PERANCANGAN SISTEM MONITORING SUHU GUDANG BERBASIS INTERNET OF THINGS (IOT)
Dosen Pengampu :
Endang Kurniawan ,S.Kom, M.M, M.Kom.,
CEH., CHFI., CIPM.
Disusun Oleh :
Hilsya Reda Agus Santoso (4117044)
FAKULTAS
SAINS DAN TEKNOLOGI
PRODI
S1-SISTEM INFORMASI
UNIVERSITAS
PESANTREN TINGGI DARUL ‘ULUM JOMBANG
TAHUN AKADEMIK 2019
Abstrak
Suhu
dalam penyimpanan barang merupakan factor utama untuk menjaga kualitas barang
yang disimpan. Pengontrolan suhu ruang ini dibutuhkan untuk barangbarang yang
disimpan dalam jangka waktu tertentu. Pengontrolan tersebut perlu dipantau agar
setiap saat kondisi suhu serta aktuatornya dapat diketahui, sehingga dibutuhkan
system pemantau yang real time dan
dimanapun dapat diketahui. Salah satu alternatifnya adalah memanfaatkan
teknologi internet melalui pendekatan Internet
of Things (IoT). Tulisan ini bertujuan memberikan gambaran model pemantau
pengendali suhu ruang berbasis IoT. Sensor LM35 diimplementasikan untuk
pembacaan data suhu ruang dan actuator berupa kipas untuk pendinginan dan
heater untuk pemanasan. Sistem yang dikembangkan menggunakan Node MCU sebagai
pemroses data dan mengirimkan secara nirkabel menggunakan ESP 8266 menuju
Internet. Hasil pengujian menunjukkan data suhu yang terdeteksi mendekati suhu
ruang yang terukur menggunakan thermometer
standar yang dapat dipantau secara online menggunakan smartphone. Demikian halnya status kedua actuator dapat diketahui
apakah sedang aktif (on) atau non aktif (off). Kata kunci : Node Sensor,
Internet of Things, Pemantauan
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gudang adalah tempat yang
umum untuk menyimpan barang dalam jumlah yang sangat besar. Namun penyimpanan
yang sembarangan dapat mengakibatkan kerusakan pada bahan-bahan yang kita
simpan. Selain tata cara peletakan barang yang kita simpan harus dengan
perlakuan khusus, juga keadaan ruangan tempat penyimpanan yang harus sesuai
dengan barang yang akan disimpan disana[1]. Banyak barang yang rusak sebelum
disalurkan kepada konsumen, khususnya barang keperluan rumah tangga yang
mempunyai suhu simpan yang tidak terlalu tinggi. Kerusakan bahan baku ini juga
berdampak pada kerugian yang didapatkan oleh produsen karena bahan-bahan yang
tersimpan tidak dapat terdistribusikan.
Suhu simpan yang ideal
padabahanbakuadalahdikisaran 20oC hingga 35oC. Pada
gudang konvensional suhu pada siang hari bias melonjak tinggi melebihi batas
yang diinginkan. Suhu juga akan turun drastic ketika malam hari hingga mencapai
15oC. Pada gudang modern saat ini sudah ada pengontrol suhu ruangan
khususnya gudang secara otomatis. Namun pemonitoran ini hanya bersifat local
saja yang tidak dapat di monitor secara jarak jauh. Pemonitoran jarak jauh bias
mengurangi biaya tambahan untuk monitoring suhu ini[2].
Dengan berkembang
pesatnya teknologi saat ini, bukan tidak mungkin untuk menggabungkan teknologi
pengontrol suhu dengan kecanggihan dunia internet. Dengan layanan ini
memungkinkan pengguna untuk mengakses dengan waktu dan tempat dimanapun. Selain
memberikan informasi secara jarak jauh dengan pemonitoring jarak jauh ini juga
memberikan informasi bahaya yang timbul sewaktu-waktu. Seperti bahaya kebakaran
yang terjadi pada gudang penyimpanan.
Berdasarkan kepada
kebutuhan tersebut penelitian ini merancang sebuah system untuk mengontrol suhu
gudang dan pemantauannya dengan jarak jauh melalui teknologi IoT. Sistem yang
dikembangkan meliputi dua bagianya itu system kontroling dan sistem monitoring.
Sistem control ingakan mengatur agar suhu yang terjadiakan terus sesuai dengan
yang diharapkan dari ruang penyimpanan barang. Yang kedua sistem monitoring
yang akan memberikan informasi kepada user tentang keadaan yang sedang
berlangsung pada saat itu juga. Dengan demikian penggunaakan lebih mudah dan
lebih cepat untuk mendapatkan informasi yang dibutuhkan terkait dengan suhu
yang sedang dimonitor saat itu juga[3], [4]. Komponen penunjang yang tepat
untuk mengatasi masalah pada penelitian ini menggunakan Node MCU, yaitu sebuah mikro controller keluarga arduino yang sudah
terpasang modu lwifi ESP8266. LM35 sebagai sensor suhu dan relai modul untuk
aktuator yang digunakan. IoT (Internet of
Things) yang digunakanakan menciptakan suatu system tepat guna dan efisien.
Serta mempercepat penyampaian informasi kepada pengguna tentang keadaan yang
terjadi. Sehingga menghasilkan suatu sistem monitoring suhu gudang yang dapat
terhubung dengan internet.
1.2 Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang diatas maka dapat
dirumuskan beberapa pertanyaan sebagai berikut:
1. Bagimanakah
yang dimaksud dengan IoT?
2. Tahap
Perancangan dan Pembuatan ?
3. Apakah
kelebihan dan kekurangan IoT?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah mengetahui
apa itu internet of things dan untuk memenuhi tugas mata kuliah Pengembangan
dan Implementasi Sistem Informasi.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Internet Of Things (IoT)
Internet
of Things (IoT)
adalah suatu konsep dimana konektifitas internet dapat bertukar informasi satu
sama lainnya dengan benda-benda yang ada disekelilingnya.
Banyak yang
memprediksi bahwa Internet of Things (IoT) merupakan “the
next big thing” di
dunia teknologi informasi. Hal ini dikarenakan banyak sekali potensi yang bisa
dikembangkan dengan teknologi Internet of Things (IoT) tersebut.
Pada
dasarnya, Internet of Things mengacu pada benda yang dapat diidentifikasikan
secara unik sebagai representasi virtual dalam struktur berbasis Internet.
Istilah Internet of Things awalnya disarankan oleh Kevin Ashton pada tahun 1999
dan mulai terkenal melalui Auto-ID Center di MIT. Dan kini IoT menjadi salah satu
tugas bagi seorang mahasiswa di sebuah perguruan tinggi.
Banyak yang
memprediksikan bahwa IoT adalah “The next big thing” di dunia teknologi
informasi, hal ini karena IoT menawarkan banyak potensi yang bisa dikembangkan
kembali. Contohnya adalah implementasi dari Internet of Things misalnya adalah kulkas yang dapat
memberitahukan kepada pemiliknya via SMS atau email tentang makanan dan minuman
apa saja yang sudah habis dan harus distok lagi. Bagi pengembang, kini banyak
perusahaan yang menyediakan berbagai macam program untuk membantu pengembang
dalam mengembangkan produk berbasis Internet of Things. Salah satu yang menyediakan program
ini adalah Intel dengan IoT Developer Program mereka.
Salah satu
wujud dari Internet of Thing yang sering kali disebutkan adalah sistem RFID (radio-frequency
identification) yang
menjadi komponen dipersyaratkan. Andaikan semua benda, makhluk maupun insan
dalam kehidupan sehari-hari dapat diidentifikasi secara elektronik, maka mereka
bisa dikelola dan diinventarisasi oleh komputer.RFID (radio-frequency
identification)
sebagai tagging dapat juga digunakan teknologi seperti near
field communication, barcode, QR code dan watermarking digital.
Cara Kerja
Internet of Things yaitu dengan memanfaatkan sebuah argumentasi pemrograman
yang dimana tiap-tiap perintah argumennya itu menghasilkan sebuah interaksi
antara sesama mesin yang terhubung secara otomatis tanpa campur tangan manusia
dan dalam jarak berapa pun.Internetlah yang menjadi penghubung di antara kedua
interaksi mesin tersebut, sementara manusia hanya bertugas sebagai pengatur dan
pengawas bekerjanya alat tersebut secara langsung.
Tantangan
terbesar dalam mengkonfigurasi Internet of Things ialah menyusun jaringan
komunikasinya sendiri, yang dimana jaringan tersebut sangatlah kompleks, dan
memerlukan sistem keamanan yang ketat. Selain itu biaya yang mahal sering
menjadi penyebab kegagalan yang berujung pada gagalnya produksi.
Perangkat IoT (Embeded device) barang apapun dapat dikatakan sebagai
IoT Device jika telah terpasang IoT module /embeded device, IoT Module pada
umumnya terdiri dari 4 komponen penting diantaranya :
1. Sensor
Sensor berfungsi sebagai
penerima/pengoleksi informasi tentang apa yang ingin dimonitor, misalnya sensor
suhu untuk mendapatkan informasi suhu,kamera,microphone,dll
2. CPU/komputer
Komputer di jaman ini tidak harus
berbentuk laptop atau tower. khusus untuk membuat perangkat IoT ada perangkat
komputer kecil atau sering disebut single board computer seperti raspberry pi
aau arduino. perangkat komputer kecil inilah yang diprogram untuk mengolah
informasi dari sensor yang tepasang dan menentukan tindakan berdasarkan
informasi yang diperoleh dari sensor..
3. Sistem Operasi embeded
device untuk perangkat IoT memerlukan sistem operasi khusus karena perangkat
IoT berukuran kecil /portable dan memiliki spesifikasi yang minim. sistem
operasi inilah yang menjadi nyawa dari perangkat /module/embeded device
/perangkat IoT/Module IoT
4. Jalur komunikasi
Setelah sensor mengoleksi informasi dan CPU mengolah
dan menentukan tindakan berdasarkan informasi yang diterima maka perangkat IoT
memerlukan jalur komunikasi untuk mengirim data yang telah diolah nya ke user
atau bahkan ke server pusat. media komunikasi disini bisa berupa bluetooth,wifi
, dan untuk mengirim informasi dari tempat yang jauh tanpa batasan rung dan
waktu maka perangkat IoT akan menggunakan media Internet.
5. keluaran
Keluaran disini merupakan action
dari program yang terpasang di CPU seperti
mengirim informasi ke pusat server jika
memenuhi kondisi tertentu, atau menggerakan motor ,menyalakan lampu,membunyikan
alarm,menampilkan data di layar, dll.
B. Perancangan dan Pembuatan
Tahapan penelitian diawali dengan melakukan
perancangan system dan menentukan komponen yang akan digunakan, membuat
prototip hardware, membuat program Node MCU dan melakukan pengujian.
Pada penelitian ini akan mengembangkan model system
meliputi hardware yang berupa system
control atau node sensor dan software yang berupa system monitoring atau node monitor. Arsitektur system tersebut disajikan pada gambar 2.
Node
sensor akan mengirimkan informasi melalui wifi yang akan
diterima oleh akses poin dan akan dikirim melaui internet yang akan diterima
oleh pengguna melalui android. Node
sensor telah terpasangkan dengan relai untuk menggerakan beberapa aktuator
yang dibutuhkan.
Node
Sensor diimplementasikan menggunakan Node MCU yang sudah terpasang wifi esp 8266 dan sensor suhu LM35. Board Node MCU dan Sensor suhu LM35
masing-masing ditunjukan pada gambar dibawah[1], [5].
Tegangan keluaran LM35 berbanding linear dengan suhu,
dengan perbandingan 10mV/oC atau 1V/100oC. Sedangkan
masukan Analog pada board MCU mempunyai nilai dari 0-1023
dan tegangan referensi 3V[6]. Sehingga hasil pembacaan data Analog dapat dikonversikan kesuhu Celcius dengan persamaan (1) sebagai
berikut.
Suhu = ((dataAnalog/1024)*25*100)/10 (1)
Pada Node Sensor
program diimplementasikan menggunakan bahan C/C++ menggunakan lingkup pengembangan
Arduino. Pemrograman ini menggunakan program software dari Arduino V1.8.1 . Kecepatan pengiriman data wifi
esp8266 sebesar 9600bps. Diagram alir untuk pembacaan suhu dan pengiriman data
dari NodeMCU adalah sebagai berikut.
Dari diagram alir NodeMCU akan menginisialisasi terlebih dahulu output yang akan
digunakan. Kemudian NodeMCU akan
memberikan waktu delay apakah sensor suhu LM35 terhubung, NodeMCU akan memproses tegangan keluaran dari sensor LM35 walaupun
sensor tidak terhubung sekalipun. Dan proses ini akan terus berlangsung dan di
ulang-ulang sampai input tegangan sumber terputus. Pada bagian diagram alir
wifi akan terus mengirimkan data kepada node monitor. Suhu yang ditampilkan
akan berupa grafik sesuai dengan tampilan Blynk
yang sudah dipilih oleh pengguna.
Node
Monitor menggunakan Android
sebagai antar muka dengan Blynk sebagai
Platform yang mudah terinstal pada
IOS dan Android. Blynk adalah
sebuah papan/dashboard digital dimana
pengguna dapat menyesuaikan kebutuhan dengan pengguna untuk mengatur tampilan
antar muka. Papan ini sangat mudah untuk di aplikasikan semua pengguna[7].
Tampilan awal Blynk dapat dilihat
pada gambar dibawah ini.
Untuk penampilan pada antar muka Blynk pada versi umum hanya terbatas untuk beberapa tampilan.
Karena energy (kuota penampilan antar
muka) hanya terbatas, sedangkan untuk yang berbayar energi tidak terbatas
energi.
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Peletakan sensor dan aktuator berdasarkan pada gambar
ilustrasi dibawah
ini :
Gambar 9. Ilustrasi Peletakan Sensor dan Aktuator
Penggunaan dua fan
mempunyai tujuan yang berbeda. Fan
blower intake bertujuan untuk menambah udara yang masuk kedalam ruang
sekaligus menyebarkan panas dari heater saat
dibutuhkan. Sedangkan fan output digunakan
untuk membuang udara panas berlebih yang naik keatas. Sensor diletakkan pada
tempat terjauh dari fan intake untuk
menghindari pembacaan suhu yang tidak merata.
Pengujian pertama adalah pengujian pada sensor suhu.
Sensor suhu di uji kepekaan baca terhadap keadaan sekeliling sensor. Hasil uji
kemudian di bandingkan dengan perhitungan dan thermometer. Cara uji ini dengan
meletakkan thermometer sebagai
standart di samping sensor LM35. Hasil baca sensor LM35, thermometer dan hasil
perhitungan kemudian di catat dan dirata-rata untuk mengetahui kesalahan baca
dari sensor LM35. Hasil pengujian pembacaan sensor suhu LM35 seperti tabel
dibawah dan suhu tertampil di proses menggunakan persamaan (1).
Dari data diatas dapat diketahui sensor dapat bekerja
dengan baik karena dapat membaca suhu yang sedang terjadi. Sedangkan bila
dibandingkan dengan thermometer selisih
pambacaan tidaklah jauh. Rata-rata kesalahan suhu tertampil terhadap suhu hasil
perhitungan sebesar 0,72oC. Jika dibandingkan dengan thermometer
standart rata-rata kesalahan baca sensor LM35 sebesar 1,0oC.
Pengujian yang kedua adalah pengujian jarak wifi yang bias terhubung dengan
node sensor. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui jarak yang bias terhubung
antara Wifi dengan akses poin yang akan dipasang.
Hasil pengujian wifi ESP8266 dengan cara pengujian
pada gambar 10 didapatkan hasil pada table dibawah ini :
Dari data yang didapatkan , hingga jarak 20 meter wifi
masih dapat terhubung dengan baik. Tampilan pada android untuk pemantauan pada
Gambar 11.
Pada android menampilkan grafik suhu yang terbaca saat
itu. Juga terdapat indikator lampu untuk memberitahukan keadaan heater dan fan
yang sedang aktif. Indikator ini untuk memudahkan pengguna melihat keadaan
heater dan fan apakah bekerjaatautidak.
Berdasarkan hasil pengujian, sistem monitoring jarak
jauh suhu gudang berbasis Iot dengan menggunakan Node MCU sebagai pengolah data bekerja dengan baik. Pada artikel[3]
perancangan dan implementasi pengontrol suhu ruangan berbasis mikrokontroller
arduinouno. Secara arsitektur dan kerja alat bekerja dengan baik, dalam
pembacaan suhu dan pengkondisian suhu saat tidak pada suhua a seting. Hasil
pengujian dapat diperbaiki dengan penambahan sistem wireless pada perancangan
sistem yang dibuat. Pada artikel[4] perancangan system pemantauan suhu ruangan
berbasis wireless sensor network dapat
mempermudah peletakan controller karena tidak terbatasi oleh jaringan kabel.
Arsitektur yang digunakan masih point to
point sehingga jika node sensor akan
mengirimkan kebeberapa node monitor maka
harus mengirimkan sms satu persatu ke node
monitor. Pada system berbasis IoT node sensor hanya mengirim satu kali saja
dan dapat di lihat pada beberapa node monitor. Penggunaan media internet
sebagai penyedia layanan pengiriman data sangat memberikan dampak yang besar
pada penelitian ini. Dan pengggunaan interface
Blynk mempermudah pengoperasian sistem.
C.
Kelebihan dan Kekurangan Internet of things (IoT)
Kelebihan
a. Internet of Things
memungkinkan peningkatan layanan di beberapa sektor fundamental ekonomi.
Sebagai contoh di lingkungan perumahan, integrasi smart device yang
terkoneksi internet akan membantu meningkatkan keamanan perumahan melalui
monitoring jarak jauh.
b. Memenuhi kebutuhan pelanggan
yang memerlukan model distribusi global dan layanan global yang konsisten.
Sebagai contoh kita dapat mengetahui perilaku masyarakat tentang pasaran suatu
produk.
c. Perilaku perangkat dan
aplikasi akan menempatkan tuntutan baru dan berbeda-beda pada jaringan selular.
d. Menghubungkan benda mati
dengan benda hidup. Sebagai contoh, pelacakan sapi proyek di Essex menggunakan
data yang dikumpulkan dari radio posisi Tag untuk memantau sapi dari penyakit
dan melacak perilaku kawanan sapi tersebut.
e. Pengumpulan data dapat
dilakukan dengan menggunakan sensor. Benda-benda fisik yang sedang terhubung
akan memiliki satu atau lebih sensor. Setiap sensor akan memantau kondisi
tertentu seperti lokasi, getaran, gerak, dan suhu. Dalam IoT, sensor ini akan
terhubung satu sama lain dan sistem yang dapat memahami atau menyajikan
informasi dari data feed sensor. Sensor ini akan memberikan informasi baru
untuk sistem perusahaan dan orang-orang
f. Dapat
mempermudah kita untuk mengendalikan beberapa hal yang terkoneksi dengan
handphone kita, misalnya mematikan dan menghidupkan mesin motor hanya dengan
sekali ketuk melalui handphone kita.
g. Melacak barang-barang kita
yang hilang, maksudnya adalah semisal motor kita (yang telah kita pasang suatu
sensor yang terkoneksi dengan Handphone kita melalui internet) tiba-tiba
hilang dicuri, maka kita dapat melacaknya menggunakan GPS.
Kelemahan
a. Perangkat Internet of Things
(IoT) memiliki sistem keamanan yang masih sangat lemah dan mudah untuk diretas.
b. Biaya yang diperlukan dalam
pengembangan dan menyiapkan keamanan yang baik sangat memerlukan biaya yang
sangat besar dan mahal.
c. Bahaya yang mengancam
terhadap kehiduapan. Sebagai contoh, mengunci pintu terhubung ke Internet dapat
digunakan untuk memantau ketika seseorang memasuki atau meninggalkan rumah
mereka.
d. Privasi dalam kehidupan kita
menjadi terganggu, karena kemungkinan sistem IoT terhubung langsung dengan
internet
e. Jika jaringan internet
terganggu, maka IoT tidak dapat digunakan seperti biasanya, sehingga sangat
diperlukan koneksi internet yang baik juga.
f. Penggunaan IoT
ini cukup rumit dan sulit untuk dipahami bagi orang-orang awam, sehingga
diperlukan berbagai sosialisasi dan penyederhanaan proses IoT ini agar mudah
dipahami.
BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN
Sistem informasi monitoring jarak jauh suhu gudang
berbasis IoT dapat diimplementasikan dengan Blynk
sebagai antar muka. Akses suhu dapat berasal darimanapun, pada waktu
kapanpun dan dimanapun selama terdapat koneksi internet. Pembacaan sensor LM35
mendekati hasil aktual yang terjadi dilapangan.
Pada node monitor, tampilan antar muka yang mudah dioperasikan
membuat tampilan kurang memuaskan karena fitur yang tersedia hanya sedikit yang
di berikan oleh Blynk. Perhitungan
rumus pada pembacaan suhu harus teliti karena kekeliruan rumus akan merubah
hasil yang tampil pada node monitor.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Y. V. M. G. P. Adi, “Monitoring Suhu 4
Channel Jarak Jauh Berbasis Arduino Uno,” Universitas Sanata Dharma, 2014.
[2]
T.
K. Dewi, “Pengaruh Suhu Dan Lama Penyimpanan Terhadap Mutu Benih Jagung Manis
(Zea Mays Sachaarata Strurt) Di Pt. Sang Hyang Seri (Persero) Sukamandi,” J. Agrorektan, Vol. 2, No. 2, Hal.
117–117, 2017.
[3]
D. Prihatmoko, “Perancangan Dan
Implementasi Pengontrol Suhu Ruangan Berbasis Mikrokontroller Arduino Uno,” Simetris J. Tek. Mesin Elektro Dan Ilmu
Komput., Vol. 7, No. 1, Hal. 117–122, 2016.
[4]
S. M. J. Lawalata, “Perancangan Sistem
Pemantau Suhu Ruangan Berbasis Wireless Sensor Network,” Phd Thesis, Program
Studi Teknik Informatika FtiUksw, 2015.
[5]
A. Jalil, “Sistem Kontrol Deteksi Level
Air Pada Media Tanam Hidroponik
Berbasis Arduino
Uno,” J. It Media Inf. Stmik Handayani
Makassar, Vol. 8, No. 2, 2018.
[6]
T. Budioko, “Sistem Monitoring Suhu Jarak
Jauh Berbasis Internet Of Things Menggunakan Protokol Mqtt,” Stmik Akakom, Hal. 353–358, 2016.
[7]
H.
S. Doshi, M. S. Shah, Dan U. S. A. Shaikh, “Internet Of Things (Iot):
Integration Of Blynk For Domestic Usability”,” Vishwakarma J. Eng. Res., Vol. 1, No. 4, 2017.