Sistem Deteksi Dini Kebakaran Berbasis Wireless Sensor Network Menggunakan Mikrokontroler
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebakaran menjadi sebuah masalah yang bisa terjadi di mana saja baik
itu di gedung perkantoran, perumahan ataupun di fasilitas umum.
Keterlambatan dalam penanganan mengakibatkan kerugian, bisa itu kerugian
jiwa ataupun materi. Keselamatan manusia menjadi faktor utama yang menjadi
pertimbangan ketika terjadi kebakaran pada suatu bangunan (Rosseno, 2011).
Para penghuni bangunan tersebut harus mendapatkan informasi atau
peringatan dini pada saat terjadi kebakaran agar dapat segera melakukan
evakuasi. Informasi mengenai lokasi kebakaran juga diperlukan untuk
memudahkan pemadam kebakaran dalam mengakses lokasi kebakaran dengan
cepat untuk mencegah kerugian yang lebih besar.
Sistem alarm kebakaran yang umum di gunakan adalah sistem
kebakaran konvensional. Sistem ini memiliki kelemahan dimana penghuni
bangunan tidak mendapatkan informasi secara cepat bila terjadi kebakaran di
gedung yang dihuninya, detektor tidak dapat membedakan jenis gas yang
menyebabkan adanya falsealarm dan api menyebar lebih cepat karena tidak
segera dipadamkan (Suharto & Wiweko, 2008).
Sistem alarm kebakaran konvensional merupakan sistem alarm
kebakaran yang paling banyak digunakan karena biaya instalasinya yang
murah. Pada sistem ini detektor kebakaran langsung terhubung ke indikator
pemadam kebakaran menggunakan kabel listrik. Detektor hanya berupa kontak
listrik biasa yang tidak dapat mengirimkan id alamat khusus, sehingga apabila
tejadi kebakaran titik kebakaran tidak dapat dipastikan lokasinya. Sistem alarm
Universitas Sumatera Utara
2
kebakaran konvensional ini masih efektif jika digunakan di wilayah yang kecil
tapi tidak untuk wilayah yang besar misal gedung bertingkat.
Solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan
membangun
sebuah
sistem
deteksi
kebakaran
dini
menggunakan
mikrokontroler arduino nano sebagai pusat pengolah data yang nantinya
langsung terhubung dengan aplikasi di android yang akan menampilkan
notifikasi apabila terjadi kebakaran kepada user secara wireless.
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka penulis mengangkat
judul penelitian ini dengan judul "Sistem Deteksi Dini Kebakaran Berbasis
Wireless Sensor Network menggunakan Mikrokontroler Arduino".
1.2 Rumusan Masalah
Dalam usaha menekan angka kerugian yang disebabkan oleh kebakaran maka
dibutuhkan sebuah sistem pendeteksi kebakaran dini yang langsung terhubung
ke masyarakat ataupun pemadam kebakaran untuk memudahkan menemukan
lokasi titik api dan proses evakuasi.
1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka ada beberapa hal yang dapat
dijadikan batasan masalah yaitu :
Batasan masalah penelitian sebagai berikut:
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah arduino nano sebagai pengolah
data.
2. Sensor yang digunakan adalah sensor gas (MQ2) dan suhu (DHT11).
3. Gas yang dideteksi adalah propane, methane, alcohol, LPG, i-butane,
hydrogen, dan smoke. Berikut nilai yang dianggap sebagai kebakaran
pada masing-masing gas; 200 – 5000 ppm untuk LPG, propane, 300 –
5000 ppm untuk butane, 5000 – 20000 ppm untuk methane, 300 – 5000
ppm untuk hydrogen, 100 – 2000 ppm untuk alcohol.
4. Sistem akan menganggap kebakaran jika suhu yang diterima lebih
besar dari 40℃ dan kadar gas lebih besar dari 300 ppm
5. Untuk koneksi ke smartphone menggunakan modul wifi esp 8266.
Universitas Sumatera Utara
3
6. Output dari program berupa notifikasi kebakaran disertai tampilan
lokasi kebakaran pada map di android dan informasi mengenai kadar
gas dan tingkat suhu dalam ruangan.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeteksi kebakaran dini menggunakan
sensor gas dan sensor suhu menggunakan mikrokontroler arduino yang
terhubung dengan aplikasi di android secara wireless.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Memberikan peringatan dini kebakaran dan menunjukkan map lokasi
kebakaran pada user di android.
2. Menambah wawasan tentang cara kerja sistem alarm berbasis arduino.
3. Sebagai
perbandingan bagi
penelitian lain dalam pengembangan
sistemnya nanti.
