perancangan dan implementasi sistem pendeteksi...

15
1 1. Pendahuluan Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan manusia sangatlah banyak tersedia di bumi ini. Baik itu sumber daya alam yang dapat diperbaharui maupun sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Gas LPG (Liquified Petroleum Gas) merupakan salah satu hasil dari sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Peranan gas LPG pada saat ini sangatlah penting bagi kehidupan manusia. Teringat semakin menipisnya persedian minyak dibumi ini. Perlahan-lahan gas LPG mulai menggantikan peranan utama dari minyak bumi sebagai bahan bakar alternatif baik itu dalam bidang industri, rumah tangga, maupun transportasi [1]. Seiring dengan banyaknya penggunaan gas LPG oleh masyarakat, maka produsen tabung gas pun mengalami penurunan kualitas yang dapat menimbulkan bahaya yang disebabkan kurangnya pengawasan produk tabung gas tersebut. Semenjak pemerintah melakukan konversi minyak tanah ke kompor gas banyak sekali kejadian meledaknya tabung gas yang berbahaya bagi pengguna maupun masyarakat sekitar. Bencana meledaknya tabung gas sebagai akibat kesalahan manusia maupun kesalahan dalam proses produksi tabung gas LPG maupun selang gas seharusnya mendapatkan penanganan segera agar tidak semakin banyak korban berjatuhan [2][3][4]. Masyarakat membutuhkan sebuah solusi untuk menghindari bahaya bencana meledaknya tabung gas, akibat dari kebocoran gas. Teknologi WSN dapat dimanfaatkan untuk implementasi sistem deteksi kebocoran gas, sebagai solusi untuk menghindari bahaya kebocoran gas LPG. Teknologi WSN banyak memberikan inspirasi dalam penerapan dan penggunaan untuk segala bidang. Beberapa contoh penerapannya. Monitoring lingkungan, Target tracking, Pipeline (air, minyak, gas), monitoring dalam pertanian, supply chain management, traffic management. Setiap node WSN berfungsi untuk mengirim data sensor ke suatu base, dan hasil kumpulan data semuanya diolah sehingga memberikan suatu informasi [5]. Berdasarkan latar belakang tersebut maka dibutuhkan sebuah sistem yang mampu mengidentifikasi dan memonitoring kebocoran gas, sehingga para pemakai tabung gas menjadi lebih nyaman pada saat memakainya. Sehingga terciptalah sebuah sistem pendeteksi kebocoran gas LPG menggunakan Wireless Sensor Network (WSN). Penelitian ini dibatasi pada pendeteksian gas dari tabung LPG. Alat yang digunakan sebagai sensor kebocoran adalah MQ-6. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan mengimplementasikan Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas LPG dengan Wireless Sensor Network (WSN). Manfaat dari penelitian ini kepada masyarakat yaitu dihasilkannya sistem yang dapat mendeteksi kebocoran gas LPG dan memberikan peringatan melalui SMS (Short Message Service), sehingga dapat terhindar dari bahaya ledakan tabung Gas, dan bahaya lain yang terkait yang dapat muncul.

Upload: lamthien

Post on 31-Mar-2018

224 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

1

1. Pendahuluan

Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan manusia sangatlah

banyak tersedia di bumi ini. Baik itu sumber daya alam yang dapat diperbaharui

maupun sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Gas LPG (Liquified

Petroleum Gas) merupakan salah satu hasil dari sumber daya alam yang tidak

dapat diperbaharui. Peranan gas LPG pada saat ini sangatlah penting bagi

kehidupan manusia. Teringat semakin menipisnya persedian minyak dibumi ini.

Perlahan-lahan gas LPG mulai menggantikan peranan utama dari minyak bumi

sebagai bahan bakar alternatif baik itu dalam bidang industri, rumah tangga,

maupun transportasi [1].

Seiring dengan banyaknya penggunaan gas LPG oleh masyarakat, maka

produsen tabung gas pun mengalami penurunan kualitas yang dapat menimbulkan

bahaya yang disebabkan kurangnya pengawasan produk tabung gas tersebut.

Semenjak pemerintah melakukan konversi minyak tanah ke kompor gas banyak

sekali kejadian meledaknya tabung gas yang berbahaya bagi pengguna maupun

masyarakat sekitar. Bencana meledaknya tabung gas sebagai akibat kesalahan

manusia maupun kesalahan dalam proses produksi tabung gas LPG maupun

selang gas seharusnya mendapatkan penanganan segera agar tidak semakin

banyak korban berjatuhan [2][3][4]. Masyarakat membutuhkan sebuah solusi

untuk menghindari bahaya bencana meledaknya tabung gas, akibat dari kebocoran

gas.

