Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
-
Upload
aziz-sugianto -
Category
Documents
-
view
383 -
download
5
Transcript of Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
1/16
SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS UDARA
BERBASIS WEB
PROPOSAL TUGAS AKHIR
NPM : 0609U094
Nama : Azis Sugianto
Konsentrasi : Interfacing System
TEKNIK INFORMATIKAFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WIDYATAMA
BANDUNG
2014
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
2/16
REVIEW PROPOSAL TUGAS AKHIR
NIM : 0609U094Nama : Azis SugiantoKonsentrasi : Interfacing System
Judul :Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
Aspek Penilaian Hasil Ulasan
Orisinalitas
Kelengkapan informasi
Kelayakan ilmu dan waktu pelaksanaan
Kesimpulan:
Diterima/ diperbaiki/ ditolak
Alasan:
Bandung, ....... Maret 2014
Menyetujui Mengetahui
Ka. Lab. Interfacing System, Ka. Prodi Teknik
Informatika,
Sukenda, ST.,M.T. Sriyani Violina, S.T.,M.T.
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
3/16
ABSTRAK
Sistem pemantauan kualitas udara melalui internet memberikan penyajian
informasi mengenai kualitas udara dalam maupun luar ruangan di manapun, dan
kapan pun. Target senyawa gas polutan seperti NO2, H2, HCN, CH4, CO, CO2,
dan SO2 dapat berdampak buruk terhadap kesehatan apabila melampaui batas
normal dan kurang diperhatikan.
Kurang detilnya kepekaan manusia terhadap senyawa-senyawa gas
berbahaya membuat orang-orang mengabaikan tingkat kualitas udara yang aman
untuk dihirup sehingga dapat menyebabkan masalah kesehatan. Oleh karena itu,pengukuran kadar kontaminan udara perlu dilakukan. Pembangunan sistem ini
menggunakan microcontroller board Arduino Uno berbasis ATMega328, sensor
untuk deteksi kontaminan udara MQ-135, sensor DHT11 digunakan untuk
mengukur suhu dan kelembaban karena termasuk ke parameter penentuan kualitas
udara, serta Arduino Ethernet Shield sebagai penghubung ke web server,
sedangkan perangkat lunaknya dibangun menggunakan bahasa C Arduinountuk
sistem tertanamnya, dan PHP-SQL untuk membangun aplikasi web di mana
pengguna dapat melihat informasi kualitas udara melalui web. Metode
pengembangan yang digunakan adalah paradigmaprototyping.
Pemanfaatan sensor MQ-135 untuk mengukur kadar kontaminan udaradiharapkan mampu membantu penggunanya meminimalisasi risiko menghirup
udara berbahaya. Peran web service dalam sistem ini adalah untuk
menginformasikan kualitas udara kepada penggunanya melalui internet seefektif
mungkin.
Kata Kunci:MQ-135, Kontaminan Udara, Arduino, web service
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
4/16
LATAR BELAKANG MASALAH
Polusi udara merupakan hadirnya satu atau lebih zat fisik, kimia, maupun
biologi di udara dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan makhluk
hidup, mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti. Polusi udara
dewasa ini semakin menampakkan kondisi yang sangat memprihatinkan. Polusi
udara dapat bersumber dari berbagai kegiatan alam seperti aktivitas gunung
berapi, kebakaran hutan, gas alam beracun, dan lain-lain; kegiatan manusia seperti
industri, transportasi, perkantoran, dan perumahan yang merupakan kontribusi
terbesar dari pencemar udara yang dibuang ke udara bebas, sehingga dapat
menyebabkan penurunan mutu udara dan pemanasan global jika dalam jumlah
yang tidak wajar.
Gangguan kesehatan, khususnya gangguan pernapasan yang merupakan
akibat dari sifat polusi udara menjadi masalah penting yang harus diperhatikan.
Berbagai upaya dilakukan untuk menanggulangi masalah ini, seperti eksplorasisumber energi bersih, peremajaan mesin pabrik dan kendaraan agar lebih ramah
lingkungan, dan lain-lain. Akan tetapi, dari berbagai upaya yang dilakukan masih
terdapat kendala, salah satunya yaitu polusi udara yang sulit dirasakan secara
tegas oleh indera manusia (kecuali kadar yang ekstrem), sehingga masih
menimbulkan kekhawatiran masyarakat terhadap pencemaran udara yang
membahayakan kesehatan. Oleh karena itu, perlu diciptakan sistem yang dapat
memantau tingkat kualitas udara melalui media situs web.
