Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur

7/22/2019 Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur

1/13

MEKATRONIKA 1

APLIKASI MONITORING KELEMBABAN DAN TEMPERATUR

MELALUI SISTEM JAVA REMOTE LABORATORY BERBASIS

INTERNET

Kebutuhan sistem monitoring jarak jauh semakin meningkat sejalan dengan

perkembangan teknologi yang semakin luas dan cepat. Perkembangan komputer pada saat ini

telah memungkinkan untuk melakukan kegiatan pengukuran dan pengamatan jarak jauh melalui

internet secara real time.

Publikasi tentang kemudahan World Wide Web (WWW) dan luasnya informasi yang

dapat digali menyebabkan banyak pihak tertarik untuk memanfaatkannya sebagai media kendali

jarak jauh. Media kendali jarak jauh yang banyak dikembangkan saat ini seperti remote

SCADA[2], mikrokontroler, virtual remote laboratory, virtual class room, dan sebagainya.

Keterbatasan aplikasi internet untuk sistem remote laboratory yang telah ada pada saat ini

dijadikan pertimbangan dan motivasi dalam pengembangan dan perancangan sistem yang akan

diteliti lebih lanjut.

Pada tulisan ini akan dibahas mengenai arsitektur rancangan remote laboratory, sensor

SHT11 yang digunakan untuk memonitor kelembaban dan temperatur dan visualisasi WWW

sistem remote laboratory pada web browser yang dikembangkan dengan menggunakan Java

Server Pages (JSP) sehingga tampilannya lebih interaktif dan dinamis. Pengguna diharapkan

mampu melakukan kontrol hardware dan mendapatkan hasil monitoring yang dilakukan oleh

suatu hardware tersebut tanpa interaksi langsung dengan hardware.

Arsitektur sistem yang dikembangkan diklasifikasikan menjadi tiga buah komponen

utama yang saling berkomunikasi melalui media yang berbeda-beda, seperti yang diperlihatkan

pada Gambar 1. Client merupakan user pengguna layanan yang akan mengoperasikan suatu

model eksperimen secara remote melaui server. Server akan meneruskan setiap perintah yang

diberikan ke modul eksperimen. Output modul eksperimen berupa data data akan dikembalikan

ke client melaluiserver


2/13

MEKATRONIKA 2

Gambar 1. Arsitektur Remote Laboratory

Koneksi antara hardware penunjang sistem monitoring kelembaban dan temperatur

dengan client yang letaknya berjauhan diperlihatkan pada Gambar 2. User dapat melakukan

perubahan parameter, pengambilan data dan analisis melalui komputer. Proses tersebut dilakukan

dengan mengaktifkan web browser dan mengakses alamat server sistem monitoring. Secara

keseluruhan sistem terdiri atas sistem pengukuran (sensor dan aktuator), DAQ eksternal, PC

server dan koneksi internet. Perancangan sistem eksperimen kelembaban dan temperature

berbasis internet memerlukan integrasi yang baik antara sistem monitoring, interfacing DAQ dan

perangkat lunak web.

Gambar 2. Arsitektur Sistem Monitoring Kelembaban


3/13

MEKATRONIKA 3

Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras (hardware) meliputi desain modul eksperimen yang

digunakan pada system remote laboratory, interfacing DAQ dan relay sebagai pengontrol on/off

heater. Komponen hardwaredihubungkan satu dengan yang lainnya untuk menjalankan proses

monitoring seperti terlihat Gambar 3. Sistem monitoring kelembaban dan temperatur dilakukan

dengan menggunakan sensor SHT11 yang dilengkapi koreksi temperatur dalam satu chip[6].

Implementasi sensor SHT11 sebagai modul eksperimen monitoring kelembaban dan temperatur

diperlihatkan pada Gambar 4.

Gambar 3. Blok Diagram Sistem Monitor Keelembaban, Temperatur dan Pengendali Heater

Gambar 4. Model Monitoring Kelembaban dan Temperatur


4/13

MEKATRONIKA 4

Sensor SHT11 ditempatkan dalam wadah plastik yang tahan terhadap panas hingga 90C

dan tertutup sehingga terisolasi dengan udara luar. Wadah sensor tersebut dimasukkan ke dalam

air yang dipanaskan dengan menggunakan heater yang dihubungkan ke relay melalui digital I/O

interfacing DAQ. Panas yang dihasilkan oleh heater elektrik akan memberikan respon suhu

terhadap sensor kelembaban.

Data Acquisition (DAQ) yang digunakan pada penelitian adalah Labjack tipe U12.