Teknologi WSN dapat dimanfaatkan untuk implementasi sistem deteksi

kebocoran gas, sebagai solusi untuk menghindari bahaya kebocoran gas LPG.

Teknologi WSN banyak memberikan inspirasi dalam penerapan dan penggunaan

untuk segala bidang. Beberapa contoh penerapannya. Monitoring lingkungan,

Target tracking, Pipeline (air, minyak, gas), monitoring dalam pertanian, supply

chain management, traffic management. Setiap node WSN berfungsi untuk

mengirim data sensor ke suatu base, dan hasil kumpulan data semuanya diolah

sehingga memberikan suatu informasi [5].

Berdasarkan latar belakang tersebut maka dibutuhkan sebuah sistem yang

mampu mengidentifikasi dan memonitoring kebocoran gas, sehingga para

pemakai tabung gas menjadi lebih nyaman pada saat memakainya. Sehingga

terciptalah sebuah sistem pendeteksi kebocoran gas LPG menggunakan Wireless

Sensor Network (WSN).

Penelitian ini dibatasi pada pendeteksian gas dari tabung LPG. Alat yang

digunakan sebagai sensor kebocoran adalah MQ-6. Tujuan dari penelitian ini

adalah merancang dan mengimplementasikan Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas

LPG dengan Wireless Sensor Network (WSN). Manfaat dari penelitian ini kepada

masyarakat yaitu dihasilkannya sistem yang dapat mendeteksi kebocoran gas LPG

dan memberikan peringatan melalui SMS (Short Message Service), sehingga

dapat terhindar dari bahaya ledakan tabung Gas, dan bahaya lain yang terkait yang

dapat muncul.

Page 2: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

2

2. Tinjauan Pustaka

Penelitian yang membahas tentang sistem deteksi kebocoran yang pernah

dilakukan sebelumnya, salah satunya berjudul Prototype Sistem Peringatan Dini

Kebocoran Liquified Petroleum Gas Menggunakan Sensor Gas TGS 2610.

Penelitian tersebut bertujuan untuk membangun sistem untuk mendeteksi

kebocoran gas LPG (Liquified Petroleum Gas) dengan menggunakan

mikrokontroler sebagai pusat pengendali yang menghasilkan keluaran berupa

level kondisi. Sistem ini tidak dapat menampilkan konsentrasi gas secara

kuantitatif, tapi dalam bentuk level konsentrasi gas. Dari hasil penelitian tersebut

alat ini merupakan suatu upaya untuk mempermudah bagi para pengguna gas LPG

dalam mengontrol terjadinya kebocoran, karena alat ini mengirimkan pesan

melalui SMS pada handphone pengguna, sehingga para pengguna gas dapat lebih

aman dalam menggunakannya [6]. Perbedaan dengan penelitian yang dilakukan

ini adalah pada penggunaan sensor MQ-6.

Pada penelitian yang berjudul Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran

Gas LPG dengan Menggunakan Sensor TGS-2610 Berbasis Mikrokontroler

AT89S51. Penelitian tersebut dirancang sebuah alat pendeteksi yang mampu

mendeteksi keberadaan gas LPG di udara. Sensor yang digunakan untuk

mendeteksi keberadaan LPG dalam penelitian ini adalah sensor gas LPG TGS-

2610, sementara yang menjadi pusat pengendalian dari seluruh alat yang

dirancang digunakan mikrokontroler AT89S51. Secara garis besar, alat yang

dirancang ini terdiri dari dua buah blok dasar yaitu: sensor dan mikrokontroler.

Alat yang dirancang ini mampu mendeteksi gas LPG dalam waktu 0,37 detik pada

jarak minimum. Adapun kelemahan alat pendeteksi ini adalah waktu pendeteksian

gas LPG oleh sensor yang digunakan tergantung pada jarak sensor terhadap

sumber gas. Semakin jauh jarak sensor dengan sumber gas, maka waktu

pendeteksian yang dibutuhkan semakin lama [7].

Berbeda dengan penelitian-penelitian sebelumnya, pada penelitian ini

dirancang prototype alat untuk sistem pendeteksi kebocoran gas LPG

menggunakan Wireless Sensor Network (WSN). Penelitian ini membahas tentang:

1) Fungsi sensor MQ-6 sebagai sensor pendeteksi kebocoran gas LPG; 2) Board

Raspberry Pi sebagai pengendali utama sistem untuk perantara antara hasil

pembacaan sensor dan komputer, sehingga data yang dihasilkan dapat dibaca di

komputer; 3) Komunikasi antara Raspberry Pi dengan komputer menggunakan

TP-Link, informasi peringatan kebocoran gas dikirimkan secara wireless.

Wireless sensor network merupakan jaringan nirkabel yang terdiri dari

beberapa perangkat otomatis yang didistribusikan secara spasial, yang

menggunakan sensor untuk memantau kondisi fisik atau lingkungan. Sebuah

sistem WSN menggabungkan node-node sensor dengan sebuah gateway melalui

koneksi wireless. (Gambar 1). WSN telah diaplikasikan dalam berbagai area

seperti contohnya: pusat layanan kesehatan, fasilitas umum, dan pemantauan jarak

jauh [5].

Page 3: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

3

Gambar 1. Komponen WSN, Gateway dan Node Terdistribusi [5]

Topologi node WSN pada umumnya terorganisasi dalam satu diantara 3

jenis topologi jaringan. Dalam topologi star, tiap node terhubung langsung dengan

gateway. Dalam sebuah jaringan cluster tree, setiap node terhubung ke simpul

yang lebih tinggi dan kemudian ke gateway. Data diarahkan dari node terendah di

pohon ke gateway. Pada topologi jaringan mesh, terdapat node yang dapat

terhubung ke beberapa node lain dalam sistem dan melewatkan data melalui jalur

yang paling dapat diandalkan (Gambar 2) [5].

Gambar 2 Topologi Jaringan WSN yang Umum Digunakan[5]

Raspberry merupakan komputer seukuran kartu ATM yang menggunakan

LINUX sebagai sistem operasinya. Raspberry menggunakan daya sebesar 5 volt

[8].

Gambar 4 Board Raspberry Pi [8] Gambar 5 Sensor MQ-6 [9]

Sensor MQ-6 adalah salah satu sensor sensitif terhadap gas dengan

konduktifitas rendah pada udara bersih. Jika terdapat kebocoran gas konduktifitas

sensor menjadi lebih tinggi, setiap kenaikan konsentrasi gas maka konduktifitas

Page 4: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

4

sensor juga naik. MQ-6 sensitif terhadap gas LPG, Propana, Hidrogen, Karbon

Monoksida, Metana dan Alcohol.

Sensor MQ-6 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan VC. VH

digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vc merupakan

tegangan sumber. Satu daya yang dibutuhkan pada sensor MQ-6 adalah Vc <

24VDC dan VH = 5V ±0.1V Tegangan AC atau DC [9]. Sensor MQ-6 ditunjukkan

pada Gambar 5.

Converter adalah alat bantu digital yang paling penting untuk teknologi

kontrol proses yang menerjemahkan informasi digital ke bentuk analog dan juga

sebaliknya. Sebagian besar pengukuran variabel-variabel dinamik dilakukan oleh

piranti ini yang menerjemahkan informasi mengenai variabel ke bentuk sinyal

listrik analog. Untuk menghubungkan sinyal ini dengan sebuah komputer atau

rangkaian logika digital, dilakukan konversi analog ke digital (A/D). Hal-hal

mengenai konversi ini harus diketahui sehingga hubungan khusus antara sinyal

analog dan digital.

Analog ke digital converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi

kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai pengatur proses industri,

komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/pengujian. Umumnya ADC

digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistem

komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/berat, aliran dan sebagainya

kemudian diukur dengan menggunakan sistem digital (komputer).

3. Metode Penelitian

Penelitian yang dilakukan, diselesaikan melalui tahapan penelitian yang

terbagi dalam lima tahapan seperti ditunjukkan pada Gambar 3, yaitu: (1) Definisi

Masalah; (2) Analisa Kebutuhan dan Pengumpulan Data; (3) Perancangan Sistem;

(4) Implementasi Sistem dan Pengujian Sistem; (5) Penulisan Laporan Hasil

Penelitian.

Analisa Kebutuhan dan Pengumpulan Data

Perancangan Sistem

Implementasi Sistem dan Pengujian Sistem

Penulisan Laporan Hasil Penelitian

Definisi Masalah

Gambar 6 Tahapan Penelitian

Page 5: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

5

Tahapan penelitian pada Gambar 6 dapat dijelaskan sebagai berikut.