Situs web yang merupakan salah satu media informasi populer saat ini
dinilai dapat memberikan informasi secara efektif melalui protokol internet,
sehingga informasi mengenai kualitas udara dapat diakses oleh penggunanya agar
memperoleh peringatan dini mengenai kadar polusi udara, serta memperoleh
informasi mengenai cara penanggulangannya berdasarkan klasifikasi tingkat
kualitas udara.
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
5/16
Berdasarkan keadaan yang telah dijelaskan, penulis bermaksud untuk
membangun perangkat yang dapat mengukur suhu, kelembaban, dan kadar
kontaminan udara yang kemudian hasil pengukuran tersebut ditampilkan di media
situs web. Dengan demikian, penulis berniat membuat tugas akhir dengan judul
Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web.
PERUMUSAN MASALAH
Berikut ini adalah masalah yang dirumuskan ke dalam bentuk pertanyaan
berdasarkan latar belakang masalah.
1. Bagaimana merancang dan membangun integrasi perangkat keras yangmampu mendeteksi, suhu, kelembaban relatif, dan kontaminan udara?
2. Bagaimana membuat perangkat yang dapat menentukan kualitas udaraberdasarkan perhitungan suhu, kelembaban, dan kadar kontaminan udara?
3. Bagaimana merancang dan membangun situs web yang dapatmenginformasikan kualitas udara kepada penggunanya?
BATASAN MASALAH
Batasan masalah dibuat karena luasnya pembahasan dan keterbatasan
waktu. Berikut ini adalah batasan masalah yang dimaksud tanpa mengurangi inti
permasalahan.
1. Gas yang menjadi target utama adalah karbon monoksida, karbondioksida, metana, amonia, alkohol, bensol, dan hidro karbon.
2. Komunikasi data dari microcontroller ke web serverhanya menggunakanArduino Ethernet Shield.
3. Situs web hanya dapat diakses menggunakan penjelajah internet(browser).
4. Router harus memiliki koneksi internet yang stabil.
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
6/16
TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian yang hendak dicapai berdasarkan
perumusan masalah yang telah dikemukakan.
1. Merancang dan membangun perangkat keras terintegrasi yang mampumendeteksi suhu, kelembaban relatif, dan kontaminan udara melaluiinternet.
2. Membuat perangkat yang dapat menentukan tingkat kualitas udaraberdasarkan perhitungan kadar kontaminan udara.
3. Merancang dan membangun situs web yang dapat menginformasikankualitas udara berdasarkan pengukuran menggunakan sensor.
LANDASAN TEORI
Polusi Udara
Polusi atau pencemaran udara berasal dari adanya satu atau lebih substansi
fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan
kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan, mengganggu estetika dan kenyamanan,
atau merusak properti.
Pencemaran udara dapat ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun
kegiatan manusia. Beberapa definisi gangguan fisik sepertipolusi suara,
panas,radiasi ataupolusi cahaya dianggap sebagai polusi udara. Sifat alami udara
mengakibatkan dampak pencemaran udara dapat bersifat langsung dan
lokal,regional,maupunglobal [1].
Jenis-jenis bahan pencemar udara didasarkan pada baku mutu udara yang
dihirup sehari-hari menurut Peraturan Pemerintah Nomor 41 tahun 1999, yang
meliputi: sulfur dioksida (SO2), karbon monoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2),
http://id.wikipedia.org/wiki/Polusi_suarahttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Polusi_cahayahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Lokal&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Regionalhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Global&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Global&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Regionalhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Lokal&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Polusi_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Polusi_suara -
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
7/16
oksidan (O3), hidrogen karbon (HC), PM 10 , PM 2.5, TSP (debu), Pb (Timah
Hitam), dustfall(debu jatuh) [2].
Bagian Per Juta
Bagian per juta (bpj) atau dalam Bahasa Inggris part per million (ppm)
adalah salah satu satuan konsentrasi untuk menyatakan perbandingan bagian
dalam satu juta bagian yang lain.
1 ppm artinya konsentrasi di mana terdapat 1 partikel di dalam setiap 1
juta partikel pelarut, pelarut dalam kontaminan udara adalah ambient udara.
Misalnya, banyaknya polutan dalam udara bebas [3].
