Sistem Deteksi Dini Kebakaran Berbasis Wireless Sensor Network Menggunakan Mikrokontroler
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Alarm Kebakaran Addressable
Sistem Addressable kebanyakan digunakan untuk instalasi fire alarm di
gedung bertingkat, seperti hotel, perkantoran, mall dan sejenisnya. Perbedaan
dengan system konvensional adalah dalam hal address (alamat). Pada system
ini setiap detektor memiliki alamat sendiri-sendiri untuk menyatakan identitas
ID dirinya. Jadi titik kebakaran sudah diketahui dengan pasti, karena panel
bisa menginformasikan deteksi berasal dari detektor yang mana. Sedangkan
sistem konvensional hanya menginformasikan deteksi berasal dari zone atau
loop, tanpa bisa memastikan detektor mana yang mendeteksi, sebab 1 loop
atau zone bias terdiri dari 5 bahkan 10 detektor, bisa lebih. Kelemahan dari
sistem ini adalah harga instalasi alarm yang lebih mahal di banding sistem alarm
kebakaran konvensional.
2.2 Arduino Nano
Arduino nano adalah sebuah board mikrokontroler yang bersifat open
source,
dimana
desain
skematik
dan
PCB
berifat
open
source.
Mikrokontroler itu sendiri adalah suatu chip atau IC (Integrated circuit)
yang bisa diprogram menggunakan
komputer. Program yang direkam
bertujuan agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memperoses dan
kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan (Purnomo, 2015).
Perangkat ini banyak digunakan dan dikembangkan oleh pemula
maupun profesional. Dengan menggunakan board ini para pemula akan mudah
mempelajari
pengendalian mikrokontroler sedangkan bagi profesional
pembuatan prototipe atau
implementasi menjadi lebih mudah. Bahasa
pemograman yang digunakan adalah bahasa C.
Universitas Sumatera Utara
7
Gambar 1.1 Arduino Nano
(https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoNanoFr
ont_3_sm.jpg)
2.3 Sensor Alarm Kebakaran
Sensor adalah alat yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisika
atau kimia menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan
rangkaian listrik (Hiskia, 2007). Ada banyak sekali macam sensor,
antara lain sensor gerak, sensor gas, sensor cahaya, sensor kelembapan
dan sebagainya. Dalam membuat sistem alarm kebakaran dibutuhkan
sensor yang dapat mendeteksi indikator kebakaran. Berikut ini adalah
beberapa jenis sensor alarm kebakaran.
2.3.1 Sensor Gas (MQ 2)
Sensor gas MQ2 merupakan sensor yang biasanya digunakan untuk
mengetahui kualitas udara atau untuk mengetahui kandungan yang
terjadi dalam udara. Sensor ini dapat mendeteksi gas diantaranya:
propane, methane, alcohol, LPG, i-butane, hydrogen, smoke. Jika
sensor mendeteksi gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi
tertentu maka sensor akan mengidentifikasi gas tersebut sebagai gas.
Gambar 1.2 Sensor MQ-2
(http://www.circuitstoday.com)
Universitas Sumatera Utara
8
2.3.2 Sensor Suhu (DHT11)
Sensor suhu merupakan alat yang digunakan untuk merubah besaran suhu
menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Sensor
ini dipergunakan sebagai pembanding dari sensor gas agar alat tidak
memberikan false alarm. Memiliki respon pembacaan yang cepat dan antiinterference.
Gambar 1.3 Sensor DHT 11
(https://blog.wikifotos.org/wpcontent/uploads/2011/08/dht11_pins.jpg)
2.4 Modul Wifi
Modul esp8266 merupakan SOC (system on chip) dengan stack protokol
TCP/IP yang telah terintegrasi, sehingga dan mudah diakses menggunakan
mikrokontroler melalui komunikasi serial 802.11 b/ g/ n Wi-Fi Direct (P2P).
Modul Wifi Esp8266 dapat berfungsi sebagai host maupun sebagai modul
transfer data dalam jaringan Wi-Fi.
Gambar 1.4 Modul wifi esp8266
Universitas Sumatera Utara
9
2.5 Basic4Android
Basic4Android adalah development tool sederhana yang powerful untuk
membangun aplikasi Android. Bahasa Basic4android mirip dengan bahasa
VisualBasic dengan tambahan dukungan untuk objek. Basic4Android adalah
aplikasi Android native/asli dan tidak ada extraruntime seperti di Visual
Basic
yang
ketergantungan
file
msvbvm60dll,
pemograman
oleh
Basic4Android adalah NO DEPENDENCIES (tidak ketergantungan pada file)
(Seagrave,2013).
2.6 Visual Basic
Visual Basic adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk
membuat aplikasi yang berbasis grafis (GUI Graphical User Interface) dan
Visual Basic sangat disukai oleh penggunanya karena fasilitas pemrograman
yang disediakan
sangat banyak serta sangat terbuka dam penambahan
komponen. Visual Basic IDE
(Integrited Development Environtment)
merupakan suatu ruang lingkup kerja yang menyediakan kemudahan bagi
programmer untuk dapat menghasilkan aplikasi yang cepat, baik pada proses
perancangan input maupun output aplikasi (Sihombing & Manalu, 2011).
2.7 UML (Unified Modelling Language)
UML (Unified Modeling Language) adalah Bahasa pemodelan untuk
sistem atau perangkat lunak yang berparadigma berorientasi objek (Nugroho,
2010). UML
ini berfungsi untuk membantu para developer untuk
menggambarkan alur dari sebuah sistem yang akan dibangun, gambaran
mengenai alur sistem tersebut akan terwakili oleh simbol-simbol yang ada
dalam diagram – diagram.
2.7.1. Use case diagram
Use case pada dasarnya merupakan unit fungsionalitas koheren
yang diekspresikan sebagai transaksi-transaksi yang terjadi antara actor
dan sistem (Nugroho, 2010). Kegunaan use case sesungguhnya adalah
untuk mendefinisikan suatu bagian perilaku sistem yang bersifat koheren
Universitas Sumatera Utara
10
tanpa perlu menyingkap struktur internal sistem/perangkat lunak yang
sedang dikembangkan. Berikut adalah beberapa simbol di dalam use case
diagram :
Tabel 2.1.Tabel simbol dalam use case diagram
Universitas Sumatera Utara
11
2.7.2. Activity diagram
Activity diagram sesungguhnya merupakan bentuk khusus dari state machine
yang bertujuan memodelkan komputasi-komputasi dan aliran-aliran kerja yang
terjadi dalam sistem / perangkat lunak yang sedang dikembangkan (Nugroho,
2010).
Activity diagram menggambarkan berbagai alir aktivitas dalam sistem yang
sedang dirancang, bagaimana masing-masing alir berawal, decision yang
mungkin terjadi, dan bagaimana mereka berakhir. Activity diagram juga dapat
menggambarkan proses paralel yang mungkin terjadi pada beberapa eksekusi.
Berikut adalah beberapa simbol di dalam activity diagram :
Tabel 2.2.Tabel simbol activity diagram
Universitas Sumatera Utara
12
2.7.3. State diagram
State diagram mendeskripsikan obyek berupa state – state yang dimilikinya,
kejadian-kejadian, yang dapat berlangsung beserta transisi yang terjadi
(Hariyanto,
2004). Diagram state menyediakan sebuah cara untuk
memodelkan bermacam – macam keadaan yang mungkin dialami oleh sebuah
obyek. Jika dalam diagram kelas menunjukkan gambaran statis kelas – kelas
dan relasinya, sedangkan dalam diagram state digunakan untuk memodelkan
tingkah laku dinamik sistem. Berikut adalah beberapa simbol di dalam state
diagram :
Tabel 2.3.Tabel simbol state diagram
2.7.4. Class Diagram
Diagram kelas atau class diagram menunjukkan interaksi antar kelas dalam
sistem (Sholiq, 2006). Diagram kelas mengandung informasi dan tingkah laku
segala sesuatu yang berkaitan dengan informasi tersebut. Adapun kegunaan dari
class diagram adalah sebagai berikut (Hariyanto, 2004) :
1. Mengelompokkan obyek
–
obyek menjadi
kelas
–
kelas berarti
mengabstraksikan masalah yang sedang dihadapi.
