pemanatan teknologi internet of things untuk …

114
PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK MONITORING KONSENTRASI CO DAN CO2 DALAM UPAYA MENDETEKSI KEBAKARAN HUTAN TUGAS AKHIR Disusun dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Program Strata Satu Departemen Teknik Informatika Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Makassar Disusun Oleh AULIATI NISA D421 14 309 DEPARTEMEN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2018

Upload: others

Post on 16-Oct-2021

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK

MONITORING KONSENTRASI CO DAN CO2 DALAM UPAYA

MENDETEKSI KEBAKARAN HUTAN

TUGAS AKHIR

Disusun dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan

Program Strata Satu Departemen Teknik Informatika

Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin

Makassar

Disusun Oleh

AULIATI NISA

D421 14 309

DEPARTEMEN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2018

Page 2: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

ii

Page 3: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

iii

ABSTRAK

Kebakaran hutan merupakan salah satu peristiwa yang sering terjadi di Indonesia.

Kebakaran hutan dapat disebabkan oleh faktor alam maupun karena campur tangan

manusia di dalamnya. Pembakaran hutan sering dijadikan cara praktis oleh

peladang tradisional, bahkan perusahaan-perusahaan besar dalam membuka lahan

baru yang akan digunakan untuk perkebunan, pertanian, maupun perumahan.Salah

satu penyebab kebakaran hutan yang seringkali meluas adalah lambannya

pendeteksian titik-titik api. Sehingga kebakaran yang pada awalnya hanya terjadi

pada areal yang sempit, menjadi meluas karena terlambat dideteksi. Sebenarnya

sudah terdapat beberapa cara dalam melakukan deteksi kebakaran hutan, di

antaranya menggunakan citra satelit dalam memonitoring titik-titik api. Namun

dalam pengimplementasiannya, cara tersebut masih dianggap kurang efisien dilihat

dari tingginya biaya yang harus dikeluarkan.Hal ini dikarenakan kondisi Indonesia

yang belum memiliki satelit sendiri, sehingga harus menyewa satelit asing. Dalam

penelitian ini digunakan sensor MQ135, MQ7 dan sensor api untuk memonitoring

konsentrasi CO dan CO2 yang terkandung dalam uadara pada hutan. Perubahan

kualitas udara pada sebuah hutan dapat digunakan sebagai indikasi awal terjadinya

kebakaran hutan. Beberapa node dipasang untuk mendeteksi lalu mengirimkan data

ke gateway. Gateway berperan untuk mengumpulkan data lalu mengirimkannya ke

iot cloud server. Berdasarkan data yang telah didapatkan, peningkatan konsentrasi

CO dan CO2 hingga melebihi batas normal dapat dijadikan suatu acuan telah terjadi

kebakaran hutan pada suatu wilayah. Sementra digunakan juga parameter lain,

berupa raw data yang dibaca oleh sensor api. Semakin kecil raw data yang dibaca,

maka dapat menandakan potensi terjadinya titik api juga semakin besar. Namun

data-data yang telah didapatkan ini hanya merupakan indikasi awal yang dapat

dijadikan acuan terjadinya kebakaran hutan. Dengan kata lain masih diperlukan

pengecekan oleh ahli / petugas untuk menentukan lokasi titik api. Selain itu, masih

perlu dilakukan pengembangan lebih lanjut pada scheduling data yang dikirim dan

masuk ke gateway. Sehingga tidak ada data yang hilang saat proses pengiriman

hingga dapat ditampilkan pada gateway.

Kata Kunci – Kebakaran Hutan, Pendeteksian, Sensor MQ135, Sensor MQ7,

Senor Api, LoRa, Node, Gateway.

Page 4: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

iv

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa,

yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul “Pemanfaatan Teknologi

Internet of Things untuk Monitoring Konsentrasi CO dan CO2 dalam Upaya

Mendeteksi Kebakaran Hutan”. Laporan tugas akhir ini merupakan salah satu

syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) pada Departemen Teknik

Informatika Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

Dalam proses pembuatan laporan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat

bimbingan, arahan, dan bantuan dari berbagai pihak sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya. Oleh karena itu dengan segala

kerendahan hati, penulis mengucapkan rasa terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT atas segala kuasa-Nya.

2. Kedua orang tua tercinta saya Tamrin, S.Ag. dan Hasmi, S.Pd.SD serta adik

saya Asnul Fauzia yang tak henti-hentinya memberikan dukungan,

semangat serta doa.

3. Bapak Dr. Amil Ahmad Ilham, S.T., M.IT selaku Ketua Departemen Teknik

Informatika Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

4. Bapak Adnan, S.T, M.T, Ph.D dan Bapak Dr. Amil Ahmad Ilham, S.T.,

M.IT selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan,

nasehat, dan arahannya.

Page 5: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

v

5. Bapak dan Ibu dosen serta Staf Departemen Teknik Informatika Teknik

Universitas Hasanuddin.

6. Teruntuk The Baper’s (Kak Fai, Kak Ruli, Elling, Khanzalifa, Musdalifakh,

Ochalay, Arlis, Sexy brown fajy, Asno, Anggi, dan Soe) dan ALFINND

(Lisya, Nuget, Fira, Dini, Ama dan Dillaws) yang setia menemani dalam

suka dan duka.

7. Terima Kasih teruntuk teman-teman yang telah membantu selama

pengambilan data dan pembuatan alat untuk tugas akhir saya, sude’ vovo,

wempy, imam, chaeruddin.

8. Teruntuk teman-teman dan adik-adik di Lab IoT PC Fachrial, Fahmi,

David, dan Atik terima kasih selalu menemani saya mengerjakan tugas

akhir. Terima Kasih untuk segala arahan, saran dan semangatnya.

9. Keluarga angkatan 2014 Departemen Teknik Informatika FT UH atas

semua bantuan dan semangat yang diberikan selama ini

10. Teman-teman Rectifier FT-UH atas dukungan dan semangat yang diberikan

selama ini

Akhirnya dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari masih terdapat

kekurangan dalam penyusunan laporan ini baik isi maupun cara penyajian. Oleh

karena itu penyusun mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat

membangun sebagai dasar kuat agar selanjutnya dapat membuat skripsi yang lebih

baik. Terima kasih, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Makassar, 2018

Auliati Nisa

Page 6: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................... ii

ABSTRAK ................................................................................................. iii

KATA PENGANTAR .............................................................................. v

DAFTAR ISI ............................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ x

DAFTAR TABEL ..................................................................................... xiv

DAFTAR RUMUS .................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1

I.1 Latar Belakang ........................................................................... 1

I.2 Rumusan Masalah ...................................................................... 3

I.3 Tujuan Penelitian ...................................................................... 4

I.4 Manfaat Penelitian .................................................................... 4

I.5 Batasan Masalah ...................................................................... 5

I.6 Metode Penelitian .................................................................... 5

I.7 Sistematika Penulisan ............................................................... 6

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................. 8

II.1 Kebakaran Hutan ...................................................................... 7

II.2 Pembakaran .............................................................................. 12

II.2.1 Pembakaran Sempurna ................................................... 13

II.2.2 Pembakaran Tidak Sempurna ......................................... 13

II.3 Internet of Things ..................................................................... 13

Page 7: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

vii

II.4 LP-WAN (Low Power - WIde Area Network) ........................ 14

II.4.1 LoRa (Long Range) ........................................................... 15

II.4.1.1. LoRa GPS Hat Dragino ....................................... 19

II.4.1.2. LoRa Bee Dragino .............................................. 20

II.4.2 XBee .................................................................................. 20

II.4.3 GSM Shield ....................................................................... 24

II.4.3.1 GSM Shield SIM 900 ................................................... 25

II.4.3.1 GSM Shield SIM 900A ................................................ 26

II.5 Sensor Gas MQ135................................................................... 27

II.6 Sensor Gas MQ7....................................................................... 29

II.7 Sensor Api ................................................................................ 31

II.8 Raspberry Pi ............................................................................. 34

II.8.1 Raspberry Pi 2 Model B .................................................... 35

II.9 Arduino .................................................................................... 38

II.9.1 Arduino uno ........................................................................ 39

II.10 Thingspeak .............................................................................. 39

II.11 Node ....................................................................................... 41

II.12 Gateway ................................................................................. 42

II.11 Fog Computing ...................................................................... 43

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................... 44

III.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................. 44

III.2 Alat dan Bahan Penelitian ...................................................... 44

III.3 Kriteria Desain ........................................................................ 44

III.4 Prosedur Penelitian.................................................................. 45

III.5 Tahap Persiapan ...................................................................... 47

III.6 Tahap Pembuatan Alat ............................................................ 48

III.6.1 Tahap Perancangan Hardware (Alat) ............................... 48

III.6.1.1 Arduino Uno................................................................ 51

III.6.1.2 LoRa Xbee Dragino 915 MHz .................................... 51

Page 8: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

viii

III.6.1.3 LoRa Shield 915 MHz ............................................... 51

III.6.1.4 Sensor Gas MQ135 .................................................... 52

III.6.1.4.1 Kalibrasi Sensor MQ135 ................................... 52

III.6.1.5 Sensor Gas MQ7 ........................................................ 54

III.6.1.6 Sensor Api (Flame Sensor) ....................................... 55

III.6.1.7 Raspberry Pi 2 Model B ............................................. 55

III.6.1.8 Lora GPS Hat Dragino 915 MHz .............................. 55

III.6.2 Tahap Perwujudan Alat ................................................. 56

III.6.3 Tahap Perwujudan Software ......................................... 57

III.6.3.1 Penerima dan Pengolahan Data ............................... 61

III.6.3.2 Sistem Transmisi Data ............................................. 61

III.7 Uji Kinerja ................................................................................ 62

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN................................................... 64

IV.1 Hasil Rancang Bangun Alat .................................................... 64

IV.2 Pembuatan Mekanik ............................................................... 66

IV.3 Pembuatan Perangkat Keras (Hardware) .............................. 67

IV.4 Pembuatan Perangkat Lunak (Software) ................................. 68

IV.5 Pengujian Sistem ..................................................................... 68

IV.5.1 Pengujian Hardware ......................................................... 68

IV.5.1.1 Penguian Sensor Gas MQ135 .................................... 68

IV.5.1.2 Penguian Sensor Gas MQ7 ........................................ 70

IV.5.1.3 Pengujian Sensor Api ................................................. 72

IV.5.2 Pengujian Software ........................................................... 73

IV.6 Pengambilan Data ................................................................... 74

IV.7 Hasil Pengamatan dan Data ................................................... 76

IV.7.1 Hasil Pengamatan pada LoRa .......................................... 76

IV.7.1.1 Proses Pengiriman Data dari Node ............................. 76

IV.7.1.2 Packet Size yang dikirimkan dari node ...................... 80

IV.7.1.3 Kecepatan Pengiriman Data dari Node ...................... 81

Page 9: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

ix

IV.7.1.4 Kecepatan Penerimaan Data pada Gateway .............. 82

IV.7.1.5 Kecepatan Pengirimaan Data ke Thingspeak ............. 84

IV.7.2 Hasil Pengamatan pada Sensor Gas MQ135 .................... 85

IV.7.3 Hasil Pengamatan pada Sensor Gas MQ7 ........................ 87

IV.7.4 Hasil Pengamatan pada Sensor Api ................................. 88

IV.8 Lokasi ..................................................................................... 90

IV.9 Plot ......................................................................................... 90

IV.10 Status ..................................................................................... 91

BAB V PENUTUP .................................................................................... 92

V.1 Kesimpulan .............................................................................. 88

V.2. Saran ....................................................................................... 88

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 90

LAMPIRAN .............................................................................................. 94

Page 10: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

x

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

Gambar II.1 LoRa Dragino ........................................................................ 15

Gambar II.2 XBee ...................................................................................... 18

Gambar II.3 GSM Shield ............................................................................ 21

Gambar II.4 Sensor Gas MQ135 ................................................................ 24

Gambar II.5 Sensitivitas Sensor MQ135 terhadap beberapa gas ............... 25

Gambar II.6 Sensor gas MQ7 ..................................................................... 26

Gambar II.7 Sensitivitas Sensor Gas MQ7 ................................................ 26

Gambar II.8 Sensor Api .............................................................................. 28

Gambar II.9 Dimensi Sensor Api ............................................................... 29

Gambar II.10 Directivity Sensor Api ......................................................... 29

Gambar II.11 Raspberry Pi 2 Model B ...................................................... 32

Gambar II.12 Arduino Uno ......................................................................... 35

Gambar II.13 Thingspeak IoT Cloud Service .............................................. 37

Gambar II.14 Fog Computing ..................................................................... 37

Gambar III.1 Diagram Prosedur Penelitian .................................................. 39

Gambar III.2 Blog Diagram Kinerja Sistem .............................................. 43

Gambar III.3 Skematik pada node ............................................................. 44

Gambar III.4 Arduino Uno dan Lora Bee Dragino ..................................... 45

Gambar III.5 Rangkaian sensor gas MQ135 dan arduino uno .................. 46

Page 11: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

xi

Gambar III.6 Alat yang sudah terstandarisasi ............................................ 47

Gambar III.7 Hasil pembacaan konsentrasi CO2 dalam persen oleh alat yang

sudah terstandarisasi .............................................................. 47

Gambar III.8 Hasil pembacaan konsentrasi CO2 dalam persen menggunakan

sensor gas MQ135 ................................................................. 48

Gambar III.9 Rangkaian sensor gas MQ7 dan arduino uno ........................ 48

Gambar III.10 Rangkaian sensor api dan arduino uno ................................ 50

Gambar III. 11 Wiring antara LoRa GPS HAT dan Raspberry Pi 2 .......... 51

Gambar III.12 Raspberry pi 2 dan Lora GPS HAT .................................. 51

Gambar III.13 Komponen pada node ........................................................ 52

Gambar III.14 Rangkaian pada node ......................................................... 52

Gambar III.15 Komponen pada gateway ................................................... 53

Gambar III.16 Rangkaian gateway ............................................................ 53

Gambar III.17 Flowchart program pada node ........................................... 54

Gambar III.18 Flowchart program pada gateway ...................................... 56

Gambar III.19 Flowchart program pada Thingspeak ................................. 57

Gambar III.20 Flowchart transmisi data .................................................... 59

Gambar IV.1 Rangkaian pada node 1 ........................................................ 62

Gambar IV.2 Rangkaian pada node 2 ......................................................... 63

Gambar IV.3 Rangkaian pada node 3 ......................................................... 63

Gambar IV.4 Rangkaian pada gateway ....................................................... 64

Gambar IV.5 Rangkaian pada node dan gateway ....................................... 64

Gambar IV.6 Hardware yang digunakan ................................................... 66

Page 12: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

xii

Gambar IV.7 Pengiriman data dari node ke gateway ................................. 67

Gambar IV.8 Hasil Peneriman data MQ135 pada gateway ....................... 68

Gambar IV.9 Pemrosesan draw data MQ135 menjadi ppm ...................... 68

Gambar IV.10 Mengirim data MQ135 ke thingspeak .............................. 69

Gambar IV.11 Pengiriman data dari node ke gateway ............................... 69

Gambar IV.12 Hasil Pengiriman data MQ7 pada gateway ........................ 69

Gambar IV.13 Pemrosesan draw data MQ7 menjadi ppm ........................ 70

Gambar IV.14 Mengirim data MQ7 ke thingspeak .................................. 70

Gambar IV.15 Data Sensor Api yang dikirim dari node ............................ 71

Gambar IV.16 Data FS diterima oleh gateway kemudian dikirim ke

Thingspeak ............................................................................. 71

Gambar IV.17 Lokasi Pengambilan Data ................................................... 73

Gambar IV.18 Penempatan node dan gateway ........................................... 73

Gambar IV.19 Jarak 5m dan 7,071m .......................................................... 74

