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
Post a Comment