MAKALAH IoT (Internet of Things) Kualitas Udara (Karbon dioksida, Metana, Karbon monoksida)




Dosen Pengampu :

https://endangkurniawan.com



Disusun Oleh :

Nila Rahmawati (4117005)


FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI PRODI SISTEM INFORMASI
UNIVERSITAS PESANTREN TINGGI DARUL ULUM JOMBANG
TAHUN 2019

DAFTAR ISI
Halaman
COVER                    .............................................................................................................................                1
DAFTAR ISI          .............................................................................................................................                2
KATA PENGANTAR ......................................................................................................................                3
BAB I          PENDAHULUAN                                                                                                                       4
                      1.            Latar Belakang ..........................................................................................                4
                      2.            Rumusan Masalah ...................................................................................                4
                      3.            Tujuan        ...................................................................................................                5
                      4.            Manfaat     ...................................................................................................                5
BAB II         STUDI LITERATUR ................................................................................................                5
A.            INTERNET of THINGS............................................................................ .              5
                a) Pengertian IoT        .............................................................................                5
                b) Cara Kerja IoT         .............................................................................                6
                c) Unsur – unsur Pembentuk IoT......................................................               6
                d) Sejarah dan perkembangannya....................................................               7
                e) Macam-macam bidang penerapan Iot.......................................               9
B.            KUALITAS UDARA      .............................................................................. .              9
BAB III       METODOLOGI PENYUSUNAN LAPORAN ....................................................                10
1.            ANALISIS DAN PENGUMPULAN DATA.......................................... .              10
                a) Studi Literatur         .............................................................................                10
                b) Diskusi                       .............................................................................                10
2.            PENYUSUNAN LAPORAN..................................................................... .              10
                a) Tema, Judul/Topik.............................................................................               10
                b) Latar Belakang Masalah...................................................................               10
                c) Tujuan Penelitian  .............................................................................                11
                d) Studi Literatur        .............................................................................                11
                e) Metode Penyusunan Laporan........................................................               11
                d) Hasil Laporan          .............................................................................                11
                e) Kesimpulan              .............................................................................                11
BAB IV       HASIL DAN PEMBAHASAN. .......................................................................... .....                 11
BAB V         PENUTUP ............................................................................................................ .....
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan kami kemudahan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu. Tanpa pertolongan-Nya tentunya kami tidak akan sanggup untuk menyelesaikan makalah ini dengan baik. Shalawat serta salam semoga terlimpah curahkan kepada baginda tercinta kita yaitu Nabi Muhammad SAW yang kita nanti-natikan syafa’atnya di akhirat nanti.
Penulis mengucapkan syukur kepada Allah SWT atas limpahan nikmat sehat-Nya, baik itu berupa sehat fisik maupun akal pikiran, sehingga penulis mampu untuk menyelesaikan pembuatan makalah sebagai tugas Ujian Akhir Semester dari mata kuliah Pengembangan dan Implemantasi SI dengan judul “Internet Of Things (IoT) kualitas udara (karbondioksida, Metana, Karbonmonoksida)”.
Penulis tentu menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna dan masih banyak terdapat kesalahan serta kekurangan di dalamnya. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik serta saran dari pembaca untuk makalah ini, supaya makalah ini nantinya dapat menjadi makalah yang lebih baik lagi. Kemudian apabila terdapat banyak kesalahan pada makalah ini penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya.
Demikian, semoga makalah ini dapat bermanfaat. Terima kasih.

Jombang. 06 Juli 2019

Penulis






BAB 1
PENDAHULUAN

1.     LATAR BELAKANG

                              Perkembangan teknologi semakin pesat dari waktu ke waktu. Mulai dari mobil pintar (smart car) yang bisa berjalan sendiri ke berbagai tujuan tanpa pengemudi manusia, hingga perangkat rumah pintar (smart home) semacam Alexa yang bisa otomatis bersuara mengingatkan untuk melakukan aktifitas sesuai jadwal.
Seluruh teknologi terbaru ini adalah bagian dari Internet of Things. Internet of Things (IoT) adalah sebuah konsep di mana suatu objek yang memiliki kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan tanpa memerlukan adanya interaksi dari manusia ke manusia atau dari manusia ke komputer. Internet of Things (IoT) adalah struktur di mana objek, orang disediakan dengan identitas eksklusif dan kemampuan untuk pindah data melalui jaringan tanpa memerlukan dua arah antara manusia ke manusia yaitu sumber ke tujuan atau interaksi manusia ke komputer. (Burange & Misalkar, 2015).
Sedangkan, Udara ialah sesuatu yang kita perlukan untuk bernafas sehari-hari. Tanpa adanya udara, maka manusia dan makhluk lainnya tidak mampu untuk hidup.
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, melalui makalah ini penulis akan mencoba menguraikan tentang “Internet of Things kualitas udara”.

2.     Rumusan Masalah
1.      Apa Itu Internet of Things ?
2.      Bagaimana cara kerja Internet of Things ?
3.      Bagaimana agar Internet of Things dapat berkerja secara efektif sebagai sensor kualitas udara ?



3.     Tujuan
Sebagai system yang dapat membantu manusia dalam mengkontrol kualitas udara dilingkungan sekitarnya. Sehingga meningkatkan kewaspadaan manusia terhadap kebersihan udara dan pola hidup.
4.     Manfaat
1.      Sebagai alat sensor yang memberikan notifikasi kepada manusia tentang kualitas udara di sekitanya.
2.      Memberikan peringatan apabila kandungan yang terdapat pada udara teridentifikasi senyawa berbahaya atau racun.

BAB II
STUDI LITERATUR

A.        INTERNETof THINGS (IoT)
a)     Pengertian IoT
Internet of Things adalah suatu konsep dimana objek tertentu punya kemampuan untuk mentransfer data lewat jaringan tanpa memerlukan adanya interaksi dari manusia ke manusia ataupun dari manusia ke perangkat komputer.
Internet of Things leih sering disebut dengan singkatannya yaitu IoT. IoT ini sudah berkembang pesat mulai dari konvergensi teknologi nirkabel, micro-electromechanical systems (MEMS), dan juga Internet.
IoT ini juga kerap diidentifikasikan dengan RFID sebagai metode komunikasi. Walaupun begitu, IoT juga bisa mencakup teknologi-teknologi sensor lainnya, semacam teknologi nirkabel maupun kode QR yang sering kita temukan di sekitar kita.
Apa saja kemampuan dari IoT? Adapun kemampuannya bermacam-macam contohnya dalam berbagi data, menjadi remote control, dan masih banyak lagi yang lainnya. Sebenarnya fungsinya termasuk juga diterapkan ke benda yang ada di dunia nyata, di sekitar kita. Apa saja contohnya? Contohnya adalah untuk pengolahan bahan pangan, elektronik, dan berbagai mesin atau teknologi lainnya yang semuanya tersambung ke jaringan lokal maupun global lewat sensor yang tertanam dan selalu menyala aktif.
Jadi, sederhananya istilah Internet of Things ini mengacu pada mesin atau alat yang bisa diidentifikasikan sebagai representasi virtual dalam strukturnya yang berbasis Internet.

b)     Cara kerja IOT
Cara Kerja Internet of Things itu seperti apa? Sebenarnya IoT bekerja dengan memanfaatkan suatu argumentasi pemrograman, dimana tiap-tiap perintah argumen tersebut bisa menghasilkan suatu interaksi antar mesin yang telah terhubung secara otomatis tanpa campur tangan manusia dan tanpa terbatas jarak berapapun jauhnya.
Jadi, Internet di sini menjadi penghubung antara kedua interaksi mesin tersebut. Lalu di mana campur tangan manusia? Manusia dalam IoT tugasnya hanyalah
menjadi pengatur dan pengawas dari mesin-mesin yang bekerja secara langsung
tersebut.
Adapun tantangan terbesar yang bisa menjadi hambatan dalam mengkonfigurasi IoT adalah bagaimana menyusun jaringan komunikasinya sendiri. Mengapa itu menjadi sulit dan problematik? Ini sebenarnya dikarenakan jaringannya sangatlah kompleks. Selain itu, IoT juga sesungguhnya sangat perlu suatu sistem keamanan yang cukup ketat. Disamping masalah tersebut, biaya pengembangan IoT yang mahal juga sering menjadi penyebab kegagalannya. Ujung-ujungnya, pembuatan dan pengembangannya bisa berakhir gagal produksi.

c)      Unsur-unsur Pembentuk IoT

Ada beberapa unsur pembentuk IoT yang mendasar termasuk kecerdasan buatan, konektivitas, sensor, keterlibatan aktif serta pemakaian perangkat berukuran kecil. Berikut, kami akan menjelaskan masing-masing unsur pemberntuk tersebut dengan singkat:
[1]   Kecerdasan Buatan (Artificial Intelligence/AI) − IoT membuat hampir semua mesin yang ada menjadi “Smart”. Ini berarti IoT bisa meningkatkan segala aspek kehidupan kita dengan pengembangan teknologi yang didasarkan pada AI. Jadi, pengembangan teknologi yang ada dilakukan dengan pengumpulan data, algoritma kecerdasan buatan, dan jaringan yang tersedia.
[2]   Konektivitas − Dalam IoT, ada kemungkinan untuk membuat/membuka jaringan baru, dan jaringan khusus IoT. Jadi, jaringan ini tak lagi terikat hanya dengan penyedia utamanya saja. Jaringannya tidak harus berskala besar dan mahal, bisa tersedia pada skala yang jauh lebih kecil dan lebih murah. IoT bisa menciptakan jaringan kecil tersebut di antara perangkat sistem.
[3]   Sensor − Sensor ini merupakan pembeda yang membuat IoT unik dibanding mesin canggih lainnya. Sensor ini mampu mendefinisikan instrumen, yang mengubah IoT dari jaringan standar dan cenderung pasif dalam perangkat, hingga menjadi suatu sistem aktif yang sanggup diintegrasikan ke dunia nyata sehari-hari kita.
[4]   Keterlibatan Aktif (Active Engagement) − Engangement yang sering diterapkan teknologi umumnya yang termasuk pasif. IoT ini mengenalkan paradigma yang baru bagi konten aktif, produk, maupun keterlibatan layanan.
[5]   Perangkat Berukuran Kecil − Perangkat, seperti yang diperkirakan para pakar teknologi, memang menjadi semakin kecil, makin murah, dan lebih kuat dari masa ke masa. IoT memanfaatkan perangkat-perangkat kecil yang dibuat khusus ini agar menghasilkan ketepatan, skalabilitas, dan fleksibilitas yang baik.

d)    Sejarah dan Perkembangannya

Mengingat bahwa IoT ini adalah teknologi canggih yang mampu melakukan transfer data lewat jaringan dengan interaksi yang mudah, masa depan dari pengembangannya jadi sangat menjanjikan. Kehidupan manusia sehari-harinya bisa dioptimalkan dan dipermudah dengan sensor cerdas dan peralatan pintar yang berbasis internet ini.
Awalnya, internet itu sendiri mulai terkenal di tahun 1989. Lalu pada tahun 1990, seorang peneliti bernama John Romkey membuat suatu perangkat yang kala itu tergolong canggih. Perangkatnya adalah pemanggang roti yang bisa dinyalakan atau juga dimatikan lewat internet.
Kemudian di tahun 1994, seseorang bernama Steve Mann menciptakan WearCam, dan pada tahun 1997-nya si Paul Saffo menjelaskan secara singkat mengenai penemuannya soal teknologi sensor dan masa depannya nanti. Barulah di tahun 1999 Kevin Ashton membuat konsep Internet of Things. Kevin ini adalah Direktur Auto IDCentre dari MIT.
Di tahun yang sama, yaitu 1999, ditemukan mesin yang sistemnya berbasis Radio Frequency Identification (RFID) secara global. Nah, penemuan inilah yang jadi awal kepopuleran dari konsep IoT. Orang-orang, terutama pakar teknologi jadi berlomba-lomba mengembangkan teknologinya sesuai konsep IoT.
Lalu, di tahun 2000, brand ternama LG mengumumkan rencananya untuk membuat dan merilis teknologi IoT yaitu lemari pintar. Lemari pintar ini mampu menentukan apakah ada stok makanan yang perlu diisi ulang dalam lemarinya.
Kemudian, di tahun 2003, FRID yang sebelumnya telah disebutkan, mulai ditempatkan pada posisi penting dalam masa pengembangan teknologi di Amerika, melalui Program Savi. Pada tahun yang sama pula, perusahaan ritel raksasa Walmart mulai menyebarkan RFID di semua cabang tokonya yang tersedia di berbagai belahan dunia.
IoT kembali terkenal di tahun 2005, yaitu pada saat media-media ternama semacam The Guardian dan Boston Globe mulai mengutip banyak sekali dari artikel ilmiah dan proses pengembangan IoT. Hingga tahun 2008, berbagai macam perusahaan setuju untuk meluncurkan IPSO untuk memasarkan penggunaan IP dalam jaringan bagi “Smart Object” yang juga bertujuan mengaktifkan IoT itu sendiri.

e)     Macam – macam bidang penerapan Internet of Things
[1]   Pertanian
[2]   Energi
[3]   Lingkungan
[4]   Otomatisasi Rumah
[5]   Medik dan Kesehatan
[6]   Transportasi

B. Kualitas Udara
Udara adalah campuran gas yang ada pada permukaan bumi dan mengelilingi bumi. Udara terdiri dari campuran berbagai macam gas, diantaranya nitrogen 78%, oksigen 20%, Argon 0,93%, dan Karbon dioksida 0,03%, lalu sisanya berupa gas-gas lain. Sedangkan uap air yang terdapat dalam udara berasal dari penguapan air laut, sungai, dan lain-lain.
Dalam hal ini, gas yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup salah satunya yaitu Oksigen. Oksigen yang terdapat pada udara dihasilkan dari fotosintesis tumbuhan yang mengolah Karbon dioksida menjadi oksigen. Ketinggian permukaan bumi tentunya akan mempengaruhi keadaan udara, semakin tinggi permukaan dan semakin dekat dengan lapisan troposfer maka udara akan semakin berkurang. Lalu pada udara ada juga yang di sebut dengan lapisan ozon, yang fungsinya untuk melindungi makhluk hidup dari sinar ultraviolet.
Kualitas udara adalah index seberapa bersih atau terpolusi udara yang kita hirup dan apakah ada gangguan dari udara yang kita hirup.





BAB III
METODOLOGI PENYUSUNAN LAPORAN

Penyusunan laporan dilakukan dalam beberapa tahapan. Berikut adalah tahapan – tahapan dalam penyusunan laporan :
1.    Analisis dan pengumpulan data
a.     Studi literatur
Pada tahap studi literatur, penulis mengumpulkan dan mempelajari tentang Internet of Things kualitas udara dari beberapa sumber melalui media internet.
b.  Diskusi
Diskusi dilakukan leh penulis dengan tujuan memperoleh materi tambahan dari sumber yang dianggap lebih faham tentang Internet of Things kualitas udara.
2.    Penyusunan laporan
Laporan berisi tentang hasil analisis yang dilakukan oleh penulis melalui beberapa sumber dari media internet. Rancangan susunan laporan adalah sebagai berikut :
a.    Tema, Judul atau Topik
b.    Latar Belakang Masalah
Bagian ini pada umumnya berisi tentang deskripsi dan kedudukan masalah yang akan dikaji atau diteliti dan berisi alasan penulis meneliti malasah tersebut didukung dengan fakta atau argument yang terkait. Berdasarkan paparan tersebut, mengapamasalah tersebut penting dikaji atau diteliti.
Latar belakang masalah pada intinya merupakan bagian yang mengungkapkanmasalah yang membuat penulis gelisah dan resah jika masalah tersebut tidak ditelitiatau dikaji. Penyajiannya biasa mengungkap ketimpangan atantara teori dengan realitayang terjadi atau aturan dengan pengunnannya yang mengalam masalah.


c.     Tujuan penelitian
Tujuan dan mamfaat penelitan ini untuk memberikan informasi kepada pembacatentang penting dan maanfaat yang biasa diperoleh dari penelitian ini.
d.    Studi literatur
Studi literatur adalah serangkaian kegiatan yang berkenaan dengan metode pengumpulan data pustaka, membaca dan mencatat, serta mengelolah bahan penelitian.
e.       Metode Penyusunan laporan
Biasanya dalam bagian ini berisi tentang prosedur dan sistematis penyusunan laoran.
f.        Hasil laporan
Berisi tentang hasil dari analisis yang dilakukan oleh penulis.
g.       Kesimpulan
Kesimpulan berisi tentang rincian singkat dari paparan yang disampaikan oleh penulis dalam makalah/ laporan yang disusun.

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

Sistem pemantauan kualitas udara melalui internet memberikan penyajian informasi mengenai kualitas udara di dalam maupun di luar ruangan di manapun, dan kapan pun. Senyawa gas polutan seperti NOx, CH4, NH3, CO, CO2, alkohol, dan benzena dapat berdampak buruk terhadap kesehatan apabila melampaui batas normal dan kurang diperhatikan. Sumber dan dampak pencemaran udara dapat menyebabkan masalah kesehatan sehingga menimbulkan kekhawatiran. Salah satu upaya penanggulangan pencemaran udara adalah dengan cara mengukur kualitas udara untuk mengategorikan kualitas udara. Pembangunan sistem ini bertujuan untuk mengukur dan memantau kualitas udara.
Dalam laporan ini penulis menguraikan IoT kualitas udara menggunakan teknologi Wireless Sensor Network (WSN). Berikut adalah arsitektur dan komponen yang digunakan dalam WSN.
Arsitektur WSN

Komponen WSN

Gambar diatas menjelaskan bahwa system monitoring ini dibangun dengan sebuahnode sensor yang juga berfungsi sebagaigateway dan empat buah node sensor.Masing-masing node memonitor kondisiudara disekitarnya.
Hasil monitoring inidikirimkan ke base station controller melaluigateway. Pengukuran kualitas udara dikerjakanoleh komponen pada aras terbawah, yaitunode sensor. Beberapa node dipasang secaramenyebar dan membentuk suatu path (jalur).Setiap node sensor mempunyai kemampuanmengakusisi data, perhitungan dankomunikasi dalam jaringan. Node inimengirimkan data melalui suatu path hingga mencapai gateway. Dalam hal ini gatewayberfungsi seperti datalogger.

Dalam WSN ini digunakanmikrokontroler JN5139 sebagai pengendalipada node sensor. JN5139 adalahmikrokontroler berdaya rendah dan sudahdipadukan dengan aplikasi IEEE802.15.4dan ZigBee, sehingga dikenal sebagaimikrokontroler nirkabel. Piranti ini sudahterintegrasi dengan sebuah prosesor RISC32-bit, transceiver 2,4 GHz IEEE802.15.4,ROM sebesar 192 kB, RAM 96 kB, danperiferal analog dan digital. Diagram kotakmikrokontroler nirkabel . Node sensor (board sensor) merupakansebuah board yang bertugas sebagai nodepada sistem WSN. Di dalam suatu boardsensor terdapat lima komponen utama yaitu:

Kontroler berfungsi memperoleh data yang relevan dan berkemampuan untukmengeksekusi kode-kode program. Memoridigunakan untuk menyimpan program dandata intermediate yang nantinya akandikirimkan ke controller board. Sensor danaktuator merupakan antarmuka terhadapparameter-parameter fisik lingkungan.Perangkat komunikasi digunakan sebagaiperalatan jaringan untuk mengirimkan danmenerima informasi melalui kanal nirkabel.Catudaya sebagai penyimpan energi untukmengaktifkan semua komponen dalamboard.
Pada mikrokontroler JN5139, sebagaiantar-muka antara sensor dan CPUdigunakan ADC 12-bit berjumlah empatbuah. Rentang nilai masukan yang diijinkanpada mikrokontroler JN5130 adalahtegangan 0-2,3 volt sesuai dengankemampuan ADC.
Sensor CO ini menggunakan sel solidstate untuk mengkompensasi suhu sehinggadihasilkan ketepatan pengukuran, kestabilandan sensitifitas. Sensor CO di satu dayadengan tegangan 24 V AC/DC. Daripembuatnya sensor ini sudah terkalibrasi dandisediakan 3 pilihan sinyal keluaran yaitu 0-5V atau 0-10V dan 4-20mA. Sensor ini jugamenyediakan 3 jangkauan pengukuran yaitu0-100 ppm, 0-200 ppm dan 0-400 ppm.

Dengan spesifikasi tersebut di atas, makadiperlukan antarmuka atau pengkondisisinyal, agar keluaran sensor ini dapatditerima oleh sensor board. Masukan yangdiijinkan oleh ADC dari sensor board adalahtegangan 0-2,3 volt DC.
Keluaran sensor CO dapat dipilih dalam 3mode yaitu arus 4-20 mA, tegangan 0-5 Vdan tegangan 0-10 V. Keluaran ini memilikioffset nol sama dengan 30 ppm yaitukonversi dari mulainya dasar sinyal (signal base) yaitu 0,5 V dan 4,3 mA.
Sensor CO2 yang akan digunakan adalahTPDS/EE85 produksi Titans, ditunjukkanpada gambar 8 Sensor ini mengukur CO2berdasarkan prinsip infrared dan sensor inimenggabungkan proses auto kalibrasi yangmenjamin kestabilan dan kehandalan. Sensorini mampu mengukur kadar CO2 hingga2000 ppm dengan sinyal keluaran 0-10V.

Grafik keluaran sensor CO vs ppm
Sensor CO2
Seperti halnya pada sensor CO, keluaransensor CO2 juga memerlukanantarmukauntuk mengkondisi sinyal keluarannyamenjadi tegangan 0-2,3 volt DC.Fitur sensor CO2 :
1.      Catudaya 24 V AC/DC
2.      Dual source infra red technology
3.      Output 0-10 V
4.      Range pengukuran CO2 : 0-2000 ppm

Agar berkerja sesuai fungsinya, masingmasing node diprogram sendiri-sendiri.Disini ada dua program yaitu coordinator dan end-device. Program dibuat
menggunakan Code::Blocks, yatu IDEsumber bebas dalam bahasa pemograman
C/C++. Masing-masing program dikompilesehingga dihasilkan suatu file biner yangakan didownload ke EEPROM di boardtarget.
Base Station Controler (BSC) berfungsimengambil data hasil pengukuran darigateway. BSC dibangun dari sebuahkomputer yang memiliki port USB. Agar
dapat menjalankan fungsinya sebagaipengambil data, penampil data (datavisualitation) dan perekam data, makakomputer ini dilengkapi dengan suatuperangkat lunak (program) spesifik. Programini dibuat menggunakan visual basic, dansarana penyimpanan data menggunakan Msaccess.

 BAB V
PENUTUP

A.      Kesimpulan
1.      Teknologi Wireless Sensor Networkdapat digunakan untukmengimplementasikan suatu system monitoring kualitas udara.
2.      Sistem monitoring yang dapat direalisasikan pada kegiatan ini terdiri atas satu node gateway, 4 node sensor,dan satu Base Station Controller.
3.      Parameter udara yang dapat diukur dari sistem ini adalah kadar CO [ppm], CO2 [ppm], suhu [o Celcius] dan kelembabanudara relatif [%].
4.      Penguasaan dan alih teknologi WSN harus dilakukan secara kontinyu,memerlukan waktu yang cukup lama dantidak hanya sebatas umur kegiatanpenelitian
B.      Saran
Dalam pembuatan IoT kualitas udara diperlukan berbagai piranti yang menunjang system yang baik. Perlu adanya perkembangan pada algoritma agar dapat menghemat penggunaan catudaya(baterai dan aki).



Comments

Popular posts from this blog

Tugas UAS EAI_4117005_Nila Rahmawati_E

Sejarah Pemberantasan Korupsi di Indonesia