SISTEM MONITORING SUHU DAN KELEMBABAN SECARA …

PROSIDING SENTRINOV Vol. 001, Tahun 2015 | ISSN: 2477 – 2097 66

SISTEM MONITORING SUHU DAN KELEMBABAN SECARA REALTIME PADA PENGERING GABAH

BERBASIS WIRELESS SENSOR NETWORK

Iqbal Istiqobudi, Yama Fresdian Dwi Saputro, Amin Suharjono,

Sidiq Syamsul Hidayat, Abu Hasan

Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang Email : [email protected]

ABSTRAK

Jaringan sensor nirkabel adalah teknologi nirkabel yang terdiri dari kumpulan node sensor yang tersebar di suatu area tertentu. Potensi jaringan sensor nirkabel dalam bidang teknologi misal dalam monitoring suhu pada alat pengering gabah. Maka dari itu perlu dilakukan monitoring suhu dan kelembaban pada alat tersebut guna menghasilkan gabah yang berkualitas baik yang tentunya akan berpengaruh pada angka produksi gabah para petani. Tugas akhir ini bertujuan untuk memonitoring suhu dan kelembaban pada alat pengering gabah berbasis JSN. Dengan memonitoring parameter suhu dan kelembaban di dalam alat dengan komunikasi WiFi Shield dan server yang akan disajikan secara realtime dan akurat pada interface website guna mengoptimalkan kinerja pengering gabah tersebut, agar dapat menghasilkan kualitas gabah yang baik. Selain itu juga bertujuan menganalisa QoS jaringan yang digunakan antara WiFi Shield dan access point yang terhubung dengan server dengan 6 skenario lokasi pengujian agar sistem bekerja dengan optimal. Tugas akhir ini tidak membahas rancang bangun node sensor, namun ditekankan pada komunikasi node koordinator dengan server. Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini dengan meletakkan node koordinator pada lokasi pengering gabah berada kemudian access point dan server pada skenario 6 lokasi yang berbeda. Hasil pengujian didapatkan rata-rata QoS terbaik pada skenario lokasi ke 3 dengan delay 103,904 ms , jitter 153,917 ms, packet loss 0% dan throughput 1239,920 bps. Variasi penghalang pada lokasi pengujian mempengaruhi nilai rata-rata QoS yang diperoleh. Kata kunci : JSN, monitoring, realtime, NLOS, suhu, kelembaban, QoS.

ABSTRACT

Wireless sensor network is wireless technology consisting of a collection of node sensors spread in an area certain.Potential wireless sensors network in technology the internet monitoring temperature on a dryer grain.Therefore needs to be done monitoring temperatures and humidity on a the to produce grain good quality which is certainly would affect at approximately production grain farmers.Duty the end of aims to on the monitoring of the temperatures and humidity on a dryer grain based JSN. With parameter monitor temperatures and humidity in a tool with communication wifi shield and server that will be presented in disallow module loading and accurate on interface website in order to optimize dryer the performance of grain, in order to producing quality of grain good.It also aims to analyze qos tissue used between wifi shield and access point connected with the server with 6 scenario the testing so that the system works with optimal. Duty end of this do not provide designed wake up node sensors, but was focused on communication node coordinator with the server.Tests carried out in this study by putting node coordinator on the site of dryer grain be then access point and server on scenario 6 different locations.The results of testing obtained the average QoS best in scenario location to 3 delay 103,904 ms, jitter 153,917 ms, packet loss 0 % and throughput 1239,920 bps.Variation a barrier on the site of testing affect the average score QoS obtained.

Keywords : JSN, monitor, realtime, NLOS, temperature, humidity, Qos


PENDAHULUAN

Pada masa sekarang ini perkembangan teknologi memungkinkan layanan komunikasi jarak

jauh tanpa menggunakan kabel yang disebut dengan teknologi nirkabel. Teknologi nirkabel

dewasa ini telah merambah ke segala aspek kehidupan manusia dari bidang industri hingga ke

rumah tangga. Salah satu teknologi nirkabel yang sedang popular adalah jaringan sensor nirkabel

(JSN). Jaringan sensor nirkabel adalah teknologi nirkabel yang terdiri dari kumpulan node sensor

yang tersebar di suatu area tertentu.

Permasalahan utama yang dihadapi petani padi pasca panen adalah pengeringan gabah. Hal

ini merupakan akibat dari pemanasan global yang menyebabkan tidak menentunya kondisi cuaca.

Akibatnya sering terjadi hujan pada musim panen raya yang menyebabkan tertundanya proses

pengeringan gabah yang berdampak pula pada angka produksi dari gabah tersebut.

Pengeringan gabah saat ini masih menggunakan cara tradisional (dijemur). Meskipun dari

segi ekonomis memiliki biaya produksi yang murah, namun hasil yang dihasilkan rendah karena

proses pengeringannya tidak sempurna. Sementara pengeringan gabah dengan alat berbahan

bakar fosil yang tidak bergantung pada cuaca dinilai kurang optimal dikarenakan biaya

operasional (pengadaan bahan bakar) yang tinggi. Selain itu pengontrolan temperatur, tingkat

kadar air, dan kelembaban yang sesuai sulit dilakukan. Akibatnya beras yang dihasilkan

berkualitas rendah, mudah pecah dan hancur saat digiling.