Arduino
Arduino adalah pengendali mikrosingle-board yang bersifat open-source.
Arduino dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai
bidang. Arduino menggunakan prosesor Atmel AVR, sedangkan dalam
pengembangan perangkat lunaknya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Papan
pengendali mikro ini pertama kali dikembangkan pada tahun 2005 di Ivrea, Italia
oleh Massimo Banzi dan David Cuartielles. Hampir selama 9 tahun, Arduino telah
menelurkan berbagai jenis Arduino dengan masing-masing pengendali mikronya,
antara lain Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Arduino Mega, Arduino Mini,
Arduino Esplora, dan lain-lain [4].
1. Arduino UnoArduino Uno merupakan salah satu jenis papan produksi Arduino.
Arduino ini adalah sebuah papan pengendali mikro yang berbasis
ATmega328. Arduino ini memiliki 14 pin digital masukan/keluaran (6 pin
dapat digunakan sebagai keluaran PWM), 6 masukan analog, osilator
Kristal 16 MHz, koneksi USB, catu daya, ICSP header, dan tombol set
ulang (reset). Berikut ini adalah rincian spesifikasi dari papan pengendali
mikro Arduino Uno [5].
Pengendali mikro Atmega328
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
8/16
Tegangan operasi 5V
Tegangan masukan(disarankan)
7-12V
Tegangan masukan (batas) 6-20V
Digital i/o pin 14 (6 pin memberikan keluaran PWM)
PIN Input analog 6
Arus DC per i/o Pin 40 mA
Arus DC untuk 3.3V Pin 50 mA
Memoriflash32 KB (Atmega328), 2 KB digunakan oleh
bootloader
SRAM 2 KB (Atmega328)
EEPROM 1 KB (Atmega328)
Kecepatan Clock 16 MHz
2.
Arduino Ethernet Shield
Arduino Ethernet Shield menghubungkan papan pengendali mikro
Arduino ke internet. Agar dapat terhubung dengan internet, kabel RJ45
digunakan untuk menghubungkan Arduino Ethernet Shield dengan
koneksi internet. Uno, Duemilanove, dan Mega merupakan jenis papan
pengendali mikro Arduino yang cocok dengan Arduino Ethernet Shield.
Berikut ini adalah rincian spesifikasi Arduino Ethernet Shield [6].
Memerlukan sebuah papan pengendali mikro Arduino Operasi tegangan 5V (disediakan dari papan Arduino) Ethernet Controller: W5100 dengan internal 16 K buffer Kecepatan koneksi: 10/100 Mb Hubungan dengan Arduino pada SPI port
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
9/16
Sensor Gas MQ-135
Sensor gas MQ-135 adalah jenis sensor kimia yang sensitif terhadap
senyawa NH3, NOx, alkohol, bensol, asap (CO), CO2, dll. Sensor ini bekerja
dengan cara menerima perubahan nilai resistansi (analog) bila terkena gas. Sensor
ini memiliki daya tahan yang baik untuk penggunaan penanda bahaya polusi
karena praktis dan tidak memakan daya yang besar. Berikut ini adalah spesifikasi
dari sensor gas MQ-135 [7].
A. Kondisi standar kerjaParameter Kondisi teknis Keterangan
Circuit voltage 5 V 0,1 AC atau DC
Heating voltage 5 V 0,1 AC atau DC
Load resistance Bisa menyesuaikan
Heater resistance 33 5% Suhu ruanganHeating consumption Kurang dari 800 mW
Jangkauan pengukuran
10300 ppm amonia.
10 1000 ppm
bensol.
10300 alkohol.
B. Struktur dan konfigurasi, rangkaian pengukuran dasar
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
10/16
# Bagian Bahan
1 Lapisan penginderaan gas Tin Dioksida (SnO2)
2 Elektroda Aurum atau emas (Au)3 Garis elektroda Platina (Pt)
4 Koil pemanas (heater) Campuran Nikel Kromium (Ni-Cr)
5 Keramik tubular Alumunium Oksida (Al2O3)
6 Jaringan anti ledakan Kasastainless steel(SUS316 100-mesh)
7 Cincin penjepit Pelat tembaga nikel
8 Dasar resin Bakelite
9 Kaki pin Pelat tembaga nikel
Penyesuaian sensitivitas sensor ditentukan oleh nilai resistansi dari MQ-
135 yang berbeda-beda untuk berbagai konsentrasi gas-gas. Jadi, ketika
menggunakan komponen ini, penyesuaian sensitivitas sangat diperlukan. Selain
itu, kalibrasi pendeteksian konsentrasi NH3 sebesar 100 ppm atau alkohol sebesar
50 ppm di udara juga diperlukan.
