## SENSOR-SENSOR PEMANTAU MENGGUNAKAN ARDUINO UNO DAN ESP8266 DIUNGGAH KE THINGSPEAK SERVER UNTUK PENGUKURAN GAS DI TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR MANGGAR BALIKPAPAN
AGUS BENY IMRON 1 , Dr. Ir. Charles Pangaribuan. DEA. CES 2
Abstract— Oil and gas industri is one of very development sector in technology. The data acquisition system or telemetry with remote monitoring and storage are one of them. Today, this technology can be  applicated  into  society  to  be  usefull  and  give  more  advantages. By  using  an  open  data  platform  for  Internet  of  Things  (IoT),  it  is very  possible.  -  Final  landfil  has  produced  many  gasses  such  as methane  and  carbondiokside,  especially  methane  gas  which  is produced  by  deterioration  of  organic  waste.  These  emit  gasses  are one  global  warming  root  caused,  we  call  it  green    house    effect gasses.  The  gas  concentrations  is  hard  to  be  measured  without  a device  help,  it  is  safe  and  prefered.  -  On  this  final  project  the  we build  build  a  prototype  that  contain  Arduino  Uno,  ESP826  Wi-Fi module and Sensors. It detects reading for Methane (CH4) , Carbon Dioxide  (CO2),  Temperature  and  Humidity.  All  reading  data  for gasess,  temperature  and  humidity  then  send  throught  Wi-Fi  internet be  uploaded  into  www.thingspeak.com,  using  internet  browser  we can  view  the  reading  graph  from  ThingSpeak,  anyone  who  has internet acces can be seen all the data remotely
Keywords : Arduino Uno, Gas sensor, Temperature sensor, Humidity sensor  ESP8266    Wi-Fi    Module,    Wi-Fi    modem    internet connection,  ThingSpeak  open  data  platform  and  internet  of  things (IoT).
Intisari— Industri  minyak  dan  gas  adalah  salah  satu  sektor  yang sangat  berkembang  dengan  teknologinya.  Sistem  data  akuisisijarak jauh  atau  telemetri  adalah  satu  diantaranya.  Hari  ini  teknologi tersebut  dapat  diaplikasikan  di  masyarkat  dan  memberi  banyak manfaat.  Dengan  memakai  platfond  data  terbuka Internet  of  Things (IoT)  hal  tersebut  dapat  terwujud.  -  Tempat  Pembuangan  Akhir (TPA) di Manggar, Balikpapan bisa kemungkinan dapat menghasilkan  gas-gas  berbahaya  seperti,karbondioksida  dan  metana khususnya yang dihasilkan dari proses pembusukan sampah organik. Emisi  gas-gas  tersebut  faktor  penyebab  pemanasan  global,  kita menyebutnya  efek  gas  rumah  kaca.  Konsentrasi  gas-gas  ini  sulit diukur  tanpa  bantuan  alat,  danalat  tersebutdibutuhkan  untuk memperoleh  data.  -Penulis  membuat  sebuah  prototipe  alat  yang terdiri  dari  Arduino  Uno,  modul  Wi-Fi  ESP8266  dan  sensor-sensor. Alat  ini  mampu  mendeteksi  gas  metana  (CH4),  karbondioksida (CO2),  suhu  dan  kelembapan.  Data-data  tersebut  dikirim  dan disimpan  di www.thingspeak.com,  kemudian  dengan menggunakan internet browser dapat ditampilkan hasilnya dalam bentuk grafik dan orang  yang  memiliki  akses  internet  dapat  melihat  data-data  tersebut dari kejauha n
Kata  Kunci — Arduino  Uno,  Sensor  gas,  Sensor  suhu,  Sensor kelembapan, Modul Wi-Fi ESP8266, koneksi internet modem Wi-Fi, ThingSpeak platform data terbuka Internet of Things (IoT).

## I. PENDAHULUAN
Pemanasan  global  ( global  warming )  adalah  proses meningkatnya suhu rata-rata atmosfer, laut, dan daratan Bumi disebabkan  oleh  meningkatnya  konsentrasi  gas-gas  rumah kaca. Ga-gas tersebut terdiri dari Uap air, karbondioksida,
atmosfer akibat penguapan air dari laut, danau dan sungai.
Gas  karbondioksida  dan  metana  adalah  penyumbang terbanyak  kedua  ketiga  penyebab  pemanasan  global.Metana mampu  menyumbangpanas  20-25  kali  lebih  banyak  bila dibandingkan  karbondioksida.Metana  banyak  dihasilkan  dari pembusukan  limbah  organik  di  tempat  pembuangan  akhir (TPA), contohnya di TPA Manggar, Balikpapan.Gas-gas yang dihasilkan  TPA  antara  lain  adalah  amonia,  sulfida,  metana, dan  karbondioksida.Amonia  dan  sulfida  adalah  penyumbang bau  busuk  menyegat  di  TPA.Metana  dan  kardondioksida selain  penyumbang  pemanasan  global,  mereka  juga  sebagai polusi,  mampu  menyingkirkan  oksigen  disekitar,  mampu berkumpul  di  area  rendah  dan  bangunan  sekitar,  dikarenakan berat jenisnya yang lebih berat.
Sifat  gas  metana  mudah  terbakar  bahkan  dapat meledak  diruang  tertutup,  sehigga  dimanfaakansebagai  bahan bakar  kompor  untuk  warga  2  RT  disekitar  TPAManggar, Balikpapan  dan  pembangkit  listrikterbatas  digunakan  untuk kebutuhan  internal  TPA.  Dengan  inovasi  yang  terus berkembang  menjadikan  TPA  Manggar,  Balikpapan  banyak menoreh  prestasi,  ditahun  ini  TPA  Manggar,  Balikpapan memperoleh 2 penghargaan.
Untuk  menambahkan  inovasi  di  TPA  Manggar, Balikpapan,  pemantauan  konsentrasi  gas  metana  (CH4),  gas karbondioksida  (CO2),  suhu  (celsius)  dan  kelembapan  (%) secara  periodik  di  TPA  perlu,  untuk  data  mengetahui  tingkat polusi  dan  kandungan  gas  yang  dihasilkan.  Untuk  itu  perlu dibuat suatu alat  yang dapat digunakan untuk  mengumpulkan data  kandungan  berupa  tingkat  konsentrasi  gas  yang  lepas  ke atmosfer  atau  dapat  mengukur  langsung  di  sistem  tertutup pengolahan  gas  metana.  Data-data  hasil  pengukuranyang diperoleh  alat  ini  dapat  ditransmisikan,  diunggah  atau  di- upload, tersimpandan  dipantauan  jarak  jauh,  menggunakan ThingSpeak. Ditambah display LCD OLED dialat yang dapat membantu menampilkan hasil pengukuran di alat.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## Arduino Uno
Adalah  sebuah  papan  mikrokontroler  yang  didasarkan pada  ATmega328.  Arduino  Uno  mempunyai  14  pin  digital input dan output (6  di  antaranya  dapat  digunakan  sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah powerjack , sebuah ICSP header , dan  sebuat  tombol reset .  Arduino  Uno  memuat  semua  yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB  atau  mensuplainya  dengan  sebuah  adaptor  AC  ke  DC atau  menggunakan  baterai  untuk  memulainya.  Arduino  Uno menggunakan ATmega16U2 yang diprogram sebagai USB -to- serial converter untuk komunikasi serial ke computer melalui
1,2 Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Balikpapan, Jln. Pupuk Raya Gn. Bahagia Balikpapan 76114 INDONESIA (e-mail: agusbenyimron@gmail.com , pangaribuan_charles@yahoo.com )
port USB. Arduino board diatas memiliki fisik ukurannya sebesar kartu kredit.
Gambar 2.1 Blok Arduino Uno

## Modul Wi-Fi  ESP8266
Adalah  modul  komunikasi  Wi-Fi  dengan  harga ekonomisi untuk dapat menyambungkan rangkaian elektronika  dengan  internet  secara  nirkabel  karena  modul elektronika  ini  menyediakan  akses  ke  jaringan  Wi-Fi  secara transparan  dengan  mudah  melalui  interkoneksi  serial  (UART RX/TX).
Keunggulan  utama  modul  ini  adalah  tersedianya mikrokontroler RISC ( Tensilica 106µ Diamond Standard Core LX3) dan flash memory SPI 4 Mbit  Winbond W2540BVNIG terpadu,  dengan  demikian  Anda  dapat  langsung  menginjeksi kode program aplikasi langsung ke modul ini.
Modul  ini  juga  sangat  mudah  untuk  dihubungkan dengan  perangkat  Arduino  atau  dengan  kata  lain  menjadi Arduino  Wi-Fi shield .Karena  memiliki processor sendiri, maka  modul  ini  dapat  berdiri  sendiri  tanpa  Arduino  atau mikrokontroler,  serta  mendukung  APSD  ( Automatic  Power Save Delivery ) untuk aplikasi VoIP ( Voice over IP ).

## Gambar 2.2  Modul ESP8266-01

## Arduino Integrated Development Environment
Arduino Integrated Development Environment (IDE)merupakan perangkat lunak  yang terdiri dari editor teks untuk menulis kode, sebuah area pesan, sebuah konsol, sebuah toolbar dengan  tombol-tombol  fungsi  yang  umum  dan beberapa  menu.Arduino  IDE  terhubung  ke  Arduino board untuk  meng- upload program  dan  juga  untuk  berkomunikasi dengan  Arduino board .Perangkat  lunak  yang  ditulis menggunakan Arduino IDE disebut sketch . Sketch ditulis pada
editor  teks. Sketch disimpan  dengan  file  berekstensi  ino.  Area pesan  memberikan  informasi  dan  pesan error ketika  kita menyimpan  atau  membuka sketch .Konsol  menampilkan  teks dari  Arduino  IDE  dan  juga  menampilkan  pesan error ketika kita meng- compilesketch .Pada sudut kanan bawah dari jendela Arduino  IDE  menunjukkan  jenis board dan  serial port yang sedang  digunakan.Tombol toolbar digunakan  utuk  mengecek dan meng- uploadsketch , membuat, membuka atau menyimpan sketch , dan menampilkannya di monitor serial.

## Gambar 2.3 Arduino IDE

## Mengenal Pustaka Arduino
Linkungan  kerja  kerja  Arduino  dapat  di  perluas  lagi melalui  pustaka-pustakanya  ( libraries ),  seperti  kebanyakan platform program lainnya. Library menyediakan subrutin yang memiliki fungsi-fungsi ekstra untuk pemakain sketch , baik itu untuk  perangkat  kerasnya  maupun  dalam  hal  memanipulasi data.  Untuk  memakai library dalam  sebuah sketch ,  pilih  dari Sketch > ImportLibrary .

## Mengenal Wi-Fi
Wi-Fi ( Wireless Fidelity ) adalah satu standar Wireless Networking tanpa kabel, hanya dengan komponen yang sesuai dapat terkoneksi ke jaringan.Awalnya Wi-Fi ditujukan untuk pengunaan perangkat nirkabel dan LAN ( Local Area Network ), namun saat ini lebih banyak digunakan untuk mengakses Internet.Hal ini memungkinan seseorang dapat menggunakan komputer, laptop dan perangkat lainnya untuk terhubung dengan Internet menggunakan titik akses (accespoint)atau dikenal dengan hotspot.
Acces  point  memungkinkan  perangkat  nirkabel  untuk terhubung  ke    jaringan    menggunakan    Wi-Fi.    Jangkauan pada Access Point sekitar 100 meter. Jika melebihi jarak yang dapat  di  jangkau  oleh AccessPoint maka  sinyal  akan  hilang. Untuk  memperkuat  frekuensi  sinyal  bias  memakai  penguat atau  memasang Access  Point yang  lebih  dari  1  di  beri  jarak sekitar 30 meter lebih untuk memperkuat frekuensi  sinyal
sekitar.
Access  Point berfungsi  sebagai Hub  Switch yang bertindak  untuk  menghubungkan  jaringan  lokal  dengan jaringan wireless, di access  point inilah  koneksi  data  internet dipancarkan  atau  dikirim  melalui  gelombang  radio,  ukuran kekuatan  sinyal  juga  mempengaruhi  radius  yang  dapat dijangkau,  semakin  besar  kekuatan  sinyal  (ukurannya  dalam satuan dBm atau mW ) semakin luas jangkauannya.

## Sensor Gas MQ4 dan MQ135
Sensor gas dengan kode MQ terdiri dari  2  bagian, yaitu sensor elektrokimia dan sebuah pemanas ( internalheater ) didalamnya. Sensor ini dapat mendeteksi berbagai tipe gas, dan akan lebih sensitif untuk jenis gas tertentu,  tergantung jenis sensor yang terpasang. Semua sensor gas tipe ini dapat dikalibrasi den gan mengukurnya pada udara atau gas yang telah diketahui konsentrasinya.
Keluaran  sensor  ini  berupa  data  analog  yang  dapat dibaca  oleh  pin-pin Analog  Arduino.Untuk  menggunakan jenis  sensor MQ  ini,  diperlukan  datasheet  guna  mengetahui karakteristik dari sensor tersebut.Hal ini berhubungan dengan bagaimana sensor ini diaktifkan, dan bagaimana korelasi data keluaran dengan besaran gas yang akan Anda ukur.
Berhati-hatilah  saat  menghubungkannya,  karena  jika salah,  maka sensor akan  mempengaruhi keluaran sensor, atau bahkan bisa rusak seketika. Perhatikan kembali datasheet dan cara menghubungkannya dengan mikrokontroler Arduino.
Yang  terpenting  kedua  adalah  mengenai  tegangan untuk  internal  heater.Sebagian  sensor  memerlukan  tegangan 5V terus menerus untuk memanaskan heaternya, sebagian lagi memerlukan 2V, dan yang sebagian lagi memerlukan tegangan 5V  dan  1.4V  secara  bergantian.  Tegangan  2V  dan  1.4V  bisa didapat  dengan  menggunakan  analogWrite  pada  pin  PWM Arduino. Namun perlu diperhatikan pula (di datasheet) jumlah arus  yang  diperlukan  untuk  pemanasan  tersebut.  Jika  lebih besar  dari  40mA,  maka  sebaiknya  menggunakan  mosfet  atau transistor  switching,  karena  jika  memaksakan  menggunakan Arduino maka akan kelebihan beban.
Sensor yang menggunakan tegangan 5V untuk internal heater-nya,  biasanya  sangat cepat  untuk  mencapai  50-60 derajat celcius.Setelah burn-in-time , internal heater umumnya diperlukan untuk mencapai pembacaan yang stabil (contohnya pada  MQ4  dan  MQ135).  Beberapa  datasheet  menggunakan istilah preheat atau  sebuah  prasyarat  untuk  membuat pembacaan  sensor  lebih  stabil. Burn-in-time atau preheat biasanya  dalam  12  hingga  48  jam  hanya  sekali  di  awal sebelum  di  gunakan  pada  rangkaian,  setelah  itu  normal digunakan setelah pemanasan 2-3 menit. Untuk tugas akhir ini penulis  memilih  sensor  MQ4  untuk  melakukan  pengukuran konsentrasi  gas  metana  (CH4)  dengan  jangkauan  200-10,000 PPM  dan  sensor  MQ135  untuk  pengukuran  konsentrasi karbondioksida  (CO2)  dengan  jangkauan  sensor  bisa  di  atur sendiri limit, karena datasheet MQ135 tdak jelas menerangkan jangkauannya.
Gambar 2.4 Sensor Gas MQ

## Gambar 2.5 Komponen Dasar Gas MQ

## Gambar 2.6 Modul Sensor Gas MQ
Gambar 2.7 Rangkaian Modul Sensor MQ

## .

## Sensor Suhu dan Kelembapan (DHT11)
Alat  yang  biasanya  digunakan  untuk  mengukur kelembapan  udaraadalah higrometer .DHT11adalah  sensor keluaran  digital  yang  dapat  mengukur  suhu  dan kelembapan udara di sekitarnya.Sensor ini sangat mudah digunakan
bersamadengan  Arduino.Memiliki  tingkat  stabilitas  yang sangat  baik  serta  fitur  kalibrasiyang  sangat  akurat.Koefisien kalibrasi  disimpan  dalam  program  memory,sehingga  ketika internal sensor mendeteksi sesuatu, maka module inimenyertakan  koefisien  tersebut  dalam  kalkulasinya,DHT11 ini termasuk sensoryang  memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon,  pembacaan  data  yang  cepat,dan  kemampuan  anti- interference . Ukurannya yang kecil, dan dengan transmisisinyal hingga 20 meter,dengan sepsifikasi: Catu daya: +5 V, jangkauan suhu 0-50 °C error of ± 2 °C, kelembapan : 20-90%  RH  ±  5%  RH error ,dengan spesifikasi digital interfacing  system .  membuat  produk  ini  cocok  digunakan untukbanyak aplikasi-aplikasi pengukuran suhu dan kelembapan.
.

## Gambar 2.8 Sensor DHT11
Tabel 2.1  Tabel karakteristik sensor DHT11
Dari penjelasan Tabel  2.4  diatas  bahwa  struktur  yang merupakan  carakerja  dari  sensor  suhu  dan  kelembapan udaraDHT11  memiliki  empat  buah  kakiyaitu:  pada  bagian kaki(VCC),  dihubungkan  ke  bagian  Vss  yg  bernilai sebesar5V,pada  ArduinoUno  dan  untuk  bagian  kaki  GND dihubungkan  ke  ground(GND,  sedangkan  pada  bagian  kaki data  yangmerupakan  keluaran  dari  hasil  pengolahan  data analog dari sensorDHT11 yang dihubungkan ke bagian analog input pin Arduino Uno dan terdapat satu kaki tambahan yaitu kaki NC ( Not Connected ), yangtidak terhubung.

## 128X64 OLED LCD DISPLAY
Display ini kecil berukuran 0.96 inch diameter, namun
sangat  mudah  terbaca  dikarenakan  tingkat  cahaya  kontras yang tinggi sebagai penampil OLED ( Organic Light Emitting Diode ). Display ini terbuat dari 128x64 individu OLED pixels , masing-masing  dihidupkan  dan  dimatikan  oleh chip pengontrol  SSD1306.  Dikarenakan display tersebut  memakai cahayanya  sendiri  maka  tidak  diperlukan  cahaya  latar belakang  ( background  light). Hal  ini  mengurangi  konsumsi daya  yang  dibutuhkan  untuk  menjalankan  OLED  dan  itulah sebabnya display ini memiliki cahaya kontras yang tinggi dan mampu menampilkan tulisan dan gambar.
Gambar 2.9 OLED LCD 128x64
SSD1306  dilengkapi  dengan  kontrol  kontras,  RAM display  dan  osilator,  yang  dapat  mengurangi  komponen  luar dan  konsumsi  daya.  Memiliki  256  level  kontrol  cahaya.  Data atau  perintah  yang  dikirim  dari  MCU  memiliki Interfaces (antarmuka)  pilihan  perangkat  seri  6800/8000 parallel Interfaces , I2C atau SPI. Display ini cocok untuk banyak alat yang  portabel  seperti handphone , display MP3 player , kalkulator  dan  lain-lain.  Berikut  adalah  daftar  fitur  yang dimiliki:
a. Resolusi 128 x 64 dot panel matrik.
b. Tegangan  operasi  VDD  =  1.65V  sampai  3.3V  untuk IC  logika  dan  VCC  =  7V  sampai  15V  untuk  panel matrik.
c. Untuk  panel  matrik  maksimum  tegangan  15V  DC dengan  arus  100uA  sampai  15mA,  dan  256  level kecerahan.
d. Dilengkapi 128 x 64 bit SRAM display buffer.
e. Pin pilihan antarmuka MCU : 8-bit 6800/8080-SPI , 3/4 kabel SPI atau I2C Interface.
f. Fungsi penyimpanan layar kontinu untuk arah horisontal dan vertikal.
g. RAM tulis untuk sinyal sinkronisasi.
h. Programmable Frame Rate and Multiplexing Ratio.
i. Pemetaan baris dan kolom .
j. Osilator.
k. Jangkauan suhu: -40°C sampai dengan  85°C.

## ThingSpeak
ThingSpeak merupakan open  source untuk  aplikasi InternetofThings (IoT)  dan Aplication  Programing  Interface (API),  untuk  mengunggah  dan  mengunduh  data  memakai protokol internet HTTP. Dengan ThingSpeak dapat dilakukan
Model DHT11 Catu Daya 3-5.5V DC Keluaran Sinyal digital Jangkauan dan akurasi Kelembapan 20-90% RH ; ± 5% RH Suhu 0-50C ; ±2Celsius Resolusi atau sensitifitas Kelembapan 1%RH; Suhu 0.1Celsius Repeatability Kelembapan ± 1%RH; Suhu ±1Celsius Kelembapan hysteresis ± 1%RH Kestabilan jangka panjang ± 0.5%RH per tahun Periode pembacaan Rata-rata 2detik Interchangeability fully interchangeable Dimensi 12x15.5x5.5mm
pengumpulan  data-data  sensor,  aplikasi  pelacak  koordinat lokasi,  dan  melakukan  sosial  media  dengan  status  yang  ter- update . Dapat menjadi server data base dan juga terintergrasi dengan  layanan Twitter sosial  media.  Terdapat  aplikasi ThingTweet dan React yang  dikombinasikan,  sehingga  bisa dipakai sebagai alat peringatan dini jika level konsentrasi gas mencapai  angka  tertentu,  pengaturannya  cukup  mudah  di ThingSpeak , bisa dilihat tutorial- nya di lampiran.
Gambar 2.10  Ilustrasi ThingSpeak
Www.thingspeak.com pertama  kali  diluncurkan  oleh ioBrige  di  tahun  2010  sebagai  pelayan  dalam  mendukung aplikasi Internet  of  Thing (IoT).  ThingSpeak  memiliki dukungan  integrasi  dari  MATLAB,  membolehkan  para pemakai  untuk  melakukan  analisa  dan  visualisasi  data menggunakan  Matlab  tanpa  harus  membeli  lisensi  dari Matworks.

## III. METODE PENELITIAN

## 3.1 Perancangan Diagram Blok
Sebagai  gambaran  umum  alat  yang  dibuat  berupa pembacaan  sensor-senor  gas,  suhu  dan  kelembapan.  Alat  ini mengolah pembacaan sensor oleh Arduino Uno ditampilkan di LCD  OLED,  melakukan  koneksi  menggunakan  modul  Wi-Fi ESP8266  terhubung  internet  Wi-Fi, hotspot atau accespoint . Setelah  terkoneksi  dengan  internet  semua  pembacaan parameter  akan  dikirim  ke  ThingSpeak,  hasil  ditampilkan secara grafis. Ilustrasi blok-blok sistem dari rangkaian terlihat pada gambar 3.1 dibawah.
Gambar 3.1  Ilustrasi Diagram Perancangan
Keluaran  dari   sensor-sensor  diteruskan  menuju Arduino  Uno,  diproses  untuk  mendapatkan  parameter pembacaan yang diinginkan.  Keluaran dari MQ4 dan MQ135 berupa analog, dan hasil yang kita inginkan adalah pembacaan tingkat  konsentrasi  CH4  dan  CO2  dalam  satuan  PPM  (Parts per  Million).  Sedangkan  untuk  sensor  DHT11  memiliki keluaran  digital  dengan  hasil  pembacaan  suhu  (celcius)  dan kelembapan  (%).Dengan  dibantu  fungsi-fungsi  library,  maka penulis  cukup  memberikan  perintah  sederhana  guna mendapatkan  hasil  yang  diinginkan.  Tanpa    diperlukan penulisan  panjang  program  ADC  ( Analog  to  Digital Converter ).  Berikut  dibawah  ini  tabel  perintah  utama  yang digunakan untuk mendapatkan parameter yang kita inginkan.

## Tabel 3.1 Perintah UtamaPembacaan Sen
Display  LCD  OLED  digunakan  untuk  mempermudah pembacaan proses koneksi Wi-Fi dan hasil pembacaan sensor. Untuk proses koneksi dengan Wi-Fi fungsi OLED dimasukan kedalam void  setup ()  sedangkan  untuk  pembacaan  sensor dimasukan  kedalam  void  loop().  Agar  lebih  mudah  dan pendek  penulisan  program,  penulis  membuat  fungsi  terpisah khusus  untuk  tampilan  OLED.Terdapat  2  perintah  sederhana untuk  fungsi  tampilan  OLED  yaitu  u8g.drawStr()  dan  u8g. println()
.ESP8266  diperintahkan  untuk  melakukan  koneksi dengan modem Wi-Fi, semua perintah bersumber dari Arduino Uno. Setelah terbangun koneksi Wi-Fi dan mendapatkan akses internet,
kemudian  Arduino  memulai  koneksi  TCP/IP  dengan www.thingspeak.com. Untuk berhubungan dengan ThingSpeak diperlukan API key yang sesuai.
Selanjutnya  terjadi  proses  pengunggahan  (upload    ) data  parameter  sensor-sensor  menuju  ThingSpeak.    Semua data  yang  diterima  akan  di  publikasikan,  sehingga  perangkat lain  di  tempat  yang  jauh  dapat  melihat  hasil  pantauan  data parameter. Untuk melihat hasilnya cukup melakukan browsing membuka www.thingspeak.com dengan channel  ID yang sesuai.  Berikut  adalah  tabel  daftar  perintah  yang  di  pakai menggunakan AT command :
Tabel 3.2 AT Command Untuk ESP8266
1) 3.2 Teknik Pengumpulan Data
Beberapa metode dilakukan penulis dalam pengumpulan data, metode tersebut antara lain adalah :
a. Pembelajaran mengunakan literatur
Mengumpulkan  dan  membaca  teori  yang berkaitan  dengan  tugas  akhir  ini,  berupa  buku-buku referensi, artikel, jurnal, internet, tutorial dan lain-lain. Mempelajari  datasheet  MQ4,  MW135  dan  DHT11, bagaimana  pembacaan  di  Arduino,  menampilkan  di OLED dan mencari library yang tepat.
b. Latihan Uji coba Melakukan  uji  coba  Arduino  dengan  demo- demo  latihan,  bertujuan  untuk  memahami  dan mempelajari  Arduino  secara  praktek.  Seiring  waktu belajar  teori  dibuku  mengenai  pendalaman  materi perangkat lunak Arduino IDE.
c. Diskusi Alat dan Materi
Berupa  diskusi  dan  konsultasi  mengenai topik tugas akhir dengan dosen pembimbing yang telah di  tentukan  oleh  pihak  departemen  Teknik  Elektro Universitas Balikpapan.

## Alat dan Bahan
Dalam  perancangan  dan  pembuatan  alat  akan  di butuhkan  persiapan  dua  perangkat  utama  yaitu  perangkat keras dan perangkat lunak.

## Perangkat Keras
Komponen  utama  tersusun  menjadi  beberapa  bagian anatara lain yaitu sensor-sensor, mikrokontroler Arduino, Wi- Fi  modul  dan  modem  Wi-Fi  untuk  internet.  Berikut  adalah perangkat keras yang digunakan penulis :
a. Sensor
Terdiri sensor gas MQ4, sensor gas MQ135 dan sensor DHT11. Untuk sensor gas penulis memilih MQ4 untuk metana  dan  karbondioksida  dari  MQ135,  keluarannya analog. DHT11 untuk pengukuran suhu dan kelembapan udara, dengan keluaranya digital.
b. ESP8266
Adalah  modul  kecil  Wi-Fi  bertipe  SP-01,  dengan  pin TX/RX  dengan  mikrokontroler  unit  Atmeg328  di Arduino board . Modul ini memiliki catu daya 3.3 volt dan  GPIO  secara  mandiri,  sehingga  dapat  beroperasi sendiri tanpa mikrokontroler. Namun untuk tugas akhir ini module tersebut hanya berfungsi sebagai modul Wi- Fi. Bahasa AT command digunakan untuk mengeksekusi perintah yang dikirim dari Arduino Uno.
c. Arduino Uno Dengan  komponen  utama  mikrokontroler  berbasis Atmega328,  merupakan  otak  kerja  semua  sistem.  Dari sini  sensor-sensor  dibaca  dan  diolah  menjadi  satuan konsentrasi  gas  CO2/CH4  dalam  PPM,  suhu  dalam celsius  dan  kelembapan  dalam  persen.  Arduino memberikaan  perintah-perintah  khusus  kepada  modul Wi-Fi  untuk  dapat  terkoneki  dengan  internet  dan ThingSpeak dapat dilihat di Tabel 3.2 diatas.
d. Display LCD 0.96 in OLED 128x64
Display LCD OLED hanya berfungsi sebagai penampil monochrome saja  untuk  melihat  pembacaan  sensor tanpa  laptop  monitor  serial.  Hasil  pembaccan  dapat dilihat seperti pada Gambar 2.15 diatas.
e. Modem Wi-Fi Untuk  mendukung  koneksi  internet  via  Wi-Fi  penulis pergunakan  modem  Wi-Fi router Speedy  dari  Telkom (ADSL TP-link TD-W8951ND). Dapat juga menggunakan handphoneandroid sebagai accespoint dengan fasilitas tethering dan portablehotspot .
f. Kabel dan Papan Terminal
Untuk menghubugkan Arduino Uno dengan laptop kita gunakan kabel data USB. Fungsinya sebagai catu daya 5 volt dan sebagai penghubung serial data untuk proses upload  bahasa  pemrograman  kedalam  Arduino board . Terdapat juga kabel jumper untuk koneksi antar pin di papan terminal dan Arduino Uno.
g. Netbook Lonovo S100C
Digunakan  untuk  mengakomodasi  semua  perangkat lunak  yang  diperlukan  untuk  Arduino,  meng- upload program sktech , flashing modul  Wi-Fi  dan  melihat hasil di website.
h. Alat-Alat Pendukung lainnya
Untuk mempermudah perancangan alat dibutuhkan alat- alat  pendukung  lainnya  seperti  :Solder    listrik,  timah solder, obeng, tang potong, tang jepit, gergaji, PCB dua lapis,  pisau,  baterai lithium 3.7  VDC  (2  buah), komponen regulator 5V  IC  LM7805,  adaptor  DC, r egulated DC Power Supply dan multimeter osiloskop.

## Perangkat Lunak
Aplikasi  perangkat  lunak  adalah  komponen  penting, karena  disinilah  kita  memprogram  Arduino  sesuai  tujuan penulis.  Proses  yang  terjadi  berupa downloading,  writing, compile, serial monitoring ,uploading dan browsing . Ada tiga perangkat lunak yang harus di miliki, antara lain adalah :
a. ESP8266 Flash Downloader
Sebelum melakukan perancangan dengan Arduino Uno, perlu  kita  tetapkan  bahasa  program  apa  yang  akan digunakan  ESP8266.  Bahasa  permrograman  AT command lebih  tepat  digunakan  untuk  berkomunikasi dengan Arduino Uno. Terkadang firmware asli bawaan dari  pabrikan  menggunakan  bahasa  LUA,  jika  didapati firmaware ESP8266  tidak  support  AT command maka diperlukan  perangkat  lunak flasher ,  perangkat  lunak flasherfirmware ini  banyak  pilihannya  bisa  di- download tanpa  bayar.  Gunakan firmware terbaru untuk  ESP8266  (Versi  0.9.5.0)  dan  gunakan  ESP8266 Flash  Downloader lihat  Gambar  3.2  proses  format firmware .  Untuk  memastikan  apakah  ESP8266  sudah menggunakan  AT command dapat  dilihat  pada  serial monitor dengan mengetik AT, maka akan muncul pesan OK.
Gambar 3.2 Flash Downloader dan AT command
b. ThingSpeak
Masuk www.thingspeak.com , buat account baru, kemudian  masuk My  Channels dan  buat  c hannel baru isikan empat field pembacaan untuk suhu, kelembapan,
CO2  dan  CH4,  klik  kotak make  public .  Jika  berhasil akan diperoleh hasil seperti pada Gambar 3.3 dibawah. Sehingga  diperoleh  channel  ID  102986  dan  API key (QWZJCF7WF2PHMXSY).
Gambar 3.3 Account dan Channel Baru
Untuk  fasilitas Twitter itu  sendiri,  bisa  kita  gunakan ThingTweet dan React ,  dimana  pengaturannya  cukup mudah  hanya  di  lakukan  didalam ThingSpeak ,  tanpa menuliskan  bahasa  pemrograman  Arduino.  Contoh aplikasinya,  yaitu  mengirimkan  pesan  bahaya  jika tingkat  konsentrasi  gas  mencapai  level  tertentu.  Atau memberikan  informasi  secara  kontinu  mengenai kualitas  udara  dengan  periode  waktu  yang  diatur. Pastikan  sudah  memiliki  akun User ID Twitter yang bisa digunakan. Pertama masuk ke ThingTweet lakukan registrasi  ( Link  Twitter  Account ),  dari  sini  kita  akan diminta  izin  agar ThingTweet menggunakan  akun Twitter anda,  selanjutnya  masuk  ke React dan  atur kondisi  serta  pesan  apa  yang  kita  inginkan,  lihat Gambar 3.4 dibawah.
Gambar 3.4 ThingTweet dan React
c. Arduino IDE
Perancangan  perangkat  lunak  utamanya  mengunakan Arduino  IDE  dengan  bahasa  C.  Pilihlah library yang tepat  untuk  sensor  yang  akan  digunakan,  hal  ini  untuk memudahkan penulisan bahasa pemrograman Arduino. Setelah  selesai  tersusun  bahasa  pemrograman  Arduino Uno dan pastikan masukan API
key QWZJCF7WF2PHMXSY,  langkah  berikutnya  adalah proses compile dan uploading menuju  Arduino board . Setelah  muncul  komentar doneuploading tanpa  error, maka  Arduino  Uno  akan  menjalankan  program  sesuai tujuannya.  Untuk  melihat  proses  jalanya    program dapat  dilihat  di  jendela  serial  monitor,  disini  dapat terlihat apa yang terjadi di Arduino Uno.

## Gambar 3.5 Pemrograman Arduino IDE
Pada  dasanya  bahasa  pemrograman  Arduino  terbagi menjadi dua bagian fungsi  yaitu void setup() dan void loop(). Untuk melihat penulisan lengkap pemrograman Arduino Uno dapat dilihat di lampiran.

## d. Web Browser
Untuk  melihat  hasilnya  di www.thingspeak.com ,  bisa dilakukan dengan Internetexplorer atau googlechrome . Banyak  alternatif  lain  jika  ingin  menggunakan perangkat seperti smarthphone atau tabletandroid .

## Teknik Perancangan
Teknik  perancangan  alat  dilakukan  dengan  melakukan beberapa tahapan untuk  menyelesaikan alat pemantau sensor- sensor  menggunakan  Arduino  Uno  dan  ESP8266  yang diunggah  ke- serverThingSpeak. Tahapan-tahapan  tersebut antara lain adalah :
1. Studi  literatur  dan  mengumpulkan  informasi,  dari mempelajari  buku,  teori, datasheet, contoh-contoh sketch , libraries dan jurnal-jurnal.
2. Mengumpulkan  komponen  perangkat  keras  dan perangkat lunak.
3. Percobaan  komponen  bagian  sensor-Semsor  dengan Arduino  Uno,  untuk  pembacaan  MQ135,  MQ4,  dan DHT11.  Sampai  diperoleh library dan  bahasa pemrograman yang tepat.
4. Percobaan  komponen  bagian  modul  Wi-Fi  ESP8266, dengan  membuat  bahasa  pemrograman  protokol  AT- Command untuk  terhubung  WI-FI acces  point ,  sampai diperoleh bahasa pemrograman yang efektif dan efisien.
5. Membuat  akun  baru  di www.thingspeak.com ,  tentukan channel baru dan atur field chart yang akan digunakan. Jangan  lupa  klik publish, ambil write API key yang nantinya dipakai dalam pemrograman Arduino Uno.
6. Buat pemrograman mengunggah data ke www.thingspeak.com berdasar API key yang diperoleh.
7. Menambahkan  komponen OLED 128x64,  tentukan library dan buat program penampil di LCD tersebut.
8. Percobaan  seluruh  rangkaian  dengan  menggabungkan semua komponen keras dan lunak. Dilakukan berulang kali  sampai  diperoleh  bahasa  pemrograman  dengan hasil yang diinginkan.
9. Diperoleh hasil pembacaan di  monitor serial, tampilan LCD OLED dan www.thingspeak.com.

## Diagram Alir Teknik Perancangan
Gambar 3.6 Diagram Alir Teknik Perancangan

## Diagram Alir Program Arduino Uno
Gambar 3.7 Diagram Alir Program Arduino Uno

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Rangkaian Modul Dan  Pengabelan
Agar  rangkaian  dapat  bekerja  dengan  sempurna  maka semua  modul  harus  digabungkan,  lihat  Gambar  4.1  dibawah. Dari  sini  dapat  diperoleh  gambaran  utuh  dan  jelas  tentang susunan modul, yang kemudian dapat dilakukan pengujian per blok sesuai pembahasan di bab-bab sebelumnya.
Gambar 4.1   Rangkaian  Pengkabelan
Gambar 4.2 Tampilan Keseluruhan

## Prinsip Kerja
Selama  uji  coba,  alat  ini  selalu  terhubung  dengan laptop  melalui  USB.  USB  selain  sebagai  catu  daya  5V, berfungsi utama sebagai kabel serial untuk komunikasi antara laptop  dengan  Arduino  Uno.  Dari  sini  fokus  pengerjaan  dan uji  coba  lebih  kepada  penulisan  program  di  Arduino  IDE. Kemudian  hasil  dari  eksekusi  dapat  di  lihat  langsung  di jendela monitor serial.
Terjadi  proses  inisiasi  di  awal  program  dengan memanggil library ,  penentuan  kaki  pin  yang  digunakan, konstanta  dan  isi  variabel.  Kemudian  masuk  ke  dalam  dua struktur  penting  yaitu,  fungsi  pengaturan  awal  atau  disebut void  setup ()  dan  fungsi  berulang  atau  disebut void  loop (). Didalam voidsetup () terdapat beberapa proses antara lain :
1. Menampilkan kata di OLED, mengunakan oledPrint().
2. Memulai komunikasi serial dengan ESP8266, mengunakan Serial.begin(9600). 3. Memulai sensor DHT11, MQ4 dan MQ135, menggunakan dht.begin(), mq4.begin() dan mq135.begin().
4. Fungsi  tombol  logika  untuk  pin  D4,  jika  ditekan ( HIGH )  maka  akan  proses  koneksi  ke  Wi-FI  melalui ESP8266. Jika tidak ditekan ( LOW ) maka proses untuk ESP8266 dilewati.
Selanjutnya  masuk  fungsi  pengulangan voidloop () yang  merupakan  proses  utama  alat  bekerja.  Urutan  proses kerja adalah sebagai berikut :
1. Pembacaan data-data sensor. 2. Konversi data pembacaan sensor menjadi  variabel string .
3. Data-data string hasil pembacaan sensor tersebut kemudian di tampilkan di display LCD OLED.
4. Proses  konektivitas  dengan www.thingspeak.com, dengan pengiriman data-data ke ThingSpeak .
5. Dan seterusnya proses akan berulang.
Terdapat  fungsi-fungsi  tambahan  yang  berada  diluar dua struktur tersebut diatas. Fungsi-fungsi tambahan itu untuk mempermudah  penulisan  program,  diantaranya  adalah  fungsi penulisan  kata  di  OLED  dan  fungsi-fungsi  untuk  terhubung Wi-Fi.

## Pengujian Sensor
Untuk  pengujian  sensor,  komponen  utama  yang digunakan berupa sensor-sensor dan Arduino Uno. Catu daya sensor  diambil  dari  Arduino  Uno  pin  5V  dan output sensor masuk ke pin analog Arduino Uno, output MQ4 masuk ke pin A3, output DHT11  masuk  ke  pin  D5  dan output MQ135 masuk  ke  pin  A5.  Untuk  lebih  jelasnya  dapat  dilihat  di Gamber  4.1  diatas.  Diperlukan  waktu  sekitar  3  menit minimum untuk memanaskan filamen di sensor MQ.
Hasil  pembacaan  diperoleh  saat  masuk  ke  fungsi voidloop (),  pembacaan  dapat  dilihat  dari  monitor  serial Arduino  IDE.  Dari  hasilnya  bisa  diteruskan  tampil  di  LCD OLED  dan  dikirim  ke ThingSpeak .  Namun  disini  kita  hanya akan melihat khusus di area monitor serial Arduino IDE. Lihat Gamber 4.3 dibawah, hasil pembacaan berulang semua sensor yang ada di dalam voidloop ().
Gambar 4.3 Hasil Uji Sensor
Dari  Gamber  4.3  diatas  T  mewakili  suhu,  H  mewakili kelembapan,  CO2  dan  CH4  mewakili  konsentrasi  gas. Perubahan  dapat  dilihat  dengan  coba  memanipulasi  sensor dengan  panas  solder  untuk  melihat  perubahan  suhu,  melihat perubahan  kelembapan  diwaktu  pagi  dan  siang.  Sedangkan untuk  manipulasi  sensor  gas  CH4  kita  gunakan  tabung  gas butana  dibantu  kipas  untuk  manipulasi  kondisi  kemudian untuk CO2 menggunakan asap hasil pembakaran. Konsentrasi gas  fisik  yang  sebenarnya  tidak  bisa  didapatkan  karena keterbatasan  alat  kalibrasi  sebagai  referensi,  jadi  penulis hanya menguji hasil pembacaan dan perubahan data.
Sensor  DHT11  dengan  keluaran  digital  terhubung  ke pin  D5,  sensor  ini  memiliki  data  terbaca  untuk  suhu  dan kelembapan  yang  baik.  Dibandingkan  dengan  termometer infrared  maka  diperoleh  selisih  suhu  sekitar  ±  2-3 ºC.  Reaksi sensor  canderung  lambat  seperti  respon  termometer  manual air raksa.
Sensor MQ135 yang terhubung dengan pin A5,
merespon  cukup  peka  bukan  hanya  gas  karbondioksida, sensor  ini  dapat  juga  membaca  gas  metana,  amonia,  nitrogen oksida,  bensin,  alkohol  dan  butana.  Dengan  karakteristiknya yang  umum  tersebut  maka  sering  dipakai  untuk  sensor kualitas  udara.  Sensor  ini  memang  terlalu  umum,  sehingga diperlukan  sensor  lain  yang  lebih  sempit  spektrumnya  untuk karbondioksida,  meskipun  ada  sensor  seri  MQ7  yang  bisa membaca  karbon  monoksida  (CO).  Sementara  untuk  seri sensor  MQ  hanya  MQ135  yang  menyebutkan  pembacaan karbondioksida (CO2).
Sensor MQ4 yang terhubung dengan pin A3, memiliki respon yang kurang peka dibandingkan dengan MQ135. Hasil pembacaan  cenderung  naik  turun  cepat,  pemberian  gas  uji yang kurang stabil juga salah satu faktor, sensor ini lebih tepat ditempatkan di sistem tertutup dengan konsentrasi gas metana yang  stabil,  kurang  tepat  dipakai  di  ruang    terbuka. Pembacaan  data  terkadang  diperoleh  0  PPM,  meski  sensor MQ4 mendeteksi gas, terlihat jelas dari indikator lampu LED menyala  di  modul  sensor  atau  dari analogRead (A3).  Hal  ini dikarenankan  kelemahan library atau  pembacaan  melebihi jangkaaun  sensor , untuk  mensiasatinya  cukup  dilakukan pembacaan ulang saja.
Interferensi  atau  ganguan  dapat  terjadi  antara  dua sensor  analog,  ini  adalah  salah  satu  kelemahan  Arduino  Uno karena  memiliki  satu  ADC  sehingga  harus  bergantian ( multiplexed ).  Ada  yang  berpendapat  karena  impedansi  yang tinggi  dari  keluaran  sensor  ikut  mempengaruhi  kestabilan tegangan  keluaran.  Saat  MQ4  diuji  mencapai  pembacaan tinggi, MQ135 juga mengalami kenaikan. Untuk mensiasatinya maka dibuat pengaturan waktu tunda yang tepat saat  membaca  sensor-sensor.  Kemudian  antisipasi  juga ditambahkan  satu  pin  analog  input  yang  terbaca  kosong sebagai  penyegaran  atau refresh di  pin  A1  yang  terhubung GND.
maka  Arduino  memerintahkan  modul  ESP8266  agar terhubung  dengan acces  point ,  jika  dibiarkan  tanpa  ditekan ( LOW ) maka proses perintah Arduino ESP8266 akan dilewati dan  langsung  masuk  ke  fungsi void  loop() ,  namun  demikian modul ESP8266 msih mencoba terhubung dengan pengaturan Wi-Fi sebelumnya.
Penting  untuk  mengurutkan  program  yang  tepat  agar tidak  tumpang  tindih,  sehingga  ADC  Arduino  bekerja  tepat dan  efektif  ,  pengulangan  pembacaan  sensor  bisa  dilakukan agar diperoleh pembacaan yang stabil. Pengaturan Ro dan RL di  dalam  library  dilakukan  diawal,  setelah  kita  peroleh pembacaan  Ro  saat  sensor  begin  didalam voidsetup ().  Secara teori  penentuan  Ro  dan  RL  merupakan  proses  kalibrasi  yang bersifat  teori  berdasar  formula  didalam library yang  dipakai, dan  bukan  kalibrasi  menggunakan  referensi  alat  kalibrasi pengukuran  fisik  tingkat  konsentrasi.  Nilai  RL  ditentukan sesuai  dengan datasheet untuk  MQ4  minimal  20Kohm  dan MQ135 dipakai 10Kohm.

## Pengujian Modul ESP8266 Dan Thingspeak
Untuk  pengujian  komponen  ESP8266  digabungkan dengan  pengujian  sebelumnya  dengan  sensor-sensor  dan Arduino Uno. Proses ada di void setup () untuk menghubungkan  Arduino  Uno  dengan  modem  Wi-Fi. Kemudian  didalam voidloop ()  modul  melakukan  komunikasi dengan ThingSpeak untuk  pengiriman  data.  Modul  Wi-Fi ESP8266  mendapat  catu  daya  3.3V  dari  Arduino  Uno.  Ada fungsi logika tombol pilihan di pin D4, jika ditekan ( HIGH )
Gambar 4.4 Koneksi Wi-Fi
Didalam void  setup (),  jika  D4  kondisi  HIGH  maka ESP8266  diperintahkan  untuk  terhubung  dengan accespoint ( Speedy )  dengan password (1234567890).  Dapat  dilihat  hasil pengujian  pada  Gambar  4.4  diatas  berupa  urutan  yang  terjadi diambil dari monitor serial.
Didalam  fungsi void  loop (),  terjadi  proses    koneksi TCP untuk pengiriman data menuju www.thingspeak.com .
Proses  tersebut  terjadi  setelah  semua  data  variabel float di konversi  menjadi string kemudian,  karena  protokol  yang diminta  adalah  data string. Arduino  mengirimkan  data berulang  dengan  waktu  tunda  yang  kurang  dari  3  detik,  lihat Gambar  4.5  dibawah.  Namun  data  yang  ter- update disistem ThingSpeak tercepat  sekitar  18  detik  per  data,  hal  ini  terjadi karena ada proses panjang melalui jaringan internet. Sehingga terdapat  pembacaan UPDATE  TO  THINGSPEAK:  Error ,  hal ini tidak  menjadi  masalah karena disaat tertentu data terkirim juga  setiap  18  detik  dengan  komentar UPDATE  TO THINGSPEAK  OK .  Untuk  menghemat  jumlah  data  terkirim ke ThingSpeak waktu  tunda  bisa  diatur  sesuai  kebutuhan. Hasil uji di www.thingspeak.com/channels/102986 , diperlihatkan pada Gambar 4.6 dibawah.
Gambar 4.5 Proses Pengiriman Data
Gambar 4.6 Tampilan di ThingSpeak

## Pengujian Display LCD OLED
LCD OLED sebenarnya  merupakan tambahan di akhir proyek,  untuk  melengkapi  alat  agar  lebih  sempurna. Tujuannya  untuk  memudahkan  melihat  proses  dan  hasil pembacaan  secara  lokal,  jika  tidak  terdapat  internet  ( offline) , tidak  ada  modem  Wi-Fidan  tidak  ada  laptop  untuk  melihat hasil  data  di  monitor  serial.  Terdapat  dua  proses  tampilan, yaitu  tampilan  di  dalam voidsetup ()  dan  tampilan  di  dalam void loop (). Untuk voidsetup (), OLED akan menunjukan bagaimana  proses  yang  terjadi  saat  ESP266  mencoba terhubung  dengan  modem  wifi,  diperlukan  waktu  tercepat sekitar 40 detik untuk terkoneksi dengan modem Wi-Fi. Dapat dilihat  pada  Gambar  4.7  dibawah  hasil  uji  bagaimana  proses Wi-Fi terbangun.
pembacaan  sensor  8  kali  pengulangan,  dilanjutkan  dengan pengunggahan  data  ke ThingSpeak ,  proses  tersebut  berulang di dalam void.loop ().
Perlu  dicatat  meski  proses  koneksi  Wi-Fi  terlewati, namun  secara  automatis  dan  mandiri  ESP8266  masih  bisa terhubung dengan Wi-Fi dari setting -an awal sebelumnya. Jadi meski  tombol  untuk  D4  tidak  ditekan,  pada  akhirnya  akan terhubung  juga  dengan  internet,  jika  masih  tersedia  fasilitas modem  Wi-Fi  yang  sesuai  dengan  pengaturan  di  program Arduino.Dengan  bantuan  LCD  OLED  pembacaan  proses koneksi  Wi-Fi  dan  data  pengukuran  menjadi  lebih  mudah tampil,  terutama  jika  tidak  ada  laptop  pendukung  untuk melihat di monitor serial.
Gambar 4.7 Proses Koneksi Wi-Fi
Selanjutnya  didalam voidsetup (),  terjadi  proses menampilkan  data-data  terbaca  kedalam  LCD  OLED,  ada empat  parameter  yang  ditampilkan  yaitu  suhu  kelembapan, konsentrasi  gas  karbondioksida  dan  konsentrasi  gas  metana. Dapat  dilihat  Gambar  4.8  hasil  uji  tampilan  OLED  untuk fungsi voidloop ().

## Gambar 4.8 Tampilan Data Pembacaan

## Pengujian Keseluruhan Perangkat
Pengujian  dilakukan  dengan  rangkaian  keseluruhan lengkap,  baik  itu  dengan  catu  daya  DC  ekternal,  catu  daya USB maupun menggunakan baterai lithium. Pengujian dengan kondisi  tidak  terhubung  Wi-Fi  dan  terhubung  Wi-Fi,  dengan melihat hasil tampilan akhir di www.thingspeak.com.
Seluruh bagian digabungkan menjadi satu kesatuan, kemudian  semua  bahasa  program  digabung  sehingga  sesuai dengan  urutan  proses  diatas.  Konsumsi  daya  rangkaian  ini terbaca antara 300 sampai 390 mA.
Pada booting awal  tombol  set  untuk  pin  D4  tidak ditekan  ( LOW )  maka  fungsi  penyambungan  Wi-Fi  akan dilewati,  dan  langsung  menuju  pembacaan  sensor  di void loop ().  Jika  tombol  set  ditekan  maka  kondisi  pin  D4  akan HIGH ,  akan  terhubung  modem  Wi-Fi.  Jika  berhasil  dengan Wi-Fi  maka  proses  selanjutnya  adalah voidloop ()  pembacan sensor  dan  pengiriman  data  ke ThingSpeak .  Melihat  hasil  uji di Gambar 4.5 diatas, monitor serial  memperlihatkan

## Analisa Dan Hasil Pengamatan
Konsumsi  memori  untuk sketch yang  dipakai  oleh arduino  bisa  dilihat  setelah  selesai  proses upload program  ke board  besarnya  sekitar  22,566 bytes yaitu  70%  data  total memori  32,256 bytes. Fungsi  tombol  untuk  D4  hanya  untuk memberi pilihan langsung ke pembacaan voidloop (), melewati proses  Wi-Fi  dari  Arduino  namun  ESP8266  masih  bisa mandiri terhubung dengan Wi-Fi.
Catu daya untuk ESP8266 menggunakan pin 3.3 V dan untuk  sensor  mengunakan  catu  daya  5  V.  Rangkaian  dapat membaca data dan menampilkan di display LCD OLED selain dapat  terhubung  juga  dengan  Wi-Fi  internet.  Jika  sudah terhubung internet maka data-data pembacaan dapat diunggah di www.thingspeak.com ,  dapat  diakses  dari  mana  saja  kapan saja,  dan  siapa  saja.  Di  dalam ThingSpeak data  tersebut tersimpan  sebagai  database,  menjadi  sumber  data  yang  dapat di  download,  untuk  kepentingan  riset  atau  perencanaan lainnya.
Jumlah  data  yang  dapat  di  terima ThingSpeak 240 pengukuran dalam satu jam, jadi berkisar 15 detik jarak antara titik  pengukuran.  Yang  penulis  peroleh  adalah  18  detik  jarak antar  data  yang  terkirim.  Sementara  data  yang  dapat  diunduh 8000 titik dalam sekali download .
Pembacaan  keseluruhan  sensor  tertampil  di  LCD OLED  dan  monitor  serial  adalah  8  kali,  kemudian  diteruskan dengan upload ke ThingSpeak .  Pembacaan  2  sensor  analog dapat mengalami interferensi khususnya disaat membaca CH4 yang menyebabkan kenaikan di CO2, hal ini diketahui diawal pengujian  alat.  Masalah  ini  umum  terjadi  disaat  satu  ADC bargantian  bekerja  untuk  multi  sensor  analog.  Melihat penjabaran  solusi  di  sub  bab  pengujian  sensor  diatas,  kita melihat  terdapat  ruang  untuk  melakukan  pengaturan.  Dengan mencoba  pengaturan  sinkronisasi  waktu  tunda  disetiap pembacaan  sensor  analog,  megurutkan  proses  pembacaan dengan  benar,  maka  dapat  diperoleh  pembacaan  ideal  yang kita  inginkan.  Untuk  mengatasi  pembacaan  0  PPM  di  sensor CH4 cukup dilakukan pengulangna pembacaan sampai terbaca konsentrasi  yang  benar,  hal  ini  akan  mejadikan  pembacaan CH4  lebih  lambat.  Sensor  MQ135  memiliki  respon  lambat saat  membaca  naik  dan  turun,  sedangkan  sensor  MQ4 cenderung  cepat  membaca  naik  dan  cepat  turunnya,  hal  ini dikarenakan  gas  tersebut  terbakar  oleh  filament  yang  panas,
tidak konsistensnya aliran gas dengan konsentrasi  yang stabil dan  minimnya  peralatan  lab  gas.  Pembacaan  konsentrasi  gas tidak  dapat  dibandingkan  dengan  nilai  sebenarnya  karana tidak  ada  alat  pendukung  untuk  referensi.  Untuk  sensor DHT11  dengan  keluaran  digital  memiliki  respon  lambat seperti  termometer  air  raksa  yang  lambat  begitu  juga  dengan kelembapannya.

## Uji Coba Alat di TPA Manggar, Balikpapan
Tujuan  penulis  melakukan  uji  alat  di  lokasi  TPA dengan  harapan  dapat  memperoleh  hasil  pengukuran, kemudian  membandingkan  hasilnya  dengan  alat  ukur  gas metana  yang  dimiliki  TPA  Manggar.  Namun  dari  kunjungan awal  tanggal  tanggal  18  Juli  2016,  penulis  mendapati  bahwa TPA Manggar ternyata belum  memiliki alat  ukur  gas  metana, sehingga yang penulis dapat lakukan adalah menguji coba alat itu  sendiri  dan  mengambil  data  pengukuran.  Berikut  adalah gambar  lokasi  pengujian  alat  di  TPA  Manggar,  teras  ruang generator.
Gambar 4.9 Pengujian alat mengukur kandungan gas dilokasi TPA Manggar, Balikpapan
Pada kunjungan ke-3 dan ke-4 di bulan Agustus 2016, penulis  sedikit  merubah  bahasa  program  dibagian  cara pembacaan  sensor,  penambahan  pembacaan analogRead dan komentar koneksi ThingSpeak yang lebih sederhana agar lebih mudah dipahami pembacaannya di monitor.
Terbaca fluktuatif untuk CH4, dan sempat menyentuh angka  sekitar  30,000  ppm.  Tidak  terjadi  interferensi pembacaan  di  CO2,  arah  angin  dari  samping  sensor  sehingga gas  metana  tidak  mengenai  sensor  CO2.  Jika  kedua  sensor terpapar  gas  metana  maka  keduanya  menampilkan  hasil pengukuran  mendekati  sama,  meski  hasil  pengukuran  belum bisa  dikonfirmasi  karena  tidak  adanya  alat  ukur  sebagai referensi di TPA Manggar.
Untuk  koneksi  internet  di  area  TPA  sangat  lemah mengandalkan  koneksi  Wi-Fi Theatering dari  sinyal  GPRS, sehingga  data  terkirim  ke  ThingSpeak  kurang  optimal.  Maka untuk  mendapatkan  data  yang  lengkap  bisa  diambil  dari pembacaan  di  monitor  serial  dan  di  simpan  dalam notepad seperti  terlihat  pada  gambar  dibawah,  untuk  informasi tambahan dapat dilihat di lampiran.

## Gambar 4.10 Contoh Pengambilan Data di TPA

## V. PENUTUP

## Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan pada bab-bab sebelumnya maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Rangkaian  listrik  yang  dibuat  dapat  mengukur  suhu, kelembapan,  konsentrasi  gas  metana  konsentrasi  gas karbondioksida dan ditampilkan dilayar LCD OLED.
2. Alat  ini  dapat  mengunggah  data  pembacaan  ke www.thingspeak.com Dan  menjadi  sumber  data  yang dapat diunduh.
3. Interferensi  di  pembacaan  2  sensor  analog  bisa  diatasi dengan mengurutkan program dengan benar dan waktu tunda yang tepat.
4. Parameter  yang  ditampilkan  belum  dikalibrasi  secara fisik,  masih  sifatnya  kalibrasi  secara  teori  didalam library .
5. Pengiriman  pesan  ke Twitter bisa  dilakukan  dengan  2 cara. Cara yang termudah adalah dengan pengaturan di fasilitas ThingTweet dan React di  dalam website ThingSpeak  itu  sendiri,  tanpa  menuliskan  program  di Arduino,  namun  hasilnya  masih  dibatasi  dan  jauh  dari harapan.

## Saran
Untuk meningkatkan kinerja alat, diperlukan adanya saran agar menjadi alat yang lebih baik, berikut adalah :
1. Disarankan  mencoba alternatif seri sensor lain diluar seri  MQ  yang  memiliki  konsumsi  arus  lebih  rendah dan  jangkauan  konsentrasi  gas  yang  lebih  besar misalkan 0-100,000 PPM. Karena rata-rata konsentrasi gas metana sekitar 40,000 – 60,000 PPM. Gunakanlah sensor DHT22 seri diatasnya  yang lebih baik dari DHT11.
2. Maksimalkan modul ESP266 sebagai lokal werserver misal sebagai pengatur koneksi Wi-Fi acces point dan password  agar  bisa  diganti    tanpa    harus menggunakan Aduino IDE.
3. Jika  masih  diperoleh  interferensi  antar  input  analog, maka  untuk  menghindari  pengaturan  yang  rumit  dan bisa  mengurangi  beban  Arduino  Uno  dengan  ADC tunggal  bekerja  bergantian multiplexed ,  disarankan untuk menambah ADC ekternal diluar Arduino Uno.
4. Penambahan  kontrol  relai,  lampu  atau  bunyi  tanda konsentrasi  gasyang  tinggi,  bisa  dilakukan  untuk peringatan dini.
5. Untuk pengiriman pesan Twitter yang lebih baih, cara kedua yaitu menuliskan  programnya  didalam Arduino  IDE  secara  langsung,  sehingga  ThingSpeak tidak  terbebani  dan  pesan  yang  terkirim  lebih maksimal tanpa pembatasan.
6. Masukan dari pihak TPA Manggar, Balikpapan yaitu data yang diperoleh dari hasil pengukuran akan lebih baik  jika  dapat  direkam  secara  offline  menggunakan laptop  atau  kartu  memori,  sebagai backup data  dan analisa dikemudian hari.
7. Dan  juga  tampilan  di  LCD  bisa  diperbesar,  seperti menggunakan dot matrix atau seven segment display.

## R EFERENSI
[1] Andrianto, Heri. 2015. Pemrograman Mikrokontroler AVR Atmega16 Menggunakan Bahasa C. Bandung : Informatika Bandung.
[2] Kadir, Abdul.     2015.     Buku Pintar     Pemrograman Arduino.
Yogyakarta :Mediakom
[3] Syahwil, Muhammad. Panduan Mudah Simulasi & Praktek
Mikrokontroler Arduino. Yogyakarta : CV. Andi Offset. [4] Wikipedia (2016). Pengertian Pemanasan Global.
[artikel_online].https://id.wikipedia.org/wiki/Pemanasan_global.
Diakses tanggal 1 Maret 2016. [5] Wikipedia (2016). Definisi Gas Rumah Kaca. [artikel_ online].https://id.wikipedia.org/wiki/Gas_rumah_kaca.  Diakses  tanggal 1 Maret 2016.
[6] Arduino. (2016). Deskripsi Arduino dan jenis-jenisnya. [artikel_online].https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno.
Diakses tanggal 6 Maret 2016. [7] Fatmawati, Esa. (2015). Sampah TPA Manggar Akan Dikembangkan Jadi Pembangkit Listrik [artikel online]. http://www.klikbalikpapan.co/berita-1774-sampah-tpa-manggar-akan- dikembangkan-jadi-pembangkit-listrik.html. Diakses tanggal 1 Maret 2016.
[8] Sudarman.  (2010).  Meminimalkan  Daya  Dukung  Sampah  Terhadap Pemanasan  Global  [artikel  online].  http://id.portalgaruda.org/.  Diakses tanggal 3 Maret 2016.
[9] Gironi, Davide (2014), Cheap CO2 meter using the MQ135 sensor with AVR Atmega [artikel online].
http://davidegironi.blogspot.co.id/2014/01/cheap-co2-meter-using- mq135-sensor-with.html#. V1nLIvmLTIU. Diakses Tanggal 1 April 2016