Sistem Monitoring Kondisi Cuaca Dengan Menggunakan Modul Gsm Secara Real Time Berbasis WEB Chapter III V
38
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Perancangan sistem meliputi perancangan pada perangkat keras (Hardware) dan
perangkat lunak (software). Pada Perancangan perangkat keras adalah mengenai cara
merangkai seluruh perangkat keras yang akan digunakan. Antara lain rangkaian pada
sensor seperti DHT11, Potensiometer, Optocoupler dan Modul GSM yang seluruh
rangkaian pada perangkat keras tersebut akan dihubungkan dengan Arduino uno
sebagai pusat sistemnya. Rangkaian bekerja sesuai dengan program yang dibuat dan
diunggah kedalam ic kontroler. Proses kerja rangkaian setelah diaktifkan adalah
membaca sensor ,mengkalibrasi data sensor dan mengirim data hasil kalibrasi ke
website melalui modul gsm.. Output hasil kalibrasi berupa data serial yang dapat
dikirim ke komputer atau ke website.
Sedangkan perancangan perangkat lunak (Software) merupakan cara untuk
mendapatkan data yang telah dikirim dari hardware yang terhubung dan sebagai
tampilan untuk memantau data pada sistem. Setiap perangkat keras di program untuk
melakukan masing-masing tugasnya.
3.1 Alat dan Bahan
Hardware
Software
Arduino UNO
IDE Arduino
DHT11
Xampp
Potensiometer
Microsoft visio 2010
Optocoupler
Browser Engine
Resistor
Fritzing
Universitas Sumatera Utara
39
Modul GSM SIM800L
Notepad ++
Transistor
Photoshop
Tabel 3.1 Tabel peralatan dan bahan
3.2 Data yang digunakan
Pada pembangunan sistem ini, menggunakan data berupa suhu, kelembaban,
kecepatan angin dan arah angin yang masing-masing data tersebut diukur dengan
sensor yang telah ditentukan
3.3 Identifikasi Masalah
Penggunaan teknologi sensor pada Arduino Uno terhadap informasi mengenai cuaca
merupakan salah satu solusi untuk mendapatkan informasi mengenai cuaca dengan
mudah, cepat dan akurat. Maraknya kasus pemanasan global merupakan pemicu
penggunaan teknologi ini, dengan memanfaatkan teknologi ini, informasi mengenai
cuaca secara real time akan semakin mudahdidapat. Penggunaan arduino sebagai
teknologi ini mengharuskan pengiriman data ke internet melalui GSM module yang
telah terpasang pada perangkat arduino untuk melakukan proses pengiriman data.
3.4
Analisis Sistem
Analisis sistem ini bertujuan untuk mengidentifikasi sistem yang akan dikembangkan.
Analisis sistem diperlukan sebagai dasar perancangan sistem. Pada penelitian ini,
analisa yang akan dilakukan berupa arsitektur umum dan flowchart. Arsitektur umum
akan menggambarkan keseluruhan metode yang diterapkan dan flowchart dapat
menggambarkan tahapan-tahapan sistem yang akan dirancang secara terstruktur
sehingga memudahkan pemahaman atas gambaran sistem yang sedang dirancang.
Arsitektur umum mengenai sistem monitoring kondisi cuaca dengan menggunakan
modul gsm secara real time berbasis web dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
40
Hardware
Input
(Sensor)
DHT11
Optocoupler
Kondisi cuaca
Potensio
meter
Arduino
Modul GSM
Internet
Client
Web Server
Database MySQL
Output berupa grafik dan tabel
Gambar 3.1 Arsitektur Umum
Berikut adalah penjelasan dari tahapan-tahapan yang dilakukan pada penelitian ini
1.Hardware
Rancangan sensor ini yang nantinya akan
diletakkan pada lokasi di luar
ruangan untuk memantau kondisi cuaca disekitar, secara umum deskripsi dari
alat ini dimulai dari sensor yang akan mendeteksi masing masing besaran yang
telah diukur kemudian dengan signal condition keluaran sensor disesuaikan
dengan kebutuhan masukan Arduino uno yang digunakan sebagai pemroses
dan penghitungan data.kemudian mengupload kode program ke board sensor.
Universitas Sumatera Utara
41
Pertama dilakukan perangkaian pada seluruh sensor agar tersambung dan
terhubung pada arduino, setelah melakukan pemasangan kartu sim pada modul
gsm, arduino dihubungkan ke catu daya untuk mendapatkan pasokan tegangan
untuk menyalakannya, kemudian kode program akan di upload, sebelum
dilakukan pengirim nilai sensor dari masing-masing perangkat sensor ke dalam
arduino, nilai sensor diinisialisasi terlebih dahulu agar semua perangkat yang
terhubung dapat dikenali.. Setelah Arduino menghitung dan memproses data
dari sensor maka data tersebut akan dikirim ke dalam web server untuk
kemudian dapat dilakukan proses monitoring secara real time, pengiriman data
ke server menggunakan Modul GSM SIM800L yang sebelumnya telah
dihubungkan pada arduino. Setelah data telah terkirim maka nilai data sensor
akan tertera pada website monitoring dengan mengaksesnya melalui web
browser.
2.Aplikasi
Nilai sensor yang sudah diproses dan telah ditransmisikan ke dalam PC server,
kemudian dilakukan pembuatan kode program untuk melakukan pengiriman
perintah pembacaan data dari nilai sensor,setelah nilai sensor diterima data
tersebut akan dilakukan penyimpanan kedalam database Mysql. Kemudian
sekumpulan data tersebut selanjutnya dapat diproses agar dapat ditampilkan
dalam bentuk grafik dan diolah agar bisa ditampilkan secara real time sesuai
input nilai-nilai sensor seperti informasi mengenai keadaan suhu, kelembaban
udara, kecepatan angin serta arah. Data yang telah melewati pemrosesan dan
telah tersimpan dalam database akan ditampilkan dalam bentuk tabel dan
grafik secara real time, data tersebut akan tampil dalam periode 180 detik
sekali dan akan tampil sesuai dari data terbaru. Data tersebut dapat digunakan
sebagai bahan acuan untuk membandingkan data yang telah diteliti.
Di dalam sistem aplikasi monitoring ini terdapat sebuah peta untuk
menentukan lokasi dari alat sensor, dengan peta ini user bisa dengan mudah
mengetahui posisi alat yang digunakan. Jadi nantinya alat akan diletakkan di
lokasi tertentu kemudian data lokasi diinputkan ke sistem sesuai lokasi alat
tersebut sehingga jumlah lokasi yang tersedia pada aplikasi ditentukan oleh
Universitas Sumatera Utara
42
jumlah alat yang ada di lokasi. Kemudian pada aplikasi ini mempunyai fitur
peringatan atau notifikasi. Jadi, jika terjadi cuaca yang cukup ekstrim sistem
akan menampilkan notifikasi sebagai tanda bahwa kondisi cuaca sudah
melewati batas yang ditentukan, dengan memberikan nilai batas terhadap
parameter pengguna bisa mengetahui kondisi yang sebenarnya terjadi pada
sistem monitoring, bentuk notifikasi tersebut berupa teks yang disertai data
yang masuk, dengan adanya notifikasi pengguna bisa dengan mudah
mendapatkan informasi terbaru secepat mungkin. Pada gambaran output,
rancangan Graphical User Interface (GUI) akan dirancang konsep User
Friendly untuk memudahkan penggunaan, dengan konsep ini pengguna bisa
dengan mudah menggunakan aplikasi ini
3.5 Perancangan Use Case
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan use case untuk system
monitoring. Use case pada gambar 3.3 akan menerangkan mengenai interaksi apa saja
yang dapat dilakukan user saat melakukan sistem monitoring melalui aplikasi web
Sistem Monitoring Cuaca
User
Melihat
Halaman Awal
Melihat menu
utama
Melihat data
tabel dan grafik
Menyimpan
data sensor
Menerima
Notifikasi
Gambar 3.2 Use Case
Universitas Sumatera Utara
43
3.5.1 Spesifikasi Use case
Nama Usecase
Hal Utama / Menampilkan data Sensor
Aktor
Pengguna computer / user
Deskripsi
Usecase ini digunakan oleh user untuk melihat data sensor
Pre-condition
Sistem dihidupkan (Power On)
Characteristic of activation
Dapat dilakukan oleh siapapun
Basic flow
User melihat data sensor pada halaman utama
Alternatif flow
User dapat menyimpan data sensor dan menerima notifikasi
Post condition
User dapat melihat data sensor kondisi cuaca dalam periode
180 detik
Limitations
User hanya dapat memonitoring kondisi terhadap cuaca
3.6 Activity Diagram
Activity diagram juga membahas alur yang dapat ditempuh user dalam
menjalankan aplikasi maupun alur proses pada alat monitoring
3.6.1 Activity Diagram Aplikasi Ecuaca
Pada diagram ini jelaskan, user dapat memilih untuk melihat konten yang tersedia
pada aplikasi web. Untuk menu data lokasi, user dapat memilih lokasi yang
tersedia pada halaman utama user dapat melihat data grafik dan tabel, kemudian
user dapat melihat data laporan dan memilih sesuai tanggal yang tersedia.
Universitas Sumatera Utara
44
Mulai
Mengakses URL
Website
Melihat peta
Melihat Tabel
dan Grafik Cuaca
Melihat laporan
cuaca
Menentukan
tanggal
Selesai
Gambar 3.3 Activity Diagram Aplikasi Ecuaca
3.6.2 Activity diagram alat monitoring
Diagram ini merupakan bagan yang menunjukkan alur kerja atau apa yang sedang
dikerjakan oleh sistem secara keseluruhan serta
prosedur yang digunakan dalam
pengoperasiannya.
Universitas Sumatera Utara
45
mulai
Inisialisasi nilai
awal
Mengambil data
suhu
Mengambil data
kelembaban
Mengambil data
kecepatan angin
Mengambil data
arah angin
Cek detik = 60
Detik = 60 ?
tidak
ya
Cek Registrasi
GPRS
registrasi ?
tidak
Register
Inisialisasi GPRS
ya
Kirim ke Web
Server
selesai
Gambar 3.4 Activity Diagram alat monitoring
Adapun tahapan pada diagram tersebut adalah :
1. Pada saat perangkat dinyalakan atau diberi tegangan listrik. Sistem akan
mendeteksi seluruh perangkat yang terhubung dengannya.
Universitas Sumatera Utara
46
2. Setelah seluruh perangkat terdeteksi, dilakukan proses inisialisasi data.
3. Setelah seluruh perangkat diinisialisasi maka dilakukan pembacaan sensor.
4. Pembacaan sensor pertama pada sensor DHT11 untuk mengambil data suhu
dan kelembaban.
5. Pembacaan sensor ketiga pada sensor Optocoupler untuk mengambil data
kecepatan angin.
6.
Pembacaan sensor kedua pada sensor Potensiometer untuk mengambil data
arah angin.
7. Sistem melakukan pembacaan data dimulai dari perhitungan waktu pada
detik pertama sampai dengan detik ke-60.
