contohnya, masyarakat dapat mengkontrol atau memonitor alat-alat rumah tangga mereka melalui web atau aplikasi melalui telepon genggam. Internet of Things (IoT) yang dapat membuat alat-alat atau perangkat keras tersebut dapat berkomunikasi, bertukar data, dan saling mengendalikan melalui web atau aplikasi telepon genggam. [1] Suhu dan kelembaban udara di lingkungan pun dapat dimonitor melalui web dengan menggunakan (IoT) agar udara di lingkungan tersebut tetap sehat dan terjaga. [2] Menurut data dari medicalogy.com kelembaban udara (relative humidity) adalah satuan untuk menyatakan jumlah uap air yang terkandung pada udara. Semakin banyak uap air yang dikandung dalam udara, maka semakin lembab udara tersebut. Kelembaban udara dinyatakan dalam persen (%) dan rentang kelembaban udara dalam ruangan (indoor) yang dianggap ideal adalah 40%-60% tergantung dimana Anda tinggal. Biasanya angka 45% dianggap sebagai angka yang paling ideal bagi kelembaban udara indoor. Jika kelembaban udara di ruangan tersebut rendah maka beresiko menyebabkan munculnya penyakit flu dan batuk, sedangkan jika kelembaban udara tinggi beresiko menyebabkan infeksi pernapasan yang lebih tinggi. Untuk suhu udara sendiri, suhu ideal untuk indoor adalah 20-29°C. Menurut cnnindonesia.com suhu yang berada diatas range ideal tersebut dapat meningkatkan resiko tekanan darah rendah dan memicu sakit jantung. Oleh karena itu kami membuat suatu alat yang bisa memonitoring suhu dan kelembaban di ruangan atau rumah menggunakan sensor yang dapat langsung dipantau atau dimonitor oleh para penggunanya melalui tampilan antarmuka web agar mereka dapat mengetahui berapa suhu dan kelembaban di ruangan tersebut serta mengetahui apakah suhu dan kelembaban udara di ruangan tersebut aman atau tidak.
1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut: 1. Apa itu Internet of Things? 2. Apa saja penerapan Internet of Things dalam kehidupan nyata? 3. Bagaimana penerapan Internet of Things dalam memonitoring suhu dan kelembaban udara?
1.3.
Batasan Masalah
1. Mikrokontroller alat ini menggunakan Arduino dan sensor DHT11. 2. Alat ini hanya mengukur berapa suhu dan kelembaban udara di lingkungan sekitar alat tersebut.
1
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1.
Internet of Things
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. Internet of Things (IoT) telah menarik banyak perhatian selama beberapa tahun terakhir. Konsep IoT adalah yang pertama diusulkan oleh Kevin Ashton pada tahun 1999. Karena kemajuan yang cepat dalam komunikasi seluler, Jaringan Sensor Nirkabel (WSN), Identifikasi Frekuensi Radio (RFID), dan cloud computing, komunikasi antar perangkat IoT telah menjadi lebih nyaman daripada sebelumnya. Perangkat IoT mampu bekerja sama dengan satu sama lain. Dunia IoT mencakup berbagai macam perangkat seperti ponsel pintar, pribadi komputer, PDA, laptop, tablet, dan perangkat genggam lainnya yang disematkan perangkat. Perangkat IoT didasarkan pada biaya-efektif sensor dan sistem komunikasi nirkabel untuk berkomunikasi dengan satu sama lain dan mentransfer informasi yang bermakna kepada sistem terpusat. Informasi dari perangkat IoT lebih jauh diproses dalam sistem terpusat dan dikirim ke tujuan yang dimaksud. Dengan pertumbuhan komunikasi yang cepat dan teknologi internet, rutinitas sehari-hari kita lebih terkonsentrasi di ruang fiksi dunia maya. Masyarakat pada saat ini bekerja, berbelanja, mengobrol (menjaga hewan peliharaan dan tanaman di dunia maya disediakan oleh jaringan), sedangkan manusia hidup di dunia nyata. Oleh karena itu, sangat sulit untuk menggantikan semua kegiatan manusia dengan kehidupan yang sepenuhnya otomatis. Ada batas batas ruang fiktif yang membatasi pengembangan masa depan internet untuk layanan yang lebih baik. IoT telah berhasil diintegrasikan ruang fiksi dan dunia nyata yang sama peron. Target utama IoT adalah konfigurasi lingkungan yang cerdas dan perangkat independen yang sadar diri seperti smart living, smart items, smart health, smart city