2. Definisi – definisi common (seperti nama kelas dan atribut) cukup disimpan
Universitas Sumatera Utara
13
sekali per instan kelas (obyek).
2.8
Penelitian Terdahulu
Tabel 2.4 Penelitian Terdahulu
No.
1.
Judul
Peneliti/Tahun
Keterangan
Pendeteksi
Ahmad Faishal dan
Memanfaatkan
Kebakaran Dengan
Maun Budiyanto
mikrokontroler
Menggunakan
2010
mendeteksi kebakaran.
untuk
Sensor Suhu LM35D
Sensor
yang
digunakan
Dan Sensor Asap
dalam penelitian ini adalah
sensor asap dan sensor suhu
LM35D.
2.
3.
Multiple Gas
Sheikh
Analyzer and
Manihar,
Indicator
Komal
Sistem
Detektor
Rafik
Memanfaatkan
mikrokontroler
Prasad
untuk
deteksi gas. Sensor yang
Dewagan, dan
digunakan
adalah
Jayant Rajpurohit.
MQ2
2012
terintegrasi dengan alarm.
Fardhan Arkan
Deteksi
2014
menggunakan
dan
sensor
MQ3
yang
kebakaran
Kebakaran
untuk
Rumah
Susun
LM35DZ dan sensor asap
dengan
Sistem
yang terhubung ke arduino
Wireless
Sensor
memanfaatkan
Network
sensor
jaringan
nirkabel Zigbee.
Universitas Sumatera Utara
14
4.
Implementasi
Ratna Susana,
Deteksi
kebarakan
Wireless Sensor
Arsyad Ramadhan,
menggunakan sensor gas dan
Network Prototype
dan
suhu yang terhubung ke
Sebagai Fire
Sayidino Aqli
arduino
Detector
2015
memanfaatkan jarigan GSM.
dengan
Menggunakan
Arduino Uno
Universitas Sumatera Utara
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Alarm Kebakaran Addressable
Sistem Addressable kebanyakan digunakan untuk instalasi fire alarm di
gedung bertingkat, seperti hotel, perkantoran, mall dan sejenisnya. Perbedaan
dengan system konvensional adalah dalam hal address (alamat). Pada system
ini setiap detektor memiliki alamat sendiri-sendiri untuk menyatakan identitas
ID dirinya. Jadi titik kebakaran sudah diketahui dengan pasti, karena panel
bisa menginformasikan deteksi berasal dari detektor yang mana. Sedangkan
sistem konvensional hanya menginformasikan deteksi berasal dari zone atau
loop, tanpa bisa memastikan detektor mana yang mendeteksi, sebab 1 loop
atau zone bias terdiri dari 5 bahkan 10 detektor, bisa lebih. Kelemahan dari
sistem ini adalah harga instalasi alarm yang lebih mahal di banding sistem alarm
kebakaran konvensional.
2.2 Arduino Nano
Arduino nano adalah sebuah board mikrokontroler yang bersifat open
source,
dimana
desain
skematik
dan
PCB
berifat
open
source.
Mikrokontroler itu sendiri adalah suatu chip atau IC (Integrated circuit)
yang bisa diprogram menggunakan
komputer. Program yang direkam
bertujuan agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memperoses dan
kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan (Purnomo, 2015).
Perangkat ini banyak digunakan dan dikembangkan oleh pemula
maupun profesional. Dengan menggunakan board ini para pemula akan mudah
mempelajari
pengendalian mikrokontroler sedangkan bagi profesional
pembuatan prototipe atau
implementasi menjadi lebih mudah. Bahasa
pemograman yang digunakan adalah bahasa C.
Universitas Sumatera Utara
7
Gambar 1.1 Arduino Nano
(https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoNanoFr
ont_3_sm.jpg)
2.3 Sensor Alarm Kebakaran
Sensor adalah alat yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisika
atau kimia menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan
rangkaian listrik (Hiskia, 2007). Ada banyak sekali macam sensor,
antara lain sensor gerak, sensor gas, sensor cahaya, sensor kelembapan
dan sebagainya. Dalam membuat sistem alarm kebakaran dibutuhkan
sensor yang dapat mendeteksi indikator kebakaran. Berikut ini adalah
beberapa jenis sensor alarm kebakaran.
2.3.1 Sensor Gas (MQ 2)
Sensor gas MQ2 merupakan sensor yang biasanya digunakan untuk
mengetahui kualitas udara atau untuk mengetahui kandungan yang
terjadi dalam udara. Sensor ini dapat mendeteksi gas diantaranya:
propane, methane, alcohol, LPG, i-butane, hydrogen, smoke. Jika
sensor mendeteksi gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi
tertentu maka sensor akan mengidentifikasi gas tersebut sebagai gas.
Gambar 1.2 Sensor MQ-2
(http://www.circuitstoday.com)
Universitas Sumatera Utara
8
2.3.2 Sensor Suhu (DHT11)
Sensor suhu merupakan alat yang digunakan untuk merubah besaran suhu
menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Sensor
ini dipergunakan sebagai pembanding dari sensor gas agar alat tidak
memberikan false alarm. Memiliki respon pembacaan yang cepat dan antiinterference.
Gambar 1.3 Sensor DHT 11
(https://blog.wikifotos.org/wpcontent/uploads/2011/08/dht11_pins.jpg)
2.4 Modul Wifi
Modul esp8266 merupakan SOC (system on chip) dengan stack protokol
TCP/IP yang telah terintegrasi, sehingga dan mudah diakses menggunakan
mikrokontroler melalui komunikasi serial 802.11 b/ g/ n Wi-Fi Direct (P2P).
Modul Wifi Esp8266 dapat berfungsi sebagai host maupun sebagai modul
transfer data dalam jaringan Wi-Fi.
Gambar 1.4 Modul wifi esp8266
Universitas Sumatera Utara
9
2.5 Basic4Android
Basic4Android adalah development tool sederhana yang powerful untuk
membangun aplikasi Android. Bahasa Basic4android mirip dengan bahasa
VisualBasic dengan tambahan dukungan untuk objek. Basic4Android adalah
aplikasi Android native/asli dan tidak ada extraruntime seperti di Visual
Basic
yang
ketergantungan
file
msvbvm60dll,
pemograman
oleh
Basic4Android adalah NO DEPENDENCIES (tidak ketergantungan pada file)
(Seagrave,2013).
2.6 Visual Basic
Visual Basic adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk
membuat aplikasi yang berbasis grafis (GUI Graphical User Interface) dan
Visual Basic sangat disukai oleh penggunanya karena fasilitas pemrograman
yang disediakan
sangat banyak serta sangat terbuka dam penambahan
komponen. Visual Basic IDE
(Integrited Development Environtment)
merupakan suatu ruang lingkup kerja yang menyediakan kemudahan bagi
programmer untuk dapat menghasilkan aplikasi yang cepat, baik pada proses
perancangan input maupun output aplikasi (Sihombing & Manalu, 2011).
2.7 UML (Unified Modelling Language)
UML (Unified Modeling Language) adalah Bahasa pemodelan untuk
sistem atau perangkat lunak yang berparadigma berorientasi objek (Nugroho,
2010). UML
ini berfungsi untuk membantu para developer untuk
menggambarkan alur dari sebuah sistem yang akan dibangun, gambaran
mengenai alur sistem tersebut akan terwakili oleh simbol-simbol yang ada
dalam diagram – diagram.
2.7.1. Use case diagram
Use case pada dasarnya merupakan unit fungsionalitas koheren
yang diekspresikan sebagai transaksi-transaksi yang terjadi antara actor
dan sistem (Nugroho, 2010). Kegunaan use case sesungguhnya adalah
untuk mendefinisikan suatu bagian perilaku sistem yang bersifat koheren
Universitas Sumatera Utara
10
tanpa perlu menyingkap struktur internal sistem/perangkat lunak yang
sedang dikembangkan. Berikut adalah beberapa simbol di dalam use case
diagram :
Tabel 2.1.Tabel simbol dalam use case diagram
Universitas Sumatera Utara
11
2.7.2. Activity diagram
Activity diagram sesungguhnya merupakan bentuk khusus dari state machine
yang bertujuan memodelkan komputasi-komputasi dan aliran-aliran kerja yang
terjadi dalam sistem / perangkat lunak yang sedang dikembangkan (Nugroho,
2010).
Activity diagram menggambarkan berbagai alir aktivitas dalam sistem yang
sedang dirancang, bagaimana masing-masing alir berawal, decision yang
mungkin terjadi, dan bagaimana mereka berakhir. Activity diagram juga dapat
menggambarkan proses paralel yang mungkin terjadi pada beberapa eksekusi.
Berikut adalah beberapa simbol di dalam activity diagram :
Tabel 2.2.Tabel simbol activity diagram
Universitas Sumatera Utara
12
2.7.3. State diagram
State diagram mendeskripsikan obyek berupa state – state yang dimilikinya,
kejadian-kejadian, yang dapat berlangsung beserta transisi yang terjadi
(Hariyanto,
2004). Diagram state menyediakan sebuah cara untuk
memodelkan bermacam – macam keadaan yang mungkin dialami oleh sebuah
obyek. Jika dalam diagram kelas menunjukkan gambaran statis kelas – kelas
dan relasinya, sedangkan dalam diagram state digunakan untuk memodelkan
tingkah laku dinamik sistem. Berikut adalah beberapa simbol di dalam state
diagram :
Tabel 2.3.Tabel simbol state diagram
2.7.4. Class Diagram
Diagram kelas atau class diagram menunjukkan interaksi antar kelas dalam
sistem (Sholiq, 2006). Diagram kelas mengandung informasi dan tingkah laku
segala sesuatu yang berkaitan dengan informasi tersebut. Adapun kegunaan dari
class diagram adalah sebagai berikut (Hariyanto, 2004) :
1. Mengelompokkan obyek
–
obyek menjadi
kelas
–
kelas berarti
mengabstraksikan masalah yang sedang dihadapi.
2. Definisi – definisi common (seperti nama kelas dan atribut) cukup disimpan
Universitas Sumatera Utara
13
sekali per instan kelas (obyek).
2.8
Penelitian Terdahulu
Tabel 2.4 Penelitian Terdahulu
No.
1.
Judul
Peneliti/Tahun
Keterangan
Pendeteksi
Ahmad Faishal dan
Memanfaatkan
Kebakaran Dengan
Maun Budiyanto
mikrokontroler
Menggunakan
2010
mendeteksi kebakaran.
untuk
Sensor Suhu LM35D
Sensor
yang
digunakan
Dan Sensor Asap
dalam penelitian ini adalah
sensor asap dan sensor suhu
LM35D.
2.
3.
Multiple Gas
Sheikh
Analyzer and
Manihar,
Indicator
Komal
Sistem
Detektor
Rafik
Memanfaatkan
mikrokontroler
Prasad
untuk
deteksi gas. Sensor yang
Dewagan, dan
digunakan
adalah
Jayant Rajpurohit.
MQ2
2012
terintegrasi dengan alarm.
Fardhan Arkan
Deteksi
2014
menggunakan
dan
sensor
MQ3
yang
kebakaran
Kebakaran
untuk
Rumah
Susun
LM35DZ dan sensor asap
dengan
Sistem
yang terhubung ke arduino
Wireless
Sensor
memanfaatkan
Network
sensor
jaringan
nirkabel Zigbee.
Universitas Sumatera Utara
14
4.
Implementasi
Ratna Susana,
Deteksi
kebarakan
Wireless Sensor
Arsyad Ramadhan,
menggunakan sensor gas dan
Network Prototype
dan
suhu yang terhubung ke
Sebagai Fire
Sayidino Aqli
arduino
Detector
2015
memanfaatkan jarigan GSM.
dengan
Menggunakan
Arduino Uno
Universitas Sumatera Utara