APLIKASI SISTEM MONITORING SUHU UDARA DI AREA METERING STATION BERBASIS MIKROKONTROLER DAN SMS GATEWAY
APLIKASI SISTEM MONITORING SUHU UDARA
DI AREA METERING STATION BERBASIS MIKROKONTROLER
DAN SMS GATEWAY
Lapu Tombilayuk 1) , Muhammad Ridwan Maulana 2) 1,2)
Jurusan Teknik Informatika, Sekolah Tinggi Teknologi (STITEK) Bontang
Email: 1) tombilayuk01@gmail.comAbstrak - Aplikasi sistem monitoring suhu udara berbasis mikrokontroler dan SMS Gateway di area Metering station
dibangun untuk mendeteksi suhu dengan tingkat akurasi deteksi 70-90%. Aplikasi ini akan memonitor suhu dan mengirimkan informasi suhu ruangan melalui SMS secara otomatis. Aplikasi ini diharapkan dapat mengurangi resiko seperti kebakaran akibat dari perubahan suhu yang mendadak tinggi dan tidak diketahui oleh operator. Aplikasi ini menggunakan ArduinoMega 2560 sebagai unit pemrosesan utama dengan memori dan sensor LM35 input-output melalui sikuit Analog Digital Converter (ADC). Metodologi yang digunakan pada penelitian ini yaitu analisa sistem secara keseluruhan, analisa sistem saat ini termasuk kelemahan sistem dan perancangan sistem menggunakan Unified
Modelling Language(UML) . Berdasarkan perancangan sistem yang dibuat, dihasilkan sebuah sistem monitoring suhu
udara berbasis mikrokontroler dan SMS Gateway. Aplikasi ini dipasang dan telah diuji coba dan dari hasil pengujian didapatkan bahwa sistem deteksi dini suhu udara otomatis dengan tingkat akurasi yang baik serta mampu memberikan informasi otomatis batas maksimum suhu yang ditentukan melalui sistem sms kepada operator.
Kata kunci: ArduinoMega 2560, Sensor LM35, Unified Modeling Language
I. PENDAHULUAN
Metering station merupakan komponen yang
sangat penting dalam sistem Jaringan gas alam di PT Bayu Bumi Gemilang, karena perannya dalam penyediaan gas rumah tangga dan pembangkit listrik tenaga gas. Alat ini merupakan stasiun atau tempat untuk mengatur tekanan (pressure) gas alam dengan maksimum tekanan 650 psi yang sangat dibutuhkan oleh perusahaan, sehingga kinerja dan keandalannya adalah suatu hal yang sangat penting. Pentingnya peran metering station sehingga perlu dijaga agar tidak terjadi kerusakan. Ada beberapa faktor yang dapat menyebabkan kerusakan pada
metering station , salah satunya kerusakan yang ditimbulkan akibat kenaikan suhu panas yang tinggi.
Besarnya biaya perbaikan dan kerugian jika hal itu terjadi, perlu adanya sistem deteksi suhu otomatis. Sistem deteksi harus dapat mencegah dan mengurangi resiko yang ditimbulkan oleh kenaikan suhu yang tinggi. Perubahan suhu panas yang tinggi ini dapat berupa kebakaran di area sekitar metering station baik disengaja maupun tidak disengaja.
1.1. Latar Belakang
Diperlukan pengawasan serta monitoring kenaikan suhu udara di area sekitar metering station yang dapat menimbulkan resiko terjadinya gangguan sistem, dan kebakaran. Maka upaya yang dilakukan untuk mengantisipasi terhadap bahaya tersebut, yaitu menggunakan sistem deteksi suhu yang diinformasikan kepada operator metering station.
Berdasarkan latar belakang serta pertimbangan tersebut maka dirancang suatu aplikasi sistem yang dapat memonitor area metering station dari suhu panas yang tinggi. Dari hal tersebut penulis mengangkat judul Perancangan aplikasi sistem monitoring suhu udara di area metering station berbasis mikrokontroler dan sms gateway.
