BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Pertumbuhan ekonomi masyarakat perkotaan yang diikuti dengan
peningkatan aktivitasnya di luar rumah akan memicu terjadinya peningkatan
kebutuhan akan kendaraan bermotor. Pemenuhan kebutuhan akan kendaraan
bermotor menjadi hal yang sangat penting ketika transportasi umum yang tersedia
tidak dapat memenuhi tuntutan mobilitas masyarakat. Hal inilah yang terjadi di
sebagian wilayah kota-kota besar Indonesia, aktivitas masyarakatnya akan
didukung oleh keberadaan kendaraan-kendaraan pribadi baik itu roda dua maupun
roda empat guna menunujang kebutuhan mobilitasnya yang tinggi yang tidak
dapat dipenuhi oleh keberadaan transportasi umum. Kebutuhan masyarakat yang
tinggi akan kendaraan bermotor ternyata memicu terjadinya peningkatan
penjualan kendaraan bermotor, baik itu roda dua maupun roda empat untuk tiap
tahunnya.
Asosiasi Sepeda Motor Indonesia (AISI) mencatat bahwa, penjualan motor
di Indonesia sepanjang tahun 2014 mengalami peningkatan sebesar 8,51 persen
menjadi 7,2 juta unit dibandingkan tahun sebelumnya. Untuk kendaraan mobil,
Asean Automotive Federation (AAF) mencatat bahwa, penjualan mobil sepanjang
tahun 2012 mengalami peningkatan 10,2 persen menjadi 1,2 juta unit dibanding
tahun sebelumnya. Sedangkan jumlah kendaraan yang terjual tiap tahunnya di
Indonesia menurut data dari Badan Pusat Statistika (BPS) mengalami peningkatan
sekitar 15 persen/tahun.
2
Peningkatan jumlah kendaraan yang tidak diikuti dengan peningkatan
sarana dan prasarana transportasi di wilayah perkotaan akan menimbulkan
dampak kemacetan lalulintas. Saat ini kemacetan merupakan masalah yang terjadi
hampir di seluruh kota-kota besar Indonesia. Kemacetan akan mengakibatkan
waktu tempuh pengguna jalan untuk menempuh jarak dari satu titik ke titik lain
menjadi semakin lama disebabkan terjadinya kemacetan. Disamping itu,
kemacetan lalulintas juga akan menyebabkan kerugian secara ekonomi, memicu
kecelakaan lalulintas serta menganggu kenyamanan pejalan kaki.
Disamping menimbulkan dampak kemacetan, peningkatan jumlah
kendaraan juga mengakibatkan menurunnya kualitas udara wilayah perkotaan
akibat pencemaran udara oleh kendaraan bermotor. Gas sisa hasil pembakaran
bahan bakar kendaraan bermotor akan menghasilkan emisi gas buang berupa
karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2) dan hidro karbon (HC). Gas sisa
hasil pembuangan inilah yang menyebabkan terjadinya pencemaran udara dan
menurunkan kualitas udara. Hal ini kemudian diperparah dengan ketersediaan
ruang hijau wilayah perkotaan yang minim. Dalam hal ini ketersediaan ruang
hijau dapat membantu mengurangi dampak dari pencemaran udara dengan
menyerap bahan pencemar dan debu di udara yang dihasilkan oleh kendaraan
bermotor. Kualitas udara yang buruk tersebut kemudian akan menimbulkan
dampak bagi kesehatan masyarakat, bagi tanaman dan bagi lingkungan yang
terkena pencemaran udara serta mempengaruhi iklim.
Dampak terhadap kesehatan yang disebabkan oleh pencemaran udara akan
terakumulasi dari hari ke hari. Pemaparan dalam jangka waktu lama akan
3
berakibat pada berbagai gangguan kesehatan, seperti bronchitis, asma,
emphysema, Infeksi Saluran Pernapasan Atas (ISPA) serta gangguan pernapasan
lainnya. Bagi tanaman yang tumbuh di daerah yang tingkat pencemaran udaranya
tinggi, pertumbuhan tanaman akan terganggu dan tanaman rawan terkena penyakit
bintik hitam, klorosis dan nekrosis [1]. Bagi lingkungan, pencemaran udara akan
menurunkan pH air hujan sehingga dapat mempengaruhi kualitas air permukaan
[1]. Sedangkan bagi iklim, pencemaran udara akan menimbulkan efek rumah kaca
dan merusak lapisan ozon [1].
Penanganan pencemaran udara tidak dapat dilakukan tanpa menanggulangi
penyebabnya. Namun disatu sisi, sangat perlu untuk menerapkan teknologi yang
dapat membantu masyarakat meminimalkan dampak dari hal tersebut. Dalam hal
ini penerapan teknologi harus mampu memberikan informasi secara mudah, cepat
dan tepat tentang pencemaran udara kepada masyarakat. Sehingga masyarakat
dapat melakukan usaha - usaha preventif untuk meminimalkan dampaknya.
Kemajuan teknologi yang begitu pesat memberikan banyak manfaat bagi
manusia, manfaat berupa kemudahan dalam melakukan sesuatu atau pun manfaat
dalam membantu menyelesaikan masalah yang dihadapi manusia. Salah satu
teknologi yang dapat diterapkan untuk membantu menyelesaikan masalah
pencemaran udara ini ialah teknologi Wireless Sensor Network (WSN). WSN
merupakan
sebuah jaringan simpul sensor otonom terdistribusi yang dapat
berkomunikasi satu sama lain secara nirkabel [2]. Saat ini WSN tidak hanya
digunakan dalam lingkup penelitian tapi juga sudah digunakan secara luas dalam
hal pengamatan lingkungan, sistem deteksi kebakaran, pemanatauan lalu-lintas,
4
konsep Smart Home, Smart Builiding, Smart City dan lain sebagainya [3].
Penelitian yang dilakukan ini termasuk dalam penerapan WSN ke konsep Smart
City untuk pemantauan lingkungan.
Penelitian ini dilakukan dengan melakukan perancangan instrumen
elektronik dan perancangan sistem komunikasi. Perancangan instrumen elektronik
bertujuan untuk merancang sistem sensor yang akan mengukur parameter parameter pencemaran udara sesuai peraturan yang telah ditetapkan dan menilai
tingkat pencemaran udara hasil pengukuran serta melakukan prediksi berdasarkan
data yang diperoleh. Sedangkan sistem komunikasi akan melakukan proses
pegiriman informasi dari lingkungan pengamatan ke user, sehingga pemantauan
dapat dilakukan dimanapun tanpa harus secara langsung berada di lingkungan
pengamatan.
Parameter - parameter kualitas udara yang diamati pada penelitian ini ialah
kadar karbon dioksida (CO2), kadar karbon monoksida (CO) dan asap. Setiap
perameter pencemaran akan diukur menggunakan sensor-sensor yang ada dan jika
sulit ditemukan sensor yang dimaksud maka akan dikembangkan metode alternatif
untuk melakukan pengukuran parameter.
Sebagai unit pengolahan dari instrumen elektronik ini digunakan
mikrokontroler yang memiliki kemampuan ADC (Analog to Digital Converter)
yang dalam penelitian ini digunakan Arduino Uno. Disamping melakukan
pemantauan kualitas udara, sistem yang dirancang juga dapat melakukan
pemantauan keadaan meteorologis lingkungan berdasarkan hasil pengukuran
suhu, kelembaban dan kecepatan angin. Informasi hasil pemantauan keadaan
5
meteorologis lingkungan ini dapat dimanfaatkan oleh masyarakat untuk
mengetahui gejala iklim dilingkungannya. Selain itu informasi tersebut juga dapat
dimanfaatkan oleh pihak terkait sebagai parameter masukan untuk melakukan
peramalan cuaca.
Kemudian untuk menunjang ketersediaan informasi hasil pengukuran bagi
pengguna yang tidak berada disekitar lingkungan pengamatan, maka dirancang
sistem komunikasi dengan menggunakan modul wifi yang dalam penelitian ini
digunakan modul wifi ESP8266. Data dari instrumen elektronik akan dikirim ke
sebuah webserver menggunakan modul wifi tersebut sehingga dengan demikian
masyarakat dapat mengakses dan memanfaatkan informasi hasil pengukuran
langsung dari webserver tersebut.
1.2
Perumusan Masalah
Pemantauan dan penentuan tingkat pencemaran udara pada lingkungan
pengamatan bergantung pada parameter penyebab pencemaran udara yang
ditentukan oleh standar pemerintah yaitu Indeks Standar Pencemaran Udara
(ISPU). Ada beberapa parameter dalam menentukan tingkat ISPU ini yaitu kadar
karbon monoksida (CO), ozon (O3), nitrogen dioksida (NO2), sulfur dioksida
(SO2) serta partikulat (PM10). Permasalahan utama dalam menentukan tingkat
ISPU ini ialah ketersediaan data primer terkait parameter penyebab pencemaran
udara tersebut. Pencemaran udara juga bergantung dari sumber-sumber
pencemaran yang selalu berubah terhadap waktu. Sehingga untuk memperoleh
6
hasil pemantauan yang tepat dibutuhkan sistem yang akurat dan secara langsung
melakukan pengukuran.
Pemantauan keadaan meteorologis lingkungan selama ini dilakukan oleh
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG). Pemantauan diantaranya
dilakukan dengan menggunakan data hasil pengamatan oleh satelit. Informasi
pengukuran yang diperoleh dari satelit masih memungkinkan terjadinya
kesalahan, baik itu disebabkan oleh noise ataupun oleh penyebab lainnya.
Sehingga dibutuhkan sebuah sistem yang dapat melakukan pengukuran secara
langsung pada lingkungan pengamatan agar diperoleh hasil pengukuran yang
memiliki akurasi lebih baik.
Informasi
mengenai
pemantauan
kualitas
udara
dan
keadaan
meteorologis lingkungan dapat digunakan untuk menunjang penerapan konsep
Smart City. Konsep Smart City sendiri menawarkan kemudahan bagi masyarakat
dalam memperoleh dan mengakses informasi hasil pemantauan. Untuk
mendukung hal tersebut maka perlu dirancang sebuah sistem komunikasi yang
dapat menyampaikan informasi hasil pemantauan dari lingkungan pengamatan
kepada masyarakat. Sehingga dengan demikian penerapan konsep Smart City
untuk pemantauan lingkungan dapat diimplementasikan.
1.3
Batasan masalah
Dalam pembuatan tugas akhir ini, pembahasan menitikberatkan pada
batasan masalah sebagai berikut.
1. Mikrokontroler yang digunakan sebagai pengolah hasil pengukuran sensor
adalah Arduino Uno.
7
2. Informasi pemantauan kualitas udara dan meteorologis lingkungan
diperoleh dengan memasang sensor pada lingkungan pengamatan.
3. Perancangan anemometer cup mengabaikan faktor gesekan.
4. Web server yang digunakan pada penelitian ini ialah ThingSpeak.
5. Pengiriman informasi hasil pemantauan ke web server menggunakan
modul wifi ESP8266.
6. Sistem hanya melakukan pemantauan dan tidak menyediakan fitur aktuator
7. Sistem tidak memperhitungkan faktor keamanan data.
1.4
Tujuan Penelitian
1. Perancangan pemantau kualitas udara menggunakan sensor gas CO, CO2
dan asap.
2. Perancangan
sensor
kecepatan
angin
model
anemometer
cup
mengggunakan optocoupler.
3. Perancangan pemantau keadaan meteorologis lingkungan menggunakan
sensor suhu, kelembaban dan kecepatan angin.
4. Pengiriman
informasi
hasil
pemantuan
ke
sebuah
web
server
menggunakan modul wifi ESP8266.
1.5
Manfaat Penelitian
1. Memperoleh informasi mengenai kadar gas CO, CO2 dan asap di udara.
2. Memperoleh informasi kecepatan angin menggunakan sensor kecepatan
angin model anemometer cup.
8
3. Memperoleh informasi keadaan meteorologis lingkungan.
4. Menerapkan konsep Smart City untuk pemantauan lingkungan.
1.6
Sistematika Penulisan
Penulisan laporan tugas akhir ini dilakukan dengan menggunakan
sistematika sebagai berikut.
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini membahas mengenai hal-hal mendasar terkait penelitian yang
dilakukan, meliputi latar belakang penelitian, rumusan masalah, batasan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian serta sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Pada bab ini berisi teori-teori dasar yang menunjang penelitian, yaitu teori
mengenai pencemaran udara, meteorlogis cuaca, sensor gas, sensor suhu, sensor
kelembaban, anemometer cup, sensor optocoupler, Arduino Uno, modul wifi
ESP8266, RTC (Real Time Clock) serta LCD (Liquid Crystal Display).
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini membahas mengenai hal-hal teknis yang terkait penelitian
meliputi metode perancangan sistem secara keseluruhan, perancangan sistem
elektronis, perancangan sistem mekanis, perancangan sistem sensor kualitas udara
dan meterologis lingkungan, serta perancangan sistem perangkat lunak yang
diwujudkan dengan program pada modul Arduino Uno.
9
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS KINERJA SISTEM
Pada bab ini berisi uraian hasil pengamatan dan pengujian dari sistem yang
telah dibuat disertai analisis kinerja dari sistem secara keseluruhan.
BAB V PENUTUP
Pada bab ini ditulis kesimpulan akhir dari penelitian yang telah dilakukan
dan saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya.