PURWARUPA DETEKSI DINI ALARM KEBAKARAN PADA GEDUNG BERBASIS SHORT MESSAGE SERVICE (SMS) NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Septiadi Arif Wirawan Putra 11.21.060
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2014
PURWARUPA DETEKSI DINI ALARM KEBAKARAN PADA GEDUNG BERBASIS SHORT MESSAGE SERVICE (SMS) Septiadi Arif Wirawan Putra1⁾, Kusnawi2⁾ 1
⁾ Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta ⁾ Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283 2
1
2
Email :
[email protected] ⁾,
[email protected] ⁾
Abstract - Fire at a building be it a private office building, government, sports hall, and such is the deadliest disaster losses even human safety material. Often a disastrous fire at a building that arises only known by the duty officer or security guard of the building when the fire and the smoke has been in great condition. This causes fire early remedial action to be not optimal. Besides informing the disastrous fires in a building to firefighters also late that cause fire disaster becomes ineffective. In response to these problems, then made an early fire detection system with SMS-based. This system consists of a sensor MQ 135, microcontroller, LED, buzzer, Wavecom M1306B and integrated with android based mobile phone that has been installed the mobile app. So when the sensor detects the presence of smoke MQ 135 fires, automatic LED and buzzer will turn on as a visual and audio alerts. Then the system will send an SMS notification of fire smoke to the destination phone number. The android phone has already installed a mobile
gambaran dan inspirasi tentang penanganan kebakaran secara efektif dan optimal Ilona Usuman (1) dan Hasmi Ardhi (2) pada tahun 2010 merancang sebuah sistem yang dapat mendeteksi suhu panas dan asap ketika terjadi kebakaran pada suatu ruangan yang tertutup. Sistem ini bekerja dengan memanfaatkan sensor LM 35 sebagai pendeteksi suhu dan sensor AF 30 sebagai pendeteksi asap kebakaran. Sistem ini juga dilengkapi fasilitas SMS untuk mengirim pesan pemberitahuan terjadi kebakaran kepada user. Sehingga diharapkan kebakaran yang timbul dapat diminimalisir dan cepat penanggulannya. Hanung Putranto pada tahun 2011 merancang suatu sistem pada aliran Sungai Code. Sistem ini merupakan sistem peringatan dini terhadap bencana banjir yang diakibatkan oleh meluapkan Sungai Code yang bersumber dari hulu Gunung Merapi. Sistem ini menggunakan sensor yang memakai prinsip Water Level Sensor (Sensor Ketinggian Air) dimana pada prinsipnya menggunakan air sebagai penghantar tegangan 5 volt yang dihubungkan dengan driver. Konsep dari sistem adalah ketika sensor tersentuh/ mendeteksi air pada ambang atas ketinggian air yang telah ditetapkan maka sensor akan mengalami perubahan tegangan analog. Hasil pembacaan ini akan diteruskan ke ADC untuk dikonversi menjadi sinyal digital. Selanjutnya data digital masuk ke mikrokontroler ATMega 8535 untuk diolah/ diproses. Output dari mikrokontroler masuk ke piranti keluaran buzzer sebagai alarm penanda bahaya dan led sebagai indikator peringatan visual. Untuk dapat berkirim pesan, mikrokontroler terhubung dengan telepon selular/ handphone sebagai HP server. Sehingga sistem dapat mengirim pesan sms pemberitahuan bahaya banjir kepada user/ kepada pihak – pihak yang telah ditentukan untuk menerima informasi tersebut. Menurut Lingga Wardhana (2006:137) Short Message Service (SMS) merupakan suatu layanan yang dimiliki oleh jaringan GSM (Global System ForMobile Communication) untuk mempermudah pelanggan dalam bertukar informasi seperti mengirimkan dan menerima pesan singkat dengan batas sebanyak 160 karakter. Definisi kebakaran menurut Depnaker : "Suatu reaksi oksidasi eksotermis yang berlangsung dengan cepat dari suatu bahan bakar yang disertai dengan timbulnya api atau penyalaan." Pada dasarnya api sendiri terdiri dari 3 unsur dasar
Keywords : Fire, Building, Smoke, SMS notification of fire smoke 1.Pendahuluan Dengan semakin majunya pembangunan gedung gedung dalam era sekarang ini maka kebutuhan akan tingkat keamanan dan keselamatan juga meningkat. Salah satunya adalah tentang bahaya bencana kebakaran. Kebakaran dapat menyebabkan kerugian materi yang besar bahkan juga dapat mengancam keselamtan jiwa. Oleh karena itu untuk mengurangi resiko dan dampak yang ditimbulkan akibat bencana kebakaran, maka harus dibuatlah suatu sistem yang bersifat simulasi dengan memanfaatkan media maket gedung dimanan sistem tersebut dapat mendeteksi secara dini kebakaran yang terjadi melalui sensor asap yang diintegrasikan dengan SMS pemberitahuan kebakaran ke handphone tertentu. Sehingga selain sistem memberi peringatan bahaya kebakaran, juga mengirim pesan ke nomor handphone petugas jaga gedung, satpam, bahkan bisa langsung ke nomor pemadam kebakaran untuk segera diambil tindakan. Diharapkan melalui sistem purwarupa deteksi dini kebakaran yang bersifat simulasi ini memberikan
1
transmitter digunakan untuk mengirimkan data hasil pembacaan sensor secara wireless memanfaatkan media SMS, sedangkan pada bagian receiver terpasang aplikasi pada handphone pengguna sebagai notifikasi / alert penerima pesan pemberitahuan kebakaran. Blok diagram perancangan sistem secara keseluruhan bisa dilihat pada gambar 3.1.
yang saling terikat satu dengan yang lain yang disebut sebagai segitiga api atau fire triangle, yaitu: panas, oksigen, dan bahan bakar. Lalu dengan ditambahnya reaksi kimia berantai yang terjadi antara ketiga unsur tersebut, maka terjadilah api yang menyala. AVR ATMega 8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte inSystem Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATMega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja. ATMega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V. Sensor kualitas udara MQ 135 merupakan suatu perangkat elektronik yang terdiri atas suatu lapisan semi konduktor oksida - logam yang terbentuk pada suatu oksida aluminium substrate. Sensor ini merupakan jenis sensor kualitas udara yang dapat mendeteksi kadar NH3, NOx, alkohol, benzene (senyawa bensol), Asap (asap hasil pembakaran), CO2 , dan lain – lainnya. LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. Strukturnya sama dengan dioda dan LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Buzzer adalah suatu komponen elektronik yang digunakan sebagai sumber bunyi (Djoko, 2009). Buzzer biasanya digunakan sebagai penanda jika sistem mendeteksi suatu kesalahan atau tanda tertentu (alarm). Modem Wavecom M1306B Q2406B adalah modem yang sering diaplikasikan ke dalam SMS gateway serta cocok dipadukan dengan aplikasi engine SMS seperti gammu dan quick gateway. Modem ini dapat dikendalikan dengan menggunakan perintah AT (AT Command) sehingga dapat pula diintegrasikan dengan aplikasi lain seperti Delphi, Visual Basic dan lainnya. Wavecom M1306B ini terdapat 2 tipe antarmuka yaitu USB dan Serial RS 232. Keduanya memiliki spesifikasi yang sama, hanya berbeda pada bagian antarmuka.
Gambar 1. Blok Diagram Perancangan Sistem Dari blok diagram Gambar 3.1 di atas dapat dijelaskan konsep / cara kerja sistem secara keseluruhan. Sensor asap MQ 135 yang merupakan jenis sensor kualitas udara (air quality) akan mendeteksi keberadaan asap kebakaran dalam suatu ruangan. Jika dalam ruangan tersebut terdeteksi asap atau unsur – unsur yang berkaitan, maka terjadi perubahan resistansi pada sensor. Hal ini mengakibatkan terjadinya perubahan nilai tegangan sensor yang kemudian dikonversi menjadi data digital oleh ADC (Analog to Digital Converter) pada mikrokontroler. Data yang diperoleh tersebut akan diolah oleh mikrokontroler dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD. Sistem ini menyertakan Buzzer dan LED sebagai indikator peringatan dini audio dan visual. Buzzer akan berbunyi dan LED akan menyala jika kandungan asap kebakaran terdeteksi dan melebihi dari ambang batas yang telah ditentukan. Selain itu di dalam LCD juga akan menampilkan teks berjalan yang bertuliskan “AWAS BAHAYA ASAP KEBAKARAN”. Selanjutnya pesan pemberitahuan / peringatan tersebut akan dikirim dari bagian transmitter ke bagian receiver menggunakan layanan SMS (SMS Gateway). Pengiriman ini menggunakan perangkat modem Wavecom tipe M1306B. Pesan pemberitahuan / peringatan bahaya diterima pengguna melalui handphone/ telepon selular. Pada telepon selular pengguna, juga telah terpasang aplikasi yang bertujuan untuk memberikan ciri khusus / unik terhadap pesan pemberitahuan kebakaran yang masuk sehingga user dapat membedakan antara pesan pribadi, umum, dan pesan peringatan bahaya.
2. Pembahasan Perancangan dan pembuatan aplikasi purwarupa deteksi dini alarm kebakaran pada gedung berbasis layanan SMS (SMS Gateway) ditujukan untuk mendeteksi secara dini / awal kebakaran di dalam gedung dengan menggunakan metode simulasi purwarupa melalui media maket bangunan yang didalamnya dipasang alat penelitian ini. Sistem ini mendeteksi melalui indikator asap kemudian menyampaikan pesan pemberitahuan melalui media SMS. Perancangan secara umum terbagi dalam dua hal yaitu perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software). Sedangkan Perancangan sistem terbagi atas dua macam bagian yaitu perancangan bagian pengirim (transmitter) dan perancangan bagian penerima (receiver). Bagian
2.1 Analisis Kebutuhan Sistem Dalam perancangan sistem peneliti mendefinisikan kebutuhan sistem dan proses apa saja yang akan dilakukan oleh sistem. Kebutuhan sistem sendiri terbagi
2
menjadi dua yaitu Kebutuhan Kebutuhan Non – Fungsional.
Fungsional
dan
2.1.1 Kebutuhan Fungsional Kebutuhan Fungsional adalah jenis kebutuhan yang berisi proses – proses apa saja yang nantinya dilakukan oleh sistem. Kebutuhan fungsional juga berisi informasi – nformasi apa saja yang harus ada dan dihasilkan oleh sistem. Berikut adalah kebutuhan fungsional yang dimiliki oleh aplikasi yang dibuat: 1. Sistem harus dapat menerima sms yang terkirim secara otomatis dari sensor alat/ hardware. 2. Sistem dilengkapi dengan notifikasi/ pemberitahuan SMS khusus berupa suara notifikasi yang akan berdering dan atau bergetar secara kontinyu disertai nyala flash hingga SMS itu di buka dan dibaca oleh user/ pengguna. 3. Sistem ini bekerja hanya pada nomer handphone tertentu yang sebelumnya telah diprogram dan dimasukkan terlebih dahulu ke dalam sistem. 2.1.2
Gambar 2. Diagram Alir Program Transmitter Pada gambar 3.7 menunjukkan perancangan diagram alir dari program bagian transmitter. Ketika program dijalankan pertama kali akan dilakukan inisialisasi port I/O, port LCD, ADC, variable, dan konstanta. Setelah itu sistem akan menampilkan salam pembuka pada LCD. Sistem akan selalu mengecek kondisi dan kualitas udara di udara dalam ruangan apakah terindikasi asap kebakaran atau unsur kimia yang terkandung di dalamnya seperti : gas CO, CO2, HCN, Akrolin, dan HCL. Apabila keberadaan asap kebakaran terdeteksi oleh sensor kualitas udara MQ 135 maka sistem akan melakukan perhitungan dan konversi data sensor. Jika hasil perhitungan dan konversi data melebihi dari ambang batas yang telah ditetapkan maka pada LCD akan muncul tulisan / teks peringatan telah timbul bahaya asap kebakaran. Setelah itu pesan peringatan dikirimkan ke bagian receiver menggunakan perangkat modem Wavecom M1306B dengan layanan SMS.
Kebutuhan Non – fungsional
Kebutuhan Non – fungsional adalah tipe kebutuhan yang berisi properti yang dimiliki oleh sistem. Berikut adalah kebutuhan Non – fungsional yang ada pada aplikasi yang dibuat: 1. Operasional a. Digunakan pada handphone berbasis sistem operasi Android dengan versi minimal 2.3 (Gingerbread). b. Kebutuhan memori 512 MB RAM. c. Memiliki fungsi sistem getar dan suara pemberitahuan SMS yang baik d. Adanya fasilitas flash kamera pada handphone yang digunakan. 2. Informasi a. Digunakan untuk menerima SMS pemberitahuan yang dikirim dari sensor alat/ hardware. b. Digunakan sebagai notifikasi khusus dimana SMS pemberitahuan yang diterima nantinya akan berbunyi dan atau bergetar disertai nyala flash secara kontinyu yang dengan SMS umum lainnya.
2.3 Perancangan Software Bagian Receiver Perancangan perangkat lunak ini menggunakan konsep UML (Unified Modelling Language) yaitu yaitu Use case diagram, Activity diagram, dan Class diagram. 2.3.1 Use Case
2.2 Perancangan Software Bagian Transmitter Perancangan perangkat lunak pada bagian transmitter ditunjukkan pada diagram alir Gambar 3.7.
Menerima Pesan Pemberitahuan
Use case Name
3
Pengguna Operator
/
Scenario : Brief Deskription : Actors: Relate use cases : Precondition ;
Postcondition : Flow event
of
Exeption
Actor
2.3.2 Activity Diagram
Menerima akses SMS Gateway Pengguna / Satpam/ Petugas Pengguna / Satpam/ Petugas Nomor handphone pengguna/ operator sudah harus terdaftar di sistem transmitter / hardware dan aplikasi sudah terinstal di handphone pengguna/ operator berbasis android versi 2.3 dimana nomor telepon sistem juga sudah terprogram jadi satu di dalam aplikasi tersebut.
Gambar 4. Activity Diagram
2.3.3 Class diagram
Sistem
Pengguna / Sistem Satpam / transmitter / Petugas hardware menerima sms mengirimkan pemberitahuan pesan bahaya pemberitahuan kebakaran dan bahaya notifikasi sms kebakaran jika berupa suara, sensor getaran, dan mendeteksi nyala flash asap, menuju kamera yang nomor tidak akan handphone berhenti pengguna / sampai pesan satpam / tersebut dibuka petugas yang oleh pengguna sudah / satpam / tersimpan petugas. sebelumnya. Jika nomor handphone pengguna / satpam / petugas belum terdaftar dan terinstal aplikasi ini maka tidak dapat menerima akses SMS gateway dari sistem hardware.
Gambar 5. Class Diagram 2.4 Perancangan Model Maket Gedung Dalam penelitian ini, penulis menggunakan media maket yang berwujud gedung sebagai purwarupa dalam menjabarkan dan menggambarkan bagaimana penempatan alat dan sistem kerjanya dalam ruangan gedung. Perancangan maket ini penulis menggunakan software SketchUp 2014. Software ini merupakan produk dari google berupa aplikasi desain grafis pembuatan sketsa model 2D dan 3D serta tersedia dalam bentuk free ataupun berbayar. Berikut gambar model maket gedung yang digunakan :
Gambar 3. Use Case Diagram
4
2,6 – 5
Tinggi
Ketika sensor mendeteksi asap kebakaran dan tegangan yang ditampilkan pada LCD telah melewati dari ambang batas tegangan sebesar 0,5 volt maka akan muncul peringatan pada mikrokotroler dalam bentuk visual melalui led yang menyala dan buzzer yang berbunyi selama sensor mendeteksi keberadaan asap kebakaran. Selain itu pada display LCD akan muncul tulisan nomer HP yang akan dikirim pesan dan teks berjalan “AWAS BAHAYA ASAP KEBAKARAN RENDAH atau AWAS BAHAYA ASAP KEBAKARAN SEDANG atau AWAS BAHAYA ASAP KEBAKARAN TINGGI”. Sistem juga mengirimkan pesan pemberitahuan bahaya asap kebakaran ke nomer handphone user yang telah diprogram sebelumnya. Berikut tampilan LCD ketika pendeteksian sensor melewati ambang batas :