Teknologi Jaringan Sensor Network (JSN) mampu mengatur temperatur, tingkat kadar air,

dan kelembaban udara dengan tepat. Oleh karena itu penerapan teknologi Jaringan Sensor

Network (JSN) pada alat pengering gabah mampu memberikan solusi untuk meningkatkan

kualitas beras dan efisiensi proses pengerjaan. Dengan alat pengering yang menggunakan bahan

bakar briket arang sekam dan berbasis Jaringan Sensor Network (JSN) diharapkan mampu

memberikan hasil pengeringan gabah yang optimal dan juga biaya operasional yang murah serta

penggunaan alat yang lebih mudah. Hal ini membuat penulis tergugah untuk mengembangkan

alat pengering gabah untuk membuat sistem monitoring suhu dan kelembaban pada mesin

tersebut melalui tugas akhir dengan judul “Sistem Monitoring Suhu dan Kelembaban Secara

Realtime pada Mesin Pengering Gabah Berbasis Wireless Sensor Network”. Teknologi yang akan

digunakan pada alat ini adalah sensor suhu dan kelembaban, serta wireless sensor network (Xbee)

yang bekerja sebagai sensor pada alat pengering tersebut. Sensor tersebut akan diletakkan pada

titik-titik yang telah ditentukan pada alat pengering gabah guna memonitoring suhu di dalamnya

yang kemudian data suhu tersebut akan dikirimkan menuju server melalui WiFi Shield pada node

koordinator dan hasilnya akan tampil pada interface website secara realtime. Dalam penulisan

tugas akhir ini penulis tidak membahas pada bagian sensor yang akan diletakkan pada mesin

pengering gabah tersebut, melainkan penulis lebih menekankan pada komunikasi WiFi Shield


dengan server yang berhubungan dengan sistem monitoring yang akan dibangun. Yang kemudian

hasil dari monitoring suhu tersebut digunakan untuk acuan dalam hal menstabilkan suhu

pengeringan dan laju gabah pada mesin untuk menghindari over drying. Sehingga dapat

menghasilkan kualitas gabah yang bagus.

Perlunya monitoring suhu dan kelembaban pada alat pengering gabah tersebut adalah untuk

mengoptimalkan fungsi alat pengering gabah agar mencapai kelembaban yang ideal untuk gabah,

yaitu pada range 12%-14% kelembaban. Ukuran tersebut adalah standar untuk kelembaban gabah

yang baik untuk disimpan selama 3 bulan. Apabila kelembaban gabah berada di bawah range

tersebut maka akan menyebabkan gabah mudah hancur. Dan apabila kelembaban gabah berada

diatas standar akan mengakibatkan gabah menjadi terlalu lembek. Maka dari itu perlu dilakukan

monitoring suhu dan kelembaban pada alat tersebut guna mengoptimalkan kinerja alat pengering

gabah agar dapat menghasilkan gabah yang berkualitas baik yang tentunya akan berpengaruh

pada angka produksi gabah para petani.

LANDASAN TEORI Teknologi JSN

Jaringan sensor nirkabel yang disingkat dengan JSN merupakan suatu infrastruktur yang

terdiri dari pengukuran (measuring), penghitungan (computing), dan komunikasi antar elemen

yang dapat memberikan informasi kepada administrator mengenai kemampuan dalam

pengukuran suatu instrumentasi, observasi, dan reaksi terhadap lingkungan sekitar. Administrator

yang dimaksud adalah civil, governmental, commercial, atau suatu industri. Sementara itu, ruang

lingkup JSN adalah lingkungan alam sekitar, biological system atau kesehatan, dan

information technology (IT). Pengembangan aplikasi JSN dapat digunakan sebagai pengumpulan

data, sistem monitoring, serta sistem kontrol dan aktivasi. (Kazem et al., 2007).

Mikrokontroller DFRobot Leonardo Mikrontroller adalah komputer kecil dengan prosessor dan memori yang terbatas dimana

dapat difungsikan sebagai pengontrol. Salah satu mikrokontroller yang didesain untuk

memberikan kemudahan dalam mengisikan program adalah Arduino. (Kimko et al, 2011).

Mikrokontroller Dfrobot Leonardo adalah jenis dari mikrokontroller Arduino Leonardo yang

berbasis Atmega32u4. Dfrobot Leonardo ini dilengkapi dengan xbee socket, memiliki 20 digital

pin input dan output.

Mikrokontroller Arduino Mega2560 Selain DFRobot Leonardo, mikrokontroller yang digunakan pada node koordinator adalah

arduino mega2560 yang merupakan board berbasis mikrokontroller ATMega328. Board ini

memiliki 54 digital input / output pin (dimana 15 pin dapat digunakan sebagai output PWM),

dan 16 input analog. Pemahaman pin I//O pada Arduino Mega harus diperhatikan supaya

mikrokontroller pada sistem monitoring suhu dan kelembaban berjalan dengan baik. Pin analog


difungsikan untuk input komponen analog, sedangkan pin I/O digital dapat difungsikan sebagai

pin input atau pin output komponen digital.

