JCONES Vol 3, No 2 (2014) 98-106
Journal of Control and Network Systems Situs Jurnal : http://jurnal.stikom.edu/index.php/jcone
RANCANG BANGUN WIRELESS SENSOR NETWORK UNTUK MONITORING PENCEMARAN AIR SUNGAI MENGGUNAKAN TOPOLOGI MESH NETWORK Yoga Eka Saputra1) Jusak2) Program Studi/Jurusan Sistem Komputer STMIK STIKOM Surabaya Jl. Raya Kedung Baruk 98 Surabaya, 60298 Email: 1)
[email protected], 2)
[email protected] Abstract: The quality of water source is important. Rivers in Indonesia are generally polluted by organic wastes from sewage population, and other industries are still many others. Water pollution is a change of state in a water reservoirs such as lakes, rivers, oceans and groundwater due to human activities. Wireless sensor network (WSN) is a wireless network consisting of multiple sensors that work together to monitor physical and environmental conditions such as temperature, water, sound, vibration or earthquake, air pollution and other different places. However, there are shortcomings in the WSN. WSN have limited energy and bandwidth. One way that energy and communication can be more efficient WSN is to organize the network topology. MESH is a line of communication topology in which each node can communicate with each other. Measurement of pH of water with a pH meter analog sensor kits have a percentage of error between 0.37% to 1.86% and water temperature measurements using sensors DS18B20 has an error percentage between 0.606% to 0.73% With these results the system to work well with 98.14% accuracy rate for the pH sensor and 99.27% for the temperature sensor. Key words: WSN, Sensor Analoh pH Meter Kit, Sensor DS18B20, RTC, Arduino Uno, Mesh Network, Xbee Kualitas sumber air dari sungai-sungai penting di Indonesia umumnya tercemar amat sangat berat oleh limbah organik yang berasal dari limbah penduduk, industri dan lain masih banyak lagi yang lainnya. Pencemaran air adalah suatu perubahan keadaan di suatu tempat penampungan air seperti danau, sungai, lautan dan air tanah akibat aktivitas manusia. Pencemaran air berdampak luas, misalnya dapat meracuni sumber air minum, meracuni makanan hewan, ketidakseimbangan ekosistem sungai dan danau, pengrusakan hutan akibat hujan asam, dan sebagainya. Ada 2 parameter utama yang diamati pada tugas akhir ini, yaitu pH dan suhu. Persyaratan kualitas air minum antara lain mempunyai kadar pH antara 6,5 – 8,5 (merupakan batas minimum dan maksimum) Perairan dengan pH < 4 merupakan perairan yang sangat asam dan dapat menyebabkan kematian makhluk hidup, sedangkan pH > 9,5 merupakan perairan yang sangat basa yang dapat menyebabkan kematian dan mengurangi produktivitas perairan, perbedaan antara suhu air dan suhu alam disekitarnya yang diperbolehkan
adalah sebesar±3˚C. contoh: suhu alam = 25˚C. berarti suhu air yang diperbolehkan berkisar 22-28˚C. Jika melebihi atau kurang dari kisaran tersebut, bisa dikatakan air tersebut telah tercemar. Mahida (1986) menyatakan bahwa tingkat oksidasi senyawa organik jauh lebih besar pada suhu tinggi dibanding pada suhu rendah. Semakin tinggi kenaikan suhu air semakin sedikit oksigen yang terlarut didalamnya. Wireless sensor network atau dapat disingkat dengan (WSN) adalah suatu peralatan system embedded yang didalamnya terdapat satu atau lebih sensor dan dilengkapi dengan peralatan sistem komunikasi. Sensor disini dugunakan untuk menangkap informasi sesuai dengan karakteristik informasi yang di inginkan. Ada banyak aplikasi untuk teknologi ini dan biasanya berfungsi dalam kegiatan pemantauan, pelacakan dan pengendalian.Fungsi pemantauan adalah salah satu fungsi yang sangat umum digunakan saat ini, yaitu untuk dapat melacak setiap jenis gerakan apakah Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 98
itu panas, tekanan, suara, cahaya atau getaran di daerah tertentu. Namun, terdapat kekurangan dalam WSN yaitu WSN memiliki energi dan bandwidth yang terbatas. Salah satu cara agar energi dan komunikasi WSN dapat lebih efisien adalah dengan mengatur topologi jaringannya dengan menyesuaikan dengan kondisi lingkungannya. Dalam WSN, topologi yang dapat digunakan adalah topologi star, mesh, dan tree.( Y.K. Huang dkk,2012) Topologi MESH merupakan jalur komunikasi dimana masing-masing node dapat berkomunikasi dengan yang lainnya. Dalam sebuah jaringan mesh, node mempertahankan jalur komunikasi untuk kembali ke gateway, sehingga jika salah satu node router down, secara otomatis router data akan dilewatkan melalui jalur yang berbeda. Dari latar belakang yang telah dijelaskan diatas, masalah yang akan diselesaikan oleh penulis untuk mengerjakan tugas akhir ini adalah bagaimana marancang dan membangun WSN yang terdiri dari router&coordinator untuk mendapatkan data pH air, suhu air dan waktu mengunakan topologi mesh network pada prototype. Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini yaitu merencanakan dan membangun prototipe dari aplikasi WSN menggunakan perangkat pendukung sensor node untuk mempermudah monitoring tingkat pencemaran air sungai menggunakan topologi mesh network.
METODE Merancang Sistem Keseluruhan sistem pada tugas akhir ini dapat dilihat dan diketahui pada blok diagram dibawah ini.
mengirimkan data router 1 yang mempunyai ID “R1” dan berisi data pH, data suhu, data tanggal, dan data jam ke node coordinator dan node router 2. Setelah data sampai di node router2 selanjutnya node router2 akan menganti ID data yang diterima dari router1 yang awalnya mempunyai ID “R” akan dirubah menjadi “Q”. Setelah ID berubah selanjutnya node router 2 akan meneruskan data yang diterima dari node router 1 ke node coordinator. Setelah melakukan pengiriman data, “ok” akan dirubah nilainya menjadi “0”. Setelah nilai “ok” menjadi “0” maka selanjutnya sama seperti pada node router 1 akan didelay selama 5 detik, setelah 5 detik “ok” akan bernilai “1” apabila “ok” telah bernilai “1” maka selanjutnya router 2 akan mengirimkan data router 2 yang mempunyai ID “C2” dan berisi data pH, data suhu, data tanggal, dan data jam ke node coordinator dan node router 1. Setelah data sampai di noderouter 2 selanjutnya node router 1 akan merubah ID data yang diterima dari node router 2 yang awalnya mempunyai ID “R” akan dirubah menjadi “Q”. Setelah ID berubah selanjutnya node router 1 akan meneruskan data yang diterima dari node router 2 ke node coordinator. Setelah melakukan pengiriman data, “ok” akan dirubah nilainya menjadi “0”. Dengan melakukan proses pengiriman data seperti diatas maka sistem pengiriman data seperti diatas dapat disebut sebagai proses pengiriman data menggunakan topologi mesh network. Setelah node coordinator mendapatkan 5 data yang dikirim router 1 dan router 2 maka selanjutnya coordinator bakal melakukan rata-rata dari data yang telah diterima. Node coordinator akan melakukan rata-rata data pH, dan data suhu. Setelah hasil rata-rata didapatkan maka selanjutnya coordinator akan mengirimkan hasil rata-rata ke node end device untuk ditampilkan pada program visual basic.
Perancangan Perangkat Keras
Arduino uno
Gambar 1. Blok diagram sistem keseluruhan Sistem mulai berjalan ketika “ok” pada node router 1 bernilai “0” maka program akan memberi delay selama 5 detik, setelah 5 detik “ok” akan bernilai “1” apabila “ok” telah bernilai “1” maka selanjutnya router 1 akan
Pada tugas akhir ini, arduino bertugas sebagai pusat pengendali dari setiap node pada sistem secara keseluruhan. Tugas utama arduino adalah memproses data yang dikirimkan dan yang diterima oleh arduino/ node yang lain, yaitu: Setelah proses pembacaan ketinggian air pada prototipe danwaktu saat pengambilan data ketinggian air tersebut, arduino akan mengirimkan data tersebut pada node coordinator.
Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 99
Gambar 2. Arduino Uno Bagian Depan Dan Bagian Belakang. Arduino ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, untuk mengaktifkan cukup menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB dengan adaptor ACDC atau baterai. Pada perancangan ini membahas tentang koneksi sensor dan modul pencatat waktu dengan arduino yang menggunakan kabel sebagai media penghubungnya. Sensor yang digunakan adalah sensor utrasonik PING sebagai pembacaan ketinggian air dan modul RTC sebagai pencatat waktu saat data ketinggian air tersebut didapat, sebelum sensor dan modul RTC disambungkan dengan arduino harus menentukan pin dengan benar pada arduino supaya dalam pengiriman data dari sensor dan modul ke arduino sukses.
Gambar 3.Sensor pH,sensor suhu dan RTC yang Tersambung Dengan Arduino. Pada Gambar 3. Terdapat sensor pH, sensor suhu dan modul RTC yang terhubung dengan arduino, dengan ketentuan: 1. Pada sensor Analog pH Meter Kit pin out vccny disambungkan pin out 5v di arduino. 2. Pada sensor Analog pH Meter Kit pin out data/signal(I/O)nya disambungkan pada pin in analog 0 di arduino. 3. Pada sensor Analog pH Meter Kit pin out gndnya disambungkan pada pin in gnd di arduino. 4. Pada sensor DS18S20 Pin out vccnya disambungkan pada pin out 5v di arduino. 5. Pada sensor DS18S20 Pin out data/signal(I/O)nya disambungkan pada pin in digital 3 di arduino. 6. Pada sensor DS18S20 pin out gndnya disambungkan pada pin in gnd di arduino.
7. Pada modul RTC Pin out vccnya disambungkan pada pin out 5v di arduino. 8. Pada modul RTC pin out SDAnya disambungkan pada pin in analog 4 di arduino. 9. Pada modul RTC pin out SCLnya disambungkan pada pin in analog 5 di arduino. 10. Pada modul RTC pin out gndnya disambungkan pada pin in gnd di arduino.
Xbee Shield dan Xbee Xbee merupakan perangkat yang menunjang komunikasi data secara nirkabel (wireless). Untuk menghubungkan dengan arduino digunakan shield supaya lebih mudah dalam perakitan seperti pada Gambar 4. Ada 2 jenis xbee yaitu : - Xbee 802.15.4 (Xbee Series 1) Xbee series 1 hanya dapat digunakan untuk komunikasi point to point dan topologi star dengan jangkauan 30 meter indoor dan 100 meter outdoor. - Xbee ZB Series 2 Xbee series 2 dapat digunakan untuk komunikasi point to point, point to multipoint dan topologi star, dan topologi mesh dengan jangkauan 40 meter indoor dan 120 meter outdoor. Xbee series 1 maupun series 2 tersedia dalam 2 bentuk berdasarkan kekuatan transmisinya yaitu xbee reguler dan xbee-pro. Xbee reguler biasa disebut dengan xbee saja. Xbee-PRO mempunyai kekuatan transmisi lebih kuat, ukuran perangkatnya lebih besar, dan harganya lebih mahal. Xbee-PRO mempunyai jangkauan indoor mencapai60 meter dan outdoor mencapai 1500 meter(Arduino, 2011). Untuk konfigurasi Xbee sebagainode router, function set diatur menjadi ZIGBEE ROUTER AT dan isi PAN ID=666, DH=0, DL=FFFF(pengiriman broadcast). Sedangkan konfigurasi sebagai node coordinator, function set diatur menjadi ZIGBEE COORDINATOR AT dan isi PAN ID=666, DH=0, DL=FFFF(pengiriman broadcast).
Gambar 4.Xbee Shield dan Xbee.
Sensor Analog pH Meter Kit Sensor pH adalah sensor yang dapat mendeteksi kadar pH air.Sensor ini sangat membantu mengingatkan tingkat kadar pH pada air Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 100
atau untuk memantau kadar pH air untuk pencemarain air. Secara fisik, sensor ini terdiri dari LED sebagai power indikator, konektor BNC, dan interface sensor PH2.0. Untuk menggunakan, cukup hubungkan sensor pH ini dengan Arduino menggunakan kabel analog yang disertakan dalam kit ini ke IO Expansion Shield atau bisa pula menggunakan kabel Jumper. Gambar 7. RTC.
Perancangan Perangkat Lunak
Gambar 5. Sensor Analog pH Meter Kit.
Digital Temperature (WATERPROOF)
DS18B20
sensor suhu DS18B20 dengan kemampuan tahan air (waterproof). Cocok digunakan untuk mengukur suhu pada tempat yang sulit, atau basah. Karena ouput data produk ini merupakan data digital, maka Anda tidak perlu khawatir terhadap degradasi data ketika menggunakan untuk jarak yang jauh. DS18B20 menyediakan 9 hingga 12-bit (yang dapat dikonfigurasi) data (dfrobot). Karena setiap sensor DS18B20 memiliki silicon serial number yang unik, maka beberapa sensor DS18B20 dapat dipasang dalam 1 bus. Hal ini memungkinkan pembacaan suhu dari berbagai tempat. Meskipun secara datasheet sensor ini dapat membaca bagus hingga 125°C, namun dengan penutup kabel dari PVC disarankan untuk penggunaan tidak melebihi 100°C.
Tidak hanya merancang hardware yang dibutuhkankan pada perancangan sistem wireless sensor network guna memonitoring pencemaran air sungai dan pembacaan waktu pada prototype mencangkup program dan algoritma pada IDE arduino beserta flowchart yang menerangkan alur proses program tersebut.
Flow Chart Node Router 1 dan Node router 2 Flow chart dari proses router1 dan router2 seperti dibawah ini: MULAI
INISIALISASI
PEMBACAAN DATA DARI MASINGMASING NODE
YA DELAY 5 DETIK
OK = 0
OK = 1
PEMBACAAN DAN PENGHITUNGAN SENSOR pH dan SENSOR SUHU
TIDAK
APAKAH DATA BERASAL DARI NODE ROUTER 2
YA
PEMBERIAN ID DATA BARU UNTUK NODE ROUTER 2
PEMBACAAN TANGGAL DAN WAKTU RTC
TIDAK
HAPUS DATA
Gambar 6. Sensor Digital Temperature DS18B20
Modul RTC (Real Time Clock) DS1307 Real Time Clock atau RTC adalah jenis pewaktu yang bekerja berdasarkan waktu yang sebenarnya atau dengan kata lain berdasarkan waktu yang ada pada jam kita. RTC DS1307 (Gambar 7) merupakan Real-time clock (RTC) yang dapat meyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal, bulan, hari dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100. 56-byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan.
HAPUS DATA
MENGIRIMKAN DATA DARI NODE ROUTER 2 KE ODE COORDINATOR
SELESAI
HAPUS DATA
PEMBERIAN ID DATA UNTUK NODE ROUTER 1
PENGIRIMAN DATA pH, SUHU dan WAKTU
Gambar 8. Flow chart di Router1 Berikut penjelasan dari Gambar8: a. Inisialisasi. Inisialisasi wajib ada didalam setiap program yang dikerjakan pada router. Mengandung library dan variabel-variabel yang diperluhkan oleh program dalam node router. b. Pembacaan Data Node. Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 101
Proses pembacaan data dilakukan secara berulang-ulang oleh masing-masing node ketika “ok” bernilai “0” maka akan diberi jeda selama 5 detik, setelah dijeda selama 5 detik maka “ok” akan bernilai 1, apabila “ok” bernilai 1 maka node router 1 akan mengirimkan data node router 1.Ketika ada data yang dikirimkan dari node lain dan kemudian data tersebut diterima (data masuk diakhiri dengan karakter \n atau enter), c. Menyeleksi Data dan Memberikan id baru untukNode Router 2serta Meneruskan Data Node Router 2. Setelah data yang diakhiri karakter \n diterima, dan data tersebut berasal dari node router 2 yang melakukan pengiriman data (mengirim data router 2), maka node router1 akan melakukan penyeleksian dan pemberian ID baru untuk node router 2. Proses pemberian ID data baru ini dilakukan untuk mempermudah pengguna mengetahui ID data node router 2 yang melalui node router 1 untuk selanjutnya akan diteruskan ke node coordinator. ID data node router 2 akan berubah dari “R2” menjadi “Q2” jika melalui node router 1. Setelah itu “ok” akan diriset kembali menjadi “0”. d. Pembacaan sensor pH Sensor ph akan mengambil 10 nilai sampel dari sensor, lalu akan ditampung pada buf, kemudian akan mengurutkan dari nilai terkecil kenilai terbesar. Setelah itu merata-rata 6 sampel yang telah diambil tadi lalu dimasukan kedalam “avgValue”. Selanjutnya mengkonversi dari analog kedalam millivolt dengan cara “float phValue=(float)avgValue*5.0/1024/6” setelah didapatkan nilai phValue sekarang mengkonversi dari millivolt kedalam nilai pH dengan cara “phValue=3.5*phValue” setelah itu dilakukan baru didapatkan berapa nilai pH tersebut. e. Pembacaan sensor suhu DS18S20 yang merupakan sensor suhu dengan output data berupa digital maka dibutuhkan library DS18S20 yang dapat diunduh di http://playground.arduino.cc/Learning/OneWire. Setelah selesai diunduh ekstrak file tersebut ke dalam folder libraries padadirectory folder yang telah diunduh pada saat menginstal driver arduino. Library ini berfungsi untuk mengenali sensor DS18S20 supaya bisa berkomunikasi dengan arduino.Selanjutnya buka IDE arduino dan isikan code program diatas untuk mengukur suhu menggunakan sensor DS18S20. f. Pembacaan Tanggal dan Waktu RTC Proses pembacaan tanggal dan waktu digunakan untuk mengetahui waktu pada saat pengambilan data kadar pH dan suhu air oleh sensor pH dan sensor suhu. g. Konversi Data Integer ke String Proses mengkonversi data dari float ke string dibutuhkan karena ada beberapa fungsi yang mempunyai tipe data float
h. Pemberian ID Data dan Pengiriman Data Pemberian ID data ini dilakukan untuk mempermudah pengguna melihat data pH air, suhu air dan waktu yang berasal dari beberapa node router. Node router 1 memilik simbol “$” dan ID data berawalan “R1” dan node router 2 memiliki ID data berawalan “R2” yang diikuti dengan data pH air, suhu air air dan waktu Format penulisan pesan HEAD
ID NODE
DATA pH
DATA SUHU
DATA TANGGAL
DATA WAKTU
TAIL
Gambar 9. Format Penulisan Pesan Setiap node memiliki head dan id node yang harus dikenali. Semua penulisan tersebut ditulis semua dan dipisahkan oleh tanda garis bawah. Dalam tugas akhir ini penulis menggunakan simbol $ untuk digunakan sebagai head. Maka setiap node akan mengetahui apabila data yang diterima harus mempunyai awalan $. Simbol head disini akanmengantisipasi sebuah node ilegal yang tiba-tiba mengirimkan data ke node. Apabila data yang diterima tidak memiliki head, maka data tersebut akan dianggap ilegal dan node akan membuang data tersebut. Untuk router 2 alur programnya sama dengan router 1, perbedaanya hanyaterdapat pada pembuatan skrip untuk pemberian ID data node router 2 itu sendiri dan pemberian ID data baru untuk node router 1 yang melalui node router 2. ID data node router 2 diberi awalan “R2”. Sedangkan ID data node router 1 yang sebelumnya berawalan “R1” berubah menjadi “Q1” karena data tersebut melalui node router 2 untuk diteruskan ke node coordinator. Perubahan ID data ini bertujuan agar node coordinator mengetahui asal data tersebut. Setelah perubahan ID data tersebut, data dengan ID yang baru dikirimkan ke node coordinator.
Gambar 10. Pengiriman dan Penerimaan Pada Node router 1 & 2 Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 102
Program Arduino sebagai Coordinator Diagram alir untuk proses node coordinator sebagai berikut: MULAI
INISIALISASI
PEMBACAAN DATA DARI MASING-MASING NODE
APAKAH DATA YANG MASUK BERASAL DARI NODE ROUTER DAN BERAWALAN SIMBOL % DENGAN ID R1, R2, Q1, Q2
YA
MEMISAHKAN DATA pH, SUHU, TANGGAL dan WAKTU
PEMBERIAN ID BARU UNTUK NODE ROUTER
TIDAK MERATA-RATA DATA pH dan SUHU HAPUS DATA
SELESAI
KIRIM DATA HASIL RATA-RATA pH dan SUHU NODE ROUTER KE NODE END DEVICE
Gambar 11. Diagram Alir pada Node Coordinator Pada sistem WSN ini node coordinator sangat diperluhkan, karena node ini berguna untuk membentuk suatu jaringan dengan mengijinkan node router untuk berkumpul dalam jaringan tersebut. Setelah jaringan terbentuk, fungsi coordinator seperti router (dapat berpartisipasi dalam routing paket dan menjadi sumber atau tujuan untuk paket data). Berikut penjabaran dari Gambar 11: a. Inisialisasi inisialisasi wajib ada didalam setiap program yang dikerjakan pada Coordinator. Mengandung library dan variabel-variabel yang diperluhkan oleh program dalam coordinator. b. Menerima Data, Penseleksian Data dan Memisahkan Data pH, Suhu, Tanggal dan Waktu Skrip ini merupakan proses penerimaan data yang masuk dari router1 dan router2. Setelah informasi diterima oleh coordinator kemudian data akan diseleksi apakan data ini berasal dari node router1, node router2, node router1 yang melalui node router2 atau node router2 yang melalui node router 1. Setelah itu data pH, suhu, tanggal dan waktu akan dipisahkan, karena data pH dan suhu akan dirata-rata, c. Menyeleksi data dan pemberian ID baru Void baca merupakan fungsi yang berisi skrip untuk menyeleksi informasi yang diterima dan memberikan ID anyar “C”. Karena node ini cuma menerima informasi dari router1 dan router2 yang tiap-tiap mempunyai format pesan mengunakan simbol permulaan “$” dan ID “R1”, “R2”, “Q1” dan
“Q2”, maka skrip penyeleksian data dan pemberian ID data yang baru dalam hal ini ID “C” d. Merata-rata Data pH dan suhu serta Pengiriman Data Setelah menerima 5 data dari router 1 maupun menerima 5 data dari router 2, maka selanjutnya node coordinator akan melakukan rata-rata data pH dan data suhu dari router 1 maupun dari router 2. Setelah hasil rata-rata didapatkan maka selanjutnya node coordinator akan mengirimkan data ke end device. untuk mengirimkan data dari coordinator mempunyai ketentuan sebagai berikut: 1. Jika node coordinator telah menerima 5 data pH dan 5 data suhu dari node router 1 yang langsung ke coordinator maka selanjutnya node coordinator akan langsung merata-rata data pH dan data suhu, apabila hasil rata-rata dari data pH dan data suhu telah didapatkan maka selanjutnya node coordinator akan mengirimkan data tersebut ke node end device. 2. Jika node coordinator telah menerima 5 data pH dan 5 data suhu dari node router 2 yang langsung ke coordinator maka selanjutnya node coordinator akan langsung merata-rata data pH dan data suhu, apabila hasil rata-rata dari data pH dan data suhu telah didapatkan maka selanjutnya node coordinator akan mengirimkan data tersebut ke node end device. 3. Jika node coordinator telah menerima 5 data pH dan 5 data suhu dari node router 1 yang melaui node router 2 ke coordinator maka selanjutnya node coordinator akan langsung merata-rata data pH dan data suhu, apabila hasil rata-rata dari data pH dan data suhu telah didapatkan maka selanjutnya node coordinator akan mengirimkan data tersebut ke node end device, apabila node coordinator tidak menerima 5 data ph dan 5 data suhu dari node router 1 yang langsung ke node coordinator. 4. Jika node coordinator telah menerima 5 data pH dan 5 data suhu dari node router 2 yang melaui node router 1 ke coordinator maka selanjutnya node coordinator akan langsung merata-rata data pH dan data suhu, apabila hasil rata-rata dari data pH dan data suhu telah didapatkan maka selanjutnya node coordinator akan mengirimkan data tersebut ke node end device, apabila node coordinator tidak menerima 5 data ph dan 5 data suhu dari node router 2 yang langsung ke node coordinator.
Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 103
Pada node End Device hanya akan menerima data yang simbol “$” dan mempunyai ID “C”. Apabila kondisi telah terpenuhi maka selanjutnya end device akan mengirimkan datanya ke software Visual basic.
Visual Basic Program visual basic pada tugas akhir ini berfungsi untuk menampilkan data yang diterima dari node end device.
Gambar 12. Penerimaan Node Coordinator Gambar 14. Tampilan Visual Basic
Program Arduino sebagai End Device Flowchart end device adalah seperti gambar dibawah:
Pengujian dari semua sistem dibuat dengan melakukan pemantauan terhadap informasi yang ternilai pada router1 dan router2 serta pengiriman dan penerimaan di setiap node pada sistem wireless sensor network ini: a. Sensor pH dan suhu yang terletak di node router1 dan node router2 sanggup bekerja dengan baik b. Pengiriman dan penerimaan informasi dari masing-masing node ke node yang dituju benar dan seperti yang diinginkan.
MULAI
INISIALISAI
TAMPUNG DATA MASUK SAMPAI “\%”
PEMBACAAN DATA PUNYA SIMBOL “$” dan “C”
YA
TIDAK
PENGUJIAN SISTEM Yang didapat setelah pengujian
CETAK
Hapus Data
SELESAI
Gambar 13.Flow chartnode end device Node end devicepada tugas akhir ini berfungsi untuk menerima data yang dikirim dari coordinatorserta meneruskan data yang diterima ke program visual basic. Pada nodeend device, program hanya akan membaca data yang mempunyai ID “C1” dan “C2”. a. inisialisai inisialisasi wajib ada didalam setiap program yang dikerjakan pada end device. Mengandung variabel yang diperluhkan oleh program dalam end device. b. Pembacaan simbol “$” dan ID “C” Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 104
Tabel 1. Hasil Pengamatan Sensor pH, suhu dan Alat Ukur
Kesimpulan
No
Sensor pH
Alat Ukur
Selisih
Sensor suhu
Alat Ukur
Selisih
1
7,28
7,27
0,01
31,04 oC
30 oC
1,04
2
7,12
7,10
0,02
31,10 oC
31 oC
0,10
3
7,23
7,20
0,03
30,01 oC
30 oC
0,01
4
7,10
7,05
0,05
30,65 oC
31 oC
0,35
5 6 7 8 9 10
7,55 7,31 7,10 7,01 7,66 7,45
7,50 7,29 7,12 7,11 7,50 7,40
0,05 0,02 0,02 0,10 0,16 0,05
o
30,87 C
o
0,13
31 C
o
o
30 C
0,43
o
o
0,24
o
0,56
o
0,14
o
0,12
30,43 C 31,24 C o
31,56 C o
31,86 C o
30,12 C
31 C 31 C 32 C 30 C
Kesimpulan akhir pada tugas akhir “RANCANG BANGUN WIRELESS SENSOR NETWORK UNTUK MONITORING PENCEMARAN AIR SUNGAI MENGGUNAKAN TOPOLOGI MESH NETWORK” yaitu : 1. Sistem WSN didalam penilaian pH air dan suhu air pada prototype ini memerluhkan 4 node yaitu router1, router2, coordinator dan end device. Router1 dan 2 terdiri arduino uno seperti otak dari keseluruhan sistem untuk memastikan pembacaan pH air menggunakan sensor pH meter kit, suhu air menggunakan DS18B20 dan pembacaan waktu menggunakan RTC. Data pH air, suhu air dan waktu akan dikirimkan ke node lainnya secara nirkabel menggunakan modul Xbee series 2 beserta shield. Sedangkan node coordinator dan router end device terdiri dari modul mikrokontroler arduino uno dan modul Xbee series 2 beserta shield. 2. Sistem membuat penilaian pH air, suhu air dan waktu secara real time menggunakan komunikasi nirkabel dan mendapatkan hasil percobaan sebagaimana dibawah ini. a) Pada umumnya persentase kesalahan (error) penilaian pH air memakai sensor pH meter kit bernilai antara 0,37% sampai dengan 1,86% . b) Pada umumnya persentase kesalahan (error ) penilaian suhu air memakai sensor DS18B20 bernilai anatara 0,608% sampai dengan 0,73%. 3. Berdasarkan pengujian terhadap protokol komunikasi WSN, pengiriman data dari setiap node ke node lainnya yang dituju benar dan diterima oleh sisi penerima. 4. Topologi yang digunakan pada Tugas Akhir ini menggunakan topologi MESH NETWORK, karena pengiriman data dapat dilakukan melalui router 1 ke coordinator, router 1 ke router 2, router 2 ke coordinator dan router 2 ke router 1.
Saran Agar diperoleh hasil yang lebih baik dan sebagai pengembangan pada penelitian berikutnya sebaiknya mempertimbangkan langkah ini: 1. Apabila ingin lebih mendapatkanhasil yang lebih akurat, bisa ditambahkan dengan parameter lain, seperti parameter kekeruhan, warna, dan lain sebagainya. 2. Perancangan ini adalah sebuah prototipe, sehingga diinginkan bisa diimplementasikan dengan kondisi yang sebenarnya yaitu diterapkan tepat di sungai yang sesungguhnya. Gambar 12. Keseluruhan Pengiriman dan Penerimaan antar Node Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 105
DAFTAR PUSTAKA
Blum, J. 2010. Exploring Arduino. Sebastopol : Wiley. DfRobot.2013. Real Time Clock. (Diakses 10 November 2013, http://www.dfrobot.com/wiki/index. php?title=Real_Time_Clock_Modul e_%28DS1307%29_%28SKU:DFR 0151%29, (Retrieved 10 November 2013). DfRobot.2013. Waterproof DS18B20 Digital Temperature Sensor. (Diakses 10 November 2013, http://dfrobot.com/wiki/index.php?ti tle=Waterproof_ DS18B20_Digital_Temperature_Se nsor_%28SKU:DFR0198%29)
Melgar, E. R., & Diez, C. C. 2012. Arduino and Kinect Projects: Design, Build, Blow Their Minds. Apress. Wardhana WA. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta : Penerbit Andi Offset Jogjakarta. Warlina L. 2004. Pencemaran air : sumber, dampak, dan penanggulangannya. (Makalah pribadi).Bogor : Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor.
Dinas Kesehatan. 1990. PERATURAN MENTERI KESEHATAN Nomor : 416/MEN.KES/PER/IX/1990 Tentang Syarat-syarat Dan Pengawasan Kualitas Air. Faludi, R. 2010. Building wireless sensor networking. Sebastopol: O’Reilly. Huang Y.K., Pang A.C., Hsiu P.C., Zhuang W., and Liu P., Distributed Throughput Optimization for ZigBee Cluster-Tree Networks, IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, vol. 23, no. 3, 523-520, 2012. Kadir Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler Dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino. Jakarta : Penerbit Andi Publisher. Mahida,U.N. 1984. Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah industri. Cetakan Pertama. Jakarta : Penerbit CV. Rajawali.
Yoga Eka Saputra, Jusak JCONES Vol 3, No 2 (2014) Hal: 106