Tahap Pertama: Definisi Masalah, pada tahap ini dipelajari masalah yang terjadi.

Masalah diketahui berdasarkan proses penggalian informasi melalui surat kabar,

wawancara responden yaitu kebocoran gas LPG, dan bahaya yang terkait dengan

hal tersebut. Tahap Kedua: Analisa Kebutuhan dan Pengumpulan Data, pada

tahap ini dipelajari solusi yang dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah

pada tahap pertama. Pada tahap ini juga dilakukan studi pustaka yaitu

mempelajari konsep dasar sistem dan mengumpulkan informasi tentang

kebutuhan sistem yang dibangun; Tahap Ketiga: Perancangan Sistem, yang

meliputi pemenuhan kebutuhan hardware dan software yang dibutuhkan dalam

pembuatan prototype alat kebocoran gas LPG dan aplikasi pendukungnya. Alat

yang digunakan sebagai sensor kebocoran adalah MQ-6. Spesifikasi MQ-6

ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1 Spesifikasi MQ-6

Model No MQ-6

Sensor Type Semiconduktor

Standard Encapsulation Bakelite (Black Bakelite)

Detection Gas Isobutane, Butane, LPG

Concentration 200-10000ppm LPG,iso-

butane,propane

Circuit Circuit Voltage VC 5 v±0.1 AC OR DC

Heating Voltage VH 5 v±0.1 AC OR DC

Load Resistance PL 20K Ω

Character Heater Resistance RH 33Ω±5% (room Tem)

Heater consumption PH ≤750Mw

Sensing Resistance RS 10K Ω – 60K Ω(1000ppm LPG) Condition Tem. Humidity 20⁰C±2⁰C;65%±5%RH

Standard test circuit VC:5V±0.1V ; VH:5V±0.1V

Preheat time Over 24 hour

Board Raspberry Pi digunakan sebagai pengendali utama sistem untuk

perantara antara hasil pembacaan sensor dan komputer, sehingga data yang

dihasilkan dapat dibaca di komputer. Komunikasi antara Raspberry Pi dengan

komputer menggunakan TP-Link, dimana adanya gas bocor dikirimkan secara

wireless.

Metode perancangan sistem yang digunakan dalam penelitian ini adalah

Research and Development (R&D). Metode penelitian Research and

Development yang selanjutnya akan disingkat menjadi R&D adalah metode

penelitian yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu, dan menguji

keefektifan produk tersebut [10].

Page 6: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

6

DESKRIPTIFmenghimpun data tentang kondisi yang ada

EVALUATIFmengevaluasi proses ujicoba pengembangan

suatu produk

EKSPERIMENmenguji keampuhan dari produk yang

dihasilkan. Gambar 7 Tahapan Perancangan Sistem dengan Metode R&D [10]

Dalam pelaksanaan R&D, ada beberapa metode yang digunakan yaitu

metode deskriptif, evaluatif dan eksperimental. Metode penelitian deskriptif

digunakan dalam penelitian awal untuk menghimpun data tentang kondisi yang

ada. Metode evaluatif digunakan untuk mengevaluasi proses ujicoba

pengembangan suatu produk. Metode eksperimen digunakan untuk menguji

keampuhan dari produk yang dihasilkan. Langkah-langkah merancang sistem

pada Gambar 7, dapat dijelaskan sebagai berikut. Tahap pertama: dilakukan

pengumpulan data dengan memperhatikan kebutuhan pengguna sistem. Kemudian

dilakukan pengumpulan alat dan bahan yang akan digunakan oleh pengguna

sistem deteksi kebocoran LPG; Tahap kedua: pada tahap ini dipelajari solusi yang

dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah pada tahap pertama. Kemudian

dilakukan perancangan sistem berdasarkan masalah pada Tahap Pertama,

sehingga menghasilkan sebuah produk. Pada produk yang dihasilkan dilakukan

ujicoba untuk mengetahui apakah produk sesuai dengan kebutuhan dan

perancangan; Tahap ketiga: pada tahap ini dilakukan implementasi sistem. Hasil

implementasi kemudian diuji dan dilakukan analisa berdasarkan hasil pengujian,

untuk mengetahui apakah aplikasi yang dihasilkan, telah memenuhi tujuan dan

kebutuhan.

Sistem ini dibangun untuk mendeteksi kebocoran gas LPG. Dimana terjadi

kebocoran dibaca oleh sensor, kemudian dikirimkan melalui modul komunikasi

modem serta TP-Link untuk wifi USB Raspberry dan ditampilkan di komputer

user. Langkah-langkah atau proses yang dilakukan aplikasi sistem yang dibangun

dijelaskan sebagai berikut. Sistem berfungsi menerima data dari sensor melalui

Raspberry yang dikirimkan secara wireless. Data yang telah diterima oleh sistem

kemudian dikirim melalui SMS .

Page 7: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

7

Komputer

Modem GSM(SMS Gateway)

Tabung LPG

Penerima Peringatan

Access Point

Wireless Network Adapter

Board Raspberry Pi

Tower Selular

Koneksi GSM

Kirim SMS via Koneksi GSM

Perintah kirim sms

streamLAN

analog

stream

CLIENT

NODE SENSOR SERVER

Sensor MQ-6

Sensor MQ-6

analog

Gambar 8 Topologi Wireless Sensor Network untuk Deteksi Kebocoran Gas

Gambar 8 menjelaskan rancangan topologi WSN untuk sistem deteksi

kebocoran gas. Sensor MQ-6 diletakkan bersebelahan dengan tabung gas LPG

(maksimal 30 cm), berfungsi untuk mendeteksi kebocoran gas. Sensor MQ-6

terhubung dengan micro controller Raspberry Pi, yang bekerja untuk mengolah

data analog menjadi data digital. Sinyal dalam bentuk gelombang yang bersifat

terus menerus dan membawa informasi dengan mengubah karakteristik

gelombang. Kemudian dari analog ke digital di konversi melalui proses konverter

dimana terjadi penerjemahan informasi analog ke dalam bentuk digital. Data

digital tersebut dikirim melalui koneksi wireless dalam bentuk stream. Oleh

aplikasi pada komputer, data yang diterima diolah kemudian dikirimkan dalam

bentuk SMS melalui SMS Gateway. Untuk mengetahui syarat bocor sensor

mendeteksi adanya kandungan kadar gas LPG di udara yang sebesar 200-10000

ppm yang di kategorikan untuk mendeteksi kadar gas LPG.

Langkah proses untuk mengirim data kebocoran gas LPG ditunjukkan

pada Gambar 9, dan langkah proses deteksi kebocoran gas LPG ditunjukkan pada

Gambar 10. Perancangan sistem yang dibuat terlebih dahulu adalah blok diagram

alur kerja sistem, yang terdiri dari perangkat keras serta program komputer.

Rancangan arsitektur ditunjukkan pada Gambar 11.

Page 8: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

8

Mulai

Inisialisasi Server

Client mengirim data kebocoran

Selesai

Tunggu Koneksi Client

TIDAK

Client Terkoneksi

Server Kirim SMSYA

Gambar 9 Flowchart Server Untuk Mengirim Data Kebocoran Gas LPG

Mulai

Inisialisasi Client

Kebocoran LPG terdeteksi

Selesai

Membuat Koneksi ke Server

TIDAK

Kirim data Kebocoran ke Server

YA

Gambar 10 Flowchart Client Untuk Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas LPG

Pada Gambar 11 blok diagram arsitektur terdiri dari perangkat keras serta

program dalam sistem kebocoran gas LPG, seperti pengambilan data kebocoran

gas LPG yang diperoleh dari sensor MQ-6 yang dikirimkan secara wireless dan

ditampilkan pada aplikasi di komputer kemudian dikirim lewat SMS . Perangkat

keras yang digunakan terdiri dari sensor kebocoran gas LPG MQ-6, Raspberry Pi,

dan modul komunikasi TP-Link TL-WN727.

Page 9: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

9

Gambar 11 Rancangan Arsitektur

Secara umum sistem dibuat terdiri dari dua blok yaitu blok pengirim

(Transmitter) seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11 dan blok penerima

(Receiver) seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 8. Blok pengirim tersusun dari

sensor MQ-6, rangkaian pengkondisi sinyal (RPS), mikrokontroler Raspberry-Pi

dan modul transmitter wirelesss semua terkonfigurasi menjadi satu dengan power

supply dengan kapasitas tegangan 5 volt. Sensor melakukan pembacaan data

analog dengan penambahan RPS sebagai penguat sinyalnya. Kemudian data

tersebut dikonversikan menjadi data digital pada board Raspberry-Pi yang data

tersebut dikirim ke PC melalui modul wireless TP-Link. Bagian penerima

tersusun atas PC, Modem dan HP. Pada bagian ini data yang dikirim melalui

modul wireless TP-Link diterima ke PC. Dan data tersebut diolah dengan aplikasi

server, kemudian apabila data yang dikirim melalui sensor mengalami kebocoran

maka modem dengan perintah aplikasi server mengirimkan pesan SMS peringatan

bahwa gas mengalami kebocoran.

Sensor RPS Raspberry Pi

TP-Link

Power Supply

Gambar 12 Diagram Blok Sistem bagian Transmiter

PC Modem HP

Gambar 13 Diagram Blok Sistem bagian Receiver

Tahap Keempat: Implementasi Sistem, pada tahap ini dilakukan

implementasi sistem yang sesuai dengan perancangan sistem, dimana alat

diletakkan di dekat tabung gas, kemudian sensor MQ-6 mendeteksi kebocoran gas

yang dikirimkan ke Raspberry Pi, data kebocoran yang telah diterima, kemudian

dikirimkan ke PC melalui modul TP-link TL-WN727 setelah itu data dikirim

lewat SMS . Pada Pengujian Sistem dilakukan monitoring kebocoran gas suatu

Page 10: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

10

area, apakah alat dan aplikasi sudah berjalan sesuai hasil dari perancangan

sebelumnya. Tahap Kelima: Penulisan Laporan Hasil Penelitian, pada tahap ini

disusun laporan yang menjelaskan hasil penelitian.

4. Hasil dan Pembahasan

Hasil dan Pembahasan berisi hasil rangkaian alat, konfigurasi TP-Link,

pengkodean program yang ditanamkan ke dalam mikrokontroler dan penjelasan

mengenai bagaimana aplikasi monitoring kebocoran gas dibuat menggunakan

bahasa C# pada Microsoft Visual Studio. Prototype alat ditunjukkan pada Gambar

14 dimana modul TP-Link dikoneksikan dengan board Raspberry Pi

menggunakan sensor MQ-6 yang dikonfigurasi menggunakan kabel jumper

berdasarkan pin yang sesuai.

Gambar 14 Prototype Alat

Kode Program 1. Fungsi Proses Pengiriman SMS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

public void writeMsg(String Msg, String idMobile)

{

if (idMobile.Length<4) return;

idMobileToSend = idMobile;

msgToSend = Msg;

Thread.Sleep(1000);

smsSender.RunWorkerAsync();

}

Kode Program 1 adalah fungsi proses pengiriman SMS. Fungsi tersebut

bertugas untuk melakukan validasi panjang nomor handphone yang merupakan

tujuan pengiriman SMS. Kemudian menjalankan perintah pengiriman yang

terdapat pada class smsSender.

Selanjutnya agar modul TP-Link dapat berkomunikasi, perlu ada

pengaturan antar modul (meski dalam default setting semua modul dapat

berkomunikasi secara langsung). Antar modul harus dalam satu kelas jaringan

127.0.0. Semua parameter tersebut diatur di dalam konfigurasi wireless router Tp-

Link TL-MR 3020, langkahnya atur wireless setting seperti pada Gambar 15.

Page 11: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

11

Gambar 15 Pengaturan Wireless

Settings

Gambar 16 Pengaturan Wireless Security

Untuk keamanan menggunakan enskripsi wpa-wpa2-personal adalah harus

ada password yang dienkripsi. Port yang digunakan untuk client dan server

adalah 8080, langkah untuk mengatur wireless security ditunjukkan pada Gambar

16. Untuk menambah keamanan digunakan wireless MAC fitering dengan

memasukkan MAC address dari wireless di Raspbery, supaya perangkat yang

dapat terhubung ke wireless router hanya berdasarkan MAC address yang sudah

didaftarkan di wireless router, langkah pengaturan wireless security ditunjukkan

pada Gambar 17. Kemudian WPS (wifi protected setup) diaktifkan dengan PIN

yang telah ditentukan dan wirelesss di Raspbery didaftarkan untuk dapat

terhubung ke WPS (wifi protected setup) wireless router. WPS (wifi protected

setup) bertujuan untuk otentifikasi keamanan. Langkah pengaturan WPS (wifi

protected setup) ditunjukkan pada Gambar 18.

Gambar 17 Pengaturan Add or Modify

Wireless MAC Address Filtering entry

Gambar 18 Pengaturan WPS (wifi protected

setup)

Pada desain aplikasi ini dijelaskan mengenai bagaimana aplikasi sensor

pendeteksi kebocoran LPG dibuat menggunakan bahasa C# pada .Net Framework

3.5. Untuk membangun aplikasi server digunakan beberapa komponen yaitu

Socket, IPEndPoint dan SerialPort. Komponen ini berupa class yang terdapat

pada library .Net Framework. Class Socket berfungsi untuk mendengarkan

koneksi dari client. Alamat IP dan port yang digunakan oleh Socket, diatur oleh

class IPEndPoint, yaitu pada alamat IP localhost dan port 9999. Data dari client

yang diterima oleh Socket, kemudian diproses oleh aplikasi untuk diketahui

apakah data yang dikirimkan merupakan data peringatan kebocoran gas. Jika data

tersebut merupakan data peringatan kebocoran gas, aplikasi akan mengirimkan

perintah ke class SerialPort untuk mengirimkan SMS. Class SerialPort bertugas

Page 12: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

12

sebagai jembatan komunikasi antara aplikasi server dengan perangkat modem

GSM.

Socket(TCP)

Proses Pesan dari Client

SerialPort

Bind

Data dari Client

Kirim SMS

IPEndPoint(localhost, port 9999)

Gambar 19 Komponen-Komponen pada Aplikasi Server

Pada Gambar 20 ditunjukkan antarmuka pengguna yang menampilkan

informasi terkait koneksi antara client dengan server. Informasi tersebut antara

lain: status koneksi client (is online) dan peringatan kebocoran gas. Antarmuka

juga menampilkan informasi nomor tujuan pengiriman SMS, alamat IP server,

dan port TCP yang digunakan untuk koneksi client.

Gambar 20 Tampilan Data Kebocoran Gas

Kode Program 2. Mengolah Pesan dari Client 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

if (msg.StartsWith(header))

{

string realmsg = msg.Split('|')[1].Split((char)0)[0];

string toSend="WARNING : "+ realmsg;

if (msg.Contains("bocor"))

{

modem.writeMsg(toSend, modem.idMobileToSend);

new FormWarning(toSend).ShowDialog();

ServerLogWriter(realmsg + "\r\n");

return "OK";

}

if (msg.Contains("online"))

{

ServerLogWriter(realmsg + "\r\n");

return "OK";

}

}

Kode Program 2 adalah fungsi mengolah pesan dari client. Pesan yang

diterima dapat berupa pesan status "online" atau status "bocor". Hal tersebut

Page 13: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

13

diindikasikan dengan header pesan yang dikirimkan oleh client. Jika pesan

memiliki header berupa kata "bocor", maka pesan akan diteruskan ke komponen

SerialPort yang terhubung dengan modem, untuk dikirimkan sebagai SMS. Selain

itu juga akan ditampilkan form warning yang berisi informasi peringatan

kebocoran gas. Jika pesan memiliki header berupa kata "online", maka akan

ditampilkan pada antarmuka server berupa informasi status client online.

SMS yang diterima oleh pengguna ada dua jenis. Jenis pertama adalah SMS

yang menginformasikan bahwa server telah online. Jenis kedua adalah SMS

peringatan ketika sensor mendeteksi kebocoran gas. Kedua jenis SMS ini

ditunjukkan pada Gambar 21.

Gambar 21 SMS informasi server online dan SMS peringatan kebocoran gas LPG Pengujian fungsionalitas sistem dilakukan untuk mengetahui apakah

sistem yang digunakan bekerja dengan baik sesuai dengan kebutuhan pengguna.

Pengujian dilakukan dengan menggunakan metode black box, yaitu metode

pengujian perangkat lunak yang berfokus pada sisi fungsionalitas, khususnya pada

input dan output aplikasi (apakah sudah sesuai dengan apa yang diharapkan atau

tidak). Pengujian dilakukan pada rangkaian sistem sensor kebocoran gas dan

aplikasinya.

Page 14: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

14

Tabel 2 Hasil Pengujian dengan Metode Blackbox Testing

No Proses Hasil yang

diharapkan Hasil yang Muncul Kesimpulan

1. Klik Run Modul Tp-Link dapat

mengirimkan status

aktif dari Raspberry-

Pi ke komputer.

Modul Tp-Link

dapat mengirimkan

status aktif

Valid

2. Alat mendeteksi

kebocoran gas

LPG

Menampilkan form

warning kebocoran

gas LPG

Dapat menampilkan

form warning

kebocoran gas LPG

Valid

3. Klik Stop Modul Connectify

dapat menutup akses

dari Raspberry-Pi ke

komputer.

Modul Connectify

dapat menutup akses

dari Raspberry-Pi ke

komputer.

Valid

4. Klik Clear Menghapus listener

status pada aplikasi

Dapat menghapus

listener status pada

aplikasi

Valid

Berdasarkan hasil pengujian fungsionalitas program pada Tabel 2, dapat

disimpulkan bahwa alat pendeteksi kebocoran gas dapat berjalan dengan baik.

Client dapat mengirimkan status "online" dan "bocor" ke server. Aplikasi server

dapat menampilkan status client online dan juga menampilkan peringatan ketika

data yang dikirimkan oleh client adalah data kebocoran gas.

5. Simpulan

Berdasarkan hasil perancangan, pembahasan dan pengujian prototype alat

untuk sistem pendeteksi kebocoran gas LPG menggunakan Wireless Sensor

Network (WSN), dapat diambil kesimpulan bahwa: (1) Sistem pendeteksi

kebocoran gas LPG dapat membantu para pemakai tabung gas dalam memantau

kebocoran gas; (2) Pesan peringatan dikirim melalui SMS . (3) Sistem deteksi

kebocoran gas LPG dapat menjadi solusi untuk mengurangi terjadinya ledakan

tabung gas dan bahaya lainnya yang terkait. Alat ini mudah dalam

penggunaannya, karena dapat diimplementasikan dalam bentuk komunikasi

wireless. Saran untuk pengembangan sistem selanjutnya adalah: (1) Jangkauan

jarak deteksi sensor gas dapat diperluas; (2) Pesan peringatan dapat dikirimkan ke

lebih dari satu penerima; (3) Pesan peringatan tidak terbatas pada bentuk SMS

saja, namun juga bentuk lain seperti contohnya adalah email.

Page 15: Perancangan Dan Implementasi Sistem Pendeteksi …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8692/3/T1_672009215_Full... · Sumber daya alam yang bermanfaat bagi kehidupan ... Pipeline

15

6. Daftar Pustaka

[1]. Danur, B. D. 2011. Sistem Pendeteksian Kebocoran Gas LPG

Menggunakan Mikrokontroler. Jurusan Sistem Komputer Universitas

Andalas Padang

[2]. Ishomuddin 2012. TKW Tewas di Makau Diduga Keracunan Gas LPG.

http://www.tempo.co/read/news/2012/03/29/173393306/TKW-Tewas-di-

Makau-Diduga-Keracunan-Gas-LPG-. diakses pada 1 Juli 2014

[3]. Soares, S. 2013. Tabung Gas 12 Kg Meledak, Rumah Runtuh.

http://www.tempo.co/read/news/2013/10/22/064523652/Tabung-Gas-12-

Kg-Meledak-Rumah-Runtuh. diaskes pada 1 Juli @014

[4]. Muhyiddin, M. 2013. Regulator Gas Bocor, Dua Orang Luka Bakar.

http://www.tempo.co/read/news/2013/10/12/214521285/Regulator-Gas-

Bocor-Dua-Orang-Luka-Bakar. diakses pada 1 Juli 2014

[5]. National Instruments 2012. What Is a Wireless Sensor Network?

http://www.ni.com/white-paper/7142/en/. diakses pada 1 Juli 2014

[6]. Herminawan, F. W. 2009. Prototype Sistem Peringatan Dini Kebocoran

Liquified Petroleum Gas Menggunakan Sensor Gas TGS 2610. Jurusan

Fisika Elektronika dan Instrumentasi Universitas FMIPA UGM

[7]. Tarigan, D. E. E. 2009. Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG

Dengan Menggunakan Sensor TGS-2610 Berbasis Mikrokontroller

AT89S51. Jurusan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Sumatera Utara

[8]. Raspberry Pi Foundation 2014. Raspberry PI Documentation.

http://www.raspberrypi.org/documentation/ Diakses 21 februari 2014

[9]. SparkFun Electronics 2014. Technical Data MQ-6 Gas Sensor.

https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Biometric/MQ-6.pdf.

diakses 21 februari 2014

[10]. Sugiyono 2009. Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif,

Kualitatif, dan R & D. Bandung : Alfabeta