## RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR DAN SISTEM JARINGAN DATA CO
2 DI INDONESIA BERBASIS WEB
Asif Awaludin, Ginaldi Ari Nugroho, Chunaeni Latief, dan Afif Budiyono Peneliti Pusat Pemanfaatan Sains Atmosfer dan Iklim, LAPAN e-mail : asif_aw@yahoo.co.id

## ABSTRACT
A  web-based  CO 2 measurement  device  and  a  data  network system  in  Indonesia  which  consist of the CO 2 measurement  device,  the local data processor system, and the central data processor system has been  built.  The  CO 2 measurement  device  consist  of  the  GMM220  CO 2 sensor module from Vaisala and the data logger system. The data logger output  consists  of  location,  time,  date,  CO 2 concentration,  and  input voltage, which packed all up in one data form with RGPGHG as the data header. The data logger system store the data into SD Card memory and sends it to the local data processor system. The CO 2 Monitor Software in the  local  data  processor  system  processes  the  data  and  display  the graphical  data  which  shows  the  maximum,  minimum  and  average values  of  the  data,  and    also  sends  the  data  to  the  central  data processor system. The central data processor system displays data from several local data processor systems in the form of real time web-based graphical data and text, so the internet users can access and download its  data.  The  development  result  device  has  been  applicated  in Kototabang,  and  the  CO 2 measurement  device  has  been  connected  as well  to  the  central  data  processor  system  in  Bandung  via  the  internet network  to  perform  the  web-based  CO 2 data  network  system  in Indonesia.  According  to  the  data  stored  by  the  central  data  processor system  for  the  periode  of  1  -  26  March  2010,  it  shows  that  the  CO 2 concentration  in  Kototabang  have  an  average  of  403,5  ppm,  with  the maximum of 476,9 ppm and the minimum of 364,7 ppm. While the CO 2 concentration  in  Bandung  have  an  average  of  397,2  ppm,  with  the maximum of 502,5 ppm and the minimum of 325,3 ppm.
Key words: Data logger, CO 2 sensor, Web-based interface

## ABSTRAK
Telah  dibangun  alat  pengukur  dan  sistem  jaringan  data  CO 2 di Indonesia  berbasis  web  yang  terdiri  dari  alat  pengukur  CO 2 ,  sistem pemroses  data  lokal,  dan  sistem  pemroses  data  pusat.  Alat  pengukur CO 2 terdiri  dari  modul  sensor  CO 2 GMM220  Vaisala  dan  sistem  data logger.  Data  keluaran  alat  pengukur  CO 2 terdiri  dari  data  lokasi,  jam,
tanggal, konsentrasi CO 2 , dan tegangan masukan yang dikemas dalam satu format data dengan header data RGPGHG. Data tersebut disimpan oleh  sistem    data  logger  ke  dalam  memori  SD  Card  dan  dikirimkan  ke sistem  pemroses  data  lokal.  Software  CO 2 Monitor  pada  sistem pemroses data lokal kemudian memproses dan menampilkannya dalam bentuk grafik dan data maksimum, minimum, rata-rata serta dikirim ke sistem pemroses data pusat. Sistem pemroses data pusat menampilkan data dari beberapa sistem pemroses data lokal dalam bentuk grafik dan teks berbasis web secara real time sehingga dapat diakses dan diunduh datanya  oleh  pengguna  internet.  Alat  pengukur  hasil  rancang  bangun ini  telah  diaplikasikan  di  SPD  Kototabang,  dan  bersama  dengan  alat pengukur  CO 2 di  Bandung  telah  terhubung  ke  sistem  pemroses  data pusat  di  Bandung  membentuk  sistem  jaringan  data  CO 2 di  Indonesia berbasis  web.  Berdasarkan  data  yang  berhasil  disimpan  oleh  sistem pemroses  data  pusat  untuk  periode  1  –  26  Maret  2010  diketahui konsentrasi  CO 2 di  Kototabang  nilai  rata-ratanya  403,5  ppm,  nilai maksimumnya  476,9  ppm,  dan  nilai  minimumnya  364,7  ppm,  serta konsentrasi  CO 2 di  Bandung  nilai  rata-ratanya  397,2  ppm,  nilai maksimumnya 502,5 ppm, dan nilai minimumnya 325,3 ppm.
Kata kunci: Data logger, Sensor CO 2 , Antar muka web

## 1 PENDAHULUAN
CO 2 merupakan  salah  satu  gas  rumah  kaca  yang  apabila konsentrasinya  di  atmosfer  meningkat  akan  menyebabkan  kenaikan temperatur  udara  di  Bumi,  dan  selanjutnya menyebabkan  terjadinya perubahan  iklim  global.  Untuk  itu  sebagai  salah  satu  negara penyumbang  CO 2 terbesar  (Latief,  2008),  Indonesia  meratifikasi  United Nations    Framework  Convention  on  Climate  Change  (UNFCCC)  dengan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 6 tahun 1994.
Implementasinya  ditegaskan  kembali  melalui  sidang  Climate  Change pada bulan Desember 2007 di Bali yang menekankan penurunan emisi CO 2 mencapai 25% pada tahun 2020. Dalam rangka mendukung upaya pemerintah  tersebut,  LAPAN  melakukan  penelitian  gas  rumah  kaca,  di antaranya  melalui  penelitian  CO 2 permukaan  (atmosfer  bawah)  dan vertikal (atmosfer atas).
Untuk  melakukan  penelitian  CO 2 permukaan,  diperlukan  data hasil  pengukuran  yang  cukup  lengkap  pada  beberapa  lokasi.  Oleh karena  itu  diperlukan  sistem  data  logger  yang  mampu  melakukan pengukuran CO 2 permukaan dan menyimpan datanya secara kontinyu dalam  waktu  yang  lama.  Sensor  CO 2 harus  ditempatkan  pada ketinggian  tertentu  yang  terbebas  dari  pengaruh  asimilasi  dan fotosintetis. Untuk dapat menyimpan data secara kontinyu, data logger
tersebut  harus  mempunyai  memori  sendiri  dan  menggunakan  sumber tenaga  listrik  yang  mandiri.  Di  samping  itu,  karena  alat  tersebut dipasang  di  beberapa  tempat  yang  jauh  dari  pusat  pengamatan,  maka diperlukan  juga  sistem  komunikasi  data  yang  mampu  mengirimkan data  dari  data  logger  ke  pusat  pengamatan  baik  secara  real  time maupun non real time.
Untuk  mendukung  penelitian  CO 2 tersebut,  maka  perlu dibangun  alat  pengukur  dan  sistem  jaringan  data  CO 2 di  Indonesia berbasis  web.  Alat  pengukur  CO 2 terdiri  dari  sensor  CO 2 permukaan, data  logger,  sistem  komunikasi  data  RS485,  dan  pemantau  data  lokal yang  menggunakan  software  CO2  Monitor.  Untuk  menghindari ketergantungan  terhadap  daya  listrik  PLN  maka  pada  alat  ini digunakan  sistem  catu  daya  solar  cell.  Di  pusat  pemantauan  juga dibangun  web  server  dan  aplikasi  web  pemantauan  real  time.  Alat pengukur  CO 2 ini  dibangun  menggunakan  komponen-komponen elektronik  yang  mudah  didapat  di  pasaran  sehingga  memudahkan dalam perawatan dan pengembangan lebih lanjut.
Diharapkan  dengan  pemasangan  sistem  data  logger  di  beberapa wilayah  yang  mewakili  Indonesia  secara  keseluruhan,  maka  akan didapatkan  data  CO 2 permukaan  yang  sangat  berguna  untuk  meneliti realitas dan pengaruh CO 2 di wilayah Indonesia.

## 2 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
Secara  keseluruhan  alat  terbagi  menjadi  2  bagian,  yaitu  alat pengukur  CO 2 dan  sistem  jaringan  data  CO 2 berbasis  web.  Alat pengukur  CO 2 terdiri  dari  modul  sensor  CO 2 tipe  GMM220  buatan Vaisala,  sistem data logger, dan sistem catu daya solar cell. Sistem data logger  berfungsi  melakukan  akuisisi  data  CO2,  menyimpan  data tersebut  ke  dalam  memori  berdasarkan  tanggal  dan  jam,  serta mengirimkannya ke sistem pemroses data lokal melalui saluran RS485.
Sistem jaringan data CO 2 terdiri dari sistem pemroses data lokal dan  sistem  pemroses  data  pusat.  Sistem  pemroses  data  lokal  berupa komputer dengan software CO 2 Monitor yang terpasang di dekat sistem data  logger  dan  berfungsi  menerima  data  CO 2 dari  sistem  data  logger, menampilkan  data  tersebut  dalam  bentuk  grafik  harian,  data maksimum, minimum, dan rata-rata harian, dan juga menyimpan data tersebut  ke  dalam  file teks  (.txt).  Selain  itu  sistem  pemroses  data  lokal juga  berfungsi  untuk  pengaturan  setting  data  logger.  Sistem  pemroses data  pusat  (web  server)  merupakan  pusat  sistem  jaringan  data  CO 2 yang berada di Bandung dan berfungsi sebagai penerima data CO 2 dari semua  sistem  pemroses  data  lokal,  menampilkan  data  tersebut  dalam bentuk  grafik  dan  teks  berbasis  web,  serta  menyimpannya  dalam
database server sehingga dapat diakses oleh semua pengguna internet. Blok diagram alat pengukur dan sistem jaringan data CO 2 berbasis web ditunjukkan dalam Gambar 2-1.
Gambar 2-1: Blok diagram alat pengukur dan sistem jaringan data CO 2 berbasis web
2.1 Modul sensor CO 2
Modul sensor CO 2 yang digunakan adalah tipe GMM220 buatan Vaisala.  Modul  ini  terdiri  dari  probe  sensor CO 2 ,  kabel,  dan  processing board.  Probe  sensor  CO 2 tersebut  menggunakan  teknologi  Non Dispersive  Infrared  (NDIR)  dan  ada  2  tipe,  yaitu  seri  GMP221  untuk konsentrasi tinggi (rentang 0 – 2%) dan seri GMP222 untuk konsentrasi lebih  rendah  (rentang  0  –  2000  ppm).  Pada  alat  pengukur  CO 2 ini digunakan  seri  GMP222  karena  rentang  pengukuran  alat  berkisar  0  – 2000  ppm.  Modul  sensor  CO 2 GMM220  dan  dimensinya  ditunjukkan pada Gambar 2-2 (http://www.vaisala.com/instruments/products/).
Gambar 2-2: Modul  sensor  CO 2 GMM220  Vaisala  dan  ukurannyanya dalam mm
Komunikasi data antara sistem data logger dengan modul sensor CO 2 GMM220 dilakukan secara serial menggunakan baudrate 9600 bps dan  dalam  level  tegangan  TTL.  Sistem  data  logger  melakukan  akuisisi data  terhadap  modul  sensor  CO 2 GMM220  dengan  cara  mengirimkan perintah  DISP  2  yang  diakhiri  dengan  karakter  carriage  return  (sama dengan tombol enter pada keyboard) ke modul, dan selanjutnya dibalas oleh modul dengan mengirimkan data konsentrasi CO 2 .
Modul  sensor  CO 2 GMM220  mendeteksi  jumlah  molekul  CO 2 sebagai  bagian  perjuta  molekul  di  udara  dalam  menentukan konsentrasi  CO 2 .  Oleh  karena  itu  hasil  pendeteksian  jumlah  molekul CO 2 sangat  dipengaruhi  oleh  suhu  dan  tekanan  udara.  Hal  ini  sesuai dengan persamaan gas ideal (Soedomo, 2001), yaitu
(P terukur * V terukur )/ T terukur =  (P terkoreksi * V terkoreksi )/ T terkoreksi (2-1)
V terkoreksi = V terukur * (P terukur * T terkoreksi) /(P terkoreksi * T terukur ) (2-2)
Dengan  setting  default  suhu  dan  tekanan  udara  modul  sensor  adalah 25 º C dan 1013mbar,  maka diperoleh
V terkoreksi = V terukur * (1013*(T terkoreksi ( 0 C)+273)/(P terkoreksi (hPa) *298))  (2-3)
dimana:
V terkoreksi :  konsentrasi terkoreksi dalam % atau ppm V terukur :  konsentrasi hasil pembacaan yang belum dikoreksi P terkoreksi :  tekanan udara ambient untuk koreksi dalam mbar P terukur :  tekanan udara ambient setting default sensor dalam mbar T terkoreksi :  suhu udara untuk koreksi dalam 0 C T terukur :  suhu udara setting default sensor dalam 0 C.
Oleh karena itu apabila lokasi pengukuran mempunyai suhu dan tekanan udara rata-rata yang berbeda dengan setting default suhu dan tekanan udara pada modul sensor, maka harus dilakukan koreksi hasil pengukuran  menggunakan  persamaan  2-3.  Hal  ini  dapat  dilakukan dengan  perhitungan  manual  atau  menggunakan  fasilitas  koreksi otomatis  dari  modul  sensor.  Penggunaan  fasilitas  koreksi  otomatis modul  sensor  dilakukan  dengan  cara  mengubah  setting  default  suhu dan  tekanan  udara  pada  modul  sensor  menjadi  setting  suhu  dan tekanan udara rata-rata lokasi pengukuran.