Arduino WiFi Shield CC3000 Arduino WiFi Shield adalah perangkat keras yang berfungsi untuk komunikasi. Dengan

menggunakan WiFi Shield ini memungkinkan arduino terkoneksi ke internet dengan

menggunakan spesifikasi wireless (WiFi) yang sudah terdapat pada arduino WiFi Shield tersebut

yaitu HDG104 system in-package. WiFi Shield ini dapat terhubung ke jaringan nirkabel yang

beroperasi sesuai spesifikasi 802.11b dan 802.11g. Arduino WiFi Shield ini dilengkapi dengan

header panjang di bawahnya, sehingga untuk penggunaannya hanya tinggal ditumpuk pada

bagian atas arduino. Selain itu pada WiFi Shield ini terdapat slot kartu microSD yang dapat

digunakan untuk menyimpan file untuk melayani melalui jaringan. Pembacaan slot microSD

onboard ini diakses melalui SD Library.

Konsep Dasar Propagasi Gelombang Radio Mekanisme peristiwa di balik propagasi gelombang elektromagnetik bermacam-macam,

tetapi secara umum dapat dikelompokkan menjadi 3, diantaranya adalah sebagai berikut.

(Rappaport, 2002)

a. Refleksi atau pantulan Pantulan terjadi ketika gelombang elektromagnetik yang merambat kemudian menyentuh

obyek yang sangat besar dibandingkan dengan panjang gelombangnya. Pantulan ini terjadi

pada permukaan bumi dan pada bangunan atau dinding suatu bangunan.

b. Difraksi Peristiwa difraksi secara umum adalah pergerakan gelombang yang dekat dengan

permukaan bumi, yang cenderung mengikuti pola permukaan bumi. Difraksi terjadi ketika

jalur hubungan radio antara pemancar dan penerima terhalang oleh permukaan benda yang

memiliki ketidakteraturan yang tajam (dalam hal tepi-tepi permukaan).

c. Pemencaran (scattering) Peristiwa pemancaran gelombang terjadi ketika media tempat gelombang selama

menempuh perjalan propagasi, terdiri dari objek-objek yang ukurannya kecil

dibandingkan dengan panjang gelombang yang berjalan. Gelombang-gelombang yang

terpencar dihasilkan oleh permukaan yang kasar, objek-objek yang ukurannya kecil atau

penyebab lain yang menimbulkan ketidakteraturan dalam hal jalur lintasan gelombang.

Teknologi Jaringan WLAN

Jaringan WLAN memiliki beberapa stadarisasi antara lain 802.11b, 802.11a, 802.11g, dan

802.11n. Namun dalam perancangan ini penulis hanya menggunakan standarisasi 802.11b dan

802.11g karena WiFi Shield yang digunakan hanya mendukung standarisasi dari 802.11b dan

802.11g saja. Perbedaan dari standarisasi tersebut adalah :


Tabel 1

Spesifikasi standar 802.11b Frequency 2.4 Ghz

modulation DSSS

Stream data rate (Mbps) 1, 2, 5.5, 11

Common Throughput 4,3 Mbps

Interference – microwaves,portabel phones, Bluetooth

Yes

Approximate Range Indoor 35 m

Approximate Range Outdoor 140 m

Tabel 2 Spesifikasi standar 802.11g

Frequency 2.4 Ghz

modulation DSSS, OFDM

Stream data rate (Mbps) 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54

Common Throughput 19 Mbps

Interference – microwaves,portabel phones, Bluetooth

Yes

Approximate Range Indoor 38 m

Approximate Range Outdoor 140 m

Quality of Service QoS adalah kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan layanan yang baik dengan

menyediakan bandwith, mengatasi jitter dan delay. Parameter QoS adalah latency, jitter, packet

loss, throughput. QoS sangat ditentukan oleh kualitas jaringan yang digunakan. Terdapat

beberapa faktor yang dapat menurunkan nilai QoS, seperti : redaman, distorsi, dan noise (Fatoni,

2011).

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

Arsitektur Sistem

Arsitektur pada tugas akhir ini ditekankan pada sistem monitoring suhu dan kelembaban

seperti dapat dilihat pada Gambar 1 Tidak membahas rancang bangun sensor pada pengering

gabah dan komunikasi antar node. Arsitektur yang ditekankan oleh penulis adalah monitoring

suhu dan kelembaban secara realtime dengan komunikasi WiFi shield yang outputnya

menggunakan website. Arsitektur ini menggunakan topologi star, dimana node koordinator

berkomunikasi dengan server melalui access point.

Data suhu dan kelembaban yang berasal dari node sensor akan diterima oleh node

koordinator. Pada node koordinator ini data sensor – sensor tersebut akan di kelompokkan sesuai

urutan dan asalnya, yaitu dari node 1 – 6. Kemudian data yang sudah diproses oleh

mikrokontroller tersebut akan dikirimkan ke jaringan WLAN melalui WiFi Shield, sedangkan


pada sisi server terdapat access point untuk penyedia jaringan komunikasi data pada sistem yang

dibangun.