Gambar IV.20 Jarak 10m dan 14,142m ...................................................... 75

Gambar IV.21 Jarak 50m dan 70,710m ...................................................... 75

Gambar IV.22 Konsentrasi CO2 dalam ruangan tanpa ada pembakaran.... 79

Gambar IV.23 Konsentrasi CO2 di luar ruangan tanpa ada pembakaran ... 80

Gambar IV.24 Konsentrasi CO2 di luar ruangan yang terdapat proses

pembakaran ......................................................................... 80

Gambar IV.25 Konsentrasi CO dalam ruangan tanpa ada pembakaran...... 81

Gambar IV.26 Konsentrasi CO di luar ruangan tanpa ada pembakaran ..... 82

Gambar IV.27 Konsentrasi CO di luar ruangan yang terdapat proses

Page 13: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

xiii

pembakaran ......................................................................... 82

Gambar IV.28 Hasil pembacaan sensor api di dalam ruangan tanpa

pembakaran ......................................................................... 83

Gambar IV.29 Hasil pembacaan sensor api di luar ruangan tanpa

pembakaran ......................................................................... 83

Gambar IV.30 Hasil pembcaan sensor api di luar ruangan yang terdapat

pembakaran ............................................................................ 84

Gambar IV.31 Lokasi penempatan node ..................................................... 85

Gambar IV.32 Plot ...................................................................................... 85

Gambar IV.33 Source code untuk menampilkan plot ................................. 86

Gambar IV.34 Status terjadinya kebakaran atau tidak ................................ 86

Gambar IV.35 Source code untuk menampilkan status .............................. 87

Page 14: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

xiv

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

Tabel II.1 Fitur LoRa Dragino .................................................................... 16

Tabel II.2 Spesifikasi LoRa Dragino .......................................................... 16

Tabel II.3 Spesifikasi XBee dan XBee Pro ................................................. 18

Tabel II.4 Fitur GSM Shield SIM 900 ........................................................ 22

Tabel II.5 Spesidikasi GSM Shield SIM 900 .............................................. 23

Tabel II.6 Fitur dan Spesifikasi GSM Shield SIM 900A ............................ 23

Tabel II.7 Kondisi Standar Kerja Sensor MQ135 ....................................... 25

Tabel II.8 Fitur Sensor Api ......................................................................... 30

Tabel II.9 Spesifikasi Sensor Api................................................................ 30

Tabel III.1 Persentase Kesalahan ............................................................... 48

Tabel IV.1 Jarak 5m dan 7,071m ............................................................... 76

Tabel IV.2 Jarak 10m dan 14,142m ............................................................ 77

Tabel IV.3 Jarak 50m dan 70,710m ............................................................ 77

Page 15: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

xv

DAFTAR RUMUS

Nomor Halaman

Persamaan III.1 Persentase Kesalahan ........................................................ 48

Page 16: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Kebakaran hutan merupakan salah satu peristiwa yang sering terjadi di

Indonesia. Kebakaran hutan dapat disebabkan oleh faktor alam maupun karena

campur tangan manusia di dalamnya. Pembakaran hutan sering dijadikan cara

praktis oleh peladang tradisional, bahkan perusahaan-perusahaan besar dalam

membuka lahan baru yang akan digunakan untuk perkebunan, pertanian,

maupun perumahan.

Seringkali dalam prakteknya, kebakaran hutan menjadi tidak terkendali

dan wilayah yang terkena dampak pun menjadi meluas. Sehingga pemerintah

melarang keras praktek pembukaan lahan melalui pembakaran hutan. Walaupun

demikian, masih terdapat oknum-oknum tertentu yang melakukan hal tersebut.

Kebakaran hutan juga dapat terjadi karena faktor alam , di antaranya

kekeringan,musim panas yang berkepanjangan, sambaran petir dan bahkan

akibat angin yang kencang. Dua batang yang saling bergesekan karena tertiup

angin, akan menyulut api kecil sehingga menjadi awal dari munculnya

kebakaran hutan.

Berdasarkan data yang diperoleh dari WRI (World Resources Institue)

Indonesia, pada tahun 2016 jumlah peringatan titik api di provinsi Riau

terdeteksi sebanyak lebih dari 4000, menyusul Papua di angka lebih dari 2000

Page 17: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

2

titik api. Kemudian Kalimantan Tengah sebanyak 1000 titik api, dan terakhir

adalah Sumatera Selatan yang terdeteksi lebih dari 500 titik api.

Salah satu penyebab kebakaran hutan yang seringkali meluas adalah

lambannya pendeteksian titik-titik api. Sehingga kebakaran yang pada awalnya

hanya terjadi pada areal yang sempit, menjadi meluas karena terlambat

terdeteksi.

Sebenarnya sudah terdapat beberapa cara dalam melakukan deteksi

kebakaran hutan, di antaranya menggunakan citra satelit dalam memonitoring

titik-titik api. Namun dalam pengimplementasiannya, cara tersebut masih

dianggap kurang efisien dilihat dari tingginya biaya yang harus dikeluarkan.Hal

ini dikarenakan kondisi Indonesia yang belum memiliki satelit sendiri, sehingga

harus menyewa satelit asing.

Dengan menggunakan sensor MQ-135 danMQ-7, konsentrasi CO2 dan

CO yang terkandung dalam udara pada sebuah hutan dapat dijadikan sebagai

parameter terjadinya kebakaran. Serta terdapat pula sensor api yang dapat

mendeteksi adanya titik api dalam suatu wilayah. Harga sensor yang relatif

murah, menjadikan cara ini dapat dijadikan pilihan untuk membuat alat

pendeteksi kebakaran hutan yanglebih efisien. Sementara itu, dalam melakukan

komunikasi dan pengiriman data, dapat menggunakan LoRa yang

memanfaatkan gelombang radio. Dibandingkan dengan menggunakan GSM

Shield, Radio Telemetry dan Exbee, LoRa memberikan lebih banyak

keuntungan walaupun dengan harga yang cenderung lebih murah.

Page 18: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

3

Hasil pembacaan oleh sensor kemudian dikirimkan ke pusat

pemantauan. Sehingga kondisi di dalam hutan dapat dipantau dan dianalisis

secara real time melalui thingspeak. Hal tersebut membuat pendeteksian

kebakaran hutan dapat dilakukan secara lebih cepat. Sehingga dapat

mengurangi jumlah kerugian yang ditimbulkan.

I.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah maka rumusan masalah pada

penelitian ini adalah :

1. Bagaimana upaya awal mendeteksi kebakaran hutan melalui monitoring

konsentrasi gas CO dan CO2 yang terkandung dalam udara pada hutan, serta

raw data yang dibaca oleh sensor api ?

2. Adakah hubungan antara perubahan konsentrasi gas CO2, gas CO, serta raw

data yang dibaca oleh sensor api dengan potensi terjadinya kebakaran

hutan?

3. Bagaimana kecepatan transfer data yang telah dibaca sensor pada LoRa?

Page 19: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

4

I.3. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah yang diuraikan, maka tujuan dari

penelitian ini yaitu :

1. Untuk mendapatkan langkah awal mendeteksi kebakaran hutan melalui

monitoring konsentrasi gas CO dan CO2 yang terkandung dalam udara

pada hutan, serta raw data yang dibaca oleh sensor api.

2. Untuk mengetahui hubungan antara peningkatan konsentrasi gas CO2, gas

CO, serta raw data yang dibaca oleh sensor api dengan kemungkinan

terjadinya kebakaran hutan.

3. Untuk mengetahui kecepatan transfer data pada LoRa dalam mengirimkan

data-data yang telah dibaca sensor.

I.4. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah :

1. Bagi Masyarakat

Agar masyarakat dapat mengetahui kondisi hutan, berupa

konsentrasi CO dan CO2 secara semi real time. Sehingga dapat

ditindaklanjuti apakah suatu wilayah terjadi kebakaran atau tidak.

2. Bagi Kementrian Kehutanan dan Badan Nasional Penanggulangan

Bencana

Memberikan informasi kondisi hutan berupa kandungan CO dan

CO2 serta titik api sebagai upaya mendeteksi kebakaran hutan.

3. Bagi Instansi Penelitian

Page 20: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

5

Menjadi salah satu sistem yang dapat dikembangkan pada daerah-

daerah yang rawan terjadi kebakaran hutan.

I.5. Batasan Masalah

Yang menjadi batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah :

1. Parameter yang digunakan untuk mendeteksi kebakaran hutan adalah

konsentrasi CO2, CO dan keberadaan titik api.

2. Analisis konsentrasi CO2, CO, dan titik api menggunakan iot platform

thingspeak yang terkoneksi dengan Matlab.

I.6. Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut:

1. Studi literatur

Studi literatur dilakukan dengan cara mengadakan studi dari buku,

internet, dan sumber bahan pustaka, atau informasi lainnya yang dapat

menunjang peneltian.

2. Pembuatan alat dan software

Pembuatan alat dilakukan agar dapat mendapatkan

3. Pengambilan data

Dilakukan pengambilan data menggunakan alat dan software yang

telah dibuat sebelumnya.

4. Pengolahan data

Dikerjakan dengan mener

Page 21: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

6

5. Analisa hasil pengolahan data

6. Simpulan

I.7. Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan penelitian adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan secara singkat latar belakang

penelitian, rumusan dan batasan masalah, tujuan dan kegunaan

penelitian, serta sistematika penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas kerangka berpikir, serta landasan teori

yang berhubungan dengan pemanfaatan teknologi internet of things

untuk memonitoring, konsentrasi CO dan CO2 dalam upaya

mendeteksi kebakaran hutan.

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini membahas tentang jenis penelitian, metode

pengumpulan data, alat dan bahan penelitian, metode pengujian dan

hasil penelitian.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Page 22: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

7

Bab ini membahas tentang data yang dihasilkan dari

pemanfaatan teknologi internet of things untuk memonitoring,

konsentrasi CO dan CO2 dalam upaya mendeteksi kebakaran hutan.

BAB V : PENUTUP

Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dan

saran-saran.

Page 23: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

8

BAB II

LANDASAN TEORI

II.1. Kebakaran Hutan

Definisi Kebakaran Hutan menurut SK. Menhut. No. 195/Kpts-II/1996 yaitu

suatu keadaan dimana hutan dilanda api sehingga mengakibatkan kerusakan hutan

dan hasil hutan yang menimbulkan kerugian ekonomi dan lingkungannya.

Kebakaran hutan merupakan salah satu dampak dari semakin tingginya tingkat

tekanan terhadap sumber daya hutan. Dampak yang berkaitan dengan kebakaran

hutan atau lahan adalah terjadinya kerusakan dan pencemaran lingkungan hidup,

seperti terjadinya kerusakan flora dan fauna, tanah, dan air. Kebakaran hutan dan

lahan di Indonesia terjadi hampir setiap tahun walaupun frekwensi, intensitas, dan

luas arealnya berbeda (Chamorro dkk., 2017).

Dampak negatif pada lingkungan fisik antara lain meliputi penurunan kualitas

udara akibat kepekatan asap yang memperpendek jarak pandang sehingga

mengganggu transportasi, mengubah sifat fisika-kimia dan biologi tanah,

mengubah iklim mikro akibat hilangnya tumbuhan, bahkan dari segi lingkungan

global ikut memberikan andil terjadinya efek rumah kaca (Fadlullah dkk., 2011).

Dampak pada lingkungan hayati antara lain meliputi menurunnya tingkat

keanekaragaman hayati, terganggunya suksesi alami, terganggunya produksi bahan

organik dan proses dekomposisi. Dampak pada kesehatan yaitu timbulnya asap

Page 24: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

9

yang mengganggu kesehatan masyarakat terutama masyarakat miskin, lanjut usia,

ibu hamil dan anak balita seperti infeksi saluran pernafasan akut (ISPA), asma

bronkial, bronkitis, pneumonia, iritasi mata dan kulit. Dampak sosial yaitu

hilangnya mata pencaharian, rasa keamanan dan keharmonisan masyarakat lokal

Selain itu, diduga kebakaran hutan ini dapat menghasilkan racun dioksin, yang

dapat menyebabkan kanker dan kemandulan bagi wanita (Chamorro dkk., 2017) .

Sedangkan dampak ekonomi antara lain meliputi dibatalkannya jadwal

transportasi darat-air dan udara, hilangnya tumbuh-tumbuhan terutama tumbuhan

yang mempunyai nilai ekonomis tinggi, biaya pengobatan masyarakat, turunnya

produksi industri dan perkantoran, serta anjloknya bisnis pariwisata. Menurut

perkiraan WWF (World Wild Fund) dan Canadian IDRC’S Economic and

Environmental Project in South East Asia (EEPSEA), nilai kerugian akibat

kebakaran hutan tahun 1997/1998 yang ditanggung 3 (tiga) negara (Indonesia,

Malaysia dan Singapura) mencapai 1,45 milliar dollar (US). Angka ini hampir sama

dengan total kerugian akibat tragedi Bhopal (bocornya instalasi pabrik Union

Carbide di India pada 1984) dan Exxon Valdez (tumpahnya jutaan ton minyak dari

sebuah tanker di Alaska, Amerika Serikat pada 1989), atau sama dengan sekitar 2,5

persen GNP Indonesia sebelum krisis moneter (Chamorro dkk., 2017) .

Secara umum kebakaran hutan yang terjadi di Indonesia disebabkan oleh tiga

faktor utama yaitu kondisi tanaman di hutan, cuaca, dan sosial budaya masyarakat.

Kondisi tanaman di hutan yang rawan terhadap bahaya kebakaran adalah keadaan

di mana tanaman mengalami kekeringan dan jumlahnya yang melimpah. Sehingga

gesekan antar tanaman dapat memicu terjadinya kebakaran (Tacconi, 2003).

Page 25: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

10

Faktor iklim berupa suhu, kelembaban, angin dan curah hujan turut

menentukan kerawanan kebakaran. Suhu yang tinggi akibat penyinaran matahari

langsung menyebabkan bahan bakar mengering dan mudah terbakar, kelembaban

yang tinggi (pada hutan dengan vegetasi lebat) mengurangi peluang terjadinya

kebakaran hutan, angin juga turut mempengaruhi proses pengeringan bahan bakar

serta kecepatan menjalarnya api sedangkan curah hujan mempengaruhi besar

kecilnya kadar air yang terkandung dalam bahan bakar (Ruchiat, 2001).

Faktor sosial budaya masyarakat mempunyai andil yang paling besar terhadap

adanya kebakaran hutan. Beberapa faktor penyebab kebakaran hutan antara lain :

Penggunaan api dalam kegiatan persiapan lahan. Masyarakat di sekitar kawasan

hutan seringkali menggunakan api untuk persiapan lahan, baik untuk membuat

lahan pertanian maupun perkebunan seperti kopi dan coklat. Perbedaan biaya

produksi yang tinggi menjadi satu faktor pendorong penggunaan api dalam kegiatan

persiapan lahan. Metode penggunaan api dalam kegiatan persiapan lahan dilakukan

karena murah dari segi biaya dan efektif dari segi waktu dan hasil yang dicapai

cukup memuaskan (Ruchiat, 2001).

Adanya kekecewaan terhadap sistem pengelolaan hutan. Berbagai konflik sosial

sering kali muncul di tengah-tengah masyarakat sekitar kawasan hutan. Konflik

yang dialami terutama masalah konflik atas sistem pengelolaan hutan yang tidak

memberikan manfaat ekonomi pada masyarakat. Adanya rasa tidak puas sebagian

masyarakat atas pengelolaan hutan bisa memicu masyarakat untuk bertindak

anarkis tanpa memperhitungkan kaidah konservasi maupun hukum yang ada.

Page 26: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

11

Terbatasnya pendidikan masyarakat dan minimnya pengetahuan masyarakat akan

fungsi dan manfaat hutan sangat berpengaruh terhadap tindakan mereka dalam

mengelola hutan yang cenderung desdruktif (Ruchiat, 2001).

Pembalakan liar atau illegal logging. Kegiatan pembalakan liar atau illegal

logging lebih banyak menghasilkan lahan-lahan kritis dengan tingkat kerawanan

kebakaran yang tinggi. Seringkali, api yang tidak terkendali secara mudah

merambat ke areal hutan-hutan kritis tersebut. Kegiatan pembalakan liar atau illegal

logging seringkali meninggalkan bahan bakar (daun, cabang, dan ranting) yang

semakin lama semakin bertambah dan menumpuk dalam kawasan hutan yang

dalam musim kemarau akan mengering dan sangat bepotensi sebagai penyebab

kebakaran hutan (Ruchiat, 2001).

Kebutuhan akan Hijauan Makanan Ternak (HMT) Kehidupan masyarakat

sekitar kawasan hutan tidak lepas dari ternak dan penggembalaan. Ternak (terutama

sapi) menjadisalah satu bentuk usaha sampingan untuk memenuhi kebutuhan hidup

keluarga. Kebutuhan akan HMT dan areal penggembalaan merupakan salah satu

hal yang harus dipenuhi. Untuk mendapatkan rumput dengan kualitas yang bagus

dan mempunyai tingkat palatabilitas yang tinggi biasanya masyarakat membakar

kawasan padang rumput yang sudah tidak produktif. Setelah areal padang rumput

terbakar akan tumbuh rumput baru yang kualitasnya lebih bagus dan kandungan

gizinya tinggi (Ruchiat, 2001).

Perambahan hutan Faktor lain yang tidak kalah pentingnya sebagai agen

penyebab kebakaran hutan adalah migrasi penduduk dalam kawasan hutan

Page 27: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

12

(perambah hutan). Disadari atau tidak bahwa semakin lama, kebutuhan hidup

masyarakat akan semakin meningkat seiring semakin bertambahnya jumlah

keluarga dan semakin kompleknya kebutuhan hidup. Hal tersebut menuntut

penduduk untuk menambah luasan lahan garapan mereka agar hasil pertanian

mereka dapat mencukupi kebutuhan hidupnya (Ruchiat, 2001).

Sebab lain yang bisa menjadi pemicu terjainya kebakaran adalah faktor kurangnya

kesadaran masyarakat terhadap bahaya api. Biasanya bentuk kegiatan yang menjadi

penyebab adalah ketidaksengajaan dari pelaku. Misalnya masyarakat mempunyai

interaksi yang tinggi dengan hutan. Salah satu bentuk interaksi tersebut adalah

kebiasaan penduduk mengambil rotan yang biasanya sambil bekerja mereka

menyalakan rokok. Dengan tidak sadar mereka membuang puntung rokok dalam

kawasan hutan yang mempunyai potensi bahan bakar melimpah sehingga

memungkinkan terjadi kebakaran (Ruchiat, 2001).

II.2. Pembakaran

Pembakaran adalah proses oksidasi yang sangat cepat antara bahan bakar dan

oksidator dengan menimbulkan nyala dan panas. Bahan bakar merupakan substansi

yang melepaskan panas ketika dioksidasi dan secara umum mengandung karbon,

hidrogen, oksigen dan sulfur. Sementara oksidator adalah segala substansi yang

mengandung oksigen yang akan yang bereaksi dengan bahan bakar (Mahandri,

2010).

Page 28: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

13

II.2.1. Pembakaran Sempurna

Pada pembakaran sempurna, reaktan akan terbakar dengan oksigen,

menghasilkan sejumlah produk yang terbatas. Pembakaran komplit terjadi jika

keseluruhan karbon menjadi CO₂, hidrogen menjadi H₂O dan sulfur menjadi SO₂.

Jika output masih mengandung bahan C, H₂ dan CO, maka proses pembakaran

tersebut adalah tidak komplit (Sihana, 2010).

II.2.2Pembakaran Tidak Sempurna

Pembakaran tidak sempurna umumnya terjadi ketika tidak tersedianya oksigen

dalam jumlah yang cukup untuk membakar bahan bakar sehingga dihasilkannya

karbon dioksida dan air. Pembakaran yang tidak sempurna menghasilkan zat-zat

seperti karbon dioksida, karbon monoksida, uap air dan karbon. Pembakaran yang

tidak sempurna sangat sering terjadi, walaupun tidak diinginkan, karena karbon

monoksida merupakan zat yang sangat berbahaya bagi manusia. Kualitas

pembakaran dapat ditingkatkan dengan perancangan media pembakaran yang lebih

baik dan optimisasi proses (Anonim5, 2010).

II.3. Internet of Things

Paradigma Internet of Things (IoT) mengacu pada sebuah jaringanyang saling

berhubungan satu sama lain, seperti sensor atau actuator, serta dilengkapi pula

dengan telekomunikasi antarmuka, dan unit pengolahan dan penyimpanan.

Komunikasi ini harus memungkinkan integrasu yang mulus dan bebas dari hambatan

apapun. Dengan menggunakan internet, memungkinkan bentuk baru interaksi

Page 29: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

14

manusia dan perangkat, yaitu komunikasi mesin ke mesin (M2M) (Sulistyanto dkk.,

2015).

IoT merupakan sebuah konsep komputasi yang menggambarkan masa depan

dimana setiap obyek fisik dapat terhubung dengan internet dan

dapat mengidentifikasi dengan sendirinya antar perangkat yang lain (Sulistyanto

dkk., 2015).

Banyak artikel yang mengupas dan menerangkan. mengenai Internet of Thing

(IoT) baik dalam bentuk infographic maupun tutorial. Peranan internet dalam

kehidupan masyarakat modern sehari-hari menjadi bagian yang tidak dapat

terpisahkan, sehingga kemudian lahir konsep mengenai IoT. IoT didefinisikan

sebagai interkoneksi dari perangkat komputasi tertanam (embedded computing

devices) yang teridentifikasi secara unik dalam keberadaan infrastruktur internet [2]

Dapat ditarik kesimpulan bahwa IoT pada dasarnya menghubungkan Embedded

System ke Internet (Sulistyanto dkk., 2015).

Perkembangan IoT merupakan salah satu topik yang menantang untuk

didiskusikan, dan perdebatan tentang bagaimana cara mempraktikkannya masih

terbuka (Sulistyanto dkk., 2015).

II.4. LP-WAN (Low Power – Wide Area Network)

Teknologi LP-WAN dirancang untuk cakupan jaringan mesin ke mesin

(M2M). Dengan kebutuhan daya yang sedikit, LP-WAN memiliki jangkauan yang

luas dan biaya yang lebih rendah daripada jaringan seluler, LPWAN diperkirakan

dapat memiliki jangkauan yang lebih luas melalui komunikasi Mesin ke Mesin

Page 30: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

15

(M2M). Sehingga dapat diaplikasikan pada teknologi Internet of Things (IoT) yang

selama ini memiliki kendala dalam hal anggaran. (Iborra & Cano, 2016).

LPWAN memiliki kecepatan transfer data yang rendah, sama halnya dengan

konsumsi daya dari perangkat yang terhubung. LPWAN memungkinkan untuk

digunakan pada perangkat yang membutuhkan bandwith yang lebih kecil

dibandingkan jaringan standar yang biasa digunakan. LPWAN juga dapat

beroperasi dengan biaya yang lebih rendah, dengan efisiensi daya yang lebih besar.

Selain itu, LPWAN dapat mendukung lebih banyak perangkat di daerah cakupan

yang lebih besar dari jaringan seluler konsumen dan bersifat bi-directional (Iborra

& Cano, 2016).

Bluetooth, ZigBee dan Wi-Fi masih memadai untuk implementasi skala

konsumen. Kebutuhan teknologi seperti LPWAN jauh lebih besar di IOT, sipil dan

aplikasi industri komersial. Dalam lingkup ini, sejumlah besar perangkat yang

terhubung hanya bisa didukung jika komunikasi yang efisien dan daya biaya rendah

(Iborra & Cano, 2016).

Dalam IoT terdapat beberapa perangkat komunikasi, di antaranya sebagai

berikut :

II.4.1. LoRa (Long Range)

LoRa (Long Range) adalah suatu format modulasi yang unik dan mengagumkan

yang dibuat oleh Semtech. modulasi yang dihasilkan menggunakan modulasi FM.

Inti pada pemrosesan menghasilkan nilai frekuensi yang stabil. metode transmisi

juga bisa menggunakan PSK (Phase Shift Keying), FSK (Frequency Shift Keying)

Page 31: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

16

dan lainnya. Nilai frekuansi pada LoRa bermacam-macam sesuai daerahnya, jika di

Asia frekuensi yang digunakan yaitu 433 MHZ, di Eropa nilai frekuensi yang

digunakan yaitu 868 MHZ, sedangkan di Amerika Utara frekuensi yang digunakan

yaitu 915 MHZ (Anonim, 2018).

LoRa adalah teknologi nirkabel yang dikembangkan untuk menciptakan

jaringan wide-area low-power (LPWAN) yang dibutuhkan untuk aplikasi dari

mesin ke mesin (M2M) dan Internet of Things (IoT). Teknologi ini menawarkan

perpaduan jangka panjang yang sangat menarik, konsumsi daya rendah dan

transmisi data yang aman dan mendapatkan daya tarik yang signifikan dalam

jaringan IoT yang digunakan oleh operator jaringan nirkabel. Jaringan berbasis

teknologi nirkabel LoRa dapat memberikan jangkauan yang lebih besar

dibandingkan dengan jaringan seluler yang ada. Sebenarnya, banyak operator

jaringan seluler telah memilih untuk melengkapi jaringan seluler / nirkabel yang

ada dengan LPWAN berdasarkan teknologi LoRa karena mudah dipasang ke

infrastruktur yang ada dan juga memungkinkan mereka menawarkan solusi kepada

pelanggan mereka untuk melayani lebih banyak perangkat IoT (Anonim, 2018).

LoRa Shield adalah transceiver jarak jauh pada form factor perisai Arduino

dan berdasarkan pada open source library. Shield memungkinkan pengguna untuk

mengirim data dan mencapai rentang yang sangat panjang pada data-data rendah.

Ini menyediakan spektrum penyebaran spektrum ultra jarak jauh dan tinggi.

kekebalan interferensi sambil meminimalkan konsumsi saat ini. LoRa Shield

berbasis pada chip Semtech SX1276 / SX1278, ini menargetkan aplikasi jaringan

sensor nirkabel profesional seperti sistem irigasi, metering cerdas, kota cerdas,

Page 32: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

17

deteksi smartphone, otomasi bangunan, dan sebagainya. Menggunakan teknik

modulasi LoRaTM yang dipatenkan oleh Hope RF, Dragino Shield yang

menggunakan teknologi LoRa dapat mencapai sensitivitas lebih dari -148dBm

dengan menggunakan biaya yang rendah. Sensitivitas tinggi yang dikombinasikan

dengan penguat daya +20 dBm terintegrasi membuat LoRa terdepan dalam hal

eisiensi anggaran dalam industri sehingga bisa optimal untuk aplikasi yang

membutuhkan jangkauan atau ketahanan. LoRa juga memberikan keuntungan yang

signifikan baik pada blocking maupun selektivitas terhadap teknik modulasi

konvensional, memecahkan kompromi desain tradisional antara rentang, kekebalan

interferensi dan konsumsi energi (Anonim2, 2018).

Perangkat ini juga mendukung mode FSK (Frequency Shift Keying)

kinerja tinggi (G) untuk sistem termasuk WMBus, IEEE 802.15.4g. Dragino Shield

yang menggunakan teknologi LoRa® memberikan noise, selektivitas, linearitas

receiver dan IIP3 yang luar biasa untuk konsumsi arus yang jauh lebih rendah

daripada perangkat yang lain. (Anonim2, 2018).

Gambar II. 1 LoRa Dragino

Page 33: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

18

LoRa dragino memiliki beberapa fitur, di antaranya ditunjukkan dalam

tabel II.1 Fitur LoRa Dragino

Tabel II. 1 Fitur LoRa Dragino

NO. FITUR LORA DRAGINO

1 Kompatibel dengan Arduino 3.3v atau 5v I / O.

2 Frekuensi: 915MHz / 868 MHZ / 433 MHZ (Pra-konfigurasi di

pabrik)

3 Konsumsi daya rendah

4 Cocok dengan Arduino Leonardo, Uno, Mega, DUE, dan

Raspberry Pi

5 Antena Eksternal melalui konektor I-Pex

Adapun spesifikasi dari LoRa dragino ditunjukkan dalam tabel II.2

Spesifikasi LoRa Dragino

Tabel II. 2 Spesifikasi LoRa Dragino

NO. SPESIFIKASI LORA DRAGINO

1 Anggaran link maksimum 168 dB.

2 +20 dBm - 100 mW output RF konstan

3 +15 dBm efisiensi tinggi PA.

4 Kecepatan bit yang dapat diprogram sampai 300 kbps.

Page 34: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

19

5 Sensitivitas tinggi: turun ke -148 dBm.

6 Bullet-proof front end: IIP3 = -12,5 dBm.

7 Imunitas pemblokiran yang sangat baik.

8 Sepenuhnya terintegrasi synthesizer dengan resolusi 61 Hz.

9 Modulasi FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRa ™ dan OOK.

10 Built-in bit synchronizer untuk pemulihan jam.

11 Preamble detection.

12 Kisaran RSSI 125 DMB dinamis.

13 Automatic RF Sense dan CAD dengan AFC ultra cepat.

14 Mesin paket hingga 256 byte dengan CRC.

15 Sensor suhu terpasang dan indikator baterai rendah.

II.4.1.1. LoRa gps hat dragino

Lora gps hat dragino merupakan modul telekomunikasi yang menggunakan

microwave. Secara umum terdapat 3 frekuensi yang dapat digunakan, yaitu

868MHz, 433MHz, dan 915MHz. LoRa ini dilengkapi dengan gps yang dapat

membaca koordinat suatu lokasi (Anonim2, 2018).

Gambar II. 2 LoRa gps hat dragino

Page 35: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

20

II.4.1.2. LoRa bee dragino

LoRa bee merupakan salah satu jenis modul telekomunikasi LoRa. Dengan

memanfaatkan gelombang radio LoRa bee memiliki kapasitas untuk

mengirim/menerima data dengan jarak jangkauan yang besar, namun dengan power

yang rendah. Lora bee memiliki 20 kaki yaitu 3.3V, N/A,N/A, MISO, RESET, N/A,

N/A, N/A, N/A GND,N/A, DIO5, SCK, NSS, DIO4, DIO3,DIO2, DIO1, DIO0,

dan MOSI (Anonim2, 2018).

Gambar II. 3 LoRa bee dragino

II.4.2. XBee

XBee merupakan perangkat telekomunikasi yang mendukung komunikasi

wireless. Sama halnya dengan LoRa, XBee juga menggunakan frekuensi radio

untuk melakukan pengiriman maupun pertukaran data antar perangkat. Hanya

XBee yang memiliki protocol yang sama, yang dapat saling terhubung untuk

melakukan pengiriman dan pertukaran data (Digi, 2018).

Page 36: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

21

Modul RF XBee dan XBee-PRO yang dikembangkan telah memenuhi standar

IEEE 802.15.4 dan mendukung jaringan sensor nirkabel bertenaga rendah dan

berdaya rendah. Modul membutuhkan daya minimal dan bisa digunakan untuk

pengiriman data antar perangkat. Modul beroperasi dalam frekuensi ISM 2,4 GHz

band dan pin-for-pin yang kompatibel satu sama lain (Digi, 2018).

Gambar II. 4 XBee

Tabel II. 3 Tabel Spesifikasi XBee dan XBee PRO

Spesifikasi XBee XBee-PRO

Performance

Di dalam ruangan / daerah perkotaan Lebih dari 100 kaki

(30 m)

Lebih dari 300 kaki

(90 m), lebih dari

200 kaki (60 m)

variasi

internasional

Di luar ruangan Lebih dari 300 kaki

(90 m)

Lebih dari 1 mil

(1600m), variasi

Page 37: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

22

internasional lebih

dari 2500 kaki (750

m)

Daya keluaran pada saat transmisi

1mW (0 dBm) 63mW (18dBm)*

10mW (10 dBm)

untuk variasi

internasional

Rate data RF 250,000 bps 250,000 bps

Serial Interface Data Rate

(software tertentu)

1200 bps - 250 kbps

(mendukung

baudrates yang

tidak sesuai standar)

1200 bps - 250

kbps

(mendukung

baudrates yang

tidak sesuai

standar)

Sensivitas Penerimaan -92 dBm (1% paket

yang error)

-100 dBm (1%

paket yang error)

Daya yang diperlukan

Tegangan 2.8 – 3.4 V 2.8 – 3.4 V

Arus saat transmisi 45mA (@ 3.3 V) 250mA (@3.3 V)

(150mA untuk

varian

internasional)

RPSMA modul

Page 38: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

23

hanya: 340mA

(@3.3 V) (180mA

untuk

varian

internasional)

Idle / Arus saat menerima 50mA (@ 3.3 V) 55mA (@ 3.3 V)

Power-down Current < 10 µA < 10 µA

Umum

Frakuensi operasi ISM 2.4 GHz ISM 2.4 GHz

Dimensi 0.960” x 1.087”

(2.438cm x

2.761cm)

0.960” x 1.297”

(2.438cm x

3.294cm)

Suhu pengoperasian -40 to 85º C

(industri)

-40 to 85º C

(industri)

Pilihan antena Integrated Whip,

Chip atau U.FL

Connector, RPSMA

Connector

Integrated Whip,

Chip atau U.FL

Connector, RPSMA

Connector

Jaringan dan keamanan

Topologi jaringan yang didukung Point-to-point,

Point-to-multipoint

& Peer-to-peer

Page 39: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

24

II.4.3. GSM Shield

GSM Shield merupakan perangkat yang dapat digunakan untuk komunikasi dan

pertukaran informasi. Terdapat dua jenis GSM Shield yang paling umum

digunakan, yaitu SIM 900, SIM 900A, dan SIM 300. Perbedaan yang paling utama

dari ketiganya adalah SIM 900 merupakan quad band, SIM 900A merupakan dual

band, dan SIM 300A merupakan tri band. Hal tersebut menentukan frekuensi

pengoperasiannya. Semakin banyak frekuensi pengoperasiannya semakin bagus

(Rhydolabz).

SIM900 adalah modem quad band yang bisa beroperasi di 850, 900, 100, 10000

MHz band SIM900A adalah modem GSM dual band yang bisa beroperasi hanya di

band 900, 188 MHz & SIM900A hanya bisa digunakan di Asia, karena wilayah ini

dikunci ke pasar Asia. Sementara dari segi konsumsi dayanya, GSM Shield SIM900

beroperasi dari kisaran 3.4V sampai 4.5V. Sedangkan GSM Shield SIM900A

beroperasi dari kisaran suplai 3.2V sampai 4.8V. (Jangkauan operasi yang

dimaksimalkan) (Rhydolabz).

Jumlah saluran 16 Direct Sequence

Channels

12 Direct Sequence

Channels

Pilihan pengalamatan PAN ID, Channel

dan Addresses

PAN ID, Channel

dan Addresses

Page 40: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

25

Gambar II. 5 GSM Shiels

II.4.3.1. GSM Shield SIM 900

GSM Shield SIM 900 memiliki beberapa fitur yang disajikan dalam tabel II.4

Fitur GSM Shield SIM 900.

Tabel II. 4 Fitur GSM Shield SIM 900

NO. FITUR GSM SHIELD SIM 900

1 Produk dengan kualitas tinggi

2 Quad-Band GSM/GPRS 850/ 900/ 1800/ 1900 MHz

3 Dibuat pada RS232 level pengubah (MAX3232)

4 Configurable baud rate SMA connector with GSM L Type Antenna.

5 Terdapat SIM Card holder

6 Terdapat led sebagai indicator

7 Dilengkapi dengan protocol TCP/IP untuk transver menggunakan

GPRS.

8 Audio interface

9 Dapat digunakan pada suhu -20 °C to +55 °C

10 Tegangan masukan: 5V-12V DC

Page 41: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

26

Adapun spesifikasi dari modul GSM Shield SIM 900 ditunjukkan dalam

Tabel II.5 Spesifikasi GSM Shield SIM 900

Tabel II. 5 Spesifikasi GSM Shield SIM 900

NO. SPESIFIKASI GSM SHIELD SIM 900

1 Quad Band 850/900/1800/1900 MHz

2 GPRS 10/8

3 GPRS mobile station kelas B

4 Compliant ke GSM fase 2/2

5 Kelas 4 (2 W @ 850/900 MHz)

6 Kelas 1 (1 W @ 1800 / 1900MHz)

7 Dimensi: 24 * 24 * 3mm

8 Berat: 3.4g

9 Kontrol melalui perintah AT (GSM 07.07 , 07.05 dan SIMCOM

ditingkatkan AT Commands)

10 Konsumsi daya rendah: 1.0mA (mode tidur)

11 Suhu operasi: -40 ° C sampai +85 ° C

II.4.3.2. GSM Shield SIM 900A

GSM Shield SIM 900 memiliki beberapa fitur dan spesifikasi yang disajikan

dalam tabel II.6 Fitur dan Spesifikasi GSM Shield SIM 900.

Page 42: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

27

Tabel II. 6 Fitur dan Spesifikasi GSM Shield SIM 900A.

NO. FITUR DAN SPESIFIKASI GSM SHIELD SIM 900A

1 Tegangan masukan: 5-12V DC.

2 Suhu pengoperasian: -30 OC to +80 OC.

3 LED sebagai indikator untuk status daya dan jaringan

4 Power supply regulator dengan Buzzer sebagai indikator panggilan

masuk.

5 Daya masukan:

a. Class4 (2W).

b. Class1 (1W).

6 Konektivitas GPRS:

a. Kelas multi-slot GPRS10 (default)

b. GPRS multi-slot class8 (pilihan)

7 Mendukung CSD, USSD, SMS, FAX (Grup 3 Kelas 1).

8 Single kartu SIM dan konektor SMA dengan antena GSM

9 Serial port (RS232) output dan dukungan untuk antarmuka Audio,

RTC, Manajemen Buku Telepon

II.5. Sensor Gas MQ135

Sensor gas MQ-135 adalah jenis sensor kimia yang sensitif terhadap senyawa

NH3, NOx, alkolhol, bensol, asap (CO), CO2, dan lain-lain. Sensor ini bekerja

dengan cara menerima perubahan nilai resistansi (analog) bila terkena gas.

Resistansi sensor gas MQ135 berbeda tergantung dari jenis dan konsentrasi gasnya.

Page 43: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

28

Di bawah ini adalah gambar modul sensor gas MQ135 yang terdiri dari 4 pin, serta

grafik dari data sheet sensor gas MQ135 (Indahwati).

Gambar II. 6 Sensor gas MQ135

Dalam data sheet sensor MQ135 disajikan grafik yang menyajikan

sensitifitas sensor terhadap tiap gas tertentu. Dari grafik tersebut dapat ditentukan

besarnya ppm dari gas yang ingin diukur (Indahwati ).

Gambar II. 7 Sensitivitas sensor MQ135 terhadap beberapa gas

Kondisi dari standar kerja pemakaian sensor gas MQ135 ditunjukkan pada

tabel II.7 Kondisi Standar Kerja Sensor MQ135.

Page 44: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

29

Tabel II. 7 Kondisi Standar Kerja Sensor MQ15

Parameter Kondisi Teknis Keterangan

Circuit voltage 5V +- 0,1 AC atau DC

Heating voltage 5V +- 0,1 AC atau DC

Load resistance Bisa menyesuaikan

Heater resistance 33 +- 5% Suhu ruangan

Heater consumption Kurang dari 800 mW

Jangkauan pengukuran

10-300 ppm ammonia

10-1000 ppm bensol

10-300 alkohol

Pembacaan sensor gas MQ135 dikonversi menjadi ppm (part per million) .

Part per million atau berat per sejuta adalah banyaknya zat terlarut (1 mg) dalam

1L larutan. Seperti halnya namanya yaitu ppm, maka konsentrasinya merupakan

perbandingan antara berapa bagian senyawa dalam satu juta bagian suatu sistem.

Sama halnya dengan “prosentase” yang menunjukkan bagian per seratus. Jadi

rumus ppm adalah sebagai berikut (Junaedi, 2008);

Ppm = jumlah bagian spesies / satu juta bagian sistem di mana spesies itu berada.

II.6. Sensor Gas MQ7

CO Gas Sensor Module merupakan sebuah modul sensor gas yang berbasis

MQ-7.Sensor ini bereaksi terhadap kadar gas karbon monoksida yang terdapat

dalam udara. Modul ini memiliki keluaran data analog serta desain hardware

Page 45: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

30

minimalis yang ditujukan untuk memudahkan proses penggunaan sensor MQ-7.

Modul ini dapat diaplikasikan sebagai alarm peringatan dini, ataupun gas detector

untuk membantu proses industri yang melibatkan gas karbon monoksida. (Ya'kut,

P.W, D)

Gambar II. 8 Sensor Gas MQ7

Sensitivitas dari sensor gas MQ7 dapat dilihat pada data sheet yang

ditunjukkan gambar di bawah

Gambar II. 9 Sensitivat sensor gas MQ7

Gambar II.7 menunjukkan sensitivitas sensor gas MQ7 pada temperatur 20oC,

kelembaban 65%, konsentrasi O2 21% dan RL 10kΩ. Ro adalah resistansi sensor

Page 46: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

31

pada 100 ppm CO pada udara bersih. Sementara Rs menunjukkan resistansi sensor

pada bermacam-macam konsentrasi gas (Anonim4, 2013).

Kondisi dari standar kerja pemakaian sensor gas MQ7 ditunjukkan pada tabel

II.8 Kondisi Standar Kerja Sensor MQ135.

Tabel II. 8 Kondisi standar kerja MQ7

Parameter Kondisi Teknis Keterangan

Circuit voltage 5V +- 0,1 AC atau DC

Heating voltage 5V +- 0,1 AC atau DC

Load resistance Bisa menyesuaikan

Heater resistance 33 +- 5% Suhu ruangan

Heater consumption Berkisar 350 mW

II.7. Sensor Api

Sensor api digunakan untuk mendeteksi keberadaan api. Sensor api bekerja

dengan mendeteksi cahaya infra red yang memiliki panjang gelombang tertentu

dibandingkan cahaya yang lain. Pada gambar II.8 menunjukkan modul sensor api,

pada gambar II.9 menunjukkan dimensi sensor api, serta gambar II.10

menunjukkan directivity sensor api. (Anonim3, 2018).

Page 47: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

32

Gambar II. 10 Sensor api

Gambar II. 11 Dimensi sensor api

Gambar II. 12 Directivity Sensor api

Page 48: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

33

Beberapa fitur yang dimiliki sensor api disajikan dalam Tabel II.8 Fitur

Sensor Api (Anonim3, 2018).

Tabel II. 9 Fitur Sensor Api

NO. FITUR SENSOR API

1 LED yang memiliki radiant yang tinggi

2 Directivity standar yaitu 5mm

3 Daya tahan terhadap cuaca yang tinggi

4 UV Resistant Epoxy

5 Memiliki warna transparan

Spesifikasi dari sensor api ditunjukkan dalam tabel II.10 Spesifikasi sensor api

(Anonim3, 2018).

Tabel II. 10 Spesifikasi Sensor Api

NO. FITUR SENSOR API

1 Memiliki dua jenis output yaitu analog dan digital. Digital

menghasilkan output 0 atau 1.

2 Arus yang digunakan berkisar 180 mW

3 Suhu pengoperasian antara -25 hingga 85 oC

4 Suhu penyimpanan antara -35 hingga 100 oC

5 Suhu maksimum dalam penyolderan adalah 260 oC, tidak boleh lebih

dari 5 detik.

Page 49: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

34

6 Arus DC adalah 100 mA

7 Tegangan DC adalah 1.8V

II.8. Raspberry Pi

Raspberry Pi adalah modul mikro komputer yg mempunyai input output digital

port seperti pada board mikrokontroller. Tetapi jika dibandingkan board raspberry

pi dan mikrokontroller yg lain, Raspberry pi memiliki port/koneksi untuk display

berupa TV atau Monitor PC serta koneksi USB untuk keyboard serta mouse yang

tidak dimiliki oleh mikrokontroller jenis lain. Raspberry pi merupakan komputer

dalam satu singleboard. Operating System (OS) pada raspberry pi yaitu Linux.

Raspberry pi memiliki beberapa seri seperti raspberry pi 1, 2, 3, model A, model

A+, model B, model B+. Seri yang akan digunakan dalam penelitian kali ini adalah

Raspberry pi 3 model B yang merupakan seri terbaru. Berikut ini adalah spesifikasi

dari Raspberry pi 3 model B (Agustian, 2010):

System on a Chip (SoC) berupa jenis chip jenis Broadcom BCM2837R

CPU 4x ARM Cortex-A53, kecepatan prosesor 1.2 GHz, GPU berupa Broadcom

VideoCore IV, dengan RAM 1 GB LPDDR2 (900 MHz) (Agustian, 2010).

1. Slot Secure Digital Card (SD Card)

Raspberry pi 3 model B dilengkapi dengan slot SD card sebagai

hard drive untuk menyimpan seluruh data.

2. Port USB

Raspberry pi 3 model B mempunyai 4 port USB tipe 2.0.

3. Bluetooth

Page 50: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

35

Raspberry pi 3 model B mempunyai jenis Bluetooth 4.1 Classic yang

berfungsi sebagai media penghubung komunikasi dengan perangkat

komunikasi lainnya.

4. Konektor HDMI

Raspberry pi 3 model B mempunyai port HDMI sebagai perantara

audio/video yang akan ditampilkan pada sebuah monitor.

5. Output Audio Analog

Port audio analog berfungsi sebagai penyedia keluaran audio analog

untuk disambungkan pada perangkat speaker dengan jack sebesar 3,5 mm.

II.8.1. Raspberry Pi 2 Model B

Raspberry pi 2 adalah perangkat hardware technology yang berasal dari

inggris diciptakan oleh seorang jenius yang bernama Eben Upton. Pada awal 2015

Gambar II. 13 Raspberry pi 2 Model B

Page 51: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

36

silam telah keluar produk revisi Raspberry pi 2 type yang mempunyai keunggulan

dan fitur yang lebih baik dari produk yang telah keluar sebelumnya. Raspberry Pi 2

memberikan 6 kali kapasitas pemrosesan model sebelumnya (Agustian, 2010).

Raspberry Pi generasi kedua ini memiliki Broadcom yang ditingkatkan

Prosesor BCM2836, yang merupakan quad-core berbasis ARM Cortex-A7 yang

kuat prosesor yang berjalan pada 900MHz. Dewan juga memiliki peningkatan

kapasitas memori hingga 1Gbyte (Agustian, 2010).

Raspberry Pi 2 mempunyai Processor dan ram serta strorage drive untuk

penyimpanan data. Berikut adalah spesifikasi dari Raspberry Pi 2 type B (Agustian,

2010):

1. Core Architecture: A quad-core ARM Cortex-A7 CPU (~6x performance)

2. Memori : 1GB LPDDR2 SDRAM (2x memori)

3. Chip : QUAD Core Broadcom BCM2836 CPU dengan 1GB RAM

4. 40 pin extended GPIO

5. Micro SD Slot

6. Multiple Ports : 4 USB ports , Full Size HDMI, 4 pole Stereo output and

Composite video port, CSI camera port & DSI display port

7. Micro USB power source

8. CPU : 900MHz

9. GPU : Dual core VideoCore IV Multimedia Co-Processor Provides Open

GL ES 2.0, hardware-accelerated OpenVG, dan 1080p30,H.264 high-

Page 52: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

37

profilr decode, Capable of 1Gpixels, 1.5Gtexel/s or 24GFLOPs with

texture filtering dan DMA Infrastruktur

10. Sistem Operasi : Boots dari Micro SD card, running a version of thr Linux

sistem operasi

11. Dimensi : 85x56x17mm

12. Daya: Micro USB socket 5V, 2A

Raspberry Pi adalah modul mikro komputer yg juga mempunyai input output

digital port seperti pada board mikrokontroller. GPIO adalah terminal bi-

directional yang ditambahkan ke raspi berjumlah 40 pin dan ada juga 26 pin. Pin

GPIO memiliki bagian bagian yang mewakili 40 pin tersebut antara lain: Power

Supply (3.3 Volt/ 5 Volt, 2 set), UART ( Universal asynchronous

receiver/transmitter, 1 set), SPI (Serial Peripheral Interface), I2C (Inter-Integrated

Circuit) –EEPROM, dan GPIO (General Purpose Input Output). Raspberry Pi

memiliki 40 Pin GPIO tetapi untuk penelitian hanya digunakan beberapa, Untuk

lebih memahami dapat dilihat pada gambar III.12 (Agustian, 2010) .

Page 53: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

38

II.9. Arduino

Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat

open source. Pertama - tama perlu dipahami bahwa kata “platform” disini adalah

sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekadar sebuah alat

pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemprograman

dan Integrated Development Environtment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah

software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi

kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller. Ada banyak projek

dan alat – alat yang dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan

menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul - modul pendukung

(sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk

bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform

karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi (Bambang & Dharmawan,

2016).

Salah satu yang membuat arduino memikat hati banyak orang adalah karena

sifatnya open source, baik untuk hardware maupun software-nya. Komponen

utama didalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroller 8 bit dengan merk

Atmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino

menggunakan tipe Atmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya,

sebagai contoh Arduino Uno menggunakan Atmega328 sedangkan Arduino Mega

2560 yang lebih canggih menggunakan Atmega2560 (Bambang & Dharmawan,

2016).

Page 54: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

39

II.9.1. Arduino Uno

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328.

Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai

output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power,

kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller dapat

dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel (Bambang & Dharmawan,

2016).

Gambar II. 14 Arduino uno

II.10. Thingspeak

Thingspeak merupakan salah satu IoT Cloud Server yang dapat diakses dan

dipakai secara luas. Berikut adalah beberapa fitur yang dimiliki oleh thingspeak

(Ning, 2017):

1. Thingspeak merupakan salah satu layanan web yang dimiliki oleh

MathWorks dan dihosting pada AWS.

Page 55: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

40

2. Memiliki layanan untuk collect, analysis, dan act pada adata yang

didapatkan dari device yang disambungkan dengan thingspeak.

3. Mengevaluasi kode MATLAB pada cloud server.

4. Lebih dari 130.000 pengguna yang tersebar di seluruh dunia.

5. Menyedakan layanan tanpa berbayar.

Thingspeak juga menyediakan beberapa toolbox MATLAB, apabila kita login

menggunakan akun MATLAB yang telah berllisensi. Berikut adalah beberapa

toolbox MATLAB yang dapat digunakan pada thingspeak (Ning, 2017)

1. Statistics and Machine Learning Toolbox™

2. Curve Fitting Toolbox™

3. Control System Toolbox™

4. Signal Processing Toolbox

5. Mapping Toolbox™

6. System Identification Toolbox™

7. Neural Network Toolbox™

8. DSP System Toolbox™

9. Datafeed Toolbox™

10. Financial Toolbox™

Page 56: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

41

Gambar II. 15 Thingspeak

II.11. Node

Pada intinya sebuah sensor node terdiri dari komponen pengendali

(kontroler), sensor/aktuator, memori, perangkat komunikasi dan catu daya (power

supply). Karena komponenkomponenya tersebut maka sensor nod pada WSN ini

disebut juga dengan smart/intelligent sensor. Gambar II.16 berikut menggambarkan

sebuah node beserta komponen pendukungnya.

Gambar II. 16 Sebuah node beserta komponen pendukungnya

Sebuah pengendali akan memproses semua data yang relevan dan

berkemampuan untuk mengeksekusi semua kode-kode, sedangkan beberapa

Page 57: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

42

memori digunakan untuk menyimpan program dan data intermediate yang nantinya

akan dikirimkan ke controller board (getaway). Sensor dan aktuator merupakan

interface terhadap parameterparameter fisik dari lingkungan. Perangkat komunikasi

digunakan sebagai peralatan jaringan dalam mengirimkan dan menerima informasi

melalui kanal nirkabel. Power supply digunakan sebagai penyimpan energi untuk

mengaktifkan komponen-komponen utama yang lainnya (Sulistyanto, 2010).

II.12. Gateway

Gateway merupakan jembatan penghubung antara jaringan internal sensor

yang mengumpulkan data, dengan jaringan luar internet melalui berbagai medua

komunikasi nirkabel seperti WiFi, bluetooth, selular satelit, Zigbee dan lainlain.

Gateway juga merupakan tempat pengolah data tahap pertama, pengalamatan dan

pengaturan routing. Data yang ditransmisikan melalui gateway kemudian disimpan

dan diolah di cloud server dengan menggunakan mesin analitik Big Data. Data yang

sudah diolah ini kemudian digunakan untuk melakukan hal-hal cerdas sesuai tujuan

IoT (Meutia, 2015).

Page 58: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

43

II.13. Fog Computing

Fog computing adalah platform virtual yang menyediakan operasi untuk

menghitung, mennyimpan, dan jaringan layanan antara end device dengan cloud.

Fog computing merupakan penghubung antara end device dengan iot cloud server.

Gambar di bawah menyajikan informasi yang ideal serta menggambarkan peran fog

computing (Petajajarvi dkk.,2017).

Gambar II. 17 Fog Computing

Page 59: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

44

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Internet of Things dan Parallel

Computing (IoTPC), Departemen Teknik Informatika Fakultas Teknik, Universitas

Hasanuddin. Kelurahan Romang Lompoa, Kecamatan Bontomarannu, Kabupaten

Gowa. Sedangkan waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Februari – Agustus

2018.

III.2. Alat dan Bahan Penelitian

Alat yang digunakan pada penelitian ini yaitu solder listrik, kaca pembesar,

alat pengukur emisi, perangkat komputer, software arduino, software browser,

website ThingSpeak, sistem operasi Raspberry pi, alat tulis, dan Multimeter.

Sedangkan bahan yang digunakan yaitu Mikrokontroller Arduino Uno, Sensor Gas

MQ135, Sensor Api, Sensor Gas MQ 7, Raspberry Pi 2, LoRa Hat, Lora Bee

Dragino, Kabel Jumper, Micro SD, Sensor gas MQ135, Flame Sensor (Sensor

api), USB Connector , Logic Converter, PCB, dan Timah.

III.3. Kriteria Desain

Terdapat tigas sensor yang digunakan dalam mendeteksi kebakaran hutan, yaitu

sensor gas MQ135, sensor gas MQ7 dan sensor api. Ketiga sensor ini dihubungkan

dengan mikrokontroller arduino. Setiap node dihubungkan dengan masing-masing

sebuah sensor gas MQ135, sensor gas MQ7, dan sebuah sensor api Terdapat 3 buah

Page 60: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

45

node yang digunakan dalam penelitian ini. Data yang telah dikumpulkan oleh

masing-masing node, kemudian dikirimkan ke gateway menggunakan gelombang

radio 915MHz. Pada gateway akan terjadi pemrosesan data yang telah diterima dari

masing-masing node. Berdasarkan hasil pemrosesan yang dilakukan oleh gateway,

data kemudian dikirim ke IoT Cloud Server yaitu ThingSpeak. ThingSpeak

melakukan tiga tugas utama yaitu, collect, analyze, dan act. Setelah data dari

gateway dikumpulkan, kemudian akan dilakukan analisis menggunakan Matlab

analisis. Terakhir, hasilnya akan ditampilkan dengan memanfaatkan Matlab

Visualization yang tersedia di ThingSpeak, yang kemudian dikenal pula dengan act

pada ThingSpeak. Data-data yang telah dikumpulkan maupun telah dianalisis oleh

ThingSpeak dapat diakses pada gadget ataupun computer yang terhubung ke

internet.

III.4. Prosedur Penelitian

Gambar III. 1 Diagram Prosedur Penelitian

Page 61: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

46

Tahapan secara garis besar dijelaskan sebagai berikut :

1. Pada studi literatur, pencarian penelitian dilakukan terkait sistem

pembuatan rancang bangun miniatur stasiun cuaca. Pada tahap ini juga

dilakukan pencarian dokumentasi hasil penelitian-penelitian sebelumnya

yang terkait dengan topik penelitian.

2. Pada tahap ini, dilakukan penetapan berbagai kebutuhan penelitian dan

disiapkan guna untuk menunjang penelitian dan pembuatan aplikasi.

3. Pada tahap ini dilakukan persiapan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk

penelitian, seperti sensor gas MQ135, sensor gas MQ7, sensor api, dan

beberapa peralatan pendukung lainnya.

4. Pada tahap ini, jika alat dan bahan sudah lengkap maka mulai dilakukan

pembuatan dan perangkaian alat pendeteksi kebakaran hutan yang

menggunakan LoRa Bee Dragino, Arduino Uno, sensor gas MQ135,

sensor gas MQ7 dan sensor api. Serta pembuatan gateway menggunakan

Lora Hat dan Raspberry Pi 2 Model B.

5. Pada tahap ini, jika telah selesai melakukan pembuatan dan perangkaian

node dan gateway maka selanjutnya dilakukan pengiriman data ke

gateway yang telah dibaca oleh node.

6. Setelah data diterima oleh gateway, maka akan terjadi proses komputasi

untuk mengubah raw data (raw data) yang telah dibaca oleh sensor

menjadi nilai yang dibutuhkan. Seperti raw data pada MQ135 akan

Page 62: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

47

diubah menjadi konsentrasi CO2 dalam bentuk ppm, dan raw data pada

sensor gas MQ7 akan diubah menjadi konsentrasi CO dalam bentuk ppm.

7. Setelah melalui proses komputasi pada gateway, maka nilai yang telah

diproses tersebut akan dikirim ke channel ThingSpeak sesuai dengan id

dan write API key yang telah diinisialisasi pada program berdasarkan

address dari tiap node.

8. Data yang telah diterima ThingSpeak kemudian akan dianalisis

menggunakan Matlab Analyze yang tersedia di ThingSpeak. Hasilnya

akan ditampilkan berupa act menggunakan Matlab Visualization dan

chart yang telah disediakan ThingSpeak.

9. Setelah melakukan tahapan-tahapan di atas, diperolehlah kesimpulan

berdasarkan penelitian yang telah dilakukan.

III.5. Tahap Persiapan

Tahap persiapan merupakan tahapan awal dalam melakukan penelitian, pada

tahap ini penulis melakukan studi literatur dengan mencari berbagai acuan baik

melalui buku, jurnal, tugas akhir maupun artikel dengan narasumber yang jelas dan

terpercaya dengan tujuan untuk melengkapi literatur mengenai penelitian ini.

Penulis juga melakukan identifikasi masalah pada penelitian ini, membaca dan

memahami kelebihan dan kekurangan dari penelitian yang sudah dilakukan

sebelumnya. Dan juga penulis menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam

penelitian ini untuk mempersiapkan menuju ke tahap selanjutnya.

Page 63: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

48

III.6. Tahap Pembuatan Alat

Tahap pembuatan alat dibagi menjadi tiga tahap, yakni tahap perancangan alat,

tahap perwujudan alat, dan tahap pembuatan software. Tahap perancangan alat

terdiri dari perancangan mekanik dan perancangan hardware. Tahap perwujudan

alat yakni tahap perwujudan dari perancangan yang telah dibuat, sedangkan tahap

pembuatan software meliputi tahap pembuatan dan pengupload-an program ke IoT

Cloud Server agar dapat dianalisis dan memberikan serta menampilkan kesimpulan

dari data yang telah dikumpulkam. Berikut penjabaran dari masing-masing

tahapan:

III.6.1. Tahap Perancangan Hardware (Alat )

Tahap perancangan alat terdiri dari perancangan hardware dan perancangan

mekanik sistem alat yang akan dibuat meliputi :

1. Rangkaian Raspberry Pi dan LoRa Hat (sebagai gateway )

2. Rangkaian Arduino dan LoRa Bee Dragino (sebagai node ) .

3. Sensor-sensor untuk mendeteksi gas dan api (Sensor gas MQ135, sensor gas

MQ7 dan sensor api).

4. Kalibrasi sensor gas MQ135

5. Pengupload-an data sensor ke IoT Cloud Server ( ThingSpeak).

6. Analisis dan visualisasi menggunakan Matlab Analyze dan Matlab

Visualization.

Tahap perancangan alat terdiri dari perancangan hardware dan perancangan

mekanik sistem alat. Sistem alat yang akan dibuat meliputi sensor gas MQ135 yang

Page 64: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

49

berfungsi untuk mengukur kadar CO2 , snsor gas MQ7 yang berfungsi untuk

mengukur kadar CO dan sensor api untuk mendeteksi adanya titik api.

Sistem bekerja sesuai dengan blok diagram pada gambar III.2. Inputan yang

digunakan adalah data konsentrasi CO2 yang dibaca oleh sensor gas MQ135, data

konsentrasi CO yang dibaca oleh sensor gas MQ7 dan data dari sensor api.

Gambar III. 2 Blog Diagram Kinerja Sistem

Berdasarkan gambar III.2, dapat dilihat bahwa terdapat dua sensor yang

terhubung dengan node. Ketiga sensor ini adalah sensor gas MQ135 yang berfungsi

untuk mengirim data konsentrasi CO2 , sensor gas MQ7 untuk mengirim data

konsentrasi CO dalam bentuk raw data, serta sensor api yang berfungsi mendeteksi

api. Pada node digunakan mikrokontroller arduino uno. Setiap node disambungkan

dengan LoRa dragino berfrekuensi 915 MHz. Node kemudian mengirimkan data

ke gateway menggunakan gelombang radio berfrekuensi 915 MHz.

Sensor gas MQ7

Page 65: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

50

Gambar III. 3 Skematik pada node

Pada gateway digunakan mikroprosessor Raspberry pi 2 model B, yang

dihubungkan dengan usb wifi agar bisa terhubung dengan internet sehingga bisa

mengirim data ke cloud. Sementara untuk menerima data yang telah dikirimkan

oleh node, maka gateway dihubungkan dengan LoRa gps Hat yang berfrekuensi

915 MHz. Data yang diterima gateway akan diolah kemudian dikirimkan lagi ke

IoT Cloud Server. Raw data dari MQ135 kemudian akan dikonversi menjadi ppm

untuk gas CO2 menggunakan beberapa fungsi tertentu yang dieksekusi oleh

gateway. Begitu pula dengan raw data yang telah dibaca oleh sensor gas MQ7 akan

dikonversi menjadi konsentrasi CO dalam bentuk ppm. Setelah data diterima oleh

IoT Cloud Server, data kemudian akan disimpan kemudian diolah, serta

Page 66: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

51

ditampilkan sesuai dengan analisis yang telah dilaksanakan oleh program pada IoT

Cloud Server.

III.6.1.1. Arduino Uno

Arduino Uno berperan sebagai komponen node yang digunakan sebagai

mikrokontroller serta terhubung dengan beberapa sensor untuk mengambil data.

Kemudian data-data yang telah dikumpulkan sensor akan dikirimkan ke gateway

menggunakan LoRa.

III.6.1.2. LoRa Bee Dragino 915 MHz

LoRa bee dragino berperan sebagai modul telekomunikasi yang dipasang

pada mikrokontroller arduino uno. Dalam penelitian ini digunakan LoRa Bee yang

berfrekuensi 915 MHz dan berkomunikasi dengan gelombang radio. LoRa bee

digunakan dengan cara menghubungkan enam buah kaki dari LoRa bee yaitu 3.3V,

MISO, GND, SCK,NSS, dan MOSI dengan mikrokontroller arduino uno. Namun

dibutuhkan logic level converter untuk mengkonversi tegangan yang dihasilkan dari

VCC mikrokontroller arduino uno menjadi logic level di 3,3V.

III.6.1.3. Lora Shield 915 MHz

Dalam penelitian ini, digunakan beberapa node yang akan mengirimkan

data ke gateway. Salah satu node tersebut menggunakan LoRa Shield 915 MHz

sebagai modul telekomunikasinya. Tidak berbeda dengan lora bee dragino, lora

shield juga berjalan di processor yang sama. Serta menjalankan fungsi yang sama

dengan lora bee dragino. Sehingga tidak ada perbedaan yang berarti. Hanya saja

terdapat perbedaan dari segi bentuk.

Page 67: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

52

III.6.1.4. Sensor Gas MQ135

Sensor gas MQ135 digunakan untuk membaca kadar CO2 dalam udara.

Dalam penelitian ini digunakan sensor MQ135 yang sudah memiliki 4 buah kaki

yaitu VCC, GND, D0, dan A0. Sebelumnya sensor ini sudah dikalibrasi

menggunakan alat pengukur emisi yang sudah terstandarisasi dan juga dapat

mengukur kadar CO2 yang terkandung dalam udara. Pada penelitian ini digunakan

inputan analog pada sensor.

III.6.1.4.1. Kalibrasi sensor MQ135

Kalibrasi sensor dilakukan dengan cara menyambungkan sensor pada power

selama ±24 jam pada ruangan dengan kondisi normal. Setelah itu akan didapatkan

RZERO yang nanti akan dimasukkan ke dalam program komputasi sensor. Tahap

terakhir adalah mencocokkan data yang dibaca sensor dengan alat yang telah

terstandarisasi. Jika terdapat perbedaan maka dilakukan pengubahan pada nilai

RZERO sehingga pada akhirnya didapatkan sensor yang dapat bekerja dengan baik.

Gambar III. 4 Alat yang sudah terstandarisasi

Page 68: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

53

Gambar III. 5 Hasil pembacaan konsentrasi CO2 dalam persen oleh alat yang

terstandarisasi

Gambar III. 6 Hasil pembacaan konsentrasi CO2 dalam persen menggunakan sensor

MQ135

Page 69: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

54

Perhitungan persentase kesalahan dilakukan dengan menggunakan persamaan :

PK = 𝑃𝑝𝑚 𝐶𝑂2 𝐴𝑙𝑎𝑡 𝑇𝑒𝑟𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑖𝑠𝑎𝑠𝑖−𝑃𝑝𝑚 𝐶𝑂2 𝑀𝑄135

𝑃𝑝𝑚 𝐶𝑂2 𝐴𝑙𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑖𝑠𝑎𝑠𝑖 𝑥 100 %

Persamaan III.1 Persentase Kesalahan

Hasil perhitungan dengan membandingkan nilai yang didapat oleh sensor dan alat

yang terstandarisasi dapat dilihat dalam Tabel

Tabel III. 1 Persentase Kesalahan

NO CO2 Alat Terstandarisasi

(%)

CO2 MQ135

(%)

PK (%)

1 3.10 2.77 10.645

2 3.10 3.04 1.935

3 3.10 3.76 21.290

4 3.10 3.17 2.258

5 3.10 3.14 1.290

Dari gambar III.6 dan III.7 dapat dibandingkan hasil pembacaan konsentrasi

CO2 oleh alat yang sudah terstandarisasi, serta konentrasi CO2 yang dibaca oleh

MQ135. Kedua hasil didapatkan dengan mengukur gas yang sama. Dapat dilihat

bahwa perbedaan pembacaan antara kedua tidak terlalu besar. Sehingga dapat

dikatakan bahwa sensor MQ135 yang digunakan sudah dapat dipakai untuk

membaca konsentrasi CO2 walaupun tidak sepresesisi alat yang sudah

terstandarisasi.

III.6.1.5. Sensor Gas MQ7

Sensor gas MQ7 digunakan untuk membaca kadar CO yang terkandung

dalam udara. Hampir sama dengan sensor gas MQ135, sensor ini juga dilengkapi

dengan 4 pin, yaitu A0, D0, VCC dan GND. Sensor ini hanya dapat membaca satu

jenis gas yaitu gas CO (Karbon monoksida).

]

Page 70: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

55

III.6.1.6. Sensor Api (Flame Sensor)

Sensor api (sensor flame) digunakan untuk mendeteksi keberadaan titik api

dalam suatu wilayah. Sensor api memiliki 4 kaki yang digunakan yaitu VCC, GND,

A0 dan D0. Dalam penelitian ini, digunakan 3 pin dari sensor flame, yaitu pin VCC,

GND dan A0. Analog digunakan agar kita dapat memperkirakan jarak serta

besarnya titik api dengan mengacu pada raw data yang dikirimkan sensor.

III.6.1.7. Raspberry Pi 2 Model B

Pada penelitian ini digunakan Raspberry pi 2 Model B yang berperan sebagai

gateway. Raspberry pi ini disambungkan dengan usb wifi agar dapat tersambung ke

internet, sehingga dapat mengirim data ke iot cloud server. Sementara untuk

menerima data yang dikirimkan oleh node, diselipkan beberapa program python

serta .cpp. Rasoberry pi disambungkan dengan LoRa gps hat dragino, yang dapat

langsung dipasang pada header raspberry pi. Sehingga tidak membutuhkan wiring

lagi.

III.6.1.8. Lora Gps Hat Dragino 915 MHz

LoRa GPS Hat dragino digunakan sebagai modul telekomunikasi pada gateway.

Pada penelitian ini digunakan sebuah gateway yang berfungsi untuk menerima data

dari tiga buah node, lalu mengirimkannya ke iot cloud server untuk kemudian

dianalisis. LoRa GPS hat digunakan dengan menancapkan pinnya persis di atas

Raspberry pi.

Page 71: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

56

III.6.2. Tahap Perwujudan Alat

Tahap perwujudan alat merupakan tahapan dalam merelealisasikan alat

yangtelah dirancang sebelumnya. Perwujudan alat meliputi pemasangan tiap

komponen sehingga memebentuk satu kesatuan yang dapat menjalankan suatu

fungsi tertentu. Perakitan alat terbagi menjadi dua kategori utama yaitu pada node

dan pada gateway.Pada node terdiri dari pemasangan mikrokontroller arduino

dengan masing-masing sensor serta LoRa

Gambar III. 7 Komponen pada node

. Sementara ada bagian gateway adalah dengan menyambungkan Raspberry pi

dengan LoRa. Raspberry yang digunakan adalah Raspberry pi 2 model B yang

belum dilengkapi dengan fitur wifi. Sehingga ditambahkan modul USB wifi agar

Raspberry dapat terhubung dan mengirim data ke internet. Pada bagian gateway

juga digunakan LoRa yang memiliki frekuensi 915 MHz namun dengan tipe

berbeda yaitu LoRa gps hat.

Page 72: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

57

Gambar III. 8 Komponen pada gateway

III.6.3. Tahap Pembuatan Software

Tahap pembuatan software meliputi pembuatan program untuk mengeksekusi

rancangan hardware yang telah dibuat. Pada node digunakan arduino IDE untuk

mengeksekusi dan mengupload program ke mikrokontroller arduino. Sementara

pada bagian gateway secara keseluruhan digunakan bahasa pemrograman python

dan C++. Namun terdapat pula beberapa program yang berekstensi json.

Pada node secara umum menggunakan bahasa C untuk membaca data-data yang

telah diambil oleh sensor. Sementara untuk penggunaan LoRa menggunakan

berbagai macam librari yang menggunakan bahasa C++. Pada node data yang

dibaca oleh MQ135 masih berupa data analog yang belum diproses. Data yang telah

dibaca kemudian dikirim menggunakan LoRa dengan secara otomatis

mengeksekusi beberapa program untuk mengirimkan data pada LoRa.

Page 73: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

58

Gambar III.9 Flowchart program pada node

Pada gambar III.17 Flowchart program pada node, dapat dilihat bahwa secara

keseluruhan program pada node terdiri dari 3 bagian utama, yaitu pembacaan data

oleh sensor MQ135, sensor gas MQ7 dan sensor api.Kemudian data yang telah

diperoleh kemudian diproses untuk dikirim ke gateway melalui lora.

Pada bagian gateway digunakan bebarapa program untuk menerima data yang

dikirimkan oleh node , memprosesnya, lalu mengirimkan ke iot cloud server.

Sebelum diterima, paket akan dicocokkan terlebih dahulu dengan app key yang

telah diinisalisasi pada node dan yang ada pada gateway. Jika sudah cocok, maka

MQ7 (kadar_CO)

Page 74: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

59

paket baru akan diproses ke langkah selanjutnya. Setelah itu, akan terjadi

pemrosesan data pada gateway ,raw data yang dikirimkan oleh MQ135 dan MQ7,

kemudian akan diproses sehingga menghasilkan nilai ppm. Terakhir adalah dengan

menginisialisasi setiap data yang masuk, dan mengkelompokkannya sesuai dengan

node addressnya. Setiap node akan mengeksekusi file yang berbeda untuk proses

penguploadan ke Iot Cloud Server. Hal ini dimaksudkan agar tidak ada data yang

hilang saat diterima oleh IoT Cloud Server.

Gambar III. 10 Flowchart program pada gateway

kadar_CO

kadar_CO

Page 75: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

60

Dari gambar III.18 Flowchart program pada gateway, dapat dilihat bahwa

pada gateway terdapat 3 proses utama pada program yang dijalankan, yaitu:

menerima data dari node , memproses data, kemudian mengirimkannya ke

ThingSpeak.

Gambar III. 41 Flowchart program pada ThingSpeak

Gambar III.19 Flowchart program pada ThingSpeak memperlihatkan bahwa

pada setelah data diterima oleh ThingSpeak, maka akan terjadi proses komputasi

lagi. Proses komputasi tersebut meliputi analisis matlab yang termasuk di dalamnya

adalah visualisasi menggunakan matlab. Data kadar_CO2, kadar_CO dan titik api

kadar_CO

Grafik kadar_CO,

Page 76: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

61

yang telah dikirimkan oleh tiap node, akan digunakan untuk menentukan status

apakah terjadi kebakaran atau tidak.

III.6.3.1. Penerima dan Pengolah Data

Pembacaan data dilakukan oleh dua tiga sensor, yaitu sensor api dan sensor gas

MQ135, dan sensor gas MQ7. Ketiga sensor ini berperan untuk membaca kondisi

di sekitar node yang telah dilengkapi dengan masing-masing sensor. Setelah data-

data dikumpulkan, maka adruino dan lora akan mengirimkan data tersebut ke

gateway . Pemrosesan data dilakukan pada bagian gateway menggunakan beberapa

program python. Serta pada bagian cloud server dengan menggunakan matlab

analyze dan matlab visualization.

III.6.3.2. Sistem Transmisi Data

Sistem transmisi / pengiriman data pada penelitian ini terdiri dari 2 bagian

utama, yaitu transmisi antara node ke gateway menggunakan gelombang radio.

Serta transmisi dari gateway ke iot cloud server melalui jaringan internet.

Setelah data ditampilkan pada iot cloud server maka pengguna yang memiliki

akses akan dapat melihat data yang telah dikirimkan dari node di manapun,

kapanpun dengan menggunakan smartphone, ataupun computer secara semi real

time.

Page 77: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

62

Gambar III. 12 Flowchart transmisi data

III.7. Uji Kinerja

Tahap pengujian alat terdiri dari pengujian seluruh sistem alat yang sudah

dibuat yakni meliputi sensor MQ135, sensor gas MQ7, sensor api, LoRa node,

LoRa gateway penguploadan dan pembacaan, serta pemrosesan data di IoT Cloud

Server ( ThingSpeak). Pengujian kinerja dalam penelitian ini dilakukan secara

keseluruhan ketika tahap pembuatan alat telah selesai. Pengujian dilakukan dengan

cara meletakkan alat di luar ruangan ataupun ruang simulasi dengan membuat

keadaan seolah-seolah sedang terjadi kebakaran hutan. Uji kinerja meliputi

keberhasilan alat dalam hal pemenuhan kriteria desain, pada bagian sistem akusisi

data dan bagian transmisi data Cara untuk menguji kinerja alat yaitu dengan cara

Page 78: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

63

mengukur sensor-sensor seperti sensor MQ135 dan sensor api. Sensor-sensor

dipasang dan dihubungkan dengan arduino uno sehingga menjadi LoRa node dan

menghasilkan data. Setelah menghasilkan data maka akan dikirim dan diakses

melalui LoRa gateway. Pada gateway terjadi pengolahan data yang telah diterima

dari node.Selanjutnya data akan dikirim dan disimpan ke IoT cloud server yang

kemudian akan dianalisis lalu ditampilkan.

Page 79: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

64

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan secara keseluruhan hasil pengujian dan analisa dari

perancangan alat yang telah dibuat, dengan demikian akan diketahui ketelitian dan

kesalahan alat apakah sesuai dengan yang diharapkan.

IV.1. Hasil Rancang Bangun Alat

Setelah semua komponen dipersiapkan serta rancangan telah siap, tahap

selanjutnya adalah merakit komponen-komponen tersebut sehingga menjadi satu

kesatuan. Sehingga dapat menjalankan fungsi sesuai dengan yang diharapkan.

Gambar IV. 1 Rangkaian node 1

Gambar di atas menunjukkan rangkaian pemasangan pada node 1. Arduino uno

dihubungkan dengan logic level converter, LoRa bee dragino, sensor MQ135, dan

sensor api.

Page 80: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

65

Gambar IV. 2 Rangkaian node 2

Gambar IV.2 menunjukkan rangkaian pada node 2. Dengan menggunakan

mikrokontroller arduino uno, sensor MQ135, sensor MQ7, dan sensor flame, serta

LoRa 915 MHz.

Gambar IV. 3 Rangkaian node 3

Tidak jauh berbeda dengan Gambar IV.1, Gambar IV.3 juga menunjukkan

arduino yang dirangkai dengan logic level converter, LoRa bee dragino, sensor gas

MQ135, dan sensor api.

Page 81: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

66

Gambar IV. 4 Rangkaian pada gateway

Gambar IV.4 adalah rangkaian pada gateway. LoRa gps hat dipasangkan pada

Raspberry Pi 2 Model B. Terdapat pula usb wifi, agar Raspberry dapat terhubung

ke internet.

Gambar IV. 5 Rangkaian node dan gateway

Gambar IV.5 menunjukkan gabungan antara rangkaian pada node dan pada

gateway

IV.2. Pembuatan Mekanik

Pembuatan mekanik meliputi dua bagian utama yaitu pada node dan pada

gateway. Pembuatan pada node, berupa penyambungan kaki-kaki sensor dan lora

pada mikrokontroller arduino. Sensor MQ135 memiliki 3 kaki yang disambungkan

Page 82: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

67

pada mikrokontroller begitupun dengan sensor gas MQ7 dan sensor flame.

Sementara lora bee hanya 6 pin yang disambungkan ke mikrokontroller.

Pada gateway hanya ada satu komponen yang disambungkan ke microprocessor

yaitu lora gps hat. Namun karena bentuknya berupa shield, maka lora ini cukup

dipasangkan langsung pada Raspberry pi, tanpa membutuhkan wiring seperti pada

lora bee.

IV.3. Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)

Pembuatan minimum sistem meliputi rangkaian arduino uno dan rangkaian

raspberry pi. Rangkaian arduino uno sebagai pusat kontrol pada sistem yang

meliputi masukan dari sensor MQ135, sensor MQ7, sensor api. Rangkaian arduino

ini sekaligus berperan sebagai node. Rangkaian Raspberry Pi digunakan sebagai

gateway yang menerima data dari node. Dan rangkaian raspberry pi akan mengirim

data ke thingspeak.

Gambar IV. 6 Hardware yang digunakan

Page 83: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

68

IV.4. Pembuatan Perangkat Lunak (Software)

Pembuatan software pada sistem ini secara garis besar menggunakan bahasa C,

C++ dan Python. Namun ada pula scripting language seperti MATLAB yang

digunakan. Pada node digunakan bahasa pemrograman C untuk memprogram lora

beserta konfigurasi sensor-sensor yang lain. Tetapi terdapat pula library untuk

konfigurasi LoRa yang menggunakan bahasa pemrograman C++

Gateway menggunakan beberapa program untuk mengkonfigurasi lora agar

dapat ,menerima data dari node, memprosesnya, lalu mengirimkan ke thingspeak.

Terdapat beberapa file python, C++, dan file berkestensi .json untuk pengaturan

gatewaynya.

IV.5. Pengujian Sistem

Pengujian yang dilakukan pada sistem ini meliputi pengujian hardware, dan

pengujian sistem. Pengujian hardware meliputi pengujian rangkaian sensor dan

rangkaian raspberry pi. Sedangkan pengujian sistem dilakukan untuk mengetahui

sistem dapat berjalan sesuai dengan listing program yang telah dimasukkan.

IV.5.1. Pengujian Hardware

Pengujian hardware meliputi uji sensor-sensor dan raspberry pi serta

penguploadan data pada thingspeak. Berikut tabel uji coba sensor-sensor :

IV.5.1.1. Pengujian sensor gas MQ135

Sensor gas MQ135 digunakan untuk menentukan kadar/konsentrasi CO2 pada

suatu areal. Pada node data yang dibaca baru berupa data analog. Data baru akan

Page 84: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

69

diproses menjadi ppm ketika berada di gateway. Berikut adalah data hasil

pembacaannya

1. Pada node

Gambar IV. 7 Pengiriman data dari node ke gateway

Gambar di atas menunjukkan pengiriman data dari node ke gateway.

Tanda “\!” menunjukkan syntax untuk mengirimkan data. Data analog yang

telah dibaca oleh MQ135 akan dikirimkan ke gateway menggunakan syntax

tersebut. Sensor MQ135 diberikan penanda MQ135 untuk membedakan

dengan sensor flame dan sensor MQ7 yang digunakan.

2. Pada gateway

Gambar IV. 8 Hasil penerimaan data MQ135 pada gateway

Dari gambar IV.8 dapat dilihat bahwa data analog yang dikirimkan

ke gateway sebelum diproses kemudian dikirimkan ke thingspeak.

Page 85: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

70

Gambar IV. 9 Pemrosesan raw data MQ135 menjadi ppm

Gambar IV.9 menunjukkan beberapa baris dari program komputasi

yang berlangsung pada gateway. Program ini didapatkan berdasarkan data

sheet yang dikeluarkan oleh MQ135. Hasilnya adalah nilai ppm CO2 yang

akan dikirimkan ke thingspeak.

Gambar IV. 10 Mengirim data MQ135 ke thingspeak

Gambar IV.10 menunjukkan bahwa data yang telah diproses, sedang

dikirimkan ke thingspeak pada field 1 , dengan channel yang telah

dimasukkan API keynya.

IV.5.1.2. Pengujian sensor gas MQ7

1. Pada node

Page 86: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

71

Gambar IV. 11 Pengiriman data dari node ke gateway

Gambar di atas menunjukkan pengiriman data dari node ke gateway.

Tanda “\!” menunjukkan syntax untuk mengirimkan data. Data analog yang

telah dibaca oleh MQ7 akan dikirimkan ke gateway.

2. Pada gateway

Gambar IV. 12 Hasil penerimaan data MQ135 pada gateway

Dari gambar IV.12 dapat dilihat bahwa data analog yang dikirimkan

ke gateway sebelum diproses kemudian dikirimkan ke thingspeak.

Gambar IV. 13 Pemrosesan raw data MQ7 menjadi ppm

Page 87: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

72

Gambar IV.13 menunjukkan beberapa baris dari program komputasi

yang berlangsung pada gateway. Program ini didapatkan berdasarkan data

sheet yang dikeluarkan oleh MQ7. Hasilnya adalah nilai ppm CO yang

akan dikirimkan ke thingspeak.

Gambar IV. 14 Mengirim data MQ7 ke thingspeak

Gambar IV.14 menunjukkan bahwa data yang telah diproses, sedang

dikirimkan ke thingspeak pada field 4 , dengan channel yang telah

dimasukkan API keynya.

IV.5.1.3. Pengujian sensor api

Pada penelitian ini, digunakan pin analog dari sensor api. Sehingga data yang

dihasilkan berupa data analog yang merepresentasikan keberadaan, besarnya api,

dan jaraknya. Data yang dibaca oleh sensor api dapat dilihat pada dua gambar di

atas. Data yang dibaca oleh sensor api dituliskan setelah data MQ135 yang dibatasi

oleh “/”.

1. Pada Node

Gambar IV. 15 Data sensor api yang dikirim dari node

Page 88: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

73

Sama halnya dengan sensor MQ135, syntax untuk mengirim data dari node

ditandai dengan simbol ”\!”. Sensor api atau flame sensor diberi label FS untuk

membedakannya dengan sensor MQ135.

2. Pada gateway

Gambar IV. 16 Data FS diterima oleh gateway dan langsung dikirim ke thingspeak

Data sensor api yang telah dikirimkan oleh node akan langsung dikirimkan

ke gateway tanpa diproses terlebih dahulu.

IV.5.2. Pengujian Software

Pengujian software meliputi uji coba listing program arduino pada sensor-

sensor dan uji coba listing program raspberry pi dan penguploadan data pada

thingspeak. Pengujian dilakukan pada software arduino ide. Program yang telah

dibuat disambung menggunakan kabel serial usb dan jika sudah berhasil akan

tampil pada serial monitor. Adapun pengujian listing program raspberry pi akan

tampil jika kita mengcompile menggunakan beberapa perintah linux. Jika sudah

berhasil dilakukan maka keluaran data akan tampil di website thingspeak.

Page 89: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

74

IV.6. Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan di belakang gedung Teknik Perkapalan Fakultas

Teknik Universitas Hasanuddin , Kelurahan Romang Lompoa Kec Bontomarannu

Gowa.

Pada penelitian ini penulis mengumpulkan data dengan cara meletakkan 3 buah

node dan sebuah gateway pada areal yang berbentuk persegi. Sementara titik api

yang dibuat diletakkan di tengah-tengah barisan node tersebut. Berikut adalah

gambar penempatan node dan gateway untuk pengambilan datanya.

Gambar IV. 17 Lokasi pengambilan data

Page 90: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

75

Gambar IV. 18 Penempatan node dan gateway

Dapat dilihat pada Gambar IV.18, penempatan tiap node dan gateway dalam

penelitian ini. Adapun jarak tiap node dan gateway ditunjukkan pada Tabel berikut

Tabel IV. 1 Hasil pengamatan pada node dan gateway

Percobaan Nomor node Jarak node ke

gateway (m)

Packet lost /

menit

I

Node 1 5 2

Node 2 5 2

Node 3 7,071 2

II

Node 1 10 2

Node 2 10 2

Node 3 14,142 2

III

Node 1 5 1

Node 2 5 1

Node 3 7,071 2

1

2 3

Page 91: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

76

Dari tabel di atas dapat dilihat jumlah paket yang tidak diterima dari masing-

masing gateway. Tingginya paket yang hilang disebabkan karena terjadinya

collition ketika masing-masing node mengirim secara bersamaan. Sementara

gateway tidak dapat bekerja secara paralel dalam menerima data yang dikirimkan

oleh node. Dengan kata lain, gateway hanya akan menerima data yang lain, ketika

data yang sebelumnya telah selesai diproses dan dikirimkan ke IoT Cloud Server.

Faktor lain yang menjadi penyebab adalah rendahnya frekuensi pengiriman dari

masing-masing node. Sehingga dapat menurunkan jumlah paket yang sampai pada

gateway. Pada tabel dapat dilihat bahwa jumlah paket yang hilang paling banyak

adalah pada node 3. Sementara node 1 dan 2 memiliki paket yang hilang yang

berjumlah sama. Oleh karena itu sebagai salah satu langkah untuk mengurangi

paket yang tidak diterima (hilang) oleh gateway, maka dapat dibuat sebuah

manajemen pengiriman pada gateway

IV.7. Hasil Pengamatan dan Data

IV.7.1. Hasil Pengamatan pada LoRa

Pengamatan pada LoRa dibagi menjadi tiga bahasan utama, yaitu:

berdasarkan kecepatan pengiriman data dari node, kecepatan penerimaan data dari

node, serta kecepatan pengiriman data ke thingspeak

IV.7.1.1. Proses Pengiriman Data dari Node

Proses pengiriman data dari node ke gateway dilakukan setiap 20 detik pada

tiap node. Hanya saja untuk mengurangi efek collition (tabrakan ) antar data ketika

Page 92: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

77

setiap node mengirim secara pararel, maka dibuat suatu manajemen pengiriman

pada node. Manajemen yang dimaksud adalah dengan mengurangi intensitas

pengiriman data dari node. Sehingga dapat memperkecil kemungkinan pengiriman

secara bersamaan oleh tiap node. Node yang pembacaan sensornya tidak berubah,

tidak akan mengirimkan nilai ke gateway selama rentan waktu 20 detik. Atau

dengan kata lain, node tersebut diprogram untuk sleep selama 20 detik. Hal ini

memberi kesempatan yang lebih besar untuk node yang lain agar dapat

mengirimkan data dan diterima oleh gateway. Secara tidak langsung manajemen

data seperti ini dapat mengurangi paket yang tidak diterima oleh gateway. Berikut

adalah beberapa kondisi dan listing program yang diselipkan pada tiap node untuk

melakukan manajemen pengiriman seperti yang disebutkan sebelumnya:

1. Ketiga Sensor Membaca Nilai yang Berbeda dengan yang Sebelumnya

Gambar IV. 19 Listing Program Tiga Jenis Sensor Membaca Nilai Berbeda

Gambar di atas menunjukkan kondisi ketika ketiga jenis sensor yang

dipasang pada sebuah node membaca nilai yang berbeda dengan nilai yang

dibaca sebelumnya. Val2Array[x-1] merupakan variabel yang menampung

nilai MQ135 sebelumnya, val2Array[x] adalah variabel yang menampung

Page 93: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

78

nilai MQ135 sekarang. Sementara untuk flame sensor ditampung pada

variabel sensorValueArray. Sedangkan sensor gas MQ7 menggunakan

variabel sensorValueArrayMQ7. Ketika kondisi di atas terpenuhi, maka

akan mengirim ketiga data tersebut ke gateway yang dapat dilihat pula pada

serial monitor arduino uno. Pengiriman data ditunjukkan pada gambar IV.14

Gambar IV.20 Pengiriman data ketika semua data berbeda

2. Hanya Dua Jenis Sensor yang Membaca Nilai yang Berbeda

Gambar IV. 21 Listing Program Dua Jenis Sensor Membaca Nilai Berbeda

Gambar di atas menunjukkan listing program ketika hanya dua jenis

sensor yang membaca nilai berbeda. Pada kondisi yang seperti ini, node

tetap mengirimkan data ke gateway, hanya saja data yang dikirimkan hanya

data dari sensor yang mengalami perubahan pembacaan data. Hal ini dapat

mengurangi jumlah data yang tersimpan pada iot cloud server. Sehingga

secara tidak langsung akan menghembat penyimpanan data pada iot cloud

server. Adapun proses pengiriman data yang tampil pada serial monitor

arduino uno ditunjukkan pada gambar IV.16

Page 94: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

79

Gambar IV. 22Pengiriman data ketika hanya dua data yang berbeda

3. Hanya Satu Jenis Sensor yang Membaca Nilai yang Berbeda

Gambar IV. 23 Listing Program Dua Jenis Sensor Membaca Nilai Berbeda

Gambar di atas menunjukkan listing program ketika hanya satu jenis

sensor yang membaca nilai yang berbeda dengan sebelumnya. Sehingga

pengiriman data yang tampil pada serial monitor terlihat seperti gambar di

bawah ini.

Gambar IV.24 Pengiriman data ketika hanya satu data yang berbeda

Page 95: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

80

4. Ketiga Sensor Membaca Nilai yang Sama dengan yang Sebelumnya

(Tidak Mengirim)

Gambar IV. 25 Listing Program tidak ada nilai yang berbeda

Gambar di atas menunjukkan listing program ketika ketiga jenis sensor

membaca nilai yang sama dengan nilai yang sebelumnya. Jika kondisi ini

terpenuhi, maka node tidak akan mengirim data, dan sleep selama 20 detik.

Lalu mengulang program dari awal untuk membaca nilai sensor kembali.

IV.7.1.2. Packet Size yang dikirimkan dari Node

Pada penelitian ini digunakan packet size yang terbagi menjadi dua, yaitu

defenisi pada header dan payload size yang dikirim oleh node. Packet size pada

pengiriman node bervariasi tergantung dari jumlah sensor yang memiliki

pembacaan nilai yang berbeda (mengirim) serta besarnya nilai yang dikirimkan.

Packet size didapatkan dengan menjumlahkan header size dengan payload size.

Pada header diinisialisasi header size nya sebesar 20 bytes. Sementara besarnya

nilai payload size dapat dilihat pada Tabel di bawah ini:

Page 96: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

81

Tabel IV. 2 Payload size pada node

JENIS DATA REAL PAYLOAD SIZE (BYTES)

MQ135 + FS + MQ7 30-32

MQ135+MQ7 24

FS 11

MQ135 + FS 23

FS + MQ7 21

MQ7 12

MQ135 14

IV.7.1.3. Kecepatan Pengiriman Data dari Node

1. Jarak antar node dan gateway 5m dan 7,071m

Pada jarak 5 meter, node dan gateway masih berfungsi optimal.

Sebelumnya pada tiap node telah diselipkan program untuk mengirimkan

data tiap 17 sekon. Setelah diuji cobakan node mengirimkan data sesuai

dengan yang ada pada program.

2. Jarak antar node dan gateway 10m dan 14,142m

Pada jarak 10 meter, node dan gateway juga masih berfungsi

optimal. LoRa masih dapat mengirimkan data sesuai dengan yang

dimasukkan di programnya.

3. Jarak antar node dan gateway 50m dan 70,710m

Page 97: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

82

Pada jarak 50m, node diujicobakan menggunakan program yang

dipakai pada jarak 5 dan 10m. Hasilnya adalah pengiriman data dari LoRa

ke gateway belum terkendala. Kecepatan pengirimannya pun masih

mengikuti yang telah dituliskan pada program. Pada jarak 50m, terdapat

satu lora yang berjarak ± 70,710m. LoRa tersebut masih mengirimkan data

sama halnya dengan LoRa pada node yang lain. Hanya saja pada penelitian

ini, lora hanya diujicobakan pada maksimum jarak 70,71m. Hal ini

dikarenakan kendala lokasi dan cuaca.

IV.7.1.4. Kecepatan Penerimaan Data pada Gateway

Pada penelitian ini, digunakan sebuah gateway untuk menampung data yang

telah dikirimkan dari tiga buah node. Setelah dilakukan percobaan, pada jarak 5m,

10m, 50m untuk node 1 dan 2, serta 7,071m , 14,142m dan 70,710m, maka dapat

diambil kesimpulan bahwa hingga jarak maksimum 70m kecepatan penerimaan

data tidak mengalami perubahan yang signifikan. Dalam setiap menit pada jarak

5m, 10m , 50m, gateway dapat menerima 3 – 5 data dari keseluruhan node.

Kecepatan penerimaan gateway pada masing-masing node dapat dikelompokkan

menjadi tiga bagian utama yaitu:

1. Jarak antar node dan gateway 5m 7,071m

Tabel IV. 3 Jarak 5m dan 7,071m

NODE PUKUL (WITA)

Node 1 16:32

Node 2 16:32

Page 98: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

83

Node 3 16:32

Node 1 16:33

Node 2 16:33

Node 3 16:33

2. Jarak antar node dan gateway 10m dan 14,142m

Tabel IV. 4 Jarak 10m dan 14,142m

NODE PUKUL (WITA)

Node 1 16:36

Node 2 16:36

Node 3 16:36

Node 1 16:37

Node 2 16:37

Node 3 16:37

3. Jarak antar node dan gateway 50m dan 70,710m

Tabel IV. 5 Jarak 50m dan 70,710m

NODE PUKUL (WITA)

Node 2 16:44

Page 99: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

84

Node 1 16:44

Node 3 16:44

Node 2 16:44

Node 1 16:45

Node 1 16:45

Node 3 16:45

Node 2 16:45

Node 1 16:45

Node 3 16:47

Node 2 16:47

Node 2 16:47

Node 1 16:47

Jika dibandingkan, terdapat perbedaan jumlah penerimaan antara node 1

dan 2 dengan node 3. Intensitas penerimaan data oleh gateway dari node 3 lebih

rendah dibandingkan node yang lain. Hal ini dikarenakan node 3 memiliki jarak ke

gateway yang lebih jauh dibandingkan node yang lain.

IV.7.1.5. Kecepatan Pengiriman Data ke ThingSpeak.

Setelah data diterima yang kemudian diproses dengan komputasi pada

gateway,selanjutnya adalah dilakukan pengiriman data pada thingspeak. Pada

penelitian ini, tidak dilakukan penghitungan waktu yang dibutuhkan oleh gateway

Page 100: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

85

untuk melakukan konversi nilai analog menjadi ppm CO2 dan ppm CO. Hal ini

dikarenakan waktu yang dibutuhkan sangatlah singkat, yaitu hanya sepersekian

detik.

Dapat dilihat juga pada tabel IV.3, pada pukul 16:46 tidak terjadi penerimaan

data oleh gateway. Salah satu faktor yang mempengaruhi adalah data pada pukul

16:45 belum selesai dikirimkan ke thingspeak. Koneksi internet yang stabil dan

cepat juga sangat dibutuhkan agar tidak ada data yang lost saat proses pengiriman

IV.7.2. Hasil Pengamatan pada Sensor Gas MQ135

Konsentrasi CO2 yang telah dibaca oleh sensor dan dikirimkan ke iot cloud

server oleh gateway berupa nilai ppm. Nilai ppm tersebut diperoleh dengan cara

membaca nilai analog pada node, lalu memprosesnya menjadi ppm pada gateway.

Pembacaan konsentrasi CO2 ini dilakukan dengan dua cara, yaitu pembacaan

pembacaan di luar ruangan tanpa adanya proses pembakaran di sekitar, serta

pembacaan saat ada proses pembakaran yang dilakukan.

Page 101: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

86

Gambar IV. 26 Konsentrasi CO2 di luar ruangan tanpa ada pembakaran

Gambar IV. 27 Konsentrasi CO2 di luar ruangan yang terdapat proses pembakaran

Berdasarkan hasil pengamatan, kondisi CO2 ketika terjadi kebakaran adalah di

kisaran > 1000 ppm. Jadi pada thingspeak, dilakukan inisialisasi kondisi sebasar

1000ppm untuk suatu keadaan yang telah terjadi kebakaran.

Pada jarak 5m, konsentrasi CO2 yang dibaca oleh tiap node cenderung

sama, namun saat pengambilan data terjadi gangguan cuaca yaitu angin yang

bertiup dari arah node 2 ke node 3. Hal ini mengakibatkan konsentrasi CO2 yang

dibaca oleh node 3 bertambah dibandingkan node lainnya.

Page 102: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

87

IV.7.3. Hasil Pengamatan pada Sensor Gas MQ7

Konsentrasi CO yang telah dibaca oleh sensor dan dikirimkan ke iot cloud

server oleh gateway berupa nilai ppm. Nilai ppm tersebut diperoleh dengan cara

membaca nilai analog pada node, lalu memprosesnya menjadi ppm pada gateway.

Sama halnya dengan sensor gas MQ135, pembacaan konsentrasi CO ini

dilakukan dengan dua cara, pembacaan di luar ruangan tanpa adanya proses

pembakaran di sekitar, serta pembacaan saat ada proses pembakaran yang

dilakukan.

Gambar IV. 28 Konsentrasi CO di luar ruangan tanpa ada pembakaran

Page 103: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

88

Gambar IV. 29 Konsentrasi CO di luar ruangan yang terdapat proses pembakaran

Berdasarkan hasil pengamatan, kondisi CO di luar ruangan dengan keadaan

di sekitar normal (tidak terjadi pembakaran) berkisar antara 19ppm – 25 ppm.

Sementara ketika terdapat proses pembakaran di sekitarnya , maka konsentrasi ppm

akan naik hingga 38 ppm.

IV.7.4. Hasil Pengamatan pada Sensor Api

Pengambilan data pada sensor api dilakukan pada waktu, tempat, dan kondisi

yang sama dengan sensor gas MQ135. Data yang diperoleh pada sensor api dibagi

menjadi 2 kondisi seperti sensor gas MQ135 dan MQ7. Berikut adalah data yang

telah diperoleh :

Page 104: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

89

Gambar IV. 30 Hasil pembacaan sensor api di luar ruangan tanpa pembakaran

Gambar IV. 31 Hasil pembacaan sensor api di luar ruangan yang terdapat pembakaran

Berdasarkan hasil pengamatan, nilai analog yang dibaca ketika terdapat api

adalah di bawah 100. Jadi pada thingspeak, dilakukan inisialisasi kondisi sebasar di

bawah 100 untuk suatu keadaan yang telah terjadi kebakaran.

Page 105: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

90

IV.8. Lokasi

Lokasi (location) digunakan untuk mempermudah petugas pemantauan untuk

melihat lokasi penempatan node. Dengan memasukkan gps coordinate pada

thingspeak, maka dapat diketahui posisi detail dari nodenya, dengan cara

memperbesar atau memperkecil titik pada peta.

Gambar IV. 32 Lokasi penempatan node

IV.9. Plot

Plot ditampilkan untuk memberi tanda pada peta jika terjadi kebakaran pada

lokasi tertentu. Jika kondisi yang telah dianalisis menunjukkan bahwa tidak terjadi

kebakaran, maka hanya akan tampil satu titik merah di lokasi penempatan node.

Namun apabila terbaca kondisi yang terjadi kebakaran, maka akan tampil beberapa

lingkaran merah yang mengelilingi titik yang terdapat pada peta.

Page 106: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

91

Gambar IV. 33 Plot

Gambar IV. 34 Source code untuk menampilkan plot

IV.10. Status

Dari beberapa analisis MATLAB yang dilakukan pada thingspeak, maka

dapat disimpulkan apakah suatu wilayah terjadi kebakaran hutan atau tidak.

Tampilannya berupa status “TIDAK TERJADI KEBAKARAN” ataupun

“KEBAKARAN” tergantung dari konsentrasi gas dan nilai yang dibaca oleh sensor

MQ135 dan sensor api

Page 107: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

92

Gambar IV. 35 Status terjadinya kebakaran atau tidak

Gambar IV. 36 Source code untuk menampilkan status

Page 108: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

93

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut :

1. Upaya awal pendeteksian kebakaran hutan dapat dilakukan dengan

memonitoring konsentrasi CO dan CO2 yang terkandung dalam udara

pada hutan serta raw data yang dibaca oleh sensor api.

2. Peningkatan konsentrasi CO hingga melebihi 38 ppm dan CO2 yang

melebihi 1000ppm pada udara , serta penurunan raw data sensor api

hingga di bawah 100 dapat dijadikan indikasi awal telah terjadi suatu

kebakaran di wilayah tertentu.

3. Kecepatan transfer data dari node ke gateway ditentukan oleh besarnya

delay yang diinisialisasi pada tiap node. Node mengirimkan data tiap 20

detik. Sementara transfer dari gateway ke cloud dipengaruhi oleh

kecepatan koneksi internet, serta besarnya sleep time yang diinisialisasi,

yaitu 15 detik tiap pengiriman data.

4. Saat pengiriman data menggunakan lebih dari satu node ke gateway,

rentan terjadi collition sehingga menyebabkan ada data yang hilang/

tidak diterima saat proses mengirim.

Page 109: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

94

V.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka penulis memberikan saran

sebagai berikut :

1. Perlu adanya penelitian yang lebih lanjut mengenai kadar CO2 serta CO

dalam suatu wilayah sehingga dapat dikatakan kebakaran hutan.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih dalam mengenai scheduling pengiriman

tiap node sehingga tidak ada data yang hilang selama proses pengiriman.

3. Diperlukan suatu wadah yang dapat menyimpan node dan memiliki

ketahanan terhadap cuaca ekstrim khususnya suhu yang panas. Sehingga

node tidak mudah rusak jika terjadi kebakaran hutan.

4. Diperlukan kalibrasi sensor yang lebih akurat, seperti dengan menggunakan

NH3.

5. Dibutuhkan koneksi internet yang stabil dan cepat jika mengirim data ke iot

cloud server, hal ini agar tidak terjadi penumpukan data pada gateway.

Page 110: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

95

DAFTAR PUSTAKA

Agustian, A., 2010. Rancang Bangun Miniatur Stasiun Cuaca Berbasis

Mikrokontroller. Depok: Program Sarjana Ekstensi Fisika Instrumentasi,

Universitas Indonesia.

Anonim1, 2018. LoRa Dragino Project. [Online]

Available at:

http://tet.pub.ro/materiale/altele/Documentatie/Shield%20Dragino%20Lor

a/Lora%20Shield%20-%20Wiki%20for%20Dragino%20Project.pdf

Anonim2, 2018. Wiki Dragino. [Online]

Available at: http://wiki.dragino.com/index.php?title=Lora_Shield

Anonim3, 2018. Flame Sensor. [Online]

Available at:

https://www.elecrow.com/wiki/index.php?title=Flame_sensor

Anonim4, 2013. Semiconductor Sensor for Carbon Monoxide. [Online]

Available at : www.sparkfun.com/datasheets/sensors/Biometric/MQ-7.pdf

diakses pada 5 Agustus 2018

Anonim5. 2010. Modul praktikum pembakaran. Bandung: Institut Teknologi

Bandung.

Page 111: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

96

Bambang, T. W. U. & Dharmawan, S. S., 2016. Simulasi Sistem Pendeteksi

Polusi Ruangan Menggunakan Sensor Asap dengan Pemberitahuan

Melalui SMS dan Alarm Berbasis Arduino. Jurnal Ilmiah Teknologi dan

Informasi Asia (JITIKA).

Centenaro, Marco. Vangelista, Lorenzo. Zanella, Andrea. & Zorzi, Michele. 2016.

Long-Range Communications in Unlicensed Bands: The Rising Stars in

The Iot and Smart City Scenarios. IEEE Wireless Communications, pp.

60-67.

Chamorro, Andreas. Minnemeyer, Susan. & Sargent, Sarah. 2017. [Online]

Available at: http://www.wri-indonesia.org/id/blog/riwayat-kebakaran-di-

indonesia-untuk-mencegah-kebakaran-di-masa-depan

Digi, 2018. ZigBee RF Modules. [Online]

Available at: www.digi.com/userguide

Fadlullah, Zubair, Md. Fouda, Mostafa, M. Kato, Nei. Iwasaki, Noboru. Nozaki,

Yousuke. 2011. Toward Intelligent Machine-to-Machine Communications

in Smart Grid. IEEE Communications Magazine, pp. 60-65.

Hek, 2016. Gas Sensor. [Online]

Available at: https://www.mysensors.org/build/gas

Iborra, Ramon, Sanchez. & Cano, Maria Dolorez. 2016. State of the Art in LP-

WAN Solutions for Industrial IoT Services. MDPI, pp. 1-14.

Junaedi, Ahmad, 2008, Kontribusi Hutan Sebagai Rosot Karbondioksida

Page 112: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

97

(Contribution of forest as carbondioxide sink). Balai Penelitian Hutan

Penghasil Serat Kuok, pp. 1-7

Indahwati, Elly. & Nurhayati. Rancang Bangun Alat Pengukur Konsentrasu Gas

Karbon Monoksida (CO) Menggunakan Sensor Gas MQ-135 Berbasis

Mikrokontroller dengan Komunikasi Serial USART. pp. 12-21.

Meutia, Ernita Dewi. 2015. Internet of Things - Keamanan dan Privasi. Seminar

Nasional dan Expo Teknik Elektro

Mahandri, CP. 2010. Fenomena flame lift-up pada pembakaran premixed gas

propana [skripsi]. Jakarta: Universitas Indonesia.

Ning, D., 2017. Developing and Deploying Analytics for IoT Systems. Australia,

Mathworks, pp. 11-12.

Orange Connected Object & Partnership, 2016. LoRa Device Developer Guide..

LoRa Wireless Acess, Network Technology & Key Benefits, pp. 5-21.

Petajajarvi, Juha. Mikhaylov, Konstantin. Pettisalo, Marko. Janhunen, Janne.

Linatti, Jari 2017. Performance of a low-power wide-area network based

on LoRa technology: Doppler robustness, scalability, and coverage.

International Journal of Distributed Sensor Networks.

Pinout, 2018. MQ135 Datasheet Gas Sensor. [Online]

Available at: http://www.datasheetcafe.com/MQ-135-pdf-datasheet-

17666/

Page 113: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

98

Rhydolabz, n.d. Rhydo Technologies. [Online] Available at:

http://www.rhydolabz.com [Accessed 13 Mei 2018].

Ruchiat, Yayat. 2001. Penyebab dan Dampak Kebakaran Hutan dan Lahan.

Pontianak, s.n., p. 1.

Sihana. 2010. Analysis of thermal system. Jogjakarta: Universitas Gajah Mada.

Tersedia dari: http://sihana.staff.ugm.ac.id/.[Diakses tanggal 15 Agustus

2018].

Sulistyanto, Muhammad, Priyono, Nugraha, Danang, Aditya. Sari, Nurfatika.

Karima, Novita. Asrori, Wahid. 2015. Implementasi IoT (Internet of

Things) dalam pembelajaran di Universitas Kanjuruhan Malang.

SMARTICS, 1 Oktober.p. 20.

Sugiarto, Bambang. 2010. Perancangan Sistem Pengendalian Suhu pada Gedung

Bertingkat dengan Teknologi Wireless Sensor Network. Jurnal Teknik

Mesin Cakra M Vol.4

Tacconi, Luca. 2003. Kebakaran Hutan di Indonesia: Penyebab, Biaya dan

Implikasi Kebijakan. Bogor: Center for International Forestry Research

(CIFOR).

Ya'kut, Haris Aydin; P.W, Arinto Yudi; D, Hari Arief, Rancang Bangun Sistem

Pengukur Gas Karbon Monoksida (CO) Menggunakan Sensor MQ-7

Berbasis Mikrokontroller ATMega 16A.

Page 114: PEMANATAN TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS UNTUK …

99