## 2.2 Sistem Data Logger
Sistem  data  logger  terdiri  dari  sistem  mikrokontroler  AVR  tipe ATMEGA128L,  sensor  tegangan  input,  Real  Time  Clock  (RTC),  memori Secure  Digital  (SD)  Card,  dan  RS485  Converter.  Fungsi  sistem  data logger  adalah  melakukan  akuisisi  data  konsentrasi  CO 2 dari  modul sensor  CO 2 dengan  menggunakan  komunikasi  data  serial,  mengambil data jam dan tanggal dari RTC, melakukan akuisisi data tegangan input dari  baterai,  menggabungkan  data  kosentrasi  CO 2 ,  jam,  tanggal,  dan tegangan  input  dalam  format  satu  baris  data  dengan  header  berupa susunan  karakter  RGPGHG,  menyimpan  data  tersebut  ke  dalam memori  SD  Card,  dan  mengirimkannya  ke  sistem  pemroses  data  lokal menggunakan  sistem  komunikasi  data  RS485.  Blok  diagram  prinsip kerja sistem mainboard ditunjukkan pada Gambar 2-3.
Modul sensor CO 2 Sensor Tegangan Input Real Time Clock SD Card Memory Sistem Microcontroller AVR
ATMEGA 128 TTL – RS485 Converter
Gambar 2.3: Sistem data logger CO 2
Jenis  mikrokontroler  yang  digunakan  dalam  sistem  data  logger ini adalah AVR ATMega128L. Mikrokontroler ini merupakan mikrokontroler  8-bit  dengan  teknologi  CMOS  yang  mempunyai spesifikasi  daya  rendah,  performa  tinggi.  Spesifikasi  dari  ATMega128L adalah seperti pada Tabel 2-1.
Tabel 2-1: SPESIFIKASI MIKROKONTROLER AVR ATMega128L
Feature Specification Advanced RISC Architecture –133  Powerful  Instructions  –  Most  Single Clock Cycle Execution – 32 x 8 General Purpose Working Registers + Peripheral Control Registers High Endurance Non- volatile Memory segments – 128K Bytes of In-System Self- programmable Flash program memory – 4K Bytes EEPROM – 4K Bytes Internal SRAM – Up to 64K Bytes Optional External Memory Space – Programming Lock for Software Security – SPI Interface for In-System Programming – Programming of Flash, EEPROM, Fuses and Lock Bits through the JTAG Interface Peripheral Features – Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes – Two Expanded 16-bit Timer/Counters with Separate Prescaler, Compare Mode and Capture Mode – Two 8-bit PWM Channels – 6 PWM Channels with Programmable Resolution from 2 to 16 Bits
– 8-channel, 10-bit ADC
8 Single-ended Channels
7 Differential Channels
2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x, 10x, or 200x
– Byte-oriented Two-wire Serial Interface
– Dual Programmable Serial USARTs – Master/Slave SPI Serial Interface – Programmable Watchdog Timer with On- chip Oscillator – On-chip Analog Comparator Special Microcontroller Features – Power-on Reset and Programmable Brown- out Detection – External and Internal Interrupt Sources – Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby, and Extended Standby I/O and Packages – 53 Programmable I/O Lines Operating Voltages – 2.7 - 5.5V ATMega128L Speed Grades – 0 - 8 MHz ATMega128L
Sumber : Datasheet AVR ATMega128L.
Susunan  pin  ATMega128L  ditunjukkan  pada  Gambar  2-4  dan penjelasan  pinnya  yang  digunakan  dalam  data  logger  CO 2 beserta fungsinya ditunjukkan pada Tabel 2-2.
Gambar 2-4: Susunan pin AVR ATMega128L

## Tabel 2-2: SUSUNAN  PENGGUNAAN  PIN  AVR  ATMEGA128L  DALAM SISTEM DATA LOGGER CO
2 Pin Nama Pin Penggunaan 2 PE0 (RXD0)  Saluran input data serial dari modul CO 2 GMM220 3 PE1 (TXD0)  Saluran output data serial ke modul CO 2 GMM220GMM220 10 PB0 (SS) Untuk mengaktifkan Chip Select SD Card 11 PB1 (SCK) Untuk memberikan masukan clock pada SD Card
12 PB2 (MOSI)  Saluran output data ke SD Card
13 PB3 (MISO)  Saluran input data dari SD Card 20 RESET Saluran input sinyal reset dari rangkain reset 21 VCC Catu tegangan 5V 22 GND Ground 23 XTAL2 Saluran sinyal clock kristal 24 XTAL1 Saluran sinyal clock Kristal 27 PD2 (RXD1) Saluran input data dari pemroses data lokal 28 PD3 (TXD1)  Saluran output data ke pemroses data lokal 32 PD7 Pemilih mode terima atau kirim data pada MAX485 33 PG0 (WR) Untuk memberikan sinyal write ke IC RTC 34 PG1 (RD) Untuk memberikan sinyal read ke IC RTC 43 PG2 (ALE) Untuk memberikan sinyal ALE ke IC RTC 44 PA7 (AD7) Saluran input/output data/alamat ke/dari IC RTC 45 PA6 (AD6) Saluran input/output data/alamat ke/dari IC RTC 46 PA5 (AD5) Saluran input/output data/alamat ke/dari IC RTC 47 PA4 (AD4) Saluran input/output data/alamat ke/dari IC RTC 48 PA3 (AD3) Saluran input/output data/alamat ke/dari IC RTC 49 PA2 (AD2) Saluran input/output data/alamat ke/dari IC RTC 50 PA1 (AD1) Saluran input/output data/alamat ke/dari IC RTC 51 PA0 (AD0) Saluran input/output data/alamat ke/dari IC RTC 52 VCC Catu tegangan 5V 53 GND Ground 61 PF0 (ADC0)  Saluran input ADC sensor tegangan ke internal 62 AREF Masukan tegangan referensi ADC internal 63 GND Ground 64 VCC Catu tegangan 5V
Sumber : perancangan rangkaian data logger CO 2
Karena dalam rancang bangun ini digunakan SD Card dan AVR ATMega128L yang membutuhkan tegangan kerja 3,3V, maka dibangun rangkaian  regulator  tegangan  yang  mengubah  tegangan  masukan  dari akumulator  sebesar  12V  menjadi  3,3V.  Rangkaian  regulator  tegangan dibangun  menggunakan  IC  LM2575  dengan  spesifikasi  3,3V.  Gambar rangkaian IC LM2575 ditunjukkan pada Gambar 2-5.
Gambar 2-5: Rangkaian  regulator  tegangan  3,3V(Sumber:  http:// onsemi.com)
Sensor  tegangan  input  digunakan  sebagai  antarmuka  antara tegangan  input  dari  akumulator  dengan  Analog  to  Digital  Converter (ADC)  yang  ada  di  dalam  mikrokontroler.  Karena  tegangan  input  dari akumulator  sekitar  11  –  15  Volt,  sedangkan  referensi  tegangan  ADC adalah  5V,  maka ADC  tidak akan  mampu  membaca  tegangan  tersebut sehingga  diperlukan  rangkaian  pembagi  tegangan  sebagai  sensor tegangan  input  untuk  memungkinkan  pembacaan tegangan  input  oleh ADC.  Dengan  demikian  sensor  tegangan  input  juga  berfungsi menurunkan  skala  tegangan  dari  0  –  15  V  menjadi  0  –  5  V,  sehingga mampu  dibaca  oleh  ADC.  Rangkaian  sensor  tegangan  input ditunjukkan pada Gambar 2-6.
Gambar 2-6: Rangkaian sensor tegangan input
Dalam Gambar 2-6 ditunjukkan bahwa tegangan masukan yang dibaca  oleh  ADC  dari  AVR  ATMega128L  bukan  sebesar  V IN ,  melainkan sebesar
(2–4)
dimana:
V ADC =  Tegangan masukan ADC V IN =  Tegangan baterai R 1 =  Resistor 1 R 2 =  Resistor 2
Untuk  mempermudah  perhitungan  konversi  data  pada  pemrograman ATMega128L maka digunakan R 1 dan R 2 yang menghasilkan
(2-5)
RTC  merupakan  rangkaian  terintegrasi  (IC)  yang  digunakan sebagai  pewaktuan.  RTC  dapat  diset  sesuai  dengan  jam  dan  tanggal yang  sebenarnya.  Apabila  dijalankan, RTC  akan  terus  berjalan sebagai pewaktu dan siap diambil data jam dan tanggalnya oleh mikrokontroler. Jenis  RTC  yang  digunakan  adalah  DS1287.  Rangkaian  RTC menggunakan IC DS1287 ditunjukkan dalam Gambar 2-7.
Gambar 2-7: Rangkaian RTC menggunakan IC DS1287
Jalur  data  dan  alamat  untuk  komunikasi  data  dengan ATMega128L  adalah  pin  AD0-AD7.  Penggunaannya  sebagai  jalur  data atau alamat  tersebut  ditentukan oleh  masukan  RD,  WR,  dan  ALE  dari ATMega128L.  Inisialisasi  RTC  dilakukan  dengan  menulis  data  20H  ke register A dan untuk menjalankan RTC dilakukan dengan menulis data 2H  ke  register  B.  Pengubahan  setting  jam  dan  tanggal  dilakukan dengan  mengubah  register  detik,  register  menit,  register  jam,  register tanggal,  register  bulan,  dan  register  tahun  sesuai  dengan  waktu  yang diinginkan.
