rancang bangun prototype alat pendeteksi gas karbon
TRANSCRIPT
1
Rancang Bangun Prototype Alat Pendeteksi Gas Karbon
Monoksida Menggunakan Zigbee Network
Satya Adi Pamungkas
1, 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]
2
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.
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 X-
CTU 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
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.
1 void setup() {
2 . . .
3 float get_CO (float ratio){
4 float ppm = 0.0;
5 float hasil_sementara;
6 float y = log10(ratio);
7 hasil_sementara = (y-1.37)/-0.67;
8 ppm = pow(10,hasil_sementara);
9 return ppm;
10 } 11 . . .
12 void loop() {
13 . . .
14 Vrl = val * ( 5.00 / 1024.0 );
15 Rs = 10000 * ( 5.00 - Vrl) / Vrl ;
16 ratio = (Rs/Ro);
17 . . . 18 }
9
Kode Program 2. LCD
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
1 #include "LiquidCrystal.h"
2 . . .
3 LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7);
4 void setup(){
5 lcd.begin(16,2);
6 . . .} 7 . . .
8 void loop() {
9 . . .
10 if (20 >= get_CO(ratio))
11 { float below = 20.0;
12 lcd.setCursor(0,0);
13 lcd.print("nilai CO setara");
14 Serial.println(below);
15 lcd.setCursor(0,1);
16 lcd.print(20);
17 lcd.print(" ppm / kurang"); }
18 else . . .}
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 <CR>”, “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 private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
2 {portSerial.DataReceived += new
3 System.IO.Ports.
4 SerialDataReceivedEventHandler(DataReceived);
5 string[] namaPort =
6 System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();
7 for (int i = 0; i <= namaPort.Length - 1; i++)
8 { PortscmbBox.Items.Add(namaPort[i]);
9 }
10 PortscmbBox.SelectedIndex = 0;
11 btnDisconnect.Enabled = false;
12 }private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)
13 {
14 if (portSerial.IsOpen){
15 portSerial.Close();
16 }try
17 {portSerial.PortName = PortscmbBox.Text;
18 portSerial.BaudRate = 9600;
19 portSerial.Parity = System.IO.Ports.Parity.None;
20 portSerial.DataBits = 8;
21 portSerial.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.One;
22 portSerial.Open();
23 label.Text = PortscmbBox.Text + " tersambung.";
24 btnConnect.Enabled = false;
25 btnDisconnect.Enabled = true;
26 }catch (Exception ex){
27 MessageBox.Show(ex.ToString());
28 }}
29 private void btnDisconnect_Click(object sender, EventArgs e)
30 {try{
31 portSerial.Close();
32 label.Text = portSerial.PortName + " terputus.";
33 btnConnect.Enabled = true;
34 btnDisconnect.Enabled = false;
35 }
36 catch (Exception ex){
37 MessageBox.Show(ex.ToString());
38 }}
39
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
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
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.
1 if (port.StartsWith(".") || port.EndsWith(".") ||
2 port.Length <= 4)
3 {
4 kondisi = "not available" + "\n\n";
5 }
1 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 }
13
Kode Program 7 Proteksi Kadar Gas
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.
Table 1 Pengujian Jarak
Jarak Field Controller
(Kuantitas Data)
Monitoring Device
(Kuantitas Data)
Packet Loss
(%)
1 meter 15 data 15 data 0
2 meter 15 data 15 data 0
3 meter 15 data 15 data 0
4 meter 15 data 15 data 0
5 meter 15 data 15 data 0
6 meter 15 data 15 data 0
7 meter 15 data 13 data 13,33
8 meter 15 data 11 data 26,67
9 meter 15 data 8 data 46,67
10 meter 15 data 0 data 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.
1 if (float.Parse(port) >= 10000f) // 10.00f = 0.10 ppm
2 {
3 if (float.Parse(port) < 20000f){
4 sec++;
5 if (counter1 <= sec){
6 kondisi = "GAS MELEBIHI BATAS AMAN" + "\n\n";
7 }}}
14
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)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49
GD 110
Field Controller
15
[2] 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)
[3] BPOM. 2011. Keracunan Karbon Monoksida. (http://ik.pom.go.id/wp-
content/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-karbon-
monoksida, 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/cse237b-
f09/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-paper-
24021130001677/23334, 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-gd-
110-ch4-h2s-co-o2.htm, diakses tanggal 26 Februari 2014)