Data yang diterima klien dari node koordinator akan masuk ke dalam database yang telah

disediakan. Di dalam database terdapat tabel-tabel untuk setiap node dan dilamanya berisi data

suhu dan kelembaban yang berasal dari node koordinator. Kemudian dari data tersebut

selanjutnya akan di tampilkan dalam web yang telah di desain sebelumnya. Pada web tersebut

akan tampil tabel data suhu dan kelembaban tersebut disertai grafik secara realtime.

Gambar 1. Arsitektur Sistem

Perencanaan Hardware Secara umum, perangkat keras dalam sistem jaringan yang dibangun terdiri dari

Mikrokontroller (Arduino Mega 2560 dan DFRobot Leonardo), Xbee series 2, WiFi Shield

CC3000, Access Point, dan server. Server merupakan perangkat fisik yang berhubungan langsung

dengan pengguna/user berupa personal computer (PC).

Rangkaian mikrokontroller Terdapat 2 buah mikrokontroller pada arsitektur yang dibangun oleh penulis, yaitu arduino

mega 2560 dan Arduino DFRobot Leonardo. Mikrokontroller ini terletak pada node koordinator

dimana kedua modul mikrokontroller arduino ini saling berhubungan dengan menggunakan

komunikasi serial.

Mikrokontroller DFRobot Leonardo Salah satu mikrokontroller yang digunakan pada node koordinator adalah Dfrobot

Leonardo yang merupakan single-board microcontroller berbasis open-source, dilengkapi

dengan Xbee shield sehingga sangat mendukung teknologi JSN. Pemahaman pin I//O pada

Dfrobot Leonardo harus diperhatikan supaya mikrokontroller pada sistem monitoring suhu dan

kelembaban berjalan dengan baik. Pin analog difungsikan untuk input komponen analog,

termasuk sensor, sedangkan digital pin I/O dapat difungsikan sebagai pin input atau pin output

komponen digital. Gambar merupakan konfigurasi pin pada DFRobot Leonardo.


Gambar 2. Konfigurasi pin Dfrobot Leonardo

(sumber : www.dfrobot.com)

Mikrokontroller Arduino Mega 2560 Mikrokontroller yang digunakan pada node koordinator adalah arduino mega 2560 yang

merupakan board berbasis mikrokontroller ATMega328. Board ini memiliki 54 digital input /

output pin (dimana 15 pin dapat digunakan sebagai output PWM), dan 16 input analog. Board ini

dapat dilengkapi dengan Xbee shield sehingga mendukung untuk teknologi wireless sensor

network. Pemahaman pin I//O pada Arduino Mega harus diperhatikan supaya mikrokontroller

pada sistem monitoring suhu dan kelembaban berjalan dengan baik. Pin analog difungsikan untuk

input komponen analog, sedangkan digital pin I/O dapat difungsikan sebagai pin input atau pin

output komponen digital.

Konfigurasi WiFI Shield CC3000 WiFi shield CC3000 dapat terhubung ke jaringan nirkabel dengan ketentuan harus sesuai

dengan spesifikasi operasi pada protokol 802.11b dan 802.11g. Pada shield tersebut terdapat slot

kartu micro-SD yang dapat digunakan sebagai tempat penyimpanan (storage). Shield ini cocok

untuk board arduino UNO dan Mega, untuk mengoperasikan slot micro-SD digunakan library

SD Card.

WiFi Shield CC3000 ini digunakan untuk mentransmisikan data suhu dan kelembaban dari

node koordinator menuju server. WiFi Shield ini kompatibel dengan mikrokontroller arduino

mega 2560 sehingga dalam instalasi nya hanya tinggal menghubungkan pin – pin yang tersedia.

Xbee Xbee adalah salah satu perangkat keras yang mampu mendukung teknologi JSN. Xbee

merupakan implementasi perangkat keras berdaya rendah untuk protokol Zigbee. Modul ini

beroperasi pada daya 2,1 – 3,6 volt. Perangkat keras Xbee yang digunakan adalah Xbee series 2

with wire antena, ditunjukkan pada Gambar 3. Xbee jenis ini mampu mendukung komunikasi

dengan berbagai topologi baik topologi pair, star, multipoint, dan mesh.


Gambar 3. Xbee Series

Konfigurasi Software Pada pembuatan program sistem mikrokontroler Arduino digunakan software Arduino

IDE. Adapun tahap-tahap pembuatan program sebagai berikut :

1. Membuat diagram alir dari program yang akan dibuat.

2. Membuka Arduino IDE yang digunakan untuk membuat program

3. Membuat program pada halaman kerja Arduino IDE seperti terlihat pada Gambar 4

berdasarkan diagram alir yang direncanakan.

Gambar 4. Tampilan Jendela Arduino IDE

4. Menjalankan program yang telah di buat ke memori sampai program yang dibuat dapat

bekerja dengan baik.

