REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK DI DANAU TOBA SKRIPSI ATHMANATHAN

Transkripsi

1 REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK DI DANAU TOBA SKRIPSI ATHMANATHAN PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017

2 REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK DI DANAU TOBA SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah ATHMANATHAN PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017

3 ii PERSETUJUAN Judul : REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK DI DANAU TOBA Kategori : SKRIPSI Nama : ATHMANATHAN Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : S1 TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 M. Fadly Syahputra, B.Sc., M.Sc.IT Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc. NIP NIP Diketahui/disetujui oleh Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua, Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc. NIP

4 iii PERNYATAAN REAL-TIME MONITORING UNTUK POLUSI AIR MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK DI DANAU TOBA SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya. Medan, 28 April 2017 Athmanathan

5 iv UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta restu-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Informasi. Pertama, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc.. selaku pembimbing pertama dan Bapak M. Fadly Syahputra, B.Sc., M.Sc.IT selaku pembimbing kedua yang telah meluangkan waktu dan tenaganya untuk membimbing penulis dalam penelitian serta penulisan skripsi ini. Tanpa inspirasi serta motivasi yang diberikan dari kedua pembimbing, tentunya penulis tidak akan dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Seniman S.Kom., M.Kom., sebagai dosen pembanding pertama dan Bapak Ainul Hizriadi, S.Kom., M.Sc sebagai dosen pembanding kedua yang telah memberikan masukan serta kritik yang bermanfaat dalam penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada semua dosen serta pegawai di lingkungan program studi Teknologi Informasi, yang telah membantu serta membimbing penulis selama proses perkuliahan. Penulis tentunya tidak lupa berterima kasih kepada orang tua penulis, yaitu Bapak Selvanathan, Ibu Yeniaty yang telah membesarkan penulis dengan sabar dan penuh kasih sayang, serta doa dari mereka yang selalu menyertai selama ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada adik penulis Sonia Jayanthi dan adik penulis Karunanathan yang selalu memberikan dukungan kepada penulis. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada teman-teman yang telah memberikan dukungan, khususnya Scarlet Legion untuk masa-masa kuliah paling menarik, Tika Hairani, Eric Suwarno, bang Sintong Siregar, bang Reza Taqyudin, Rona, Hamon, Mutiara, Charlie, Grace, Fatimah, Veronica junior terbaik sepanjang masa. M. Iqbal Rizki Siregar, Hasan yang telah banyak membantu dalam pengambilan data ke Danau Toba. Serta teman-teman dari Medan Wolves khususnya Aza, Hakim, Randa, Aldo, Iboi, Indra, Adam.

6 v ABSTRAK Danau Toba merupakan salah satu destinasi wisata paling penting di Indonesia, khususnya di kawasan provinsi Sumatera Utara. Seiring berkembangnya pariwisata di Danau Toba, kemungkinan terjadinya pencemaran lingkungan terutama pencemaran polusi air juga bertambah. Situasi ini membuat perlu adanya sebuah sistem yang dapat memonitor kondisi kualitas air di Danau Toba. Dalam penelitian ini, penulis mengembangkan sebuah metode untuk mengumpulkan data dari polusi air yang terdapat di Danau Toba secara real-time. Metode yang dipakai dalam penelitian ini mempunyai beberapa parameter yang diukur yaitu tingkat oksigen terlarut air, tingkat ph air, tingkat suhu air, tingkat ORP air, tingkat suhu udara dan tingkat kelembaban udara. Sensor ini akan diletakkan di beberapa lokasi di atas permukaan air Danau Toba untuk meningkatkan keakuratan pengukuran. Dan hasil dari penelitian ini sudah menunjukkan bahwa beberapa tempat di Danau Toba dapat dimonitor secara efektif. Kata kunci: sistem real-time, polusi air, Danau Toba, sensor air, wireless sensor network.

7 vi REAL TIME MONITORING SYSTEM FOR WATER POLLUTION IN LAKE TOBA ABSTRACT Lake Toba serves as an important tourism attraction in Indonesia, especially in the region of North Sumatera province. As tourism in Lake Toba develops, the possibility of environmental issues in Lake Toba, mainly water quality, also increases. This condition increases the necessity for a system that can monitor the environment condition, especially the water quality in Lake Toba. In this paper, we propose a design and development to gather and process data about water pollution in Lake Toba in a real-time process. Our proposed design consists of several sensors which record several parameters, such as Dissolved Oxygen Level, ph level, Water Temperature, Air Humidity and Air Temperature. These sensor buoys will be placed on several locations on Lake Toba s surface to increase the effectiveness of measurement, thus improving the measurement result. Finally, the real-time measured values from the sensors will be gathered and processed in one main controller; the experiment result shows that certain area can be monitored effectively. Keywords real-time system; water pollution ; Lake Toba, water sensor device, wireless sensor network.

8 vii DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Ucapan Terima Kasih Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Hal. ii iii iv v vi vii ix x BAB 1 Pendahuluan Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan 5 BAB 2 Landasan Teori Pencemaran Air Sensor Air DS18S20 Probe Analog ph Meter Pro Dissolved Oxygen Sensor Kit Dht11 Air Temperature and Humidity Sensor ORP meter DFrobot Arduino Uno GSM Shield 16

9 viii BAB 3 Analisis dan Perancangan Analisis Sistem Wiring Diagram Alur Pemrograman Perancangan Antarmuka Sistem Sensor Buoy 25 BAB 4 Implementasi dan Pengujian Implementasi Sistem Spesifikasi Perangkat Keras dan Lunak yang Digunakan Implementasi Perancangan Antarmuka Pengujian Sistem Hasil Pengukuran Pertama Hasil Pengukuran Kedua 35 BAB 5 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran 41 Daftar Pustaka 42

10 ix DAFTAR TABEL Hal. Tabel 2.1. Hasil Pengukuran ph dalam minivolt 10 Tabel 2.2. Tabel Penelitian Terdahulu 17 Tabel 3.1. Sensor Class 23 Tabel 3.2. Struktur Database 24 Tabel 4.1. Hasil Pengukuran ph-1 31 Tabel 4.2. Hasil Pengukuran DO-1 33 Tabel 4.3. Hasil Pengukuran ph-2 36 Tabel 4.4. Hasil Pengukuran DO-2 38

11 x DAFTAR GAMBAR Hal. Gambar 2.1. Diagram Blok Sensor DS18S20 (Dallas, 2014). 8 Gambar 2.2. Bentuk Sensor DS18S20 (Dallas, 2014). 9 Gambar 2.3. Skema Pengkabelan ph Meter (D-Robotics, 2010). 11 Gambar 2.4. DO Circuit 12 Gambar 2.5. DO Probe 12 Gambar 2.6. Sensor dht11(d-robotics, 2010). 13 Gambar 2.7. Sensor ORP (DFrobot, 2010). 14 Gambar 2.8. Arduino Uno 15 Gambar 2.9. GSM Shield 16 Gambar 3.1. Arsitektur umum sistem yang diajukan 19 Gambar 3.2. Pendeklarasian variabel untuk sensor DO 20 Gambar 3.3. Pendeklarasian variabel untuk GSM Shield 21 Gambar 3.4. Pendeklarasian variabel untuk ph dan ORP sensor 22 Gambar 3.5. Pendeklarasian variabel untuk DS18S20 sensor 22 Gambar 3.6. Pendeklarasian variabel untuk sensor suhu dan kelembaban udara 23 Gambar 3.7. Rancangan awal tampilan sistem 25 Gambar 3.8. Sensor Buoy 25 Gambar 4.1. Tampilan Data DO 27

12 xi Gambar 4.2. Tampilan Data ph 27 Gambar 4.3. Tampilan Data ORP 28 Gambar 4.4. Tampilan Data Suhu Air 28 Gambar 4.5. Tampilan Data Suhu Udara 29 Gambar 4.6. Tampilan Data Kelembaban Udara 29 Gambar 4.7. Data ph air pengukuran pertama 30 Gambar 4.8. Data DO air pengukuran pertama 32 Gambar 4.9. Data suhu air pengukuran pertama 33 Gambar Data kelembaban udara pengukuran pertama 34 Gambar Data suhu udara pengukuran pertama 34 Gambar Data ph pengukuran kedua 36 Gambar Data DO pengukuran kedua 37 Gambar Data suhu air pengukuran kedua 38 Gambar Data suhu udara pengukuran kedua 39 Gambar Data kelembaban udara pengukuran kedua 39 Gambar Data ORP dari pengukuran kedua 40