DETEKTOR PANAS NIRKABEL UNTUK MONITORING KEBAKARAN HUTAN BERBASIS MIKROKONTROLER
Rahyul Amri *
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Riau Jl.HR.Subrantas Km.12,5 Kampus Bina Widya Panam Pekanbaru-Riau
* corresponding author : rahyulamri@yahoo.com ; rahyul_amri@unri.ac.id

## Abstrak
Telah dilakukan suatu pembuatan detektor panas nirkabel dengan modul pengiriman data dengan sistem pemantauan jarak  jauh  untuk  stasiun  monitoring  kebakaran  hutan.  Sistem  ini  terdiri  atas  empat  komponen  utama  sensor  suhu LM35, modul pemancar HX2262, modul penerima HX2272 dan mikrokontroler AT Mega8. Sistem pengiriman data yang  digunakan  dalam  modul  ini  adalah  sistem  FSK  (Frekeunsi  Shift  Keying).  Sensor  suhu  LM35  memiliki karakterisasi linier kenaikan suhu sebesar 1 o C maka nilai tegangan keluaran akan naik sebesar 10 mV. Program yang digunakan  merupakan  bahasa  pemrograman  tingkat  tinggi  yang  mudah  dimengerti.  Program  ini  akan  dikompile ke dalam  mikrokontroler  menggunakan Downloader dan  dibantu  dengan software AVR  Studio  4.  Hasil  penelitian  ini menyatakan  bahwa  pada  saat  dilakukan  pengujian  pada  suhu  50 o C  diperoleh  waktu  sekitar  20-30  detik  untuk mengirim data ke modul penerima dengan jarak 100 meter dan memiliki amplitudo sebesar 1.6 cm dalam kondisi Low dan  dalam  kondisi High  amplitudo naik  2  cm  yang  dapat  dilihat  di  osiloskop.  Modul  ini  akan  mendeteksi  panas  di sekelilingnya  dan  apa  bila  ada  suhu  yang  melebihi  suhu  referensi  50 o C  yang  telah  diset  di  dalam  program  bascom maka  modul  pemancar  akan  mengirimkan  data  ke  udara  dan  akan  ditangkap  oleh  modul  penerima  sehingga  dapat ditampilkan di monitor .
.
Kata Kunci : detektor panas, nirkabel, kebakaran hutan, mikrokontroler, FSK

## 1. Pendahuluan
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini  telah  mengalami  perkembangan  yang  pesat  dan maju,  sehingga  persaingan  dunia  elektronika  dapat berkembang semakin pesat yang dapat mengakibatkan manusia mengubah sistem peralatan manual  menjadi  sistem  peralatan  otomatis.  Hal  ini dikarenakan  dapat  mempermudah  pekerjaan  dan mempunyai tingkat ketelitian yang cukup tinggi.
Setelah  ditemukannya  rangkaian  terpadu  IC (Integrated Circuit),  bentuk  peralatan  elektronik menjadi  lebih  kecil  dan  kemampuannya  semakin tinggi.  Pada  saat  ini  sistem  instrumentasi  yang berbentuk  pembacaan  data  secara  otomatis  telah banyak  dipergunakan  secara  luas  dalam  kegiatan perindustrian  yang  merupakan  bagian  dari  proses pengontrolan.
Pengukuran  besaran  fisis  merupakan  salah  satu langkah  dalam  memperoleh  data  yang  akurat. Biasanya  untuk  pengukuran  di  daerah-daerah  yang sukar untuk dijangkau manusia seperti gunung, gua atau  lembah.  Selain  itu  dalam  pemantauan  cuaca juga  digunakan  sistem  instrumentasi,  dimana  salah satu  parameter  cuaca  adalah  suhu  dan  udara. Pemantauan  yang  kondisinya  tidak  memungkinkan bagi  petugas  untuk  melakukan  pengukuran  secara terus-menerus  cukup  meletakkan  alat  ukur  pada tempat  pengukuran  dan  dapat  dipantau  dari  tempat lain.
Sistem  ini  sendiri  adalah  sistem  pengukuran  jarak jauh  (telemetri)  dengan  menggunakan  media transmisi  gelombang,  sebagai  contoh  adalah pengukuran  suhu Pengukuran  pada  jarak  jauh memungkinkan pemantauan dari tempat yang aman dan  dapat  diterapkan  misalnya  dalam  pemantauan suhu   gunung   berapi,    pemantauan    suhu    pada
peleburan  baja,  pemantauan  cuaca  yang  tidak memungkinkan manusia untuk melakukan pengukuran secara langsung pada jarak yang dekat. Selain  itu,  pengukuran  ini  sering  digunakan  pada program  luar  angkasa  untuk  mengukur  suhu permukaan  suatu  planet,  sehingga  keadaan  cuaca pada  suatu  planet  dapat  diperkirakan.  Pengiriman informasi  pada  sistem  ini  dapat    dilakukan  secara nirkabel (wireless).
Komunikasi nirkabel adalah transfer informasi jarak jauh  tanpa  menggunakan  kabel  listrik  atau konduktor.  Pada  umumnya  komunikasi  nirkabel dianggap  sebagai  cabang  telekomunikasi  yang apabila  sistem  komunikasinya  jelas  maka wireless ini  sering  diistilahkan  menjadi  nirkabel  (J.Carr, 1997).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  membuat  sistem pendeteksian  kebakaran  hutan  nirkabel  yang  terdiri dari  modul  pemancar  yang  mendeteksi  panas lingkungan  melalui  sensor  suhu  dan  jika  panas tersebut  melebihi  suhu  ambang  batas  maka  modul pemancar  akan  mengirim  data  ke  penerima  untuk ditampilkan di layar.

## 2. Metodologi Penelitian
Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  beberapa  tahap pekerjaan  seperti  yang  dijelaskan  di  bawah  ini, dimana penelitian ini menggunakan sistem pemograman  dan  perakitan  alat.  Adapun  untuk mendukung  penelitian  ini  maka  dibutuhkan beberapa peralatan seperti yang ada di bawah ini: mikrokontroler  AT  Mega8,  Sensor  Suhu  LM35, Modul  Pemancar  HX2262  dan  Penerima  HX2272, Resistor,  Kapasitor,  LED  dan  Header,  Op-Am, Kristal,  Modul  Downloader  DU – ISP  V2.0,  Serial Komunikasi Data RS232.

## 2.1 Pembuatan dan Karakterisasi Deteksi Panas LM35
Modul  sensor  suhu  LM35  adalah  komponen elektronika  yang  memiliki  fungsi  untuk  mengubah besaran  suhu  menjadi  besaran  listrik  dalam  bentuk tegangan.  Dari  keterangan  di  atas  maka  untuk membuktikan kebenaran dari sensor LM35 diperlukan  suatu  rangkaian  dasar  sensor  suhu LM35, dimana sensor  akan diberi tegangan sebesar 5V.  Dalam  pengukuran  sensor  suhu  LM35  yang harus  diperhatikan  dengan  baik  adalah  parameter yang  ada  pada  sensor  suhu  LM35  karena  hal  ini
dapat  mengurangi  kesalahan  dan  kerusakan  dalam pengukuran  sensor  suhu  LM35.  Selain  itu  sensor suhu LM35 memiliki karakteristik antara lain dapat dikalibrasi  langsung  ke  dalam  besaran  Celcius, faktor skala linier + 10mV/ o C, tingkat akurasi 0,5 o C saat  suhu  kamar  (25 o C),  jangkauan  suhu  antara -55 sampai dengan 150 o C, bekerja pada tegangan 4 volt  hingga  30  volt,  arus  kerja  kurang  dari  60µA, impedansi keluaran rendah 0,1 Ω untuk beban 1mA. Untuk  lebih  jelasnya  rangkaian  dari  LM35  dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini.

## 2.2 Rancang Bangun Modul Pemancar
Perancangan  modul  pemancar  pada  penelitian  ini merupakan  rangkaian  awal  dalam  penelitian  ini karena modul pemancar akan menentukan aktif atau tidaknya  modul  penerima.  Dalam  penelitian  ini mikrokontroler  sangat  berperan  penting  karena modul  pemancar  dan  sensor  akan  diatur  oleh mikrokontroler. Mikrokontroler memerlukan sebuah  kristal  yang  berfungsi  sebagai  pewaktu (clock)  pada  mikrokontroler,  dimana  dibutuhkan dua  buah  kapasitor  yang  berperan  dalam  penstabil frekuensi yang dihasilkan.
Dalam  modul  pemancar  HX2262  dijumpai  sebuah IC  digital  yang  berperan  dalam  mengatur  setiap komponen yang ada pada modul pemancar tersebut. Komponen IC  yang terdapat pada modul pemancar tidak sama dengan IC mikrokontroler karena IC ini tidak bisa diprogram, selain itu IC ini juga memiliki 18  pin  memiliki  fungsi  dengan  tegangan  kerja  12 V DC . Modul  pemancar  HX2262  dan  sensor  panas LM35  akan  dipasang  pada  mikrokontroler,  dimana sensor  panas  akan  dipasang  pada  PORT-C  (ADC) sedangkan  modul  pemancar  dipasang  pada  salah satu  PORT  I/O.  Dalam  pembuatan  modul  ini mikrokontroler  akan  berperan  penting  karena merupakan  induk  untuk  menyimpan  program. Adapun blok diagram modul pemancar dapat dilihat pada gambar 2 di bawah ini.
Gambar 1. Susunan rangkaian dasar dari sensor panas LM
Dalam  pembuatan  modul  pemancar  HX2262  yang paling  utama  dilakukan  adalah  menghidupkan mikrokontroler, dimana mikrokontroler akan dipasang beberapa LED yang dipasang pada PORT I/O. Untuk mengaktifkan mikrokontroler dibutuhkan  suatu  pemograman  yaitu  program Bascom.  Program  ini  akan  dikompile  terlebih dahulu  dan  barulah  program  dikirim  didalam mikrokontroler dengan menggunakan modul Downloader    dengan  syntax  pemrograman  sebagai berikut:
Config Portd = Output Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal Dim Suhu As Word Portd = 255 Start Adc
Do Suhu = Getadc(0) Waitms 300 Portd = Suhu Loop End

## 2.3 Rancang Bangun Modul Penerima
Pembuatan  modul  penerima  hampir  sama  dengan pembuatan  modul  pemancar  Modul  penerima  juga memiliki  IC  digital  yang  mengatur  jalannya  modul tersebut, dimana IC ini bersifat tetap dan tidak bisa dirubah  seperti  halnya  penerima  saja.  Selain  itu  IC pada modul ini juga memiliki 18 pin dengan fungsi tersendiri  dan  memiliki  tegangan  kerja  sebesar  5
V DC . Modul  penerima  ini  juga  akan  dipasang  pada salah  satu  PORT  I/O  mikrokontroler  AT  Mega8. Modul  penerima  akan  selalu  aktif  karena  apabila modul  pemancar  mengirim  data  modul  penerima akan  siap  mengambil  data  dari  modul  pemancar. Data  yang  diperoleh  dari  modul  pemancar  akan ditangkap oleh modul penerima dan akan diteruskan ke  mikrokontroler  AT  Mega8  untuk  diproses  dan akan  ditampilkan  di  monitor  (PC).  Komunikasi dengan  monitor  dilakukan  dengan  menggunakan kabel  serial  USB  RS232  yang  digunakan  sebagai perantara  antara  PORT  serial  monitor  dengan PORT  serial  mikrokontroler  AT  Mega8.  Fungsi utama dari RS232 adalah mengubah data serial dari mikrokontroler.  Adapun  blok  diagram  dari  modul pemancar  HX2272  dapat  dilihat  pada  gambar  3 dibawah ini
Pembuatan  modul  penerima  HX2272  hampir  sama dengan  pembuatan  modul  pemancar  HX2262  yaitu dengan  cara  mengaktifkan  mikrokontroler  terlebih dahulu.  Mikrokontroler  akan  dihubungkan  dengan beberapa  LED  yang  dipasang  pada  port  I/O  mik- rokontroler.  Pemograman  yang  digunakan  adalah program Bascom. Program Bascom dikompile terle- bih  dahulu  dan  barulah  program  dikirim  di  dalam mikrokontroler dengan menggunakan modul Downloader    dengan  syntax  pemrograman  sebagai berikut:
$crystal = 16000000
Config  Lcdpin  =  Pin  ,  Db4  =  Porta.3  ,  Db5  = Porta.2  ,  Db6  =  Porta.1  ,  Db7  =  Porta.0  ,  E  = Porta.4 , Rs = Porta.5
Config Lcd = 16 * 2
Mikrokontroler AT Mega8 Vcc
Modul Pemancar HX2262 Vcc
Gambar 2. Susunan blok diagram dari modul
Gambar 3. Susunan blok diagram dari modul Penerima
Config Portd = Input Dim Data_masuk As Word Deflcdchar 0 , 4 , 10 , 10 , 4 , 32 , 32 , 32 , 32 Declare Sub Cek_data
Declare Sub Kondisi_1
Declare Sub Kondisi_2 Declare Sub Kondisi_3 Declare Sub Kondisi_4 Declare Sub Kondisi_5
Portd = 0 Do Call Cek_data Select Case Data_masuk Case 0 : Call Kondisi_5 Case 25 To 40 : Call Kondisi_1 Case 41 To 60 : Call Kondisi_2 Case 61 To 75 : Call Kondisi_3 Case 76 To 100 : Call Kondisi_4
End Select
Loop End

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Modul Pemancar HX2262
Pengujian  modul  pemancar  HX2262  diperlukan sebuah  LED  yang  telah terpasang  pada  bagian  atas modul pemancar HX2262 yang mana LED ini akan menandakan  apakah  modul  pemancar  aktif  atau tidak.  Untuk  sensor  suhu  LM35  dipasang  pada PORT-C1 (ADC) mikrokontroler, hal ini disebabkan  karena  sensor  suhu  menghasilkan  data analog  sedangkan  pada  mikrokontroler  dibutuhkan data  digital  dan  untuk  modul  pemancar  dipasang pada  PORT-D7  kaki  output  mikrokontroler. Adapun  gambar  modul  pemancar  yang  sudah dirakit dilihat pada gambar 4 di bawah ini.
Dari  datasheet  yang  diperoleh  bahwa  modul pemancar  dapat  mengirim  data  dengan  jarak  300 meter  di  ruangan  terbuka  namun  ketika  dilakukan pengujian  dengan  menggunakan  tegangan  sebesar 12 volt modul pemancar mampu bekerja pada jarak 100  meter.  Adapun  blok  diagram  dari  pengujian modul  pemancar  dapat  dilihat  pada  gambar  5  di bawah ini.
Apabila  sensor  suhu  LM35  mendeteksi  adanya panas  yang  berlebihan  (suhu  referensi  telah ditentukan)  maka  PORT-C1  mendapat  tegangan (logika  1)  pada  IC  mikrokontroler  AT  MEGA8. Logika  1  ini  akan  mentrigger  AT  MEGA8  untuk menyalakan  LED  dan  memerintahkan  pengiriman sinyal  untuk  memberitahukan  adanya  panas  yang berlebihan  pada  sensor,  selanjutnya  melalui  modul pemancar  HX2262  sinyal  ini  dipancarkan  ke  udara dengan  menggunakan  sistem  FSK.  Waktu  yang diperoleh sensor suhu untuk mendeteksi panas pada sensor yang telah diseting di program sebesar 50 o C adalah  20-30  detik.  Adapun  tabel  untuk  pengujian modul pemancar dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini.

## 3.2 Modul Penerima HX2272
Pada  saat  pengujian  modul  penerima  hal  yang pertama dilakukan adalah pengaktifan
Gambar 4. Modul pemancar tipe HX2262
Gambar 5. Blok diagram pengujian modul pemancar
Tabel 1. Pengujian modul pemancar yang telah
dipanasi No Perbandingan sensor suhu LM35 (Ts) dengan suhu referensi (Tf) LED High (on) Low (off) 1 Ts > Tf Nyala Padam 2 Ts < Tf Padam Nyala
mikrokontroler karena mikrokontroler akan mengatur  setiap  kerja  dari  modul  penerima.  Untuk pengaktifan  mikrokontroler  dapat  dilihat  pada pengujian  modul  pemancar  yang  ada  di  atas.  Di dalam modul penerima akan dipasang sebuah LED, speker  dan  displai  dimana  displai  dari  modul pemancar  akan  dibuat  dengan  menggunakan program Visual  Basic dan  dihubungkan  dengan rangkaian  RS323.  Adapun  bentuk  modul  penerima yang  sudah  dirakit  dapat  dilihat  pada  gambar  6  di bawah ini.
Apabila  modul  penerima  dalam  kondisi  high  maka LED  akan  nyala,  speaker  akan  bunyi  dan  displai akan  tampak  bahwa  modul  penerima  aktif,  dan apabila  modul  penerima  kondisi low (off)  maka LED  padam  dan  speaker  akan  diam  dan  displai tidak  menampilkan.  Untuk  lebih  jelasnya  dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini.

