BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini membahas tentang cara pengimplementasian Real-Time Monitoring untuk polusi air menggunakan Wireless Sensor Network di Danau Toba. Bab ini juga
membahas arsitektur umum dari sistem yang dibangun.
3.1. Analisis Sistem
Real-Time Monitoring untuk polusi air menggunakan Wireless Sensor Network yang dijalankan pada penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan. Tahapan tersebut diawali
dengan inisiasi dari arduino, GSM Shield, dan sensor-sensor yang dipakai. Selanjutnya GSM Shield. Dalam tahap ini GSM Shield akan mengirim data yang
diterimanya ke database server yang telah dikonfigurasi sebelumnya di alamat website http:datalogtoba.esy.esvalue.php. Data yang disimpan kemudian memasuki tahap
parsing. Tahapan parsing adalah tahapan dimana data akan di encode ke dalam format json yang mana data akan ditampilkan dalam bentuk line chart seperti yang dapat
dilihat di alamat website http:datalogtoba.esy.eslinechart.php.
Universitas Sumatera Utara
GSM Shield
La nd
S ta
ti on
USER
INTERNET
W at
er S
ta ti
on
Raspberry Pi 2 Cluster Database Server
DATA NORMALIZATION
DATA PARSING DATA
VISUALISATION
R EC
EIV E D
A TA
SE N
D DAT
A
POWER SUPPLY PH SENSOR
DISSOLVED OXYGEN SENSOR
TEMPRATURE SENSOR
AIR TEMPRATURE AND HUMIDITY
SENSOR
Gambar 3.1 Arsitektur umum sistem yang diajukan
3.1.1 Wiring Diagram Pada sistem pengkabelan, Arduino Sensor Shield dipakai untuk menambah jumlah
sensor yang dapat digunakan. Abjad ‘G’ yang terdapat pada shield berarti pin Ground, abjad ‘V’ artinya VCC atau arus, ‘S’ yang artinya Signal.
Berikut informasi pengkabelan yang diterapkan saat sistem dijalankan. 1.
GSM Shield : S0 Arduino terhubung ke S0 GSM Shield, G0 Arduino terhubung ke G GSM
Shield dan S1 Arduino terhubung ke S1 GSM Shield. 2.
Dissolved Oxygen Sensor : S3 Arduino terhubung ke TX DO Circuit,S4 Arduino terhubung ke RX DO
Circuit, V3 Arduino terhubung ke VCC DO Circuit, G3 Arduino terhubung ke
Universitas Sumatera Utara
GND DO Circuit, selebihnya PRB dan PGND pada DO Circuit terhubung ke DO Sensor Probe.
3. DS18S20 Waterproof Temperature Sensor :
S5 Arduino terhubung langsung ke DS18S20 probe; V5 Arduino terhubung langsung ke DS18S20 probe, dan G5 Arduino terhubung langsung ke
DS18S20 probe. Terdapat konfigurasi tambahan pada probe ini dimana resistor 4.7K untuk pull up Signal dengan VCC.
4. DHT 11 Air Temperature and Humidity Sensor :
S6 Arduino terhubung langsung ke Signal DHT11, V6 terhubung langsung ke VCC DHT 11, G6 terhubung langsung ke GND DHT11.
5. SEN0161 DFrobot PH Sensor :
Sensor ini merupakan sensor analog yang terhubung ke pin analog yang terdapat pada Arduino Shield, dan sensor sudah memberi BNC connector yang
langsung bisa dihubungkan ke arduino ke pin Analog 0 pada Arduino. 6.
DFrobot ORP Meter : Sensor ini merupakan sensor analog yang terhubung ke pin analog yang
terdapat pada Arduino Shield, dan sensor sudah member BNC connector yang langsung bisa dihubngkan ke arduino ke pin Analog 1 pada Arduino.
3.1.2. Alur Pemrograman Terdapat beberapa tahap dalam pemrograman yang dilakukan di sisi Arduino yaitu :
a. Pendeklarasian variabel
seperti yang terlihat pada gambar 3.2
Gambar 3.2. Pendeklarasian variabel untuk sensor DO
Universitas Sumatera Utara
Sebelum digunakan, variabel dari Dissolved Oxygen Sensor harus dideklarasikan terlebih dahulu, dalam hal ini ‘SoftwareSerial’ merupakan library dari sensor. ‘rx 3’
dan ‘tx 4’ merupakan pin tempat sensor dipasangkan. ‘sensorstring’ merupakan
tempat nilai dari sensor ketika pertama kali nilai masuk saat melakukan pengukuran, dan dari ‘sensorstring’, nilai akan masuk kedalam ‘DOString2’.
Gambar 3.3. Pendeklarasian variabel untuk GSM Shield
Untuk pendeklarasian variabel GSM Shield, yang perlu diperhatikan adalah bagian ‘onModulePin’. Dalam hal ini terdapat pada pin 2. Dan ‘url[]’ yang merupakan alamat
website yang kita tuju untuk mengirim data nantinya.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4. Pendeklarasian variabel untuk pH dan ORP sensor
Pendeklarasian yang dilakukan untuk ke 2 dua sensor ini dilakukan secara bersamaan karena sensor merupakan keluaran dari perusahaan yang sama dan
menggunakan library yang sama. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah ‘orpPin A1’ yang artinya analog 1. Dan ‘SensorPin A0’ yang artinya analog 0.
Gambar 3.5. Pendeklarasian variabel untuk DS18S20 sensor Sensor temperatur air ini menggunakan library ‘OneWire.h’ yang merupakan keluaran
dari perusahaannya. Dan sensor ini terpasang pada pin 5, ditunjukkan dari ‘DS18S20_Pin = 5;’. Lihat gambar 3.5.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6. Pendeklarasian variabel untuk sensor suhu dan kelembaban udara Sensor dht11 ini sudah menggunakan library ‘dht.h’ yang dapat di include ke dalam
program, ‘DHT11_PIN 6’ digunakan untuk mendeklarasikan variabel sensor yang
terdapat pada pin 6 di arduino. b.
Pembagian Class Class yang terdapat pada pemrograman di bagian sensor dapat dilihat pada
Tabel 3.1 Tabel 3.1. Sensor Class
Nama Class Fungsi
power_on Untuk pengecekan status hidup atau matinya GSM
Shield sendATcommand
Untuk mengoperasikan GSM Shield untuk mengirim data
ObtainORP Untuk mendapatkan nilai dari sensor ORP
ObtainpH Untuk mendapatkan nilai dari sensor pH
Watertemp Untuk mendapatkan nilai dari sensor temperatur air
ObtainDO Untuk mendapatkan nilai dari sensor Dissolved
Oxygen getAirTemp
Untuk mendapatkan nilai dari sensor kelembaban dan temperatur udara
c. Pembuatan database server
Universitas Sumatera Utara
Struktur dari field database yang dibuat untuk menampung data yang dikirim dari sensor dapat dilihat pada tabel 3.2.
Tabel 3.2. Struktur Database Nama
Tipe Data Extra
Id Int255
Auto_increment Time
Timestamp Current_timestamp
DOX Char10
None pH
Char10 None
ORP Char10
None Suhu_Air
Char10 None
Suhu_Udara Char10
None Kelembaban_Udara
Char10 None
3.2 Perancangan Antarmuka Sistem