Internet of Things (Iot) Kualitas Udara


 
MAKALAH
INTERNET OF THINGS (IoT) KUALITAS UDARA
(KARBONDIOKSIDA, METANA, KARBONMONOKSIDA)
 
PENGEMBANGAN DAN IMPLEMENTASI SI
Di Ajukan Untuk Memenuhi Tugas Ulangan Akhir Semester
Mata Kuliah Pengembangan Dan Implementasi SI
Dosen Pembimbing :
 
 
 
 
Disusun Oleh :
 
 
1.      Mochammad Romi Romania         (NIM : 4117016)
 
 
 
 
 
 
FAKULTAS SAINTEK PRODI SISTEM INFORMASI
UNIVERSITAS PESANTREN TINGGI DARUL ‘ULUM JOMBANG
2019
 


KATA PENGANTAR
 
Segala puji dan  syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah serta pertolongannya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas mata kuliah Pengembangan dan Implementasi SI pada semester keempat ini. Sholawat dan salam semoga tetap tercurahkan kepada pembawa risalah Allah SWT, yakni Nabi Muhammad SAW.
            Makalah ini merupakan pemenuhan dari tugas ulangan akhir semester mata kuliah Pengembangan dan Implementasi SI. Namun makalah ini diharapkan dapat dijadikan sebagai referensi dalam masalah serupa yang dapat digunakan olek khalayak umum dan pengembangan ilmu pengetahuan didalamnya.
            Makalah ini diharapkan dapat memberikan solusi kepada pembaca khususnya dari kalangan mahasiswa karena kajian yang dibahas adalah tentang Internet Of Things (IoT) kualitas udara (karbondioksida, Metana, Karbonmonoksida)
            Sebagai akhir dari pengantar ini, kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah ikut membantu kelancaran dalam proses pembuatan makalah ini. Kami menyadari bahwa makalah  ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu kritik dan saran kami harapkan untuk kesempurnaan makalah ini lebih lanjut. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca, amin.
Mojokerto, 5 Juli 2019
Penulis
 
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR                                                                                           i
DAFTAR ISI    ..............................................................................................       ii
BAB I      PENDAHULUAN   ………..............................….........……...…       1
                 A. Latar Belakang .........................................................................       1
                 B. Rumusan Masalah ....................................................................       2
                 C. Tujuan ......................................................................................       2
                 D. Manfaat ....................................................................................       2
BAB II    STUDI LITERATUR ........................................................ ...........       3
A. Internet of Things (IoT)................................................…..……     3
B. Kualitas Udara..........................................................................       6
BAB III   MEOTDOLOGI PENYUSUNAN LAPORAN ...............…....        7
BAB III   HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................        9
BAB V    PENUTUP ...............................................................................       14
A.    Kesimpulan ........................................................................       14
B.     Saran ..................................................................................       14
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................       15

BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Kemajuan teknologi yang terus berkembang dengan pesat hingga saat ini membuat para perusahaan yang menyediakan berbagai macam program untuk mengembangkan produk berbasis  Internet of Things. Internet of Things (Io) merupakan sebuah istilah yang belakangan ini mulai ramai ditemui namun masih sedikit yang mengerti arti dri istilah ini. Secara umum Internet of Things dapat diartikan sebagai benda – benda disekitar kita ynag dapat berkomunikasi antara satu sama lain melalui jaringan internet.

Melalui internet, kita bisa mencari uang hanya dengan duduk di depan computer atau laptop. Internent menyediakan tempat tak terbatas bagi perusahaan untuk membuka bisnisnya tanpa memiliki sebuah kantor. Nantinya internet akan menjadi penghubung utama dalam interaksi sedangkan manusia hanya sebagai pengatur dan pengawas perangkat ini.

Internet of Things memiliki konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat yang tersambung dalam koneksi internet secara terusmeneru. Sebagai contoh benda elektronik, bahan pangan dan termasuk benda hidup dan masih banyak lagi. Benda tersebut dapat ditanamkan sensor yang dibuat selalu aktif dan terhubung secara luas, baik dengan jaringan local maupun dengan jaringan global.

udara itu sendiri merupakan kebutuhan primer bagi makhuk hidup. Manusia membutuhkan udara untuk bernafas dan terus hidup. Hal ini tentu akan menjadi masalah jika udara yang kita hirup sehari – hari mengandung senyawa racun, karna udara yang mengandung senyawa racun dan secara terus menerus dihirup akan berdampak buruk bagi kesehatan tubuh manusia.

Berdasarkan latar belakang masalah diatas, melalui makalah ini penulis akanmencoba menguraikan tentang “Internet of Things kualitas udara”.
B.     Rumusan Masalah
1.      Apa Itu Internet of Things ?
2.      Bagaimana cara kerja Internet of Things ?
3.      Bagaimana agar Internet of Things dapat berkerja secara efektif sebagai sensor kealitas udara ?
C.    Tujuan

Sebagai system yang dapat membantu manusia dalam mengkontrol kualitas udara dilingkungan sekitarnya. Sehingga meningkatkan kewaspadaan manusia terhadap kebersihan udara dan pola hidup.
D.    Manfaat
1.      Sebagai alat sensor yang memberikan notifikasi kepada manusia tentang kualitas udara di sekitanya.
2.      Memberikan peringatan apabila kandungan yang terdapat pada udara teridentifikasi senyawa berbahaya atau racun.

BAB II
STUDI LITERATUR


Studi literatur merupakan bab yang mengkaji pustaka dari berbagai sumber yang menjadi dasar penulis dalam menyusun makalah ini. Studi literature ini meliputi definisi Internet of Things dan Polusi udara (karbondioksida, metana, karbon monoksida). Dalam studi literature ini akan dijelaskan dari sub bab A hingga C.

A.    Internet of Things (IoT)
1.      Pengertian
Internet of Things adalah suatu konsep dimana objek tertentu punya kemampuan untuk mentransfer data lewat jaringan tanpa memerlukan adanya interaksi dari manusia ke manusia ataupun dari manusia ke perangkat komputer.

Internet of Things leih sering disebut dengan singkatannya yaitu IoT. IoT ini sudah berkembang pesat mulai dari konvergensi teknologi nirkabel, micro-electromechanical systems (MEMS), dan juga Internet.

IoT ini juga kerap diidentifikasikan dengan RFID sebagai metode komunikasi. Walaupun begitu, IoT juga bisa mencakup teknologi-teknologi sensor lainnya, semacam teknologi nirkabel maupun kode QR yang sering kita temukan di sekitar kita.
 
2.      Cara kerja Internet of Things

Internet of Things bekerja dengan memanfaatkan suatu argumentasi pemrograman, dimana tiap-tiap perintah argumen tersebut bisa menghasilkan suatu interaksi antar mesin yang telah terhubung secara otomatis tanpa campur tangan manusia dan tanpa terbatas jarak berapapun jauhnya.
Jadi, Internet di sini menjadi penghubung antara kedua interaksi mesin tersebut. Lalu di mana campur tangan manusia? Manusia dalam IoT tugasnya hanyalah menjadi pengatur dan pengawas dari mesin-mesin yang bekerja secara langsung tersebut.

3.      Unsur – unsur pembentuk Internet of Things

a.       Kecerdasan Buatan (Artificial Intelligence/AI)
IoT membuat hampir semua mesin yang ada menjadi “Smart”. Ini berarti IoT bisa meningkatkan segala aspek kehidupan kita dengan pengembangan teknologi yang didasarkan pada AI. Jadi, pengembangan teknologi yang ada dilakukan dengan pengumpulan data, algoritma kecerdasan buatan, dan jaringan yang tersedia.

b.      Konektivitas
Dalam IoT, ada kemungkinan untuk membuat/membuka jaringan baru, dan jaringan khusus IoT. Jadi, jaringan ini tak lagi terikat hanya dengan penyedia utamanya saja.

c.       Sensor
Sensor ini merupakan pembeda yang membuat IoT unik dibanding mesin canggih lainnya. Sensor ini mampu mendefinisikan instrumen, yang mengubah IoT dari jaringan standar dan cenderung pasif dalam perangkat, hingga menjadi suatu sistem aktif yang sanggup diintegrasikan ke dunia nyata sehari-hari kita.

d.      Keterlibatan Aktif (Active Engagement)
Engangement yang sering diterapkan teknologi umumnya yang termasuk pasif. IoT ini mengenalkan paradigma yang baru bagi konten aktif, produk, maupun keterlibatan layanan.

e.       Perangkat Berukuran Kecil
IoT memanfaatkan perangkat-perangkat kecil yang dibuat khusus ini agar menghasilkan ketepatan, skalabilitas, dan fleksibilitas yang baik. 

4.      Sejarah dan perkembangan Internet of Things

Awalnya, internet itu sendiri mulai terkenal di tahun 1989. Lalu pada tahun 1990, seorang peneliti bernama John Romkey membuat suatu perangkat yang kala itu tergolong canggih. Perangkatnya adalah pemanggang roti yang bisa dinyalakan atau juga dimatikan lewat internet.

Kemudian di tahun 1994, seseorang bernama Steve Mann menciptakan WearCam, dan pada tahun 1997-nya si Paul Saffo menjelaskan secara singkat mengenai penemuannya soal teknologi sensor dan masa depannya nanti. Barulah di tahun 1999 Kevin Ashton membuat konsep Internet of Things. Kevin ini adalah Direktur Auto IDCentre dari MIT.

Di tahun yang sama, yaitu 1999, ditemukan mesin yang sistemnya berbasis Radio Frequency Identification (RFID) secara global. Nah, penemuan inilah yang jadi awal kepopuleran dari konsep IoT. Orang-orang, terutama pakar teknologi jadi berlomba-lomba mengembangkan teknologinya sesuai konsep IoT.

Lalu, di tahun 2000, brand ternama LG mengumumkan rencananya untuk membuat dan merilis teknologi IoT yaitu lemari pintar. Lemari pintar ini mampu menentukan apakah ada stok makanan yang perlu diisi ulang dalam lemarinya.

Kemudian, di tahun 2003, FRID yang sebelumnya telah disebutkan, mulai ditempatkan pada posisi penting dalam masa pengembangan teknologi di Amerika, melalui Program Savi. Pada tahun yang sama pula, perusahaan ritel raksasa Walmart mulai menyebarkan RFID di semua cabang tokonya yang tersedia di berbagai belahan dunia.

IoT kembali terkenal di tahun 2005, yaitu pada saat media-media ternama semacam The Guardian dan Boston Globe mulai mengutip banyak sekali dari artikel ilmiah dan proses pengembangan IoT. Hingga tahun 2008, berbagai macam perusahaan setuju untuk meluncurkan IPSO untuk memasarkan penggunaan IP dalam jaringan bagi “Smart Object” yang juga bertujuan mengaktifkan IoT itu sendiri.

5.      Macam – macam bidang penerapan Internet of Things
a.       Pertanian
b.      Energi
c.       Lingkungan
d.      Otomatisasi Rumah
e.       Medik dan Kesehatan
f.        Transportasi

B.     Kualitas Udara

Udara adalah campuran gas yang ada pada permukaan bumi dan mengelilingi bumi. Udara terdiri dari campuran berbagai macam gas, diantaranya nitrogen 78%, oksigen 20%, Argon 0,93%, dan Karbon dioksida 0,03%, lalu sisanya berupa gas-gas lain. Sedangkan uap air yang terdapat dalam udara berasal dari penguapan air laut, sungai, dan lain-lain.

Dalam hal ini, gas yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup salah satunya yaitu Oksigen. Oksigen yang terdapat pada udara dihasilkan dari fotosintesis tumbuhan yang mengolah Karbon dioksida menjadi oksigen. Ketinggian permukaan bumi tentunya akan mempengaruhi keadaan udara, semakin tinggi permukaan dan semakin dekat dengan lapisan troposfer maka udara akan semakin berkurang. Lalu pada udara ada juga yang di sebut dengan lapisan ozon, yang fungsinya untuk melindungi makhluk hidup dari sinar ultraviolet.

Kualitas udara adalah index seberapa bersih atau terpolusi udara yang kita hirup dan apakah ada gangguan dari udara yang kita hirup.


BAB III
METODOLOGI PENYUSUNAN LAPORAN

Penyusunan laporan dilakukan dalam beberapa tahapan. Berikut adalah tahapan – tahapan dalam penyusunan laporan :

1.      Analisis dan pengumpulan data
 
a.       Studi literatur
Pada tahap studi literatur, penulis mengumpulkan dan mempelajari tentang Internet of Things kualitas udara dari beberapa sumber melalui media internet.

b.      Diskusi
Diskusi dilakukan leh penulis dengan tujuan memperoleh materi tambahan dari sumber yang dianggap lebih faham tentang Internet of Things kualitas Udara.
2.      Penyusunan laporan
Laporan berisi tentang hasil analisis yang dilakukan oleh penulis melalui beberapa sumber dari media internet. Rancangan susunan laporan adalah sebagai berikut :

a.       Tema, Judul atau Topik
b.      Latar Belakang Masalah
Bagian ini pada umumnya berisi tentang dskripsi dan kedudukan masalah yang akan dikaji atau diteliti dan berisi alas an penulis meneliti malasah tersebut didukung dengan fakta atau argument yang terkait. Berdasarkan paparan tersebut, mengapa masalah tersebut penting dikaji atau diteliti.

Latar belakang masalah pada intinya merupakan bagian yang mengungkapkan masalah yang membuat penulis gelisah dan resah jika masalah tersebut tidak diteliti atau dikaji. Penyajiannya biasa mengungkap ketimpangan atantara teori dengan realita yang terjadi atau aturan dengan pengunnannya yang mengalam masalah.

c.       Tujuan penelitian
Tujuan dan mamfaat penelitan ini untuk memberikan informasi kepada pembaca tentang penting dan maanfaat yang biasa diperoleh dari penelitian ini.

d.      Studi literatur
Studi literatur adalah serangkaian kegiatan yang berkenaan dengan metode pengumpulan data pustaka, membaca dan mencatat, serta mengelolah bahan penelitian.

e.       Metode Penyusunan laporan
Biasanya dalam bagian ini berisi tentang prosedur dan sistematis penyusunan laoran.

f.        Hasil laporan
Berisi tentang hasil dari analisis yang dilakukan oleh penulis.

g.      Kesimpulan
Kesimpulan berisi tentang rincian singkat dari paparan yang disampaikan oleh penulis dalam makalah/ laporan yang disusun.

 
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
 
Sistem pemantauan kualitas udara melalui internet memberikan penyajian informasi mengenai kualitas udara di dalam maupun di luar ruangan di manapun, dan kapan pun. Senyawa gas polutan seperti NOx, CH4, NH3, CO, CO2, alkohol, dan benzena dapat berdampak buruk terhadap kesehatan apabila melampaui batas normal dan kurang diperhatikan. Sumber dan dampak pencemaran udara dapat menyebabkan masalah kesehatan sehingga menimbulkan kekhawatiran. Salah satu upaya penanggulangan pencemaran udara adalah dengan cara mengukur kualitas udara untuk mengategorikan kualitas udara. Pembangunan sistem ini bertujuan untuk mengukur dan memantau kualitas udara.

Dalam laporan ini penulis menguraikan IoT kualitas udara menggunakan teknologi Wireless Sensor Network (WSN). Berikut adalah arsitektur dan komponen yang digunakan dalam WSN.

Arsitektur WSN 
 

Komponen WSN
 
Gambar diatas menjelaskan bahwa system monitoring ini dibangun dengan sebuah node sensor yang juga berfungsi sebagai gateway dan empat buah node sensor. Masing-masing node memonitor kondisi udara disekitarnya. Hasil monitoring ini dikirimkan ke base station controller melalui gateway. Pengukuran kualitas udara dikerjakan oleh komponen pada aras terbawah, yaitu node sensor. Beberapa node dipasang secara menyebar dan membentuk suatu path (jalur). Setiap node sensor mempunyai kemampuan mengakusisi data, perhitungan dan komunikasi dalam jaringan. Node ini mengirimkan data melalui suatu path hingga mencapai gateway. Dalam hal ini gateway berfungsi seperti datalogger.

Dalam WSN ini digunakan mikrokontroler JN5139 sebagai pengendali pada node sensor. JN5139 adalah mikrokontroler berdaya rendah dan sudah dipadukan dengan aplikasi IEEE802.15.4 dan ZigBee, sehingga dikenal sebagai mikrokontroler nirkabel. Piranti ini sudah terintegrasi dengan sebuah prosesor RISC 32-bit, transceiver 2,4 GHz IEEE802.15.4, ROM sebesar 192 kB, RAM 96 kB, dan periferal analog dan digital. Diagram kotak mikrokontroler nirkabel . Node sensor (board sensor) merupakan sebuah board yang bertugas sebagai node pada sistem WSN. Di dalam suatu board sensor terdapat lima komponen utama yaitu:
 
 
Kontroler berfungsi memperoleh data yang relevan dan berkemampuan untuk mengeksekusi kode-kode program. Memori digunakan untuk menyimpan program dan data intermediate yang nantinya akan dikirimkan ke controller board. Sensor dan aktuator merupakan antarmuka terhadap parameter-parameter fisik lingkungan. Perangkat komunikasi digunakan sebagai peralatan jaringan untuk mengirimkan dan menerima informasi melalui kanal nirkabel. Catudaya sebagai penyimpan energi untuk mengaktifkan semua komponen dalam board.

Pada mikrokontroler JN5139, sebagai antar-muka antara sensor dan CPU digunakan ADC 12-bit berjumlah empat buah. Rentang nilai masukan yang diijinkan pada mikrokontroler JN5130 adalah tegangan 0-2,3 volt sesuai dengan kemampuan ADC.

Sensor CO ini menggunakan sel solid state untuk mengkompensasi suhu sehingga dihasilkan ketepatan pengukuran, kestabilan dan sensitifitas. Sensor CO di satu daya dengan tegangan 24 V AC/DC. Dari pembuatnya sensor ini sudah terkalibrasi dan disediakan 3 pilihan sinyal keluaran yaitu 0-5V atau 0-10V dan 4-20mA. Sensor ini juga menyediakan 3 jangkauan pengukuran yaitu 0-100 ppm, 0-200 ppm dan 0-400 ppm.

 
Dengan spesifikasi tersebut di atas, maka diperlukan antarmuka atau pengkondisi sinyal, agar keluaran sensor ini dapat diterima oleh sensor board. Masukan yang diijinkan oleh ADC dari sensor board adalah tegangan 0-2,3 volt DC.

Keluaran sensor CO dapat dipilih dalam 3 mode yaitu arus 4-20 mA, tegangan 0-5 V dan tegangan 0-10 V. Keluaran ini memiliki offset nol sama dengan 30 ppm yaitu konversi dari mulainya dasar sinyal (signal base) yaitu 0,5 V dan 4,3 mA.

Sensor CO2 yang akan digunakan adalah TPDS/EE85 produksi Titans, ditunjukkan pada gambar 8 Sensor ini mengukur CO2 berdasarkan prinsip infrared dan sensor ini menggabungkan proses auto kalibrasi yang menjamin kestabilan dan kehandalan. Sensor ini mampu mengukur kadar CO2 hingga 2000 ppm dengan sinyal keluaran 0-10V.

Grafik keluaran sensor CO vs ppm

Sensor CO2
 
Seperti halnya pada sensor CO, keluaran sensor CO2 juga memerlukan antarmuka untuk mengkondisi sinyal keluarannya menjadi tegangan 0-2,3 volt DC. Fitur sensor CO2 :
1.      Catudaya 24 V AC/DC
2.      Dual source infra red technology
3.      Output 0-10 V
4.      Range pengukuran CO2 : 0-2000 ppm
 
Agar berkerja sesuai fungsinya, masingmasing node diprogram sendiri-sendiri. Disini ada dua program yaitu coordinator dan end-device. Program dibuat menggunakan Code::Blocks, yatu IDE sumber bebas dalam bahasa pemograman C/C++. Masing-masing program dikompile sehingga dihasilkan suatu file biner yang akan didownload ke EEPROM di board target.
Base Station Controler (BSC) berfungsi mengambil data hasil pengukuran dari gateway. BSC dibangun dari sebuah komputer yang memiliki port USB. Agar dapat menjalankan fungsinya sebagai pengambil data, penampil data (data visualitation) dan perekam data, maka komputer ini dilengkapi dengan suatu perangkat lunak (program) spesifik. Program ini dibuat menggunakan visual basic, dan sarana penyimpanan data menggunakan Ms access. 

BAB V
PENUTUP
 
A.    Kesimpulan

1.      Teknologi Wireless Sensor Network dapat digunakan untuk mengimplementasikan suatu system monitoring kualitas Udara.
2.      Sistem monitoring yang dapat direalisasikan pada kegiatan ini terdiri atas satu node gateway, 4 node sensor, dan satu Base Station Controller.
3.      Parameter udara yang dapat diukur dari sistem ini adalah kadar CO [ppm], CO2 [ppm], suhu [o Celcius] dan kelembaban udara relatif [%].
4.      Penguasaan dan alih teknologi WSN harus dilakukan secara kontinyu, memerlukan waktu yang cukup lama dan tidak hanya sebatas umur kegiatan penelitian

B.     Saran

Dalam pembuatan IoT kualitas udara diperlukan berbagai piranti yang menunjang system yang baik. Perlu adanya perkembangan pada algoritma agar dapat menghemat penggunaan catudaya (baterai dan aki).


 
DAFTAR PUSTAKA

http://milissehat.web.id/?p=2796
kebersihannya.html
udara-menggunakan-teknologi-wireless-s

Komentar