8. Setelah perhitungan waktu mencapai 60 detik akan dilakukan register pada
GPRS.Tetapi, jika data yang dibaca belum mencapai pada detik ke-60,
maka sistem akan melakukan perulangan dan kembali pada inisialisasi awal
sampai perhitungan mencapai 60 detik.
9. Sebelum data dikirim ke server, dilakukan register pada GPRS agar data
dapat terkirim ke server. Jika belum terdaftar data tidak akan terkirim ke
server melainkan harus didaftarkan terlebih dahulu.
10. Jika belum melakukan register pada GPRS, maka sistem akan meminta
untuk melakukan register inisialisasi pada GPRS yang kemudian dikirim ke
server. Inisialisasi GPRS dilakukan agar data yang akan dikirim dikenali
oleh server.
11. Setelah melakukan register GPRS maka data seluruh sensor akan dikirim ke
web server.
3.7 Perancangan Sistem Database
Dalam Perancangan sistem monitoring cuaca ini diperlukan perancangan sistem
database, dengan adanya database,sistem monitoring dapat dilakukan secara real time
sesuai dengan waktu nyata. Selain itu database berfungsi sebagai penyimpanan data
dari pengukuran pada tiap waktunya, sehingga ketika pengguna akan melakukan
pengecekan ulang data terdahulu dapat dilihat dalam database. Secara tidak langsung
database ini dirancang sebagai sarana untuk memback-up keseluruhan data yang
Universitas Sumatera Utara
47
diukur, agar data tersebut dapat tersimpan dengan aman. Program database Mysql ini
dikomunikasikan dengan perangkat lunak Arduino uno. Program komunikasi tersebut
dilakukan dalam program arduino, database Mysql hanya bertugas mendapatkan dan
menyimpan data melalui script PHP. Dalam pembangunan desain database pada
sistem informasi inidibuat dengan bahasa pemograman MySQL yang ter-install pada
Xampp. Database yang digunakan pada sistem monitoring ini adalah satu buah
database yang bernama database “ecuaca” yang terdiri dari dua buah tabel utama yang
berisi data-data parameter cuaca dan informasi mengenai waktu dengan nama tabel
“data_harian”, serta tabel lokasi dengan nama tabel “device”. Berikut adalah gambar
struktur tabel dari database “ecuaca”.
3.7.1 Struktur tabel data_harian
Nama Kolom
Id
Tanggal
Jam
Suhu
Kelembaban
Arah_angin
Kecepatan_angin
Nama_alat
Keterangan
Tipe Data
Integer
Data
Time
Varchar
Varchar
Varchar
Varchar
Int
Char
Keterangan
Auto increament
Null default
Not null default
Null default
Null default
Null default
Null default
Null default
Null default
Tabel 3.2 Struktur tabel data_harian
Urutan dari isi tabel “data_harian” ini disesuaikan dengan output dari translator, yaitu
id, tanggal, jam, suhu, kelembaban arah angin, kecepatan angin, keterangan dan nama
alat yang merupakan hasil terjemahan data-data pengukuran dari perangkat sensor ke
dalam bentuk digital ke dalam komputer yang digunakan sebagai server. Penggunaan
pada kolom nama alat merupakan sebuah relasi pada tabel device.
3.7.2 Struktur tabel device
Nama Kolom
Id
Lokasi
Titik_map
Tipe Data
Integer
Text
Text
Tabel 3.3 Struktur tabel device
Keterangan
Auto increament
Not Null default
Not null default
Universitas Sumatera Utara
48
Pada struktur tabel device terdapat id, lokasi dan titik map.Pada kolom Id berfungsi
sebagai primary key, kolom lokasi merupakan nama dari lokasi sedangkan pada
kolom titik map merupakan tanda lokasi pada peta yang terhubung ke internet
3.8 Perancangan Antarmuka
Perancangan
antarmuka
bertujuan
untuk
merancang tampilan
yang dapat
menghubungkan pengguna dengan program.Perancangan antarmuka dilakukan
sebelum tahapan implementasi sistem agar
sistem. Perancangan
antarmuka
dirancang
memudahkan dalam pengembangan
khusus
untuk
user dalam
memonitoring dari perangkat arduino.
3.8.1 Perancangan Halaman Awal
Pada tampilan halaman awal ini, sistem akan menampilkan informasi mengenai lokasi
alat yang digunakan pada peta yang telah disediakan. Pada „Peta Lokasi Alat‟ terdapat
lokasi alat yang telah disesuaikan pada peta tersebut. Dalam halaman ini juga terdapat
„Pilih Device‟ untuk memilih lokasi alat yang tersedia pada peta.„Pilih Device‟
berfungsi untuk menampilkan halaman utama yang berisi seluruh informasi mengenai
sensor berdasarkan lokasi yang dipilih.
Gambar 3.5 Perancangan Halaman awal
3.8.2
Perancangan Halaman Utama
Pada perancangan halaman utama terdapat informasi mengenai seluruh sensor berupa
bentuk tabel maupun grafik.Pada tabel terdapat keterangan seperti tanggal, jam, suhu,
kelembaban, kecepatan angin dan arah angin. Untuk membatasi baris yang akan
ditampilkan digunakan tampilan per-baris yang terletak diatas tabel sedangkan
Universitas Sumatera Utara
49
tampilan per-halaman digunakan untuk menampilkan halaman tabel selanjutnya yang
terletak dibawah tabel. Pada grafik sensor terdapat informasi seperti suhu, kelembaban
dan kecepatan angin dalam bentuk grafik, dibawah grafik terdapat informasi mengenai
jam dari masing-masing sensor. Pada bagian sebelah kiri halaman terdapat button
„Laporan Sensor‟ sebagai laporan dari data cuaca selama proses monitoring. Pada
button „Laporan Sensor‟ akan menampilkan halaman rekap data cuaca. Juga terdapat
tombol lokasi pada sebelah kiri halaman untuk kembali ke halaman awal atau halaman
pilih lokasi.
Lokasi
Gambar
Print Laporan
Logo
Nama Aplikasi
Tampilan per-baris
Tabel tanggal, jam dan sensor
Tampilan per-halaman
Sensor 1
Sensor 2
Sensor 3
Grafik Sensor
Jam
Gambar 3.6 Perancangan Halaman Utama
3.8.3 Perancangan Halaman Rekap Data Cuaca
Pada halaman rekap data cuaca terdapat form „Pilih Tanggal‟ untuk memilih tanggal,
dengan cara mengisi tanggal yang ditentukan.Pada sebelah kanan form „Pilih Tanggal‟
terdapat button „Cetak‟selanjutnya akan ditampilkan pada halaman laporan cuaca.
Logo
Pilih Tanggal
Nama Halaman
Cetak
Gambar 3.7 Perancangan Halaman Rekap Data Cuaca
Universitas Sumatera Utara
50
3.8.4 Perancangan Halaman Laporan Cuaca
Pata halaman laporan cuaca terdapat informasi mengenai tanggal data cuaca selama
proses monitoring, kemudian terdapat tabel berupa laporan cuaca yang bisa dicetak
Tanggal Data Cuaca
Tabel Laporan Cuaca
Gambar 3.8 Halaman Laporan Cuaca
3.9 Perancangan Instalasi Perangkat Keras
Perancangan instalasi pada perangkat keras merupakan cara untuk membentuk media
penghubung pada seluruh perancangan perangkat keras sehingga antara satu alat
dengan alat lainnya dapat terhubung. Pada perancangan instalasi perangkat keras
dilakukanpemberian perintah kepada masing-masing perangkat keras untuk bekerja
dan berjalan sesuai dengan fungsinya. Dalam perancangan perangkat keras ini
dilakukan pengaturan perintah pada Arduino uno untuk kemudian bisa diterima oleh
perangkat
keras
lainnya
agar
berjalan
sesuai
dengan
fungsinya
masing-
masing.Arduino uno merupakan pusat dari keseluruhan sistemkarena seluruh perintah
yang diberikan pada masing-masing perangkat kerasakan diproses dalam Arduino
uno.
3.9.1 Perancangan DHT11 pada arduino uno
Pada perancanganperangkat ini, sensor DHT11 dihubungkan pada rangkaian arduino
sebagai pendeteksi suhu dan kelembaban udara, sensor DHT11 memiliki keluaran
sinyal digital yang dikalibrasi dengan sensor suhu dan kelembaban yang kompleks.
Data tersebut kemudian dibaca oleh kontroler melalui port I2C. Data sensor dht11
adalah data yang telah terkalibrasi sehingga tidak membutuhkan kalibrasi dalam
Universitas Sumatera Utara
51
kontroler.Koefisien kalibrasi disimpan dalam memori program OTP.DHT11
dihubungkan pada rangkaian arduino untuk menerima input digital untuk selanjutnya
akan diproses pada arduino uno. Penjelasan pada rangkaian ini adalah sebagai berikut:
a. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-1 DHT11 kedalam 5V Arduino
b. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-2 DHT11 kedalam pin 6 Arduino
c. Dengan menggunakan resistor,dari kaki ke-2 DHT11 dihubungkan ke 5V
Arduino
d. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-4 kedalam GND Arduino
Gambar 3.9 Rangkaian DHT11 pada arduino
3.9.2 Perancangan potensiometer pada arduino uno
Potensiometer ini digunakan untuk mendeteksi arah angin yang menampilkan angka
desimal dalam bentuk derajat, perancangan pada rangkaian pendeteksi arah digital ini
bekerja
melalui
pendeteksian
sensor
dihubungkan pada rangkaian arduino
sebagai
penentu
arah.
Potensiometer
untuk memperoleh data oleh sensor yang
berupa sinyal analog diubah oleh arduino menjadi sinyal digital. Poros potensiometer
dihubungkan pada sebuah tiang pengarah berbentuk bendera. Aliran angin dari arah
tertentu akan memutar tiang dan poros potensiometer.
Output potensiometer
ditentukan oleh arah putarannya, karena input potensiometer terhubung pada sumber
tegangan maka keluaran sensor potensiometer adalah tegangan dengan variasi
minimum hingga maksimum. Output sensor adalah analog, sehingga diberikan pada
masukan analog arduino. Pada potensiometer putarannya tidak mencapai 360 derajat
sehingga ada area yang tidak terbaca oleh sensor.Putaran potensiometer hanya
mencapai 310 derajat
Universitas Sumatera Utara
52
Gambar 3.10 Rangkaian potensiometer pada arduino uno
3.9.3 Perancangan optocoupler pada arduino uno
Pada perancangan sensor kecepatan angin menggunakan optocoupler, optocoupler
dibuat dengan menghubungkannya dengan daun baling-baling yang berfungsi
mendeteksi aliran angin. Aliran angin akan memutar daun baling-baling. Jika
semakin cepat kecepatan angin yang didapat maka semakin cepat pula putaran kipas
atau daun baling-balingnya. Optocoupler mendeteksi putaran baling-baling pada
sebuah
piringan
berlubang
yang
tersambung
pada
baling-baling.
