Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kebakaran Terintegrasi Internet of Things

 KELOMPOK A6

Imroatun Navi'a Nurul Ihsani    (3.32.19.0.12)

Ramanda Putra Widyatara         (3.32.19.0.20)

Input    : Sensor Flame, Sensor MQ-2 

Output : LCD, LED, Buzzer, Notifikasi Telegram

Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kebakaran Terintegrasi Internet of Things

Imroatun Navi'a Nurul Ihsani¹, Ramanda Putra Widyatara², Samuel Beta Kuntarjo³

Program Studi D3-Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. Sudarto, Tembalang, Kec. Tembalang, Kota Semarang, 50275

¹imroatunnavia123@gmail.com, ²ramanda.pw@gmail.com, ³sambetak2@gmail.com

Abstrak

Kebakaran adalah timbulnya api yang tidak dikehendaki dan sangat sulit di kendalikan,yang mengakibatkan kerugian berupa material maupun moril,yaitu harta benda, dan korban jiwa manusia. Maka dalam penelitian ini dibuat sistem deteksi kebakaran dalam rumah berbasis mikrokontroler yang menggunakan IoT dan akan bekerja saat sensor mendeteksi adanya gas dan kebakaran sehingga dapat memberikan informasi mengenai kondisi rumah melalui aplikasi telegram. Sistem dibangun dengan menggunakan tipe arduino NodeMCU ESP8266 sebagai pusat kendali, sensor MQ-2 sebagai pendeteksi gas dan sensor api sebagai pendeteksi kebakaran. Aplikasi telegram sebagai pengirim pesan. Sistem ini dibangun dengan menghubungkan sensor api dan sensor MQ-2 dengan pin NodeMCU ESP8266. Output dari sistem ini berupa pesan informasi saat terdeteksi gas dan api pada nomor pemilik sistem. Pesan ini diterima saat terdeteksi adanya gas dan kebakaran besar di dalam rumah dengan bunyi buzzer dan LED yang berbeda. NodeMCU ESP8266 dapat mengirimkan perintah pesan gas dan api ke Aplikasi Telegram dan pesan teks dapat diterima oleh pemilik sistem dalam waktu kurang dari 5 detik.

 

Kata Kunci: nodemcu esp8266, sensor flame, sensor MQ-2, lcd, buzzer, led

 

Abstract

Fire is the emergence of fire that is not desired and is very difficult to control, which results in material and moral losses, namely property, and human casualties. So in this study a microcontroller-based indoor fire detection system was created that uses IoT and will work when the sensor detects gas and fire so that it can provide information about the condition of the house through the telegram application. The system was built using the Arduino NodeMCU ESP8266 type as the control center, the MQ-2 sensor as a gas detector and a fire sensor as a fire detector. Telegram application as a message sender. This system is built by connecting the fire sensor and MQ-2 sensor with the NodeMCU ESP8266 pin. The output of this system is in the form of information messages when gas and fire are detected on the system owner number. This message is received when gas and large fires are detected in the house with a different buzzer and LED sound. NodeMCU ESP8266 can send gas and fire message commands to the Telegram App and text messages can be received by system owners in less than 5 seconds.

 

Keywords: nodemcu esp8266, sensor flame, sensor MQ-2, lcd, buzzer, led

 

BAB I.      PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Kebutuhan masyarakat Indonesia akan energi menjadi bagian yang tak terpisahkan dari kebutuhan hidup sehari-hari, kebutuhan hidup masyarakat selama ini bergantung pada alam, dengan makin berkurangnya ketersediaan sumber daya alam yaitu dari energi fosil, khususnya minyak bumi. Oleh karena itu penggunaannya harus dibatasi yaitu dengan beralih dari energi fosil ke sumber daya alam yang masih melimpah, contohnya energi gas alam.

Sudah hampir 11 tahun sejak adanya keputusan Menteri ESDM No : 1971/26/MEM/2007 tanggal 22 Mei 2007 tentang konversi minyak bumi (minyak tanah) menjadi gas (LPG) sebagai upaya untuk beralih dari keterbatasan sumber daya alam dari energi fosil ke sumber daya alam yang masih melimpah yaitu gas alam. Hampir seluruh masyarakat di indonesia beralih menggunakan LPG, disamping harganya murah, cara penggunaanya juga lebih efektif.