dan lain-lain. Saat ini tingkat adopsi Perangkat IoT sangat tinggi, semakin banyak perangkat yang terhubung melalui internet. Menurut penilaian, ada 30 miliar menghubungkan hal-hal dengan perkiraan 200 miliar koneksi itu akan menghasilkan pendapatan sekitar 700 miliar euro oleh tahun 2020. Sekarang di Cina, ada sembilan miliar perangkat yang ada diperkirakan akan mencapai 24 miliar pada tahun 2020. Di masa depan, IoT akan mengubah gaya hidup dan model bisnis kita sepenuhnya. Ini akan memungkinkan orang dan perangkat untuk berkomunikasi kapan saja, di mana saja, dengan perangkat apa pun dalam kondisi ideal menggunakan apa pun jaringan dan layanan apa pun. Tujuan utama IoT adalah menciptakan Dunia superior untuk manusia di masa depan. [3] Sayangnya, mayoritas perangkat dan aplikasi ini tidak dirancang untuk menangani keamanan dan privasi serangan dan itu meningkatkan banyak masalah keamanan dan privasi di jaringan IoT seperti kerahasiaan, otentikasi, integritas data, kontrol akses, kerahasiaan, dll. Setiap hari, perangkat IoT ditargetkan oleh penyerang 2
dan penyusup. Sebuah penilaian mengungkapkan bahwa 70% perangkat IoT sangat mudah menyerang. Oleh karena itu, mekanisme yang efisien sangat diperlukan untuk mengamankan perangkat yang terhubung ke internet terhadap peretas dan penyusup.[4]
2.2.
Arduino
Arduino adalah sebuah pengendali mikro board tunggal yang memiliki sifat terbuka (open source) yang diturunkan dari platform berbasis Wiring. Pengendali ini dirancang untuk mempermudah penggunaan dalam berbagai bidang elektronik. Hardware arduino mengandung prosesor jenis Atmel AVR, dan memiliki bahasa pemrograman tersendiri. Pembuatan Arduino dimulai pada tahun 2005, dimana sebuah situs perusahaan komputer Olivetti di Ivrea, Italia membuat perangkat untuk mengendalikan proyek desain interaksi siswa supaya lebih murah dibandingkan sistem yang ada pada saat itu. Dilanjutkan pada bulan Mei 2011, dimana sudah lebih dari 300.000 unit Arduino terjual. Pendiri dari Arduino itu sendiri adalah Massimo Banzi dan David Cuartielles. Awalnya mereka memberi nama proyek itu dengan sebutan Arduin dari Ivrea tetapi seturut dengan perkembangan zaman, maka nama proyek itu diubah menjadi Arduino yang berarti “teman yang kuat” atau dalam versi bahasa Inggrisnya dikenal dengan sebutan “Hardwin”. Awalnya Massimo Banzi membangun disekitar proyek Pengkabelan dari Hernando Barragan. Pengkabelan ini adalah proyek tesis Hernando di desain Interaksi Institute Ivrea. Hal tersebut dimaksudkan untuk menjadi versi elektronik pengolahan yang digunakan di lingkungan pemrograman dan mengambil pola sintaks Processing tetapi dengan berkembangnya teknologi maka Arduino menjadi sangat popular dikalangan mahasiswa dan pelajar saat ini. Mereka mengembangkan Arduino dengan bootloader dan software yang user friendly sehingga menghasilkan sebuah board mikrokontroler yang bersifat open source yang bisa dipelajari dan dikembangkan oleh mahasiswa, pelajar, professional, pemula, dan penggemar elektronika maupun robotik di seluruh dunia.
2.3.
DHT-11
Sensor DHT11 adalah module sensor yang berfungsi untuk mensensing objek suhu dan kelembaban yang memiliki output tegangan analog yang dapat diolah lebih lanjut menggunakan mikrokontroler. Module sensor ini tergolong kedalam elemen resistif seperti perangkat pengukur suhu seperti contohnya yaitu NTC. Kelebihan dari module sensor ini dibanding module sensor lainnya yaitu dari segi kualitas pembacaan data sensing yang lebih responsif yang memliki kecepatan dalam hal sensing objek suhu dan kelembaban, dan data yang terbaca tidak mudah terinterverensi. Sensor DHT11 pada umumya memiliki fitur kalibrasi nilai pembacaan suhu dan kelembaban yang cukup akurat. Penyimpanan data kalibrasi tersebut terdapat pada memori program OTP yang disebut juga dengan nama koefisien kalibrasi. Sensor ini memiliki 4 kaki pin, dan terdapat juga sensor DHT11 dengan breakout PCB yang terdapat hanya memilik 3 kaki pin seperti gambar dibawah ini. 3
Spesifikasi: • • •
2.4.
Tegangan Masukan: 5Vdc Rentang temperature: 0-50° C, kesalahan ± 2 ° C Kelembaban: 20-90% RH ± 5% RH error
Pemrograman HTML
HyperText Markup Language (HTML) adalah sebuah bahasa markup yang digunakan untuk membuat sebuah halaman web, menampilkan berbagai informasi di dalam sebuah Penjelajah web Internet dan formating hypertext sederhana yang ditulis kedalam berkas format ASCII agar dapat menghasilkan tampilan wujud yang terintegerasi. Dengan kata lain, berkas yang dibuat dalam perangkat lunak pengolah kata dan disimpan kedalam format ASCII normal sehingga menjadi home page dengan perintah-perintah HTML. HTML saat ini merupakan standar Internet yang didefinisikan dan dikendalikan penggunaannya oleh World Wide Web Consortium (W3C).
4
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Algoritma Flowchart Metodologi
MULAI
PERENCANAAN
ANALISIS KEBUTUHAN
PERANCANGAN SOFTWARE
DISETUJUI?
T
Y UJI COBA SISTEM
PENULISAN LAPORAN
DISETUJUI?
T
Y IMPLEMENTASI SISTEM
SELESAI
5
3.2. Analisis Kebutuhan Analisis kebutuhan dilakukan untuk memperoleh definisi permasalahan dan penggambaran yang tepat dari apa yang akan dilakukan. Analisis yang dibutuhkan terdiri dari pengguna dan analisis spesifikasi perangkat. 3.2.1. Analisis Pengguna Pengguna yang menjadi objek sasaran sistem monitoring suhu dan kelembaban ini adalah orang yang memiliki dan memasang sistem monitoring suhu dan kelembaban ini kedalam rumah mereka, karena akan mempermudah pengguna untuk mengatur dan memantau keadaan suhu dan kelembaban rumahnya. 3.2.2. Analisis Spesifikasi Perangkat Dalam proses pembuatan sistem dan alat yang akan digunakan, maka penulis menggunakan spesifikasi sebagai berikut: 1. Perangkat Keras (Hardware) yang digunakan harus sesuai dengan tipe serta fungsinya agar mempermudah pembuatan sistem monitoring suhu dan kelembaban berbasis Arduino. a. 1 unit laptop/PC b. 1 unit Arduino IDE c. 4 unit sensor suhu dan kelembaban DHT-11 d. 12 unit kabel jumper e. 1 unit kabel serial USB 2. Perangkat Lunak (Software) merupakan penunjang dari komponen perangkat keras khususnya Arduino UNO, untuk menginput program atau mengubah program dalam Arduino UNO. a. Windows 8.1 64-bit pada laptop b. Arduino IDE c. Browser Google Chrome Sensor Suhu dan Kelembaban berbasis Arduino UNO. Sensor berfungsi sebagai input. Sensor Suhu dan Kelembaban menggunakan komponen DHT-11 yang dapat mengetahui berapa suhu dan kelembaban di area/lingkungan sensor tersebut. Sensor akan membaca suhu dan kelembaban di lingkungan tersebut setiap 5 detik dan mengirimkan informasi tersebut kepada mikrokontroller Arduino UNO dan akan ditampilkan di antarmuka web. 6
ANTARMUKA WEB
ARDUINO UNO
SENSOR DHT-11
PENGGUNA
3.2.2. Rangkaian Sensor DHT11 Sensor DHT11 dalam sistem ini berfungsi untuk mendeteksi suhu dan kelembaban ruangan, rangkaiannya dapat dilihat seperti gambar dibawah ini:
Gambar : Rangkaian Sensor Gas LPG
Pemasangan rangkaian sensor DHT11 yaitu dengan menghubungkan pin VCC sensor DHT11 ke pin 5V Arduino, pin GND sensor DHT11 dihubungkan dengan GND Arduino, dan pin data dihubungkan ke pin digital Arduino. Rangkaian pengujian sensor gas LPG MQ-2 dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
3.3. Perancangan Software Pada perancangan sistem rumah pintar, software yang digunakan untuk memprogram keseluruhan sistem rumah pintar adalah dengan menggunakan program
Arduino
IDE
yang
menggunakan
bahasa
C
yang
telah
disederhanakan sebagai bahasa induknya, sehingga pengguna dapat mempelajari dan menggunakan software Arduino dengan mudah. Berikut adalah tampilan dari program Arduino IDE:
7
Gambar Tampilan Program Arduino IDE
3.4. Teknik Analisis Teknik Analisis pada pengujian sistem ini adalah dengan cara mengukur menggunakan alat ukur kemudian melakukan perhitungan. Adapun analisis yang di harapkan adalah sebagai berikut. 1. Untuk sensor suhu dan kelembaban dilakukan pengukuran sinyal pada pin digital yang menuju Arduino pada saat melakukan pembacaan dan tidak mendeteksi adanya pembcaan dari masing-masing sensor. 2. Mengukur kecepatan waktu komunikasi sistem monitoring suhu dan kelembaban dengan cara membuka serial monitoring
8
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil 4.1.1. Flowchart Untuk Skenario Bekerjanya Arduino(Alat)
Flowchart diatas merupakan alur kerja dari alat yang telah dibuat. Yang mana alur kerjanyaadalah seperti berikut: 1. 4 sensor DHT11 membaca suhu dan kelembaban di 4 tempat yang berbeda hal ini bertujuan agar didapatkan pembacaan sensor DHT11 yang akurat dengan menghitung rata-rata pembacaan sensor setiap detik 2. Setelah sensor melakukan pembacaan suhu dan kelembaban, selanjutnya data tersebut diolah dalam arduino 3. Setelah data hasil pembacaan diolah, maka akan ditampilkan pada web browser user.
9
4.1.1. Flowchart Untuk Skenario Bekerjanya System
Ketika IP address diinputkan, mikrokontroler Arduino akan mengecek IP address yang telah diinputkan, setelah itu arduino akan membaca suhu dan klembaban yang ada disekitar sensor DHT11, setelah suhu dan kelembaban didapat melalui sensor DHT11 maka data hasil pembacaan akan dikirim menggunakan kabel UTP, dan hasil pembacaanya akan ditampilkan pada browser.
10
4.2. Rancangan Antar Muka / Interface
11
BAB 5 PENUTUP
5.1 KESIMPULAN Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah: a. Sistem ini dapat melakukan monitoring suhu dan kelembaban dalam ruangan yang dapat membantu penghuni rumah supaya dapat menyesuaikan dengan tingkat suhu dan kelembaban yang sehat. b. Sistem ini menggunakan 4 sensor DHT11 yang dipasang di setiap titik berbeda, hal ini perlu dilakukan agar hasil pembacaan yang didapat lebih akurat dengan cara mendapatkan rata-rata pembacaan dari setiap titiknya
5.2 SARAN Saran untuk peneliian ini adalah: a. Untuk perkembangan selanjutnya agar ditampilkan setiap pembacaan yang ada pada setiap sensor, supaya user bisa mengetahui tingkat keakuratan data yang ditampilkan. b. Untuk tampilan pada web browsernya bisa di tingkatkan kembali, supaya meningkatkan tingkat user experience dari pengguna.
12
DAFTAR PUSTAKA [1]
S. Dieter, T. Kelly, S. Dieter, T. Kelly, N. K. Suryadevara, and S. C. Mukhopadhyay, “Towards the Implementation of IoT for Environmental Condition Monitoring in Homes Towards the Implementation of IoT for Environmental Condition Monitoring in Homes,” Int. J. Control Appl., vol. 10, no. January 2016, pp. 203–214, 2013.
[2]
G. Prabhu, “IOT Based Home Automation and Security System,” vol. 4, no. 3, pp. 19– 22, 2017.
[3]
M. Abdur, S. Habib, M. Ali, and S. Ullah, “Security Issues in the Internet of Things (IoT): A Comprehensive Study,” Int. J. Adv. Comput. Sci. Appl., vol. 8, no. 6, 2017.
[4]
M. Cherian and H. K. P, “Implementation of a Secure and Smart Lab with Wireless Sensor Network,” vol. 3, no. 6, pp. 2012–2015, 2014.
13