Putaran
piringanakanmengakibatkan pulsa pada output sensor. Jika semakin cepat balingbaling berputar, makasemakin cepat pulsa yang terdeteksi.Sensor optocoupler
dihubungkan pada rangkaian arduino untuk memperoleh data oleh sensor yang
selanjutnya diproses pada arduino.
Gambar 3.11 Rangkaian optocoupler pada arduino uno
Universitas Sumatera Utara
53
3.9.4 Perancangan modul gsm pada arduino uno
Pada perancangan ini, modul gsm dihubungkan dengan arduino uno, yang berperan
untuk melakukan pengiriman data gprs ke website.Modul ini menggunakan protocol
komunikasi UART dalam komunikasi data dengan arduino. Modul ini mempunyai 8
pin yang dapat digunakan untuk digabungkan dengan arduino. Akan dipakai 2 pin
sebagai pin RX dan TX sebagai komunikasi UART dengan Arduino.
Gambar 3.12 Rangkaian Modul gsm pada Arduino
3.9.5 Perancangan Pin Arduino
Pada Arduino, terdapat pin yang berfungsi sebagai tempat pengolahan sinyal data.
Baik bersifat analog maupun digital.pada sistem yang akan dibangun ini, pin
dimanfaatkan untuk pengolahan yang semua proses dilakukan secara digital.
Gambar 3.13 Arsitektur arduino
Universitas Sumatera Utara
54
Sistem memanfaatkan pin yang terdapat pada arduino, masing-masing pin dibagi
sesuai dengan kebutuhan sistem. pada sistem yang dibangun, pin yang digunakan
berasal dari Digital Input/Output. adapun pembagian pin yang digunakan adalah:
1. DHT11 menggunakan pin 6
2. Optocoupler menggunakan pin 13
3. Sim800l menggunakan pin 2 dan 3
3.9.6 Perancangan Rangkaian Catu Daya
Agar alat yang dibuat dapat bekerja dengan baik. Maka diperlukan sumber tegangan
listrik sebagai catu daya. Perangkat yang menggunakan sumber tegangan listrik adalah
perangkat arduino. Arduino uno harus menerima arus listrik untuk menyala minimum
5 volt. Arus listrik yang diterima oleh arduino harus stabil untuk menghindari
terjadinya drop saat pengoperasian arduino.
AKI
Gambar 3.14 Rangkaian catu daya pada arduino
3.9.7 Perancangan Sistem perangkat keras keseluruhan
Gambar 3.15 Sistem Keseluruhan
Universitas Sumatera Utara
55
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi Sistem
4.1.1 Spesifikasi software dan hardware yang digunakan
Spesifikasi perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware) yang
digunakan dalam membangun sistem ini adalah sebagai berikut:
1. Sistem operasi yang digunakan adalah Microsoft Windows 8 64-bit.
2. Arduino uno
3. Scratch Arduino IDE
4. Processor AMD E1-2100 APU with Radeon(TM) Graphics 1.00 GHz
5. Memory 1.44 GB RAM
6. Kapasitas hardisk 470 GB.
7. Xampp win32
8. Mozilla Firefox
9. Modul GSM SIM800L
10. DHT11
11. Optocoupler
12. Potensiometer
4.1.2 Implementasi Rangkaian Modul SIM800L
Gambar 4.1 Rangkaian Modul SIM800L
Universitas Sumatera Utara
56
Pada Gambar 4.1 rangkaian modul SIM800L dihubungkan ke arduino dengan kabel
jumper pada modul ini terdapat 2 buah transistor, 1 buah resistor dan 1 buah lampu
LED sebagai indikator sinyal. Cara kerja modul ini adalah, jika modul ini mendapat
pasokan tegangan sebesar 5 Volt yang diolah oleh arduino, pada resistor akan
menurunkan tegangan dari 5 Volt menjadi 3,4 Volt sesuai kebutuhan dari Modul
SIM800L dan dilakukan penguatan tegangan dengan transistor agar tegangan yang
dihasilkan konstan. Jika pasokan tegangan telah terpenuhi maka LED akan berkedip
dengan intensitas yang cepat, kondisi tersebut menyatakan bahwa modul sedang
dalam proses pencarian sinyal, jika sinyal yang didapat telah stabil LED akan
berkedip dengan intensitas lambat.
4.1.3 Implementasi Rangkaian DHT11
Gambar 4.2 Rangkaian DHT11
Pada Gambar 4.2 DHT11 dihubungkan pada arduino, pada rangkaian ini terdapat 1
buah resistor dan 1 buah lampu LED. Cara kerja rangkaian ini adalah, jika pasokan
tegangan sebesar 5 Volt telah terpenuhi maka LED pada rangkaian akan menyala.
4.1.4 Implementasi Rangkaian Potensiometer
Gambar 4.3 Rangkaian Potensiometer
Universitas Sumatera Utara
57
Posisi pada rangkaian potensiometer terletak dibawah alat dan dihubungkan pada
tiang pengarah yang berbentuk bendera. Cara kerja sensor ini adalah, jika pasokan
tegangan sebesar 5 Volt telah disalurkan dari arduino maka rangkaian ini akan
membaca setiap putaran pada tiang dan poros dan menghasilkan besaran ouput yang
ditentukan oleh arah putaran dari tiang tersebut.
4.1.5 Implementasi Rangkaian Optocoupler
Pada rangkaian Optocoupler posisinya terletak pada belakang baling-baling
dikarenakan cara kerja sensor ini bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Sensor ini
bekerja pada saat mendapat pasokan tegangan sebesar 5 Volt, jika tegangan telah
terpenuhi sensor ini akan menangkap data dari putaran pada piringan yang berada
dibelakang baling-baling. Putaran pada piringan tersebut akan menghasilkan pulsa
sebagai nilai outputnya, jadi tinggi atau rendahnya data yang didiperoleh ditentukan
oleh cepat atau lambatnya putaran pada piringan tersebut.
Gambar 4.4 Rangkaian Optocoupler
4.1.6 Rangkaian Keseluruhan
Gambar 4.5 Rangkaian Keseluruhan
4.1.7 Implementasi Perancangan Antar Muka
Adapun implementasi perancangan antar muka yang telah dilakukan sebelumnya pada
sistem adalah:
Universitas Sumatera Utara
58
1. Halaman Awal
Pada halaman awal aplikasi terdapat peta, dalam halaman ini pengguna
bisa melihat peta lokasi alat. Pada halaman ini pilihan lokasi yang diinput
berjumlah dua, yaitu lokasi „Padang bulan‟ dan „Amplas‟. Jumlah lokasi
sewaktu-waktu bisa ditambah tergantung dari ketersediaan alat. Jadi
Sebelum melakukan proses monitoring pengguna terlebih dahulu memilih
lokasi monitoring sesuai lokasi peta pada „Pilih Device‟. Halaman awal
dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.6 Halaman Awal
2. Halaman Utama
Halaman Utama merupakan halaman kedua setelah pengguna memilih lokasi
pada halaman awal. Lokasi yang dipilih pada halaman ini adalah lokasi
„Padang Bulan‟. Pada halaman ini terdapat informasi mengenai nilai sensor
cuaca berupa tabel dan juga grafik pada wilayah Padang Bulan. Apabila alat di
lokasi dinyalakan secara otomatis data akan terkirim secara real time dalam
aplikasi ini, pengguna bisa melihat langsung data yang akan masuk ke dalam
Universitas Sumatera Utara
59
aplikasi ini setiap saat. Pada halaman ini terdapat tombol „Laporan Sensor‟ dan
tombol „Lokasi‟, tombol pada „Laporan Sensor‟ berfungsi untuk menampilkan
laporan sensor sedangkan pada tombol „Lokasi‟ berfungsi untuk menampilkan
kembali halaman awal atau halaman lokasi. Pada tampilan grafik terletak
dibawah tabel, pada tampilan ini terdapat elemen CheckBox untuk
menampilkan grafik dari masing-masing sensor, dengan elemen ini pengguna
dapat melihat salah satu grafik dari sensor maupun melihatnya sekaligus.
Gambar 4.7 Halaman Utama Tabel
Gambar 4.8 Halaman Utama Grafik
Universitas Sumatera Utara
60
3. Tampilan Grafik Suhu
Tampilan grafik suhu merupakan tampilan grafik pertama, pada grafik ini
user dapat melihat informasi mengenai data suhu di sekitar.
Gambar 4.9 Tampilan Grafik Suhu
4. Tampilan Grafik Kelembaban
Tampilan grafik kelembaban merupakan tampilan grafik kedua, pada
grafik ini user dapat melihat informasi mengenai data kelembaban di
sekitar.
Gambar 4.10 Tampilan Grafik Kelembaban
5. Tampilan Grafik Kecepatan Angin
Tampilan grafik suhu merupakan tampilan grafik pertama,pada grafik ini
user dapat melihat informasi mengenai data kecepatan angin yang
berhembus di sekitar.
Universitas Sumatera Utara
61
Gambar 4.11 Tampilan Grafik Kecepatan angin
6. Halaman Rekap Data Cuaca
Pada halaman ini merupakan halaman setelah user menekan tombol
laporan sensor yang berada pada halaman utama, sebelum menampilkan
laporan sensor user diwajibkan untuk mengisi form tanggal pada halaman
ini terlebih dahulu. Kemudian pengguna dapat mencetak rekapitulasi data
cuaca yang telah masuk sesuai tanggal yang diinginkan dengan menekan
tombol cetak.
Gambar 4.12 Halaman Rekap Data Cuaca
Universitas Sumatera Utara
62
7. Laporan Cuaca
Setelah user berhasil menekan tombol cetak pada halaman rekap data
cuaca maka sistem akan menampilkan laporan cuaca. Pada halaman
laporan cuaca terdapat tabel dari masing-masing sensor yang telah masuk
sesuai tanggalnya, pengguna bisa melihat data cuaca yang telah masuk
berdasarkan tanggal yang diinginkan dan juga dapat mencetaknya
langsung.
Gambar 4.13 Laporan Cuaca
8. Fitur Notifikasi
Fitur Notifikasi merupakan informasi yang akan ditampilkan sistem pada
halaman web berupa kotak pesan. Kotak pesan ini akan muncul apabila
keadaan nilai sensor yang masuk telah melebihi batas yang telah ditentukan
pada aplikasi. Dengan begitu jika terjadi kondisi cuaca yang berbahaya
disekitar, pengguna bisa mengetahui dengan cepat informasi tersebut. Untuk
suhu sendiri nilai batas yang ditentukan adalah sebesar 40 derajat celcius.
Seperti pada gambar 4.14 fitur Notifikasi muncul pada saat suhu udara
melewati batas normal yang telah ditentukan.
Gambar 4.14 Tampilan Fitur Notifikasi pada suhu
Universitas Sumatera Utara
63
Gambar 4.15 Tampilan Fitur Notifikasi pada kelembaban
Untuk kelembaban nilai batas yang ditentukan adalah sebesar 75 %. Pada gambar 4.15
terlihat pesan notifikasi muncul dikarenakan data kelembaban yang masuk melebihi
batas yang telah ditentukan .
