1

Rancang Bangun Prototype Alat Pendeteksi Gas Karbon

Monoksida Menggunakan Zigbee Network

Satya Adi Pamungkas

1, Budhi Kristianto S. Kom., M.Sc.

2

Program Studi S1 Teknologi Informasi

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Jl. Diponegoro 52-60 Salatiga

Email: satyaadipamungkas@yahoo.com1, budhik@staff.uksw.edu

2

Abstract

Carbon monoxide poisoning case has been occured quite a lot and begged

for many victims. Detecting carbon monoxide is important to prevent the other

victims. The research objective is designing carbon monoxide detector system and

send it to a PC through wireless network in a nearly isolated room, then it can

monitored in other room without getting a close contact with carbon monoxide

gas. The result of the research shows, the device that had been made can detect

carbon monoxide and send it ta a PC through ZigBee network.

Abstrak

Kasus keracunan gas karbon monoksida telah sering terjadi dan merenggut

banyak korban. Pendeteksian kadar karbon monoksida menjadi sangat penting

untuk mencegah jatuhnya korban. Penelitian ini bertujuan untuk merancang

Sistem Pendeteksi gas karbon monoksida dan mengirimkannya ke PC melalui

jaringan wireless pada sebuah ruangan yang hampir tertutup, sehingga dapat

dimonitor pada ruangan lainnya tanpa harus terpapar gas karbon monoksida

secara langsung. Hasil pengujian menunjukkan bahwa alat yang dibuat dapat

mendeteksi kadar gas karbon monoksida dan mengirimkannya ke PC melalui

jaringan ZigBee.

Kata Kunci : Karbonmonoksida (CO), Detektor gas CO, ZigBee Network

1. Pendahuluan Banyak kasus kematian yang disebabkan oleh gas karbon monoksida (CO),

di dalam ruangan tempat tidur [1], dan bahkan juga ada yang di dalam ruangan

klinik [2]. Banyak orang yang sampai sekarang masih belum mengetahui dan

bahkan menganggap enteng masalah pencemaran gas karbon monoksida karena

mungkin masih kurangnya informasi kesehatan mengenai bahaya karbon

monoksida.

1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Jurusan Teknik Informatika, Universitas Kristen Satya

Wacana Salatiga. 2)

Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

2

Usaha preventif baik dilakukan masyarakat dengan mengecek saluran

pemanas air dan juga memeriksa fasilitas AC pada kendaraan seperti mobil dan

jangan menyalakan kendaran di dalam ruangan tertutup[3]. Penanggulangan

dengan cara monitoring ruangan juga dapat dilakukan dengan alat detektor gas

yang banyak dijual di pasaran, namun kebanyakan perangkat dipakai secara

langsung dengan cara memonitoring pada tempat yang dicurigai mempunyai

konsentrasi gas CO[4]. Alangkah lebih baik dilakukan pengukuran secara terpisah

dengan media wireless untuk mendapatkan data konsentrasi gas tanpa harus

mendekat pada sumber gas CO. Permasalahan pada kalimat sebelumnya dapat

diselesaikan dengan mewujudkan sebuah perangkat detektor gas CO dengan layar

monitoring hasil pengukuran kadar gas yang dapat dilihat secara langsung pada

alat detektor maupun secara remote pada sebuah personal computer, untuk

memudahkan memonitor keadaan ruangan hampir di mana saja.

Tujuan dari penelitian ini untuk menciptakan suatu alat pengukur kadar

konsentrasi gas CO pada suatu ruangan dengan menggunakan perangkat wireless

sebagai perantara data yang mudah dan terjangkau untuk berbagai kalangan

karena membutuhkan daya yang kecil dan biaya yang cukup murah. Manfaat dari

penelitian ini untuk dapat dilakukannya deteksi dini terhadap pemaparan gas CO

yang beracun sehingga akan lebih mudah dalam melakukan penanggulangan

terhadap masalah gas tersebut.