Gambar 6. Model Maket Gedung Tampak Dari Depan – Samping 2.5 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan Pengujian secara keseluruhan dilakukan dengan mengintegrasikan seluruh sistem kerja pada alat dari perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan. Dapat kita lihat pada gambar berikut :
Gambar 4. Tampilan LCD Ketika Sensor Mendeteksi Asap Tingkat Rendah
Gambar 7. Sistem Keseluruhan Dalam Maket Gedung Sebelumnya dilakukan pengambilan data sebanyak 10 kali, hingga didapat tegangan rata –tata awal sebesar 0,5 volt. Tegangan ini dijadikan sebagai acuan batas ambang normal ketika sistem tidak mendeteksi asap kebakaran. Untuk maksimal tegangan yang ditampilkan sebesar 5 volt Selanjutnya untuk mempermudah simulasi dalam pendeteksian asap kebakaran dan memberikan gambaran kepekatan asap yang timbul dalam maket gedung maka dibuat kategori tingkatan asap secara sederhana yang terdiri dari asap tingkat rendah, asap tingkat sedang, dan asap tingkat tinggi. Berikut data yang dihimpun ke dalam tabel :
Gambar 5. Tampilan LCD Ketika Sensor Mendeteksi Asap Tingkat Sedang
Tabel 1. Kategori Tingkat Kepekatan Asap Tampilan Tegangan (volt) 0,5 – 1,9 2,0 – 2,5
Tingkat Kepekatan Asap Rendah Sedang
Gambar 5. Tampilan LCD Ketika Sensor Mendeteksi Asap Tingkat Sedang 3. Kesimpulan
5
Biodata Penulis 1. Perancangan purwarupa deteksi dini alarm kebakaran berbasis short message service (SMS) menggunakan mikrokontroler, sensor MQ 135, Modem Wavecome M1306B, LED, Buzzer dan Aplikasi notifikasi Asap Kebakaran pada handphone telah berjalan dengan baik. 2. Ada - tidaknya asap kebakaran berdasarkan nilai tegangan yang ditampilkan pada display LCD yang didapat dari nilai konversi tegangan analog (Sensor). Semakin besar nilai tegangan yang ditampilkan semakin besar pula tingkat keberadaan / kepekatan asap pada area tersebut. 3. Sistem hanya akan mengirim pesan pemberitahuan ke nomor handphone penerima yang telah diprogram sebelumnya. Begitu pula pada aplikasi Notifikasi Asap Kebakaran hanya bekerja pada nomer yang telah diprogram. 4. Aplikasi Notifikasi Asap Kebakaran hanya berupa alert atau tanda pemberitahuan SMS asap kebakaran. 5. Perancangan purwarupa deteksi dini alarm kebakaran berbasis short message service (SMS) berisfat simulasi dan berupa prototype.
Septiadi Arif Wirawan Putra, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2014. Kusnawi, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2003. Memperoleh gelar Master of Engineering (M.Eng), Jurusan Teknik Informatika Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, lulus tahun 2009. Saat ini menjadi Dosen di STMIK AMIKOM Yogyakarta Memperoleh gelar Master of Engineering (M.Eng), Jurusan Teknik Informatika Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, lulus tahun 2009. Saat ini menjadi Dosen di STMIK AMIKOM Yogyakarta
Biodata Penulis
Daftar Pustaka [1] Putra, A. E. 2010. Mudah Menguasai Pemrograman Mikrokontroler Atmel AVR menggunakan BASCOM-AVR. Kelompok Riset DSP dan Embedded Intelligent System, ELINS Universitas Gajah Mada: Yogyakarta. [2] Putranto, Hanung. 2011. Sistem Deteksi dan Peringatan Dini Bencana Alam Banjir Berbasis Mikrokotroler ATMega 8535 dan SMS Gateway Di Aliran Sungai Code. Naskah Publikasi. Yogyakarta : Jurusan Teknik Informatika, Sekolah Tinggi Manajemen Dan Komputer, Amikom Yogyakarta. [3] Usuman, Ilona dan Ardhi, Hasmi. 2010 . Sistem Pendeteksi Suhu dan Asap Pada Ruangan Tertutup Memanfaatkan Sensor LM35 dan Sensor AF30. Skripsi. Yogyakarta : Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada. a [4] Anonim . ATMega 8/L Datasheet. http://www.atmel.com, diakses pada tanggal 31 Agustus 2013. b [5] Anonim . MQ135 Datasheet. http://www.datasheetpdf.com/datasheet/Hanwei/60 5077/MQ135.pdf.html, diakses pada tanggal 1 September 2013.
6