Gambar 4.16 Tampilan Fitur Notifikasi pada kecepatan angin
Untuk kecepatan angin nilai batas yang ditentukan adalah sebesar 40 kph. Pada
gambar 4.16 terlihat pesan notifikasi muncul dikarenakan data kecepatan yang masuk
melebihi batas yang telah ditentukan
Universitas Sumatera Utara
64
4.2 Pengkodean Sistem
Pada tahap ini, dilakukan pembuatan kode program untuk merealisasikan perancangan
prototipe yang sebelumnya telah dibuat. Dalam pengkodean sistem dibuat dengan dua
kode program yaitu untuk alat monitoring lingkungannya dengan IDE Arduino dengan
bahasa pemrograman C serta kode program untuk mengambil dan mengirim data hasil
monitoring ke server dengan bahasa pemrograman PHP. Kode program pada alat yang
dibuat terdiri dari beberapa fungsi, yaitu:
1. Fungsi untuk mendeteksi suhu udara.
2. Fungsi untuk mendeteksi kelembaban udara.
3. Fungsi untuk mendeteksi kecepatan angin.
4.Fungsi untuk mendeteksi arah angin.
4. Fungsi untuk mengirim data monitoring ke server.
4.3 Pengujian Sistem
4.3.1 Pengujian Kehandalan Sistem
Pada Pengujian ini dilakukan dalam waktu 1 hari dimana sistem ditempatkan diluar
ruangan untuk menentukan tingkat kehandalan sistem. Hasil pengujian kehandalan
sistem dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut ini :
No
Tanggal/ Jam
Hasil
Delay
1
08-04-2017/ 05:54:46
Berhasil mengirim
1 menit 8 detik
2
08-04-2017/ 05:56:55
Berhasil mengirim
1 menit 9 detik
3
08-04-2017/ 05:59:02
Berhasil mengirim
1 menit 7 detik
4
08-04-2017/ 06:01:10
Berhasil mengirim
1 menit 8 detik
5
08-04-2017/ 06:03:17
Berhasil mengirim
1 menit 7 detik
6
08-04-2017/ 06:05:25
Berhasil mengirim
1 menit 8 detik
7
08-04-2017/ 06:07:27
Berhasil mengirim
1 menit 2 detik
8
08-04-2017/ 06:09:34
Berhasil mengirim
1 menit 7 detik
9
08-04-2017/ 06:11:42
Berhasil mengirim
1 menit 8 detik
10
08-04-2017/ 06:13:42
Berhasil mengirim
1 menit
Tabel 4.1 Tabel Pengujian Kehandalan Sistem
Universitas Sumatera Utara
65
Sesuai dari data yang didapat, dalam proses pengiriman data terdapat delay time atau
waktu tunda penerimaan pada user. Pada data tabel tersebut menunjukkan bahwa
delay time dalam proses pengiriman berkisar antara rentang waktu 1 menit 2 detik
sampai 1 menit 8 detik, sehingga rentang waktu tersebut dalam 10 kali percobaan
dapat diambil rata-rata dari delay time sebesar 1 menit 4 detik
4.3.2 Pengujian Kinerja Aplikasi
Pada pengujian kinerja aplikasi akan dijelaskan hasil perancangan aplikasi yang dibuat
dalam bentuk tabel dan grafik.
4.3.2.1 Hasil Pengujian Kinerja Pada Tabel
Hasil pengujian kinerja tabel dilakukan pada tanggal 9 April 2017 dimulai dari 10:39
s/d 10:59 . Data yang didapat sebanyak 10 data yang ditampilkan berdasarkan data
terbaru Pada tampilan tabel didapat data real time dari suhu, kelembaban kecepatan
angin dan arah angin, dilihat dari delay waktu pengiriman yang dihasilkan cukup
besar yaitu sebesar 1 sampai 2 menit. Sementara hasil dari parameter suhu yang
didapat, perubahannya tidak terlalu drastis begitu juga dengan kelembaban , hasil pada
kecepatan angin cukup stabil, sedangkan pada arah angin perubahannya cukup drastis.
No
Tanggal
1
Jam
Suhu
Kelembaban Kecepatan angin
Arah angina
09-04-2017 10:59
29
63
0
Barat Daya
2
09-04-2017 10:56
29
64
0
Barat Daya
3
09-04-2017 10:54
29
64
30
Tenggara
4
09-04-2017 10:52
31
64
59
Tenggara
5
09-04-2017 10:50
29
64
29
Tenggara
6
09-04-2017 10:48
29
64
19
Tenggara
7
09-04-2017 10:46
30
66
39
Utara
8
09-04-2017 10:44
30
66
30
Barat Laut
9
09-04-2017 10:42
30
66
30
Barat Laut
10
09-04-2017 10:39
30
67
10
Barat Laut
Tabel 4.2 Hasil pengujian Kinerja Tabel
Universitas Sumatera Utara
66
4.3.2.2 Hasil Pengujian Kinerja Pada Grafik
Hasil pengujian kinerja pada grafik menunjukkan hasil dari seluruh tampilan
monitoring dalam bentuk grafik. Hasil dari tiap grafik adalah sebagai berikut.
1. Grafik Suhu Udara
Pada grafik suhu udara akan menampilkan data ukuran dari suhu udara disaat
alat telah dihidupkan dan alat telah mempunyai paket data yang aktif pada
sim-cardnya. Data masuk dari sensor selama 1 menit sekali. Sistem dilakukan
pengujian pada suhu untuk pengambilan data setiap 5 menit sekali selama 15
menit pada tanggal 30 Maret 2017 . Pada 5 menit pertama didapat suhu
akhirnya sebesar 28° C, data tersebut dapat dilihat pada gambar.. berikut ini
Gambar 4.17 grafik suhu pada menit ke 09.05 suhu udara mencapai 28° C
Gambar 4.18 grafik suhu pada menit ke 09.10 suhu udara mencapai 29° C
Universitas Sumatera Utara
67
Gambar 4.19 grafik suhu pada menit ke 09.15 suhu udara mencapai 27° C
2. Grafik Kelembaban
Pada gambar berikut dapat dilihat pengambilan data kelembaban pada saat
sistem dihidupkan. Sama seperti grafik pada suhu udara, data yang tampilkan
merupakan hasil monitoring selama 5 menit sekali dalam waktu 15 menit
Gambar 4.20 grafik kelembaban pada menit ke 09.05 mencapai 24 %
Gambar 4.21 grafik kelembaban pada menit ke 09.10 mencapai 24 %
Universitas Sumatera Utara
68
Gambar 4.22 grafik kelembaban pada menit ke 09.15 mencapai 40 %
3. Grafik Kecepatan Angin
Pada gambar 4.23 dapat dilihat tampilan dari data monitoring kecepatan angin
pada saat sistem dihidupkan, data yang tampilkan merupakan hasil monitoring
selama 5 menit sekali dalam waktu 15 menit
Gambar 4.23 grafik kecepatan angin pada menit ke 09.05 mencapai 29 kph
Gambar 4.24 grafik kecepatan angin pada menit ke 09.10 mencapai 29 kph
Universitas Sumatera Utara
69
Gambar 4.25 grafik kecepatan angin pada menit ke 09.15 mencapai 30 kph
4.3.3 Pengujian pengiriman data
Pada pengujian ini dilakukan pengujian pengiriman data untuk mengetahui tingkat
keberhasilan dari data yang terkirim. Jika dihitung secara manual data yang
seharusnya didapat sistem selama 1 hari penuh sebesar 864 data karena data yang
didapat sebanyak 1 data dalam 90 detik. Pengujian ini dilakukan dalam waktu 20 hari
secara berturut-turut dengan menempatkan sistem pada ruangan terbuka untuk
menentukan tingkat keberhasilan pengiriman data, hasil pengujian pengiriman dapat
dilihat pada tabel 4.3 berikut.
Hari
Tanggal
Jumlah Data Masuk
Data Seharusnya
Selisih
Persentase
1
28 Maret 2017
790
864
74
91,4 %
2
29 Maret 2017
793
864
71
91,7 %
3
30 Maret 2017
797
864
67
92,2 %
4
31 Maret 2017
791
864
73
91,5 %
5
01 April 2017
793
864
71
91,7 %
6
02 April 2017
797
864
67
92,2 %
7
03 April 2017
789
864
75
91,3 %
8
04 April 2017
792
864
72
91,6 %
9
05 April 2017
795
864
69
92 %
10
06 April 2017
796
864
68
92,1 %
11
07 April 2017
800
864
64
92,5 %
12
08 April 2017
798
864
66
92,3 %
13
09 April 2017
795
864
69
92 %
14
10 April 2017
792
864
72
91,6 %
Universitas Sumatera Utara
70
15
11 April 2017
796
864
68
92,1 %
16
12 April 2017
791
864
73
91,5 %
17
13 April 2017
793
864
71
91,7 %
18
14 April 2017
798
864
66
92,3 %
19
15 April 2017
796
864
68
92,1 %
20
16 April 2017
792
864
72
91,6 %
Tabel 4.3 Tabel pengiriman data
Berdasarkan hasil pengujian selama 20 hari dapat menentukan tingkat keberhasilan
pengiriman data apakah sistem berjalan sesuai dengan rencana atau tidak. Pada tabel
pengiriman data tersebut didapat rentang persentase keberhasilan dalam pengiriman
data selama 20 hari berkisar pada 91,4 % sampai 92,3 %, sehingga dengan rentang
persentase tersebut dapat diambil rata-rata persentasenya selama 20 hari sebesar 91,87
%.
Universitas Sumatera Utara
71
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil pada pembuatan aplikasi monitoring cuaca ini
adalah sebagai berikut :
1. Sistem monitoring kondisi cuaca dengan menggunakan modul GSM dapat
menyajikan dan memberikan informasi mengenai data-data dari parameter cuaca
disekitar yang meliputi suhu, kelembaban, kecepatan angin dan arah angin secara
real time.
2. Sistem monitoring cuaca ini dapat menampilkan data dalam bentuk tabel dan
grafik dengan baik.
3. Sistem monitoring ini berjalan dengan baik di semua browser engine, dalam arti
semua fungsi yang ada pada program dapat ditampilkan dan dapat digunakan
dengan baik.
4. Notifikasi berjalan dengan baik.
5. Persentase kaeberhasilan pengiriman data sebesar 91,87 % rata rata per hari dalam
jangka waktu 20 hari
5.2 Saran
Adapun beberapa saran yang diperlu dipertimbangkan dari
1. Pada pengembangan alat dapat dilakukan penambahan pada alat sensor untuk
melengkapi parameter yang belum ada sehingga penggunaan alat ini menjadi lebih
kompleks
2. Pemilihan pada poros baling-baling untuk kecepatan angin harus lebih kuat dan
memiliki putaran yang lebih halus sehingga kecepatan angin dapat terdeteksi
dengan baik
3. Penggunaan sistem catu daya dapat dikembangkan dengan menggunakan solar cell
atau tenaga surya sehingga lebih ramah lingkungan.
4. Penggunaan website dapat dikembangkan lagi dengan menambahkan beberapa fitur
sehingga menjadi lebih menarik dan responsif.
Universitas Sumatera Utara
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Perancangan sistem meliputi perancangan pada perangkat keras (Hardware) dan
perangkat lunak (software). Pada Perancangan perangkat keras adalah mengenai cara
merangkai seluruh perangkat keras yang akan digunakan. Antara lain rangkaian pada
sensor seperti DHT11, Potensiometer, Optocoupler dan Modul GSM yang seluruh
rangkaian pada perangkat keras tersebut akan dihubungkan dengan Arduino uno
sebagai pusat sistemnya. Rangkaian bekerja sesuai dengan program yang dibuat dan
diunggah kedalam ic kontroler. Proses kerja rangkaian setelah diaktifkan adalah
membaca sensor ,mengkalibrasi data sensor dan mengirim data hasil kalibrasi ke
website melalui modul gsm.. Output hasil kalibrasi berupa data serial yang dapat
dikirim ke komputer atau ke website.
Sedangkan perancangan perangkat lunak (Software) merupakan cara untuk
mendapatkan data yang telah dikirim dari hardware yang terhubung dan sebagai
tampilan untuk memantau data pada sistem. Setiap perangkat keras di program untuk
melakukan masing-masing tugasnya.
3.1 Alat dan Bahan
Hardware
Software
Arduino UNO
IDE Arduino
DHT11
Xampp
Potensiometer
Microsoft visio 2010
Optocoupler
Browser Engine
Resistor
Fritzing
Universitas Sumatera Utara
39
Modul GSM SIM800L
Notepad ++
Transistor
Photoshop
Tabel 3.1 Tabel peralatan dan bahan
3.2 Data yang digunakan
Pada pembangunan sistem ini, menggunakan data berupa suhu, kelembaban,
kecepatan angin dan arah angin yang masing-masing data tersebut diukur dengan
sensor yang telah ditentukan
3.3 Identifikasi Masalah
Penggunaan teknologi sensor pada Arduino Uno terhadap informasi mengenai cuaca
merupakan salah satu solusi untuk mendapatkan informasi mengenai cuaca dengan
mudah, cepat dan akurat. Maraknya kasus pemanasan global merupakan pemicu
penggunaan teknologi ini, dengan memanfaatkan teknologi ini, informasi mengenai
cuaca secara real time akan semakin mudahdidapat. Penggunaan arduino sebagai
teknologi ini mengharuskan pengiriman data ke internet melalui GSM module yang
telah terpasang pada perangkat arduino untuk melakukan proses pengiriman data.
3.4
Analisis Sistem
Analisis sistem ini bertujuan untuk mengidentifikasi sistem yang akan dikembangkan.
Analisis sistem diperlukan sebagai dasar perancangan sistem. Pada penelitian ini,
analisa yang akan dilakukan berupa arsitektur umum dan flowchart. Arsitektur umum
akan menggambarkan keseluruhan metode yang diterapkan dan flowchart dapat
menggambarkan tahapan-tahapan sistem yang akan dirancang secara terstruktur
sehingga memudahkan pemahaman atas gambaran sistem yang sedang dirancang.
Arsitektur umum mengenai sistem monitoring kondisi cuaca dengan menggunakan
modul gsm secara real time berbasis web dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
40
Hardware
Input
(Sensor)
DHT11
Optocoupler
Kondisi cuaca
Potensio
meter
Arduino
Modul GSM
Internet
Client
Web Server
Database MySQL
Output berupa grafik dan tabel
Gambar 3.1 Arsitektur Umum
Berikut adalah penjelasan dari tahapan-tahapan yang dilakukan pada penelitian ini
1.Hardware
Rancangan sensor ini yang nantinya akan
diletakkan pada lokasi di luar
ruangan untuk memantau kondisi cuaca disekitar, secara umum deskripsi dari
alat ini dimulai dari sensor yang akan mendeteksi masing masing besaran yang
telah diukur kemudian dengan signal condition keluaran sensor disesuaikan
dengan kebutuhan masukan Arduino uno yang digunakan sebagai pemroses
dan penghitungan data.kemudian mengupload kode program ke board sensor.
Universitas Sumatera Utara
41
Pertama dilakukan perangkaian pada seluruh sensor agar tersambung dan
terhubung pada arduino, setelah melakukan pemasangan kartu sim pada modul
gsm, arduino dihubungkan ke catu daya untuk mendapatkan pasokan tegangan
untuk menyalakannya, kemudian kode program akan di upload, sebelum
dilakukan pengirim nilai sensor dari masing-masing perangkat sensor ke dalam
arduino, nilai sensor diinisialisasi terlebih dahulu agar semua perangkat yang
terhubung dapat dikenali.. Setelah Arduino menghitung dan memproses data
dari sensor maka data tersebut akan dikirim ke dalam web server untuk
kemudian dapat dilakukan proses monitoring secara real time, pengiriman data
ke server menggunakan Modul GSM SIM800L yang sebelumnya telah
dihubungkan pada arduino. Setelah data telah terkirim maka nilai data sensor
akan tertera pada website monitoring dengan mengaksesnya melalui web
browser.
2.Aplikasi
Nilai sensor yang sudah diproses dan telah ditransmisikan ke dalam PC server,
kemudian dilakukan pembuatan kode program untuk melakukan pengiriman
perintah pembacaan data dari nilai sensor,setelah nilai sensor diterima data
tersebut akan dilakukan penyimpanan kedalam database Mysql. Kemudian
sekumpulan data tersebut selanjutnya dapat diproses agar dapat ditampilkan
dalam bentuk grafik dan diolah agar bisa ditampilkan secara real time sesuai
input nilai-nilai sensor seperti informasi mengenai keadaan suhu, kelembaban
udara, kecepatan angin serta arah. Data yang telah melewati pemrosesan dan
telah tersimpan dalam database akan ditampilkan dalam bentuk tabel dan
grafik secara real time, data tersebut akan tampil dalam periode 180 detik
sekali dan akan tampil sesuai dari data terbaru. Data tersebut dapat digunakan
sebagai bahan acuan untuk membandingkan data yang telah diteliti.
Di dalam sistem aplikasi monitoring ini terdapat sebuah peta untuk
menentukan lokasi dari alat sensor, dengan peta ini user bisa dengan mudah
mengetahui posisi alat yang digunakan. Jadi nantinya alat akan diletakkan di
lokasi tertentu kemudian data lokasi diinputkan ke sistem sesuai lokasi alat
tersebut sehingga jumlah lokasi yang tersedia pada aplikasi ditentukan oleh
Universitas Sumatera Utara
42
jumlah alat yang ada di lokasi. Kemudian pada aplikasi ini mempunyai fitur
peringatan atau notifikasi. Jadi, jika terjadi cuaca yang cukup ekstrim sistem
akan menampilkan notifikasi sebagai tanda bahwa kondisi cuaca sudah
melewati batas yang ditentukan, dengan memberikan nilai batas terhadap
parameter pengguna bisa mengetahui kondisi yang sebenarnya terjadi pada
sistem monitoring, bentuk notifikasi tersebut berupa teks yang disertai data
yang masuk, dengan adanya notifikasi pengguna bisa dengan mudah
mendapatkan informasi terbaru secepat mungkin. Pada gambaran output,
rancangan Graphical User Interface (GUI) akan dirancang konsep User
Friendly untuk memudahkan penggunaan, dengan konsep ini pengguna bisa
dengan mudah menggunakan aplikasi ini
3.5 Perancangan Use Case
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan use case untuk system
monitoring. Use case pada gambar 3.3 akan menerangkan mengenai interaksi apa saja
yang dapat dilakukan user saat melakukan sistem monitoring melalui aplikasi web
Sistem Monitoring Cuaca
User
Melihat
Halaman Awal
Melihat menu
utama
Melihat data
tabel dan grafik
Menyimpan
data sensor
Menerima
Notifikasi
Gambar 3.2 Use Case
Universitas Sumatera Utara
43
3.5.1 Spesifikasi Use case
Nama Usecase
Hal Utama / Menampilkan data Sensor
Aktor
Pengguna computer / user
Deskripsi
Usecase ini digunakan oleh user untuk melihat data sensor
Pre-condition
Sistem dihidupkan (Power On)
Characteristic of activation
Dapat dilakukan oleh siapapun
Basic flow
User melihat data sensor pada halaman utama
Alternatif flow
User dapat menyimpan data sensor dan menerima notifikasi
Post condition
User dapat melihat data sensor kondisi cuaca dalam periode
180 detik
Limitations
User hanya dapat memonitoring kondisi terhadap cuaca
3.6 Activity Diagram
Activity diagram juga membahas alur yang dapat ditempuh user dalam
menjalankan aplikasi maupun alur proses pada alat monitoring
3.6.1 Activity Diagram Aplikasi Ecuaca
Pada diagram ini jelaskan, user dapat memilih untuk melihat konten yang tersedia
pada aplikasi web. Untuk menu data lokasi, user dapat memilih lokasi yang
tersedia pada halaman utama user dapat melihat data grafik dan tabel, kemudian
user dapat melihat data laporan dan memilih sesuai tanggal yang tersedia.
Universitas Sumatera Utara
44
Mulai
Mengakses URL
Website
Melihat peta
Melihat Tabel
dan Grafik Cuaca
Melihat laporan
cuaca
Menentukan
tanggal
Selesai
Gambar 3.3 Activity Diagram Aplikasi Ecuaca
3.6.2 Activity diagram alat monitoring
Diagram ini merupakan bagan yang menunjukkan alur kerja atau apa yang sedang
dikerjakan oleh sistem secara keseluruhan serta
prosedur yang digunakan dalam
pengoperasiannya.
Universitas Sumatera Utara
45
mulai
Inisialisasi nilai
awal
Mengambil data
suhu
Mengambil data
kelembaban
Mengambil data
kecepatan angin
Mengambil data
arah angin
Cek detik = 60
Detik = 60 ?
tidak
ya
Cek Registrasi
GPRS
registrasi ?
tidak
Register
Inisialisasi GPRS
ya
Kirim ke Web
Server
selesai
Gambar 3.4 Activity Diagram alat monitoring
Adapun tahapan pada diagram tersebut adalah :
1. Pada saat perangkat dinyalakan atau diberi tegangan listrik. Sistem akan
mendeteksi seluruh perangkat yang terhubung dengannya.
Universitas Sumatera Utara
46
2. Setelah seluruh perangkat terdeteksi, dilakukan proses inisialisasi data.
3. Setelah seluruh perangkat diinisialisasi maka dilakukan pembacaan sensor.
4. Pembacaan sensor pertama pada sensor DHT11 untuk mengambil data suhu
dan kelembaban.
5. Pembacaan sensor ketiga pada sensor Optocoupler untuk mengambil data
kecepatan angin.
6.
Pembacaan sensor kedua pada sensor Potensiometer untuk mengambil data
arah angin.
7. Sistem melakukan pembacaan data dimulai dari perhitungan waktu pada
detik pertama sampai dengan detik ke-60.
8. Setelah perhitungan waktu mencapai 60 detik akan dilakukan register pada
GPRS.Tetapi, jika data yang dibaca belum mencapai pada detik ke-60,
maka sistem akan melakukan perulangan dan kembali pada inisialisasi awal
sampai perhitungan mencapai 60 detik.
9. Sebelum data dikirim ke server, dilakukan register pada GPRS agar data
dapat terkirim ke server. Jika belum terdaftar data tidak akan terkirim ke
server melainkan harus didaftarkan terlebih dahulu.
10. Jika belum melakukan register pada GPRS, maka sistem akan meminta
untuk melakukan register inisialisasi pada GPRS yang kemudian dikirim ke
server. Inisialisasi GPRS dilakukan agar data yang akan dikirim dikenali
oleh server.
11. Setelah melakukan register GPRS maka data seluruh sensor akan dikirim ke
web server.
3.7 Perancangan Sistem Database
Dalam Perancangan sistem monitoring cuaca ini diperlukan perancangan sistem
database, dengan adanya database,sistem monitoring dapat dilakukan secara real time
sesuai dengan waktu nyata. Selain itu database berfungsi sebagai penyimpanan data
dari pengukuran pada tiap waktunya, sehingga ketika pengguna akan melakukan
pengecekan ulang data terdahulu dapat dilihat dalam database. Secara tidak langsung
database ini dirancang sebagai sarana untuk memback-up keseluruhan data yang
Universitas Sumatera Utara
47
diukur, agar data tersebut dapat tersimpan dengan aman. Program database Mysql ini
dikomunikasikan dengan perangkat lunak Arduino uno. Program komunikasi tersebut
dilakukan dalam program arduino, database Mysql hanya bertugas mendapatkan dan
menyimpan data melalui script PHP. Dalam pembangunan desain database pada
sistem informasi inidibuat dengan bahasa pemograman MySQL yang ter-install pada
Xampp. Database yang digunakan pada sistem monitoring ini adalah satu buah
database yang bernama database “ecuaca” yang terdiri dari dua buah tabel utama yang
berisi data-data parameter cuaca dan informasi mengenai waktu dengan nama tabel
“data_harian”, serta tabel lokasi dengan nama tabel “device”. Berikut adalah gambar
struktur tabel dari database “ecuaca”.
3.7.1 Struktur tabel data_harian
Nama Kolom
Id
Tanggal
Jam
Suhu
Kelembaban
Arah_angin
Kecepatan_angin
Nama_alat
Keterangan
Tipe Data
Integer
Data
Time
Varchar
Varchar
Varchar
Varchar
Int
Char
Keterangan
Auto increament
Null default
Not null default
Null default
Null default
Null default
Null default
Null default
Null default
Tabel 3.2 Struktur tabel data_harian
Urutan dari isi tabel “data_harian” ini disesuaikan dengan output dari translator, yaitu
id, tanggal, jam, suhu, kelembaban arah angin, kecepatan angin, keterangan dan nama
alat yang merupakan hasil terjemahan data-data pengukuran dari perangkat sensor ke
dalam bentuk digital ke dalam komputer yang digunakan sebagai server. Penggunaan
pada kolom nama alat merupakan sebuah relasi pada tabel device.
3.7.2 Struktur tabel device
Nama Kolom
Id
Lokasi
Titik_map
Tipe Data
Integer
Text
Text
Tabel 3.3 Struktur tabel device
Keterangan
Auto increament
Not Null default
Not null default
Universitas Sumatera Utara
48
Pada struktur tabel device terdapat id, lokasi dan titik map.Pada kolom Id berfungsi
sebagai primary key, kolom lokasi merupakan nama dari lokasi sedangkan pada
kolom titik map merupakan tanda lokasi pada peta yang terhubung ke internet
3.8 Perancangan Antarmuka
Perancangan
antarmuka
bertujuan
untuk
merancang tampilan
yang dapat
menghubungkan pengguna dengan program.Perancangan antarmuka dilakukan
sebelum tahapan implementasi sistem agar
sistem. Perancangan
antarmuka
dirancang
memudahkan dalam pengembangan
khusus
untuk
user dalam
memonitoring dari perangkat arduino.
3.8.1 Perancangan Halaman Awal
Pada tampilan halaman awal ini, sistem akan menampilkan informasi mengenai lokasi
alat yang digunakan pada peta yang telah disediakan. Pada „Peta Lokasi Alat‟ terdapat
lokasi alat yang telah disesuaikan pada peta tersebut. Dalam halaman ini juga terdapat
„Pilih Device‟ untuk memilih lokasi alat yang tersedia pada peta.„Pilih Device‟
berfungsi untuk menampilkan halaman utama yang berisi seluruh informasi mengenai
sensor berdasarkan lokasi yang dipilih.
Gambar 3.5 Perancangan Halaman awal
3.8.2
Perancangan Halaman Utama
Pada perancangan halaman utama terdapat informasi mengenai seluruh sensor berupa
bentuk tabel maupun grafik.Pada tabel terdapat keterangan seperti tanggal, jam, suhu,
kelembaban, kecepatan angin dan arah angin. Untuk membatasi baris yang akan
ditampilkan digunakan tampilan per-baris yang terletak diatas tabel sedangkan
Universitas Sumatera Utara
49
tampilan per-halaman digunakan untuk menampilkan halaman tabel selanjutnya yang
terletak dibawah tabel. Pada grafik sensor terdapat informasi seperti suhu, kelembaban
dan kecepatan angin dalam bentuk grafik, dibawah grafik terdapat informasi mengenai
jam dari masing-masing sensor. Pada bagian sebelah kiri halaman terdapat button
„Laporan Sensor‟ sebagai laporan dari data cuaca selama proses monitoring. Pada
button „Laporan Sensor‟ akan menampilkan halaman rekap data cuaca. Juga terdapat
tombol lokasi pada sebelah kiri halaman untuk kembali ke halaman awal atau halaman
pilih lokasi.
Lokasi
Gambar
Print Laporan
Logo
Nama Aplikasi
Tampilan per-baris
Tabel tanggal, jam dan sensor
Tampilan per-halaman
Sensor 1
Sensor 2
Sensor 3
Grafik Sensor
Jam
Gambar 3.6 Perancangan Halaman Utama
3.8.3 Perancangan Halaman Rekap Data Cuaca
Pada halaman rekap data cuaca terdapat form „Pilih Tanggal‟ untuk memilih tanggal,
dengan cara mengisi tanggal yang ditentukan.Pada sebelah kanan form „Pilih Tanggal‟
terdapat button „Cetak‟selanjutnya akan ditampilkan pada halaman laporan cuaca.
Logo
Pilih Tanggal
Nama Halaman
Cetak
Gambar 3.7 Perancangan Halaman Rekap Data Cuaca
Universitas Sumatera Utara
50
3.8.4 Perancangan Halaman Laporan Cuaca
Pata halaman laporan cuaca terdapat informasi mengenai tanggal data cuaca selama
proses monitoring, kemudian terdapat tabel berupa laporan cuaca yang bisa dicetak
Tanggal Data Cuaca
Tabel Laporan Cuaca
Gambar 3.8 Halaman Laporan Cuaca
3.9 Perancangan Instalasi Perangkat Keras
Perancangan instalasi pada perangkat keras merupakan cara untuk membentuk media
penghubung pada seluruh perancangan perangkat keras sehingga antara satu alat
dengan alat lainnya dapat terhubung. Pada perancangan instalasi perangkat keras
dilakukanpemberian perintah kepada masing-masing perangkat keras untuk bekerja
dan berjalan sesuai dengan fungsinya. Dalam perancangan perangkat keras ini
dilakukan pengaturan perintah pada Arduino uno untuk kemudian bisa diterima oleh
perangkat
keras
lainnya
agar
berjalan
sesuai
dengan
fungsinya
masing-
masing.Arduino uno merupakan pusat dari keseluruhan sistemkarena seluruh perintah
yang diberikan pada masing-masing perangkat kerasakan diproses dalam Arduino
uno.
3.9.1 Perancangan DHT11 pada arduino uno
Pada perancanganperangkat ini, sensor DHT11 dihubungkan pada rangkaian arduino
sebagai pendeteksi suhu dan kelembaban udara, sensor DHT11 memiliki keluaran
sinyal digital yang dikalibrasi dengan sensor suhu dan kelembaban yang kompleks.
Data tersebut kemudian dibaca oleh kontroler melalui port I2C. Data sensor dht11
adalah data yang telah terkalibrasi sehingga tidak membutuhkan kalibrasi dalam
Universitas Sumatera Utara
51
kontroler.Koefisien kalibrasi disimpan dalam memori program OTP.DHT11
dihubungkan pada rangkaian arduino untuk menerima input digital untuk selanjutnya
akan diproses pada arduino uno. Penjelasan pada rangkaian ini adalah sebagai berikut:
a. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-1 DHT11 kedalam 5V Arduino
b. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-2 DHT11 kedalam pin 6 Arduino
c. Dengan menggunakan resistor,dari kaki ke-2 DHT11 dihubungkan ke 5V
Arduino
d. Menghubungkan kabel jumper dari kaki ke-4 kedalam GND Arduino
Gambar 3.9 Rangkaian DHT11 pada arduino
3.9.2 Perancangan potensiometer pada arduino uno
Potensiometer ini digunakan untuk mendeteksi arah angin yang menampilkan angka
desimal dalam bentuk derajat, perancangan pada rangkaian pendeteksi arah digital ini
bekerja
melalui
pendeteksian
sensor
dihubungkan pada rangkaian arduino
sebagai
penentu
arah.
Potensiometer
untuk memperoleh data oleh sensor yang
berupa sinyal analog diubah oleh arduino menjadi sinyal digital. Poros potensiometer
dihubungkan pada sebuah tiang pengarah berbentuk bendera. Aliran angin dari arah
tertentu akan memutar tiang dan poros potensiometer.
Output potensiometer
ditentukan oleh arah putarannya, karena input potensiometer terhubung pada sumber
tegangan maka keluaran sensor potensiometer adalah tegangan dengan variasi
minimum hingga maksimum. Output sensor adalah analog, sehingga diberikan pada
masukan analog arduino. Pada potensiometer putarannya tidak mencapai 360 derajat
sehingga ada area yang tidak terbaca oleh sensor.Putaran potensiometer hanya
mencapai 310 derajat
Universitas Sumatera Utara
52
Gambar 3.10 Rangkaian potensiometer pada arduino uno
3.9.3 Perancangan optocoupler pada arduino uno
Pada perancangan sensor kecepatan angin menggunakan optocoupler, optocoupler
dibuat dengan menghubungkannya dengan daun baling-baling yang berfungsi
mendeteksi aliran angin. Aliran angin akan memutar daun baling-baling. Jika
semakin cepat kecepatan angin yang didapat maka semakin cepat pula putaran kipas
atau daun baling-balingnya. Optocoupler mendeteksi putaran baling-baling pada
sebuah
piringan
berlubang
yang
tersambung
pada
baling-baling.
Putaran
piringanakanmengakibatkan pulsa pada output sensor. Jika semakin cepat balingbaling berputar, makasemakin cepat pulsa yang terdeteksi.Sensor optocoupler
dihubungkan pada rangkaian arduino untuk memperoleh data oleh sensor yang
selanjutnya diproses pada arduino.
Gambar 3.11 Rangkaian optocoupler pada arduino uno
Universitas Sumatera Utara
53
3.9.4 Perancangan modul gsm pada arduino uno
Pada perancangan ini, modul gsm dihubungkan dengan arduino uno, yang berperan
untuk melakukan pengiriman data gprs ke website.Modul ini menggunakan protocol
komunikasi UART dalam komunikasi data dengan arduino. Modul ini mempunyai 8
pin yang dapat digunakan untuk digabungkan dengan arduino. Akan dipakai 2 pin
sebagai pin RX dan TX sebagai komunikasi UART dengan Arduino.
Gambar 3.12 Rangkaian Modul gsm pada Arduino
3.9.5 Perancangan Pin Arduino
Pada Arduino, terdapat pin yang berfungsi sebagai tempat pengolahan sinyal data.
Baik bersifat analog maupun digital.pada sistem yang akan dibangun ini, pin
dimanfaatkan untuk pengolahan yang semua proses dilakukan secara digital.
Gambar 3.13 Arsitektur arduino
Universitas Sumatera Utara
54
Sistem memanfaatkan pin yang terdapat pada arduino, masing-masing pin dibagi
sesuai dengan kebutuhan sistem. pada sistem yang dibangun, pin yang digunakan
berasal dari Digital Input/Output. adapun pembagian pin yang digunakan adalah:
1. DHT11 menggunakan pin 6
2. Optocoupler menggunakan pin 13
3. Sim800l menggunakan pin 2 dan 3
3.9.6 Perancangan Rangkaian Catu Daya
Agar alat yang dibuat dapat bekerja dengan baik. Maka diperlukan sumber tegangan
listrik sebagai catu daya. Perangkat yang menggunakan sumber tegangan listrik adalah
perangkat arduino. Arduino uno harus menerima arus listrik untuk menyala minimum
5 volt. Arus listrik yang diterima oleh arduino harus stabil untuk menghindari
terjadinya drop saat pengoperasian arduino.
AKI
Gambar 3.14 Rangkaian catu daya pada arduino
3.9.7 Perancangan Sistem perangkat keras keseluruhan
Gambar 3.15 Sistem Keseluruhan
Universitas Sumatera Utara
55
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi Sistem
4.1.1 Spesifikasi software dan hardware yang digunakan
Spesifikasi perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware) yang
digunakan dalam membangun sistem ini adalah sebagai berikut:
1. Sistem operasi yang digunakan adalah Microsoft Windows 8 64-bit.
2. Arduino uno
3. Scratch Arduino IDE
4. Processor AMD E1-2100 APU with Radeon(TM) Graphics 1.00 GHz
5. Memory 1.44 GB RAM
6. Kapasitas hardisk 470 GB.
7. Xampp win32
8. Mozilla Firefox
9. Modul GSM SIM800L
10. DHT11
11. Optocoupler
12. Potensiometer
4.1.2 Implementasi Rangkaian Modul SIM800L
Gambar 4.1 Rangkaian Modul SIM800L
Universitas Sumatera Utara
56
Pada Gambar 4.1 rangkaian modul SIM800L dihubungkan ke arduino dengan kabel
jumper pada modul ini terdapat 2 buah transistor, 1 buah resistor dan 1 buah lampu
LED sebagai indikator sinyal. Cara kerja modul ini adalah, jika modul ini mendapat
pasokan tegangan sebesar 5 Volt yang diolah oleh arduino, pada resistor akan
menurunkan tegangan dari 5 Volt menjadi 3,4 Volt sesuai kebutuhan dari Modul
SIM800L dan dilakukan penguatan tegangan dengan transistor agar tegangan yang
dihasilkan konstan. Jika pasokan tegangan telah terpenuhi maka LED akan berkedip
dengan intensitas yang cepat, kondisi tersebut menyatakan bahwa modul sedang
dalam proses pencarian sinyal, jika sinyal yang didapat telah stabil LED akan
berkedip dengan intensitas lambat.
4.1.3 Implementasi Rangkaian DHT11
Gambar 4.2 Rangkaian DHT11
Pada Gambar 4.2 DHT11 dihubungkan pada arduino, pada rangkaian ini terdapat 1
buah resistor dan 1 buah lampu LED. Cara kerja rangkaian ini adalah, jika pasokan
tegangan sebesar 5 Volt telah terpenuhi maka LED pada rangkaian akan menyala.
4.1.4 Implementasi Rangkaian Potensiometer
Gambar 4.3 Rangkaian Potensiometer
Universitas Sumatera Utara
57
Posisi pada rangkaian potensiometer terletak dibawah alat dan dihubungkan pada
tiang pengarah yang berbentuk bendera. Cara kerja sensor ini adalah, jika pasokan
tegangan sebesar 5 Volt telah disalurkan dari arduino maka rangkaian ini akan
membaca setiap putaran pada tiang dan poros dan menghasilkan besaran ouput yang
ditentukan oleh arah putaran dari tiang tersebut.
4.1.5 Implementasi Rangkaian Optocoupler
Pada rangkaian Optocoupler posisinya terletak pada belakang baling-baling
dikarenakan cara kerja sensor ini bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Sensor ini
bekerja pada saat mendapat pasokan tegangan sebesar 5 Volt, jika tegangan telah
terpenuhi sensor ini akan menangkap data dari putaran pada piringan yang berada
dibelakang baling-baling. Putaran pada piringan tersebut akan menghasilkan pulsa
sebagai nilai outputnya, jadi tinggi atau rendahnya data yang didiperoleh ditentukan
oleh cepat atau lambatnya putaran pada piringan tersebut.
Gambar 4.4 Rangkaian Optocoupler
4.1.6 Rangkaian Keseluruhan
Gambar 4.5 Rangkaian Keseluruhan
4.1.7 Implementasi Perancangan Antar Muka
Adapun implementasi perancangan antar muka yang telah dilakukan sebelumnya pada
sistem adalah:
Universitas Sumatera Utara
58
1. Halaman Awal
Pada halaman awal aplikasi terdapat peta, dalam halaman ini pengguna
bisa melihat peta lokasi alat. Pada halaman ini pilihan lokasi yang diinput
berjumlah dua, yaitu lokasi „Padang bulan‟ dan „Amplas‟. Jumlah lokasi
sewaktu-waktu bisa ditambah tergantung dari ketersediaan alat. Jadi
Sebelum melakukan proses monitoring pengguna terlebih dahulu memilih
lokasi monitoring sesuai lokasi peta pada „Pilih Device‟. Halaman awal
dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.6 Halaman Awal
2. Halaman Utama
Halaman Utama merupakan halaman kedua setelah pengguna memilih lokasi
pada halaman awal. Lokasi yang dipilih pada halaman ini adalah lokasi
„Padang Bulan‟. Pada halaman ini terdapat informasi mengenai nilai sensor
cuaca berupa tabel dan juga grafik pada wilayah Padang Bulan. Apabila alat di
lokasi dinyalakan secara otomatis data akan terkirim secara real time dalam
aplikasi ini, pengguna bisa melihat langsung data yang akan masuk ke dalam
Universitas Sumatera Utara
59
aplikasi ini setiap saat. Pada halaman ini terdapat tombol „Laporan Sensor‟ dan
tombol „Lokasi‟, tombol pada „Laporan Sensor‟ berfungsi untuk menampilkan
laporan sensor sedangkan pada tombol „Lokasi‟ berfungsi untuk menampilkan
kembali halaman awal atau halaman lokasi. Pada tampilan grafik terletak
dibawah tabel, pada tampilan ini terdapat elemen CheckBox untuk
menampilkan grafik dari masing-masing sensor, dengan elemen ini pengguna
dapat melihat salah satu grafik dari sensor maupun melihatnya sekaligus.
Gambar 4.7 Halaman Utama Tabel
Gambar 4.8 Halaman Utama Grafik
Universitas Sumatera Utara
60
3. Tampilan Grafik Suhu
Tampilan grafik suhu merupakan tampilan grafik pertama, pada grafik ini
user dapat melihat informasi mengenai data suhu di sekitar.
Gambar 4.9 Tampilan Grafik Suhu
4. Tampilan Grafik Kelembaban
Tampilan grafik kelembaban merupakan tampilan grafik kedua, pada
grafik ini user dapat melihat informasi mengenai data kelembaban di
sekitar.
Gambar 4.10 Tampilan Grafik Kelembaban
5. Tampilan Grafik Kecepatan Angin
Tampilan grafik suhu merupakan tampilan grafik pertama,pada grafik ini
user dapat melihat informasi mengenai data kecepatan angin yang
berhembus di sekitar.
Universitas Sumatera Utara
61
Gambar 4.11 Tampilan Grafik Kecepatan angin
6. Halaman Rekap Data Cuaca
Pada halaman ini merupakan halaman setelah user menekan tombol
laporan sensor yang berada pada halaman utama, sebelum menampilkan
laporan sensor user diwajibkan untuk mengisi form tanggal pada halaman
ini terlebih dahulu. Kemudian pengguna dapat mencetak rekapitulasi data
cuaca yang telah masuk sesuai tanggal yang diinginkan dengan menekan
tombol cetak.
Gambar 4.12 Halaman Rekap Data Cuaca
Universitas Sumatera Utara
62
7. Laporan Cuaca
Setelah user berhasil menekan tombol cetak pada halaman rekap data
cuaca maka sistem akan menampilkan laporan cuaca. Pada halaman
laporan cuaca terdapat tabel dari masing-masing sensor yang telah masuk
sesuai tanggalnya, pengguna bisa melihat data cuaca yang telah masuk
berdasarkan tanggal yang diinginkan dan juga dapat mencetaknya
langsung.
Gambar 4.13 Laporan Cuaca
8. Fitur Notifikasi
Fitur Notifikasi merupakan informasi yang akan ditampilkan sistem pada
halaman web berupa kotak pesan. Kotak pesan ini akan muncul apabila
keadaan nilai sensor yang masuk telah melebihi batas yang telah ditentukan
pada aplikasi. Dengan begitu jika terjadi kondisi cuaca yang berbahaya
disekitar, pengguna bisa mengetahui dengan cepat informasi tersebut. Untuk
suhu sendiri nilai batas yang ditentukan adalah sebesar 40 derajat celcius.
Seperti pada gambar 4.14 fitur Notifikasi muncul pada saat suhu udara
melewati batas normal yang telah ditentukan.
Gambar 4.14 Tampilan Fitur Notifikasi pada suhu
Universitas Sumatera Utara
63
Gambar 4.15 Tampilan Fitur Notifikasi pada kelembaban
Untuk kelembaban nilai batas yang ditentukan adalah sebesar 75 %. Pada gambar 4.15
terlihat pesan notifikasi muncul dikarenakan data kelembaban yang masuk melebihi
batas yang telah ditentukan .
Gambar 4.16 Tampilan Fitur Notifikasi pada kecepatan angin
Untuk kecepatan angin nilai batas yang ditentukan adalah sebesar 40 kph. Pada
gambar 4.16 terlihat pesan notifikasi muncul dikarenakan data kecepatan yang masuk
melebihi batas yang telah ditentukan
Universitas Sumatera Utara
64
4.2 Pengkodean Sistem
Pada tahap ini, dilakukan pembuatan kode program untuk merealisasikan perancangan
prototipe yang sebelumnya telah dibuat. Dalam pengkodean sistem dibuat dengan dua
kode program yaitu untuk alat monitoring lingkungannya dengan IDE Arduino dengan
bahasa pemrograman C serta kode program untuk mengambil dan mengirim data hasil
monitoring ke server dengan bahasa pemrograman PHP. Kode program pada alat yang
dibuat terdiri dari beberapa fungsi, yaitu:
1. Fungsi untuk mendeteksi suhu udara.
2. Fungsi untuk mendeteksi kelembaban udara.
3. Fungsi untuk mendeteksi kecepatan angin.
4.Fungsi untuk mendeteksi arah angin.
4. Fungsi untuk mengirim data monitoring ke server.
4.3 Pengujian Sistem
4.3.1 Pengujian Kehandalan Sistem
Pada Pengujian ini dilakukan dalam waktu 1 hari dimana sistem ditempatkan diluar
ruangan untuk menentukan tingkat kehandalan sistem. Hasil pengujian kehandalan
sistem dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut ini :
No
Tanggal/ Jam
Hasil
Delay
1
08-04-2017/ 05:54:46
Berhasil mengirim
1 menit 8 detik
2
08-04-2017/ 05:56:55
Berhasil mengirim
1 menit 9 detik
3
08-04-2017/ 05:59:02
Berhasil mengirim
1 menit 7 detik
4
08-04-2017/ 06:01:10
Berhasil mengirim
1 menit 8 detik
5
08-04-2017/ 06:03:17
Berhasil mengirim
1 menit 7 detik
6
08-04-2017/ 06:05:25
Berhasil mengirim
1 menit 8 detik
7
08-04-2017/ 06:07:27
Berhasil mengirim
1 menit 2 detik
8
08-04-2017/ 06:09:34
Berhasil mengirim
1 menit 7 detik
9
08-04-2017/ 06:11:42
Berhasil mengirim
1 menit 8 detik
10
08-04-2017/ 06:13:42
Berhasil mengirim
1 menit
Tabel 4.1 Tabel Pengujian Kehandalan Sistem
Universitas Sumatera Utara
65
Sesuai dari data yang didapat, dalam proses pengiriman data terdapat delay time atau
waktu tunda penerimaan pada user. Pada data tabel tersebut menunjukkan bahwa
delay time dalam proses pengiriman berkisar antara rentang waktu 1 menit 2 detik
sampai 1 menit 8 detik, sehingga rentang waktu tersebut dalam 10 kali percobaan
dapat diambil rata-rata dari delay time sebesar 1 menit 4 detik
4.3.2 Pengujian Kinerja Aplikasi
Pada pengujian kinerja aplikasi akan dijelaskan hasil perancangan aplikasi yang dibuat
dalam bentuk tabel dan grafik.
4.3.2.1 Hasil Pengujian Kinerja Pada Tabel
Hasil pengujian kinerja tabel dilakukan pada tanggal 9 April 2017 dimulai dari 10:39
s/d 10:59 . Data yang didapat sebanyak 10 data yang ditampilkan berdasarkan data
terbaru Pada tampilan tabel didapat data real time dari suhu, kelembaban kecepatan
angin dan arah angin, dilihat dari delay waktu pengiriman yang dihasilkan cukup
besar yaitu sebesar 1 sampai 2 menit. Sementara hasil dari parameter suhu yang
didapat, perubahannya tidak terlalu drastis begitu juga dengan kelembaban , hasil pada
kecepatan angin cukup stabil, sedangkan pada arah angin perubahannya cukup drastis.
No
Tanggal
1
Jam
Suhu
Kelembaban Kecepatan angin
Arah angina
09-04-2017 10:59
29
63
0
Barat Daya
2
09-04-2017 10:56
29
64
0
Barat Daya
3
09-04-2017 10:54
29
64
30
Tenggara
4
09-04-2017 10:52
31
64
59
Tenggara
5
09-04-2017 10:50
29
64
29
Tenggara
6
09-04-2017 10:48
29
64
19
Tenggara
7
09-04-2017 10:46
30
66
39
Utara
8
09-04-2017 10:44
30
66
30
Barat Laut
9
09-04-2017 10:42
30
66
30
Barat Laut
10
09-04-2017 10:39
30
67
10
Barat Laut
Tabel 4.2 Hasil pengujian Kinerja Tabel
Universitas Sumatera Utara
66
4.3.2.2 Hasil Pengujian Kinerja Pada Grafik
Hasil pengujian kinerja pada grafik menunjukkan hasil dari seluruh tampilan
monitoring dalam bentuk grafik. Hasil dari tiap grafik adalah sebagai berikut.
1. Grafik Suhu Udara
Pada grafik suhu udara akan menampilkan data ukuran dari suhu udara disaat
alat telah dihidupkan dan alat telah mempunyai paket data yang aktif pada
sim-cardnya. Data masuk dari sensor selama 1 menit sekali. Sistem dilakukan
pengujian pada suhu untuk pengambilan data setiap 5 menit sekali selama 15
menit pada tanggal 30 Maret 2017 . Pada 5 menit pertama didapat suhu
akhirnya sebesar 28° C, data tersebut dapat dilihat pada gambar.. berikut ini
Gambar 4.17 grafik suhu pada menit ke 09.05 suhu udara mencapai 28° C
Gambar 4.18 grafik suhu pada menit ke 09.10 suhu udara mencapai 29° C
Universitas Sumatera Utara
67
Gambar 4.19 grafik suhu pada menit ke 09.15 suhu udara mencapai 27° C
2. Grafik Kelembaban
Pada gambar berikut dapat dilihat pengambilan data kelembaban pada saat
sistem dihidupkan. Sama seperti grafik pada suhu udara, data yang tampilkan
merupakan hasil monitoring selama 5 menit sekali dalam waktu 15 menit
Gambar 4.20 grafik kelembaban pada menit ke 09.05 mencapai 24 %
Gambar 4.21 grafik kelembaban pada menit ke 09.10 mencapai 24 %
Universitas Sumatera Utara
68
Gambar 4.22 grafik kelembaban pada menit ke 09.15 mencapai 40 %
3. Grafik Kecepatan Angin
Pada gambar 4.23 dapat dilihat tampilan dari data monitoring kecepatan angin
pada saat sistem dihidupkan, data yang tampilkan merupakan hasil monitoring
selama 5 menit sekali dalam waktu 15 menit
Gambar 4.23 grafik kecepatan angin pada menit ke 09.05 mencapai 29 kph
Gambar 4.24 grafik kecepatan angin pada menit ke 09.10 mencapai 29 kph
Universitas Sumatera Utara
69
Gambar 4.25 grafik kecepatan angin pada menit ke 09.15 mencapai 30 kph
4.3.3 Pengujian pengiriman data
Pada pengujian ini dilakukan pengujian pengiriman data untuk mengetahui tingkat
keberhasilan dari data yang terkirim. Jika dihitung secara manual data yang
seharusnya didapat sistem selama 1 hari penuh sebesar 864 data karena data yang
didapat sebanyak 1 data dalam 90 detik. Pengujian ini dilakukan dalam waktu 20 hari
secara berturut-turut dengan menempatkan sistem pada ruangan terbuka untuk
menentukan tingkat keberhasilan pengiriman data, hasil pengujian pengiriman dapat
dilihat pada tabel 4.3 berikut.
Hari
Tanggal
Jumlah Data Masuk
Data Seharusnya
Selisih
Persentase
1
28 Maret 2017
790
864
74
91,4 %
2
29 Maret 2017
793
864
71
91,7 %
3
30 Maret 2017
797
864
67
92,2 %
4
31 Maret 2017
791
864
73
91,5 %
5
01 April 2017
793
864
71
91,7 %
6
02 April 2017
797
864
67
92,2 %
7
03 April 2017
789
864
75
91,3 %
8
04 April 2017
792
864
72
91,6 %
9
05 April 2017
795
864
69
92 %
10
06 April 2017
796
864
68
92,1 %
11
07 April 2017
800
864
64
92,5 %
12
08 April 2017
798
864
66
92,3 %
13
09 April 2017
795
864
69
92 %
14
10 April 2017
792
864
72
91,6 %
Universitas Sumatera Utara
70
15
11 April 2017
796
864
68
92,1 %
16
12 April 2017
791
864
73
91,5 %
17
13 April 2017
793
864
71
91,7 %
18
14 April 2017
798
864
66
92,3 %
19
15 April 2017
796
864
68
92,1 %
20
16 April 2017
792
864
72
91,6 %
Tabel 4.3 Tabel pengiriman data
Berdasarkan hasil pengujian selama 20 hari dapat menentukan tingkat keberhasilan
pengiriman data apakah sistem berjalan sesuai dengan rencana atau tidak. Pada tabel
pengiriman data tersebut didapat rentang persentase keberhasilan dalam pengiriman
data selama 20 hari berkisar pada 91,4 % sampai 92,3 %, sehingga dengan rentang
persentase tersebut dapat diambil rata-rata persentasenya selama 20 hari sebesar 91,87
%.
Universitas Sumatera Utara
71
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil pada pembuatan aplikasi monitoring cuaca ini
adalah sebagai berikut :
1. Sistem monitoring kondisi cuaca dengan menggunakan modul GSM dapat
menyajikan dan memberikan informasi mengenai data-data dari parameter cuaca
disekitar yang meliputi suhu, kelembaban, kecepatan angin dan arah angin secara
real time.
2. Sistem monitoring cuaca ini dapat menampilkan data dalam bentuk tabel dan
grafik dengan baik.
3. Sistem monitoring ini berjalan dengan baik di semua browser engine, dalam arti
semua fungsi yang ada pada program dapat ditampilkan dan dapat digunakan
dengan baik.
4. Notifikasi berjalan dengan baik.
5. Persentase kaeberhasilan pengiriman data sebesar 91,87 % rata rata per hari dalam
jangka waktu 20 hari
5.2 Saran
Adapun beberapa saran yang diperlu dipertimbangkan dari
1. Pada pengembangan alat dapat dilakukan penambahan pada alat sensor untuk
melengkapi parameter yang belum ada sehingga penggunaan alat ini menjadi lebih
kompleks
2. Pemilihan pada poros baling-baling untuk kecepatan angin harus lebih kuat dan
memiliki putaran yang lebih halus sehingga kecepatan angin dapat terdeteksi
dengan baik
3. Penggunaan sistem catu daya dapat dikembangkan dengan menggunakan solar cell
atau tenaga surya sehingga lebih ramah lingkungan.
4. Penggunaan website dapat dikembangkan lagi dengan menambahkan beberapa fitur
sehingga menjadi lebih menarik dan responsif.
Universitas Sumatera Utara