1.2. Tujuan Penelitian Penelitian membuat rancang bangun sistem monitoring suhu berbasis mikrokontroler di rancang dan di buat dengan tujuan: 1)
Meningkatkan pendeteksian, pengawasan dan pemantauan suhu area Metering station. 2)
Melakukan sistem monitor suhu area Metering
station secara otomatis yang diinformasikan
kepada operator jaringan gas via sms
1.2. Tinjauan Pustaka 1. 2. 1. Definisi Sistem
Sistem dapat didefinisikan dengan pendeketan prosedur dan dengan pendekatan komponen. Dengan pendekatan prosedur, sistem dapat didefinisakan sebagai kumpulan dari prosedur-prosedur yang mempunyai tujuan tertentu. Dengan pendekatan komponen, sistem dapat didefinisikan sebagai komponen yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya membentuk satu kesatuan untuk mencapai tujuan tertentu.
Namun permasalahannya bagaimana membuat sistem deteksi suhu dengan lebih efisien dalam memberikan informasi kenaikan suhu tinggi yang dapat diketahui dengan waktu yang singkat. Pengukuran suhu secara konvensional dapat dilakukan dengan thermometer standar, akan tetapi hal ini sangat merepotkan terutama apabila suhu dimonitor secara berkelanjutan. JUST TI, Volume 9, Nomor 2, Juli 2017: 90-95 Contoh sistem yang didefinisikan dengan pendekatan ini misalnya sistem computer yang didefinisikan sebagai kumpulan dari perangkat keras dan perangkat lunak [13].
1.2.2 Monitoring Monitoring adalah pengawasan yang berarti proses pengamatan, pemeriksaan, pengedalian dan pengoreksian dari seluruh kegiatan organisasi. Pengertian monitoring (pengawasan) menurut para ahli [14] mengartikan pengawasan adalah mendeterminasi apa yang telah dilaksanakan, maksudnya mengevaluasi prestasi kerja dan apabila perlu, menerapkan tindakan-tindakan korektif sehingga hasil pekerjaan sesuai dengan rencana yang telah ditetapkan.
yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
(usecase) yang disesuaikan dengan langkah-langkah (scenario) yang telah ditentukan. Suatu Usecase
interaksi antara pengguna sistem (actor) dengan kasus
Case Diagram digunakan untuk mengambarkan
1. Diagram Berbentuk diagram grafik yang menunjukan sebuah symbol elemen yang disusun untuk mengilustrasikan suatu bagian dari sistem. Sebuah diagram merupakan bagian dari suatu view tertentu dan ketika digambarkan biasanya dialokasikan untuk view tertentu. Adapun jenis diagram antara lain Use
untuk sistem atau perangkat lunak yang berparadigma berorientasi objek. Pemodelan sesungguhnya digunakan untuk menyederhanakan permasalahan- permasalahan yang kompleks sehingga lebih mudah dipelajari dan dipahami. Tujuan pemodelan adalah sebagai sarana analisis, pemahaman, visualisasi, dan komunikasi antar anggota tim pengembang perangkat lunak, serta sebagai sarana dokumentasi yang bermanfaat[8].
Language (UML). UML adalah bahasa pemodelan
Desember 1992 dari sebuah Personal Computer (PC) ke sebuah hp pada network Vodafone GSM di Inggris. Kalau short message ini dilakukan dengan huruf latin maka 160 karakter yang dapat dikirim, apabila non- latin seperti huruf Arab atau Cina jumlah karakter adalah 70. 2.8. Pemodelan Unified Nodelling
message pertama yang dikirimkan adalah pada bulan
disimpan dan dikirim selama beberapa kali. Setelah sebuah waktu yang telah ditentukan, biasanya satu atau dua hari, lalu pesan dihapus. Seorang pengguna bisa mendapatkan konfirmasi dari pusat pesan ini. Dengan Short Message Service (SMS), pengguna HP GSM (Global System for Mobile) dapat mengirim dan menerima berita/message singkat (biasanya sampai dengan 160 karakter). Text dapat berupa kata atau nomor atau kombinasi alphanumeric. SMS diciptakan sebagai bagian dari standart GSM Phase 1. Short
Message Service Centre (SMSC), disini pesan
1.2.7. Sms Gateway Menurut Ardana (2004:35) SMS Gateway merupakan suatu alat yang fungsinya sebagai sebuah penghubung atau jembatan antara aplikasi atau sistem dengan mobile phone. Pesan-pesan SMS dikirim dari sebuah telepon genggam ke pusat pesan yaitu Short
Temperature Sensor ) adalah komponen elektronika
1.2.3. Metering Sation
Sensor suhu LM35 (Precision Centrigate
Gambar 1. Struktur sensor LM35
mendevelop aplikasi mikrokontroller yang berbasis arduino platform. Secara Hardware single board mikrokontroller yang bersifat open source hardware yang dikembangkan untuk arsitektur mikrokontroller AVR 8 bit dan ARM (Advanced RISC Machine) 32 bit.
Development Environment ) yang digunakan untuk
Hardwarenya memiliki prosesor atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Secara software open source IDE (Integrated
1.2.5. Arduino Arduino adalah pengendali mikro singleboard yang bersifat open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang.
dikelompokkan dalam satu keluarga, masingmasing mikrokontroler mempunyai spesifikasi tersendiri namun masih kompatible dalam pemrogramannya [15].
chip micocomputer. Mikrokontroler biasa
1.2.4. Mikrokontroler Mikrokontroler merupakan sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingg disebut dengan single
Komponen utamanya adalah unit meter untuk menghitung volume/flow gas dan regulator untuk mengatur atau menurunkan tekanan. Tipe dan jenis meter maupun regulator disesuaikan dengan jumlah gas yang disalurkan dan tekanan yang dibutuhkan.
Metering station berfungsi sebagai alat custody transfer antara pemasok dan konsumen gas bumi.
1.2.6. Sensor LM35
Tombilayuk dan Maulana, Aplikasi Sistem Monitoring Suhu Udara di Area Metering Station Berbasis
2. Kelemahan (Weakness) Monitoring metering station mencakup internal pipeline dalam artian hanya sebatas monitoring engine, sedangkan area sekitar engine tak terpantau dengan baik yang dapat berpengaruh pada seluruh peralatan di metering station itu sendiri.
e. Log Sheet MRS (Metering Regulator Station) Mengisi Log Sheet MRS per dua jam sekali.
3.2. Analisis kelemahan sistem Berdasarkan permasalahan pada sistem lama tersebut dapat di identifikasi beberapa factor. Untuk mengetahui kelemahan sistem lama, penulis menggunakan analisis SWOT (Strength, Weakness,
Oppurtunities, Threats).
SWOT digunakan untuk menilai kekuatan-
kekuatan dan kelemahan-kelemahan dari sumber- sumber daya yang dimiliki perusahaan dan kesempatan-kesempatan eksternal dan tantangan- tantangan yang dihadapi. [13]
1. Kekuatan (Strengths) Kondisi yang merupakan kekuatan dari suatu sistem yang baik, karena hanya ada pengontrolan dengan jangka waktu cukup lama, yang seharusnya dilakukan secara aktual dan terus menerus.
3. Kesempatan (Opportunity) Kurangnya kesempatan operator dalam pengawasan metering station akibat jarak tempuh yang jauh antara control room (ruang kerja operator) dengan site area (MS).
c. Penggantian Barton Chart Penggantian barton chart MS dilakukan per dua puluh empat jam oleh operator shift malam yang bertugas.
4. Ancaman (Threat) Beberapa resiko yang ditimbulkan apabila tidak adanya pengontrolan area sekitar metering
station secara continue dan actual mencakup kenaikan suhu atau temperatur yang tak terkontrol.