5. Memasang Arduino Dfrobot Leonardo atau mega2560 dan mengkoneksikan dengan PC.

6. Memberikan tegangan DC +5V ke rangkaian system minimum.

7. Melakukan kompilasi program Arduino.

8. Melakukan upload program ke Arduino.

9. Proses selesai

Konfigurasi Access Point Untuk konfigurasi menggunakan web browser hanya tinggal mengetikkan alamat IP default

pada access point. Alamat IP default pada access point ini adalah 192.168.0.1 dan user name dan

password default nya adalah “admin”.


Pada perancangan sistem yang akan dibangun ini, konfigurasi wireless menggunakan tipe

b atau g. Hal ini dikarenakan WiFi Shield yang digunakan hanya mendukung pada protokol

802.11b dan 802.11g saja.

Interface website Interface yang digunakan untuk menampilkan data monitoring suhu dan kelembaban pada

mesin pengering gabah adalah interface web. Interface web akan menampilkan waktu

penerimaan data, tabel data suhu dan kelembaban beserta grafik monitoring secara realtime.

Interface web akan dibuat menggunakan program php, database mysql serta web server apache.

Php merupakan teknologi pemrograman web dengan menerjemahan script (program) pada server.

Mysql merupakan database sebagai tempat penyimpan data dan informasi pada server. Apache

merupakan web server untuk menerima permintaan halaman web dari pengguna dengan browser

website dan mengirimkan kembali hasil dalam bentuk halaman-halaman website.

Hasil dan Analisa Pada bab ini akan diuraikan mengenai hasil perancangan sistem, hasil pengujian berserta

analisis sistem jaringan yang telah dirancang dan dibangun pada tugas akhir ini. Pengujian yang

dilakukan meliputi pengujian komunikasi sistem, pengujian pengiriman data ke server yang telah

dibuat dengan tujuan membuktikan data yang diterima oleh server sesuai dengan data yang

diperoleh dari node sensor. Komunikasi sistem yang diuji, diteliti, dan dianalisis meliputi delay,

jitter, packet loss, dan throughput pada jaringan WiFi. Untuk proses pengambilan sample data

pengujian sistem jaringan telah dijelaskan pada bab sebelumnya.

HASIL PERANCANGAN SISTEM Website Monitoring

Gambar 5. Halaman Index Website Monitoring


Gambar 6. Halaman Tabel Monitoring Suhu dan Kelembaban

Pada halaman tabel monitoring seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6 terdapat sebuah

tabel yang berisi informasi data monitoring seperti suhu dan kelembaban dari node 1 sampai node

6. Selain itu juga terdapat kolom tanggal monitoring yang sedang dilakukan untuk menunjukkan

data tersebut masuk pada waktu dan tanggal yang sebenarnya.

Pada bagian bawah halaman terdapat kolom filter yang berfungsi untuk melakukan filter

data pada hari dan tanggal yang dikehendaki apabila pengguna ingin melihat hasil monitoring

yang telah lalu. Dapat dilihat pula pada bagian bawah halaman web terdapat tombol untuk

membuka halaman grafik monitoring suhu dan kelembaban.

Gambar 7. Halaman Grafik Monitoring

Pada halaman garfik monitoing seperti dilihat pada Gambar 7 terdapat tampilan grafik

yang bergerak secara realtime. Grafik tersebut hanya berisi informasi data kelembaban dan setiap

halaman hanya menampilkan satu grafik saja untuk satu node. Untuk grafik node yang lain bisa

dilihat dengan menekan tombol yang bertuliskan node 1 sampai node 6 yang berada pada bagian

bawah halaman. Selain itu juga terdapat tombol untuk kembali ke halaman tabel monitoring yang

terletak pada bagian bawah halaman.

Realisasi Sistem Sistem pada node koordinator terdiri dari integrasi antar perangkat serta beberapa perangkat

tambahan yang di pasang atau disertakan seperti LCD Shield, buzzer, RTC DS3231, serta Wifi

Shield dan juga 2 modul arduino yaitu arduino Dfrobot Leonardo dan arduino mega 2560. Adapun

tampilan sistem di node koordinator saat tutup box dibuka dapat ditunjukkan sesuai Gambar 8.


Gambar 8. Integrasi perangkat pada node koordinator

Pengujian Komunikasi Sistem Pengujian komunikasi sistem pada tugas akhir ini membahas mengenai pengaruh QoS

(delay, jitter, packet loss, throughput) terhadap kondisi 6 skenario lokasi pengujian pada

komunikasi antara WiFi Shield dan access point dengan mengirimkan data statis dari WiFi Shield

ke server.

Prosedur Pengujian Pengujian yang pertama adalah pengujian komunikasi sistem. Yaitu komunikasi WiFi

Shield dengan Pc Server melalui jaringan wireless yang disediakan oleh access point. Dengan

memperhatikan gambar 3.27 pengujian dilakukan dengan meletakkan node koordinator sesuai

perencanaan, kemudian access point diletakkan pada 6 lokasi yang berbeda sesuai dengan gambar

3.27 secara bergantian. Pada pengujian ini dilakukan proses pengiriman data dummy dari WiFi

Shield menuju PC server yang terhubung dengan access point dengan interval waktu 5 menit.