2. Tinjauan Pustaka Sebagai bahan pertimbangan, dalam penelitian ini akan disertakan beberapa

hasil penelitian terdahulu yang berkaitan atau berhubungan dengan penelitian

yang dilakukan oleh penulis. Penelitian yang dilakukan oleh Bambang Sugiarto

tahun 2010, dengan judul Perancangan Sistem Pengendalian Suhu pada Gedung

Bertingkat dengan Teknologi Wireless Sensor Networ [5]. Penelitian ini dilakukan

atas dasar adanya permasalahan pada sistem pengendalian suhu setiap ruangan

pada gedung – gedung bertingkat yang sangat sulit dilakukan. Penelitian oleh

Khamdan Amin Bisyri tahun 2012 dengan judul penelitian Rancang Bangun

Komunikasi Data Wireless Mikrokontroler Menggunakan Modul XBee ZigBee

(IEEE 802.15.4), menjelaskan mengenai pengimplementasian mikrokontroler

Arduino Uno dan komunikasi data wireless pada sebuah sistem irigasi otomatis

menggunakan sensor kelembaban tanah [9]. Penelitian yang dilakukan oleh Irvan

Adhi Eko Putro tahun 2012, dengan judul Rancang Bangun Alat Ukur Emisi Gas

Buang, Studi Kasus : Pengukuran Gas Karbon Monoksida (CO), Penulis

penelitian ini menjelaskan mengenai perancangan sebuah alat ukur emisi gas

buang dengan alat pengukur berupa sensor MQ 7 sebagai pengukur kadar gas CO

dengan menggunakan Mikrokontroler Atmega8535[11].

Manfaat yang didapatkan dari penelitian terdahulu adalah didapatkan

beberapa konsep yang berguna untuk perancangan sistem yang akan dibuat seperti

penggunaan rancang arsitektur dan bangun pada perangkat hingga perangkat

wireless yang bisa digunakan untuk pertukaran data.

3

Perangkat XBee, board mikrokontroler Arduino Uno, juga perangkat sensor

merupakan 3 komponen utama yang membentuk sebuah sistem jaringan yang

disebut Wireless Sensor Network (WSN). WSN merupakan sistem yang

melakukan sensing, perhitungan komputasi dan komunikasi yang memberikan

kemampuan bagi administrator untuk mengukur, mengobservasi dan memberikan

reaksi terhadap kejadian dan fenomena lingkungan tertentu.

Salah satu pembentuk / komponen utama pembentuk WSN merupakan

sebuah mikrokontroler. Board Mikrokontroler Arduino Uno memiliki 14 pin

digital input/output, 6 inputan analog, sebuah koneksi USB, power jack, sebuah

tombol reset. Memulai penggunaan Arduino hanya dengan mengkoneksikan

menggunakan kabel USB pada sebuah komputer atau hidupkan dengan adapter

AC-DC / baterai[6].

Teknologi ZigBee merupakan teknologi dengan data rate rendah (Low Data

Rate), biaya murah (Low cost), protokol jaringan tanpa kabel yang ditujukan

untuk otomasi dan aplikasi remote control [7]. Perangkat XBee merupakan

perangkat wireless yang bekerja pada protokol ZigBee yang memungkinkan

Arduino untuk berkomunikasi secara wireless [10].

Gas karbon monoksida (CO) merupakan gas yang tidak berbau tidak

mempunyai rasa maupun warna. Gas CO merupakan hasil pembakaran tidak

sempurna dari kendaraan bermotor, alat pemanas, asap kereta api, namun yang

paling umum terdapat pada residu pembakaran pada mesin. Kendaraan bermesin

seperti mobil, tingkat pembuangan asap mengandung sekitar 9 % CO dan akan

meningkat persentasenya apabila terdapat di daerah yang macet sehingga juga

akan meningkatkan bahaya keracunan. Gas CO mempunyai julukan sebagai

“silent killer” karena membunuh tanpa mengiritasi dan tanpa dirasakan oleh

korbannya [3].

3. Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode waterfall dan dapat dilihat sebagai

berikut

Gambar 1 Tahapan dalam Metode Penelitian

Tahap pertama penelitian akan dilakukan analisa terhadap kebutuhan sistem

dengan melakukan studi pustaka yang berfungsi untuk mengembangkan

pemahaman mengenai definisi – definisi ilmiah pada bagian penelitian yang

membutuhkan penalaran yang lebih lanjut, konsep sistem penelitan dan juga

4

aspek teknis yang meliputi pengumpulan kebutuhan sistem. Analisa terhadap

penelitian sebelumnya yang menggunakan sensor gas MQ 7 dan juga studi

pustaka yang menjelaskan perangkat arduino beserta modul wireless XBee.

