RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING GRADIEN TEMPERATUR TANAH

PADA AREA GUNUNG ANAK KRAKATAU

BERBASIS SINGLE BOARD COMPUTER BCM2835

(Skripsi)

Oleh

GHUMELAR IHAB SUHADA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING GRADIEN TEMPERATUR TANAH

PADA AREA GUNUNG ANAK KRAKATAU

BERBASIS SINGLE BOARD COMPUTER BCM2835

Oleh

GHUMELAR IHAB SUHADA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

ABSTRAK

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING GRADIEN TEMPERATUR

TANAH PADA AREA GUNUNG ANAK KRAKATAU

BERBASIS SINGLE BOARD COMPUTER BCM2835

Oleh

Ghumelar Ihab Suhada

Gunung Api Anak Krakatau merupakan salah satu gunung api aktif dari 129

gunung api yang ada Indonesia. Pertumbuhan gunung ini cukup cepat. Pada tahun

1883, Gunung Krakatau meletus sehingga menyebabkan gelombang tsunami dan

menelan 36.417 korban jiwa. Letusan gunung api dapat diprediksi dengan

mengetahui peningkatan pola perubahan temperatur tanahnya. Untuk dapat

memprediksi letusan gunung ini, penulis mencoba untuk merancang sistem

monitoring gradien temperatur pada area Gunung Anak Krakatau berbasis Single

Board Computer BCM2835. Sensor DS18B20 (waterproof) digunakan untuk

mengukur temperatur. Kemudian temperatur dikirim melalui SMS ke penerima

sehingga data temperatur dapat diakses dari jarak yang jauh dari Gunung Anak

Krakatau. Tampilan data hasil pengukuran berupa grafik berbasis web. Dari

implementasi yang dilakukan, dapat diketahui bahwa temperatur tanah pada

kedalaman 30, 60, dan 90 cm di dekat pos dan seismograf pada Gunung Anak

Krakatau berkisar antara 25-32 0C, serta kedalaman terdalam memiliki temperatur

terbesar dan kedalaman terdangkal memiliki temperatur terkecil. Semua fungsi

sistem terpenuhi dan performa sistem berjalan dengan baik.

Kata kunci : Single Board Computer BCM2835, monitoring gradien temperatur,

Gunung Api Anak Krakatau

ABSTRACT

MONITORING SYSTEM DESIGN OF SOIL TEMPERATURE GRADIENT

IN ANAK KRAKATOA VOLCANO

BASED SINGLE BOARD COMPUTER BCM2835

By

Ghumelar Ihab Suhada

Volcano of Anak Krakatoa is one of 129 active volcanoes in Indonesia. In 1883,

Krakatoa volcano erupted and caused tsunami, 36.417 people deads. Volcanic

eruptions can be predicted by knowing the soil temperature gradient. To predict

this eruption, author try to design the monitoring system of temperatur gradient in

Anak Krakatoa volcano based Single Board Computer BCM2835. Sensor

DS18B20 (waterproof) is used to measure the temperatures. Then, temperature is

sent via SMS to the receiver so that the temperature data can be accessed

remotely from volcano. Display of measurement data in the form of graphs based

web. From implementations, it can be known that soil temperature near the pos

and seismograph in Anak Krakatoa volcano at depths of 30, 60 , and 90 cm

ranged between 25-32 0C and the deepest depth has the greatest temperature and

the shallowest depth has the smallest temperature. All the system functions are

fullfilled and the performance of the system operates properly

Keywords: Single Board Computer BCM2835, monitoring system of temperatur

gradient, Anak Krakatoa volcano

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandung, Provinsi Jawa Barat pada

tanggal 12 Maret 1994. Penulis merupakan anak kedua dari

empat bersaudara dari pasangan Bapak Supoyo dan Ibu Nina

Hasanah yang diberi nama Ghumelar Ihab Suhada

Mengenai riwayat pendidikan penulis, penulis lulus Sekolah

Dasar (SD) di SDN 35 Pagambairan Padang pada tahun 2006, lulus Sekolah

Mengengah Pertama (SMP) di SMP Plus Al-Aqsha pada tahun 2009, lulus

Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMAN 24 Bandung pada tahun 2012, dan

diterima di Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung (Unila) pada tahun 2012

melalui jalur Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN).

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di organisasi Forum Silaturahim dan

Studi Islam Fakultas Teknik sebagai Anggota Biro BBQ, Himpunan Mahasiswa

Teknik Elektro (Himatro) Fakultas Teknik sebagai Ketua Umum dan Dewan

Perwakilan Mahasiswa (DPM) Fakultas Teknik sebagai Ketua Umum. Selain itu,

penulis juga pernah menjadi Asisten Laboratorium Teknik Komputer. Penulis

juga pernah melakukan Kerja Praktik (KP) selama 40 hari di PT. Wincor Nixdorf

Indonesia, Jakarta Selatan dengan mengambil judul “ Monitoring Mailsever

menggunakan Mdaemon 15.0.0 di PT. Wincor Nixdorf “.

PERSEMBAHAN

Bismillaahirrohmaanirrohiim

Dengan Mengharapkan Ridho Alloh dan Syafa’at Nabi Muhammad

Kupersembahkan Karyaku Ini untuk Orang-Orang yang Telah Memberiku Dorongan, Harapan dan Motivasi Kepadaku dengan Setulus Hati

Papah dan Mamah tercinta

Kakak dan Adik

Para Sahabat

Teman-Teman Seperjuangan

Terima Kasih atas Pelajaran Hidup yang Kalian Berikan

MOTTO

“Ya Tuhanku, lapangkanlah dadaku. Dan mudahkanlah bagiku urusanku. Dan lepaskanlah

kekakuan lidahku. (Supaya) mereka memahami perkataanku”.

(Thaha: 25-28)

Katakanlah: “Wahai Tuhan Yang mempunyai kerajaan, Engkau berikan kerajaan kepada orang

yang Engkau kehendaki dan Engkau cabut kerajaan dari orang yang Engkau kehendaki. Engkau

muliakan orang yang Engkau kehendaki dan Engkau hinakan orang yang Engkau kehendaki. Di

tangan Engkaulah segala kebajikan. Sesungguhnya Engkau Maha Kuasa atas segala sesuatu.

Engkau masukkan malam ke dalam siang dan Engkau masukkan siang ke dalam malam. Engkau

keluarkan yang hidup dari yang mati, dan Engkau keluarkan yang mati dari yang hidup. Dan

Engkau beri rezki siapa yang Engkau kehendaki tanpa perhitungan (batas).”

(Ali-Imran: 26-27).

SANWACANA

Bismillaahirrohmaanirroohiim

Segala puji bagi Alloh SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya telah

memberikan kekuatan dan kemampuan berpikir kepada penulis dalam

penyelesaian penulisan Tugas Akhir ini sehingga laporan ini dapat selesai tepat

pada waktunya. Sholawat dan salam tak lupa penulis sampaikan kepada Nabi

Muhammad SAW karena dengan perantara beliau kita semua dapat merasakan

nikmatnya ibadah, nikamatnya bersyukur, dan insya Alloh nikmatnya surga.

Laporan Tuga Akhir ini berjudul “ Rancang Bangun Sistem Monitoring Gradien

Temperatur Tanah pada Area Gunung Anak Krakatau “ yang merupakan salah

satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Selama menjalani pengerjaan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan bantuan

pemikiran maupun dorongan moril dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam

kesempatan kali ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Suharno, M.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung

2. Bapak Dr. Ing. Ardian Ulvan, S.T., M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung

3. Bapak Dr. Herman Halomoan S, S.T.,M.T. selaku Sekertaris Jurusan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung

4. Bapak Gigih Forda Nama, S.T., M.T.I. selaku Dosen Pembimbing Utama,

terima kasih atas kesediaan waktunya untuk membimbing dan memberikan

ilmu

5. Bapak Dr. Ahmad Zaenudin, M.T. selaku Dosen Pembimbing Pendamping,

terima kasih atas waktu dan bimbingannya selama mengerjakan tugas akhir

6. Ibu Dr. Eng. Mardiana, S.T.,M.T. selaku Penguji Utama, terima kasih atas

masukannya guna membuat tugas akhir ini menjadi lebih baik lagi

7. Ibu Dr. Endah Komalasari, S.T.,M.T. selaku Pembimbing Akademik yang

telah memberikan motivasi dan nasihat

8. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Elektro, terima kasih atas didikannya,

arahan dan bimbingan yang telah diberikan

9. Mbak Ning dan Mas Daryono beserta jajaran staff Jurusan Teknik Elektro

10. Papah Supoyo dan Mamah Nina Hasanah tercinta yang selalu memberikan

semangat, dukungan, nasihat, dan do’a yang tak henti-hentinya diberikan

selama ini

11. Mbak Gigin, Ganu dan Geva tersayang serta seluruh keluarga besar penulis

yang selalu memberikan dukungan kepada penulis

12. Para sahabat (Tiyo, Windu, Fiki, Angga, Eko, Bella, Rizki, Guntur, Vincent,

Suwanto, Salam,Agung, Aji, Kempet) dan para marbothers fillah (Kak Dirya,

Surya, Riza, Yasin, Triban,Dedi) yang setia membantu, mendengarkan dan

memberikan tempat kepada penulis selama perkuliahan dan pengerjaan Tugas

Akhir ini

13. Teman-teman Prajurit 1, TDJ, binaan BBQ, KKN dan ADK yang telah

mendo’akan penulis untuk segera menyelesaikan Tugas Akhir ini

14. Teman-teman asisten dan penghuni Laboratorium Teknik Komputer yang

menemani penulis mengerjakan Tugas Akhir ini

15. Jajaran Pimpinan BKSDA Lampung yang telah membantu penulis untuk

melakukan penelitian di Gunung Anak Krakatau

16. Seluruh teman-teman 2012 atas kebersamaan dan kekeluargaan yang kalian

semua berikan kepada penulis, mulai penulis masuk kuliah hingga penulis

menyelesaikan tugas akhir ini, terima kasih atas nilai kehidupan yang kalian

berikan. Bagi penulis kalian keluarga Elektro yang luar biasa

17. Semua pihak yang tidak dapat disebut satu persatu yang telah membantu serta

mendukung penulis dari awal kuliah sampai dengan terselesaikannya tugas

akhir ini. Semoga Alloh SWT membalas kebaikan semua pihak yang telah

membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini

Bandar Lampung, Februari 2017

Penulis,

Ghumelar Ihab Suhada

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ............................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ...................................................................................... vi

I. PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian............................................................................ 3

1.3 Manfaat Penelitian ......................................................................... 3

1.4 Rumusan Masalah .......................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah............................................................................. 4

1.6 Hipotesis ........................................................................................ 4

1.7 Sistematika Penulisan Laporan ...................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 6

2.1 Sistem Monitoring.......................................................................... 6

2.2 Single Board Computer BCM2835................................................. 6

2.3 Gradien Temperatur Tanah ............................................................ 8

2.4 Sistem Layanan Basis Data............................................................. 9

2.5 Rekayasa Perangkat Lunak............................................................. 11

2.6 Data Flow Diagram ...................................................................... 13

ii

2.7 Gammu…......................................................................................... 14

2.8 Penelitian Terdahulu....................................................................... 17

III. METODE PENELITIAN...................................................................... 22

3.1 Tahapan Penelitian.......................................................................... 22

3.2 Studi Literatur.. .............................................................................. 24

3.3 Perancangan Pengembangan Sistem............................................... 25

3.4 Kesimpulan dan Saran.................................................................... 33

3.5 Waktu dan Tempat Penelitian......................................................... 33

3.6 Jadwal Penelitian............................................................................ 33

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................. 35

4.1 Requirements Analysis / Analisa Kebutuhan.................................. 35

4.2 Design / Perancangan.. ......................................... ......................... 35

4.3 Coding / Implementasi ................... ............................................... 48

4.3.1 Skenario Pengukuran Data Saat Alat Diletakkan Dekat

Pos ..................................................................................... 59

4.3.2 Skenario Pengukuran Data Saat Alat Diletakkan Dekat

Seismograf ........................................................................ 61

4.4 Testing / Pengujian. .... ................................................................... 78

4.5 Maintenance / Pemeliharaan ......................................................... 83

V. KESIMPULAN ....................... ............................................................. 85

5.1 Kesimpulan................. .......... ........................................................ 85

5.2 Saran.. ............. .............................................................................. 86

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 87

LAMPIRAN ................................................................................................ 89

iii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Model Modified Waterfall........................................................ 12

Gambar 2.2. Notasi DFD.................. ........................................................... 13

Gambar 2.3. Diagram Blok Penelitian “Data Logger Sensor Suhu Berbasis

Mikrokontroller Atmega 8535 dengan PC sebagai Tampilan”. 17

Gambar 2.4. Diagram Blok Penelitian “ Pengukuran Suhu Permukaan

Lahan untuk Memprediksi Letusan Gunung Api ” ... ............. 19

Gambar 2.5. Grafik Suhu Harian Permukaan Lahan Kawah Sangeangapi

Bulan Mei Tahun 2002............................................................ 20

Gambar 3.1. Tahap Penelitian....................................................................... 24

Gambar 3.2. Penyajian Sederhana Model Modified Waterfall....................... 25

Gambar 4.1. Arsitektur Perancangan Perangkat Keras dan Peletakan Alat.. 37

Gambar 4.2. Context Diagram (DFD Level 0)................... ......................... 41

Gambar 4.3. DFD Level 1 ........................................................................... 42

Gambar 4.4. Realtime Temperatur dan Gradien Temperatur (DFD level 2) 42

Gambar 4.5. Sistem Pengukuran dan Pengiriman Data (DFD Level 2) ..... 43

Gambar 4.6. Realtime Performance Single Board Computer BCM2835

(DFD Level 2) ........................................................................ 44

Gambar 4.7. Sistem Monitoring Temperatur, Gradien Temperatur dan

performance (DFD Level 2) .................................................. 45

Gambar 4.8. Sistem Peringatan Temperatur (DFD Level 2) ...................... 45

Gambar 4.9. Entity Relationship Diagram .................................................. 48

iv

Gambar 4.10. Hasil Perancangan Perangkat Keras Sistem Pengukuran dan

Pengambilan Data ................................................................ 49

Gambar 4.11. Pemrograman RTC ............................................................... 51

Gambar 4.12. Pendeteksian RTC ................................................................ 52

Gambar 4.13. Perhitungan Error ................................................................ 52

Gambar 4.14. Data String Hasil Pengukuran Data ..................................... 55

Gambar 4.15. Pemrograman Input Data ke Database ................................. 55

Gambar 4.16. Pemrograman Interval Pengukuran Data ............................. 56

Gambar 4.17. Pemrograman Notifikasi SMS Sensor Tidak Terbaca ......... 57

Gambar 4.18. Status Pengiriman Data di Bandar Lampung ....................... 58

Gambar 4.19. Status Pengiriman Data di Gunung Anak Krakatau ............. 58

Gambar 4.20. Diagram Alir Skenario 1 Implementasi Pengukuran dan

Pengiriman Data .................................................................. 59

Gambar 4.21. Dokumentasi Alat saat Dipasang di Dekat Pos .................... 59

Gambar 4.22. Remote Database BCM2835 Menggunakan Navicat saat

Alat di dekat Pos .................................................................. 60

Gambar 4.23. Pengetikan Ulang dan Pengiriman Data ke Nomor

‘Penerima’ ........................................................................... 60

Gambar 4.24. Inbox ‘Penerima’ .................................................................. 61

Gambar 4.25. Input Secara Manual ke Database pada Sisi Penerima ........ 61

Gambar 4.26. Diagram Alir Skenario 2 Implementasi Pengukuran dan

Pengiriman Data .................................................................. 61

Gambar 4.27. Dokumentasi Alat saat Dipasang di Dekat Seismograf ....... 62

Gambar 4.28. Remote Database BCM2835 Menggunakan Navicat saat

Alat di dekat Seismograf ..................................................... 62

Gambar 4.29. Pengetikan Ulang dan Pengiriman Data ke Modem

Penerima .............................................................................. 63

v

Gambar 4.30. Skenario Notifikasi SMS “Sensor Tidak Terdeteksi”