Gas LPG yang mulai banyak digunakan oleh masyarakat tidak sebanding dengan produsen tabung gas yang mengalami penurunan dalam segi kualitas, sehingga dapat menimbulkan bahaya yang disebabkan kurangnya pengawasan produk tabung gas. Seperti pada kasus di  Jalan Soka Alur, Kelurahan Rawabadak Utara, Kecamatan Koja, Jakarta Utara terjadi kebakaran yang mengakibatkan rumah makan dan rumah warga terbakar pada Sabtu tanggal 11 Desember 2021. Kebakaran itu diakibatkan karena adanya kebocoran gas dari warung makan dan terjadi penyalaan api yang menyambar bangunan disekitar warung makan itu.

Peristiwa meledaknya tabung gas tentunya sangat berbahaya bagi masyarakat. Hal tersebut dikarenakan LPG memiliki karakteristik yang mudah terbakar dan memiliki berat jenis yang lebih besar dari udara sehingga sulit untuk mendeteksi gas tersebut apabila terjadi kebocoran, dikarenakan gas ini akan terakumulasi pada bagian bawah ruangan serta mudah terbakar dengan adanya sumber api. Meledaknya tabung gas ini disebabkan oleh beberapa faktor, salah satunya kebocoran pada selang, tabung atau pada regulatornya yang tidak terpasang dengan baik. Pada saat terjadi kebocoran akan tercium gas yang menyengat, gas inilah yang nantinya akan meledak apabila ada sulutan atau percikan api. Tabung gas yang meledak akibat kesalahan manusia maupun kesalahan dalam proses produksi tabung gas LPG seharusnya mendapatkan penanganan segera agar tidak semakin banyak korban berjatuhan.

Alat ini dibuat agar memudahkan pengguna untuk memonitor volume dan menanggulangi kebocoran gas. Alat ini diberi judul “Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kebakaran Terintegrasi IoT”. Alat ini dapat diakses melalui android oleh pengguna dengan desain yang sangat sederhana sehingga mempermudah pengguna dalam menggunakannya. Pada alat ini, kendali dipegang oleh android yang sudah terhubung ke sistem arduino melalui sebuah modul wifi NodeMCU ESP8266. Pengguna dapat memantau keadaan gas dari jarak jauh, mengantisipasi kebocoran gas melalui aplikasi android. Aplikasi android ini juga dilengkapi oleh notifikasi yang berfungsi untuk memberi tahu pengguna jika kapasitas gas akan habis dan jika terjadi indikasi kebocoran. Serta memberi solusi saat terjadinya kebocoran yang mengakibatkan timbulnya api.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang diatas, diajukan beberapa perumusan masalah yang harus diperhatikan, yaitu:

1.  Bagaimana  merancang dan membuat sistem yang dapat digunakan sebagai alat pendeteksi kebocoran gas dan deteksi api?

2.  Bagaimana solusi untuk mendeteksi kebocoran pada gas dan terdeteksinya api?

3.  Bagaimana cara memprogram sensor flame  dan sensor gas MQ-2 dengan Arduino?

4.  Bagaimana cara mengendalikan sistem dengan menggunakan Android?

1.3 Batasan Masalah

Dalam pembuatan tugas akhir ini terdapat batasan terhadap pengukur volume dan pendeteksi kebocoran, yaitu:

1.  Pembuatan alat ini sebagai pendeteksi adanya kebocoran gas LPG dan mendeteksi adanya api.

2.   Alat deteksi kebocoran gas mengunakan sensor MQ-2.

3.  Peringatan menggunakan buzzer.

4.  Monitoring pada alat ini menggunakan LCD 16x2 dan aplikasi pada Android.

BAB II.    TINJAUAN PUSTAKA

2.1  Sensor MQ-2

Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gas LPG, i-butana, propana, metana, alkohol, hidrogen dan asap. Kata datasheet, inti dari MQ-2 adalah material yang sensitif terhadap konsentrasi gas yang tersusun dari senyawa SnO2 atau dalam istilah kita disebut Timah (IV) Oksida. Material ini memiliki karakteristik akan berubah konduktivitasnya seiring dengan perubahan konsentrasi gas di sekitarnya.

2.2  Sensor Flame

Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api yang dimana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm. Sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api. Suhu normal pembacaan normal sensor ini yaitu pada 25 – 85°C dengan besar sudut pembacaan pada 60°.

Fitur dari flame sensor

• Tegangan operasi antara 3,3 – 5 Vdc
• Terdapat 2 output yaitu digital output dan analog output yang berupa tegangan
• Sudah terpackage dalam bentuk modul
• Terdapat potensiometer sebagai pengaturan sensitivitas sensor

2.3  NodeMCU ESP8266

NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource. Terdiri dari perangkat keras berupa System On Chip ESP8266 dari ESP8266 buatan Esperessif System. NodeMCU bisa dianalogikan sebagai board arduino yang terkoneksi dengan ESP8622. NodeMCU telah me-package ESP8266 ke dalam sebuah board yang sudah terintergrasi dengan berbagai feature selayaknya microkontroler dan kapalitas ases terhadap wifi dan juga chip komunikasi yang berupa USB to serial.

2.4  LCD (Liquid Crystal Display)

LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar. Pada penelitian ini, LCD berfungsi sebagai penampil suatu informasi data yang telah di program oleh NodeMCU ESP8266. LCD mengkonsumsi lebih sedikit energi dan tidak rentan terhhadap panas berlebih.

2.5  Buzzer

Buzzer adalah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara dalam bentuk gelombang bunyi. Buzzer lebih sering digunakan karena ukuran penggunaan dayanya yang minim.Prinsip kerja buzzer adalah sangat sederhana. Ketika suatu aliran listrik mengalir ke rangkaian buzzer, maka terjadi pergerakan mekanis pada buzzer tersebut. Akibatnya terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi suara yang dapat didengar oleh manusia.

2.6  LED (Light Emitting Diode)

LED adalah jenis dioda yang memancarkan cahaya. LED yang umum dipakai berkaki dua. Salah satu kaki berkutub positif (anoda) dan yang lain adalah negatif (katoda). LED hanya mengalirkan arus listrik dari satu arah.

2.7  Bot Telegram (Smartphone)

Telegram adalah aplikasi gratis yang memungkinkan pengguna untuk mengirim teks, video, dan jenis file lainnya. Sedangkan bot dalam aplikasi telegram adalah aplikasi perangkat lunak yang mampu menjalankan tugas otomatis dan seringkali bertujuan untuk bertindak sebagai orang sungguhan.

BAB III.   TUJUAN DAN MANFAAT

3.1  TUJUAN

Tujuan dari perancangan Proyek Arduino ini yaitu :

1.  Dapat merancang sebuah alat untuk memantau deteksi kebocoran pada tabung gas.
2.  Dapat memberikan informasi kepada pemilik apabila gas LPG akan segera habis.
3.  Dapat memberikan informasi adanya kebocoran pada tabung gas LPG secara otomatis dan sederhana tetapi efektif.
4.  Dapat memberi solusi saat terjadinya kebocoran gas hingga terjadinya kebakaran.

3.2  MANFAAT

Manfaat yang diperoleh dari Program Arduino ini yaitu:

1.  Mahasiswa dapat menerapkan platform IoT dalam kehidupan sehari-hari

2.  Mahasiswa dapat menerapkan sistem industri 4.0.

3. Mahasiswa dapat memahami penggunaan Android untuk pemantauan tabung gas LPG secara otomatis.

4.  Mahasiswa dapat memberi solusi yang tepat saat terjadinya kebocoran gas.

BAB IV.   PERANCANGAN ALAT

4.1 Diagram Blok

4.2 Diagram Rangkaian

4.3 Diagram Alir

4.4 Diagram Pengawatan

4.5 Cara Kerja

Saat alat dihidupkan sensor mulai mendeteksi ada tidaknya suatu gas dan api, sehingga dapat menampilkan informasi pada LCD 16x2 dan platform IoT  yang dikirim melalui modul NodeMCU ESP8266 sebagai pusat kendali, sensor MQ-2 sebagai pendeteksi gas dan sensor api sebagai pendeteksi kebakaran. Aplikasi telegram sebagai pengirim pesan kebakaran. Sistem ini dibangun dengan menghubungkan sensor api dan sensor MQ-2 dengan pin NodeMCU ESP8266. Output dari sistem ini berupa pesan informasi saat terdeteksi gas dan api pada nomor pemilik sistem. Jika saat terdeteksi adanya api maka akan muncul pesan teks seperti “Awas Ada Kebakaran, Segera Cek Sumber Api” pada telegram dan "Awas Ada Kebakaran" pada LCD, di saat itu juga led merah dan buzzer akan menyala. Jika terdeteksi gas maka ada pesan "Awas Kebocoran Gas, Segera Cek Sumber Kebocoran Gas" pada telegram dan "Awas Ada Gas" pada LCD di saat itu juga led merah dan buzzer akan menyala. Pesan ini diterima saat terdeteksi adanya gas dan kebakaran besar di dalam rumah dengan bunyi buzzer yang berbeda. 

4.3V.     BAB V.  PERANCANGAN MEKANIK

Pada alat ini kami menggunakan triplek untuk membuat rumah sebagai ruangan simulasi dan tempat untuk meletakkan komponen-komponen yang digunakan.

BAB VI.  PENGUJIAN ALAT

Percobaan terhadap Pendeteksi Kebocoran Gas dan Kebakaran Terintegrasi Internet of Things berbasis Arduino Uno ini dilakukan dengan cara mencoba beberapa fungsi dari sistem. Pertama, pada saat terhubung lalu menunjukkan keadaan aman maka led hijau akan menyala dan menampilkan pesan pada LCD dan telegram. Kedua, sensor MQ-2 sebagai pendeteksi gas, pada jarak tertentu yang ditentukan akan mengirim perintah ke Arduino Uno. Kemudian, sensor api digunakan untuk mendeteksi adanya api. Pesan ini diterima saat terdeteksi adanya gas dan kebakaran besar di dalam rumah masing-masing berbeda dan dengan bunyi buzzer yang berbeda. 

Kondisi	Indikator			Muncul pesan pada LCD dan telegram
	Led Hijau	Led Merah	Buzzer
Aman	Menyala	-	-	√
Terdeteksi gas atau api pada : 1.     5cm 2.     10cm 3.     15cm 4.     20cm	- - - -	Menyala Menyala Menyala Menyala	Berbunyi Berbunyi Berbunyi Berbunyi	√ √ √ √

BAB VII.KESIMPULAN

1.   Secara keseluruhan sistem yang dirancang dan pengujian dapat bekerja dengan baik.

2.   Pada saat suhu dalam kondisi normal akan tetap memonitor system. Kemudian dalam kondisi tidak normal, alarm akan menyala dan secara otomatis NodeMCU akan mengirimkan notifikasi melalui aplikasi Telegram.
3.   Dengan alat ini akan memudahkan pengguna untuk memonitor dan memberi notifikasi berbasis IoT melalui aplikasi telegram yang menjadi solusi dari permasalahan yang ada saat ini yaitu bahaya kebakaran.

DAFTAR PUSTAKA

Nurlette, Dirman dan Toni Wijaya Kusuma. 2018. Perancangan Alat Pengukur Tinggi dan Berat Badan Ideal Berbasis Arduino. Sigma Teknika, Vol.1, No.2: 172-184.

Hidayat, Nurul dkk. 2020. Sistem Deteksi Kebocoran Gas Sederhana Berbasis Arduino Uno. Rekayasa. https://doi.org/10.21107/rekayasa.v13i2.6737

Widyanto dan Deni Erlansyah. 2014. Alat Deteksi Kebocoran Tabung Gas Elpiji Berbasis Mikrokontroler. Seminar Nasional Teknologi Informasi & Komunikasi Terapan.

Fahrullah dkk. 2021. Rancang Bangun Kompor Gas Pintar Berbasis Mikrokontroler Arduino. Seminar Nasional Dinamika Informatika, Vol 5, No 1.

LAMPIRAN

1.  Jurnal (download)

2.  Power Point (download)

3.  Simulasi Alat (lihat disini)

4.  Program (download)

5.  Diagram Pengawatan (download)

6.  Diagram Blok (download)

7.  Diagram Alir (download)

8.  Gambar Rangkaian (download)

BIODATA PENULIS

Nama Penulis Imroatun Navi'a Nurul Ihsani. Penulis dilahirkan di Pati, 25 Desember 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Karangkonang , MTsN 1 Pati, dan MAN 2 Kudus. Pada tahun 2019, Penulis mengikuti SPA Politeknik Negeri Indonesia dan diterima di Kampus Politeknik Negeri Semarang dengan program studi Teknik Elektronika, Jurusan teknik elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.0.12. Apabila ada kritik dan saran yang membangun mengenai penelitian ini, bisa menghubungi imroatunnavia123@gmail.com

Nama Penulis Ramanda Putra Widyatara. Penulis dilahirkan di Semarang, 11 Oktober 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Sendangmulyo 03, SMPN 15 Semarang, dan SMAN 11 Semarang. Pada tahun 2019, Penulis mengikuti UMPN Politeknik Negeri Indonesia dan diterima di Kampus Politeknik Negeri Semarang dengan program studi Teknik Elektronika, Jurusan teknik elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.0.20. Apabila ada kritik dan saran yang membangun mengenai penelitian ini, bisa menghubungi ramanda.pw@gmail.com

Tweet

Subscribe to receive free email updates: