1. Joni Parhan, Rancang Bangun Sistem Kontrol Kipas Angin dan Lampu Otomatis di
Dalam Ruang Berbasis Arduino Uno R3 Menggunakan Multisensor, Jurnal Fisika Unand Vol. 7, No. 2, April 2018
2. Dias Prihatmoko, PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PENGONTROL SUHU RUANGAN
BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO , Jurnal SIMETRIS, Vol 7 No 1 April 2016
3. Asti Riani Putri, PENGONTROL SUHU RUANGAN BERBASIS ARDUINO 2560, JIPI (Jurnal Ilmiah Penelitian dan Pembelajaran Informatika)
Volume 06, Nomor 01, Juni 2021 : 161 – 166
4. Virqy Apriyadi Jihad, IMPLEMENTASI PENGATUR KUALITAS UDARA RUANGAN
BERBASIS SENSOR GAS DAN SENSOR UDARA, e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.2 April 2021.
5. Afiat Miftahuddin, ANALISIS SISTEM KONTROL INTENSITAS CAHAYA RUANG KERJA METODE
FUZZY MAMDANI, e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.4 Agustus 2021 | Page 3967
Sensor pada Jurnal:
1. PIR, DHT11, LDR
2. LM35
3. DHT22
4. MQ-2, DHT11,
5. LDR
Tips:
1. Berapakah suhu rungan yang ideal untuk bekerja? link
Kondisi kualitas udara dan suhu ruang yang kurang bagus dan memenuhi standard
kesehatan bisa mengakibatkan gangguan kesehatan bagi siapa saja yang berada dalam
ruangan tersebut. Karena itu perlu pengkondisian udara ruang, supaya memenuhi standar
kesehatan. Sebuah alat guna mendeteksi dan kontrol kualitas udara dan suhu ruang dibuat
menggunakan modul NodeMCU dilengkapi denga modul sensor MQ2 dan modul sensor
DHT11. Alat tersebut terhubung melalui jaringan internet ke Android guna monitor dan
kontrol secara remote online. Hasil yang diperoleh dari pengujian yaitu, output DHT11 yang
berupa kipas angin akan aktif ketika suhu yang terdeteksi oleh DHT11 bernilai 28,5℃ atau
lebih, DHT11 juga memiliki nilai akurasi sebesar 98,46%. Dan output MQ2 yang berupa
exhaust akan aktif ketika volume gas yang terdeteksi oleh MQ2 bernilai 250 Ppm atau lebih.
Kualitas udara dalam ruangan sangat penting bagi kehidupan manusia, karena hampir 80%
kehidupan manusia dihabiskan di dalam ruangan[1]. Karena itulah, kualitas udara dalam ruangan
haruslah dijaga. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan alat yang mampu mengatur dan
menjaga kualitas udara dalam ruangan secara otomatis. Hasil penelitian sebelumnya dalam menjaga
dan mengatur kualitas udara di dalam ruangan telah dilakukan, namun masih berfokus pada polusi
udara hanya dari satu jenis gas berbahaya[2]. Karena itulah pada penelitian ini dikembangkan
dengan menambah parameter lain seperti penambahan jenis gas yang dapat terdeteksi dan sensor
suhu untuk mendeteksi suhu ruangan di dalam ruangan.
Penelitian ini bertujuan membuat suatu alat yang mampu menjaga dan mengatur kualitas udara
di dalam ruangan agar tetap bersih dan sehat. Kelebihan dan juga merupakan hasil dari
pengembangan pada alat yang diteliti sebelumnya yaitu, alat ini mampu mendeteksi lebih dari satu
jenis gas dan atau asap berbahaya yaitu LPG dan asap rokok, selain itu tingkat berbahaya pada gas
dalam ruangan dibagi menjadi beberapa kondisi yaitu, kondisi gas rendah ketika jumlah gas di dalam
ruangan sebesar 250-350 Ppm, kondisi gas sedang ketika jumlah gas di dalam ruangan sebesar 351-
450 Ppm, kondisi gas berbahaya ketika jumlah gas di dalam ruangan sebesar 450 Ppm atau lebih,
dan kondisi gas aman ketika jumlah gas di dalam ruangan kurang dari 250 Ppm.
ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.2 April 2021 | Page 1432
Asap rokok dan LPG sangat berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup, khususnya manusia.
Menurut Globocan pada tahun 2018, angka kematian akibat kanker paru-paru yang disebabkan
karena terpapar asap rokok terlalu sering mencapai 19,3%[3]. Sedangkan di Indonesia kasus
kebocoran LPG yang mengakibatkan terjadinya kebakaran mencapai 362 kasus pada tahun 2010[4].
Hal ini membuktikan, adanya kedua gas tersebut di dalam ruangan, sangat berbahaya bagi kehidupan
manusia. Sedangkan suhu terlalu panas pada suatu ruangan akan menyebabkan ketidaknyamanan
pada tubuh manusia yang berada di dalam ruangan tersebut, dan membuat memburuknya kualitas
tidur pada manusia yang ada di dalam ruangan tersebut. Hal ini bisa memicu beberapa penyakit,
diantaranya yaitu memburuknya kesehatan pada jantung dan menurunnya daya tahan tubuh[5]
A. Desain Sistem
Dalam penelitian ini, dirancang sebuah sistem yang mampu untuk menjaga dan melakukan
monitoring kualitas udara dalam ruangan. Sistem ini memiliki dua buah input, input pertama dari
sensor suhu dan kelembaban udara dalam ruangan, dan input kedua dari sensor gas ataupun asap
berbahaya yang ada ataupun masuk kedalam ruangan. Untuk mendeteksi suhu udara, penulis
menggunakan modul sensor DHT11, dan untuk mendeteksi asap ataupun gas berbahaya penulis
menggunakan sensor MQ2.
Hasil pengujian dari alat yang dibuat pada penelitian kali ini yaitu, alat ini memiliki input
pertama berupa DHT11 yang berfungsi sebagai sensor suhu dan kelembaban, output dari DHT11
adalah aktifnya kipas angin. Input kedua berupa MQ2 yang berfungsi sebagai sensor gas, output dari
MQ2 berupa aktifnya exhaust. Selain itu alat ini juga mampu memberikan fitur monitoring baik
secara offline maupun online karena alat ini sudah terinstal LCD dan juga mampu untuk terkoneksi
dengan aplikasi Blynk pada smartphone.
B. Flowchart sistem
Flowchart dalam pengerjaan alat pada penelitian ini, mulai dari penggunaan semua komponen
yang digunakan seperti Arduino UNO, NodeMCU, MQ2, DHT11, dan LCD serta pengkodean yang
ada pada Arduino UNO dan NodeMCU hingga alat selesai dikerjakan
Pada awal alat diaktifkan, alat akan memulai melakukan deteksi menggunakan sensor yang
telah dipasang, sensor yang disediakan antara lain adalah MQ2 yang mampu mendeteksi asap rokok
dan LPG yang akan berbahaya jika menyebar di dalam ruangan, dan ada pula modul sensor DHT11
yang berfungsi untuk mendeteksi adanya perubahan suhu yang tidak normal, ketika sensor
mendeteksi adanya hal yang mempengaruhi kualitas udara dalam ruangan, maka sensor akan
mengirim data ke mikrokontroler yang kemudian mikrokontroler akan memprosesnya dan
mengirimkan kembali data ke output sesuai dengan apa yang terdeteksi, dan mikrokontroler juga
akan mengirimkan data ke cloud agar pemilik ruangan dapat melakukan monitoring kondisi udara
didalam ruangan yang orang tersebut tinggali.
Skenario pengujian yang dilakukan penulis pada tugas akhir ini sebagai berikut:
1. Pengujian Sensitivitas DHT11 Terhadap Perubahan Suhu
Pada pengujian DHT11, penulis mengarahkan hawa panas yang dihasilkan oleh hair dryer
selama 70 detik untuk mengetahui perubahan yang terjadi pada parameter input dari DHT11.