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini menerapkan beberapa metode penelitian sebagai
berikut:
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan referensi yang diperlukan dalam
penelitian. Hal ini dilakukan untuk memperoleh informasi dan data yang
diperlukan untuk penulisan skripsi ini. Referensi yang digunakan dapat
berupa buku, jurnal, artikel, situs internet yang berkaitan dengan penelitian
ini.
2. Perancangan Sistem
Merancang sistem sesuai dengan rencana yang telah ditentukan, yaitu
meliputi perancangan desain hardware, flowchart, diagram use-case,
diagram activity, diagram sequence dan perancangan antarmuka dari
Universitas Sumatera Utara
4
aplikasi. Proses perancangan ini berdasarkan pada batasan masalah dari
penelitian.
3. Implementasi Sistem
Pada tahap ini pembuatan sistem hardware telah selesai dilaksanakan dan
menambahkan fungsi kontroler ke dalam sistem hardware sesuai dengan
analisis dan perancangan yang telah dilakukan sebelumnya.
4. Pengujian Sistem
Pada tahap ini akan dilakukan pengujian terhadap sistem yang telah
dibangun.
5. Dokumentasi Sistem
Melakukan pembuatan dokumentasi sistem mulai dari tahap awal hingga
pengujian sistem, untuk selanjutnya dibuat dalam bentuk laporan penelitian
(skripsi).
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu:
BAB 1
PENDAHULUAN
Menjelaskan latar belakang dari penelitian yang dilakukan, rumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian
dan sistematika penulisan dari skripsi ini.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Berisi penjelasan singkat mengenai sistem sensor, teori-teori dasar Android,
sistem wireless, penjelasan singkat tentang mikrontroler Arduino dan
beberapa penelitian terdahulu yang relevan.
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Membahas analisis terhadap masalah penelitian, analisis kebutuhan dalam
membangun sistem dan perancangan terhadap sistem yang akan dibangun.
Universitas Sumatera Utara
5
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Merupakan hasil penelitian yang dilakukan. Berisi tentang penjelasan
implementasi sistem berdasarkan analisis dan perancangan sistem, skenario
pengujian terhadap sistem yang telah dibangun serta pembahasan hasil
pengujian.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari keseluruhan penelitian dan saran berdasarkan hasil
pengujian yang diharapkan dapat bermanfaat
untuk pengembangan selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebakaran menjadi sebuah masalah yang bisa terjadi di mana saja baik
itu di gedung perkantoran, perumahan ataupun di fasilitas umum.
Keterlambatan dalam penanganan mengakibatkan kerugian, bisa itu kerugian
jiwa ataupun materi. Keselamatan manusia menjadi faktor utama yang menjadi
pertimbangan ketika terjadi kebakaran pada suatu bangunan (Rosseno, 2011).
Para penghuni bangunan tersebut harus mendapatkan informasi atau
peringatan dini pada saat terjadi kebakaran agar dapat segera melakukan
evakuasi. Informasi mengenai lokasi kebakaran juga diperlukan untuk
memudahkan pemadam kebakaran dalam mengakses lokasi kebakaran dengan
cepat untuk mencegah kerugian yang lebih besar.
Sistem alarm kebakaran yang umum di gunakan adalah sistem
kebakaran konvensional. Sistem ini memiliki kelemahan dimana penghuni
bangunan tidak mendapatkan informasi secara cepat bila terjadi kebakaran di
gedung yang dihuninya, detektor tidak dapat membedakan jenis gas yang
menyebabkan adanya falsealarm dan api menyebar lebih cepat karena tidak
segera dipadamkan (Suharto & Wiweko, 2008).
Sistem alarm kebakaran konvensional merupakan sistem alarm
kebakaran yang paling banyak digunakan karena biaya instalasinya yang
murah. Pada sistem ini detektor kebakaran langsung terhubung ke indikator
pemadam kebakaran menggunakan kabel listrik. Detektor hanya berupa kontak
listrik biasa yang tidak dapat mengirimkan id alamat khusus, sehingga apabila
tejadi kebakaran titik kebakaran tidak dapat dipastikan lokasinya. Sistem alarm
Universitas Sumatera Utara
2
kebakaran konvensional ini masih efektif jika digunakan di wilayah yang kecil
tapi tidak untuk wilayah yang besar misal gedung bertingkat.
Solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan
membangun
sebuah
sistem
deteksi
kebakaran
dini
menggunakan
mikrokontroler arduino nano sebagai pusat pengolah data yang nantinya
langsung terhubung dengan aplikasi di android yang akan menampilkan
notifikasi apabila terjadi kebakaran kepada user secara wireless.
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka penulis mengangkat
judul penelitian ini dengan judul "Sistem Deteksi Dini Kebakaran Berbasis
Wireless Sensor Network menggunakan Mikrokontroler Arduino".
1.2 Rumusan Masalah
Dalam usaha menekan angka kerugian yang disebabkan oleh kebakaran maka
dibutuhkan sebuah sistem pendeteksi kebakaran dini yang langsung terhubung
ke masyarakat ataupun pemadam kebakaran untuk memudahkan menemukan
lokasi titik api dan proses evakuasi.
1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka ada beberapa hal yang dapat
dijadikan batasan masalah yaitu :
Batasan masalah penelitian sebagai berikut:
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah arduino nano sebagai pengolah
data.
2. Sensor yang digunakan adalah sensor gas (MQ2) dan suhu (DHT11).
3. Gas yang dideteksi adalah propane, methane, alcohol, LPG, i-butane,
hydrogen, dan smoke. Berikut nilai yang dianggap sebagai kebakaran
pada masing-masing gas; 200 – 5000 ppm untuk LPG, propane, 300 –
5000 ppm untuk butane, 5000 – 20000 ppm untuk methane, 300 – 5000
ppm untuk hydrogen, 100 – 2000 ppm untuk alcohol.
4. Sistem akan menganggap kebakaran jika suhu yang diterima lebih
besar dari 40℃ dan kadar gas lebih besar dari 300 ppm
5. Untuk koneksi ke smartphone menggunakan modul wifi esp 8266.
Universitas Sumatera Utara
3
6. Output dari program berupa notifikasi kebakaran disertai tampilan
lokasi kebakaran pada map di android dan informasi mengenai kadar
gas dan tingkat suhu dalam ruangan.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeteksi kebakaran dini menggunakan
sensor gas dan sensor suhu menggunakan mikrokontroler arduino yang
terhubung dengan aplikasi di android secara wireless.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Memberikan peringatan dini kebakaran dan menunjukkan map lokasi
kebakaran pada user di android.
2. Menambah wawasan tentang cara kerja sistem alarm berbasis arduino.
3. Sebagai
perbandingan bagi
penelitian lain dalam pengembangan
sistemnya nanti.
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini menerapkan beberapa metode penelitian sebagai
berikut:
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan referensi yang diperlukan dalam
penelitian. Hal ini dilakukan untuk memperoleh informasi dan data yang
diperlukan untuk penulisan skripsi ini. Referensi yang digunakan dapat
berupa buku, jurnal, artikel, situs internet yang berkaitan dengan penelitian
ini.
2. Perancangan Sistem
Merancang sistem sesuai dengan rencana yang telah ditentukan, yaitu
meliputi perancangan desain hardware, flowchart, diagram use-case,
diagram activity, diagram sequence dan perancangan antarmuka dari
Universitas Sumatera Utara
4
aplikasi. Proses perancangan ini berdasarkan pada batasan masalah dari
penelitian.
3. Implementasi Sistem
Pada tahap ini pembuatan sistem hardware telah selesai dilaksanakan dan
menambahkan fungsi kontroler ke dalam sistem hardware sesuai dengan
analisis dan perancangan yang telah dilakukan sebelumnya.
4. Pengujian Sistem
Pada tahap ini akan dilakukan pengujian terhadap sistem yang telah
dibangun.
5. Dokumentasi Sistem
Melakukan pembuatan dokumentasi sistem mulai dari tahap awal hingga
pengujian sistem, untuk selanjutnya dibuat dalam bentuk laporan penelitian
(skripsi).
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu:
BAB 1
PENDAHULUAN
Menjelaskan latar belakang dari penelitian yang dilakukan, rumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian
dan sistematika penulisan dari skripsi ini.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Berisi penjelasan singkat mengenai sistem sensor, teori-teori dasar Android,
sistem wireless, penjelasan singkat tentang mikrontroler Arduino dan
beberapa penelitian terdahulu yang relevan.
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Membahas analisis terhadap masalah penelitian, analisis kebutuhan dalam
membangun sistem dan perancangan terhadap sistem yang akan dibangun.
Universitas Sumatera Utara
5
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Merupakan hasil penelitian yang dilakukan. Berisi tentang penjelasan
implementasi sistem berdasarkan analisis dan perancangan sistem, skenario
pengujian terhadap sistem yang telah dibangun serta pembahasan hasil
pengujian.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari keseluruhan penelitian dan saran berdasarkan hasil
pengujian yang diharapkan dapat bermanfaat
untuk pengembangan selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara