PERANCANGAN DAN PENERAPAN SISTEM MONITORING TINGKAT PENCEMARAN UDARA DENGAN KOMUNIKASI SMS MENGGUNAKAN MODEM GSM LAPORAN TUGAS AKHIR.

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN PENERAPAN SISTEM MONITORING TINGKAT PENCEMARAN UDARA DENGAN KOMUNIKASI SMS MENGGUNAKAN MODEM GSM LAPORAN TUGAS AKHIR Oleh Faldi Rasis Purnomo Aldi Setyawan Kelas/Kelompok 07PAH/015 Universitas Bina Nusantara Jakarta 2013

2 PERANCANGAN DAN PENERAPAN SISTEM MONITORING TINGKAT PENCEMARAN UDARA DENGAN KOMUNIKASI SMS MENGGUNAKAN MODEM GSM SKRIPSI diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada Jurusan Sistem Komputer Jenjang Pendidikan Strata-1 Oleh Faldi Rasis Purnomo Aldi Setyawan Kelas/Kelompok 07PAH/015 Universitas Bina Nusantara Jakarta 2013

3 DAFTAR ISI Halaman Judul Luar.. i Halaman Judul Dalam ii Halaman Persetujuan Pembimbing.... iii Halaman Pernyataan Dewan Penguji. iv Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi Laporan Tugas Akhir... v Abstrak.. vi Kata Pengantar.. vii Daftar Isi..... x Daftar Tabel.. xv Daftar Gambar... xvi Daftar Lampiran. xx BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Ruang Lingkup Tujuan dan Manfaat Tujuan Manfaat Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan 4 BAB 2 LANDASAN TEORI Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Indeks Standar Pencemaran Udara (ISPU).. 6

4 2.1.2 Emission Analyzer Sensor Gas MQ MQ MQ Mikrokontroler AVR Fitur ATmega Arsitektur ATmega Susunan pin ATmega Modem GSM AT - Command Short Message Service (SMS) Database Microsoft Office Access 21 BAB 3 METODE PENELITIAN Gambaran Umum Sistem Perancangan Perangkat Keras Blok diagram Pemilihan perangkat keras Modul Mikrokontroler Modul Sensor Gas Display 7-Segment Modul LCD Display Modem Serial dan USB 32

5 Level ConverterRS-232 Eksternal Power Supply Perancangan Perangkat Lunak Diagram Alir Diagram Alir Program Utama Diagram Alir Ubah Alamat Tulis Modul Sensor Gas dan tampilkan melalui I2C ke display 7-Segment Diagram Alir Komunikasi data serial Diagram Alir Kirim Data SMS dengan AT-Command Diagram Alir Terima Data SMS aplikasi dari program C# Perancangan Perangkat Lunak Rancang Bangun Rancang bangun sketsa tampak dasar dan bawah Rancang bangun sketsa penutup layer atas Rancang bangun alat keseluruhan Tampilan alat rancangan keseluruhan 46 BAB 4 ANALISIS PENELITIAN Spesifikasi Sistem Modul Mikrokontroler Modul Sensor Gas Modul Display 7-Segment Modem GSM Serial dan USB. 48

6 4.1.5 Modul Display LCD Daftar Komponen dan Modul Blok Design Komponen Implementasi Prosedur Pemasangan Modul Mikrokontroler AVR Modul Sensor Gas Modul Display 7-Segment Modul LCD Display Saklar Power Supply (Aki/Switch Generator) dan Modem Port Serial Untuk Komunikasi Mikrokontroler dengan Modem GSM Prosedur Pengoperasian Tahapan Pengujian Pengujian Modul AVR untuk Baca Sensor dengan display LCD Pengujian tampilan LCD untuk menunjukan kualitas udara Pengujian kirim terima SMS dengan komunikasi serial Pengujian Modem GSM kirim terima data SMS dengan hyperterminal Pengujian kirim data SMSdengan Mikrokontroller melalui modem GSM Pengujian kirim data SMS hasil baca sensor. 69

7 Pengujian penerima data SMS dengan aplikasi dan database Pengujian Sensor Inisialisasi Sensor Kalibrasi Sensor Kalibrasi Modul Sensor CO dengan memberikan nilai batas bawah pada EEPROM modul lewat UART Kalibrasi Modul Sensor Air Quality (NO, CO2, Asap) memberikan nilai batas bawah pada EEPROM modul lewat UART Pengujian Setelah Kalibrasi di Ruang terbuka dan tertutup Uji Coba Alat Setelah Kalibrasi dengan Alat Bengkel Penerapan dengan uji coba di lapangan Evaluasi. 91 BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran.. 93 DAFTAR PUSTAKA.xvi RIWAYAT HIDUP... xvii LAMPIRAN LAMPIRAN.. ix

8 Daftar Tabel Tabel 2.0 Rentang Indeks Standar Pencemar Udara Tabel 2.1 Deskripsi Pin ATMega Tabel 2.2 AT - Command.. 20 Tabel 4.0 Daftar Komponen dan Modul 50 Tabel 4.1 Alokasi port Tabel 4.2 Baca sensor dengan display LCD. 54 Tabel 4.3 Pengecekan alat di ruang terbuka sebelum kalibrasi. 61 Tabel 4.4 Pengecekan alat di ruang tertutup sebelum kalibrasi 73 Tabel 4.5 Tabel Perbandingan hasil deteksi alat rancangan sebelum kalibrasi dengan Emission Analyzer.. 78 Tabel 4.6 Nilai Stabil Alat Rancangan 80 Tabel 4.7 Nilai Stabil Alat bengkel. 80 Tabel 4.8 Nilai Stabil Alat Rancangan 82 Tabel 4.9 Nilai Stabil Alat bengkel.. 82 Tabel 4.10 Pengujian sensor di ruang terbuka setelah kalibrasi. 84 Tabel 4.11 Pengujian di ruang tertutup alat rancangan setelah kalibrasi Tabel 4.12 Hasil perbandingan alat dengan alat bengkel setelah kalibrasi. 86 Tabel 4.13 Hasi uji coba lapangan Tabel 4.14 Hasil uji coba ketiga.. 89

9 Daftar Gambar Gambar 2.0 Papan ISPU Gambar 2.1 Gas/Emission Analyzer. 9 Gambar 2.2 Sensor MQ Gambar 2.3 Sensor MQ Gambar 2.4 Sensor MQ Gambar 2.5 General Purpose Register.. 14 Gambar 2.6 Susunan Pin ATMega Gambar 2.7 Modem GSM Fastrack M1306B 18 Gambar 3.0 Diagram Blok Sistem.. 23 Gambar 3.1 Skema Rangkaian Modul Mikrokontroller 25 Gambar 3.2 Tata Letak Modul Mikrokontroler.. 26 Gambar 3.3 Modul sensor gas. 27 Gambar 3.4 Urutan Tulis melalui I2C. 29 Gambar 3.5 Urutan Baca Melalui I2C Modul Sensor Gas 30 Gambar 3.6 Skema Rangkaian Modul BCD 7-Segments. 31 Gambar 3.7 Skema Rangkaian Modul LCD. 32 Gambar 3.8 Modem Wavecom Fastrack 1306B Serial dan USB. 33 Gambar 3.9 Skema rangkaian Level Converter RS-232 Eksternal.. 33 Gambar 3.10 Switching Regulator dan Batterai Aki.. 34 Gambar 3.11 Diagram Alir Program Utama Gambar 3.12 Diagram Alir Ubah Alamat Tulis Lewat UART Modul Sensor Gas dan tampilkan melalui I2C ke display 7-Segment Gambar 3.13 Diagram Alir kirim data SMS dengan AT Command.. 39

10 Gambar 3.14 Diagram Alir terima data SMS dengan Aplikasi menggunakan C#.. 40 Gambar 3.15 Setting Port dan Baud Rate untuk memulai aplikasi Gambar 3.16 Tampilan Aplikasi C# untuk terima SMS 42 Gambar 3.17 Sketsa rancangan tampak bawah.. 42 Gambar 3.18 Sketsa penutup tampilan alat. 44 Gambar 3.19 Sketsa tampilan alat.. 44 Gambar 3.20 Sketsa penutup tampilan alat.. 45 Gambar 3.21 Sketsa tampilan alat. 45 Gambar 3.22 Tampilan alat rancangan keseluruhan. 46 Gambar 4.0 Blok Desain Komponen.. 54 Gambar 4.1 Port yang ada di Modul AVR. 55 Gambar 4.2 Fungsi Port dari modul AVR.. 55 Gambar 4.3 Port AVR terhubung dengan Modul sensor Gambar 4.4 Port AVR yang terhubung dengan Modul 7-Segment 57 Gambar 4.5 Port yang dicascade antar modul 7-segment 57 Gambar 4.6 Port AVR terhubung dengan display LCD.. 58 Gambar 4.7 Contoh tampilan LCD.. 58 Gambar 4.8 Saklar Power Supply 59 Gambar 4.9 Port Serial mikrokontroller dan Modem GSM.. 59 Gambar 4.10 Hasil Pengujian ubah alamat 0xE2 dengan display LCD. 61 Gambar 4.11 Hasil Pengujian ubah alamat 0xE0 dan 0xE4 paralel dengan display LCD.. 62 Gambar 4.12 Hasil Uji Coba menampilkan hasil sensor di 7-Segment Display serta LCD display untuk menampilkan status kualitas udara

11 pengujian sensor dengan korek gas. 63 Gambar 4.13 Hasil Pengujian display LCD menampilkan status kualitas udara pengujian sensor dengan korek gas Gambar 4.14 Tampilan hyperterminal untuk pemilihan Port yang terhubung dengan Modem GSM Gambar 4.15 Tampilan hyperterminal untuk mengatur baudrate dengan Modem GSM. 65 Gambar 4.16 Tampilan hyperterminal untuk kirim terima SMS Gambar 4.17 Tampilan hyperterminal untuk terima SMS. 66 Gambar 4.18 Tampilan hyperterminal untuk cek pulsa.. 67 Gambar 4.19 Tampilan hyperterminal untuk kirim dan terima SMS. 69 Gambar 4.20 Tampilan handphone terima SMS dari hyperterminal Gambar 4.21 Program untuk uji coba kirim SMS ke handphone dari AVR.. 68 Gambar 4.22 Tampilan handphone hasil dari pengiriman data SMS dengan mikrokontroler melalui Modem GSM 69 Gambar 4.23 Program untuk kirim data SMS hasil baca sensor ke handphone.. 69 Gambar 4.24 Lanjutan program untuk kirim data SMS dari mikrokontroler hasil baca sensor ke handphone. 70 Gambar 4.25 Tampilan handphone hasil dari pengiriman SMS dari hasil baca sensor Gambar 4.26 Tampilan aplikasi C# Gambar 4.27 Contoh tampilan database Ms Acces.. 71 Gambar 4.28 Grafik waktu inisialisasi sensor sampai menjadi stabil 72 Gambar 4.29 Pengecekkan alat di ruang terbuka. 73

12 Gambar 4.30 Pengecekkan alat di ruang terbuka(2) Gambar 4.31 Pengecekkan alat di ruang tertutup sebelum kalibrasi Gambar 4.32 Lokasi Bengkel GBT Laras Imbang Srengseng Jl. Meruya Ilir No. 43 Srengseng Gambar 4.33 Pengukuran emisi gas mobil Honda Jazz dengan alat rancangan. 77 Gambar 4.34 Pengukuran emisi gas mobil Honda Jazz dengan alat rancangan dan alat Emission Analyzer milik bengkel. 77 Gambar 4.35 Pengukuran emisi gas mobil Honda Jazz dengan alat rancangan Gambar 4.36 Pengukuran emisi mobil Honda Jazz dengan Emission Analyzer Gambar 4.37 Contoh grafik batas bawah dan batas atas dari sensor gas. 79 Gambar 4.38 Program baca batas bawah modul sensor CO 81 Gambar 4.39 Grafik batas bawah sensor CO 81 Gambar 4.40 Program tulis batas bawah modul sensor CO. 81 Gambar 4.41 Program baca batas bawah modul sensor Air Quality (NOx, CO 2, asap).. 82 Gambar 4.42 Grafik batas bawah sensor NOx, CO2, asap (Air Qualitiy) 83 Gambar 4.43 Program tulis batas bawah ke modul sensor Air Quality(NOx, CO2, Asap).. 83 Gambar 4.44 Pengujian sensor di ruang terbuka setelah kalibrasi 84 Gambar 4.45 Pengujian sensor di ruang tertutup setelah kalibrasi Gambar 4.46 Hasil perbandingan alat dengan alat bengkel setelah kalibrasi 86 Gambar 4.47 Uji coba lapangan di Jl. Kebon Jeruk Raya No. 27. Jakarta Barat Gambar 4.48 Uji coba lapangan(2) di Jl. Kebon jeruk raya no. 8 (pertigaan Sevel)..88

13 Gambar 4.49 Uji coba lapangan(3) di Jl. K.H Syahdan No.22 Kemanggisan (Sebelah kanan Binus Center depan Mushola).. 89

14 Daftar Lampiran LAMPIRAN A TABEL PERCOBAAN ALAT DENGAN ALAT BENGKEL DAN UJI COBA DILAPANGAN... LA - 1 LAMPIRAN B LISTING PROGRAM UBAH ALAMAT MELALUI UART TTL.. LB 1 Uart.c.. LC - 2 Delay.h... LC - 3 Mega8535.h... LC - 4 Stdio.h.... LC - 5 LAMPIRAN C LISTING PROGRAM BACA I2C PARALEL DARI SENSOR KE AVR DAN TAMPILKAN KE LCD UNTUK UJI READ/WRITE SENSOR LEWAT I2C SECARA PARALEL LCD_I2C.C.LC - 2 LCD.h LC - 3 delay.h LC - 4 I2C.h. LC - 4 Mega8535.h...LC - 5 LAMPIRAN D LISTING PROGRAM UTAMA BACA I2C DARI SENSOR KE AVR DAN TAMPILKAN KE 7-SEGMENT.LD 1 I2C_7-Segment.c..LD - 2 delay.h..ld - 6 I2C.h. LD - 6

15 mega8535.h..ld - 6 LAMPIRAN E LISTING PROGRAM AT- COMMAND UNTUK TEST KIRIM SMS.. LE - 1 LAMPIRAN F LISTING PROGRAM UNTUK AVR MENAMPILKAN HASIL DETEKSI SENSOR DAN KUALITAS UDARA KEMUDIAN KIRIM DATA SMS. LF 1 Main.C.. LF 1 LAMPIRAN G LISTING PROGRAM C# UNTUK APLIKASI BACA SMS DAN SIMPAN DATABASE KE MS-ACCES... LG 1 Filecms.cs.. LG - 2 FileclsSMS.cs. LG - 8 LAMPIRAN H LISTING PROGRAM KIRIM SMS FORMAT SMS / DATA MENYESUAIKAN DENGAN TAMPILAN APLIKASI DATABASE LH 1 Main.c... LH 2

16 Kata Pengantar Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh Puji syukur Alhamdulillah bagi Allah SWT karena atas Rahmat, Taufiq, Hidayah dan Inayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul PERANCANGAN DAN PENERAPN SISTEM MONITORING TINGKAT PENCEMARAN UDARA DENGAN KOMUNIKASI SMS MENGGUNAKAN MODEM GSM. Skripsi ini disusun dalam rangka memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Teknik, Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara. Melalui kesempatan yang sangat berharga ini penulis untuk itu iringan doa dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi ini, oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Ayah Ibu tercinta, motivator terbesar dalam hidupku yang tak pernah jemu mendoakan dan menyayangiku, atas semua pengorbanan dan kesabaran mengantarku sampai kini. Tak pernah cukupku membalas cinta ayah Ibu padaku. 2. Bapak Wiedjaja Atmadja, S.Kom, M.Kom selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya yang berharga serta memberikan banyak kritik, ide, saran, arahan, dorongan, dan bimbingan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Ir. Lukas Tanutama, MM selaku CCC peminatan Network and Communication yang telah banyak memberikan pelajaran dalam bidan Jaringan dan Telekomunikasi serta dukungan kepada penulis

17 4. Bapak Endra Oey S.Kom, M.T. selaku Head Of Computer Engineering Department Bina Nusantara University yang telah memberikan banyak petunjuk dan motivasi 5. Bapak Jimmy Linggarjati, S.Kom, M.Sc. selaku Deputy Head Of Computer Engineering Department Bina Nusantara University yang telah memberikan banyak masukan dalam penyusunan proposal skripsi 6. Seluruh Bapak Ibu Dosen yang tidak dapat disebutkan satu persatu di Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Bina Nusantara, yang senantiasa memberikan ilmu yang bermanfaat membimbing dan memberikan pengarahan selama perkulihan, 7. Seluruh Assisten Computer Engineering Laboratory 8. Semua Staf Fakultas Teknik, Jurusan Sistem Komputer, Bina Nusantara University yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah menjadi rekan penulis selama penulis melakukan masa pendidikan di Universitas Bina Nusantara. 9. Pak Paulus Wijaya Citra dan staff selaku pembimbing teknik di Hertz Electrionics Institute yang telah membantu dan menyediakan tempat dalam perancangan dan pembuatan skripsi. 10. Semua teman-teman Sistem Komputer angkatan 2009 kelas PAH dan PBH baik yang sudah keluar maupun yang masih aktif kuliah senantiasa membantu dan mendukung dalam mengerjakan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan untuk penyempurnaan skripsi. Melalui prakata ini penulis meminta maaf

18 dan memohon pemakluman bilamana isi skripsi ini ada kekurangan dan ada tulisan yang kami buat kurang tepat atau menyinggung perasaan pembaca Semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan menambah hasanah ilmu pengetahuan bagi penulis khusunya dan bagi pembaca pada umumnya Dengan ini penulis mempersembahkan skripsi ini dengan penuh rasa terima kasih dan semoga Alloh SWT memberkahi makalah ini sehingga dapat memberikan manfaat Amin. Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh Jakarta, 1 Maret 2013 Penulis