Hasil uji coba akan menampilkan nilai analog, maka diperlukan konversi ke nilai digital untuk
mendapatkan nilai sensitivitas dari DHT11. konversi nilai analog menjadi nilai digital mengacu
pada [6]:
ππππππ = (
ππππππ
πππ₯ π£πππ’π) ∗ π
ππππππππ ππππ‘πππ (1)
2. Pengujian Akurasi DHT11
Pengujian terhadap ketepatan dan akurasi DHT11 terhadap perubahan suhu, dilakukan dengan
cara melepaskan hawa panas yang dikeluarkan oleh hair dryer dan mengarahkannya ke
termometer. Selama 70 detik pada ruangan dengan ukuran 4X4 meter, hasil yang didapatkan
kemudian dibandingkan dengan hasil uji coba DHT11 sehingga mendapatkan nilai akurasinya.
3. Pengujian Sensitivitas MQ2
Untuk mengetahui sensitivitas atau kepekaan MQ2 terhadap gas, penulis melakukan pengujian
dengan cara melepaskan LPG pada jarak tertentu ke arah alat yang penulis buat dengan tujuan
mengetahui seberapa sensitif sensor MQ2 yang terpasang ketika gas dilepaskan pada jarak
yang berbeda. Semua jarak yang digunakan merupakan nilai dalam bentuk analog, sehingga
harus diubah terlebih dahulu ke nilai digital menggunakan rumus (1).
ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.2 April 2021 | Page 1434
4. Pengujian Monitoring Secara Online
Untuk menguji kemampuan alat dalam melakukan monitoring secara online melalui media
smartphone dengan menggunakan aplikasi blynk. Lalu melihat setiap parameter yang ada pada
aplikasi tersebut mengalami perubahan atau tidak ketika alat sedang diaktifkan. Parameter
yang diuji adalah Suhu, Kelembaban, LPG, Asap Rokok dan Total Value Gas.
Gambar 3. Aplikasi Blynk.
5. Pengujian Monitoring Secara Offline
Penulis menguji kemampuan alat dalam melakukan monitoring secara offline melalui media
LCD. Lalu melihat setiap parameter yang ditampilkan pada LCD tersebut mengalami
perubahan atau tidak ketika alat sedang diaktifkan. Parameter yang diuji adalah Suhu,
Kelembaban, dan Status gas dalam ruangan.
Gambar 4. LCD.
A. Hasil Pengujian Sensitivitas dan Akurasi DHT11
Dari pengujian yang dilakukan, maka hasil yang didapatkan dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 5. Grafik Uji Coba DHT11.
Rumus untuk mencari nilai sensitivitas sensor suhu pada DHT11, yaitu:
ππππ ππ‘ππ£ππ‘ππ = π =
ππ
ππ (2)
Dengan:
dV = Perubahan Tegangan.
Tegangan Maks – Tegangan Min.
dT = Perubahan Suhu.
ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.2 April 2021 | Page 1435
Suhu Maks – Suhu Min.
dari formula (4.1) dapat diperoleh nilai sensitivitas pada DHT11, yaitu:
πΊπππ ππ‘ππ£ππ‘ππ = π =
0,293 − 0,146
60 − 30 =
0,147
30 = 0,0049
Untuk mendapatkan nilai akurasi DHT11, maka hasil uji coba DHT11 perlu dibandingkan
dengan alat yang memiliki fungsi serupa, seperti termometer. Berikut hasil uji coba termometer
dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar 6. Grafik Hasil Uji Coba Termometer.
Sebelum mendapatkan nilai akurasi, perlu diketahui terlebih dahulu nilai selisih dan presisi. Berikut
rumus untuk mendapatkan nilai selisih dan presisi[7].
πππππ πΈππππ =
πππππ πππππ’ππππ − πππππ ππππππππ‘ππ
πππππ ππππππππ‘ππ π 100% (3)
Dimana:
Nilai Pengujian = suhu yang terdeteksi oleh DHT11.
Nilai Termometer= suhu yang terdeteksi oleh termometer.