Berikut ini adalah skema konfigurasi pemasangan kaki pin sensor MQ-135
ke microcontroller board Arduino. R1 adalah variabel load resistor, nilai variabel
ini dapat diubahsuaikan mulai dari 2 k hingga 47 ktergantung target gas yang
hendak dideteksi.
Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11
Suhu dan kelembaban merupakan parameter kualitas udara, salah satu
indikasi pencemaran udara adalah suhu yang meninggi, dan kelembaban yang
rendah. Selain itu, parameter ini juga ada kaitannya dengan senyawa gas di udara,
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
11/16
dan perkembangan mikroorganisme yang dipengaruhi oleh besarnya kelembaban
udara, serta mempengaruhi pembacaan sensor MQ-135.
DHT11 mengukur suhu dan kelembaban relatif dengan keluaran sinyal
digital yang terkalibrasi. Hasil pembacaan dapat langsung dibaca oleh
microcontroller melalui antarmuka 1-wire. Transmisi sinyal sensor ini bekerja
hingga 20 meter. Berikut ini adalah spesifikasi sensor suhu dan kelembaban relatif
DHT11 [8].
Catu daya 3V DC5,5V DC
Antarmuka 1-wire
Range 20 - 90% RH; 0-50 C
Akurasi kelembaban 5% RH
Akurasi suhu 2 C
Arduino SDK
Arduino SDK (Software Development Kit) merupakan perangkat
pengembangan yang bersifat open source. Arduino SDK digunakan untuk
mengembangkan firmware yang kemudian diunggah ke dalam microcontroller
Arduino SDK berbasis pada avr-gcc dan Processing SDK.
Isis Proteus Professional 7
ISIS Proteus Professional v.7 adalah perangkat lunak yang berfungsi untuk
membuat rancangan skematik diagram atau alur sirkuit perangkat elektronika
sekaligus mensimulasikannya. Selain itu, ISIS Proteus Professional v.7 dapat juga
digunakan untuk pengujian skema rangkaian elektronika.
NetBeans IDE 7.3
NetBeans IDE (Integrated Development Environment) adalah sebuah
perangkat lunak open source yang digunakan oleh pemrogram untuk menulis,
mengompilasi, mencari kesalahan, membangun, dan menyebarkan program,
terutama dalam pengembangan program yang ditulis dalam bahasa pemrograman
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
12/16
Java. Namun juga dapat digunakan untuk mengembangkan program dalam bahasa
pemrograman lain.
METODE PENELITIAN
Metode penelitian dilaksanakan dalam beberapa tahap. Berikut ini adalah
tahapan-tahapan metode penelitian yang dimaksud.
1.
Analisis dan Pengumpulan Dataa. Studi Literatur
Pada tahap studi literatur, penulis mengumpulkan dan mempelajari
literatur mengenai pembangunan pemantauan kualitas udara dan
pembangunan aplikasi web.
b. Diskusi dan WawancaraDiskusi dan wawancara dilaksanakan oleh penulis yang bertujuan
untuk memperoleh informasi atau wawasan mengenai
pembangunan pemantauan kualitas udara. Diskusi dan wawancara
dilakukan kepada Kepala Laboratorium Interfacing System serta
pihak lain yang kompeten di bidangnya.
2. Perancangan dan PembangunanPerancangan dan pembangunan sistem merupakan tahapan di mana
seluruh perangkat keras yang telah terkumpul kemudian dirangkai
sedemikian rupa, sehingga terbentuk sebuah sistem pemantauan kualitas
udara yang terintegrasi.
3. Pembangunan Perangkat LunakPembangunan perangkat lunak dilakukan setelah seluruh perangkat keras
dibentuk. Tahap ini dipisahkan menjadi dua kelompok. Pertama,
membangun perangkat lunak (firmware/embedded system) untuk
microcontroller. Kedua, membangun perangkat lunak berbasis web yang
menyuguhkan berbagai informasi seputar kualitas udara berdasarkan hasil
pengukuran yang dilakukan oleh sensor.
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
13/16
4. PengujianTahap pengujian merupakan tahap untuk menguji ketepatan ukur sensor
yang kemudian ditampilkan di situs web. Selain itu, kecepatan pengiriman
data dari sensor ke web server menggunakan Ethernet Shield juga diuji.
Paradigma pengembangan sistem yang digunakan pada kegiatan tugas akhir ini
adalah paradigma prototipe. Alasan dari penggunaan paradigma ini adalah
penulis/pengembang dapat mengembangkan sistem alat yang perlahan-lahan
direalisasikan secara evolusioner sesuai dengan kebutuhan yang semakin
kompleks pada versi-versi berikutnya.
System
Requirement
System
Prototyping
Testing
Metode Prototipe
Metode prototipe ini memiliki beberapa tahapan yaitu :
a. Spesifikasi kebutuhan dari sistem yang akan dibangun (System requirement).b. Pembuatan prototipe (prototyping) dari spesifikasi yang telah ditetapkan
sebelumnya.
c. Melakukan pengujian (testing) terhadap prototipe yang dibangun.Diagram Alur Kerja Sistem
Arduino UnoArduino
Ethernet ShieldSensor Gas
WebsiteInternet Service
ProviderWeb Server
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
14/16
Sensor gas mendeteksi konsentrasi kontaminan udara, kemudian hasil baca
tersebut diproses oleh papan pengendali mikro Arduino Uno melalui pin analog.
Agar data dapat disampaikan ke web server, Arduino Ethernet Shield yang
disematkan pada papan pengendali mikro Arduino Uno berperan penting sebagai
jembatan komunikasi antara microcontroller dengan web server PHP dan basis
data melalui internet. Kemudian situs web menampilkan data kualitas udara dari
web server.
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
15/16
JADWAL KERJA
Agar pelaksanaan tugas akhir lancar dan terarah, berikut ini merupakan
rencana jadwal kerja pelaksanaan tugas akhir.
No KegiatanMaret April Mei Juni
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1 PengumpulanHardware
2 Studi Literatur dan
Pengumpulan Data
3 Proposal TA
4 Analisis & Perancangan
5 Coding/ Implementasi
6 Pengujian
7 Sidang
8 Pembuatan Laporan
USULAN PEMBIMBING
Setiadi Yazid, Ir., M.T., Ph.D.
-
5/25/2018 Proposal Ta - Sistem Pemantauan Kualitas Udara Berbasis Web
16/16
DAFTAR REFERENSI
[1] Pencemaran Udara, http://id.wikipedia.org/wiki/Pencemaran_udara,
Diakses 9 Maret 2014
[2] Parameter Pencemar Udara dan Dampaknya Terhadap Kesehatan,
http://www.depkes.go.id/downloads/Udara.PDF,Diakses 11 Maret 2014
[3] Bagian Per Juta,http://id.wikipedia.org/wiki/Bagian_per_juta,Diakses 10
Maret 2014
[4] Arduino,http://en.wikipedia.org/wiki/Arduino,Diakses 10 Maret 2014
[5] Arduino Uno, http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno, Diakses 13
Maret 2014
[6] Arduino Ethernet Shield,http://arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield
Diakses 14 Maret 2014
[7] MQ Gas sensors, http://playground.arduino.cc/Main/MQGasSensors,
Diakses 10 Maret 2014
[8] D-Robotics. 2010.DHT11 Humidity & Temperature Sensor.
DAFTAR PUSTAKA
Rekayasa Perangkat Lunak, Edisi 7, Roger S. Pressman, Ph. D., Penerbit Andi
2012
Tim Pustenna ITB, Jurus Kilat Jago Membuat Robot, Dunia Komputer, 2011
http://id.wikipedia.org/wiki/Pencemaran_udarahttp://www.depkes.go.id/downloads/Udara.PDFhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bagian_per_jutahttp://en.wikipedia.org/wiki/Arduinohttp://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno#.UyHm8D9_tmyhttp://arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShieldhttp://playground.arduino.cc/Main/MQGasSensorshttp://playground.arduino.cc/Main/MQGasSensorshttp://arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShieldhttp://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno#.UyHm8D9_tmyhttp://en.wikipedia.org/wiki/Arduinohttp://id.wikipedia.org/wiki/Bagian_per_jutahttp://www.depkes.go.id/downloads/Udara.PDFhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pencemaran_udara