Rancang Bangun Prototype Alat Pendeteksi Gas Karbon Monoksida Menggunakan Zigbee Network

Rancang Bangun Prototype Alat Pendeteksi Gas Karbon Monoksida Menggunakan Zigbee Network Satya Adi Pamungkas1, Budhi Kristianto S. Kom., M.Sc.2 Program Studi S1 Teknologi Informasi Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro 52-60 Salatiga Email: [email protected], [email protected]

Abstract Carbon monoxide poisoning case has been occured quite a lot and begged for many victims. Detecting carbon monoxide is important to prevent the other victims. The research objective is designing carbon monoxide detector system and send it to a PC through wireless network in a nearly isolated room, then it can monitored in other room without getting a close contact with carbon monoxide gas. The result of the research shows, the device that had been made can detect carbon monoxide and send it ta a PC through ZigBee network. Abstrak Kasus keracunan gas karbon monoksida telah sering terjadi dan merenggut banyak korban. Pendeteksian kadar karbon monoksida menjadi sangat penting untuk mencegah jatuhnya korban. Penelitian ini bertujuan untuk merancang Sistem Pendeteksi gas karbon monoksida dan mengirimkannya ke PC melalui jaringan wireless pada sebuah ruangan yang hampir tertutup, sehingga dapat dimonitor pada ruangan lainnya tanpa harus terpapar gas karbon monoksida secara langsung. Hasil pengujian menunjukkan bahwa alat yang dibuat dapat mendeteksi kadar gas karbon monoksida dan mengirimkannya ke PC melalui jaringan ZigBee. Kata Kunci : Karbonmonoksida (CO), Detektor gas CO, ZigBee Network

1. Pendahuluan Banyak kasus kematian yang disebabkan oleh gas karbon monoksida (CO), di dalam ruangan tempat tidur [1], dan bahkan juga ada yang di dalam ruangan klinik [2]. Banyak orang yang sampai sekarang masih belum mengetahui dan bahkan menganggap enteng masalah pencemaran gas karbon monoksida karena mungkin masih kurangnya informasi kesehatan mengenai bahaya karbon monoksida. 1)

Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Jurusan Teknik Informatika, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. 2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

1

2

Usaha preventif baik dilakukan masyarakat dengan mengecek saluran pemanas air dan juga memeriksa fasilitas AC pada kendaraan seperti mobil dan jangan menyalakan kendaran di dalam ruangan tertutup[3]. Penanggulangan dengan cara monitoring ruangan juga dapat dilakukan dengan alat detektor gas yang banyak dijual di pasaran, namun kebanyakan perangkat dipakai secara langsung dengan cara memonitoring pada tempat yang dicurigai mempunyai konsentrasi gas CO[4]. Alangkah lebih baik dilakukan pengukuran secara terpisah dengan media wireless untuk mendapatkan data konsentrasi gas tanpa harus mendekat pada sumber gas CO. Permasalahan pada kalimat sebelumnya dapat diselesaikan dengan mewujudkan sebuah perangkat detektor gas CO dengan layar monitoring hasil pengukuran kadar gas yang dapat dilihat secara langsung pada alat detektor maupun secara remote pada sebuah personal computer, untuk memudahkan memonitor keadaan ruangan hampir di mana saja. Tujuan dari penelitian ini untuk menciptakan suatu alat pengukur kadar konsentrasi gas CO pada suatu ruangan dengan menggunakan perangkat wireless sebagai perantara data yang mudah dan terjangkau untuk berbagai kalangan karena membutuhkan daya yang kecil dan biaya yang cukup murah. Manfaat dari penelitian ini untuk dapat dilakukannya deteksi dini terhadap pemaparan gas CO yang beracun sehingga akan lebih mudah dalam melakukan penanggulangan terhadap masalah gas tersebut.

2. Tinjauan Pustaka Sebagai bahan pertimbangan, dalam penelitian ini akan disertakan beberapa hasil penelitian terdahulu yang berkaitan atau berhubungan dengan penelitian yang dilakukan oleh penulis. Penelitian yang dilakukan oleh Bambang Sugiarto tahun 2010, dengan judul Perancangan Sistem Pengendalian Suhu pada Gedung Bertingkat dengan Teknologi Wireless Sensor Networ [5]. Penelitian ini dilakukan atas dasar adanya permasalahan pada sistem pengendalian suhu setiap ruangan pada gedung – gedung bertingkat yang sangat sulit dilakukan. Penelitian oleh Khamdan Amin Bisyri tahun 2012 dengan judul penelitian Rancang Bangun Komunikasi Data Wireless Mikrokontroler Menggunakan Modul XBee ZigBee (IEEE 802.15.4), menjelaskan mengenai pengimplementasian mikrokontroler Arduino Uno dan komunikasi data wireless pada sebuah sistem irigasi otomatis menggunakan sensor kelembaban tanah [9]. Penelitian yang dilakukan oleh Irvan Adhi Eko Putro tahun 2012, dengan judul Rancang Bangun Alat Ukur Emisi Gas Buang, Studi Kasus : Pengukuran Gas Karbon Monoksida (CO), Penulis penelitian ini menjelaskan mengenai perancangan sebuah alat ukur emisi gas buang dengan alat pengukur berupa sensor MQ 7 sebagai pengukur kadar gas CO dengan menggunakan Mikrokontroler Atmega8535[11]. Manfaat yang didapatkan dari penelitian terdahulu adalah didapatkan beberapa konsep yang berguna untuk perancangan sistem yang akan dibuat seperti penggunaan rancang arsitektur dan bangun pada perangkat hingga perangkat wireless yang bisa digunakan untuk pertukaran data.

3

Perangkat XBee, board mikrokontroler Arduino Uno, juga perangkat sensor merupakan 3 komponen utama yang membentuk sebuah sistem jaringan yang disebut Wireless Sensor Network (WSN). WSN merupakan sistem yang melakukan sensing, perhitungan komputasi dan komunikasi yang memberikan kemampuan bagi administrator untuk mengukur, mengobservasi dan memberikan reaksi terhadap kejadian dan fenomena lingkungan tertentu. Salah satu pembentuk / komponen utama pembentuk WSN merupakan sebuah mikrokontroler. Board Mikrokontroler Arduino Uno memiliki 14 pin digital input/output, 6 inputan analog, sebuah koneksi USB, power jack, sebuah tombol reset. Memulai penggunaan Arduino hanya dengan mengkoneksikan menggunakan kabel USB pada sebuah komputer atau hidupkan dengan adapter AC-DC / baterai[6]. Teknologi ZigBee merupakan teknologi dengan data rate rendah (Low Data Rate), biaya murah (Low cost), protokol jaringan tanpa kabel yang ditujukan untuk otomasi dan aplikasi remote control [7]. Perangkat XBee merupakan perangkat wireless yang bekerja pada protokol ZigBee yang memungkinkan Arduino untuk berkomunikasi secara wireless [10]. Gas karbon monoksida (CO) merupakan gas yang tidak berbau tidak mempunyai rasa maupun warna. Gas CO merupakan hasil pembakaran tidak sempurna dari kendaraan bermotor, alat pemanas, asap kereta api, namun yang paling umum terdapat pada residu pembakaran pada mesin. Kendaraan bermesin seperti mobil, tingkat pembuangan asap mengandung sekitar 9 % CO dan akan meningkat persentasenya apabila terdapat di daerah yang macet sehingga juga akan meningkatkan bahaya keracunan. Gas CO mempunyai julukan sebagai “silent killer” karena membunuh tanpa mengiritasi dan tanpa dirasakan oleh korbannya [3]. 3. Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan metode waterfall dan dapat dilihat sebagai berikut

Gambar 1 Tahapan dalam Metode Penelitian

Tahap pertama penelitian akan dilakukan analisa terhadap kebutuhan sistem dengan melakukan studi pustaka yang berfungsi untuk mengembangkan pemahaman mengenai definisi – definisi ilmiah pada bagian penelitian yang membutuhkan penalaran yang lebih lanjut, konsep sistem penelitan dan juga

4

aspek teknis yang meliputi pengumpulan kebutuhan sistem. Analisa terhadap penelitian sebelumnya yang menggunakan sensor gas MQ 7 dan juga studi pustaka yang menjelaskan perangkat arduino beserta modul wireless XBee. Penelitian sebelumnya oleh Irvan Adhi Eko Putro tahun 2012 [11], teknologi alat ukur emisi gas buang yang dirancang menggunakan sensor MQ 7 dan menggunakan mikrokontroler ATmega8535. Studi pustaka mengenai sensor MQ 7 dan modul XBee dapat dilakukan dengan membaca artikel jurnal pada penelitian sebelumnya yang sudah ada dan juga pada datasheet yang tersedia di internet secara gratis. Datasheet menyediakan informasi teknis mengenai cara kerja dan penggunaan sensor sehingga pengguna dapat menggunakan sensor secara baik dan benar. Informasi pembelajaran mikrokontroler arduino dilakukan pada situs resmi arduino dan juga forum - forum mengenai arduino. Perancangan sistem menggunakan konsep perancangan terstruktur Data Flow Diagram sehingga didapatkan hasil akhir yang memiliki sistem struktur yang didefinisikan dengan baik dan jelas. Sistem pada Data Flow Diagram dibuat dalam model yang memungkinkan penggambaran sistem sebagai suatu jaringan proses fungsional yang dihubungkan satu sama lain dengan alur data, baik secara manual maupun komputerisasi. Terdapat batasan sistem yang berfungsi pada satu ruangan tertutup saja. Terminator pada sistem yaitu, Ruangan dan Pemilik Ruangan. Tugas dari setiap Terminator seperti Ruangan adalah sebagai sumber nilai Gas CO pada sedangkan Pemilik Ruangan menerima data hasil deteksi ke LCD. Gambar 2 merupakan ilustrasi DFD dari Diagram Konteks.

Gambar 2 Diagram Konteks

Pada Diagram Level Zero memiliki proses utama melakukan deteksi dan pengolahan hasil deteksi ke dalam Alat Detektor. Diagram level Zero merupakan dekomposisi dari SISTEM pada Diagram Konteks.

5

Gambar 3 Diagram Level Zero

Diagram Level Satu merupakan dekomposisi dari Diagram Level Zero terutama pada sistem nomor 2. Penguraian meliputi rangkaian pengolahan, olah data, penampilan dan pengiriman.

Gambar 4 Diagram Level Satu

Aplikasi yang dipakai menggunakan C# yang nantinya akan membaca nilai kiriman dari field controller. Aplikasi dibuat sederhana dengan menampilkan satu jendela program yang terdiri dari tabel nilai konsentrasi gas, tombol “Sambungkan” dan “Putuskan”.

Gambar 5 Interface Aplikasi Monitoring Gas CO

Tahap selanjutnya, pemodelan terhadap rancangan alat dari detektor gas dirancang dan disusun yang mencakup komponen di dalam sistem detektor gas CO dan juga kondisi penempatan blok kontroler. Berikut ilustrasi dari rancangan bangun detektor gas CO :

6

Gambar 6 Rancang Bangun Model

Dua blok kontroler yang terdapat pada Gambar 6 masing – masing memiliki kebutuhan perlengkapan tersendiri. Field controller Keduanya hanya memiliki satu kesamaan yaitu pada perangkat wireless XBee yang memang dibutuhkan untuk komunikasi data antara kedua blok. Tahap implementasi, rancangan arsitektur akan diterapkan pada perancangan model. Tahap awal akan dilakukan pemasangan XBee dengan XBee adapter untuk dipasangkan komputer pada blok monitoring device. XBee yang terpasang pada XBee shield akan terpasang pada mikrokontroler Arduino Uno di blok field controller. Blok arsitektur monitoring device menggunakan aplikasi XCTU sebagai pengatur alamat dan PAN ID. Pemrograman mikrokontroler Arduino Uno dilakukan dengan menggunakan Arduino 1.0.3 yang berbahasa C/C++. LCD Monitor 16x2 dan juga sensor MQ 7 akan dipasang pada blok field controller. Uji perangkat dilakukan dengan melakukan pengujian packet loss (hilang data), uji beda nilai antar alat, faktor boundary dan juga jarak. 4. Hasil dan Pembahasan Perangkat utama di dalam perangkat detektor gas CO adalah perangkat Field Controller (FC) yang bertugas untuk membaca kadar gas CO dalam sebuah ruangan. FC terdiri dari perangkat sensor yaitu sensor MQ 7, LCD 16x2, perangkat pengontrol Arduino Uno, sebuah perangkat wireless XBee PRO dan XBee shield, buzzer yang berfungsi sebagai nada peringatan bahaya gas secara audio. Sistem kontrol yang terdapat pada FC berfungsi untuk kontrol sensor hingga kontrol data. Kontrol yang dimaksud merupakan kontrol terhadap semua perangkat yang terdapat pada FC dan semuanya dituliskan ke dalam sebuah IDE Arduino. Tombol saklar di samping Field Controller akan mengawali proses panjang pendeteksian kadar gas CO dan sangat cepat dilakukan dengan hanya hitungan detik pembacaan. Konsentrasi gas yang tertangkap oleh sensor MQ 7 akan terlebih dahulu diproses di dalam rangkaian blok sensor MQ 7 untuk

7

mendapatkan nilai keluaran data analog yang hasilnya akan dibaca oleh mikrokontroler pada pin analog A0.

Gambar 7 Blok Rangkaian MQ 7

Nilai analog yang didapatkan harus dikonversikan ke dalam nilai ADC dan sebelum memasuki tahap itu terlebih dahulu sensor MQ7 membutuhkan sebuah kalibrasi tertentu yang harus dilakukan agar pemakaian sensor tersebut dapat bekerja maksimal. Memanasi (preheat) selama kurang lebih 2 hari dengan tegangan 5 volt adalah salah satunya untuk mempersiapkan sensor sebelum benar – benar bisa dipakai. Sensor yang sudah dilakukan preheat kemudian harus dirangkaikan pada sebuah rangkaian sederhana bertegangan 5 volt dan sebuah output. Rangkaian sederhana tadi digunakan untuk mencari nilai tegangan dari sebuah ruangan yang memiliki nilai konsentrasi gas CO sebesar 100 ppm. Secara sederhana konsentrasi gas CO dapat dicari dengan melakukan sebuah pembagian Rs/Ro, hanya saja Ro (resistansi sensor pada 100ppm CO) harus dicari terlebih dahulu dengan mencari nilai Rs menggunakan persamaan Rs\RL = (Vc-VRL) / VRL. Nilai tegangan yang didapatkan dari sebuah ruangan berkonsentrasi 100 ppm adalah 485. Nilai tersebut harus di konversikan kedalam sebuah nilai ADC dengan dibagi dengan nilai resolusi 10bit yaitu 1024 dan kemudian dikali dengan nilai tegangan mikrokontroler sebesar 5 volt. Nilai ADC tersebut menjadi nilai VRL pada persamaan untuk mencari Rs dan didapatkan nilai 11113,40306. Rs / Ro pada konsentrasi gas 100 ppm akan menghasilkan nilai 1 ppm sehingga dapat ditentukan bahwa nilai Ro = Rs / 1 sehingga Ro = Rs. Nilai Ro yang telah didapat menjadi sebuah nilai tetapan (konstanta) dalam persamaan selanjutnya untuk mencari nilai konsentrasi gas CO. Proses yang selanjutnya dilakukan oleh mikrokontroler Arduino dengan penulisan program untuk kalibrasi sensor seperti pada Kode Program 1.

8

Kode Program 1 Kalibrasi Nilai PPM CO 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16

17 18

void setup() { . . . float get_CO (float ratio){ float ppm = 0.0; float hasil_sementara; float y = log10(ratio); hasil_sementara = (y-1.37)/-0.67; ppm = pow(10,hasil_sementara); return ppm; } . . . void loop() { . . . Vrl = val * ( 5.00 / 1024.0 ); Rs = 10000 * ( 5.00 - Vrl) / Vrl ; ratio = (Rs/Ro); . . . }

Float get_CO(float ratio) merupakan fungsi untuk mencari nilai ppm yang sebenarnya menggunakan patokan nilai ppm yang terdapat pada kurva karakteristik sensitifitas dengan terlebih dahulu mengubah nilai data ratio dengan perhitungan log yang kemudian dimasukkan ke dalam persamaan 𝑥 = (𝑦 − 1.37)/−0.67 dan pangkat 10 untuk mengembalikan nilai. Kurva karakteristik sensitifitas dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Kurva Karakteristik Sensitifitas

Nilai ppm sensor yang telah didapatkan akan ditampilkan ke LCD dengan beberapa kondisi penampilan. Kondisi penamilan dilakukan untuk proteksi pembacaan sensor yang hanya mempunyai range pembacaan 20 – 2000 ppm saja.

9

Kode Program 2. LCD 1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

18

#include "LiquidCrystal.h" . . . LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7); void setup(){ lcd.begin(16,2); . . .} . . . void loop() { . . . if (20 >= get_CO(ratio)) { float below = 20.0; lcd.setCursor(0,0); lcd.print("nilai CO setara"); Serial.println(below); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(20); lcd.print(" ppm / kurang"); else . . .}

}

Proteksi kadar gas mengacu pada Final Report yang dilakukan oleh Nima Nikzad dan Gautham Reddy [8] dengan menggunakan batas kadar dan waktu pemaparan, apabila konsentrasi gas berada pada 100 – 200 ppm dan konstan selama 2 jam maka buzzer akan berbunyi dan memunculkan tulisan “AWAS, KONDISI BAHAYA GAS!”. Proteksi kondisi yang serupa juga diterapkan pada aplikasi Monitoring Device pada C# hanya saja tidak memuncukan sebuah keluaran audio buzzer namun hanya tulisan “GAS MELEBIHI BATAS AMAN”. Pertukaran data yang dilakukan antara FC dan Monitoring Device (MD) yang didasari perangkat wireless XBee dapat dilakukan dengan konfigurasi perangkat pada X-CTU. Penampang utama X-CTU dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9 Penampang Utama X-CTU

10

Konfigurasi awal hanya dilakukan untuk melakukan tes komunikasi dengan modem, yaitu dilakukan dengan menekan tombol test / query dan akan muncul popup message “communication with modem.OK” dan beberapa keterangan modem dibawahnya. Masuk ke tab Terminal untuk mengatur beberapa parameter seperti nama ID, DL (Destination Address Low) dan MY (16-bit Source Address) dengan menggunakan AT Command. Mengawali konfigurasi pada terminal harus terlebih dahulu menuliskan kode “+++” dan akan direspon dengan “OK”. Nama ID dengan kode “ATID” akan menset secara default dengan nama 3332 dan akan direspon dengan “3332 ”, “ATDL 1” untuk konfigurasi pengalamatan pada modul XBee yang terhubung dengan MD dan “ATDL 2” untuk yang terhubung dengan FC. Konfigurasi MY pada modul yang terhubung pada MD diset dengan command “ATMY 2” dan “ATMY 1” pada FC. Komunikasi antara kedua perangkat akan terjadi apabila semuanya sudah dikonfigurasikan dengan benar dan berada pada jarak pembacaan yang sesuai. Monitoring Device menerima data melalui XBee yang terpasang XBee Adapter kemudian akan ditampilkan ke dalam sebuah antarmuka aplikasi C#. Hanya terdapat satu paket bagian dalam antarmuka MD dan memiliki beberapa komponen penyusun. TextBox yang terdapat pada bagian atas program merupakan penampil output data yang diterima dari XBee adapter, yang berfungsi untuk menampilkan data keluaran dan berisi data ppm dan juga konsentrasi dalam persen. Combo box yang terdapat tepat pada bagian bawah text box berfungsi untuk menampilkan port perangkat (dalam hal ini port XBee) yang terbuka dan siap untuk dikoneksikan. Turun kebawah dan terdapat dua buah tombol “Sambungkan” dan “Putuskan” yang berfungsi untuk menyambung atau memutuskan koneksi pada port yang akan dikoneksi atau diputuskan. Kotak label yang terdapat pada bagian bawah antarmuka menampilkan kondisi koneksi port.

Gambar 10 Antarmuka Monitoring Device

Penggunaan antarmuka MD diawali dengan membuka port pada combo box sebelah kanan “Port yang tersedia” pada port perangkat XBee PRO yang sesuai dengan angka port pada device manager yang muncul, ketika tombol “Sambungkan” ditekan, maka akan memunculkan data kadar gas CO, tanggal, waktu dan kondisi ruangan yang bergerak ke bawah pada TextBox di bagian atas combo box port dan memunculkan tulisan “COM__ Tersambung.” (underline merupakan angka port yang kali ini memakai COM12). Port yang dibuka akan

11

memicu data yang masuk melalui koneksi wireless dan memunculkan status “COM12 Tersambung” sesuai dengan nomor port COM. Data yang masuk akan langsung mengalir secara streaming terus menerus hingga koneksi ditutup dengan menekan tombol “Putuskan”. Kode Program 3 Koneksi Port 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) {portSerial.DataReceived += new System.IO.Ports. SerialDataReceivedEventHandler(DataReceived); string[] namaPort = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames(); for (int i = 0; i <= namaPort.Length - 1; i++) { PortscmbBox.Items.Add(namaPort[i]); } PortscmbBox.SelectedIndex = 0; btnDisconnect.Enabled = false; }private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e) { if (portSerial.IsOpen){ portSerial.Close(); }try {portSerial.PortName = PortscmbBox.Text; portSerial.BaudRate = 9600; portSerial.Parity = System.IO.Ports.Parity.None; portSerial.DataBits = 8; portSerial.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.One; portSerial.Open(); label.Text = PortscmbBox.Text + " tersambung."; btnConnect.Enabled = false; btnDisconnect.Enabled = true; }catch (Exception ex){ MessageBox.Show(ex.ToString()); }} private void btnDisconnect_Click(object sender, EventArgs e) {try{ portSerial.Close(); label.Text = portSerial.PortName + " terputus."; btnConnect.Enabled = true; btnDisconnect.Enabled = false; } catch (Exception ex){ MessageBox.Show(ex.ToString()); }}

12

Mengakhiri koneksi port pada port dapat dilakukan dengan menutup proses koneksi yang dilakukan dengan menekan tombol “Putuskan”. Port yang tertutup akan memicu status koneksi yang berubah menjadi “COM12 Terputus” dan menghentikan laju streaming data. Penyimpanan data pada data streaming dilakukan secara langsung ketika data yang diterima pada textbox, sehingga penyimpanan data bersifat realtime dan langsung disimpan pada drive (kali ini menggunakan drive D:) pada komputer dan berupa data txt. Kode Program 4 Logfile using (StreamWriter tulis = new StreamWriter(@"D:\logfile.txt", true)){ 2 tulis.WriteLine(DateTime.Now + "\t" + "kadar gas CO" + "\t" + porrt + " " + "ppm"); 3 }} 4 if (!File.Exists(@"D:\logfile.txt")) 5 {log = new StreamWriter(@"D:\logfile.txt", true); 6 }else{ 7 log = File.AppendText(@"D:\logfile.txt");} 8 log.WriteLine(); 9 log.Close(); 10 } 1

Data didapatkan di MD tidak selalu berupa data yang utuh seperti 20.0 ppm atau bahkan ada yang 0 ppm. Karena kemampuan untuk menanggapi respon streaming dari field controller yang tidak sama sehingga terjadi kurangnya data yang dapat diterima oleh monitoring device. Untuk itu dilakukan proteksi pada aplikasi antarmuka dengan menambahkan kondisi apabila data kurang. Kode Program 5 Proteksi Data 1 2 3 4 5

if (port.StartsWith(".") || port.EndsWith(".") || port.Length <= 4) { kondisi = "not available" + "\n\n"; }

Proteksi yang dilakukan apabila kondisi udara tercemar kadar CO dalam kadar tertentu menggunakan kondisi if dengan proteksi batas kadar gas. Proteksi yang dilakukan akan memunculkan keterangan “GAS MELEBIHI BATAS AMAN” pada kolom textbox dan akan terus muncul hingga kadar ppm gas CO berada di bawah 100 ppm.

13

Kode Program 7 Proteksi Kadar Gas 1 2 3 4 5 6 7

if (float.Parse(port) >= 10000f) // 10.00f = 0.10 ppm { if (float.Parse(port) < 20000f){ sec++; if (counter1 <= sec){ kondisi = "GAS MELEBIHI BATAS AMAN" + "\n\n"; }}}

Pengujian alat dilakukan pada ruangan berlorong dan juga antar ruangan kamar yang bersekat dan mempunyai pintu penghubung antar keduanya. Pengujian pertama dilakukan di ruangan berlorong untuk melihat seberapa kuat modul XBee PRO dapat menjangkau perangkat lainnya dalam jarak 1 hingga 10 meter dengan kondisi ruangan dan perangkat FC yang tertutup casing. Jarak 1 meter 2 meter 3 meter 4 meter 5 meter 6 meter 7 meter 8 meter 9 meter 10 meter

Field Controller (Kuantitas Data) 15 data 15 data 15 data 15 data 15 data 15 data 15 data 15 data 15 data 15 data

Table 1 Pengujian Jarak Monitoring Device (Kuantitas Data) 15 data 15 data 15 data 15 data 15 data 15 data 13 data 11 data 8 data 0 data

Packet Loss (%) 0 0 0 0 0 0 13,33 26,67 46,67 100

Tabel 1 menunjukkan bahwa hingga meter ke enam modul XBee masih dapat bekerja dengan baik namun berangsur – angsur turun hingga packet loss pada meter ke 10. Pada meter ke tujuh, dari 15 paket data yang dikirim hanya 13 yang dapat diterima sehingga packet loss-nya 13,33%. Pada meter ke delapan terdapat packet loss sebesar 26,67%, 46,67% pada meter ke sembilan dan hilang total pada meter ke sepuluh karena tidak dapat membentuk komunikasi antar XBee. Pengujian kedua adalah dengan menguji beda nilai pada FC dengan detektor Gas GD 110. GD 110 merupakan alat detektor gas Oksigen, H2S, CO, dan CH4 dengan fokus pada detektor gas CO yang mempunyai range pembacaan gas 0 – 1000 ppm dan akurasi pembacaan kurang dari 5% F.S.[12]. Hasil pengujian antar alat bisa dilihat pada Gambar 9.

14

450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

GD 110

Field Controller

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 Gambar 9 Grafik Pengujian Nilai Deteksi

Hasil pengujian kedua dengan mengukur nilai deviasi antara GD 110 dengan FC mempunyai perbedaan yang sedikit signifikan pada beberapa titik akan tetapi ada juga perbedaan yang hanya berbeda 1 nilai. Perbedaan yang signifikan pada beberapa titik diduga terjadi karena beberapa hal berikut : 1. Jenis sensor antara kedua alat berbeda sehingga karakteristik pembacaan juga bisa dikatakan tidak sama. 2. Karakteristik persebaran gas yang tidak terduga sehingga mempengaruhi hasil pembacaan antara kedua alat. 3. Pembacaan gas CO yang secara tidak langsung menggunakan knalpot motor tidak bisa disebarkan ke dua alat dengan merata. Pada pengujian batas, antar XBee diletakkan pada dua ruangan yang berbeda tetapi terdapat sebuah “celah” kecil antar dua ruangan seperti pintu. Pengujian ini berhasil dilakukan dengan membuka sedikit “celah” seperti pintu untuk media komunikasi antar modul XBee karena modul XBee tidak bisa menembus objek tebal secara langsung.

5. Simpulan Penelitian ini telah berhasil dicapai dengan menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno sebagai pusat kontrol pada Field Controller yang kemudian komunikasi data yang didasari oleh 2 modul XBee PRO yang masing terhubung dengan Monitoring Device dan Field Controller dengan tampilan antarmuka pada Monitoring Device yang dibangun dengan bahasa pemrograman C#.

6. Daftar pustaka [1]

Hutapea, Rita Uli. 2013. Dubes Niger & Istri Tewas Keracunan Karbon Monoksida, [online]. (http://news.detik.com/read/2013/01/19/104322/2147087/1148/?nd772204 topnews, diakses tanggal 3 Maret 2013)

15

[2]

[3]

Amelia, Mei. 2014. Kematian 5 Orang di Klinik Rawalumbu karena Keracunan Gas Karbon Monoksida, [online]. (http://news.detik.com/read/2014/02/17/161839/2499874/10/, diakses tanggal 27 Maret 2014) BPOM. 2011. Keracunan Karbon Monoksida. (http://ik.pom.go.id/wpcontent/uploads/2011/11/KARACUNAN_KARBON_MONOKSIDA.doc, diakses tanggal 3 Maret 2013)

[4]

Meterdigital. 2007. Detektor Gas Karbon Monoksida, [online]. (http://www.meterdigital.com/category/tags/detektor-gas-karbonmonoksida, diakses tanggal 3 Maret 2013)

[5]

Sugiarto, Bambang. 2010. Perancangan Sistem Pengendalian Suhu pada Gedung Bertingkat dengan Teknologi Wireless Sensor Network. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CakraM. [Online], No. 1, Vol. 4, (http://ojs.unud.ac.id/index.php/jem/article/download/2321/1528, diakses tanggal 20 Maret 2013)

[6]

Arduino. 2013. Arduino Uno, [online]. (http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno, diakses tanggal 20 Maret 2013)

[7]

Faludi, Robert. 2011. Building Wireless Sensor Network. New York: O’reilly Media, Inc. (Cetakan Pertama tahun 2010)

[8]

Nikzad, N., Reddy, G. 2009. Final Report: Embedded Systems for Environmental Sensing. (http://mesl.ucsd.edu/gupta/cse237bf09/ProjectReports/EnvironmentalSensing.pdf, diakses pada tanggal 22 Maret 2013)

[9]

Bisyri, Khamdan Amin. 2012. RANCANG BANGUN KOMUNIKASI DATA WIRELESS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN MODUL XBEE ZIGBEE (IEEE 802.15.4). Skripsi tidak diterbitkan. Bandung: FMIPA IPB.

[10] Foster, John. 2011. Cookbook Issue 1.4 for Series 1 (Freescale) with 802.15.4 Firmware. (http://www.science.smith.edu/~jcardell/Courses/EGR328/Readings/XBee Cookbook.pdf, diakses dtanggal 22 Maret 2013)

16

[11] Putro, Irvan Adhi Eko. 2012. RANCANG BANGUN ALAT UKUR EMISI GAS BUANG, STUDI KASUS: PENGUKURAN GAS KARBON MONOKSIDA (CO). (http://digilib.its.ac.id/ITS-paper24021130001677/23334, diakses pada tanggal 22 Maret 2013) [12] Indonetwork. 2014. Ditech Gas Detektor GD 110 – CH4/ H2S/ CO/ O2. (http://indonetwork.co.id/CV_DIGITAL/4037357/ditech-gas-detector-gd110-ch4-h2s-co-o2.htm, diakses tanggal 26 Februari 2014)