Pada sisi server dilakukan capture paket jaringan menggunakan wireshark. Hasil dari capture

tersebut dianalisa dan dimasukkan ke dalam tabel pengujian delay, jitter, packet loss, dan

throughput. Proses pengujian ini dilakukan dengan membandingkan data dari pengujian pada 6

kondisi lokasi yang berbeda. Tujuan dari pengujian sistem ini adalah untuk menentukan letak

access point agar sistem berjalan dengan optimal.

Hasil dan Analisis Pengujian Delay

Tabel 3 Komparasi rata-rata hasil pengujian delay

Jarak Delay (ms)

Indoor Outdoor 33 meter 224.899 105,01 38 meter 188.668 103.904 47 meter - 108.576


Gambar 9. Grafik hasil pengujian delay

Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti atau juga waktu proses yang

lama. Salah satu jenis delay adalah propagation delay yang terjadi karena perambatan atau

perjalanan paket IP di media transmisi ke alamat tujuan. (Ganda et al, 2010). Salah satu

mekanisme propagasi gelombang elektromagnetik adalah pemantulan atau relfeksi yang artinya

adalah pemantulan gelombang elektromagnetik yang disebabkan oleh objek yang sangat besar

dibanding dengan panjang gelombangnya.

Perbedaan nilai rata-rata delay yang terdapat pada Tabel 4.3 ini disebabkan oleh adanya

penghalang pada lokasi pengujian baik indoor maupun outdoor, terdapat tembok dan kaca, dan

penghalang dari bahan metal yang menghalangi sinyal WiFi sehingga kuat sinyal yang didapatkan

menjadi lemah yang juga berpengaruh terhadap delay komunikasi data. Selain itu perbedaan rata-

rata delay pada lokasi outdoor dikarenakan kondisi lokasi yang berbeda-beda dengan penghalang

dan benda-benda disekitar yang berbeda pula sehingga menyebabkan terjadinya propagation

delay.

Hasil dan Analisis Pengujian Jitter

Tabel 4 Komparasi rata-rata hasil pengujian jitter

Jarak Jitter (ms)

Indoor Outdoor 33 meter 287.477 158.978 38 meter 230.038 153.917 47 meter - 162.620

0

50

100

150

200

250

33 m 38m 47m

Delay (m

s)Jarak access point dengan node koordinator

indoor

outdoor


Gambar 10. Grafik hasil pengujian jitter

Jitter lazimnya disebut variasi delay ,berhubungan erat dengan delay, yang menunjukkan

banyaknya variasi delay pada taransmisi data di jaringan. (Fatoni., 2011). Sehingga rata-rata jitter

yang didapatkan pada hasil pengujian berhubungan dengan rata-rata delay pada setiap lokasi

pengujian baik indoor maupun outdoor yang dipengaruhi oleh kondisi lokasi access point yang

berbeda beda karena setiap lokasi memiliki penghalang yang berbeda bentuk dan ukurannya.

4.2.2 Hasil dan Analisis Pengujian Packet Loss

Tabel 5.

Komparasi rat-rata hasil pengujian packet loss

Jarak Packet Loss (%)

Indoor Outdoor

33 meter 1.162 0.033

38 meter 0.962 0

47 meter ‐ 0.087

Gambar 11. Grafik hasil pengujian packet loss

Packet loss Merupakan suatu parameter yang menggambarkan suatu kondisi yang

menunjukkan jumlah total paket yang hilang, dapat terjadi karena collision dan congestion pada

jaringan dan hal ini berpengaruh pada semua aplikasi karena retransmisi akan mengurangi

efisiensi jaringan secara keseluruhan meskipun jumlah bandwidth cukup tersedia untuk aplikasi

0

100

200

300

400

33m 38m 47m

Jitter (m

s)Jarak access point dengan node koordinator

Indoor

Outdoor

0

0.5

1

1.5

33m 38m 47m

Packe

t Loss (%)

Jarak access point dengan node koordinator

indoor

outdoor


aplikasi tersebut. (Fatoni., 2011). Dalam hal ini packet loss masih berhubungan dengan delay dan

jitter karena delay menyebabkan proses antrian pada jaringan sehingga dapat menyebabkan

proses retransmisi.

Perbedaan nilai rata-rata packet loss antara lokasi indoor dan outdoor ini disebabkan oleh

adanya penghalang pada lokasi pengujian baik indoor maupun outdoor. Terdapat tembok, kaca,

dan penghalang dari bahan metal yang menghalangi sinyal WiFi sehingga kuat sinyal yang

didapatkan menjadi lemah yang juga berpengaruh terhadap packet loss komunikasi data. Hal

tersebut yang menyebabkan nilai packet loss terkecil berada pada jarak 38 meter baik lokasi

access point di indoor maupun outdoor.

4.2.3 Hasil dan Analisis Pengujian Throughput

Tabel 6. Komparasi rata-rata hasil pengujian throughput

Jarak Throughput (bps)

Indoor Outdoor

33 meter 659.600 1223.869

38 meter 895.33 1239.920

47 meter ‐ 1180.194

Gambar 12. Grafik hasil pengujian throughput

Throughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses yang diamati pada

tujuan selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut. (Fatoni., 2011).