ππππ ππ π = 100% −πππππ πβ (4)
Dimana:
Nilai Error = nilai yang dihasilkan dari perhitungan dengan rumus selisih
Dari hasil rumus tersebut, maka didapatkan nilai presisi yang dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 7. Grafik Hasil Perhitungan Nilai Error dan Presisi.
Dari hasil percobaan diatas, maka dapat diketahui rata-rata nilai error dan presisi adalah:
π
ππ‘π − πππ‘π πππππ πππππ =
∑ πππππ πππππ 1
π
π½π’πππβ πππ πΆπππ (5)
Dimana:
∑ πππππ πππππ 1
π = nilai error dari semuma uji coba yang di lakukan
π
ππ‘π − πππ‘π πππππ πππππ =
77,8
34 = 2,29
ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.2 April 2021 | Page 1436
π
ππ‘π − πππ‘π ππππ ππ π =
∑ ππππ ππ π 1
π
π½π’πππβ πππ πΆπππ (6)
π
ππ‘π − πππ‘π ππππ ππ π =
3322,12
34 = 97,7
Untuk mencari nilai akurasi dari hasil perhitungan nilai error dan presisi, maka dapat
menggunakan rumus berikut[7]:
π΄ππ’πππ π (%) =
∑ ππππ ππ π 1
π
π½π’πππβ πππ πΆπππ π 100% (7)
Dimana:
∑ ππππ ππ π 1
π = Nilai presisi dari semua uji coba yang dilakukan.
Jumlah Uji Coba = Banyak uji coba yang dilakukan.
B. Hasil Pengujian Sensitivitas MQ2
Dari pengujian yang dilakukan, maka hasil yang didapatkan dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 8. Grafik Hasil Uji Coba MQ2.
Sensitivitas sensor gas pada MQ2, yaitu:
ππππ ππ‘ππ£ππ‘ππ = π =
ππ
πππ (8)
Dimana :
dV = Perubahan Tegangan.
Tegangan Maks – Tegangan Min.
dVg = Perubahan Volume Gas.
Volume Gas Maks – Volume Gas Min.
Dari formula (4.2) dapat diperoleh nilai sensitivitas pada MQ2, yaitu:
ππππ ππ‘ππ£ππ‘ππ = π =
5−1,050
1024−214
=
3,95
810
= 0,0048 .
C. Hasil Pengujian Monitoring Secara Online
Dari pengujian yang penulis lakukan untuk menguji kemampuan alat dalam melakukan
monitoring secara online, penulis mendapatkan hasil sebagai berikut:
1. Nilai dari setiap parameter yang ada pada Blynk akan berubah ketika sensor yang
terpasang pada alat menerima masukan.
2. Parameter yang diuji adalah Suhu, Kelembaban, LPG, Asap Rokok dan Total Value Gas.
3. Ketika sensor gas mendeteksi adanya gas ataupun asap berbahaya, aplikasi blynk akan
memberikan peringatan ke smartphone pengguna.
Ketika alat dan atau smartphone tidak terhubung kedalam jaringan internet, maka monitoring secara
online tidak dapat dilakukan.
D. Hasil Pengujian Monitoring Secara Offline
Dari pengujian yang penulis lakukan untuk menguji kemampuan alat dalam melakukan
monitoring secara offline, penulis mendapatkan hasil sebagai berikut:
1. Nilai dari setiap parameter yang tertera pada LCD akan berubah ketika sensor yang
terpasang pada alat menerima masukan.
2. Parameter yang diuji adalah Suhu, Kelembaban, LPG, Asap Rokok dan Total Value Gas.
Alat tidak membutuhkan koneksi internet untuk melakukan monitoring ruangan.
ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.2 April 2021 | Page 1437
E. Hasil Pengujian Quality Of Service (QoS)
Penulis melakukan 10 kali pengujian untuk mencari nilai pada setiap parameter QoS, berikut
hasil uji coba yang penulis lakukan.
1. Throughput
Nilai Throughput dipengaruhi oleh aktivitas internet ketika uji coba dilakukan. Semakin besar
aktivitas yang terjadi, maka semakin besar nilai throughput yang terbaca. Rumus yang dipakai
untuk mencari throughput adalah[8]:
πβπππ’πβππ’π‘ =
ππππππ‘ ππππππ
πΏπππ ππππππππ‘ππ (9)
Dimana:
Packet Terima = Jumlah packet yang diterima selama uji
coba berlangsung
Lama Pengamatan = Waktu pengamatan
Berikut hasil uji coba mencari nilai throughput:
Gambar 9. Grafik Hasil Uji Coba Mencari Nilai Throughput.
2. Packet Loss
Packet Loss terjadi karena semakin besar dan banyak data yang terbaca dalam waktu singkat,
maka collision atau tabrakan antar data pada jaringan akan semakin besar pula, hal ini
menimbulkan terjadinya Packet Loss. Rumus yang dipakai untuk mencari Packet Loss
adalah[8]:
ππππππ‘ πΏππ π =
(ππππππ‘ π·ππ‘π πΎππππ − ππππππ‘ π·ππ‘π ππππππ )
ππππππ‘ π·ππ‘π πΎππππ π100
(10)
Dimana:
Packet Data Kirim = Jumlah packet yang dikirim oleh komputer ke
Aplikasi wireshark.
Packet Data Terima = Jumlah packet yang diterima oleh wireshark
Dari komputer.
Berikut hasil uji coba mencari nilai packet loss:
Gambar 10. Grafik Hasil Uji Coba Mencari Nilai Packet Loss.
ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.2 April 2021 | Page 1438
3. Delay
Delay terjadi karena perbedaan jarak antara pengirim dan penerima. semakin jauh jarak antara
pengirim dan penerima data, maka delay yang dibutuhkan akan semakin besar. Rumus yang
dipakai untuk mencari nilai rata-rata delay adalah[8]:
π
ππ‘π − π
ππ‘π π·ππππ¦ =
πππ‘ππ π·ππππ¦
ππππππ‘ π·ππ‘π ππππππ (11)
Dimana:
Rata-rata delay = Nilai rata-rata delay yang dicari.
Total Delay = Jumlah keseluruhan delay dari semua data
yang diterima oleh wireshark.
Packet Data Terima = Jumlah packet yang diterima oleh
wireshark dari komputer.
Berikut hasil uji coba mencari nilai delay:
Gambar 11. Grafik Hasil Uji Coba Mencari Nilai Delay.
[1] "80 Persen Hidup Manusia Berada di dalam Ruangan" [Online]. Available:
https://properti.kompas.com/read/2017/08/03/100000721/80-persen-hidupmanusia-berada-di-dalam-ruangan [Accessed: 10-Nov-2020].
[2] F. Ugm, “Deteksi dan Monitoring Polusi Udara Berbasis Array Sensor Gas,” IJEIS
(Indonesian J. Electron. Instrum. Syst., vol. 3, no. 2, pp. 147–156, 2013, doi:
10.22146/ijeis.3889.
[3] "Bahaya Asap Rokok, Begini Cara Minimalisasi Resikonya" [Online]. Available
https://health.kompas.com/read/2020/12/07/082800768/bahaya-asap-rokok-begini-carauntuk-meminimalisasi-risikonya [Accessed: 20-Januari-2021].
[4] "Pertamina Klaim Kecelakaan Tabung Gas Elpiji Menurun" [Online]. Available
https://industri.kontan.co.id/news/pertamina-klaim-kecelakaan-tabung-gas-elpiji-turun-1
[Accessed: 20-Januari-2021].
[5] "Tidur Dikamar Bersuhu Panas Efeknya Pengaruhi Kesehatan Jantung" [Online]. Available
https://cantik.tempo.co/read/1284471/tidur-di-kamar-bersuhu-panas-efeknya-pengaruhikesehatan-jantung/full&view=ok [Accessed: 20-Januari-2021].
[6] Didik Hariyanto., 2009., ADC (Analog to Digital Convertion).
[7] "Akurasi, Persisi dan Ketidak Pastian Pengukuran" [Online]. Available https://www.ayosekolahfisika.com/2017/12/akurasi-presisi-dan ketidakpastian.html [Accessed: 21-Dec2020.
