BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teknologi dalam bidang elektronika dan instrumentasi identik dengan pengukuran maupun pengendalian pada suatu plant. Sistem akusisi data untuk mendapatkan suatu nilai data, merekam serta menampilkan kembali data tersebut akan saling terkait dengan pengimplementasian sistem kendali. Baik terkait secara langsung maupun tidak langsung. Sistem kendali dapat diimplementasikan pada segala bidang kehidupan. Dalam perkembangan teknologi yang semakin pesat ini, sangat diperlukan sebagai suatu sarana untuk memantau dan mengendalikan keadaan sekitar, sehingga dapat diketahui secara pasti keadaan sekitar yang sedang dipantau tanpa harus berada di tempat tersebut. Berdasarkan penelitian dari US Environmental Protection Agency yang dikutip dari kualitas udara dalam ruang yang buruk dapat mempengaruhi kesehatan dan kenyaman dengan menyebabkan gangguan alergi dan asma, sakit kepala, lemas dan banyak gangguan kesehatan lainnya lagi. Beberapa penyebab kualitas udara dalam ruang yang buruk di sekolah maupun rumah adalah bau tidak sedap, dan pencemar lainnya, paparan kimiawi dan pemicu asma seperti debu, jamur dan gas buangan kendaraan bermotor. Timbulnya bau tidak sedap, debu, jamur dan gas buangan kendaraan bermotor, disebabkan oleh sirkulasi udara yang buruk serta suhu dan kelembaban dalam ruangan yang tinggi. Sehingga menyebabkan panas dan lembab yang dapat memancing pertumbuhan jamur di sekitar ruangan. Panas dan lembab pada suatu ruangan dapat merusak perabotan rumah tangga dan alat elektronik. Hal tersebut selain dapat menyebabkan kerusakan pada alat elektronik, juga menyebabkan konsleting yang dapat memancing percikan api. Percikan api tersebut dapat menyebabkan kebakaran. Untuk mengantisipasi kebakaran, diperlukan Alat Pemadam Api Ringan (APAR). Namun seringkali, kepedulian terhadap pencegahan kebakaran sangat kecil sekali. Sehingga ketersediaan alat pemadam api (APAR) seperti fire extinguisher maupun 1

2 2 hydrant sangat jarang dijumpai di sekitar rumah. Hal tersebut merupakan suatu kelalaian yang dapat menyebabkan sulitnya pemadaman api saat terjadinya kebakaran. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem yang dapat memantau serta mengendalikan kondisi udara dalam ruangan yang dapat mengatur suhu, kelembaban, dan membuang gas beracun seperti carbon monoxide (CO) serta dapat melakukan pemadaman api secara otomatis saat terjadi kebakaran. Sehingga kebakaran dapat ditangani secara cepat serta kondisi udara dan sirkulasi dalam ruangan dapat terjaga dengan baik dan ruangan pun terbebas dari bau tidak sedap, jamur, gas carbon monoxide (CO) dan terhindar dari kerusakan barang elektronik yang dapat menyebabkan konsleting dan kebakaran. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan permasalahan, yaitu: 1. Bagaimana membuat sistem pemantauan dan kendali suhu, kelembaban, dan polusi udara dalam suatu ruangan. 2. Bagaimana membuat sistem pemadam api otomatis dalam suatu ruangan. 1.3 Batasan Masalah Permasalahan yang ada pada penelitian ini dibatasi oleh hal-hal berikut ini: 1. Sistem pemantauan dan kendali ini menggunakan mikrokontroler ATMega 328 yang menggunakan framework Arduino. 2. Sensor untuk mendeteksi suhu dan kelembaban adalah DHT Sensor untuk mendeteksi konsentrasi gas carbon monoxide (CO) adalah TGS Sensor untuk mendeteksi keberadaan api adalah phototransistor. 5. Sensor untuk mendeteksi tekanan tabung APAR adalah MPX5700AP. 6. Sistem kendali suhu, kelembaban dan polusi udara menggunakan kendali logika fuzzy. 7. Kendali logika fuzzy dibuat menggunakan Fuzzy Interference System Toolbox yang terdapat pada MatLab.

3 3 8. Sistem pemadam api otomatis menggunakan Alat Pemadam Api Ringan (APAR) berisi hallon free dengan mengendalikan solenoid valve pada setiap selang. 9. Sistem terdiri dari 2 end devices dan 1 coordinator dengan jaringan komunikasi menggunakan topologi star dengan protokol broadcast. 10. Sistem komunikasi tidak menggunakan data encryption sebagai pengamanan jalur komunikasi. 11. Sistem kendali dan sistem pemantauan bekerja secara independent, yaitu pemadam api otomatis serta kendali suhu dan kelembaban dapat bekerja tanpa harus terhubung dengan coordinator/pc. 12. Sistem diimplementasikan pada miniatur ruangan dengan dimensi 25 cm (P) x 25 cm (L) x 25 cm (T). 13. Kendali suhu menggunakan peltier untuk mendinginkan dan kipas motor DC untuk meniupkan udara dingin yang dihasilkan oleh peltier. 14. Kendali kelembaban menggunakan exhaust kipas motor DC untuk meniupkan udara dari dalam miniatur ruangan, keluar miniatur ruangan. 15. Pada sistem ini menggunakan media penyimpanan eksternal berupa harddrive pada PC. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah: 1. Membuat suatu sistem yang dapat berfungsi sebagai sistem pemantauan dan kendali kondisi udara serta sistem pemadam api otomatis pada suatu ruangan. 2. Mengimplementasikan sistem jaringan sensor dalam suatu sistem pemantauan dan kendali. 3. Mengimplementasikan logika fuzzy pada suatu sistem kendali. 4. Mengimplementasikan penggunaan LabVIEW sebagai media interface dan media penyimpanan eksternal sebagai media penyimpan data.

4 4 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang bisa diperoleh dari penelitian ini, yaitu: 1. Dapat menjadi media penelitian dan pembelajaran mengenai sistem jaringan sensor dan firmata. 2. Dapat diperoleh suatu sistem pemantau dan pengendali kondisi udara dalam suatu ruangan. 3. Dapat diimplementasikan pada rumah-rumah yang tidak ataupun jarang terdapat fire extinguisher maupun hydrant. 4. Dapat dikembangan untuk segala bidang, khususnya bidang industri. 1.6 Metodologi Penelitian 1. Metode-metode yang digunakan dalam melakukan penelitian ini adalah: Menentukan topik yang akan diangkat dengan mencari dan mengamati beberapa kekurangan dan kelemahan. Pada tahap pertama ini juga melakuan pembelajaran untuk melakukan pemilihan komponen maupun modul elektronik yang nantinya akan digunakan, sehingga dapat digunakan sesuai perancangan pada penelitian nantinya. 2. Melakukan kajian dan pembelajaran lebih lanjut tentang sistem yang dibahas pada penelitian ini dengan metode: a) Studi Literatur, yaitu mempelajari artikel, makalah, jurnal online, karya tulis, serta buku-buku yang terkait sistem sensing dan teknologi yang mendukung sistem tersebut, baik dari kendali fuzzy dan komunikasi XBee. b) Konsultasi dengan dosen pembimbing mengenai rancangan sistem dan inovasi-inovasi yang bisa diterapkan pada sistem yang akan dibuat. 3. Membuat perancangan sistem dan implementasinya yang terdiri dari dua bagian, yaitu: a) Perangkat Keras (Hardware) Membuat desain rangkaian sensor TGS 2600 dan sensor MPX5700AP dengan menggunakan software Eagle 6.4, melakukan analisa pada sistem Arduino Board serta XBee series 1 yang akan digunakan pada pengimplementasian sistem.

5 5 b) Perangkat Lunak (Software) Software yang akan dibuat yaitu program yang terdiri dari program baca sensor, program perhitungan polusi udara, program perhitungan paparan inframerah, program kendali logika fuzzy dan program komunikasi data melalui XBee. Software yang digunakan sebagai compiler yaitu Arduino IDE 1.0 dan LabView 2010 SP Langkah selanjutnya adalah implementasi dan pengujian terhadap sistem yang telah dibuat yaitu dengan cara uji pengukuran temperatur dan kelembaban, pengukuran polusi udara, pengukuran paparan inframerah, dan pengukuran tekanan tabung pemadam. Selain itu juga dilakukan kendali kondisi ruangan, pengiriman data dair end devices ke coordinator, dan uji respon pemadaman api. 5. Apabila proses pengujian keseluruhan sistem telah memperoleh hasil, maka dapat dilakukan analisis dan pembahasan sehingga dapat diambil kesimpulannya. 1.7 Sistematika Penulisan Secara garis besar laporan penelitian ini terdiri dari tujuh bab, yaitu: BAB I: PENDAHULUAN Bab ini berisi penguraian tentang latar belakang masalah yang dikaji, rumusan masalah, batasan masalah pada penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan laporan penelitian. BAB II: TINJAUAN PUSTAKA Bab ini memaparkan teknologi-teknologi dasar maupun sejenis yang menjadi acuan dilakukannya pengembangan dan inovasi dalam penelitian ini. BAB III: DASAR TEORI Bab ini berisi penjelasan dan dasar teori yang meliputi: pengertian sistem instrumentasi, pengertian sistem kendali, dasar teori sensor-sensor, Arduino UNO, XBee transceiver, solenoid valve, komunikasi dengan LabView.

6 6 BAB IV: ANALISIS DAN RANCANGAN SISTEM Bab ini berisi penjelasan mengenai rancangan dari sistem yang akan dibuat yang meliputi desain modul sistem secara kesuluruhan, skematik rangkaian, blok diagram dan diagram alir dari sistem ini. BAB V: IMPLEMENTASI Bab ini berisi penjelasan tentang implementasi dari rancangan yang meliputi implementasi desain skematik rancangan tiap komponen pembentuk sistem baik secara hardware maupun secara software. BAB VI: HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi pengujian sistem secara keseluruhan, yang meliputi pengecekan hardware, kalibrasi dan pengiriman data hasil deteksi dari sensor dan modul yang digunakan. Pengujian sistem kemudian dibahas dan dianalisis hasil dan kinerjanya. BAB VII: PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan atas penelitian yang telah dilakukan, serta memberikan saran untuk pengembangan sistem lebih lanjut.