Saat Alat Diletakkan di Gunung Anak Krakatau ................ 63

Gambar 4.31. Remote Database BCM2835 Menggunakan Navicat untuk

Melihat Notifikasi Sensor Tidak Terbaca............................ 64

Gambar 4.32. Pengiriman Manual SMS ‘Sensor Tidak Terbaca dan

Notifikasi SMS telah Diterima Pengelola ........................... 64

Gambar 4.33.Tabel Inbox pada Laptop Penerima ...................................... 65

Gambar 4.34. Pemrograman Trigger .......................................................... 65

Gambar 4.35. Tabel Monitoring ................................................................. 66

Gambar 4.36. Realtime Temperatur ............................................................ 67

Gambar 4.37. Realtime Gradien Temperatur .............................................. 68

Gambar 4.38. Realtime Performance Single Board Computer BCM2835 . 69

Gambar 4.39. Monitoring saat Alat Diletakkan di Dekat Pos..................... 71

Gambar 4.40. Monitoring saat Alat Diletakkan di Dekat Seismograf ........ 73

Gambar 4.41. Program Peringatan Temperatur .......................................... 76

Gambar 4.42. Memasukkan Angka 51 ke Suhu60 ...................................... 77

Gambar 4.43. Data Sentitems Implementasi Peringatan Temperatur ......... 77

Gambar 4.44. Pengiriman SMS dan Penerimaan Notifikasi SMS

Peringatan Temperatur ........................................................ 77

Gambar 4.45. Performance Single Board Computer BCM2835 ............... 82

Gambar 4.46. Script Pembersihan Cache Memory ..................................... 82

Gambar 4.47. Screenshot Login Web Pengelola ......................................... 83

Gambar 4.48. Pengubahan Nomor, Interval dan Temperatur Maksimal .... 84

vi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Persentase Error Sensor Suhu DS1621....................................... 18

Tabel 2.2. Perbandingan Penelitian Penulis dangan Penelitian Terdahulu... 20

Tabel 3.1. Lembar Pengujian......................................................................... 31

Tabel 3.2. Tabel Jadwal Penelitian ............................................................. 33

Tabel 4.1. Tabel Monitoring ....................................................................... 46

Tabel 4.2. Tabel Inbox yang Digunakan ..................................................... 46

Tabel 4.3. Tabel Tanggal ............................................................................ 47

Tabel 4.4. Tabel Outbox yang Digunakan .................................................. 47

Tabel 4.5. Tabel Sentitems yang Digunakan .............................................. 47

Tabel 4.6. Register Format Temperatur ...................................................... 49

Tabel 4.7. Contoh Hubungan Output Digital dengan Temperatur .............. 50

Tabel 4.8. Pin DS3231 yang Digunakan ..................................................... 51

Tabel 4.9. Kalibari saat Alat di Dekat Pos pada Kedalaman 30 cm ........... 52

Tabel 4.10. Kalibari saat Alat di Dekat Pos pada Kedalaman 60 cm ......... 53

Tabel 4.11. Kalibari saat Alat di Dekat Pos pada Kedalaman 90 cm ......... 53

Tabel 4.12. Kalibari saat Alat di Dekat Seismograf pada Kedalaman

30 cm ........................................................................................ 53

Tabel 4.13. Kalibari saat Alat di Dekat Seismograf pada Kedalaman

60 cm ........................................................................................ 54

vii

Tabel 4.14. Kalibari saat Alat di Dekat Seismograf pada Kedalaman

90 cm ........................................................................................ 54

Tabel 4.15. Pengujian .................................................................................. 78

Tabel 4.16. Pengujian User ......................................................................... 79

Tabel 4.17. Pengujian Pengelola ................................................................. 79

Tabel 4.18. Estimasi Perhitungan Storage Single Board Computer

BCM2835 ................................................................................. 80

Tabel 4.19. Estimasi Perhitungan Storage Laptop ...................................... 81

Tabel 4.20. Tabel Pemeliharaan .................................................................. 83

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gunung Api Anak Krakatau terletak di wilayah Lampung Selatan, tepatnya di

Selat Sunda, merupakan salah satu gunung api aktif dari 129 gunung api yang ada

Indonesia. Selama delapan tahun, antara tahun 1993 dan 2001, terjadi letusan

hampir setiap hari.

Pulau Gunung Api Anak Krakatau tersusun dari perselingan lapisan antara aliran

lava dan endapan piroklastika. Gunung Api Anak Krakatau berada di kawasan

Gunung Api Krakatau dengan tiga pulau lainnya, yaitu Sertung, Panjang dan

Rakata.

Awalnya, munculnya Gunung Api Anak Krakatau sebagai pusat Kawasan

Krakatau terjadi pada kedalaman 180 meter. Kemunculannya di permukaan laut

terlihat pada tahun 1929. Gunung ini mengalami pertumbuhan cukup cepat

sehingga terjadi letusan hampir setiap tahun. Masa istirahat aktivitas letusannya

sekitar satu sampai delapan tahun dan rata-rata terjadi letusan empat tahun sekali.

Pada tahun 2000, Pulau Anak Krakatau memiliki tinggi 315 meter di atas

permukaan laut dengan volume 5,52 km3 .

2

Sebelum terjadi penghancuran tubuhnya yang terjadi pada tahun 1883, pada

Kawasan Krakatau tumbuh tiga buah gunung api, diantaranya Gunung Api Rakata

(+822 m), Gunung Api Danan (+450 m) dan Gunung Api Perbuwatan (+120 m).

Jika melihat ketinggian dan volume setiap gunung api tersebut tidak termasuk

skala besar, walaupun mereka tumbuh dari kedalaman 200 meter di bawah

permukaan laut. Tetapi, penghancuran tubuh (peletusan) yang terjadi pada

kawasan tersebut mengakibatkan gelombang tsunami yang sangat tinggi yang

melanda wilayah Lampung dan Jawa Bagian Barat, dan menelan 36.417 korban

jiwa[1].

Temperatur tanah gunung api merupakan salah satu parameter penting untuk

memprediksi letusan gunung api. Dengan terjadinya peningkatan pola perubahan

temperatur yang terjadi pada tanah dapat diartikan menjadi pertanda akan terjadi

letusan pada gunung api tersebut[2].

Dengan melihat pertumbuhan Gunung Anak Krakatau yang begitu cepat dan

pentingnya pengukuran gradien temperatur tanah, maka perlu adanya sebuah

rancang bangun sistem monitoring untuk mengukur gradien temperatur tanah

Gunung Anak Krakatau secara realtime. Gradien temperatur tanah area Gunung

Anak Krakatau diukur pada sisi pengirim dan dikirimkan ke sebuah modem pada

laptop sebagai sisi penerima melalui SMS. Fungsinya adalah untuk

mempermudah monitoring data sehingga data dapat diakses dan diolah pada jarak

yang jauh dari area Gunung Anak Krakatau. Data pengukuran pun sangat mudah

dimengerti karena data ditampilkan berupa grafik berbasis web.

3

1.2 Tujuan

Pada penulisan tugas akhir ini, terdapat beberapa tujuan diantaranya :

1. Merancang bangun sistem monitoring gradien temperatur berbasis Single

Board Computer BCM2835

2. Mengimplementasikan sistem monitoring gradien temperatur berbasis Single

Board Computer BCM2835

3. Menguji sistem monitoring gradien temperatur tanah di area Gunung Api

Anak Krakatau

4. Mendapatkan data primer, yaitu data gradien temperatur tanah secara realtime

di area Gunung Api Anak Krakatau

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dapat tercapai dalam penelitian ini adalah :

1. Menghasilkan rancang bangun sistem monitoring gradien temperatur tanah

berbasis Single Board Computer BCM2835

2. Memudahkan pengukuran dan pengiriman data gradien temperatur tanah

menggunakan Single Board Computer BCM2835

3. Memudahkan proses monitoring gradien temperatur tanah pada area Gunung

Api Anak Krakatau

1.4 Rumusan Masalah

Dengan masalah yang telah dijelaskan pada bagian latar belakang, penulis

merumuskan dari masalah yang ada, yaitu :

4

“ Bagaimana rancang bangun sistem yang dapat melakukan monitoring gradien

temperatur tanah di area Gunung Api Anak Krakatau berbasis Single Board

Computer BCM2835”

1.5 Batasan Masalah

Pada penulisan ini pembahasan dibatasi pada:

1. Perangkat Single Board Computer BCM2835 yang digunakan adalah

Raspberry Pi tipe B+

2. Hanya membahas sistem monitoring gradien temperatur tanah dengan

mengukur temperatur pada kedalaman 30 cm, 60 cm, dan 90 cm dalam satu

sumbu vertikal di area Gunung Anak Krakatau

3. Tidak membahas proses modulasi sinyal antar modem

4. Transfer data dilakukan melalui Short Messaging Service ( SMS )

1.6 Hipotesis

Dengan adanya rumusan masalah dan berbagai literatur, penulis memiliki ide

untuk melakukan rancang bangun sistem berbasis Single Board Computer

BCM2835 untuk monitoring gradien temperatur tanah di area Gunung Anak

Krakatau

1.7 Sistematika Penulisan Laporan

Untuk memudahkan penulisan dan pemahaman mengenai materi tugas akhir ini,

maka tulisan dibagi menjadi lima bab, yaitu :

5

BAB I Pendahuluan

Memuat latar belakang, tujuan, manfaat, perumusan masalah, batasan masalah,

hipotesis, dan sistematika penulisan.

BAB II Tinjauan Pustaka

Menjelaskan landasan teori yang digunakan dalam penelitian dan membahas

penelitian yang telah dan akan dilakukan berhubungan dengan penelitian.

BAB III Metode Penelitian

Menjelaskan mengenai metode penelitian yang digunakan dimana berisi waktu

dan tempat penelitian, alat dan bahan, dan tahap-tahap perancangan.

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Membahas pengujian dan hasil penelitian dari kinerja alat atau sistem yang

telah dirancang.

BAB V Simpulan dan Saran

Memuat simpulan dan saran dari penelitian yang dilakukan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Monitoring

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, sistem adalah perangkat unsur yang

secara teratur saling berkaitan sehingga membentuk suatu totalitas. Monitor

merupakan alat yang dirancang untuk mengobservasi, mengawasi, mengontrol,

atau memverifikasi operasi suatu sistem[3]. Jadi, sistem monitoring adalah

perangkat yang saling terkait dan mempunyai fungsi sebagai alat untuk

mengobservasi, mengawasi, mengontrol, atau memverifikasi operasi suatu sistem.

Saat melakukan rancang bangun sebuah sistem monitoring terdapat sebuah alat

yang berfungsi sebagai pusat pengendali. Dalam penelitian ini penulis

menggunakan Single Board Computer BCM2835 sebagai pusat kontrol untuk

menjalankan sistem monitoring gradien temperatur tanah pada area Gunung Anak

Krakatau.

2.2 Single Board Computer BCM2835

Single Board Computer BCM2835 atau khalayak umum biasa menyebutnya

Raspberry Pi merupakan sebuah komputer yang memiliki ukuran sebesar kartu

kredit. Komputer ini dikembangkan oleh Raspberry Pi Foundation yang secara

7

fungsional hampir sama dengan komputer kebanyakan. Chip BCM2835 tertanam

pada Raspberry Pi model A, B, B+ dan Raspberry Pi Zero. Perbedaannya terletak

pada jumlah port USB, memory, dan network adaptor. Dibutuhkan beberapa

perangkat tambahan untuk menggunakan Single Board Computer BCM2835,

diantaranya :

1. Mouse

2. Monitor

3. Keyboard

4. Kabel Power dengan tegangan 5 Volt DC

5. Kabel HDMI untuk terhubung ke monitor

6. Kabel UTP untuk terhubung dengan internet atau LAN

7. SDHC atau Micro SD untuk media penyimpanan sistem operasi Raspberry Pi

( direkomendasikan minimal 8 GB )

Pada Single Board Computer BCM2835 terdapat GPIO ( General Purpose

Input/Output ) dimana terdapat beberapa pin yang memiliki fungsinya masing-

masing. GPIO juga dapat mengatur masukan dan keluaran Single Board

Computer BCM2835. Masukan tersebut diatur dengan bahasa pemrograman dan

dapat berupa berbagai macam sensor, seperti sensor cahaya, sensor kelembaban

udara, dan sensor suhu[4]. Penulis pada penelitian ini menggunakan Raspberry Pi

tipe B+.

8

2.3 Gradien Temperatur Tanah

Gradien temperatur tanah merupakan perubahan suhu terhadap jarak atau

kedalaman. Gradien ini diperlukan untuk melihat pola perubahan temperatur pada

suatu lokasi, salah satunya adalah di area Gunung Api Anak Krakatau[2]. Selain

getaran, gradien temperatur dapat dijadikan parameter penting untuk mengetahui

aktivitas gunung api dan memprediksi letusannya. Parameter tersebut harus

dipantau secara realtime untuk mengantisipasi bencana yang akan terjadi. Pada

penelitian ini, penulis menggunakan tiga buah sensor temperatur DS18B20 yang

dihubungkan ke Single Board Computer BCM2835 untuk mengukur temperatur

tanah pada kedalaman 30 cm, 60 cm, dan 90 cm di area Gunung Api Anak

Krakatau.

2.3.1. Sensor Temperatur Waterproof DS18B20

Sensor DS18B20 merupakan komponen sensor temperatur yang memiliki

kemampuan tahan air (waterproof). Sensor ini sangat cocok digunakan untuk

mengukur temperatur pada tempat yang basah dan sulit untuk dijangkau. Keluaran

sensor ini berupa data digital sehingga tidak perlu khawatir terhadap degradasi

data saat digunakan pada jarak yang jauh. Terdapat 9 bit hingga 12 bit data yang

dapat dikonfigurasi.

Sensor DS18B20 dapat dipasang dalam satu bus karena setiap sensor ini memiliki

silicon serial number yang unik sehingga memungkinkan sensor ini dapat

melakukan pembacaan di berbagai titik. Pada datasheet, sensor ini dapat

9

mengukur hingga temperatur 125oC, namun disarankan tidak melakukan

pengukuran melebihi 100oC pada saat sensor dengan penutup kabel dari PVC.

Spesifikasi sensor temperatur DS18B20

Menyediakan 9 bit hingga 12 bit data yang dapat dikonfigurasi.

Tegangan yang dibutuhkan sensor dari 3,0 V sampai 5,5V power/data.

Akurasinya ± 0,5oC

Batas temperatur sensor dari -55oC sampai +125oC atau -67oF hingga +257oF

Bahan stainless steel dengan diameter 6 mm dan panjang 35 mm.

Waktu tunggu data masuk 750 ms

Diameter kabel 4 mm dengan panjang kabel 1 m

Kabel antarmuka (interface)

o Kabel merah : VCC

o Kabel hitam : GND

o Kabel putih : DATA[5]

2.4 Sistem Layanan Basis Data

Basis data merupakan penyimpanan data yang terstruktur, terintegrasi dan saling

berkaitan dengan elemen-elemen penghubungnya dan dapat diakses dengan

berbagai cara. Basis data juga dapat diartikan sebagai kelompok yang

mengindentifikasikan sendiri dari catatan yang yang saling terkait dan

menggambarkan dari data yang disebut sistem katalog[6]. Tujuan utama dari

sistem basis data adalah agar pemakai dapat menyusun suatu pandangan abstraksi

dari data. Sistem tentang teknis yang sesungguhnya bagaimana data bisa disimpan

10

dan dikontrol seperti disembunyikan kerumitannya dan diungkapkan berupa

bahasa dan gambar yang dapat dipahami orang awam. Pemakai dapat

dikelompokkan atas tiga tingkatan abstraksi saat memandang basis data,

diantaranya [7]:

1. Level phisik. Level abstraksi paling rendah, bagaimana data disimpan dalam

kondisi sebenarnya. Level ini paling rumit, struktur data terendah

digambarkan pada level ini.

2. Peringkat konseptual. Level data lebih tinggi daripada phisik,

menggambarkan data apa yang disimpan dalam basis data dan hubungan

relasi yang terjadi antar data. Level ini mencakup keseluruhan basis data.

User tidak perlu lagi mempedulikan kerumitan pada level phisik.

Penggambaran pada level ini dapat menggunakan kotak, garis dan keterangan

lainnya.

3. Level pandangan pemakai (view level). Level ini adalah peringkat tertinggi

dalam abstraksi. Level ini menggambarkan satu bagian dari seluruh basis

data. Hal ini dikarenakan beberapa pemakai/user tidak membutuhkan seluruh

isi basis data. Level ini merupakan level yang sangat dekat dengan pemakai.

2.4.1 Structure Query Language (SQL)

SQL (Structured Query Language) adalah bahasa permintaan yang menempel atau

melekat pada satu database. American National Standard Institute ( ANSI )

merupakan asosiasi yang berisi beberapa aturan standar pada SQL yang

11

digunakan untuk melakukan manajemen data dalam RDBMS ( Relational

Database Management System ), diantaranya Oracle, MySQL, dan sebagainya.

Perintah ini dikelompokkan menjadi tiga macam sub perintah, yaitu:

1. Data Manipulating Language ( DML ) merupakan sub bahasa SQL yang

digunakan untuk memanipulasi data pada database yang telah dibuat. Perintah

yang digunakan diantaranya : insert, select, update,dan delete

2. Data Definition Language ( DDL ) merupakan sub bahasa SQL yang

digunakan untuk membangun kerangka database. Ada tiga perintah

didalamnya,yaitu : Create, Alter, dan Drop

3. Data Control Language ( DCL ) merupakan sub bahasa SQL untuk mengontrol

data dan server database-nya. Perintah DCL, diantaranya : Grand, Revoke[8]

2.5 Rekayasa Perangkat Lunak

Rekayasa perangkat lunak (RPL atau Software Engineering) merupakan satu

bidang profesi yang mendalami bagaimana cara melakukan pengembangan

terhadap perangkat lunak termasuk didalamnya pembuatan, pemeliharaan,

manajemen organisasi pengembangan perangkat lunak dan sebagainya[9].

2.5.1 Modified Waterfall Model

Modified Waterfall adalah salah satu dari beberapa model pada rekayasa

perangkat lunak. Bentuk diagramnya adalah sebagai berikut[10]:

12

Gambar 2.1. Model Modified Waterfall[10]

Pada model di atas (Gambar 2.1.) menunjukkan bahwasanya model modified

waterfall memiliki lima tahap utama, yaitu requirements analysis, design, coding,

testing dan maintenance. Setiap tahap dilakukan secara berurutan sesuai dengan

panah kebawah dan dapat melakukan feedback ke tahap sebelumnya sesuai

dengan panah ke atas pada model tersebut.

Fungsi setiap tahap dari model ini adalah :

1. Requirements Analysis / Analisa kebutuhan

Tahap ini menentukan sistem layanan, kendala dan tujuan yang diperoleh dari

konsultasi dengan pengguna sistem

2. Design / Perancangan

Tahap ini melakukan perancangan sistem sesuai dengan kebutuhan, baik

perangkat keras maupun perangkat lunak sistem, dengan membentuk

arsitektur sistem secara keseluruhan.

3. Coding / Implementasi

13

Selama tahap ini, desain perangkat lunak dan perangkat keras direalisasikan

sebagai unit program

4. Testing / Pengujian

Masing-masing unit program diintegrasikan dan diuji sebagai sistem yang

lengkap untuk memastikan bahwa tujuan sistem sudah terpenuhi

5. Maintenance / Pemeliharaan

Pemeliharaan dilakukan untuk mengoreksi kesalahan yang ditemukan,

meningkatkan pelaksanaan unit sistem dan meningkatkan layanan sistem[11].

2.6 Data Flow Diagram

Data Flow Diagram (DFD) adalah diagram alir data yang menggambarkan aliran

informasi dan transformasi yang diterapkan pada data ketika bergerak dari input

ke output. DFD juga dapat dipartisi menjadi beberapa tingkat yang mewakili

perincinan alur fungsi dari arus informasi. Terdapat empat simbol yang digunakan

DFD sesuai dengan gambar 2.2., diantaranya: proses, alur data, penyimpanan data

dan entitas. Berikut ini merupakan simbol DFD:

Gambar 2.2. Simbol DFD[12]

14

Berikut langkah-langkah dalam pembuatan DFD (Data Flow Diagram),

diantaranya :

1. Menggambar lingkaran untuk mempresentasikan proses yang akan

didefinisikan

2. Memastikan masukan yang dibutuhkan oleh proses.

3. Menentukan keluaran dari proses

4. Membangun sistem dengan dilengkapi oleh komponen lain, yaitu data store

dan entitas

5. Memberi nama dan nomor pada setiap proses yang dilakukan[13]

Simbol data store harus terkoneksi dengan suatu proses yang dihubungkan

melalui alur data. Setiap entitas harus terhubung dengan proses dan tidak boleh

terhubung langsung dengan entitas lain atau penyimpanan data.

2.7 Gammu

Gammu merupakan sebuah perangkat lunak yang bertujuan untuk membantu para

programmer dalam membuat aplikasi pada sebuah sistem dan dapat menggunakan

semua fungsi yang ada pada telepon seluler. Perangkat lunak gammu dapat

mengirimkan beberapa fitur ke basis data file sistem, seperti SMS masuk, SMS

keluar, daftar panggilan, daftar phonebook, kalender dan MMS. Pada penelitian

ini penulis menggunakan gammu sebagai media perantara untuk parsing,

mengirim dan memasukkan data gradien temperatur yang didapat ke dalam basis

data pada sistem sehingga data dapat diolah dan ditampilkan dalam sebuah grafik.

15

Terdapat dua proses yang dilakukan oleh Gammu, diantaranya :

1. Gammu sebagai aplikasi dan proses Daemon

Proses ini akan bekerja pada saat perintah gammu dieksekusi pada shell

disertai dengan perintah sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Contoh

pemanfaatan gammu sebagai aplikasi adalah ketika membangun Gammu

SMS Daemon

Gammu SMS Daemon merupakan kode pemrograman dimana gammu akan

melakukan pengecekan secara berkala terhadap modem GSM untuk

mengetahui ada tidaknya SMS yang diterima, jika ada maka SMS akan

otomatis tersimpan dalam basis data, seperti MSQL dan PostgreSQL. Selain

itu, Gammu juga dapat melakukan pengiriman SMS dan dapat mengelola

SMS dalam jumlah besar serta mengolahnya secara otomatis.

Terdapat beberapa fitur pada gammu, diantaranya : gammu-smsd-inject yang

berfungsi sebagai alat untuk membantu membuat teks yang panjang dan

gammu-smsd-monitor untuk mengawasi dan mengontrol status SMS Daemon

atau telepon. Selain itu, terdapat pula Kalkun frontend dengan gammu yang

berfungsi sebagai mesin SMS sehingga dapat menerima dan mengirim SMS

dari modem / ponsel.

2. LibGammu

LibGammu merupakan perpustakaan yang terdapat pada perangkat lunak

Gammu yang menyediakan fitur telepon sehingga dapat terkoneksi dengan

16

jenis ponsel dari berbagai vendor yang berbeda. LibGammu memiliki standar

Application Programming Interface ( API ) untuk mengakses berbagai fungsi

yang ada pada modem/handphone.

Beberapa fungsi yang ditangani oleh API pada LibGammu diantaranya :

Inisialisasi, penanganan dan penggunaan daftar panggilan

Pengambilan,backup dan mengirim SMS

MMS pencarian

Daftar phonebook, impor dan ekspor

Kalender dan daftar tugas, impor dan ekspor

Pengumpulan data telepon dan jaringan informasinya

Akses telepon ke sistem

Relasi sistem dan Gammu terletak pada SMS Daemon, SMS yang masuk dan

keluar akan otomatis tersimpan pada basis data. Berikut perintah gammu SMS

Daemon

1. –i -install-service

Install SMSD sebagai windows service

2. –s -start-service

Memulai SMSD windows service

3. –u –uninstall-service

Uninstall SMSD windows service

4. –k –stop-service

Menghentikan SMSD windows service

17

5. –h –help

Fitur bantuan windows service [14]

2.8 Penelitian Terdahulu

2.8.1 Data Logger Sensor Suhu Berbasis Mikrokontroller ATmega 8535

dengan PC sebagai Tampilan

Penelitian yang dilakukan oleh Noveri dan Edy bertujuan untuk mengetahui

prinsip kerja dari data logger sensor suhu berbasis mikrokontroller Atmega 8535

dengan PC sebagai tampilan [15].

Gambar 2.3. Diagram Blok Alat Penelitian “ Data Logger Sensor Suhu Berbasis

Mikrokontroller ATmega 8535 dengan PC sebagai Tampilan ”

Pada diagram blok diatas (Gambar 2.3) terlihat bahwasanya Noveri dan Edy

menggunakan pengukuran suhu dengan menggunakan sensor suhu DS162.

Pengukuran oleh sensor akan diproses dalam Mikrokontroller Atmega 8535 dan

dikirimkan melalui komunikasi serial RS-232 menuju komputer untuk disimpan

pada PC. Hasil pengukuran akan ditampilkan pada layar monitor dalam bentuk

grafik dan tabel serta disimpan dalam harddisk.

18

Adapun hasil penelitian yang dihasilkan adalah sebagai berikut.

Tabel 2.1. Persentase Error Sensor Suhu DS1621

Dari tabel diatas (Tabel 2.1.) didapat rata-rata error 2,03% dikarenakan tingkat

akurasi sensor termokopel lebih baik daripada sensor DS1621. Dengan rata-rata

error 2,03%, sensor DS1621 masih bisa dikatakan layak untuk digunakan sebagai

alat mengukur suhu.

Penulis mencoba untuk mengembangkan penelitian ini dengan menggunakan

Single Board Computer BCM2835 dan modem agar monitoring dapat dilakukan

pada jarak yang jauh.

2.8.2 Pengukuran Suhu Permukaan Lahan Untuk Prediksi Letusan Gunung

Api

Heru Noviar, dkk. menjelaskan bahwa pengukuran suhu permukaan lahan gunung

api perlu dilakukan untuk memprediksi letusan gunung api sehingga pihak

pengelola dapat mengambil keputusan sebagai antisipasi untuk mengurangi

19

terjadinya kerugian yang diakibatkan bencana gunung api. Berikut metode yang

dilakukan oleh Heru Noviar, dkk[2].

Gambar 2.4. Diagram Alir Penelitian “ Pengukuran Suhu Permukaan Lahan

untuk Prediksi Letusan Gunung Api ”

Pada gambar diagram alir diatas (Gambar 2.4) terlihat bahwasanya Heru Noviar,

dkk. menggunakan dan mengeksplorasi penggunaan kanal-kanal citra NOAA

(National Oceanic and Atmospheric Administration) melalui algoritma suhu

permukaan lahan guna mengamati pola perubahan temperatur kawah gunung api.

Hasil yang dicapai Heru Noviar, dkk. dalam pembuatan penelitian ini adalah suhu

harian permukaan lahan kawah Sangeangapi pada Bulan Mei tahun 2002 yang

berasal dari data NOAA.

20

Gambar 2.5. Grafik Suhu Harian Permukaan Lahan

Kawah Sangeangapi Bulan Mei Tahun 2002

Dari data hasil penelitian (Gambar 2.5) didapatkan grafik pola perubahan

temperatur, hanya saja terdapat data kosong untuk beberapa hari dikarenakan

rekaman data rusak atau tidak direkam serta tidak terpantau dikarenakan awan

tebal.

Tabel 2.2. Tabel Perbandingan Penelitian Penulis dengan Penelitian Pendahulu

TABEL PERBANDINGAN

Heru Noviar,

Wikanti

Asriningrum,

Marani Hartuti,

Yon Rijono

Noveri Lysbetti

Marpaung dan

Edy Ervianto

Skripsi Penulis

Judul Pengukuran

Suhu

Permukaan

Lahan untuk

Prediksi

Letusan

Gunung Api

Data Logger

Sensor Suhu

Berbasis

Mikrokontroler

ATmega 8535

dengan PC

sebagai

Tampilan

Rancang Bangun

Sistem Monitoring

Gradien Temperatur

Pada Area Gunung

Anak Krakatau

Berbasis Single

Board Computer

BCM2835

Alat yang

digunakan

NOAA (

National

Oceanic and

Atmospheric

Administration )

Mikrokontroller

Atmega 8535,

Sensor Suhu

DS1621

Single Board

Computer

BCM2835,

DS18B20

Tampilan

grafik pada PC

Tidak ada Ada Ada

21

Jarak

monitoring

Jauh Dekat Jauh

Program Tidak ada C, Visual Basic

6.0

Python, MySQL

Notifikasi

SMS

Tidak ada Tidak ada Ada

Tabel diatas (Tabel 2.2.) memperlihatkan perbedaan antara penelitian yang

dilakukan penulis dengan dua penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan

penelitian penulis. Sistem menggunakan Single Board Computer BCM2835 dan

sensor temperatur DS18B20. Hasil monitoring ditampilkan berupa grafik pada PC

berbasis web dengan menggunakan bahasa pemrograman python dan MySQL.

Kelebihan penelitian ini adalah monitoring dapat dilakukan pada jarak yang jauh,

proses monitoring tidak dipengaruhi oleh kondisi awan dan terdapat notifikasi

SMS (jika sensor tidak terbaca dan temperatur melebihi batas normal).

III. METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian

Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :

1. Merumuskan masalah. Menemukan masalah dan mengumpulkannya dalam

sebuah draft rumusan masalah

2. Melakukan studi literatur. Mencari literatur-literatur yang berkaitan dengan

penelitian sebagai rujukan dasar teori.

3. Merancang pengembangan sistem. Melakukan perancangan terhadap

perangkat keras dan lunak sesuai dengan model modified waterfall. Adapun

tahapan-tahapan dari model modified waterfall adalah:

a. Analisa Kebutuhan. Melakukan analisa kebutuhan sistem monitoring

gradien temperatur tanah berbasis Single Board Computer BCM2835

pada area Gunung Anak Krakatau, serta menyiapkan perangkat keras

dan lunak yang dibutuhkan

b. Perancangan. Merancang perangkat keras dan lunak sistem

monitoring gradien temperatur tanah sesuai dengan hasil dari analisa

kebutuhan.

23

c. Implementasi. Mengimplementasikan perangkat keras dan lunak pada

sisi pengirim dan penerima data gradien temperatur tanah berbasis

Single Board Computer BCM2835.

d. Pengujian. Sistem monitoring gradien temperatur tanah berbasis

Single Board Computer BCM2835 diujikan pada area Gunung Anak

Krakatau

e. Pemeliharaan. Melakukan pemeliharaan pada sistem monitoring

gradien temperatur tanah berbasis Single Board Computer BCM2835

pada Area Gunung Anak Krakatau

4. Menyimpulkan hasil penelitian dan memberikan saran terhadap penelitian

yang dilakukan selanjutnya.

Adapun diagram alir dari tahapan-tahapan penelitian yang dilakukan penulis

adalah sebagai berikut :

24

Gambar 3.1. Tahapan Penelitian

3.2 Studi Literatur

Melakukan studi literatur yang berkaitan dengan penelitian sebagai rujukan teori

dasar, diantaranya mengenai Single Board Computer BCM2835, basis data, SMS

25

gateway, sensor temperatur DS18B20, Gammu, penelitian-penelitian sebelumnya

yang berkaitan dengan penelitian ini, dan sebagainya.

3.3 Perancangan Pengembangan Sistem

Pada tahap ini dilakukan perancangan sesuai dengan metode rekayasa perangkat

lunak berdasarkan model modified waterfall. Penulis memilih model ini

dikarenakan sistem pada suatu tahapan dari modified waterfall dapat diperbaiki

tanpa harus menyelesaikan seluruh tahapan terlebih dahulu. Berikut adalah

penyajian sederhana dari model modified waterfall[10] :

Gambar 3.2 Penyajian Sederhana Model Modified Waterfall

3.3.1 Requirements Analysis / Analisa Kebutuhan

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan kebutuhan sistem yang disesuaikan dengan

tujuan yang akan dicapai pada penelitan ini. Berbagai kebutuhan yang

dikumpulkan berdasarkan kepada wawancara terhadap pengelola Gunung Anak

26

Krakatau tentang kebutuhan pengukuran gradien temperatur tanah dan jenis

pengiriman data yang dapat digunakan di area Gunung Anak Krakatau.

Beberapa kebutuhan yang harus disediakan untuk sistem ini, diantaranya :

Kebutuhan Perangkat Keras

1. Satu unit Solarcell

2. Satu unit Controller charge solarcell

3. Satu unit aki

4. Satu unit DC step down regulator

5. Dua unit modem GSM

6. Satu unit RTC tipe DS3231

7. Satu unit Single Board Computer BCM2835, yaitu Raspberry Pi tipe B+

8. Tiga unit sensor temperatur waterproof DS18B20

9. Satu unit resistor

10. Satu unit cooler

11. Dua unit kartu SIM GSM dengan provider Indosat

12. Satu unit laptop

13. Satu unit handphone SPC dual SIM

Kebutuhan Perangkat Lunak

1. Mysql

2. Python 2.7

3. Gammu

4. Image ISO RaspbianOS Jessie Lite

5. Image ISO Windows 7

27

6. Software XAMPP

7. Software Notepad++

8. Software Mozilla Firefox

3.3.2 Design / Perancangan

3.3.2.1 Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras terdiri dari dua, yaitu:

Pengirim Data

Pada pengirim data terdapat Single Board BCM2835 yang terhubung dengan

modem GSM pada port USB, cooler pada GPIO, RTC pada GIOP dan tiga buah

sensor suhu DS18B20 ( ditanamkan pada kedalaman 30 cm, 60 cm dan 90 cm)

pada GPIO. Untuk sumber listrik Single Board BCM2835 didapat dari solarcell

yang terhubung dengan aki, Controller charge solarcell dan DC step down

regulator

Penerima Data

Pada perancangan perangkat keras penerima data, terdapat modem GSM yang

dihubungkan pada port USB di laptop.

3.3.2.2 Perancangan Perangkat Lunak

Pada tahap ini dilakukan perancangan konseptual yang meliputi:

1. Context Diagram

28

Context diagram merupakan DFD level 0 yang berguna untuk menampilkan

hubungan antara entitas dan sistem informasi. Entitas yang ditampilkan pada

sistem ini adalah pengelola, user, Single Board BCM2835 dan DS18B20.

2. Data Flow Diagram

DFD berfungsi untuk menampilkan aliran data pada setiap proses yang

berada pada entitas. Terdapat beberapa level DFD yang digunakan pada

penelitian ini, yaitu DFD level 1 dan DFD level 2.

3. Perancangan Database

Perancangan database pada penelitian ini menggunakan software MySQL.

3.3.3 Coding / Implementasi

3.3.3.1 Implementasi pada Pengirim Data

Implementasi sistem pada perangkat pengirim data terdiri dari beberapa tahapan,

diantaranya:

1. Melakukan instalasi Image Raspbian Jessie Lite

Raspbian Jessie Lite merupakan sistem operasi pada Raspberry Pi dengan

minimal image berdasarkan Debian “Jessie”. Dibutuhkan software Win32

Disk Manager untuk instalasi Image Raspbian Jessie Lite. Software ini

berjalan pada sistem operasi Windows dan berfungsi untuk memasukkan

image Raspbian Jessie Lite ke dalam micro SD Card. Setelah memasukkan

image ke dalam micro SD Card, micro SD Card dipindahkan ke perangkat

Single Board BCM2835. Kemudian Single Board Computer BCM2835

dihidupkan.

29

2. Melakukan konfigurasi Single Board Computer BCM2835

Sebelum melakukan konfigurasi Single Board BCM2835, terlebih dahulu

melakukan koneksi terhadap internet. Kemudian melakukan update dan

upgrade paket-paket yang ada pada Single Board BCM2835. Setelah

melakukan update dan upgrade, selanjutnya memasang paket yang

dibutuhkan Single Board Computer BCM2835, diantaranya mysql-server

python-mysqldb.

3. Melakukan instalasi RTC DS3231

RTC diperlukan pada sistem ini untuk menyimpan waktu dan tanggal agar

tidak berubah pada saat Single Board Computer BCM2835 tidak dihidupkan.

4. Membuat tabel database

5. Melakukan instalasi SMS Gateway

Service yang digunakan penulis untuk SMS Gateway adalah Gammu.

Gammu berfungsi untuk mengirimkan SMS secara otomatis saat data masuk

ke database melalui modem GSM.

6. Membuat script program pada Single Board BCM2835

Pada Single Board Computer BCM2835 akan dijalankan script untuk

mengukur temperatur pada kedalaman 30 cm, 60 cm, dan 90 cm dan

memasukkannya ke database setiap 30 menit. Bahasa pemrograman yang

digunakan adalah python dan SQL.

7. Melakukan kalibrasi sensor temperatur DS18B20

Membandingkan hasil pengukuran suhu sensor temperatur DS18B20 dengan

alat Environment Meter Krisbow KW0600291

8. Menghitung daya yang dibutuhkan alat

30

Perhitungan dilakukan dengan cara mengukur arus pada kabel dari sumber 5

V DC ke Single Board Computer BCM2835. Kemudian arus dikalikan 5 V

sehingga didapatkan daya yang dibutuhkan alat.

9. Menghitung WP pada solarcell dan daya pada aki

Perhitungan WP pada solarcell dan daya pada aki dilakukan berdasarkan

daya yang dibutuhkan alat agar alat berjalan 24 jam nonstop.

10. Melakukan pengukuran dan pengiriman data di Gunung Anak Krakatau

3.3.3.2 Implementasi pada Perangkat Penerima Data

Implementasi sistem pada perangkat pengirim data terdiri dari beberapa tahapan,

diantaranya:

1. Instalasi Windows 7 pada laptop

Image Windows 7 dimasukkan terlebih dahulu ke Flashdisk dengen

menggunakan software Windows 7 USB/DVD Download tool. Setelah itu

dipasang di laptop yang akan digunakan sebagai penampil grafik data

berbasis web.

2. Memasang Software Xampp

Xampp berfungsi sebagai aplikasi yang digunakan untuk mengembangkan

web berbasis MySQL dan PHP.

3. Membuat tabel database

4. Memasang Software Notepad++

Aplikasi ini berfungsi sebagai editor pemrograman, diantaranya HTML, PHP

dan JavaScript.

5. Membuat script program

31

Script yang dihasilkan berfungsi untuk mem-parsing data yang diterima

kemudian menampilkannya dalam bentuk grafik di web. Bahasa

pemrograman yang digunakan SQL, PHP dan javascript.

6. Melakukan instalasi SMS Gateway

Service yang digunakan penulis untuk SMS Gateway adalah Gammu. Service

ini berfungsi untuk menerima data berupa SMS melalui modem GSM.

3.3.4 Testing / Pengujian

Tahap pengujian dilakukan setelah tahap implementasi berhasil dilakukan.

Pengujian dilakukan pada sistem monitoring gradien temperatur tanah area

Gunung Anak Krakatau berbasis Single Board BCM2835.

Pengujian fungsional akan dilakukan sesuai dengan kebutuhan yang dilakukan

oleh penulis dan pihak lain sebagai user dan admin. Adapun list pengujian yang

akan dilakukan adalah :

Tabel 3.1. Lembar Pengujian

Lembar Pengujian

No Kondisi

yang Diuji

Langkah

Pengujian

Spesifikasi

Masukan

Hasil yang

Diharapkan

Sukses/

Gagal

(√/x)