3.3. Analisis kebutuhan sistem
1. Kebutuhan perangkat keras Untuk membuat Rancang bangun sistem monitoring suhu menggunakan mikrokontroler dan sms gateway dibutuhkan perlengkapan perangkat keras sebagai berikut: 1) Kebutuhan Perangkat Elektronika
Kebutuhan Alat dan bahan:
a. Tools set : 1 set
b. Solder listrik : 1 set
d. Input Gas Composition Operator menginput komposisi gas per bulan setiap tanggal satu, melalui aplikasi Roclink yang sudah terinstall di laptop operasional.
2) Mengirim Laporan DRV MS dan DRV Jargas ke SKG Pertagas, BME (Bontang Migas Energy) dan Site Manager per hari.
Mikrokontroler dan SMS Gateway
diagram biasa terdiri dari use case, sistem dan aktor yang menjalankan sistem tersebut.
3. METODE PENELITIAN
per day tepatnya pukul dua belas malam
1) Operator mendonwload Daily Report Volume MS
Jargas
b. Proses Laporan Daily Report Volume MS dan
Flowboss, Bypass, Flow Barton Chart, Temperatur, Pressure dan engine.
Supervisor via WatsApp meliputi kondisi
LAN .
Gambar 2 Use Case Diagram yang sedang berjalan
2. Gambaran sistem yang sedang berjalan Adapun berdasar atas pengamatan, sistem monitor metering station di PT. BBG yang penulis lakukan, berikut pemodelan UML sistem monitor yang sedang berjalan: 1) Diagram Use Case
berlokasi di jalan S. Parman 100 km ke arah utara tugu selamat datang Bontang berfungsi sebagai alat custody transfer antara pemasok dan konsumen gas bumi. Komponen utamanya adalah unit meter untuk menghitung volume/flow gas dan regulator untuk mengatur atau menurunkan tekanan.
Metering station
1. Gambaran Umum tempat penelitian PT Bayu Bumi Gemilang berada di jalan S. Parman Rt. 28 Kelurahan Gunung Telihan merupakan perusahaan industri yang bergerak dibidang gas alam diantaranya Jaringan gas rumah tangga dan pembangkit listrik tenaga gas (PLTMG). Memiliki dua engine sebagai operasional gas alam tersebut sebelum di suplai kedua titik PLTMG dan Jargas yaitu MRS (Metering Regulator Station) dan MS (Metering station).
3.1. Analisis sistem yang sedang berjalan
mengunakan aplikasi Roclink yang terkoneksi melalui kabel
a. Proses monitor MS per delapan jam 1) Operator memonitor metering station per delapan jam atau setiap pergantian shift kerja. 2) Melaporkan kondisi terkait metering station kepada
JUST TI, Volume 9, Nomor 2, Juli 2017: 90-95 c. Kabel jumper : 1 set
d. Power supply : 1 buah
e. MAX3232 RS232 TTL : 1 buah
f. Kabel RS232 : 1 buah
g. Arduino Mega 2560 : 1 set
h. Sensor Suhu LM35 : 1 buah i. Modem Gsm Wavecom : 1 buah 2) Perangkat Laptop Spesifikasi:
- Process : AMD E-300 APU with Radeon(tm) HD
Graphics 1,30 GHz
- Installed memory (RAM) : 2.00 GB (1,60 GB useable)
- System type :32-bit Operating System
3.4. Perancangan sistem
1. Pemodelan rangkaian sistem monitoring suhu
Gambar 4 Diagram Use Case sistem yang dirancang
Operator sebaagai aktor utama dalam pengunaan sistem monitor suhu. Dengan tugasnya mengkonfigurasi semua aspek dari manajemen suhu, konfigurasi pin mikrokontroler, eksekusi program (compile dan upload), mengkoneksikan antar komponen serta menerima dan mengirim informasi terkait output rancangan sistem.
b. Diagram Sequence
Gambar 3 Skematik rangkain sistem
Gambar skema rangkaian di atas menggambarkan keseluruhan perancangan sistem secara visual. Dengan maksud sebagai rencana awal dalam pembuatan sistem yang akan dibangun. Beberapa komponen tergambar dengan jelas hubungan antara masing-masing item serta penggambaran pinpin yang digunakan sebagai keluaran dan masukkan serial. Penggunaan dua komunikasi serial terdapat pada sistem ini, yang pertama untuk interface dan yang kedua sebagai
Gambar 5 Sequenze Diagram sistem yang dirancang
koneksi Max3232 ke Modem Fastrack untuk mengirim pesan sms.
Pada gambar di atas sensor LM35 memiliki tiga Pada diagram sequence di atas terdapat satu aktor kaki yang terhubung dengan arduino mega 2560, Vout sebagai operator dan empat objek yaitu: di pin A0, VCC di pin Vin dan GND (grounding) to mikrokontroler, sms gateway, supervisior dan pin GND. Converter Max3232 memiliki 4 pin yang manager. masing pada posisinya, TX di pin TX18, RX di pin RX19, GND di pin GND, VCC di pin 5V.
3. Pemodelan Fisik (Phisycal model) Pemodelan fisik akan digambarkan dalam
2. Pemodelan Unified Modeling Language (UML) bentuk flowchart/mapping chart sebagai
a. Diagram Use Case berikut:
Tombilayuk dan Maulana, Aplikasi Sistem Monitoring Suhu Udara di Area Metering Station Berbasis
Mikrokontroler dan SMS Gateway
Gambar 8 dibawah menunjukkan tampilan monitoring suhu udara pada pukul 12.00 dan 13.00 dengan durasi waktu percobaan 15 menit.
Gambar 6 Flowchart sistem yang dirancang Gambar 8 Tampilan interface suhu tertinggi pukul 12.00
Pada gambar flowchart di atas merepresentasikan Hasil cara kerja sistem di bawah terik matahari pada sistem secara keseluruhan dimulai dari inisialisasi pukul 12.00 dapat dilihat pada tabel 1 dibawah ini. serial port dilanjutkan dengan proses perulangan perhitungan data
Tabel 1 Hasil percobaan aplikasi sistem suhu pada pukul 12.00 dan
13.00
suhu dan melalui proses pengkondisian (if) jika data lebih besar dari 60 maka dilanjutkan untuk proses pengiriman data suhu dan jika tidak maka akan kembali ke proses perulangan.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
1) Percobaan aplikasi pada siang hari Percobaan dilakukan pada dua kali waktu
Dari percobaan di atas menunjukkan aplikasi sistem percobaan, yaitu pada pukul 12.00 dan 13.00. dapat mendeteksi suhu dan menampilkan data dalam
Percobaan pertama pada pukul 12.00, dimulai dari bentuk digital maupun grafik pada aplikasi interface pemasangan perangkat antara mikrokontroler dengan sistem yang telah dibuat. Aplikasi mendeteksi suhu aplikasi interface tanpa melibatkan modem. Percobaan dengan perbedaan panas ketika pukul 13.00 suhu yang terfokus pada berapa batas suhu maksimum matahari. terdeteksi lebih panas dibandingkan pada pukul 12.00
Setelah aplikasi dijalankan maka muncul tmpilan dengan durasi yang sama dan dalam kondisi tidak seperti pada gambar di bawah ini. berawan.
2. Percobaan pengiriman sms pada batas suhu yang ditentukan.
Percobaan dilakukan dalam satu kali percobaan dengan menentukan batas maksimum suhu untuk mengirimkan data suhu berupa sms ke nomor tujuan yang ada di smartphone. Suhu maksimum ditentukan pada suhu 32oC yang ditulis di pemrograman arduino IDE, kemudian diupload ke perangkat mikrokontroler. Pastikan alat terpasang antara mikrokontroler ArduinoMega 2560 ke perangkat modem dan aplikasi interface. Korek api sebagai alat untuk menaikkan suhu dan smartphone sebagai penerima data suhu. Setelah aplikasi sistem dijalankan dapat dilihat pada gambar 9 di bawah ini.
Gambar 7 Perangkat sistem percobaan JUST TI, Volume 9, Nomor 2, Juli 2017: 90-95
REFERENSI [1] Immersa. 2014. Jenis-Jenis Mikrokontroler. Bandung.
http://www.immersa_lab.com. Tanggal akses 15 Oktober 2014. [2] Immersa. 2014. Pengenalan Mikrokontroler .
Bandung. http://www.immersa_lab.com. Tanggal akses 15 Oktober 2014. [3] Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari
Aplikasi Mikrokontroler Dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino. Penerbit Andi. Yogyakarta.
[4] Kadir, A. 2013. Buku Pertama Belajar Pemrograman
Java Untuk Pemula. Penerbit Mediakom. Yogyakarta [5] Riadi, M. 2012. Teori Bahasa Pemrograman Java.
http://www.kajianpustaka.com. Tanggal akses 26 Januari 2015
[6] Saiba, A. 2008. Metering And Regulating Station (MRS). http://www.Asepsaiba.wordpress.com.
Tanggal akses 22 Oktober 2014 [7] Setiawan, D.D. 2013. Pemrograman Sistem Penjualan
Dan Stok Barang Di PT. Kirana Abadi Sentosa Berbasis SMS Gateway.
Gambar 9 Percobaan aplikasi menggunakan korek api
[8] Rosa,
A. S., Salahuddin, M. 2011. Modul Pembelajaran Rekayasa Perangkat Lunak (Terstruktur dan Berorientasi Objek), Modula, Bandung.
[9] Sutarbi, T. 2014. Pengantar Teknologi Informasi.
Penerbit Andi. Yogyakarta [10] Syahwil, M. ST., MT. Panduan Mudah Simulasi Dan Praktek Mikrokontroler Arduino. Penerbit Andi.
Yogyakarta. [11] Tantra, R. 2012. Manajemen Proyek Sistem Informasi.
Penerbit Andi Yogykarta [12] Wahab, A. 2008. Suhu . Lamongan.
http://www.aljabar. wordpress.com . Tanggal akses 22
Oktober 2014 [13] Jogiyanto. 2005. Analisa dan Desain Sistem
Informasi: Pendekatan Terstruktur Teori dan Praktik Aplikasi Bisnis . Penerbit Andi. Yogyakarta
[14] Tery, G. R. 2006. Prinsip-Prinsip Management.
Jakarta. Bumi Aksara. [15] Budioko, T. 2005. Belajar Dengan Mudah dan Cepat
Gambar 10 Screen Capture sms data suhu di smartphone Pemrograman Bahasa C dengan SDCC (Small Device C Compiler) pada Mikrokontroler AT89X051/AT89C51/52 Teori, Simulasi dan Aplikasi .
Percobaan di atas menunjukkan bahwa aplikasi sistem Yogyakarta: Gava Media. dengan korek api sebagai alat untuk menaikkan suhu berjalan dengan baik dan pesan data suhu yang diterima sesuai dengan batas maksimum suhu yang
o ditentukan di pemrograman arduino IDE yaitu 32 C . o
Suhu jika lebih besar sama dengan 32
C, akan terus terkirim sampai suhu yang terdeteksi kurang dari
o
32 C.
4. KESIMPULAN
Dari hasil prototype aplikasi sistem monitoring suhu udara di area metering station, serta percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1) Sistem deteksi dini suhu udara otomatis dengan tingkat akurasi yang baik dapat mengurangi resiko terjadinya gangguan sistem di sistem Metering station PT. Bayu Bumi Gemilang . 2) Sistem deteksi suhu yang telah dibuat mampu memberikan secara otomatis informasi batas maksimum suhu yang ditentukan melalui sistem sms kepada operator Metering station.