Kualitas udara dalam ruangan memiliki peran penting dalam menjaga kesehatan dan kenyamanan penghuni. Udara yang tercemar, terutama di ruangan dengan ventilasi terbatas, dapat memicu berbagai masalah kesehatan, seperti gangguan pernapasan dan alergi. Oleh karena itu, Ahmad Razzan, Andika Pratama, Bayu Setya, dan Dava Adrian selaku siswa TEI SMKN 1 Nglegok membuat sebuah inovasi sistem pemantauan kualitas udara yang dapat memberikan informasi secara real-time, sehingga pengguna dapat mengambil langkah pencegahan untuk menjaga kondisi udara tetap sehat.
Inovasi ini bertujuan untuk mengembangkan sistem monitoring kualitas udara dalam ruangan berbasis Arduino Uno dan ESP8266, dengan menggunakan komunikasi UART untuk pertukaran data antar mikrokontroler. Sistem ini dilengkapi dengan antarmuka pengguna (user interface) berbasis website, yang memungkinkan pengguna memantau data kualitas udara langsung melalui perangkat seluler. Semakin berkembangnya teknologi, TeFa TEI SMKN 1 Nglegok menghadirkan produk Inovasi Alat & Proyek IoT untuk Dunia Pendidikan dan Industri.
Gambar 1.1. Device Dalam Box
Fitur Utama:
1. Pemantauan Real-Time via Website
Sistem memungkinkan pengguna untuk memantau data kualitas udara secara langsung melalui website tersebut di perangkat seluler, memberikan kemudahan dan fleksibilitas akses.
2. Pengumpulan Data Lingkungan
Sensor DHT22 mengukur suhu dan kelembaban, sementara sensor MQ- 135 mendeteksi kadar gas berbahaya seperti karbon dioksida, amonia, dan senyawa organik volatil (VOC).
3. Komunikasi Nirkabel melalui ESP8266
ESP8266 berperan sebagai modul Wi-Fi yang terhubung ke jaringan untuk mengirimkan data dari Arduino Uno ke website, memungkinkan pemantauan jarak jauh tanpa kabel.
4. Penyimpanan dan Analisis Data
Data yang dikumpulkan dapat dilihat secara realtime di website untuk melacak perubahan kualitas udara dari waktu ke waktu.
Dengan fitur-fitur ini, sistem diharapkan mampu memberikan solusi praktis dan efisien dalam memantau kualitas udara dalam ruangan secara real-time.
Gambar 1.2. Uji Coba System
Spesifikasi
1. Device Transmitter Monitoring Kualitas Udara Dalam Ruangan IoT
Dalam proyek monitoring kualitas udara ini, Arduino Uno berperan sebagai perangkat pengirim data melalui komunikasi UART. Arduino Uno bertugas untuk mengumpulkan data dari sensor dan mengirimkan data tersebut ke ESP8266 melalui komunikasi serial UART.
Gambar 1.3. Arduino uno smd DeviceTransmitter
2. Modul Sensor MQ135
Sensor kualitas udara MQ135 adalah salah satu jenis sensor gas MQ yang digunakan untuk mendeteksi, mengukur, dan memantau berbagai macam gas yang ada di udara seperti amonia, alkohol, benzena, asap, karbon dioksida, dll. Sensor ini beroperasi pada suplai 5V dengan konsumsi 150mA. Pemanasan awal selama 20 detik diperlukan sebelum pengoperasian, untuk mendapatkan hasil yang akurat.
Gambar 1.4. Pin Out Modul MQ135
3. Modul Sensor DHT22
Module sensor DHT 22 ini adalah sensor yang mampu mendeteksi suhu (temperature) dan kelembapan (humidty) pada area sekitar sensor. Dalam sensor ini terdiri dari termistor untuk mengecek suhu dan kapasitif sensor untuk mengecek kelembapan. Biasanya sensor ini langsung dikemas dengan modul sehingga dalam modul tersebut sudah terdapat sensor dan chip untuk mengubah tegangan analog menjadi sinyal digital.
Gambar 1.5. Pin Out Modul
4. Layar OLED SSD1306
OLED adalah Organic Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya sebagai respons terhadap arus listrik. Layar OLED bekerja tanpa lampu latar sehingga dapat menampilkan tingkat hitam yang pekat. Ukurannya kecil dan bobotnya lebih ringan daripada Liquid Crystal Displays.
Gambar 1.6. Pin Out Oled
5. Buck Converter Step Down LM2596
LM2596 Adjustable DC-DC Step Down Module 3A adalah sebuah modul penurun tegangan DC yang dirancang untuk mengubah tegangan input DC yang lebih tinggi menjadi tegangan output DC yang lebih rendah dengan arus hingga 3A. Modul ini menggunakan chip regulator switching LM2596 yang terkenal dan populer.
Gambar 1.8. BuckConverterStepDownLM2596
6. Device Receiver Monitoring Kualitas Udara di Dalam Ruangan
Dalam proyek monitoring kualitas udara ini, NodeMCU ESP8266 Amica berperan sebagai perangkat penerima data melalui komunikasi UART dari Arduino Uno. Selain itu, NodeMCU bertindak sebagai penghubung antara sistem dan Website melalui koneksi Wi-Fi.
Gambar 1.9. Pin Out Nodemcu V2
Block Diagram
Gambar 1.10. Blok Diagram
Schematics Monitoring Kualitas Udara di Dalam Ruangan
Gambar 1.11. Schematics
3D View PCB Layout
Gambar 1.12. 3D View PCB Bagian top
Wiring Diagram
Gambar 1.13. Wiring Diagram
User Manual Guide
1. Meyiapkan Adaptor
Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menyiapkan adaptor. Gunakan adaptor dengan output tegangan 12 Volt dan arus sebesar 3 Ampere. Gunakan adaptor dengan jenis soket DC Connector (Konektor arus DC). Setelah selesai memasang adaptor tersebut silakahkan tancapkan ke sumber listrik pada ruangan untuk menyalakannya.
Gambar 1.14. Adaptor 12 Volt
2. Menghubungkan DC Connector Adaptor
Langkah kedua, sambungkan soket DC Connector jenis male pada ujung kabel adaptor ke soket DC Connector jenis female yang terdapat pada box Monitoring Kualitas Udara di Dalam Ruangan. Box Monitoring Kualitas Udara di Dalam Ruangan memiliki satu soket DC Connector, yang digunakan untuk adaptor.
Gambar 1.15. Pemasangan DC Connectorkebox
Setelah memasang adaptor pada box transmitter dan receiver selanjutnya colokan ke listrik untuk menyalakannya.
User Manual Guide Aplikasi Blynk
1. Connect to WiFi
Sebelum Anda mulai menggunakan aplikasi Blynk, langkah pertama yang perlu Anda lakukan adalah menghubungkan Device Monitoring Kualitas Udara di Dalam Ruangan ke jaringan WiFi yang tersedia.
2. User Interface App Blynk
Website adalah kumpulan halaman situs yang terdapat dalam sebuah domain atau subdomain pada jaringan World Wide Web (WWW) di Internet. Di era digital saat ini, internet merupakan salah satu sarana yang banyak digunakan untuk memudahkan berbagai kegiatan.
Gambar 1.16. Bagian Dhasboard Website
3. Temperature Secara Real-Time
- Grafik yang ditampilkan pada website merupakan salah satu tampilan untuk memvisualisasikan data suhu secara real-time dari proyek monitoring kualitas udara.
Gambar 1.17. Grafik Temperature
- Grafik pada tampilan website di bawah ini digunakan untuk memvisualisasikan data kelembapan ruangan secara real-time, yang merupakan salah satu komponen penting dalam proyek monitoring kualitas udara.
Gambar 1.18. Grafik Kelembapan
- Grafik website di bawah berfungsi untuk menampilkan kualitas udara ruangan yang diukur dalam satuan ppm (parts per million).
Gambar 1.19. Grafik Kualitas Udara
- Gambar yang dilampirkan menunjukkan tingkatan Air Quality Index (AQI) atau Indeks Kualitas Udara, yang digunakan untuk menunjukkan tingkat kebersihan atau pencemaran udara di suatu wilayah. AQI dibagi menjadi enam kategori berdasarkan rentang nilai tertentu. Rentang nilai 0–50 termasuk kategori Good (baik), yang berarti udara bersih dan tidak memberikan risiko kesehatan bagi masyarakat umum.
Gambar 1.20. Air Quality Index (AQI) Levels