User

Sasaran Pegujian : Halaman Web

1 Halaman

Utama User

Mengakses

Halaman

Utama User

http://localho

st/krakatau/us

er.html

1. Menampilkan

Grafik

Temperatur

secara Realtime

2. Menampilkan

Grafik Gradien

Temperatur

secara Realtime

32

Pengelola

Sasaran Pegujian : Halaman Web

1 Halaman

Pengelola

Mengakses

Halaman

Pengelola

http://localho

st/krakatau/p

engelola.html

1. Menampilkan

Grafik

Temperatur

2. Menampilkan

Grafik Gradien

Temperatur

3. Menampilkan

Grafik

Performance

Sasaran Pengujian : Notifikasi Sms Sensor Tidak Terbaca

1 Pengiriman

Notifikasi

Via SMS

Pengiriman

SMS secara

Otomatis

saat Sensor

Tidak

Terbaca

Nomor

Ponsel

Pengelola

Pengelola Menerima

SMS Saat Sensor

Tidak Terbaca

Sasaran Pengujian : Notifikasi SMS Temperatur Maksimal

1 Pengiriman

Notifikasi

Via SMS

Pengiriman

SMS secara

Otomatis

saat

Temperatur

Melebihi

Batas

Maksimal

Nomor

Ponsel

Pengelola

Pengelola Menerima

SMS saat

Temperatur Melebihi

Batas Maksimal

Sasaran Pengujian : Pengubahan Nilai Maksimal Temperatur

1 Perubahan

Nilai

Maksimal

Temperatur

Mengakses

Laptop

1. Database

receiver

Notifikasi SMS

Temperatur Sesuai

Dengan yang

Dimasukkan

2. Masukan

Nilai

Sasaran Pengujian : Pengubahan Interval Pengukuran dan Pengiriman Data

1. Pengubahan

Interval

Waktu

Mengakses

Single

Board

Computer

BCM2835

1. grafik.py Pengukuran Gradien

Temperatur

Dilakukan Sesuai

Dengan yang

Dimasukkan

2. Masukan

Interval

3.3.5 Maintenance / Pemeliharaan

Tahapan ini adalah tahapan terakhir yang dilakukan pada model modified

waterfall. Jenis pemeliharaan yang dilakukan penulis adalah corrective

33

maintenance, yaitu pemeliharaan dilakukan ketika didapatkan kesalahan-

kesalahan setelah sistem sudah bekerja

3.4 Kesimpulan dan Saran

Pembahasan dan hasil penelitian yang dilakukan penulis dirangkum dalam

kesimpulan dan rekomendasi yang diusulkan penulis untuk pengembangan dari

penelitian ini dituliskan dalam saran

3.5 Waktu dan Tempat Penelitian

Adapun waktu dan tempat penelitian yang dilakukan penulis adalah sebagai

berikut :

1. Waktu : 1 Juli 2016 – 22 September 2016

Tempat : Laboratorium Teknik Komputer, Laboratorium Terpadu

Teknik Elektro, Universitas Lampung

2. Waktu : 23 September – 2 Oktober 2016

Tempat : Kawasan Konservasi Gunung Anak Krakatau, Lampung

Selatan

3.6 Jadwal Penelitian

Tabel 3.2. Tabel Jadwal Penelitian

Kegiatan Juli Agustus September Oktober November Desember Januari

Studi

Literatur

Perancangan

Perangkat

Keras

34

Perancangan

Sistem

Instalasi

Sistem

Seminar Usul

Pengujian

Sistem

Hasil dan

Pembahasan

Seminar Hasil

Perbaikan

Komprehensif

BAB V

KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil yang telah dicapai dalam tugas akhir ini, terdapat beberapa kesimpulan :

1. Perancangan sistem dibagi menjadi dua bagian, yaitu : perancangan perangkat keras

dan perancangan perangkat lunak menggunakan penerapan rekayasa perangkat lunak

dengan model modified waterfall

2. Kinerja sistem kurang maksimal saat diimplementasikan di Gunung Anak Krakatau

dikarenakan Modem Wavecom M1306B tidak dapat memanfaatkan kondisi sinyal di

Gunung Anak Krakatau

3. Sistem mampu menjalankan fungsinya dengan estimasi data yang masuk ke database

selama satu tahun pada Single Board Computer BCM2835 (pengirim data) adalah

8,05664 MB dan pada laptop (penerima data) adalah 8,30957 MB.

4. Temperatur di dekat pos dan seismograf di Gunung Anak Krakatau pada kedalaman

30, 60 dan 90 cm berkisar antara 25-32 0C sehingga temperatur dapat digolongkan

rendah (dikarenakan <90 0C), serta temperatur pada kedalaman terdalam memiliki

temperatur terbesar dan pengukuran temperatur pada kedalaman terdangkal memiliki

temperatur terkecil.

86

5.2. Saran

Berdasarkan dari pengalaman penulis dalam tugas akhir ini terdapat beberapa saran,

diantaranya :

1. Menggunakan antena penangkap sinyal GSM di Gunung Anak Krakatau atau antena

point to point antara penerima dan pengirim data agar pengiriman data dapat bekerja

dengan baik

2. Penambahan sensor CO dan H2S dilakukan agar informasi yang didapat tentang

perkembangan Gunung Anak Krakatau semakin banyak sehingga lebih akurat dalam

memprediksi letusan gunung

3. Memperdalam kedalaman pengambilan data temperatur agar data tidak terpengaruh

oleh kondisi permukaan tanah

DAFTAR PUSTAKA

[1] I. S. Sutawidjaja, “Pertumbuhan gunung api anak krakatau setelah letusan

katastrofis 1883,” Jurnal Geologi Indonesia, vol.1,pp.143-153,September

2006

[2] H. Noviar, W. Asriningrum, M. Hartuti, and Y. Rijono, “Pengukuran suhu

permukaan lahan untuk prediksi letusan gunung api,” Jumac, vol.3,pp.26-

35, Juni 2006

[3] Anonim. (2016). Kamus Besar Bahasa Indonesia[Online]. Available:

http://kbbi.web.id.

[4] A. Kurniawan, “Monitoring besaran listrik dari jarak jauh pada jaringan

listrik 3 fasa berbasis single board computer BCM2835,” Skripsi,

Universitas Lampung, 2015, pp.17-18

[5] N. Akhyar, “Rancang bangun alat penstabil suhu minyak kelapa sawit

berbasis mikrokontroller atmega 8,” Skripsi, Universitas Sumatera Utara,

2014

[6] Meyliana, “Pengaruh keyakinan diri terhadap transaksi online, kepercayaan

konsumen, dan pengurangan ketidakpastian pada implementasi e-

commerce,” Skripsi, Universitas Binus, 2012, p.10

[7] H. Kristanto, “Konsep database management system,” in Konsep &

perancangan database, 2nd ed., Yogyakarta: Andi, 1994, pp.8-9

[8] B. Nugroho, “Mengenal bahasa sql,” in Panduan lengkap menguasai

perintah sql, Jakarta: mediakita, 2008, pp. 5-6

[9] J. Simarmata, “Pengantar rekayasa perangkat lunak,” in Rekayasa perangkat

lunak, Ed. I, Yogyakarta: Andi, 2010, p.10

[10] J. Xiong, “The popular lifecycle/process models with existing software

engineering paradigm,” in New software engineering paradigm based on

complexity science, New York: Springer, 2011, p.33

[11] I. Sommerville, “Introduction to software engineering,” in Software

engineering, Boston: Pearson, 9th ed., 2011, p.30

[12] A. A. Puntambekar, “Data modelling”, in Software engineering, Pune:

Technical Publications, 3rd ed., 2009, p.38

[13] A. M. Langer, “Process-based tools” in Analysis and Design of Information

Systems, New York: Springer, 3rd ed., 2008, p.53

[14] A. Asri, 2014. “Aplikasi pengolahan jadwal meeting berbasis sms gateway,”

Skripsi, Universitas Widyatama Bandung, 2014, pp. II-1 – II-4

[15] N. L. Marpaung, and E. Ervianto ,“Data logger sensor suhu berbasis

mikrokontroler atmega 8535 dengan pc sebagai tampilan,” Jurnal Ilmiah

Elite Elektro, vol. 3, pp.37-42, Maret 2012

[16] Anonim. (2016). DS18B20 programmable resolution 1-wire digital

thermometer[Online]. Available: http://cdn.sparkfun.com/datasheets/

Sensors/Temp/DS18B20.pdf

[17] Anonim. (2016). DS3231 extremely accurate I2C-integrated

RTC/TCXO/crystal[Online]. Available: https://web.wpi.edu/Pubs/E-project/

Available/E-project-010908-124414/unrestricted/DS3231-DS3231S.pdf

[18] L. J. P. Muffler ,“Geothermal Resource Assessment,” U.S. Geological

Survey, 1978, pp.3-8

[19] A. B. Putranto, B. Imbang, and B. Nurdiyanto ,“Aplikasi sensor SHT11

pada pengukuran suhu tanah,” Jurnal Meteorologi dan Geofisika, vol.10, pp.

66-72, 2009

[20] Tomy , “Mendapatkan ukuran dari seluruh database pada MySQL” in Tip

dan trik profesional MySQL 5, Jakarta: Elex media komputindo, Maret

2008, p.83