Labjack U12 digunakan untuk mengontrol kondisi relay dan mengakuisisi data dari suatu

pengukuran besaran fisika ke PC melalui port USB. Koneksi antara interfacing DAQ dengan

SHT11 dan relay dapat dilihat pada Gambar 5.

Rangkaian relay pada Gambar 6 berfungsi sebagai saklar pengontrol on/off heater yang

dikendalikan secara remote. Kontrol dilakukan dengan menekan tombol Heater_ON atau

Heater_OFF padaPC browser. Permintaan client diteruskan kePC server yang akan merespon

balik permintan tersebut melalui interfacingDAQ.

Gambar 5. Koneksi SHT11 dan Relay Pada DAQ.


5/13

MEKATRONIKA 5

Gambar 6. Rangkaian Relay Sebagai Saklar Heater

Perancangan Perangkat Lunak Web

Data aliran diagram sistem eksperimen kelembaban melibatkan 4 entiti luar yaitu user,

database, sensor kelembaban, sensor temperatur dan heater seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 7. Sensor SHT11 akan memberikan input kelembaban (%RH) dan temperatur (0C). User

memberikan input nama dan password saat proses login atau registrasi. Database user

menyimpan nama, password, alamat, profesi dan status online user yang telah terdaftar.

Sedangkan database SHT11 menyimpan output user yang melakukan eksperimen, data%RH dan

temperatur (0C) yang terukur oleh sensor SHT11 serta kondisi heater. Entiti sebagai output yaitu

heater yang akan menaikkan dan menurunkan temperatur air.

Praktikan/user yang telah diberikan hak akses dapat melakukan pengaturan parameter

dengan menekan tombol Heater_ON atau Heater_OFF. Kondisi heater dikontrol melalui

digital I/O pada DAQ Labjack U12 yang akan memberikan output tegangan pada relay untuk

menyalakan atau mematikan heater. Sistem akuisisi data Labjack U12 membaca input

temperatur dan RH dari sensor SHT11 dan melakukan konversi data analog ke digital sehingga

nilainya dapat dilihat melalui komputer saat user menekan tombol Get_RH&T. Hasil

eksperimen dan kondisi pengaturan parameter yang telah dilakukan praktikan secara visualisasi


6/13

MEKATRONIKA 6

dapat dilihat melalui komputer client pada web browser dengan GUI yang dirancang

menggunakan JSP. Keseluruhan proses secara detail ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 7. DAD Pada Remote Laboratory


7/13

MEKATRONIKA 7

Gambar 8. Detail DAD Pada Modul Eksperimen

Serangkaian pengujian dilakukan secara keseluruhan untuk melihat sistem remote

laboratory yaitu pada sistem pengukur kelembaban dan temperatur, komunikasi antara server

dengan hardware dan interaksi web dengan pengguna.

Pengujian sistem pengukur kelembaban dan temperatur dengan mengaplikasikan sensor

SHT11 menggunakan aplikasi Java Frame (Gambar 9) pada lokal server (tidak remote).

Pengujian ini dilakukan untuk melihat kemampuan pemrograman Java berkomunikasi dengan

hardware yaitu sensor dan relay. Hasil pengujian diperoleh bahwa sensor mampu melakukan

pengukuran kelembaban dan temperatur, sedangkan relay dapat berfungsi sebagai saklar.


8/13

MEKATRONIKA 8

PengujianJava remote laboratory dilakukan dengan mengoperasikan sistem eksperimen

secara remotemelalui web browser. Variasi pengujian meliputi variasi sistem operasi komputer

client seperti Linux dan Microsoft Window dan web browser berbeda-beda seperti Internet

Explorer, Mozilla Firefox, Netscape dan Opera. Tampilan awal yang muncul pada saat alamat

server remote laboratory diakses melalui web browser IE6 terlihat pada Gambar 10.

Gambar 9. Metode Pengujian Sensor Menggunakan Java Frame.

Gambar 10. Koneksi Browser Internet Explorer.


9/13

MEKATRONIKA 9

Client selanjutnya dapat memilih eksperimen yang akan dilakukan dengan meng-klik

icon pada frame sebelah kiri. Pada frame tersebut terdapat dua pilihan eksperimen, yaitu

kelembaban dan temperatur. Apabila icon kelembaban dipilih, maka halaman web akan berganti

seperti pada Gambar 11. Pada halaman tersebut terdapat visualisasi eksperimen monitoring

kelembaban, indikator heater dan tombol untuk melakukan proses pencuplikandata.

Gambar 11. Tampilan Humidity Page Untuk Pengontrolan Pada Website R-Lab.

Data-data eksperimen monitoring kelembaban dapat dilihat pada bagian bawah halaman

eksperimen, seperti terlihat pada Gambar 12. User dapat mengambil data-data tersebut untuk

selanjutnya diolah dan dianalisis sesuai dengan kebutuhan eksperimen.


10/13

MEKATRONIKA 10

Gambar 12. Tampilan Humidity Page Untuk Melihat data Pengukuran Pada Website R-Lab.

Data yang diperoleh selama pengujian dilakukan dalam dua studi kasus yang berbeda

yaitu monitoring kelembaban udara dengan kondisi normal dalam chamber tertutup dan

monitoring kelembaban udara dengan kondisi chamber tertutup dengan lingkungan larutan

garam jenuh MgCl2. Proses ini dilakukan untuk menguji responsibilitas dan kapabilitas sensor

SHT11. Eksperimen kelembaban dan temperatur pada kasus pertama hanya dipengaruhi oleh

kondisi udara disekitar chamber dan perubahan temperatur air. Berdasarkan grafik pada Gambar

13 diketahui bahwa ketika temperatur naik kelembaban relatif turun dan sebaliknya. Eksperimen

kelembaban dan temperatur pada kasus kedua dipengaruhi oleh kondisi udara disekitar chamber

yang terdapat larutan garam MgCl2 jenuh dan perubahan temperatur air. Data yang diperoleh

pada eksperimen diolah dalam bentuk grafik pada Gambar 14.


11/13

MEKATRONIKA 11

Gambar 13. Hasil Pengujian T vs RH dalam Chamber Tertutup Dengan Udara Normal.

Gambar 14. Hasil Pengujian T vs RH dalam Chamber Tertutup Berisi MgCl2.

Berdasarkan grafik pada Gambar 14 terlihat bahwa saat penurunan temperatur air, data

yang diperoleh tidak stabil. Hal ini dikarenakan saat melakukan eksperimen penurunan

temperatur menggunakan batu es untuk mempercepat penurunan temperatur air. Perubahan

temperatur yang cepat tidak menyesuaikan dengan resposibilitas sensor SHT11 sehingga

sewaktu temperatur telah mengalami penurunan, kelembaban yang terbaca adalah data yangsebelumnya. Kemungkinan penyelesaian masalah ini adalah jika ingin mempercepat penurunan

temperatur menggunakan es maka dibutuhkan waktu respon yang cukup lama sehingga

pembacaan datakelembaban dari sensor SHT11 sesuai.


12/13

MEKATRONIKA 12

KESIMPULAN

Dari makalah diatas maka dapat saya simpulkan tentang Sistem eksperimen Java websebagai aplikasi pengukuran kelembaban dan temperatur secara remote telah bias digunakan.

Fitur-fitur sistem remote laboratory yang dirancang meliputi independen terhadap system operasi

komputer, multi web browser bagi client, fasilitas login untuk sekuritas sistem, fasilitas registrasi

bagi user/client yang belum terdaftar dan pengaturan parameter on/off heater oleh client. Sistem

remote laboratory berbasis internet telah diuji kapabilitas dan responsibilitasnya dengan

melakukan request dari sistem operasi seperti Linux dan Microsoft serta request dari koneksi

browser yang berbeda.


13/13

MEKATRONIKA 13

DAFTAR PUSTAKA

1. Adhi Harmoko S, Cuk Imawan, Haryo Prio Atmojo, Aplikasi Remote Laboratory untuke-Learning Berbasis Web Java dengan Studi Kasus Eksperimen PerambatanTemperatur, 3

rdKentingan Physics Forum,Surakarta, 2005

2. Hendra Kristian Sutanto, Pembuatan Sistem SCADA melalui Jaringan InternetMenggunakan Netscape sebagai Web Browser, UK Petra, 1997

3. Hadi Winardi, Led Moving Sign Menggunakan Mikrokontroller 80C31 yangDikendalikan Melalui Internet, UK Petra, 1999

4. Sam Hsu, Bassem Alhalabi, and Mohammad Ilyas, A Java-Based Remote Laboratoryfor DistanceLearning, Department of Computer Science and Engineering, Florida

Atlantic University, Boca Rton, FL33431

5. Murray Turoff, Designing a Virtual Classroom, International Conference on ComputerAssisted

6. Instruction (ICCAI),19957. Sensirion, The Sensor Company, SHT1X/SHT7X, Humidity and Temperature Sensor,

URL:http://www.sensirion.com/en/download/humiditysensor/SHT11

Documents

Makalah Aplikasi Sensor Monitoring Kelembaban Dan Temperatur