Sistem data logger menyimpan data yang telah didapat ke dalam SD  Card  yang  mempunyai  kapasitas  2  GB  dan  format  FAT16.  Akses data keluar masuk SD Card oleh mikrokontroler menggunakan metode Serial Programmable Interface (SPI). Dalam metode SPI ini, mikrokontroler  bertindak  sebagai  Master  dan  SD  Card  sebagai  Slave. Komunikasi  data  di  antara  keduanya  menggunakan  pin  MOSI  dan MISO (Innovative Electronics, 2007). Susunan pin SD Card ditunjukkan dalam  Gambar  2-8.  Sedangkan  susunan  pin  SD  Card  dan  fungsinya dalam SPI ditunjukkan dalam Tabel 2-3.
Gambar 2-8: Susunan pin SD Card
Tabel 2-3: SUSUNAN PIN SD CARD DAN FUNGSINYA DALAM SPI
Pin Nama Pin Fungsi dalam SPI 1 DAT3/CS Chip Select/Slave Select [SS] 2 CMD/DI Master Out/Slave In [MOSI] 3 VSS1 Ground 4 Vdd Voltage Supply [2.7v or 3.6v] 5 Clock Clock [SCK] 6 Vss2 Ground 7 DAT0/D0 Master In Slave Out [MISO] 8 DAT1/IRQ Unused or IRQ 9 DAT2/NC Unused
Sumber : Innovative Electronics, 2007
Data  yang  dihasilkan  oleh  sistem  data  logger  selain  disimpan dalam  memori  SD  Card,  juga  dikirimkan  ke alat  sistem  pemroses  data lokal.  Standar  tegangan  sistem  mikrokontroler  (sistem  data  logger) adalah  TTL,  sedangkan  standar  tegangan  komputer  (sistem  pemroses data  lokal)  adalah  RS232.  Karena  jarak  antara  sistem  data  logger dengan  sistem  pemroses  data  lokal  berkisar  20  –  50  m  maka  tidak memungkinkan  untuk  menggunakan  salah  satu  dari  standar  TTL maupun  RS232  yang  hanya  mempunyai  daya  jangkau  sampai  15  m. Oleh  karena  itu  untuk  menjaga  keamanan  data  dari  terjadinya  drop tegangan  karena  jarak  pengiriman  yang  jauh maka  digunakan standar level tegangan RS485 untuk komunikasi data antara sistem data logger dengan sistem pemroses data lokal.
Untuk  mengubah  standar  tegangan  TTL  menjadi  standar tegangan  RS485  digunakan  rangkaian  RS485  converter.  Saluran  data yang dibangun oleh RS485 converter ini merupakan saluran half duplex, sehingga  penggunaan  saluran  harus  bergantian  antara  pengirim  dan penerima,  tidak  bisa  bersamaan.  Rangkaian  RS485  converter ditunjukkan  pada  Gambar  2-9.  Komponen  utama  dalam  rangkaian tersebut adalah IC MAX485 yang berfungsi mengubah standar tegangan TTL menjadi standar tegangan RS485. Dalam rangkaian tersebut timer LM555N  digunakan  untuk  mengatur  waktu  kirim  dan  terima  secara otomatis.
Standar  RS485  menggunakan  sistem  differential-balanced  data transmission,  yaitu  memakai  satu  pasang  kabel  untuk  mengirim  satu sinyal, informasi logika ditafsirkan dari beda tegangan antara dua utas kabel  saluran.  Tegangan  pada  kedua  utas  kabel  saluran  selalu berlawanan,  saat  satu  kabel  bertegangan  tinggi  maka  kabel  yang  lain bertegangan  rendah,  demikian  pula  sebaliknya.  Rangkaian  penerima sinyal membandingkan tegangan kedua kabel saluran, level logika pada bagian  output  ditentukan  oleh  kabel  yang  nilai  tegangannya  lebih besar.  Dengan  demikian  saluran  standar  RS485  dapat  digunakan untuk  membangun  saluran  transmisi  dengan  panjang  saluran  sampai 1,5  km  dan  kecepatan  transfer  data  maksimum  mencapai  1  megabit/ detik  (http://student.eepis-its.edu).  Bila  dibandingkan  dengan  saluran standar RS232 yang panjang maksimum salurannya hanya sampai 15 m dan  kecepatan  transfer  data  maksimum  115200  bit/detik,  maka saluran standar RS485 lebih tepat dipakai untuk komunikasi data data logger dengan pemroses data lokal.
Gambar 2-9: Rangkaian  RS485  converter  (Sumber:  http://  www. siongboon.com)
Data  keluaran  sistem  data  logger  berupa  satu  format  data  yang terdiri dari header data, nomor stasiun, jam, tanggal, konsentrasi CO 2 , dan  tegangan  masukan,  secara  berurutan.  Contohnya  adalah “RGPGHG,02,11:52:00,10:12:09,0344.9,12.1,*”.  Interval  akuisisi  dan penyimpanan  data  oleh  sistem  data  logger  adalah  5  menit,  sedangkan interval data yang dikirim ke sistem pemroses data lokal adalah 5 menit dan  interval  data  yang  dikirim  dari  sistem  pemroses  data  lokal  ke sistem  pemroses  data  pusat  adalah  20  menit.  Diagram  alir  program mikrokontroler  ATMega128L,  yang  dibangun  dengan  menggunakan software C Compiler CodeVisionAVR, dari akuisisi data hingga mengirim data ke sistem pemroses data lokal ditunjukkan pada Gambar 2-10.

## 2.3 Sistem Power Supply Solar Cell
Sistem data  logger ini perlu suplai daya dari suatu akumulator. Untuk menghindari ketergantungan pada listrik PLN, maka diperlukan solar  cell  untuk  mengisi  akumulator  tersebut.  Jenis  solar  cell  yang digunakan adalah buatan Horray dengan tegangan keluaran 12V, daya maksimum  40W,  dan  arus  maksimum  2,56Ah.  Akumulator  yang digunakan  adalah  akumulator  kering  12V  yang  mempunyai  kekuatan arus  18Ah.  Penentuan  spesifikasi  ini  berdasarkan  kebutuhan  daya harian  dari  sistem  data  logger  dan  modul  sensor  CO 2 yang  dapat tercukupi oleh daya sebesar tersebut.

## Untuk  mengatur  proses  pengisian  akumulator,  digunakan  Solar
Charge  Controller  (SCC)  yang  berfungsi  menghidupkan  dan  mematikan proses  pengisian  akumulator  oleh  solar  cell  berdasarkan  penuh tidaknya  kapasitas  akumulator.  Hal  ini  juga  bertujuan  untuk  merawat akumulator  agar  tidak  cepat  rusak  karena  pengisian  pada  saat kapasitas muatan sudah penuh.
Gambar 2-10: Diagram alir program pada ATMega128L

## 2.4 Sistem Pemroses Data Lokal
Sistem pemroses data lokal adalah berupa sebuah unit komputer yang  di  dalamnya  berjalan  software  CO2  Monitor  dan  dibangun  dekat sistem  data  logger.  Untuk  membangun  komunikasi  data  antara
komputer  dengan  sistem  data  logger,  pada  komputer  juga  dipasang RS485  converter  dan  RS232  converter. Komponen utama  dalam  RS232 converter  adalah  MAX232  yang  berfungsi  mengubah  standar  tegangan TTL  keluaran  RS485  converter  menjadi  standar  tegangan  RS232. Gambar  rangkaian  RS232  converter  ditunjukkan  dalam  Gambar  2-11. Selain  itu  komputer  juga  dihubungkan  ke  jaringan  internet menggunakan LAN Card.
Gambar 2-11: Rangkaian  RS232  converter  menggunakan  MAX232 (Sumber : http://www.tl.com)
Software CO2 Monitor berfungsi sebagai pemroses data CO 2 yang berasal  dari  sistem  data  logger  melalui  port  serial  dengan  baudrate 9600  bps.  Hasil  pemrosesan  berupa  tampilan  grafik  harian,  data maksimum,  minimum,  dan  rata-rata  harian.  Di  samping  itu  data tersebut disimpan dalam file teks (.txt), dan dikirim web server. Dalam mengirimkan  data  ke  web  server,  software  CO 2 Monitor  bertindak sebagai  web  client  dengan  menggunakan  perintah  GET  dalam pemrograman  berbasis  web.  Interval  pengiriman  data  ke  web  server adalah  20  menit.  Diagram  alir  kerja  software  CO 2 Monitor,  yang dibangun menggunakan software Microsoft Visual basic 6.0, ditunjukkan pada Gambar 2-12.
Selain  itu  komputer  sistem  pemroses  data  lokal  juga  berfungsi untuk  pengaturan  setting  waktu,  koreksi  tekanan,  dan  koreksi  suhu udara  dengan  menggunakan  aplikasi  Hyperterminal  pada  sistem operasi Windows.
Gambar 2-12: Diagram alir software CO 2 Monitor.

## 2.5 Sistem Pemroses Data Pusat
Sistem  pemroses  data  pusat  merupakan  pusat  sistem  jaringan data  CO 2 .  Semua  sistem  pemroses  data  lokal  terhubung  ke  sistem pemroses  data  pusat  melalui  jaringan  internet  untuk  membentuk sistem jaringan data CO 2 berbasis web.
Sistem pemroses data pusat terdiri dari web server dan database server.  Sistem  pemroses  data  pusat  ini  dibangun  pada  sebuah komputer  server  dengan  menggunakan  sistem  operasi  Linux  Debian
dan  aplikasi  server  XAMPP  versi  1.7.2  yang  berisi  aplikasi  Apache, PHP5,  dan  MySQL.  Apache  digunakan  untuk  membangun  web  server, PHP5 digunakan untuk membangun aplikasi web yang berjalan di web server  dan  untuk  mengakses  data  pada  database  server,  MySQL digunakan untuk membangun database server.
Melalui  sistem  pemroses  data  pusat  ini,  data  keluaran  semua sistem  data  logger  CO 2 lokal  yang  dipasang  di  berbagai  lokasi  dapat selalu  dipantau  secara  bersamaan  dan  realtime  oleh  semua  pengguna internet.  Kumpulan  datanya  dapat  diunduh  setelah  mendapatkan  ijin dari  administrator.  Alamat  web  dari  sistem  pemroses  data  pusat  ini adalah  http://60.253.114.158.  Sistem  pemroses  data  pusat  dibangun di kantor LAPAN Bandung. Spesifikasi komputer server yang digunakan ditunjukkan pada Tabel 2-4.
Tabel 2-4: SPESIFIKASI KOMPUTER SERVER PADA SISTEM PEMROSES DATA PUSAT No. Spesifikasi Jenis Keterangan 1. CPU: - Processor
- Motherboard
- DDR RAM
- Graphic Card
- DVD ROM
- HardDisk Intel Gigabyte G31M-ES2L Visipro Onboard LG Seagate QuadCore FSB 1600, Gigabit LAN Card 2 Gigabyte, PC 5400 DVD RW 160Gb 2. Monitor LG 17’Inch 3. Sistem Operasi LINUX Debian versi Lenny 4. Software Database XAMPP versi 1.7.2 untuk Linux Terdiri dari MySQL, PHP5, serta Apache

## 3 HASIL RANCANG BANGUN DAN APLIKASINYA
Sistem  data  logger  telah  bekerja  dengan  baik  dan  berhasil menyimpan data di memori SD Card serta mengirimkan data ke sistem pemroses  data  lokal.  Tampilan  software  CO 2 Monitor  pada  sistem pemroses  data  lokal  saat  menerima  data  dari  sistem  data  logger ditunjukkan  pada  Gambar  3-1.  Grafik  yang  ditampilkan  oleh  software adalah  grafik  konsentrasi  CO 2 harian,  dan  data  yang  ditampilkan adalah  nilai  konsentrasi  terukur,  nilai  rata-rata,  nilai  maksimum,  dan nilai  minimum.  Data  tersebut  juga  berhasil  disimpan  oleh  pemroses data lokal dengan lokasi file penyimpanan ditunjukkan oleh keterangan Folder  Simpan  pada  software.  Pada  keterangan  Status  TCP/IP ditunjukkan  bahwa  pemroses  data  lokal  telah  berhasil  mengirimkan data ke sistem pemroses data pusat (web server).
Gambar 3-1: Tampilan software CO 2 monitor
Web  server  juga  bekerja  dengan  benar,  hal  ini  ditunjukkan dengan keberhasilannya menerima data dari sistem pemroses data lokal dan  menyimpannya  ke  dalam  database  MySQL.  Fungsi  pencarian  data pada  web  server  mampu  mencari  data  dalam  database  berdasarkan lokasi, tanggal,  bulan,  dan tahun.  Tampilan  hasil  pencarian  data  pada web server seperti ditunjukkan pada Gambar 3-2.
Gambar 3-2: Tampilan hasil pencarian data pada web server
Pemasangan alat pengukur CO 2 dan sistem pemroses data lokal dilakukan di Stasiun Pemantau Dirgantara LAPAN Kototabang (100 º 19' 12.7" BT, 0 º 12' 16.1" LS) yang terletak di bukit Kototabang, Kabupaten Agam, Propinsi Sumatera Barat, seperti ditunjukkan pada Gambar 3-3. Pada Gambar 3-3 terlihat sensor dipasang di atas menara setinggi 12m, sistem  data  logger  dan  sistem  power  supply  dipasang  di  menara terpisah yang lebih rendah, dan sistem pemroses data lokal yang berada dalam rumah kecil di sebelah menara. Setting suhu dan tekanan udara modul  sensor  CO 2 disesuaikan  dengan  kondisi  di  Kototabang,  yaitu suhu  rata-rata  21 º C  dan  tekanan  rata-rata  917  mbar.  Tampilan  data yang  berhasil  disimpan  dalam  memori  SD  Card  seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 3-4.
Gambar 3-3: Alat  pengukur  CO 2 yang  telah  dipasang  di  Kototabang Sumatera Barat

## Gambar 3-4: Data  yang  berhasil  disimpan  dalam  SD  Card  oleh  data logger
Selain  alat  pemantau  CO 2 di  Kototabang  Sumatera  Barat,  alat pemantau CO 2 di Bandung telah dihubungkan pula ke sistem pemroses data pusat (web server). Alat pemantau CO 2 di Bandung dibangun pada tahun  2007  dengan  menggunakan  modul sensor CO 2 GMM220  Vaisala dan  menggunakan  komputer  yang  berfungsi  sebagai  data  logger sekaligus  sistem  pemroses  data  lokal,  sehingga  akuisisi  dan penyimpanan data masih bergantung pada jaringan listrik PLN. Setting suhu dan tekanan udara modul sensor CO 2 disesuaikan dengan kondisi di Bandung, yaitu suhu rata-rata 25 0 C dan tekanan rata-rata 924 mbar. Pada  saat  ini  juga  sedang  dikembangkan  alat  pemantau  CO 2 di Watukosek  (Pasuruan,  Jawa  Timur),  Pontianak,  dan  Palembang.  Alat- alat  pemantau  tersebut  akan  terhubung  pula  dengan  sistem  pemroses data pusat (web server) di Bandung untuk membentuk sistem jaringan data CO 2 di Indonesia berbasis web.
Sebagian  data  yang  berhasil  disimpan  oleh  database  server sistem  pemroses  data  pusat  di  Bandung  dari  alat  pemantau  CO 2 di Kototabang  ditunjukkan  pada  Gambar  3-5  dan  dari  pemantau  CO 2 di Bandung  ditunjukkan  pada  Gambar  3-6.  Kedua  data  tersebut merupakan data hasil pengukuran periode 1 – 26 Maret selama 24 jam perhari  dan  telah  berhasil  dikirimkan  oleh  sistem  pemroses  data lokalnya ke sistem pemroses data pusat dengan interval data 20 menit.
Gambar 3-5: Grafik  konsentrasi  CO 2 hasil  pengukuran  alat  pengukur CO 2 di  Kototabang  tanggal  1  –  26  Maret  2010  selama  24 jam perhari yang telah dikirim oleh alat ke pemroses data pusat
Gambar 3-6: Grafik  konsentrasi  CO 2 hasil  pengukuran  alat  pengukur CO 2 di Bandung tanggal 1 – 26 Maret 2010 selama 24 jam perhari  yang  telah  dikirim  oleh  alat  ke  pemroses  data pusat
Hasil olah data yang grafiknya tertera pada Gambar 3-5 dan 3-6, diperoleh bahwa konsentrasi CO 2 di Kototabang pada tanggal 1 sampai 26  Maret  2010  nilai  rata-ratanya  adalah  403,5  ppm,  nilai maksimumnya  476,9  ppm,  dan  nilai  minimumnya  364,7  ppm. Sedangkan  konsentrasi  CO 2 di  Bandung  pada  tanggal  1  sampai  26 Maret  2010  nilai  rata-ratanya  adalah  397,2  ppm,  nilai  maksimumnya 502,5 ppm, dan nilai minimumnya 325,3 ppm.

## 4 KESIMPULAN
Telah  dibangun  alat  pengukur  dan  sistem  jaringan  data  CO 2 di Indonesia  berbasis  web.  Hasil  kerja  alat  secara  keseluruhan menunjukkan  bahwa  alat  pemantau  CO 2 dan  sistem  jaringan pengukuran  CO 2 berbasis  web  telah  berjalan  dengan  benar  dengan terkumpulkannya  data  yang  berhasil  disimpan  di  sistem  data  logger, sistem  pemroses  data  lokal,  dan  sistem  pemroses  data  pusat.  Sistem pemroses data lokal dan sistem pemroses data pusat juga mampu terus memantau data keluaran sistem data logger secara real time. Dari data antara  tanggal  1  sampai  26  Maret  2010  yang  tersimpan  di  sistem pemroses  data  pusat  dapat  diketahui  konsentrasi  CO 2 di  Kototabang nilai  rata-ratanya  adalah  403,5ppm,  nilai  maksimum  476,9ppm,  dan nilai minimum 364,7ppm. Sedangkan konsentrasi CO 2 di Bandung nilai rata-ratanya adalah  397,2  ppm,  nilai  maksimum  502,5  ppm,  dan  nilai minimum 325,3 ppm.

## Ucapan Terima Kasih

## Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Ibu  Sumaryati  dan
Bapak  Heri  Suherman  yang  telah  banyak  membantu  dalam merealisasikan  program  dan  pembuatan  alat  ini.  Penulis  juga mengucapkan  terima  kasih  kepada  Saudara  Gun  Gun  Gunawan,  Adi Wirawan,  dan  Rizal  Suryana  yang  telah  banyak  memberikan  bantuan dan  masukan  dalam  rancang  bangun  perangkat  keras  dan  perangkat lunak alat ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Anonim.  2007.  EMS,  SD,  MMC,  FRAM  Application  Note  Mengenal  SD Card dan FAT16. Innovative Electronics. Surabaya. Anonim. AVR ATMEGA128 Datasheet. Atmel. www. atmel. com/ atmel/ acrobat/doc2467.pdf [24 Mei 2010]. Anonim.  LM2575D.  ON  Semiconductor.  http://onsemi.com  [24  Mei
2010].
Anonim. MAX232. Texas Instrument. http://www.tl.com [24 Mei 2010].
Anonim.  Modul  CO 2 Transmitter  GMM222.  Vaisala.  http://  www. vaisala.com/instruments/ products/gmm220.html [24 Mei 2010]. Anonim.  RS485  dan  Komunikasi  Multipoint,  Electronic  Engineering Polytechnic  Institute  of  Surabaya.  http://student.eepis-its.  edu/ ~basoka/taq/bahan%20presentasi [25 Mei 2010]. Boon, Lim Siong. 2008. Serial Communication, http:// www. siongboon. com [25 Mei 2010].
Chunaeni  Latief,  Asif  Awaludin,  dan  Gun  Gun  Gunawan.  2008.
Instrumen  Pemantau  CO 2 di  Bandung.  Proceeding  Seminar Instrumentasi Berbasis Fisika 2008 ITB. Bandung. Soedomo,  Moestikahadi.  2001.  Pencemaran  Udara  (Kumpulan  Karya Ilmiah). Penerbit ITB. Bandung.