Penelitian sebelumnya oleh Irvan Adhi Eko Putro tahun 2012 [11], teknologi alat

ukur emisi gas buang yang dirancang menggunakan sensor MQ 7 dan

menggunakan mikrokontroler ATmega8535. Studi pustaka mengenai sensor MQ

7 dan modul XBee dapat dilakukan dengan membaca artikel jurnal pada

penelitian sebelumnya yang sudah ada dan juga pada datasheet yang tersedia di

internet secara gratis. Datasheet menyediakan informasi teknis mengenai cara

kerja dan penggunaan sensor sehingga pengguna dapat menggunakan sensor

secara baik dan benar. Informasi pembelajaran mikrokontroler arduino dilakukan

pada situs resmi arduino dan juga forum - forum mengenai arduino.

Perancangan sistem menggunakan konsep perancangan terstruktur Data

Flow Diagram sehingga didapatkan hasil akhir yang memiliki sistem struktur

yang didefinisikan dengan baik dan jelas. Sistem pada Data Flow Diagram dibuat

dalam model yang memungkinkan penggambaran sistem sebagai suatu jaringan

proses fungsional yang dihubungkan satu sama lain dengan alur data, baik secara

manual maupun komputerisasi.

Terdapat batasan sistem yang berfungsi pada satu ruangan tertutup saja.

Terminator pada sistem yaitu, Ruangan dan Pemilik Ruangan. Tugas dari setiap

Terminator seperti Ruangan adalah sebagai sumber nilai Gas CO pada sedangkan

Pemilik Ruangan menerima data hasil deteksi ke LCD. Gambar 2 merupakan

ilustrasi DFD dari Diagram Konteks.

Gambar 2 Diagram Konteks

Pada Diagram Level Zero memiliki proses utama melakukan deteksi dan

pengolahan hasil deteksi ke dalam Alat Detektor. Diagram level Zero merupakan

dekomposisi dari SISTEM pada Diagram Konteks.

5

Gambar 3 Diagram Level Zero

Diagram Level Satu merupakan dekomposisi dari Diagram Level Zero

terutama pada sistem nomor 2. Penguraian meliputi rangkaian pengolahan, olah

data, penampilan dan pengiriman.

Gambar 4 Diagram Level Satu

Aplikasi yang dipakai menggunakan C# yang nantinya akan membaca nilai

kiriman dari field controller. Aplikasi dibuat sederhana dengan menampilkan satu

jendela program yang terdiri dari tabel nilai konsentrasi gas, tombol

“Sambungkan” dan “Putuskan”.

Gambar 5 Interface Aplikasi Monitoring Gas CO

Tahap selanjutnya, pemodelan terhadap rancangan alat dari detektor gas

dirancang dan disusun yang mencakup komponen di dalam sistem detektor gas

CO dan juga kondisi penempatan blok kontroler. Berikut ilustrasi dari rancangan

bangun detektor gas CO :

6

Gambar 6 Rancang Bangun Model

Dua blok kontroler yang terdapat pada Gambar 6 masing – masing memiliki

kebutuhan perlengkapan tersendiri. Field controller Keduanya hanya memiliki

satu kesamaan yaitu pada perangkat wireless XBee yang memang dibutuhkan

untuk komunikasi data antara kedua blok.

Tahap implementasi, rancangan arsitektur akan diterapkan pada

perancangan model. Tahap awal akan dilakukan pemasangan XBee dengan XBee

adapter untuk dipasangkan komputer pada blok monitoring device. XBee yang

terpasang pada XBee shield akan terpasang pada mikrokontroler Arduino Uno di

blok field controller. Blok arsitektur monitoring device menggunakan aplikasi X-

CTU sebagai pengatur alamat dan PAN ID. Pemrograman mikrokontroler

Arduino Uno dilakukan dengan menggunakan Arduino 1.0.3 yang berbahasa

C/C++. LCD Monitor 16x2 dan juga sensor MQ 7 akan dipasang pada blok field

controller. Uji perangkat dilakukan dengan melakukan pengujian packet loss

(hilang data), uji beda nilai antar alat, faktor boundary dan juga jarak.

4. Hasil dan Pembahasan

Perangkat utama di dalam perangkat detektor gas CO adalah perangkat

Field Controller (FC) yang bertugas untuk membaca kadar gas CO dalam sebuah

ruangan. FC terdiri dari perangkat sensor yaitu sensor MQ 7, LCD 16x2,

perangkat pengontrol Arduino Uno, sebuah perangkat wireless XBee PRO dan

XBee shield, buzzer yang berfungsi sebagai nada peringatan bahaya gas secara

audio. Sistem kontrol yang terdapat pada FC berfungsi untuk kontrol sensor

hingga kontrol data. Kontrol yang dimaksud merupakan kontrol terhadap semua

perangkat yang terdapat pada FC dan semuanya dituliskan ke dalam sebuah IDE

Arduino.

Tombol saklar di samping Field Controller akan mengawali proses panjang

pendeteksian kadar gas CO dan sangat cepat dilakukan dengan hanya hitungan

detik pembacaan. Konsentrasi gas yang tertangkap oleh sensor MQ 7 akan

terlebih dahulu diproses di dalam rangkaian blok sensor MQ 7 untuk

7

mendapatkan nilai keluaran data analog yang hasilnya akan dibaca oleh

mikrokontroler pada pin analog A0.

Gambar 7 Blok Rangkaian MQ 7

Nilai analog yang didapatkan harus dikonversikan ke dalam nilai ADC dan

sebelum memasuki tahap itu terlebih dahulu sensor MQ7 membutuhkan sebuah

kalibrasi tertentu yang harus dilakukan agar pemakaian sensor tersebut dapat

bekerja maksimal. Memanasi (preheat) selama kurang lebih 2 hari dengan

tegangan 5 volt adalah salah satunya untuk mempersiapkan sensor sebelum benar

– benar bisa dipakai. Sensor yang sudah dilakukan preheat kemudian harus

dirangkaikan pada sebuah rangkaian sederhana bertegangan 5 volt dan sebuah

output. Rangkaian sederhana tadi digunakan untuk mencari nilai tegangan dari

sebuah ruangan yang memiliki nilai konsentrasi gas CO sebesar 100 ppm. Secara

sederhana konsentrasi gas CO dapat dicari dengan melakukan sebuah pembagian

Rs/Ro, hanya saja Ro (resistansi sensor pada 100ppm CO) harus dicari terlebih

dahulu dengan mencari nilai Rs menggunakan persamaan Rs\RL = (Vc-VRL) /

VRL. Nilai tegangan yang didapatkan dari sebuah ruangan berkonsentrasi 100

ppm adalah 485. Nilai tersebut harus di konversikan kedalam sebuah nilai ADC

dengan dibagi dengan nilai resolusi 10bit yaitu 1024 dan kemudian dikali dengan

nilai tegangan mikrokontroler sebesar 5 volt. Nilai ADC tersebut menjadi nilai

VRL pada persamaan untuk mencari Rs dan didapatkan nilai 11113,40306. Rs /

Ro pada konsentrasi gas 100 ppm akan menghasilkan nilai 1 ppm sehingga dapat

ditentukan bahwa nilai Ro = Rs / 1 sehingga Ro = Rs. Nilai Ro yang telah didapat

menjadi sebuah nilai tetapan (konstanta) dalam persamaan selanjutnya untuk

mencari nilai konsentrasi gas CO. Proses yang selanjutnya dilakukan oleh

mikrokontroler Arduino dengan penulisan program untuk kalibrasi sensor seperti

pada Kode Program 1.

8

Kode Program 1 Kalibrasi Nilai PPM CO

Float get_CO(float ratio) merupakan fungsi untuk mencari nilai ppm yang

sebenarnya menggunakan patokan nilai ppm yang terdapat pada kurva

karakteristik sensitifitas dengan terlebih dahulu mengubah nilai data ratio dengan

perhitungan log yang kemudian dimasukkan ke dalam persamaan 𝑥 = (𝑦 −1.37)/−0.67 dan pangkat 10 untuk mengembalikan nilai. Kurva karakteristik

sensitifitas dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Kurva Karakteristik Sensitifitas

Nilai ppm sensor yang telah didapatkan akan ditampilkan ke LCD dengan

beberapa kondisi penampilan. Kondisi penamilan dilakukan untuk proteksi

pembacaan sensor yang hanya mempunyai range pembacaan 20 – 2000 ppm saja.

1 void setup() {

2 . . .

3 float get_CO (float ratio){

4 float ppm = 0.0;

5 float hasil_sementara;

6 float y = log10(ratio);

7 hasil_sementara = (y-1.37)/-0.67;

8 ppm = pow(10,hasil_sementara);

9 return ppm;

10 } 11 . . .

12 void loop() {

13 . . .

14 Vrl = val * ( 5.00 / 1024.0 );

15 Rs = 10000 * ( 5.00 - Vrl) / Vrl ;

16 ratio = (Rs/Ro);

17 . . . 18 }

9

Kode Program 2. LCD

Proteksi kadar gas mengacu pada Final Report yang dilakukan oleh Nima

Nikzad dan Gautham Reddy [8] dengan menggunakan batas kadar dan waktu

pemaparan, apabila konsentrasi gas berada pada 100 – 200 ppm dan konstan

selama 2 jam maka buzzer akan berbunyi dan memunculkan tulisan “AWAS,

KONDISI BAHAYA GAS!”. Proteksi kondisi yang serupa juga diterapkan pada

aplikasi Monitoring Device pada C# hanya saja tidak memuncukan sebuah

keluaran audio buzzer namun hanya tulisan “GAS MELEBIHI BATAS AMAN”.

Pertukaran data yang dilakukan antara FC dan Monitoring Device (MD)

yang didasari perangkat wireless XBee dapat dilakukan dengan konfigurasi

perangkat pada X-CTU. Penampang utama X-CTU dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9 Penampang Utama X-CTU

1 #include "LiquidCrystal.h"

2 . . .

3 LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7);

4 void setup(){

5 lcd.begin(16,2);

6 . . .} 7 . . .

8 void loop() {

9 . . .

10 if (20 >= get_CO(ratio))

11 { float below = 20.0;

12 lcd.setCursor(0,0);

13 lcd.print("nilai CO setara");

14 Serial.println(below);

15 lcd.setCursor(0,1);

16 lcd.print(20);

17 lcd.print(" ppm / kurang"); }

18 else . . .}

10

Konfigurasi awal hanya dilakukan untuk melakukan tes komunikasi dengan

modem, yaitu dilakukan dengan menekan tombol test / query dan akan muncul

popup message “communication with modem.OK” dan beberapa keterangan

modem dibawahnya. Masuk ke tab Terminal untuk mengatur beberapa parameter

seperti nama ID, DL (Destination Address Low) dan MY (16-bit Source Address)

dengan menggunakan AT Command. Mengawali konfigurasi pada terminal harus

terlebih dahulu menuliskan kode “+++” dan akan direspon dengan “OK”. Nama

ID dengan kode “ATID” akan menset secara default dengan nama 3332 dan akan

direspon dengan “3332 <CR>”, “ATDL 1” untuk konfigurasi pengalamatan pada

modul XBee yang terhubung dengan MD dan “ATDL 2” untuk yang terhubung

dengan FC. Konfigurasi MY pada modul yang terhubung pada MD diset dengan

command “ATMY 2” dan “ATMY 1” pada FC. Komunikasi antara kedua

perangkat akan terjadi apabila semuanya sudah dikonfigurasikan dengan benar

dan berada pada jarak pembacaan yang sesuai.

Monitoring Device menerima data melalui XBee yang terpasang XBee

Adapter kemudian akan ditampilkan ke dalam sebuah antarmuka aplikasi C#.

Hanya terdapat satu paket bagian dalam antarmuka MD dan memiliki beberapa

komponen penyusun. TextBox yang terdapat pada bagian atas program merupakan

penampil output data yang diterima dari XBee adapter, yang berfungsi untuk

menampilkan data keluaran dan berisi data ppm dan juga konsentrasi dalam

persen. Combo box yang terdapat tepat pada bagian bawah text box berfungsi

untuk menampilkan port perangkat (dalam hal ini port XBee) yang terbuka dan

siap untuk dikoneksikan. Turun kebawah dan terdapat dua buah tombol

“Sambungkan” dan “Putuskan” yang berfungsi untuk menyambung atau

memutuskan koneksi pada port yang akan dikoneksi atau diputuskan. Kotak label

yang terdapat pada bagian bawah antarmuka menampilkan kondisi koneksi port.

Gambar 10 Antarmuka Monitoring Device

Penggunaan antarmuka MD diawali dengan membuka port pada combo box

sebelah kanan “Port yang tersedia” pada port perangkat XBee PRO yang sesuai

dengan angka port pada device manager yang muncul, ketika tombol

“Sambungkan” ditekan, maka akan memunculkan data kadar gas CO, tanggal,

waktu dan kondisi ruangan yang bergerak ke bawah pada TextBox di bagian atas

combo box port dan memunculkan tulisan “COM__ Tersambung.” (underline

merupakan angka port yang kali ini memakai COM12). Port yang dibuka akan

11

memicu data yang masuk melalui koneksi wireless dan memunculkan status

“COM12 Tersambung” sesuai dengan nomor port COM. Data yang masuk akan

langsung mengalir secara streaming terus menerus hingga koneksi ditutup dengan

menekan tombol “Putuskan”.

Kode Program 3 Koneksi Port

1 private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)

2 {portSerial.DataReceived += new

3 System.IO.Ports.

4 SerialDataReceivedEventHandler(DataReceived);

5 string[] namaPort =

6 System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();

7 for (int i = 0; i <= namaPort.Length - 1; i++)

8 { PortscmbBox.Items.Add(namaPort[i]);

9 }

10 PortscmbBox.SelectedIndex = 0;

11 btnDisconnect.Enabled = false;

12 }private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)

13 {

14 if (portSerial.IsOpen){

15 portSerial.Close();

16 }try

17 {portSerial.PortName = PortscmbBox.Text;

18 portSerial.BaudRate = 9600;

19 portSerial.Parity = System.IO.Ports.Parity.None;

20 portSerial.DataBits = 8;

21 portSerial.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.One;

22 portSerial.Open();

23 label.Text = PortscmbBox.Text + " tersambung.";

24 btnConnect.Enabled = false;

25 btnDisconnect.Enabled = true;

26 }catch (Exception ex){

27 MessageBox.Show(ex.ToString());

28 }}

29 private void btnDisconnect_Click(object sender, EventArgs e)

30 {try{

31 portSerial.Close();

32 label.Text = portSerial.PortName + " terputus.";

33 btnConnect.Enabled = true;

34 btnDisconnect.Enabled = false;

35 }

36 catch (Exception ex){

37 MessageBox.Show(ex.ToString());

38 }}

39

12

Mengakhiri koneksi port pada port dapat dilakukan dengan menutup proses

koneksi yang dilakukan dengan menekan tombol “Putuskan”. Port yang tertutup

akan memicu status koneksi yang berubah menjadi “COM12 Terputus” dan

menghentikan laju streaming data. Penyimpanan data pada data streaming

dilakukan secara langsung ketika data yang diterima pada textbox, sehingga

penyimpanan data bersifat realtime dan langsung disimpan pada drive (kali ini

menggunakan drive D:) pada komputer dan berupa data txt.

Kode Program 4 Logfile

Data didapatkan di MD tidak selalu berupa data yang utuh seperti 20.0 ppm

atau bahkan ada yang 0 ppm. Karena kemampuan untuk menanggapi respon

streaming dari field controller yang tidak sama sehingga terjadi kurangnya data

yang dapat diterima oleh monitoring device. Untuk itu dilakukan proteksi pada

aplikasi antarmuka dengan menambahkan kondisi apabila data kurang.

Kode Program 5 Proteksi Data

Proteksi yang dilakukan apabila kondisi udara tercemar kadar CO dalam

kadar tertentu menggunakan kondisi if dengan proteksi batas kadar gas. Proteksi

yang dilakukan akan memunculkan keterangan “GAS MELEBIHI BATAS

AMAN” pada kolom textbox dan akan terus muncul hingga kadar ppm gas CO

berada di bawah 100 ppm.

1 if (port.StartsWith(".") || port.EndsWith(".") ||

2 port.Length <= 4)

3 {

4 kondisi = "not available" + "\n\n";

5 }

1 using (StreamWriter tulis = new

StreamWriter(@"D:\logfile.txt", true)){

2 tulis.WriteLine(DateTime.Now + "\t" + "kadar gas CO" + "\t"

+ porrt + " " + "ppm");

3 }}

4 if (!File.Exists(@"D:\logfile.txt"))

5 {log = new StreamWriter(@"D:\logfile.txt", true);

6 }else{

7 log = File.AppendText(@"D:\logfile.txt");}

8 log.WriteLine();

9 log.Close();

10 }

13

Kode Program 7 Proteksi Kadar Gas

Pengujian alat dilakukan pada ruangan berlorong dan juga antar ruangan

kamar yang bersekat dan mempunyai pintu penghubung antar keduanya.

Pengujian pertama dilakukan di ruangan berlorong untuk melihat seberapa kuat

modul XBee PRO dapat menjangkau perangkat lainnya dalam jarak 1 hingga 10

meter dengan kondisi ruangan dan perangkat FC yang tertutup casing.

Table 1 Pengujian Jarak

Jarak Field Controller

(Kuantitas Data)

Monitoring Device

(Kuantitas Data)

Packet Loss

(%)

1 meter 15 data 15 data 0

2 meter 15 data 15 data 0

3 meter 15 data 15 data 0

4 meter 15 data 15 data 0

5 meter 15 data 15 data 0

6 meter 15 data 15 data 0

7 meter 15 data 13 data 13,33

8 meter 15 data 11 data 26,67

9 meter 15 data 8 data 46,67

10 meter 15 data 0 data 100

Tabel 1 menunjukkan bahwa hingga meter ke enam modul XBee masih

dapat bekerja dengan baik namun berangsur – angsur turun hingga packet loss

pada meter ke 10. Pada meter ke tujuh, dari 15 paket data yang dikirim hanya 13

yang dapat diterima sehingga packet loss-nya 13,33%. Pada meter ke delapan

terdapat packet loss sebesar 26,67%, 46,67% pada meter ke sembilan dan hilang

total pada meter ke sepuluh karena tidak dapat membentuk komunikasi antar

XBee.

Pengujian kedua adalah dengan menguji beda nilai pada FC dengan detektor

Gas GD 110. GD 110 merupakan alat detektor gas Oksigen, H2S, CO, dan CH4

dengan fokus pada detektor gas CO yang mempunyai range pembacaan gas 0 –

1000 ppm dan akurasi pembacaan kurang dari 5% F.S.[12]. Hasil pengujian antar

alat bisa dilihat pada Gambar 9.

1 if (float.Parse(port) >= 10000f) // 10.00f = 0.10 ppm

2 {

3 if (float.Parse(port) < 20000f){

4 sec++;

5 if (counter1 <= sec){

6 kondisi = "GAS MELEBIHI BATAS AMAN" + "\n\n";

7 }}}

14

Gambar 9 Grafik Pengujian Nilai Deteksi

Hasil pengujian kedua dengan mengukur nilai deviasi antara GD 110

dengan FC mempunyai perbedaan yang sedikit signifikan pada beberapa titik akan

tetapi ada juga perbedaan yang hanya berbeda 1 nilai. Perbedaan yang signifikan

pada beberapa titik diduga terjadi karena beberapa hal berikut :

1. Jenis sensor antara kedua alat berbeda sehingga karakteristik pembacaan

juga bisa dikatakan tidak sama.

2. Karakteristik persebaran gas yang tidak terduga sehingga mempengaruhi

hasil pembacaan antara kedua alat.

3. Pembacaan gas CO yang secara tidak langsung menggunakan knalpot

motor tidak bisa disebarkan ke dua alat dengan merata.

Pada pengujian batas, antar XBee diletakkan pada dua ruangan yang

berbeda tetapi terdapat sebuah “celah” kecil antar dua ruangan seperti pintu.

Pengujian ini berhasil dilakukan dengan membuka sedikit “celah” seperti pintu

untuk media komunikasi antar modul XBee karena modul XBee tidak bisa

menembus objek tebal secara langsung.

5. Simpulan

Penelitian ini telah berhasil dicapai dengan menggunakan Mikrokontroler

Arduino Uno sebagai pusat kontrol pada Field Controller yang kemudian

komunikasi data yang didasari oleh 2 modul XBee PRO yang masing terhubung

dengan Monitoring Device dan Field Controller dengan tampilan antarmuka pada

Monitoring Device yang dibangun dengan bahasa pemrograman C#.

6. Daftar pustaka

[1] Hutapea, Rita Uli. 2013. Dubes Niger & Istri Tewas Keracunan Karbon

Monoksida, [online].

(http://news.detik.com/read/2013/01/19/104322/2147087/1148/?nd772204

topnews, diakses tanggal 3 Maret 2013)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49

GD 110

Field Controller

15

[2] Amelia, Mei. 2014. Kematian 5 Orang di Klinik Rawalumbu karena

Keracunan Gas Karbon Monoksida, [online].

(http://news.detik.com/read/2014/02/17/161839/2499874/10/, diakses

tanggal 27 Maret 2014)

[3] BPOM. 2011. Keracunan Karbon Monoksida. (http://ik.pom.go.id/wp-

content/uploads/2011/11/KARACUNAN_KARBON_MONOKSIDA.doc,

diakses tanggal 3 Maret 2013)

[4] Meterdigital. 2007. Detektor Gas Karbon Monoksida, [online].

(http://www.meterdigital.com/category/tags/detektor-gas-karbon-

monoksida, diakses tanggal 3 Maret 2013)

[5] Sugiarto, Bambang. 2010. Perancangan Sistem Pengendalian Suhu pada

Gedung Bertingkat dengan Teknologi Wireless Sensor Network. Jurnal

Ilmiah Teknik Mesin CakraM. [Online], No. 1, Vol. 4,

(http://ojs.unud.ac.id/index.php/jem/article/download/2321/1528, diakses

tanggal 20 Maret 2013)

[6] Arduino. 2013. Arduino Uno, [online].

(http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno, diakses tanggal 20 Maret

2013)

[7] Faludi, Robert. 2011. Building Wireless Sensor Network. New York:

O’reilly Media, Inc. (Cetakan Pertama tahun 2010)

[8] Nikzad, N., Reddy, G. 2009. Final Report: Embedded Systems for

Environmental Sensing. (http://mesl.ucsd.edu/gupta/cse237b-

f09/ProjectReports/EnvironmentalSensing.pdf, diakses pada tanggal 22

Maret 2013)

[9] Bisyri, Khamdan Amin. 2012. RANCANG BANGUN KOMUNIKASI

DATA WIRELESS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN MODUL

XBEE ZIGBEE (IEEE 802.15.4). Skripsi tidak diterbitkan. Bandung:

FMIPA IPB.

[10] Foster, John. 2011. Cookbook Issue 1.4 for Series 1 (Freescale) with

802.15.4 Firmware.

(http://www.science.smith.edu/~jcardell/Courses/EGR328/Readings/XBee

Cookbook.pdf, diakses dtanggal 22 Maret 2013)

16

[11] Putro, Irvan Adhi Eko. 2012. RANCANG BANGUN ALAT UKUR EMISI

GAS BUANG, STUDI KASUS: PENGUKURAN GAS KARBON

MONOKSIDA (CO). (http://digilib.its.ac.id/ITS-paper-

24021130001677/23334, diakses pada tanggal 22 Maret 2013)

[12] Indonetwork. 2014. Ditech Gas Detektor GD 110 – CH4/ H2S/ CO/ O2.

(http://indonetwork.co.id/CV_DIGITAL/4037357/ditech-gas-detector-gd-

110-ch4-h2s-co-o2.htm, diakses tanggal 26 Februari 2014)