Sistem monitoring yang dikembangkan oleh Lutf kristianto, Farhan Ibnu Faraj dan Muhammad Andika Cipta siswa TEI SMKN 1 Nglegok ini untuk memberikan solusi modern dan efisien dalam memantau debit serta volume aliran air secara real-time. Dengan mengandalkan ESP32, sebuah mikrokontroler yang dilengkapi dengan fitur Wi-Fi bawaan, sistem ini mampu mengumpulkan data dari sensor aliran air (flow meter) dan mengirimkannya secara nirkabel ke antarmuka web yang responsif.
Tujuan utama dari sistem ini adalah untuk memberikan kemudahan dalam pengawasan distribusi air pada berbagai jenis aplikasi, mulai dari kebutuhan rumah tangga, pengairan pertanian, hingga sistem industri. Melalui tampilan berbasis web yang dapat diakses dari berbagai perangkat seperti smartphone, tablet, atau komputer, pengguna dapat mengetahui kondisi aliran air secara langsung dan melakukan evaluasi terhadap penggunaan air.
Gambar 1.1 Tampilan Alat dari Luar
Fitur Utama:
1. Pemantauan Real-Time: Sistem mampu membaca nilai debit air (liter/menit) dan menghitung total volume air yang mengalir dalam satuan liter. Data ditampilkan secara langsung melalui antarmuka web, sehingga pengguna dapat terus mengikuti perkembangan tanpa perlu memeriksa alat secara fisik.
2.
Komunikasi Wi-Fi: Dengan menggunakan fitur Wi-Fi dari
ESP32, sistem ini mengirimkan data sensor ke server lokal atau cloud secara nirkabel. Hal ini memungkinkan instalasi yang lebih fleksibel, tanpa kebutuhan kabel data tambahan, dan lebih cocok untuk implementasi di area yang luas.
3. Antarmuka Web: Data dari sistem ditampilkan melalui dashboard web yang dirancang ramah pengguna. Antarmuka ini memuat grafik aliran air, angka debit dan volume terkini, serta histori singkat yang memudahkan pengguna memahami pola konsumsi air. Tampilan ini dapat disesuaikan dan diakses dari perangkat apa pun yang terhubung ke jaringan.
Sistem ini tidak hanya meningkatkan efisiensi dalam manajemen penggunaan air, tetapi juga membantu dalam mencegah pemborosan, kebocoran, atau distribusi yang tidak merata. Dengan pemantauan yang akurat dan terus-menerus, Anda dapat melakukan tindakan yang tepat dan cepat saat terjadi perubahan kondisi aliran yang tidak diinginkan.
Panduan ini akan membantu Anda memahami cara merakit perangkat, menghubungkannya dengan jaringan Wi-Fi, serta mengembangkan dan menjalankan antarmuka web. Dengan memanfaatkan teknologi ini, Anda dapat menciptakan sistem monitoring air yang canggih, andal, dan mudah dioperasikan.
Spesifikasi Teknis
1. Mikrokontroler:
Menggunakan ESP32, sebuah mikrokontroler dual-core dengan fitur Wi-Fi dan Bluetooth terintegrasi. ESP32 memiliki performa tinggi dan sangat ideal untuk aplikasi IoT, memungkinkan pemrosesan data sensor, pengiriman data melalui jaringan nirkabel, serta integrasi dengan antarmuka web.
Gambar 1.2 ESP32
2. Sensor Debit Air:
Menggunakan sensor flow meter YF-S201 atau sejenis, yang bekerja berdasarkan prinsip hall effect. Sensor ini menghasilkan pulsa digital yang dihitung oleh ESP32 untuk menentukan debit air (liter/menit) dan volume total air yang mengalir.
Gambar 1.3 Sensor Flow meter YF-S201
3. LCD Display:
Menggunakan LCD 16x2 dengan antarmuka I2C, yang memudahkan koneksi ke ESP32 hanya melalui dua pin (SDA & SCL). LCD digunakan untuk menampilkan informasi real-time seperti debit air, volume air, dan status sistem langsung di lokasi.
Gambar 1.4 LCD I2C
4. Komunikasi Data:
Data dikirim secara nirkabel melalui Wi-Fi internal dari ESP32 ke antarmuka berbasis web, baik melalui server lokal (seperti web server ESP32 atau Node-RED) maupun platform cloud (seperti Firebase, Thingspeak, dll).
5. Modul Regulator Tegangan:
Menggunakan XL4005 DC-DC Step Down (Buck) Converter, yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari sumber input (misalnya 12V DC) menjadi 5V atau 3.3V yang stabil, sesuai kebutuhan ESP32 dan komponen lainnya. Modul ini efisien dan dapat menangani arus besar, cocok untuk sistem yang beroperasi dalam jangka panjang.
Gambar 1.5 Stepdown
6. Bahasa Pemrograman:
Sistem diprogram menggunakan bahasa C++ melalui Arduino IDE. Pemrograman ini mencakup pembacaan data sensor, pengiriman data ke web, pengendalian tampilan LCD, serta pengelolaan logika sistem.
Block Diagram
Gambar 1.6 Block Diagram
Schematics Diagram
Gambar 1.7 Schematics diagram
3D View
Gambar 1.8 3D View
Wiring Diagram
gambar 1.9 wiring diagram
User Manual Guide
Data yang diterima dari sensor diolah oleh mikrokontroler ESP32, yang berfungsi sebagai pusat kendali utama sistem. Nilai debit dan volume dihitung berdasarkan faktor kalibrasi sensor, dan hasil pembacaan ini ditampilkan secara lokal melalui layar LCD I2C 16x2 yang terhubung ke ESP32. Hal ini memungkinkan pengguna untuk langsung melihat data aliran air secara real-time di lokasi.
Selain ditampilkan secara lokal, data juga dikirimkan ke Web Server melalui koneksi WiFi. ESP32 menggunakan konektivitas WiFi untuk mengirimkan data ke server menggunakan protokol HTTP (POST). Di sisi server, data yang diterima disimpan dan ditampilkan melalui antarmuka pengguna berbasis web (web user interface) yang dapat diakses melalui perangkat seluler atau komputer.
Gambar 1.10 Tampilan Alat dari Luar
1. Menyiapkan Adaptor
Gunakan adaptor dengan output tegangan 7 Volt – 24 Volt dan arus sebesar 3 Ampere untuk memastikan sistem Monitoring Debit dan Volume Air berfungsi secara optimal.
2. Memasukkan Kabel Adaptor ke Box Melalui Cable Gland
Langkah selanjutnya adalah memasukkan kabel adaptor ke dalam box perangkat melalui cable gland.
3. Menghubungkan VCC & GND Kabel ke Terminal Block
Langkah berikutnya adalah menghubungkan kabel VCC dan GND dari adaptor ke terminal block yang terdapat di dalam box perangkat.
Langkah Terakhir: Menyalakan Sistem
Setelah semua koneksi selesai, colokkan adaptor ke sumber listrik untuk menyalakan sistem Monitoring Debit dan Volume Air. ESP32 akan mulai membaca data dari sensor Water Flow, menghitung debit (L/m) dan volume air (L), menampilkannya pada LCD I2.
User Manual Guide Web monitoring
Gambar 1.11 User Interface Web
Sebelum memulai penggunaan Web Interface untuk memantau data dari sistem Monitoring Debit dan Volume Air, langkah pertama yang perlu dilakukan adalah mengatur koneksi WiFi pada perangkat ESP32 melalui program yang ditulis menggunakan Arduino IDE.
Koneksi WiFi ini sangat penting agar ESP32 dapat mengirimkan data debit dan volume air ke database dan menampilkannya di Web Server secara real-time. Berikut adalah langkah-langkah menyetel koneksi WiFi pada program Arduino IDE:
Langkah-Langkah:
1. Buka Arduino IDE di komputer Anda.
2. Tulis atau edit program yang digunakan untuk sistem monitoring debit dan volume air.
3. Sesuaikan nama WiFi (SSID) dan password yang digunakan untuk koneksi jaringan WiFi.
Setelah melakukan penyesuaian, unggah program ke ESP32, lalu buka Serial Monitor pada Arduino IDE. Jika SSID dan password WiFi sudah benar, maka akan muncul pesan di Serial Monitor bahwa ESP32 berhasil terhubung ke jaringan WiFi. Contohnya:
Menghubungkan ke WiFi... Terhubung ke WiFi!
IP Address: 192.168.1.xx
Catatan Penting:
1. Pastikan jaringan WiFi stabil dan memiliki akses ke internet (jika diperlukan untuk akses ke server online).
2. Gunakan jaringan WiFi yang tersedia di lokasi instalasi sistem untuk memastikan koneksi tetap aktif selama pemantauan berlangsung.
3. Jika terjadi kegagalan koneksi, periksa kembali SSID dan password yang dimasukkan, serta pastikan tidak ada kesalahan penulisan.
