Perancangan Sistem Monitoring Suhu Dalam Rumah Kaca

Menggunakan Wireless Sensor Network dan Web Server

Artikel Ilmiah

Peneliti:

Marlock Riupassa (672013064)

Indrastanti R. Widiasari, MT.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Januari 2018

ii

Perancangan Sistem Monitoring Suhu Dalam Rumah Kaca

Menggunakan Wireless Sensor Network dan Web Server

Artikel Ilmiah

Diajukan Kepada

Fakultas Teknologi Informasi

Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Peneliti:

Marlock Riupassa (672013064)

Indrastanti R. Widiasari, MT.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Januari 2018

iii

iv

v

vi

vii

viii

Perancangan Sistem Monitoring Suhu Dalam Rumah Kaca

Menggunakan Wireless Sensor Network dan Web Server

Marlock Riupassa1, Indrastanti R. Widiasari 2

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

E-mail: okenriupassa@gmail.com1, indrastanti@staff.uksw.edu2

Abstract

Information and communication are two important parts needed to build a system. In

building an effective and efficient system required a network that is able to communicate

through LAN and WLAN media. WLAN has been implemented in various sectors,

agricultural sector is no exception. Wireless sensor network (WSN) is a wireless network

which connects devices such as Node sensor, Router and Sink Node. This article presents a

monitoring of temperature and humidity system in a greenhouse with web server interface.

The results show the system can measure temperature and humidity as a reference for users

to take action further on plants in the greenhouse in order to improve the quality and growth

of plants in the greenhouse to be much better.

Keywords: Wireless Sensor Network, Monitoring System, Web Server, Greenhouse

Abstrak

Informasi dan komunikasi merupakan dua bagian penting yang dibutuhkan untuk

membangun sebuah sistem. Dalam membangun sistem yang efektif dan efisien diperlukan

sebuah jaringan yang mampu mengkomunikasikannya melalui media LAN dan WLAN.

WLAN telah diimplementasikan di berbagai sektor, sektor pertanian tidak terkecuali.

Wireless sensor network (WSN) adalah jaringan nirkabel yang menghubungkan perangkat

seperti Node sensor, Router dan Sink Node. Artikel ini menyajikan sebuah sistem monitoring

suhu dan kelembapan pada rumah kaca dengan interface web server. Hasil penelitian

menunjukkan sistem dapat mengukur suhu dan kelembapan sebagai acuan bagi pengguna

untuk mengambil tindakan lebih lanjut terhadap tanaman dalam rumah kaca agar

dapat meningkatkan kualitas dan pengembangan tanaman dalam rumah kaca menjadi

lebih baik lagi.

Kata Kunci : Wireless Sensor Network, Sistem Monitoring, Web Server, Rumah Kaca

1 Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen

Satya Wacana Salatiga 2 Staf Pengajar Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

1

1. Pendahuluan

Indonesia merupakan Negara kepulauan yang memiliki daratan yang luas,

Indonesia juga terkenal dengan tanahnya yang subur, sehingga sebagian besar

penduduknya bekerja pada sektor pertanian. Pertanian merupakan sektor yang sangat

berpengaruh pada sistem perekonomian Indonesia. Agar sektor pertanian dapat

memberikan peran yang signifikan pada perekonomian Indonesia, diperlukan suatu

pengelolaan yang tepat dan optimal. Tetapi pada tahun 2017 muncul berbagai

masalah di sektor pertanian. Masalah yang paling utama adalah keterbatasan lahan

dengan bertambahnya jumlah penduduk yang tidak dapat dikendalikan. Hal ini

diperparah dengan produk lokal yang kalah bersaing dengan produk luar, baik dari

segi internal maupun kualitas. Perkembangan teknologi dalam bidang pertanian

membuat Indonesia harus menyesuaikan diri dan bersaing dengan Negara-negara

maju, salah satu langkah yang dapat diambil adalah penggunaan rumah kaca pada

daerah pertanian.

Rumah kaca atau greenhouse pada prinsipnya adalah sebuah bangunan yang

terdiri dari bahan kaca atau plastik yang sangat tebal dan menutup di seluruh

pemukaan bangunan, baik atap maupun dindingnya. Di dalam rumah kaca dilengkapi

juga dengan peralatan pengatur temperatur dan kelembapan udara serta distribusi air

maupun pupuk. Bangunan ini tergolong bangunan yang sangat langka, karena

peralatan yang terdapat di rumah kaca sangat mahal. Padahal peralatan pengatur suhu

dan kelembapan di rumah kaca sangat berpengaruh dalam peningkatan kualitas dan

menjaga tanaman agar tetap hidup, walau tidak di ekosistemnya.

Pertumbuhan tanaman juga sangat dipengaruhi oleh kelembapan. Apabila

kelembapan lingkungan berada di luar batas, maka tanaman tersebut terganggu

pertumbuhannya. Setiap golongan tanaman memerlukan kelembapan udara yang

berbeda-beda untuk perkembangan optimalnya. Suhu udara mempengaruhi aktifitas

kehidupan tanaman, antara lain pada proses fotosintesis, respirasi, transpirasi,

pertumbuhan, penyerbukan, pembuahan, dan keguguran buah. Perubahan suhu

beberapa derajat saja dapat menyebabkan perubahan yang nyata dalam laju

pertumbuhan tanaman. Setiap spesies dan varietas tanaman masing-masing

mempunyai suhu cardinal yaitu suhu minimum, optimum dan maksimum. Laju

pertumbuhan tanaman sangat rendah apabila tanaman dikondisikan di bawah suhu

minimum dan di atas suhu maksimum, sedangkan pada kisaran suhu optimum

diperoleh laju pertumbuhan tanaman yang lebih tinggi [1].

Jaringan sensor nirkabel adalah sistem terdistribusi mandiri yang terdiri dari

banyak simpul sensor di daerah penginderaan melalui bentuk komunikasi. Saat ini

bidang penelitian yang telah banyak menarik perhatian di dalam dan luar negeri,

melibatkan berbagai bidang ilmu, dengan pengetahuan fuzzy tingkat tinggi dan

penelitian yang mendalam. Jaringan sensor nirkabel mengintegrasikan teknologi

sensor, jaringan modern teknologi, teknologi komputasi tertanam dan pemrosesan

teknologi informasi terdistribusi. Hal ini dapat mewujudkan penginderaan real time

dan akuisisi berbagai jenis pemantauan informasi data objek melalui kerjasama

semua jenis sensor mikro terpadu, dan mengirim informasi data yang dikumpulkan

ke pengguna dalam bentuk komunikasi nirkabel [2].

2

WSN (wireless network sensor) banyak digunakan pada berbagai aspek

kehidupan, salah satunya pada sektor agriculture. Wireless sensor network adalah

jaringan komunikasi sensor yang saling terhubung untuk memonitor kondisi

lingkungan tertentu pada suatu lokasi.

Implementasi WSN di bidang pertanian disebut dengan Agricultural Wireless

Sensor Network (AWSN), yaitu bertujuan untuk membantu pemantauan proses

identifikasi faktor abiotik seperti iklim (suhu, kelembapan udara, angin, cahaya),

tanah, air, ruang dan nutrisi. Input dari Wireless Sensor Network akan

diklasifikasikan oleh mikrokontroler yang ada pada node sensor kemudian dikirim ke

database menggunakan teknologi nirkabel Zigbee.

Berdasarkan latarbelakang masalah maka dilakukan penelitian yang

membahas tentang Perancangan Sistem Monitoring Suhu Dalam Rumah Kaca

Menggunakan Wireless Sensor Network dan Web Server. Penelitian yang dilakukan

bertujuan untuk membuat sebuah sistem dengan Wireless Sensor yang dapat

memantau kondisi lingkungan, kemudian mengirimkan data yang telah diolah oleh

mikrokontroler ke coordinator dengan teknologi nirkabel zigbee. Rumusan masalah

dalam penelitian ini dipaparkan sebagai berikut, Rumah kaca adalah

sebuah bangunan di mana tanaman dibudidayakan. Sebuah rumah kaca terbuat

dari gelas atau plastik, rumah kaca menjadi panas karena radiasi

elektromagnetik yang datang dari matahari untuk memanaskan tumbuhan, tanah, dan

barang lainnya di dalam bangunan ini. Rumah kaca dapat memberikan suatu negara

persediaan bahan makanan, di mana tanaman tidak dapat tumbuh karena keganasan

lingkungan. Rumah kaca melindungi tanaman dari panas dan dingin yang berlebihan,

melindungi tanaman dari badai debu dan "blizzard", dan menolong mencegah hama.

Pengontrolan cahaya dan suhu dapat mengubah tanah tidak subur menjadi subur,

maka rumah kaca membutuhkan sistem yang dapat memantau kondisi lingkungan

dalam ruangan. Batasan masalah dalam penelitian yang dilakukan adalah: 1) WSN

dirancang pada sektor pertanian; 2) Sistem yang dirancang tidak membahas tentang

keamanan data pada wireless sensor; 3) Proses routing dan pembagian IP tidak

dibahas dalam sistem yang dirancang; dan 4) Perancangan sistem tidak membahas

tentang kemungkinan terjadinya Packet loss. Penelitian yang dilakukan

menghasilkan sistem monitoring yang diharapkan dapat memantau suhu dan

kelembapan dalam rumah kaca, dan dapat mengambil langkah yang tepat untuk

mengembangkan kualitas tanaman dalam rumah kaca.

2. Tinjauan Pustaka

Penelitian yang dilakukan oleh Rizativa membahas tentang perancangan

Sistem monitoring kadar pH air menggunakan jaringan sensor nirkabel, untuk

memantau dan mendeteksi potensi terjadinya pencemaran air terutama di bidang

pertanian. Pada jaringan sensor nirkabel, suatu titik sensor direpresentasikan sebagai

suatu node, dan dipasang secara berkelompok sehingga menjadi suatu cluster node

dan diatur oleh suatu cluster head yang melakukan agregasi data dan mengirimkan

suatu kesimpulan data ke Base Station. Penelitian ini menggunakan program bawaan

dari Crossbow Technology, yaitu MoteWorks dan MoteView. MoteWorks merupakan

suatu end-to-end platform yang digunakan agar dapat berkreasi dengan jaringan

3

sensor nirkabel. Pada MoteWorks tersedia sekumpulan software yang berupa

development tools untuk berbagai macam aplikasi Mote yang diinginkan, termasuk di

dalamnya driver untuk sensor, pemrosesan dan pengkondisian sinyal sensor, serta

pengambilalihan pesan. MoteWorks meliputi cross-compiler yang optimal untuk

mote platform sasaran dan sebuah editor tingkat lanjut untuk aplikasi TinyOS.

MoteWorks secara otomatis meng-install dan mengkonfigurasi tools yang ada untuk

proses pemasangan yang cepat dan intensitas tinggi [3].

Penelitian lain tentang perancangan sistem WSN yaitu penelitian yang

dilakukan oleh Yang Wang yang berjudul Design and Implementation of a Wireless

Sensor Network Node Based on Arduino. Penelitian ini membahas Proses kerja

sistem perangkat lunak node Wireless Sensor Network. Proses awal sistem adalah

menyambungkan node terminal dan sink node, kemudian data sensor dan data daya

baterei yang tersisa dikumpulkan, dan diproses oleh terminal node. Selanjutnya,

dengan menggunakan protocol ZigBee, data ditransmisikan ke sink node secara

nirkabel, setelah data diterima oleh sink node, data yang dikirimkan melalui jalur

koneksi USB, dikirim lagi ke port PC. Kemudian PC membaca informasi yang

diperoleh dan ditampilkan pada Interface [4].

Penelitian lain membahas tentang perancangan sistem WSN yang terdiri atas

beberapa sensor node dengan menggunakan papan mikrokontroler Arduino Uno dan

radio Xbee sebagai perangkat transmisi data yang berasal dari node WSN menuju ke

coordinator. WSN dibangun berdasarkan standar internasional Zigbee 802.15.4

sebagai protocol komunikasi. Standar Zigbee beroperasi pada frekuensi 2,4 GHz

(LAN/MAN Standards Committee, 2011). Keuntungan menggunakan standar Zigbee

antara lain: Zigbee membutuhkan daya rendah (misalnya, Zigbee Series 2 yang

diimplementasi pada radio Xbee menggunakan daya rendah sebesar 1mW).

Konsumsi daya rendah yang dimiliki oleh Zigbee sangat berguna untuk

mempertahankan umur hidup yang panjang dari node. Struktur jaringan sensor

nirkabel yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas dua buah sensor node yang

berfungsi sebagai node pengambil data yang berasal dari sensor dan sebuah node

yang berfungsi sebagai coordinator. Sensor mengambil data suhu dan kelembaban

udara dalam waktu bersamaan atau berbeda. Struktur semacam ini menyerupai

sebuah jaringan dengan topologi star yang mana masing-masing sensor node

berhubungan dengan sebuah hub (dalam hal ini node coordinator) sebagai tempat

pengumpul data. Proses komunikasi data sensor suhu dan sensor kelembapan udara

menuju ke coordinator menggunakan sebuah protocol komunikasi yang telah

ditanam pada masing-masing node. Berdasarkan hasil uji coba, protocol komunikasi

juga memiliki kemampuan untuk mengidentifikasi masing-masing sensor node yang

berbeda di dalam sebuah jaringan WSN [5].

Penelitian berikutnya yang telah dilakukan tentang sistem kendali suhu dan

pemantauan kelembaban udara berbasis arduino uno dengan menggunakan sensor

DHT22 dan passive infrared (PIR), menjelaskan tentang pengukuran suhu,

pengukuran kelembaban udara dan pengukuran kepekaan sensor PIR terhadap sudut

dalam ruangan menggunakan arduino uno dan DHT11. Langkah awal alur kerja

sistem membaca suhu dan kelembaban udara ruangan yang dilakukan oleh sensor

DHT22 dan lalu ditampikan pada modul LCD. Lalu jika suhu yang terbaca lebih dari

28°C dan terdeteksi pergerakan oleh sensor PIR maka relay diberi kondisi aktif atau

4

menyala (kipas menyala) selama 30 detik, namun jika suhu yang terukur kurang dari

28°C maka relay diberikan kondisi tidak aktif (kipas tidak menyala). Pengujian

akalibrasi terhadap suhu kelembaban udara menggunakan termometer digital AZ-

HT-02 [6].

Penelitian tentang web server dan sensor juga telah diteliti oleh Amanda

Fahmi, dkk., membahas tentang Sistem Monitoring Dan Controlling Air Nutrisi

Aquaponik Menggunakan ARDUINO UNO Berbasis Web Server. Pada penelitian ini

dilakukan monitoring sekaligus melakukan otomatisasi terhadap perubahan faktor

yang mempengaruhi perkembangan tanaman dan ikan pada aquaponik yaitu Derajat

Keasaman (PH) dan Elektrokonductivitas (EC). Langkah awal proses kerja sistem

adalah membaca data dari sensor sebagai masukan data yang diproses oleh

mikrokontroler ARDUINO UNO. Data yang dibaca oleh sensor kemudian dikirim ke

web server dan disimpan dalam database. Selanjutnya data ditampilkan dalam bentuk

chart statistik pada web. Selain itu data juga terangkum dalam bentuk report

monitoring. Apabila nilai data dari PH dan EC tidak berada pada batas normal, maka

alert memberikan notifikasi dan sistem controlling bekerja untuk melakukan

penyesuaian EC ataupun PH. Selanjutnya data nilai EC dan PH yang telah dikontrol

oleh sistem masuk ke dalam report controlling [7].

Berdasarkan beberapa penelitain terdahulu tersebut maka dilakukan penelitian

yang membahas tentang Perancangan Sistem Monitoring Suhu Dalam Rumah Kaca

Menggunakan Wireless Sensor Network dan Web Server. Yang membedakan

penelitian ini dengan penelitian-penelitian sebelumnya adalah dengan

menggabungkan beberapa penelitian yang telah dilakukan, seperti penggunaan

mikrokontroler ARDUINO UNO dengan teknologi Zigbee sampai Interface-nya

yang berupa web server, serta implementasi langsung pada rumah kaca. Maksimal

range yang dibutuhkan sensor untuk mengirimkan data adalah 10 meter. Untuk daya

node sensor menggunakan baterai recharger 9 volt yang mampu bertahan minimal 1

bulan.

Jaringan sensor nirkabel dapat didefinisikan sebagai sistem jaringan dengan

multihop dan sifat yang terurai sendiri, terdiri dari sarana transmisi informasi

nirkabel dan jaringan sensor nirkabel dengan jumlah besar dan node sensor dengan

volume miniaturisasi. Jaringan nirkabel adalah jalur utama yang menghubungkan

beberapa elemen dasar, sensor, dan pengguna untuk mendapatkan informasi secara

kolaboratif [8].

Topologi jaringan menghubungkan komputer yang satu dengan komputer

lainnya dan merangkainya menjadi sebuah jaringan. Point-to-Point Protocol (sering

disingkat menjadi PPP) menkapsulasi paket jaringan yang banyak digunakan

pada wide area network (WAN). Protokol ini merupakan standar industri yang

berjalan pada lapisan data link dan dikembangkan pada awal tahun 1990-an sebagai

respon terhadap masalah-masalah yang terjadi pada Serial Line Internet

Protocol (SLIP), yang hanya mendukung pengalamatan IP statis kepada

para kliennya. Teknologi Point-to-Point digunakan pada kondisi di saat ada satu

router lain yang terkoneksi langsung dengan sebuah perangkat router.

Web server adalah software yang memberikan layanan data yang mempunyai

fungsi untuk menerima permintaan HTTP (HyperText Transfer Protocol) atau

HTTPS yang dikirim oleh klien melalui web browser dan mengirimkan kembali

5

hasilnya dalam bentuk halaman web yang umumnya berbentuk dokumen HTML

(HyperText Markup Language). Web server berguna sebagai tempat aplikasi web dan

sebagai penerima request dari client [9]. Pada umumnya web server telah dilengkapi

pula dengan mesin penerjemah bahasa skrip yang memungkinkan web server

menyediakan layanan situs web dinamis dengan memanfaatkan pustaka tambahan

seperti PHP (PHP: Hypertext Preprocessor) dan ASP (Active Server Pages).

Gambar 1 Arsitektur Web Server [9]

Gambar 1 merupakan arsitektur dari web server. Client melakukan HTTP request ke

web server dan web server akan mengembalikan request berupa halaman website

meliputi HTML, image, CSS, dan javascript. Server juga dapat melakukan query

atau request data ke database jika client ingin mengelola data. Database akan

mengembalikan request dari server berupa data dan server menampilkannya berupa

halaman web ke client. Dua contoh web server yang sering digunakan adalah Apache

3.1 dan IIS. Sedangkan database yang digunakan adalah MySQL, MySQL

merupakan software sistem manajemen database (DBMS) yang sangat populer atau

banyak digunakan untuk membangun aplikasi web sebagai sumber data. MySQL

bersifat open source, mudah, dan cepat dalam mengeksekusi query.

3. Metode dan Perancangan Sistem

Tahapan penelitian yang digunakan dalam merancang sistem Monitoring

Suhu Dalam Rumah Kaca Menggunakan Wireless Sensor Network dan Web Server

adalah model SDLC. Model SDLC (Sistems Development Life Cycle) merupakan

pendekatan melalui beberapa tahap untuk menganalisis dan merancang sistem, di

mana sistem tersebut telah dikembangkan dengan sangat baik melalui penggunaan

siklus kegiatan penganalisis dan pengguna secara spesifik.

Gambar 2 SDLC Model [10]

6

Tahapan penelitian berdasarkan Model SDLC pada Gambar 2, dijelaskan

sebagai berikut, Tahap Perencanaan Sistem : Pada tahap ini dilakukan perencanaan

berupa membuat batasan masalah terkait dengan proses pembuatan sistem

monitoring menggunakan wireless sensor agar mempermudah peneliti mencapai

tujuan akhir dan dapat mengembangkan aktivitas penelitian; Tahap Analisis Sistem :

Selanjutnya setelah mengetahui perencanaan sistemnya, maka akan dilakukan

analisis dari siklus pengembangan sistem dengan melakukan studi literature

mengenai wireless sensor dan mengidentifikasi batasan masalah untuk dapat

membangun sistem; Tahap Perancangan atau Desain Sistem Secara umum : Pada

tahap ini dimulai pembuatan alat-alat yang digunakan dalam penelitian dan membuat

sistem secara terstruktur. Desain arsitektur sistem ditunjukkan pada Gambar 3. Pada

arsitektur WSN dijelaskan bahwa node sensor router yang bertugas sebagai end

device akan mengirimkan data sensor ke node coordinator. Node coordintor

berfungsi sebagai penerima data dan dikirimkan ke PC untuk ditampilkan di web

server melalui kabel ethernet.

Gambar 3 Desain Arsitektur Wireless Sensor Network

Tahap Evaluasi dan Seleksi Sistem : Pada tahap ini dilakukan proses pengoptimasian

yang melihat apakah sistem sudah dibangun sesuai dengan kebutuhan dari sistem;

Tahap Desain (Perancangan) Sistem Secara Terinci : Pada tahap ini memulai

membuat sistem sesuai dengan hasil evaluasi yaitu meliputi penambahan komponen-

komponen yang diperlukan seperti Node Coordinator dan Node Router seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 4 dan Gambar 5.

Gambar 4 Kerangka Node Coordinator [11] Gambar 5 Kerangka Node Router Sensor [11]

Node sensor router berisi sistem sensing dan processing yang berfungsi untuk

mendeteksi suhu dan kelembaban yang diproses oleh mikrokontroler ARDUINO

UNO dan dikirimkan ke node coordinator melalui XBee s2. Pada node coordinator

terdapat Shield Ethernet yang berfungsi sebagai jalur pengiriman data ke Interface

berupa web server. ARDUINO UNO berfungsi sebagai mikrokontroler untuk

pemrosesan data dan XBee berfungsi sebagai media komunikasi antar node; Tahap

Implementasi : Pada tahap ini sistem sudah selesai dianalisa dan dirancang secara

terperinci dan siap diterapkan pada rumah kaca; dan Tahap Perawatan Sistem : Pada

tahap ini dilakukan perawatan sistem, sesuai dengan implementasi pada sistem.

7

4. Hasil dan Pembahasan

Pada bagian ini dijelaskan pembahasan berdasarkan perancangan sistem,

yang dilakukan pada proses desain. Tindakan awal yang diambil adalah

menghubungkan Node Coordinator dan Node router menggunakan perangkat lunak

X-CTU. Di dalam X-CTU, XBee ditentukan function set masing-masing berupa

Node Coordinator AT maupun Node router AT dengan memasukkan PAN ID 2001.

Kemudian pada Node Coordinator AT di bagian addressing dimasukkan destination

address high 13A200 dan destination address low 40A767FC sesuai Node Router

yang dituju. Untuk Node Router AT dimasukkan destination address high 13A200

dan destination address low 414E6D6A sesuai Node Coordinator yang dituju. Proses

function set pada X-CTU dapat dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7.

Gambar 6 Setting Node Coordinator Gambar 7 Setting Node Router

Proses berikutnya adalah proses perangkaian sistem berdasarkan desain awal

yang dapat dilihat pada Gambar 8 dan Gambar 9.

Gambar 8 Node Coordinator Gambar 9 Node Router Sensor

8

Langkah berikutnya adalah pembuatan kode program yang dimasukkan ke

dalam tiap Node Router Sensor ARDUINO UNO. Kode program dapat dilihat pada

Kode Program 1.

Kode Program 1 Perintah Untuk Membaca Sensor DHT11 Node Router Sensor

1. void setup()

2. {

3. Serial.begin(9600);

4. }

5. void loop()

6. {

7. int h = dht.readHumidity();

8. int t = dht.readTemperature();

9.

10. Serial.print("<T"); 11. Serial.print(t, DEC); 12. Serial.println(" C : Temperature"); 13. Serial.print(">"); 14. 15. delay(2000); 16. 17. Serial.print("<H"); 18. Serial.print(h, DEC); 19. Serial.println(" % : Humidity"); 20. Serial.print(">"); 21. 22. delay(2000); 23. } 24. Serial.print(kelembaban); //menampilkan nilai kelembaban 25. Serial.print(" Suhu: "); //menampilkan tulisan suhu 26. Serial.println(suhu); //menampilkan nilai suhu

Kode Program 1 merupakan perintah yang berfungsi untuk membaca sensor

DHT11 node router sensor. Pada bagian void loop, ARDUINO diprogram untuk

membaca sensor DHT11 secara berulang-ulang. Perintah pada baris 7-8 adalah

perintah untuk menentukan tipe data yang digunakan yaitu dalam bentuk integer.

Perintah pada baris 15 dan 22 adalah untuk memberikan delay kepada suhu dan

kelembaban setiap 2000 mili detik saling bergantian diproses, kemudian dikirim

langsung melalui XBee yang sebelumnya telah di-setting function-nya.

Kode Program 2 Perintah Untuk Menangkap Data Sensor

1. void loop()

2. {

3.

4. while(Serial.available() > 0)

5. {

6. char aChar = Serial.read();

7. if(aChar == '<')

8. {

9. started = true;

10. index = 0; 11. inData[index] = '\0'; 12. } 13. else if(aChar == '>') 14. { 15. ended = true; 16. } 17. else if(started) 18. { 19. inData[index] = aChar; 20. index++; 21. inData[index] = ' ';

9

22. } 23. } 24. 25. if(started && ended) 26. { 27. // Use the value 28. if(inData[0] == 'T') 29. { 30. inData[0] = ' '; 31. int windVal = atoi(inData); 32. Serial.println(" "); 33. Serial.print("Temp:"); 34. Serial.print(inData); 35. Serial.println(" "); 36. } 37. else if(inData[0] == 'H') 38. { 39. inData[0] = ' '; 40. int temp = atoi(inData); 41. Serial.println(" "); 42. Serial.print("Humidity:"); 43. Serial.print(inData); 44. Serial.println(" "); 45. } 46. 47. started = false; 48. ended = false; 49. 50. index = 0; 51. inData[index] = '\0';

52. }

Kode Program 2 merupakan perintah yang berfungsi untuk menangkap data

sensor yang dikirim dari node router secara berualang-ulang. Perintah pada baris 4

sampai baris 23 adalah perintah untuk mengambil data yang dikirim dari node router.

Perintah pada baris 28 sampai dengan baris 45 adalah perintah untuk mengolah data

dan menampilkan data di serial monitor ARDUINO UNO.

Kode Program 3 Perintah Untuk Menghubungkan Node Coordinator dengan Komputer 1. byte mac[] = {

2. 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED

3. };

4. IPAddress ip(192, 168, 1, 177);

5. IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);

6. IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

7. // Initialize the Ethernet server library

8. // with the IP address and port you want to use

9. // (port 80 is default for HTTP):

10. EthernetServer server(80); 11. 12. char inData[24]; 13. byte index; 14. boolean started = false; 15. boolean ended = false; 16. 17. V oid setup() 18. { 19. // Open serial communications and wait for port to open: 20. Serial.begin(9600); 21. Serial.println("Temperature & Humidity"); 22. while (!Serial) { 23. ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only 24. } 25. 26. // start the Ethernet connection and the server: 27. Ethernet.begin(mac, ip);

10

28. server.begin(); 29. Serial.print("server is at "); 30. Serial.println(Ethernet.localIP());

31. }

Kode Program 3 merupakan perintah yang berfungsi untuk menghubungkan

node coordinator dengan komputer, dengan membuat komunikasi 1 arah ke

komputer yang berfungsi sebagai Interface. Pada bagian awal kode program

ditentukan ip address dari ARDUINO UNO, subnet dan juga gateway-nya. Port

Server yang digunakan adalah Port Default (80) untuk HTTP. Perintah pada baris 20

berfungsi untuk mengecek komunikasi serial antara PC dengan ARDUINO.

Kode Program 4 Perintah Untuk Memanggil Data ke Web Server

1. EthernetClient client = server.available();

2. if (client) {

3. Serial.println("new client");

4. // an http request ends with a blank line

5. boolean currentLineIsBlank = true;

6. while (client.connected()) {

7. if (client.available()) {.

8. char c = client.read();

9. Serial.write(c);

10. // if you've gotten to the end of the line (received a newline 11. // character) and the line is blank, the http request has ended, 12. // so you can send a reply 13. if (c == '\n' && currentLineIsBlank) { 14. // send a standard http response header 15. client.println("HTTP/1.1 200 OK"); 16. client.println("Content-Type: text/html"); 17. client.println("Connection: close"); 18. client.println("Refresh: 5"); 19. client.println(); 20. client.println("<!DOCTYPE HTML>"); 21. client.println("<html>"); 22. //browser tampilan 23. client.println("<title>"); 24. client.print("suhu dan kelembapan"); 25. client.println("</title>"); 26. client.println("<H1 align='center'>"); 27. client.println("DATA WSN"); 28. client.println(" "); 29. client.println("SUHU DAN KELEMBAPAN"); 30. client.println("</H1>"); 31. client.println("<table border='1' align='center'>"); 32. client.println("<tr>"); 33. client.println("<td>"); 34. client.println("<p />"); 35. client.println("<H1>"); 36. client.print(inData[0] = ' '); 37. client.print(inData); 38. client.println(""); 39. client.println("</H1>"); 40. client.println("<p />"); 41. client.println("</td>"); 42. client.println("</tr>"); 43. client.println("</table>"); 44. client.println("</html>"); 45. break; 46. }

11

Kode Program 4 digunakan untuk menampilkan data di Web Server, dengan

memanggil data yang telah diterima ARDUINO UNO ke dalam bentuk HTML. Pada

baris 18 digunakan untuk memberikan jeda tiap 5 detik pada tampilan HTML. Baris

36 sampai 37 berfungsi untuk menampilkan data yang telah diterima oleh

ARDUINO ke HTML.

Pengujian sistem monitoring yang telah dibangun, dilakukan dengan

mengimplementasikan sistem pada Rumah Kaca Dinas Perhutani Kota Salatiga.

Hasil Pengujian ditunjukkan pada Gambar 10, Gambar 11, Gambar 12 dan Gambar

13.

Gambar 10 Node Coordinator Pada Rumah Kaca Gambar 11 Node Router Pada Rumah Kaca

Gambar 10 menunjukkan Node Coordinator yang dipasang di dekat rumah

kaca dengan PC sebagai interface untuk monitoring suhu dan kelembapan.

Kemudian Pada Gambar 11 Node Router dipasang di dalam rumah kaca dengan

menggunakan baterai sebagai dayanya.

Gambar 12 Tampilan Presentasi Kelembapan Gambar 13 Tampilan Derajat Suhu

Berdasarkan hasil pengujian terlihat bahwa sistem menunjukkan presentasi

kelembapan adalah 50% (Gambar 10), dan derajat suhu adalah 30°C (Gambar 11).

Sehingga dapat disimpulkan bahwa sistem monitoring yang dibangun dapat

memantau dan mengukur kelembaban dan suhu pada rumah kaca. Hasil penelitian

juga dapat dilihat pada Tabel 1.

12

Tabel 1 Hasil Pengukuran Suhu dan Kelembaban Pada Rumah Kaca menggunakan

Termometer dan Sistem Monitoring

Hari/Tanggal

Waktu

Pengukuran dengan

Termometer

Pengukuran dengan

Sistem Monitoring

Suhu Kelembapan Suhu Kelembapan

Jumat, 29

Desember

2017

09.00 WIB 30°

Celcius

48% 30°

Celcius

50%

10.00 WIB 34°

Celcius

43% 33°

Celcius

44%

11.00 WIB 36°

Celcius

39% 35°

Celcius

40%

Jumat, 12

Januari 2018

09.00 WIB 31°

Celcius

50% 30°

Celcius

52%

10.00 WIB 36°

Celcius

39% 35°

Celcius

41%

11.00 WIB 37°

Celcius

37% 35°

Celcius

39%

Sabtu, 13

Januari 2018

09.00 WIB 28°

Celcius

60% 27°

Celcius

62%

10.00 WIB 29°

Celcius

57% 28°

Celcius

58%

11.00 WIB 31°

Celcius

49% 31°

Celcius

50%

Data hasil pengukuran menggunakan sistem monitoring pada Tabel 1,

menunjukkan kenaikan suhu pada rumah kaca setiap satu jam diiringi dengan

penurunan kelembapan. Pada data tersebut rumah kaca berada pada suhu dan

kelembapan yang optimal karena lebih dari standar minimum 20 derajat celsius dan

kurang dari standar maksimum 40 derajat celsius. Maksimal range yang dibutuhkan

sensor untuk mengirimkan data adalah 10 meter. Untuk daya node sensor

menggunakan baterai recharger 9 volt yang mampu bertahan minimal 1 bulan. Data

pada Tabel 1 juga menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang besar antara

hasil pengukuran menggunakan Termometer dan Sistem Monitoring. Berdasarkan

hal tersebut dapat disimpulkan bahwa sistem monitoring yang dibangun dapat

digunakan sebagai pengganti termometer.

13

5. Simpulan

Berdasarkan perancangan, hasil dan pembahasan dalam penelitian tentang

Perancangan Sistem Monitoring Suhu Dalam Rumah Kaca Menggunakan Wireless

Sensor Network dan Web Server, dapat disimpulkan bahwa 1) Sistem monitoring

yang dibangun dapat memantau suhu dan kelembapan dalam rumah kaca; 2) Sistem

monitoring yang dibangun dapat menjadi acuan bagi pengguna untuk mengambil

tindakan lebih lanjut terhadap tanaman dalam rumah kaca agar dapat meningkatkan

kualitas dan pengembangan tanaman dalam rumah kaca menjadi lebih baik lagi; dan

3) Penelitian ini juga dapat menjadi perbandingan dan tolak ukur terhadap sistem

wireless sensor network dengan interface yang berbeda. Saran pengembangan ke

depannya adalah 1) Penambahan node sensor agar topologinya menjadi lebih

bervariasi lagi; 2) Sistem ini masih membutuhkan koneksi langsung ke internet untuk

dapat memenuhi konsep IOE; dan 3) Sistem tidak hanya digunakan di dalam rumah

kaca tetapi juga tempat-tempat yang sensitif terhadap suhu dan kelembaban agar

sistem dapat bekerja lebih efektif dan efisien.

6. Daftar Pustaka

[1]. Salisbury. F. B. & C. W. Ross. 1992. Plant physiology. 4th edition.

Wadsworth Publishing Company. Belomont, Calofornia.

[2]. Klemenjak, C., Egarter, D., & Elmenreich, W. (2016). Yomo: The Arduino-

Based Smart Metering Board. Computer Science - Research and

Development, 31(1-2), 97-103. http://dx.doi.org/10.1007/s00450-014-0290-8.

[3] Rizativa, M. (2010). Deteksi Kadar pH Air Untuk Monitoring Kualitas Air

Berbasiskan Sensor. http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12765-

Paper.pdf.

[4]. Wang, Y. (2017). Design and Implementation of a Wireless Sensor Network

Node Based on Arduino.

http://web.a.ebscohost.com/ehost/pdfviewer/pdfviewer?vid=1&sid=6ba4962d

-178b-4ea0-a33a-2205e62e61f6%40sessionmgr4009

[5]. Jusak. (2013). Implementasi ZIGBEE IEEE 802.15.4 Untuk Pemantauan.

http://sir.stikom.edu/556/1/2013-ICCS-21.pdf.

[6]. Islam, H. I., Nabilah, N., Atsaurry, S. S., Saputra, D. H., Pradipta, G. M.,

Kurniawan, A., Irzaman. (2016). Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-

Journal) SNF. Sistem Kendali Suhu Dan Pemantauan Kelembaban Udara

Ruangan Berbasis ARDUINO UNO Dengan Menggunakan Sensor DHT22

Dan Passive Infrared (PIR).

https://www.researchgate.net/profile/Ade_Kurniawan10/publication/3132255

14

61_Sistem_Kendali_Suhu_Dan_Pemantauan_Kelembaban_Udara_Ruangan_

Berbasis_ARDUINO_UNO_Dengan_Menggunakan_Sensor_DHT22_DAN_

Passive_Infrared_PIR/links/5949f07caca272a30c6cc4a2/Sistem-Kendali-

Suhu-Dan-Pemantauan-Kelembaban-Udara-Ruangan-Berbasis-ARDUINO-

UNO-Dengan-Menggunakan-Sensor-DHT22-Dan-Passive-Infrared-PIR.pdf

[7]. Ma’arif, A. F., Wijaya, I. A., Ghani, N. A., & Sugiharto, A. (2016). Sistem

Monitoring Dan Controlling Air Nutrisi Aquaponik Menggunakan Arduino

Uno Berbasis Web Server.

https://www.researchgate.net/publication/309877918_System_Monitoring_An

d_Controlling_Water_Nutrition_aquaponics_Using_Arduino_Uno_Based_W

eb_Server/fulltext/5900ce454585156502a02391/309877918_System_Monitor

ing_And_Controlling_Water_Nutrition_aquaponics_Using_Arduino_Uno_B

ased_Web_Server.pdf?origin=publication_detail

[8]. Barbon, G., Margolis, M., Palumbo, F., Raimondi, F., & Weldin, N. (2016).

Taking Arduino To The Internet Of Things: The Asip Programming Model.

Computer Communications, s 89–90, 128-140.

http://dx.doi.org/10.1016/j.comcom.2016.03.016.

[9] Warman, I., & Zahni, A., (2013). Rekayasa Web Untuk Pemesanan

Handphone Berbasis JQUERY pada Permata Cell, Jurnal Momentum, Vol.

15, No. 2, ISSN : 1693-752X.

[10] COX, C. A. (1985). A Dynamic Systems Development LifeCycle,

http://web.a.ebscohost.com/ehost/pdfviewer/pdfviewer?vid=0&sid=e1d6a7d6

-9ede-4ec6-bfd7-6eec1d7c06e8%40sessionmgr4009.

[11] Configuring a Sensor Node and IoT Gateway to Collect and Visualize Data

— Part 2. (2015, july 6). Retrieved from thenewstack.io:

https://thenewstack.io/tutorial-configuring-a-sensor-node-and-iot-gateway-to-

collect-and-visualize-data-part-2/