[8] Rika Wulandari., 2016., ANALISIS QOS (QUALITY OF SERVICE) PADA JARINGAN
INTERNET (STUDI KASUS : UPT LOKA UJI TEKNIK PENAMBANGAN JAMPANG
KULON - LIPI
7.1 Prosedur Percobaan
1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan
2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen
3. Cari kompnen yang diperlukan di library proteus
4. Pasang dan simulasikan rangkaian tersebut
7.2 Rangkaian Simulasi
1. Sensor LDR
Ketika sensor LDR belum mendeteksi adanya kekeruhan <500 Lux, maka output dari sensor akan keluar dan masuk ke pin AD2 arduino sebagai input kemudian dihubungkan ke pin 1 arduino dalam keadaan(FALSE(Logika 0)) yang terhubung baterai untuk membunyikan buzzer tidak aktif dan tertampil di layar kondisi LDR.
Ketika sensor LDR mendeteksi adanya kekeruhan >=300 Lux, maka output dari sensor akan keluar dan masuk ke pin AD2 arduino sebagai input kemudian dihubungkan ke pin 1 arduino dalam keadaan(TRUE(Logika 1)) yang terhubung ke baterai untuk membunyikan buzzer aktif dan tertampil di layar kondisi LDR.
2. Sensor Suhu
Ketika sensor suhu mendeteksi adanya suhu >=27 derajat celcius, maka output dari sensor akan keluar dan masuk ke pin AD1 arduino sebagai input kemudian dihubungkan ke pin 0 arduino dalam keadaan(FALSE(Logika 0)) yang terhubung baterai untuk menyalakan heater tidak aktif dan tertampil di layar kondisi suhu
Ketika sensor suhu mendeteksi adanya kekeruhan <27 derajat, maka output dari sensor akan keluar dan masuk ke pin AD1 arduino sebagai input kemudian dihubungkan ke pin 0 arduino dalam keadaan(TRUE(Logika 1)) yang terhubung ke baterai untuk menyalakan heater aktif dan tertampil di layar kondisi suhu.
3. Sensor MQ-7
Kemampuan sensor Gas MQ7 tergantung pada chemiresister. Chemiresistor adalah Tin Dioxide (SnO2) yang memiliki elektron bebas (donor). Molekul oksigen menarik elektron bebas yang ada dalam timah dioksida yang mendorongnya ke permukaan timah dioksida. Ketika tidak ada elektron bebas yang tersedia, arus keluaran akan menjadi nol. Molekul oksigen menarik elektron bebas di dalam timah dioksida (SnO2) dan mencegahnya memiliki elektron bebas untuk menghantarkan arus.
4. PIR Sensor
Sensor PIR itu sendiri memiliki dua slot di dalamnya, masing-masing slot terbuat dari bahan khusus yang sensitif terhadap IR. Lensa yang digunakan di sini tidak terlalu berpengaruh, sehingga kami melihat bahwa kedua slot dapat 'melihat' melewati jarak tertentu (pada dasarnya sensitivitas sensor). Ketika sensor dalam keadaan diam, kedua slot mendeteksi jumlah IR yang sama, yaitu jumlah sekitar yang dipancarkan dari ruangan atau dinding atau di luar ruangan. Ketika benda hangat seperti manusia atau hewan lewat, benda tersebut pertama-tama mencegat satu bagian dari sensor PIR, yang menyebabkan perubahan diferensial positif di antara kedua bagian tersebut. Ketika benda hangat meninggalkan area penginderaan, yang terjadi adalah sebaliknya, di mana sensor menghasilkan perubahan diferensial negatif. Pulsa perubahan inilah yang dideteksi.
7.4 Video
7.5 Download
Download Datasheet Resistor klik disini
Download Datasheet Induktor klik disini
Download Datasheet LED klik disini
Download Datasheet Motor DC klik disini
Download Datasheet Potensiometer klik disini
Download Datasheet Arduino Uno klik disini
Download Datasheet LCD klik disini
Download Relay Datasheet sini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar