makalah aplikasi sensor monitoring kelembaban dan temperatur
TRANSCRIPT
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
1/13
MEKATRONIKA 1
APLIKASI MONITORING KELEMBABAN DAN TEMPERATUR
MELALUI SISTEM JAVA REMOTE LABORATORY BERBASIS
INTERNET
Kebutuhan sistem monitoring jarak jauh semakin meningkat sejalan dengan
perkembangan teknologi yang semakin luas dan cepat. Perkembangan komputer pada saat ini
telah memungkinkan untuk melakukan kegiatan pengukuran dan pengamatan jarak jauh melalui
internet secara real time.
Publikasi tentang kemudahan World Wide Web (WWW) dan luasnya informasi yang
dapat digali menyebabkan banyak pihak tertarik untuk memanfaatkannya sebagai media kendali
jarak jauh. Media kendali jarak jauh yang banyak dikembangkan saat ini seperti remote
SCADA[2], mikrokontroler, virtual remote laboratory, virtual class room, dan sebagainya.
Keterbatasan aplikasi internet untuk sistem remote laboratory yang telah ada pada saat ini
dijadikan pertimbangan dan motivasi dalam pengembangan dan perancangan sistem yang akan
diteliti lebih lanjut.
Pada tulisan ini akan dibahas mengenai arsitektur rancangan remote laboratory, sensor
SHT11 yang digunakan untuk memonitor kelembaban dan temperatur dan visualisasi WWW
sistem remote laboratory pada web browser yang dikembangkan dengan menggunakan Java
Server Pages (JSP) sehingga tampilannya lebih interaktif dan dinamis. Pengguna diharapkan
mampu melakukan kontrol hardware dan mendapatkan hasil monitoring yang dilakukan oleh
suatu hardware tersebut tanpa interaksi langsung dengan hardware.
Arsitektur sistem yang dikembangkan diklasifikasikan menjadi tiga buah komponen
utama yang saling berkomunikasi melalui media yang berbeda-beda, seperti yang diperlihatkan
pada Gambar 1. Client merupakan user pengguna layanan yang akan mengoperasikan suatu
model eksperimen secara remote melaui server. Server akan meneruskan setiap perintah yang
diberikan ke modul eksperimen. Output modul eksperimen berupa data data akan dikembalikan
ke client melaluiserver
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
2/13
MEKATRONIKA 2
Gambar 1. Arsitektur Remote Laboratory
Koneksi antara hardware penunjang sistem monitoring kelembaban dan temperatur
dengan client yang letaknya berjauhan diperlihatkan pada Gambar 2. User dapat melakukan
perubahan parameter, pengambilan data dan analisis melalui komputer. Proses tersebut dilakukan
dengan mengaktifkan web browser dan mengakses alamat server sistem monitoring. Secara
keseluruhan sistem terdiri atas sistem pengukuran (sensor dan aktuator), DAQ eksternal, PC
server dan koneksi internet. Perancangan sistem eksperimen kelembaban dan temperature
berbasis internet memerlukan integrasi yang baik antara sistem monitoring, interfacing DAQ dan
perangkat lunak web.
Gambar 2. Arsitektur Sistem Monitoring Kelembaban
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
3/13
MEKATRONIKA 3
Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras (hardware) meliputi desain modul eksperimen yang
digunakan pada system remote laboratory, interfacing DAQ dan relay sebagai pengontrol on/off
heater. Komponen hardwaredihubungkan satu dengan yang lainnya untuk menjalankan proses
monitoring seperti terlihat Gambar 3. Sistem monitoring kelembaban dan temperatur dilakukan
dengan menggunakan sensor SHT11 yang dilengkapi koreksi temperatur dalam satu chip[6].
Implementasi sensor SHT11 sebagai modul eksperimen monitoring kelembaban dan temperatur
diperlihatkan pada Gambar 4.
Gambar 3. Blok Diagram Sistem Monitor Keelembaban, Temperatur dan Pengendali Heater
Gambar 4. Model Monitoring Kelembaban dan Temperatur
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
4/13
MEKATRONIKA 4
Sensor SHT11 ditempatkan dalam wadah plastik yang tahan terhadap panas hingga 90C
dan tertutup sehingga terisolasi dengan udara luar. Wadah sensor tersebut dimasukkan ke dalam
air yang dipanaskan dengan menggunakan heater yang dihubungkan ke relay melalui digital I/O
interfacing DAQ. Panas yang dihasilkan oleh heater elektrik akan memberikan respon suhu
terhadap sensor kelembaban.
Data Acquisition (DAQ) yang digunakan pada penelitian adalah Labjack tipe U12.
Labjack U12 digunakan untuk mengontrol kondisi relay dan mengakuisisi data dari suatu
pengukuran besaran fisika ke PC melalui port USB. Koneksi antara interfacing DAQ dengan
SHT11 dan relay dapat dilihat pada Gambar 5.
Rangkaian relay pada Gambar 6 berfungsi sebagai saklar pengontrol on/off heater yang
dikendalikan secara remote. Kontrol dilakukan dengan menekan tombol Heater_ON atau
Heater_OFF padaPC browser. Permintaan client diteruskan kePC server yang akan merespon
balik permintan tersebut melalui interfacingDAQ.
Gambar 5. Koneksi SHT11 dan Relay Pada DAQ.
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
5/13
MEKATRONIKA 5
Gambar 6. Rangkaian Relay Sebagai Saklar Heater
Perancangan Perangkat Lunak Web
Data aliran diagram sistem eksperimen kelembaban melibatkan 4 entiti luar yaitu user,
database, sensor kelembaban, sensor temperatur dan heater seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 7. Sensor SHT11 akan memberikan input kelembaban (%RH) dan temperatur (0C). User
memberikan input nama dan password saat proses login atau registrasi. Database user
menyimpan nama, password, alamat, profesi dan status online user yang telah terdaftar.
Sedangkan database SHT11 menyimpan output user yang melakukan eksperimen, data%RH dan
temperatur (0C) yang terukur oleh sensor SHT11 serta kondisi heater. Entiti sebagai output yaitu
heater yang akan menaikkan dan menurunkan temperatur air.
Praktikan/user yang telah diberikan hak akses dapat melakukan pengaturan parameter
dengan menekan tombol Heater_ON atau Heater_OFF. Kondisi heater dikontrol melalui
digital I/O pada DAQ Labjack U12 yang akan memberikan output tegangan pada relay untuk
menyalakan atau mematikan heater. Sistem akuisisi data Labjack U12 membaca input
temperatur dan RH dari sensor SHT11 dan melakukan konversi data analog ke digital sehingga
nilainya dapat dilihat melalui komputer saat user menekan tombol Get_RH&T. Hasil
eksperimen dan kondisi pengaturan parameter yang telah dilakukan praktikan secara visualisasi
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
6/13
MEKATRONIKA 6
dapat dilihat melalui komputer client pada web browser dengan GUI yang dirancang
menggunakan JSP. Keseluruhan proses secara detail ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 7. DAD Pada Remote Laboratory
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
7/13
MEKATRONIKA 7
Gambar 8. Detail DAD Pada Modul Eksperimen
Serangkaian pengujian dilakukan secara keseluruhan untuk melihat sistem remote
laboratory yaitu pada sistem pengukur kelembaban dan temperatur, komunikasi antara server
dengan hardware dan interaksi web dengan pengguna.
Pengujian sistem pengukur kelembaban dan temperatur dengan mengaplikasikan sensor
SHT11 menggunakan aplikasi Java Frame (Gambar 9) pada lokal server (tidak remote).
Pengujian ini dilakukan untuk melihat kemampuan pemrograman Java berkomunikasi dengan
hardware yaitu sensor dan relay. Hasil pengujian diperoleh bahwa sensor mampu melakukan
pengukuran kelembaban dan temperatur, sedangkan relay dapat berfungsi sebagai saklar.
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
8/13
MEKATRONIKA 8
PengujianJava remote laboratory dilakukan dengan mengoperasikan sistem eksperimen
secara remotemelalui web browser. Variasi pengujian meliputi variasi sistem operasi komputer
client seperti Linux dan Microsoft Window dan web browser berbeda-beda seperti Internet
Explorer, Mozilla Firefox, Netscape dan Opera. Tampilan awal yang muncul pada saat alamat
server remote laboratory diakses melalui web browser IE6 terlihat pada Gambar 10.
Gambar 9. Metode Pengujian Sensor Menggunakan Java Frame.
Gambar 10. Koneksi Browser Internet Explorer.
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
9/13
MEKATRONIKA 9
Client selanjutnya dapat memilih eksperimen yang akan dilakukan dengan meng-klik
icon pada frame sebelah kiri. Pada frame tersebut terdapat dua pilihan eksperimen, yaitu
kelembaban dan temperatur. Apabila icon kelembaban dipilih, maka halaman web akan berganti
seperti pada Gambar 11. Pada halaman tersebut terdapat visualisasi eksperimen monitoring
kelembaban, indikator heater dan tombol untuk melakukan proses pencuplikandata.
Gambar 11. Tampilan Humidity Page Untuk Pengontrolan Pada Website R-Lab.
Data-data eksperimen monitoring kelembaban dapat dilihat pada bagian bawah halaman
eksperimen, seperti terlihat pada Gambar 12. User dapat mengambil data-data tersebut untuk
selanjutnya diolah dan dianalisis sesuai dengan kebutuhan eksperimen.
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
10/13
MEKATRONIKA 10
Gambar 12. Tampilan Humidity Page Untuk Melihat data Pengukuran Pada Website R-Lab.
Data yang diperoleh selama pengujian dilakukan dalam dua studi kasus yang berbeda
yaitu monitoring kelembaban udara dengan kondisi normal dalam chamber tertutup dan
monitoring kelembaban udara dengan kondisi chamber tertutup dengan lingkungan larutan
garam jenuh MgCl2. Proses ini dilakukan untuk menguji responsibilitas dan kapabilitas sensor
SHT11. Eksperimen kelembaban dan temperatur pada kasus pertama hanya dipengaruhi oleh
kondisi udara disekitar chamber dan perubahan temperatur air. Berdasarkan grafik pada Gambar
13 diketahui bahwa ketika temperatur naik kelembaban relatif turun dan sebaliknya. Eksperimen
kelembaban dan temperatur pada kasus kedua dipengaruhi oleh kondisi udara disekitar chamber
yang terdapat larutan garam MgCl2 jenuh dan perubahan temperatur air. Data yang diperoleh
pada eksperimen diolah dalam bentuk grafik pada Gambar 14.
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
11/13
MEKATRONIKA 11
Gambar 13. Hasil Pengujian T vs RH dalam Chamber Tertutup Dengan Udara Normal.
Gambar 14. Hasil Pengujian T vs RH dalam Chamber Tertutup Berisi MgCl2.
Berdasarkan grafik pada Gambar 14 terlihat bahwa saat penurunan temperatur air, data
yang diperoleh tidak stabil. Hal ini dikarenakan saat melakukan eksperimen penurunan
temperatur menggunakan batu es untuk mempercepat penurunan temperatur air. Perubahan
temperatur yang cepat tidak menyesuaikan dengan resposibilitas sensor SHT11 sehingga
sewaktu temperatur telah mengalami penurunan, kelembaban yang terbaca adalah data yangsebelumnya. Kemungkinan penyelesaian masalah ini adalah jika ingin mempercepat penurunan
temperatur menggunakan es maka dibutuhkan waktu respon yang cukup lama sehingga
pembacaan datakelembaban dari sensor SHT11 sesuai.
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
12/13
MEKATRONIKA 12
KESIMPULAN
Dari makalah diatas maka dapat saya simpulkan tentang Sistem eksperimen Java websebagai aplikasi pengukuran kelembaban dan temperatur secara remote telah bias digunakan.
Fitur-fitur sistem remote laboratory yang dirancang meliputi independen terhadap system operasi
komputer, multi web browser bagi client, fasilitas login untuk sekuritas sistem, fasilitas registrasi
bagi user/client yang belum terdaftar dan pengaturan parameter on/off heater oleh client. Sistem
remote laboratory berbasis internet telah diuji kapabilitas dan responsibilitasnya dengan
melakukan request dari sistem operasi seperti Linux dan Microsoft serta request dari koneksi
browser yang berbeda.
-
7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur
13/13
MEKATRONIKA 13
DAFTAR PUSTAKA
1. Adhi Harmoko S, Cuk Imawan, Haryo Prio Atmojo, Aplikasi Remote Laboratory untuke-Learning Berbasis Web Java dengan Studi Kasus Eksperimen PerambatanTemperatur, 3
rdKentingan Physics Forum,Surakarta, 2005
2. Hendra Kristian Sutanto, Pembuatan Sistem SCADA melalui Jaringan InternetMenggunakan Netscape sebagai Web Browser, UK Petra, 1997
3. Hadi Winardi, Led Moving Sign Menggunakan Mikrokontroller 80C31 yangDikendalikan Melalui Internet, UK Petra, 1999
4. Sam Hsu, Bassem Alhalabi, and Mohammad Ilyas, A Java-Based Remote Laboratoryfor DistanceLearning, Department of Computer Science and Engineering, Florida
Atlantic University, Boca Rton, FL33431
5. Murray Turoff, Designing a Virtual Classroom, International Conference on ComputerAssisted
6. Instruction (ICCAI),19957. Sensirion, The Sensor Company, SHT1X/SHT7X, Humidity and Temperature Sensor,
URL:http://www.sensirion.com/en/download/humiditysensor/SHT11