Dengan demikian throughput masih berhubungan dengan delay. Sehingga nilai rata-rata

throughput yang diperoleh juga mempengaruhi delay pada kondisi lokasi pengujian. Perbedaan

throughput yang didapatkan dari hasil pengujian yang terdapat pada Tabel 5 disebabkan oleh

0

500

1000

1500

33m 38m 47m

Through

put (bps)

Jarak access point dengan node koordinator

Indoor

Outdoor


penghalang yang dilalui oleh media transimisi wireless berbeda-beda. Seperti pada sisi

koordinator terdapat penghalang berupa pagar dari bahan metal dan tembok bangunan di

sekelilingnya, sedangkan pada sisi access point terdapat penghalang yang berbeda beda sesuai

posisi lokasi yaitu dari lokasi 1 sampai lokasi 6.

4.2.4 Komparasi Hasil Pengujian Komunikasi Sistem

Gambar 13. Grafik komparasi pengujian sistem

Dapat dilihat pada Gambar 13 bahwa nilai rata-rata QoS (Delay, jitter, packet loss, dan

throughput) terhadap 6 skenario lokasi pengujian terbaik berada pada lokasi 3 yaitu dengan jarak

38 meter dari node koordinator dengan nilai rata-rata delay 103,904 ms, niai rata-rata jitter

153,917 ms, nilai rata-rata packet loss 0 %, dan nilai rata-rata throughput 1239,920 bps.

Dari hasil pengujian yang telah didapatkan diperoleh data QoS yang berbeda-beda pada

setiap kondisi lokasi pengujian. Perbedaan data QoS ini disebabkan oleh kualitas sinyal yang

dihasilkan dari masing-masing kondisi lokasi pengujian. Pelemahan sinyal ini disebabkan oleh

penghalang yang ada pada lokasi pengujian yang bermacam-macam. Sehingga didapatkan lokasi

yang optimal pada skenario pengujian yaitu lokasi 3 sesuai data pada Gambar 13.

4.3 Pengujian Integrasi Sistem Pengujian ini dimaksudkan untuk membuktikan data yang diterima server website sesuai

dengan pengukuran sensor yang ditampilkan pada serial monitor. Data hasil pengukuran sensor

yang ditampilkan pada serial monitor ini akan dicocokan dengan data yang dikirim melalui WiFi

Shield yang nanti hasil pengujian dapat dilihat melalui interface website. Pengujian ini meliputi

pengujian transmisi data dari alat yang dikirim ke server melalui WiFi Shield yang terdapat pada

node koordinator. Proses pengambilan data dilakukan dengan menempatkan masing-masing alat

pada lokasi pengujian dengan rekomendasi dari Gambar 13 agar dapat berjalan dengan optimal

dan peletakan alat sesuai dengan skenario lokasi pengujian pada Gambar 14.

105.01224.899

103.904189

108.576159

287154 230 163

0.033 1 0 0.962 0.087

1,224

660

1,240

895.33

1,180

0

500

1000

1500

Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3 Lokasi 4 Lokasi 5

Delay Jitter Packet Loss Throughput


Gambar 14. Lokasi Pengujian Integrasi Sistem

Cara pengujian dilakukan dengan menempatkan node koordinator dan node sensor sesuai

dengan lokasi pengujian Gambar 4.20 dan diaktifkan secara bersama-sama lalu melihat dari serial

monitor pada node koordinator kurang lebih 10 menit dan hasil dari pengujian tersebut juga untuk

melakukan pengamatan antara data yang tampil pada serial monitor node koordinator dengan data

yang ditampilkan pada website.

Tabel 7. Data (suhu) pengujian integrasi sistem

Tabel 8. Data (kelembaban) pengujian integrasi sistem


Dari tabel data hasil pengiriman suhu dan kelembaban ke server diatas dapat diketahui

bahwa dalam pengiriman sebanyak 10 data dan 10 data tersebut masuk ke database dan tampil

pada website. Selain itu dapat dilihat pada Tabel 7 dan Tabel 8 bahwa selisih waktu pengiriman

nya adalah 10 detik. Selisih waktu ini disebabkan oleh delay pengirimian dan pembacaan pada

sisi node koordinator, sedangkan untuk selisih waktu yang ditunjukkan ini konstan yaitu dengan

selisih waktu pengiriman selama 10 detik.

Dari hasil yang didapatkan ini menunjukkan bahwa sistem yang dibangun dapat melakukan

monitoring suhu dan kelembaban secara realtime. Dengan komunikasi menggunakan WiFi Shield

dan access point memungkinkan data masuk ke database server yang kemudian tampil pada

halaman website yang sudah dirancang.

KESIMPULAN Berdasarkan hasil perancangan dan pembuatan sistem, pengujian komunikasi sistem dan

pengujian integrasi sistem, serta analisis dari hasil pengujian dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut.

1. Jarak komunikasi maksimal yang dicapai antara WiFi Shield (node koordinator) dan access point pada kondisi lokasi antar gedung adalah <47 meter.

2. Kondisi lokasi dapat mempengaruhi nilai QoS (delay, jitter, packet loss, dan throughput) pada komunikasi sistem dimana semakin banyak penghalang maka akan semakin berpengaruh terhadap komunikasi sistem..

3. Berdasarkan hasil pengujian komunikasi sistem, untuk penempatan access point dapat ditempatkan pada lokasi 3 karena memiliki nilai rata-rata QoS paling baik diantara 6 lokasi yang lainnya dengan delay 103,904 ms, jitter 153,917 ms, packet loss 0%, dan throughput 1239,920 bps.

4. Sistem dapat melakukan monitoring suhu dan kelembaban yang disajikan pada interface website berupa data pada tabel dan grafik dengan selisih waktu 10 detik.

DAFTAR PUSTAKA

Andini, I.R., Jusak., Sukmaaji, A., 2013. Analisis Perbandingan Unjuk Kerja Protokol TCP Vegas dan UDP dengan Menggunakan Data Streaming. JCONES, 3(1),pp.26-34.

Ardiansyah., 2007. Implementasi Basis Data Dalam Realtime System. Institut Teknologi Bandung.

Badan Standarisasi nasional (BSN). 1993. Stadar Mutu Gabah SNI 0224-1987/SPI-TAN/01/01/1993. Jakarta.

CC3000 datasheet.,2012. www.ti.com

Chiara et al., 2011. Sensor Networks with IEEE 802.15.4 Systems. Berlin : Springer Firman, B., Suharyanto ., Firmansyah, E., 2012. IMPLEMENTASI KOMUNIKASI DATA

BERBASIS ZIGBEE PADA SCADA (SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION) PLTMH. Jurnal Teknologi. 5(2), pp.149-155.


Handojo, A., Andjarwirawan, J., Setyawan, E., et al., 2002. PEMBANGUNAN JARINGAN KOMPUTER NIRKABEL DENGAN FREEBSD SEBAGAI GATEWAY. Jurnal Informatika, 3(1), pp.82-88.

Hasad, Andi., 2013. Analisis Pengaruh Interferensi Wi-Fi Pada Video Streaming Melalui Jaringan Bluetooth Piconet Pervasive. Jurnal Penelitian Ilmu Komputer, 1(1),pp.55.64.

Kautsar, M.S., Jusak., Pauladie, S., 2013. RANCANG BANGUN APLIKASI PEMANTAU DATA WIRELESS SENSOR NETWORK UNTUK PERINGATAN DINI TERHADAP BANJIR. JCONES, 3(2), pp.26-34.

Manual Xbee. http://ftp1.digi.com/support/documentation/90000976_a.pdf . ( 24 Mei 2014)

Mardiani, G.T., 2013. Sistem Monitoring Data Aset dan Inventaris PT Telkom Cianjur Berbasis Web. Jurnal Ilmiah Komputer dan Informatika, 2(1),pp.1-6.

Mustofa, D.K., 2011. Pengaruh Waktu Pengeringan Terhadap Kadar Air Gabah Pada Mesin Pengering Gabah Kontinyu. Politenik Negeri Jakarta

Nur anggreani, Imana. “Analisis Sistem Pengukuran Pemakaian Air Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel”. Tugas Akhir,2014

Priadi, R.A.S., Heriansyah., Agustine, S. Analisis Gelombang Radio Frekuensi 2,4 Ghz Dengan Teknologi Standar IEEE 802.11(b) WiFi Terhadap Gangguan Barrier Fisik.Teknik Elektro. Universitas Lampung

Raharjo Budi dan Sutrisno, Rekayasa Mesin Pengering Padi Bahan Bakar Sekam (BBS) Propinsi Sumatra Selatan, 2008, BPTP Sumatera Selatan

Rappaport., Theodore, S., 2002. Wireless Communications Principles and Practice. Upper Saddle River: Prentice Hall

Rosnelly, R. & Pulungan, R., 2011. MEMBANDINGKAN ANALISA TRAFIK DATA PADA JARINGAN KOMPUTER ANTARA WIRESHARK DAN NMAP. Konferensi Nasional Sistem Informasi. Pp.936-947.

Sugiarto, Bambang., 2010. Perancangan Sistem Pengendalian Suhu pada Gedung Bertingkat dengan Teknologi Wireless Sensor Network. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CakraM, 4(1),pp.62-68.

Wahyudi, E., Hidayat, R., Sumaryono, S., 2012. Unjuk kerja Standar ZigBee pada WPAN dengan Topologi Mesh. JNTETI. 1(2), pp.2301-4156

Winardi. 2012. “Mengenal Teknologi ZigBee Sebagai Standart Pengiriman Data Secara Wireless”,http://compeng.binus.ac.id/files/2012/05/Mengenal‐Teknologi‐ZigBee‐Sebagai‐Standart‐Pengiriman‐Data‐Secara‐Wireless.pdf. (18 september 2014).

SISTEM MONITORING SUHU DAN KELEMBABAN SECARA …

Documents

Transcript of SISTEM MONITORING SUHU DAN KELEMBABAN SECARA …