## 3.3 Tampilan program monitoring pc dan Alarm Akustik
Pembuatan tampilan program monitoring pc deteksi api  menggunakan software  Visual  Basic 2008. Adapun  bentuk  tampilan  dari  program  yang  dibuat adalah sebagai berikut:
Dari  gambar  7  terlihat  beberapa  tombol  dan tampilan  yang  memiliki  fungsi  masing-masing dimana tombol File dan Pengaturan berfungsi untuk mengaktifkan sistem kerja dari program pendeteksian  dan  alarm  akustik.  Sebelum  proram berkomunikasi  diperlukan  pengisian  setting  kolom port,  yang  mana  kolom  ini  berfungsi  untuk menentukan com dari komputer yang digunakan. Apabila  sensor  tertentu  terkena  api  maka  program aplikasi memberitahu derah yang terbakar atau titik panas yang terpantau sensor, hasilnya adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 8 dibawah ini :

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan
Gambar 6. Modul penerima
Tabel 2. Pengujian modul penerima dengan
program dasar
NO Modul Pemancar Displai High (on) Low (off) LED Speaker Layar (PC) 1 1 0 nyala nyala Nyala 2 0 1 padam
padam
Padam
Gambar 7. Tampilan program monitoring pc pada kondisi normal (tidak ada api yang dideteksi)
Gambar 8. Tampilan monitor pada saat titik panas pada id sensor 1 terdeteksi
dapat diambil kesimpulan bahwa:
1. Dapat  dibuat  sebuah prototype alat  yang  dapat mendeteksi kebakaran lahan dengan menggunakan sensor suhu, transmitter, receiver dan program aplikasi komputer untuk
monitoring lahan dengan berbasiskan mikrokontroller.
2. Sensor  suhu  yang  digunakan  termasuk  sensor umum  yang  memiliki  karakteristik  linier  yang cukup  baik  dan  dapat  dikalibrasi  langsung  ke dalam  besaran  Celcius.  Pada  saat  dilakukan pengujian  pada  suhu  50 o C  diperoleh  waktu sekitar  20 - 30  detik  untuk  mengirim  data  ke modul  penerima  pada  jarak  100  meter.  Faktor jarak  dalam  penelitian  ini  sangat  berpengaruh terhadap power  supply yang  digunakan, semakin  besar power  supply yang  digunakan maka  modul  dapat  mengirim  data  sesuai worksheet.

## Saran
Penulis  meyarankan  sebaiknya  modul  sensor  suhu LM35  dilapisi  dengan  logam  yang  tipis  dan memiliki  daya  hantar  panas  yang  baik  sehingga sensor  tidak  perlu  menunggu  waktu  lama  untuk mengaktifkan modul pemancar dan penulis menyarankan  untuk  selanjutnya  pembuatan  sistem detektor panas untuk pendeteksian kebakaran hutan menggunakan  nirkabel  perlu  di  tambah  dengan beberapa  sensor  yaitu  sensor  infrared  dan  sensor asap,  karena  sensor  panas  tidak  bisa  menjamin bahwa  di  suatu  daerah  tersebut  mengalami  panas yang  jauh  dari  perkiraan  dan  alangkah  baiknya penelitian  berikutnya  menggunakan  sensor  yang memiliki sensitifitas yang tinggi.

## Daftar Acuan
Corporation,  A.,  2001,  8-bit  AVR  Microcontroller with  8K  Bytes  In-System    Programmable  Flash, Atmel. http://www.atmel.com.
Ibrahim,  KF.,  1991.  Teknik  Digital,  Andi, Yogyakarta
J.Carr, J. 1997. Secret Of Circuit Design, McGraw-
Hill.
Kurniawan,  D.,  2009,  Telemetri  Suhu  Dan
Kelembaban  Dengan  Menggunakan  Modulasi Fsk,  Skripsi,  Teknik  Elektro,  FTI,  UII, Yogyakarta.
Murniwati,  BT,  2007, Wireless  Notification  System For The Hearing Impaired,  Faculty of Electrical Engineering  Universiti  Teknologi  Malaysia, Thesis.
National Semiconductor Corporation, 2000,
Precision  Centrigrade  Temperature  Sensors. www.national.com.

## Princeton Technology  Crop,  2009, Remote  Control
Encoder  PT2262  dan  Remote  Control  Decoder PT2272. www.orienceton.com.tw.
Santosa,  PG.,  2006,  Simulasi  Elektronika  Digital,
Andi, Yogyakarta .