proposal perancanga alat pendeteksi asap menggunakan raspberry pi

A. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Udara merupakan faktor terpenting dalam kehidupan, namun dengan
meningkatnya pembangunan kota dan pusat pusat industri, kualitas udara telah
mengalami perubahan. Kondisi pencemaran udara karena asap akan berpengaruh bagi
kesehatan manusia.
Pencemaran udara juga diartikan dengan turunnya kualitas udara, sehingga
udara mengalami penurunan mutu dalam penggunaannya dan akhirnya tidak dapat
dipergunakan lagi sebagai mana mestinya sesuai dengan fungsinya.
Pada peningkatan aktivitas manusia telah memicu masalah pencemaran udara,
sehingga dibutuhkan solusi untuk dapat menimalisir efek yang dapat mengganggu
kesehatan. Walaupun pada saat tertentu manusia dapat menggunakan indera untuk
memperkirakan jika udara di sekitarnya berada pada level normal dan tidak tercemar
ataupun sebaliknya, namun untuk melakukan pemantauan secara terus menerus,
manusia dibatasi oleh ruangan dan waktu. Untuk melakukan pemantauan secara realtime dan mendapatkan data mengenai kualitas udara dapat dilakuka dengan
membangun suatu perangkat keras yang terhubung dengan sistem pemantauan
kualitas udara.
Untuk mengetahui tingkat pencemaran udara, diperlukan suatu alat pendeteksi
kadar asap pada kualitas udara menggunakan raspberry pi yang berfungsi sebagai alat
pemantau kadar polusi serta pedeteksi dini dalam pencemaran udara, sehingga
menjadi acuan guna membuat program untuk menanggulangi permasalahan
percemaran udara tersebut.
Selain itu alat yang bisa mengetahui kadar polusi udara sudah tidak terpasang,
maka muculah ide untuk membuat rancang bangun alat pendeteksi kadar asap dan
kualitas udara menggunakan raspberry pi.
1
1.2 Rumusan Maasalah
Adapun masalah yang terkait dalam penelitian ini adalah bagaimana cara
merancang peralatan yang dapat mendeteksi kadar asap dan kualitas udara.
1.3 Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk merealisasikan suatu peralatan yang dapat
mendeteksi kadar asap dan kualitas udara.
1.4 Batasan Masalah
Pada penelitian ini akan dibatasi permasalahannya pada hal-hal berikut :
1. Alat yang dirancang menggunakan sensor, wi-fi, dan Raspberry Pi.
2. Data yang dikirim dengan wireless.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Secara teoritis, penelitian ini diharapkan bisa bermanfaat untuk di jadikan
referensi
serta sumber informasi dalam pengukuran kadar asap dan kualitas
udara menggunakan blynk server pada raspberry pi.
2. Penulis juga mengharapkan hasil penelitian ini dapat menambah wawasan
ilmu pengetahuan dan teknologi serta dapat memberikan pengalaman dan
pengetahuan yang lebih mendalam bagi pembaca, terutama pada proses
pengukuran kadar asap dan kualitas udara menggunakan blynk server pada
raspberry pi.
B. TINJAUAN PUSTAKA
2
2.1Raspberry Pi
Raspberry Pi biasa dikenal sebagai Raspi merupakan sebuah SBC (single
Board Computer)seukuran kartu dikembangkan oleh yayasan Raspberry Pi di Inggris
(UK) untuk memicu pengarangan ilmu computer dasar, Raspberry Pi menggunakan
system on a chip (SoC) dari Broadcom BCM2835 hingga BCM 2837 (Raspberry pi
3), juga sudah termasuk prosesor ARM1176JZF-S MHz bahkan 1.2 GHz 64-bit quadcore ARMv8 CPU untuk Raspberry Pi 3, GPU VideoCore IV dan kapasitas RAM
hingga 1GB (Astri,2016).
Gambar 2.1 Raspberry Pi 3 Model B
2.1.1 Raspberry Pi 3 B
Raspberry Pi 3 Model B dirilis pada Februari 2016 dengan prosesor quad core
1.2 GHz 64-bit, kemampuan Wi-Fi 802.11n on-board, Bluetooth dan kemampuan
boot USB. [21] Pada Hari Pi 2018, Raspberry Pi 3 Model B + diluncurkan dengan
prosesor 1,4 GHz yang lebih cepat dan Ethernet gigabit tiga kali lebih cepat
(throughput dibatasi hingga 300 Mbit / dtk dengan koneksi USB 2.0 internal) atau 2,4
3
/ 5 GHz dual- pita 802.11ac Wi-Fi (100 Mbit / dtk). [15] Fitur lainnya adalah Power
over Ethernet (PoE), boot USB dan boot jaringan (kartu SD tidak lagi diperlukan).
Tabel 1.1 Spesifikasi Raspberry Pi 3 B
Spesifikasi
Keterangan
Soc
BCM2837
Procesor
1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPU
Memory /RAM
1 GB SDRAM 400MHz
GPU
VideoCore IV 3D graphics core
Wireless Adapter/LAN
802.1 In Wireless LAN
Bluetooth
Bluetooth 4.1 (built in), Bluetooth Low Energy(BLE)
GPIO
40 Pin
Port USB
4 USB Ports
Card Stroge
Micro SD card slot (now push-pull rather than
pushpush)
Ethernet Port
Jaringan
External
Audio
Video
and Full HDMI port, Camera interface (CSI), Display
interface (DSI), Combined 3.5mm audio jack and
composite video
Sistem Operassi
Sistem Operassi Debian GNU/Linux,Fedora, Arch
Linux ARM, RISC OS
2.1.2 Arsitektur Raspberry Pi 3
Pada Raspberry Pi 3 penyimpanan data didesain tidak untuk menggunakan hard disk
atau solid-state drive, melainkan mengandalkan kartu SD (SD memory card) untuk
booting dan penyimpanan jangka panjang. Arsitektur Raspberry Pi didasarkan
seputar SoC (System-on-a-chip) Broadcom BCM2837, yang telah menanamkan
4
prosesor 1.2GHz 64bit quad-core ARMv8, VideoCore IV 3D Graphics Core GPU,
dan 1 Gigabyte RAM.
Gambar 2.2Raspberry Pi 3 Model B
2.2 Sensor
Sensor adalah komponen yang digunakan untuk mendeteksi suatu besaran
fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik
tertentu. Hampir seluruh peralatan elektronik yang ada mempunyai sensor di
dalamnya. Sensor merupakan bagian dari Transducer yang berfungsi untuk
melakukan Sensing atau “merasakan dan menangkap” adanya perubahan energy
eksternal yang akan masuk ke bagian input dan Transducer, sehingga perubahan
kapasitas energy yang akan ditangkap segera dikirim kepada bagian konvertor dari
Transducer untuk dirubah menjadi energy listrik.
5
2.2.1 Sensor MQ-135
Sensor MQ-135 adalah jenis sensor kimia yang sensitive terhadap senyawa NHз,
NO, alcohol, bensol, asap (CO), dan lain-lain. Sensor ini bekerja dengan cara
menerima perubahan nilai resistansi (analog) bila terkena gas. Sensor ini memiliki
daya tahan yang baik untuk penggunaan penanda bahaya polusi karena praktis dan
tidak memakan daya yang besar. Berikut ini adalah spesifikasi dari sensor MQ-135.
Gambar 2.3 Sensor MQ-135
Tabel 2.1 Spesifikasi Kondisi Standar Kerja Sensor MQ-135
Parameter
Kondisi Teknis
Keterangan
Circuit Voltage
5 V ± 0,1
AC atau DC
Heating Voltage
5 V ± 0,1
AC atau DC
Load Resistance
Bisa menyesuaikan
Heater Resistance
33 Ω ± 5%
Heating consumption
Kurang dari 800mW
Jangkauan pengukuran
10-300 ppm ammonia.
10-1000 ppm bensol.
10-300 alkohol.
Suhu Ruangan
6
2.3 Wifi
Wifi adalah sebuah peralatan elektronik yang memanfaatkan peralatan
elektronik untuk bertukar data secara nirkabel menggunakan gelombang radio melalui
sebuah jaringan Komputer. Untuk koneksi Wifi maka diperlukan adaptor nirkabel,
untuk membangun hotspot, sehingga dengan cakupan tertentu user dapat mengakses
internet. Dalam koneksivitasnya Wifi menggunakan nirkabel untuk menghubungkan
ke perangkat user, umumnya menggunakan frekuensi 2.4Ghz sampai dengan 5GHz.
2.4 Node MCU
NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource. Terdiri
dari perangkat
keras
berupa
System
On
Chip ESP8266
dari
ESP8266
buatan Espressif System, juga firmware yang digunakan, yang menggunakan bahasa
pemrograman scripting Lua. Istilah Node MCU secara default sebenarnya mengacu
pada firmware yang digunakan daripada perangkat keras development kit.
Gambar 2.4 Node MCU
7
2.4.1 Node MCU SERI ESP-12E
NodeMCU adalah ESP8266 (khususnya seri ESP-12, termasuk ESP-12E) maka
fitur – fitur yang dimiliki NodeMCU akan kurang lebih sama ESP-12 (juga ESP-12E
untuk NodeMCU v.2 dan v.3) kecuali NodeMCU telah dibungkus oleh API sendiri yang
dibangun berdasarkan bahasa pemrograman eLua, yang kurang lebih cukup mirip dengan
javascript.
2.5 Aplikasi Blynk
Aplikasi Blynk terutama dirancang untuk Internet of Things (IoT). Ini dapat
mengontrol perangkat keras Arduino, Raspberry Pi, Node MCU, dan beberapa papan
lainnya di atas internet menggunakan aplikasi Android dan Ios. Itu bisa menunjukkan
kepada kita sensor data, menyimpan data, memvisualisasikannya dan melakukan
banyak hal keren lainnya. Ada tiga komponen utama dalam platform :
1. Blynk App – Memungkinkan kita membuat antar muka untuk proyek kita
menggunakan berbagai widget yang dapat kami sediakan untuk itu.
2. Blynk Server – Bertanggung jawab untuk semua komunikasi antara ponsel
pintar dan perangkat keras. Kita bisa menggunakan Blynk Cloud atau
jalankan server Blynk pribadi. Sumber terbuka, dapat dengan mudah
menangani ribuan perangkat.
3. Blynk Libraries – Wajib untuk semua yang popular platform perangkat keras
yang memungkinkan komunikasi dengan server dan proses semua yang
masuk dan keluar dating perintah.
8
C. METODOLOGI
3.1. Alat dan Bahan
Penentuan alat dan bahan yang akan digunakan pada alat pendeteksi kadar
asap dan kualitas udara menggunakan blynk server berbasis raspberry pi ini perlu
diperhatikan, karena pada saat melakukan pengujian terhadap alat tersebut bisa
mencapai hasil yang optimal.
3.1.1 Hardware :
1. Komputer/Laptop
2. Smartphone
3. Sensor
4. Node MCU ESP8266
3.1.2 Software :
1. Raspberry Pi
2. Aplikasi Blynk
9
3.2 Perancangan Blok Diagram
Berikut ini merupakan diagram blok perancangan pendeteksi kadar asap dan
kualitas udara menggunakan blynk server berbasis Raspberru Pi.
SENSOR MQ-135
Kadar Asap R.1
Node MCU ESP 8266
SENSOR MQ-135
Kualitas Udara R.2
Node MCU ESP 8266
Raspberry Pi
Blynk Server
Wifi
Handphone
Blynk Server
Gambar 3.1 Perancangan Blok Diagram
10
3.3 Flowchart
MULAI
SENSOR
SELESAI
WIFI / AP
BLYNK SERVER
RASPBERRY PI
APLIKASI BLYNK
11
3.4 Metode Pengujian
Metode pengujian yang dilakukan yaitu sensor kadar asap dan kualitas udara
mengirim informasi melalui jaringan wi-fi menggunakan NodeMCU ESP8266
kemudian disampaikan ke Raspberry Pi untuk ditampilkan di Aplikasi Blynk.
3.5 Metode Analisis
Metode analisis yang digunakan adalah membandingkan tingkat kadar asap
dan kualitas udara dalam suatu ruangan.
12