perancangan dan pembuatan sistem online untuk

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ONLINE UNTUK MONITOR
SUHU RUANGAN BERBASIS SERVER WEB DAN WEBCAM DENGAN
PENYAMPAIAN DATA ASINKRON
Oleh: Akbar Firmansyah, Lila Yuwana M.Si
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Email : [email protected]
Abstrak
1.2 Rumusan Masalah
Telah dibuat sebuah system online
untuk memonitor suhu ruangan dan kondisi
visual ruangan dengan menggunakan sensor
bertipe LM35 dan webcam , pada system ini
data
keluaran
dari
sensor
diolah
menggunakan
mikrokontroler
bertipe
ATmega 8535 dan disimpan ke dalam sebuah
server database yang sekaligus berfungsi
sebagai server web dan webcam, kondisi
suhu ruangan dan kondisi visual ruangan
ditampilkan melalui web yang dapat diakses
melalui jaringan komputer, sehingga
pengaruh lingkungan terhadap suhu ruangan
dapat diamati secara langsung. Penggunaan
teknologi Ajax menguntungkan pada
penggunaan bandwidth untuk proses request
data. Hasil yang dicapai dari pembuatan
sistem ini adalah data yang berupa
streaming langsung kondisi ruangan secara
visual dan data suhu yang ditampilkan pada
halaman web.
Kata Kunci : Suhu, Ajax, LM35,
ATMEGA8535
Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini
ada beberapa rumusan masalah yaitu,
bagaimana membuat sebuah sistem yang
dapat digunakan untuk memonitor
keadaan suatu objek dari jarak jauh,
bagaimana membuat sistem yang bisa
digunakan untuk mengetahui kondisi
visual objek sehingga perubahan keadaan
fisis suatu objek bisa diketahui
penyebabnya,
pemilihan
model
penyamapaian data yang sesuai dan
efisien.
Bab I Pendahuluan
1.3 Tujuan
Tujuan dari pembuatan sistem ini
adalah, mengimplementasikan sensor suhu
LM35 sebagai media untuk mengetahui
keadaan suhu suatu ruangan, membuat
sebuah sistem yang data – datanya dapat
diakses dari jarak jauh sehingga
menghemat tenaga dan waktu pengamatan,
memanfaatkan teknologi web asinkron
untuk menyampaikan data, sehingga
menghemat
penggunaan
bandwidth
internet.
1.1 Latar Belakang
Bab II Tinjauan Pustaka
Sistem
monitoring
sangat
dibutuhkan dewasa ini, dimana sistem ini
akan bekerja sebagai pengganti tenaga
manusia untuk mengawasi keadaan suatu
objek, namun efisiensi tenaga dan waktu
untuk melihat data dari sistem terkadang
masih diabaikan. Maka dibuatlah sebuah
sistem yang dapat mengirimkan data dari
jarak jauh dan diakses melalui jaringan
komputer, dan akan menampilkan kondisi
suhu ruang dan kondisi ruangan sendiri itu
sendiri secara visual.
2.1 Aliran Panas Secara Konveksi
Aliran panas secara konveksi
adalah aliran panas yang disertai dengan
bergeraknya molekul – molekul dari zat
penghantar panas, jenis perpindahan panas
ini banyak terjadi pada kasus – kasus
dalam kehidupan sehari – hari, sebagai
contoh adalah aliran panas dalam ruang,
dan aliran panas dalam tungku ketika
pemanasan air.
1. Memiliki perubahan yang linier 10
mV/0C.
2. Tegangan supply 4 sampai 30 Volt.
3. Daerah kerja atau range operasi dari
sensor ini adalah antara 00 C hingga
1000 C.
(National Data Acquitition Databook,
National Semiconductor,1995).
Gambar 2.1 Peristiwa Konveksi
pada pemanasan air
Ketika sebuah panci dipanaskan
maka yang terjadi adalah, bagian bawah
panci terkena panas terlebih dahulu,
sehingga air di bagian bawah akan
menerima kalor terlebih dahulu, dengan
adanya perbedaan panas antara air di
bagian bawah dan air di bagian atas, hal
ini akan menyebabkan molekul air
berpindah ke atas dan bagian yang atas
akan berpindah kebawah, terus menerus
sampai semua bagian menerima kalor
secara merata, kalor yang diterima ini
dapat dihitung dengan persamaan:
Q = m . c . ∆T
2.1
Q : Kalor yang diterima
m : massa dari air
c : Kalor jenis
∆T : Perubahan suhu
2.2 Tranduser dan sensor
Tranduser merupakan suatu alat
yang merubah suatu besaran fisika
menjadi bentuk besaran fisika yang
lainnya. Sedangkan sensor adalah alat
yang merubah suatu bentuk besaran fisika
menjadi besaran listrik.
2.2.1 Sensor Suhu LM35
Vcc out grd
Gambar 2.1 Konfigurasi kaki Lm35
2.2.2 Pengaruh Suhu Terhadap Energi
Gap Semikonduktor
Pada semikonduktor intrinsik
konsentrasi elektron pada pita energi
konduksi sama dengan konsentrasi lubang
pada pita energi valensi. Konduktifitas
elektron
semikonduktor
intrinsik
berhubungan dengan mobilitas elektron
dan mobilitas lubang, dan mobilitas
elektron dan lubang ini sendiri
dipengaruhi oleh suhu.
Pengaruh pada suhu yang
diberikan akan menyuplay energi kepada
elektron untuk bergerak dari pita energi
konduksi ke pita energi valensi, sehingga
ketika suhu dinaikkan maka mobilitas
elektron dari pita konduksi ke pita valensi
semakin cepat, sehingga tegangan dan
arus yang ditimbulkan semakin besar.
Setiap bahan semikonduktor mempunyai
energi gap yang berbeda-beda pada suhu
kamar. Silikon mempunyai energi gap 1,1
eV dan germanium mempunyai energi gap
0,7 eV. Pada umumnya energi gap bahan
semikonduktor.
2.4 Camserv
Sensor suhu LM35 adalah sebuah
sensor yang banyak sekali digunakan
sebagai alat pendeteksi suhu, dengan
karakteristik sensor sebagai berikut:
Camserv
merupakan
sebuah
software Open Source yang banyak
digunakan di lingkkungan Unix, software
ini berfungsi sebagai server webcam,
sehingga hasil capture dari webcam dapat
diakses melalui jaringan komputer dengan
interface halaman web.
2.5 Teknologi Ajax
Teknologi AJAX (Asynchronous
Javascript and XML) adalah teknik baru
dalam pemrograman web, teknik adalah
gabungan dari pemrograman sisi server
dan pemrograman sisi client, dan teknik
ini banyak digunakan oleh web web besar
seperti Google, dikarenakan teknik ini
dapat menghemat penggunaan bandwidth
dikarenakan penyampaian data secara
asinkron, sehingga dapat melayani banyak
request dari client.
Bab III Metodologi
3.1 Perancangan Sistem
3.1.1 Sisi Server
Gambar 3.2 Sisi Client
3.2 Perancangan Hardware
Perancangan Hardware terdiri
dari perancangan rangkaian sensor
yang terdiri dari sensor dan
mikrokontroler
ATMEGA
8535,
dengan data diagram sebagai berikut:
Sisi server dari sistem ini adalah
terdiri dari bagian sensor, webcam, dan
komputer server, yang berfungsi sebagai
server web, server webcam, dan server
database.
Gambar 3.3 Diagram Kerja
Hardware
Gambar 3.1 Sisi Server sistem
3.1.2 Sisi Client
Pada sisi client, atau pengakses
data, yang dibutuhkan adalah sebuah
komputer dengan web browser,
sebagai penampil data.
Gambar 3.4 Detail Rangkaian
Sensor
yang didapatkan
berikut:
3.3 Perancangan Software
Pembuatan software meliputi
pembuatan
program
untuk
mikrokontroler, pembuatan program
pengolah data di komputer server, dan
pembuatan web untuk menampilkan
data yang didapat, dengan diagram alir
sebagai berikut:
adalah
sebagai
Tabel 4.1 Data Hasil Kalibrasi
(Kenaikkan Suhu)
no
Termometer
raksa (Celcius)
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
LM 35
(bit)
12
15
18
21
23
25
28
31
34
37
40
Tabel 4.2 Data Hasil Kalibrasi
(Penurunan Suhu)
no
Termometer
raksa (Celcius)
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Gambar
Software
3.5
Diagram
Alir
Dari tabel 4.1 dan tabel 4.2
didapatkan grafik kesetaraan sebagai
berikut:
Grafik Kalibrasi Lm 35 denganTermometer Air
Raksa
Data yang didapatkan
dari
pengujian alat adalah data hasil
kalilbrasi antara bit LM35 dengan data
suhu dari temperatur air raksa, dimana
kalibrasi
dilakukan
dengan
pengamatan pada variasi suhu yang
diberikan pada ketel air dengan
dimensi d = 13 cm dan h = 9, cm, data
Termometer A ir
R aksa (C elcius)
Bab IV Data dan Pembahasan
4.2 Data
LM 35
(bit)
40
37
34
31
28
25
23
21
18
15
12
80
70
60
50
40
30
20
10
0
y = 1.8228x + 2.9377
2
R = 0.9976
Series1
Linear (Series1)
0
10
20
30
40
50
LM35 (bit)
Grafik 4.1 Grafik hubungan antara LM
35 dengan termometer Raksa
4.2 Pengujian Sistem
Pengujian
terhadap
sistem
dilakukan dengan variasi jaringan
komputer, untuk mengetahui delay
penyampaian data kepada client, didapat
tabel sebagai berikut:
Tabel 4.3 perhitungan waktu
tunda penyampaian data
Bentuk
Waktu tunda Waktu
tunda data
jaringan Capture
Video(detik) suhu(detik)
localhost
<1
<1
Jaringan
1
1
offline
dengan
kabel
UTP
Jaringan
2
>1
online
dengan
WIFI di
FISIKA
4.3 Perhitungan
Perhitungan untuk besaran fisika
yang ada adalah perhitungan untuk kalor
yang diterima sensor ketika proses
kalibrasi, karena hal ini nantinya akan
menjadi perhitungan untuk efisiensi sistem
pada penerapannya, dari proses kalibrasi
didapatkan perhitungan sebagai berikut:
Æ Sebagai contoh diambil perhitungan
Pada kenaikan 40 – 45 derajat
Celcius:
Q = m . c . ∆T
= ρ . V. c . ∆T
= 1000 . 0,00504127 . 1000 .
Perubahan tegangan pada sensor
suhu sesuai dengan teori berpengaruhnya
perubahan suhu pada energi gap
semikonduktor, hal ini dikarenakan sensor
suhu LM35 merupakan sebuah sensor
yang terbuat dari bahan semikonduktor.
Bab V Kesimpulan
5.1
Kesimpulan
Dari
perancangan
dan
pembuatan sistem monitoring dengan
streaming video berbasis web ini dapat
diambil beberapa kesimpulan:
1. Sistem yang dibuat sesuai
dengan tujuan yaitu untuk
penyampaian
data
dan
pengaksesan data dari jarak
jauh telah terpenuhi
2. Dibandingkan dengan sistem
monitoring berbasis web yang
telah ada, sistem ini lebih
efisien dalam pengambilan
data dengan selang waktu
antar pembacaan lebih kecil
dikarenakan proses request
secara
asinkron,
berbeda
dengan sistem yang telah ada
yang me-load kembali semua
bagian halaman, meskipun
hanya satu data yang berubah.
3. Sistem ini dapat melayani
lebih dari satu data dengan
perubahan yang tidak saling
mempengaruhi antar data.
4. Pembacaan
sensor
linier
terhadap
pembacaan
thermometer air raksa dengan
keseksamaan 0.997.
(45 - 40)
= 25206.35 kalori
4.4 Pembahasan
DAFTAR PUSTAKA
Dari hasil – hasil yang diperoleh
selama pengambilan data didapatkan
bahasan bahwa sistem ini akan
memberikan delay waktu penundaan
sesuai dengan topologi jaringan, dan jenis
koneksi yang digunakan, serta jumlah
client dalam sebuah jaringan.
A.K.Sawney, (1987), Electrical and
Electronic
Measurements
and
Instrumentation, Thapar Engineering
college, PATIALA.
Giancoli, C. Douglas, (2001). Fisika edisi
kelima jilid 1. Jakarta : Penerbit
Erlangga.
Khunaifi A., (2009), SMS GATEWAY
Berbasis Mikrokontroler ATMega
8535 Sebagai Pengendali dan
Warning System, Tugas Akhir Jurusan
Fisika – FMIPA Institut Teknologi
Sepuluh Nopember, Surabaya.
LM35 Datasheet, www.atmel.com
Pengenalan Security Jaringan dan Aplikasi
Web, underattacks.com
Wardhana Lingga., (2006), Belajar sendiri
microcontroller
AVR
Seri
ATmega8535, ANDI, Yogyakarta