Kebocoran gas menjadi masalah utama dalam dapur pribadi atau industri yang mengolah bahan pangan. Dengan adanya masalah tersebut Angga Anggraita, Anggita Ananda, Fatikhatul Desta, M. Abidzar, selaku siswa dan siswi TEI SMKN 1 Nglegok mengembangkan sebuah inovasi yang berupa "Sistem Monitoring kebocoran gas berbasis Arduino dan ESP32 dengan interface web server". Inovasi ini bertujuan untuk memantau data kebocoran gas dengan mudah dan efisien melalui halaman web server yang disediakan. Sehingga cara ini efektif untuk menjaga keamanan dan keselamatan lingkungan secara real-time.
Gambar 1.1. Device diluar box
Gambar 1.2. Device PCB Transmitter dalam box
Gambar 1.3. Device PCB Receiver dalam box
Fitur Utama:
1. Transceiver Eksternal
Dibutuhkan transceiver eksternal untuk menghubungkan modul ke jaringan CAN fisik.
2. Filter Pesan
Modul ini memungkinkan mengatur pesan mana yang akan diterima, membantu mengendalikan data yang diterima.
3. Kompatibilitas Mikrokontroler
Modul ini dapat diintegrasikan dengan berbagai mikrokontroler populer.
4. Pengaturan Kecepatan
Dapat mengatur kecepetan transmisi sesuai dengan kebutuhan proyek.
5. Deteksi Kesalahan
Modul ini mendukung deteksi kesalahan dalam komunikasi untuk menjaga integritas data.
6. Antarmuka SPI yang cepat
Modul ini berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui antarmuka SPI, memastikan pertukaran data yang efisien.
Hardware yang Digunakan:
1. Sensor MQ-2
Sensor gas MQ-2 adalah salah satu sensor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan gas di udara. Sensor ini menggunakan prinsip resistansi semikonduktor yang beru ah sesuai dengan konsentrasi gas yang ada disekitarnya.
Gambar 1.4. Sensor MQ-2
2. Arduino Nano
Arduino Nano menggunakan mikrokontroler ATMega328P atau ATMega168 (model lama). Mikrokontroler adalah otak dari Arduino Nano yang mengendalikan semua operasi. Arduino Nano beroprasi pada tegangan 5V.
Gambar 1.5. Arduino Nano
3. Module CANbus MCP2515:
MCP2515 adalah mikrokontroler antarmuka Controller Area Network (CANbus) yang digunakan untuk mengatur dan mengelola komunikasi data melalui protokol CANbus. Ini berfungsi sebagai perangkat penghubung antara mikrokontroler atau sistem tertanam dengan jaringan CANbus.
Gambar 1.6. Module CANbus MCP2515
4. ESP32
ESP32 adalah pilihan yang populer untuk Proyek IoT, karena kemampuannya dalam berkomunikasi nirkabel melalui Wi-Fi dan Bluetooth, serta berbagai pilihan perangkat lunak yang dapat digunakan untuk pemrograman.
Gambar 1.7. ESP32
5. LCD 16x2
LCD 16x2 digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk kendali peralatan elektronik, tampilan informasi, sistem kendali, dan banyak proyek elektronik yang membutuhkan tampilan teks. Dikendalikan melalui perintah dan data yang dikirimkan dari mikrokontroler ke layar melalui antarmuka yang sesuai.
Gambar 1.8. LCD 16x2
Software yang digunakan:
1. EasyEDA
Sebuah platform desain berbasis web yang memungkinkan insinyue elektronik, pengembang perangkat keras, dan hobiis untuk merancang sirkuit elektronik.
Gambar 1.9. Logo EasyEda
2. Arduino IDE
Software yang digunakan untuk membuat sketch pemrograman dengan kata lain Arduino IDE sebagai media untuk pemrograman pada board yang ingin di program.
Gambar 1.10. Logo Arduino IDE
3.Drawa.io
Draw. io adalah sebuah perangkat lunak diagram dan aplikasi berbasis web yang digunakan untuk membuat berbagai jenis diagram, seperti diagram aliran, diagram organisasi, diagram jaringan, dan banyak lagi.
Gambar 1.11. Logo Draw.io
4.Fritzing
Perangkat lunak open source yang dirancang khusus untuk membantu pengguna merancang dan menggambarkan schematics elektronik, papan sirkuit cetak (PCB), dan juga diagram penghubung perangkat keras (wiring diagram).
Gambar 1.12. Logo Fritzing
Block Diagram
Gambar 1.13. Block Diagram Transmitter
Gambar 1.14. Block Diagram Receiver
Schematics Diagram
Gambar 1.15. Schematics Transmitter
Gambar 1.16. Schematics Receiver
3D View
Gambar 1.17. 3D View PCB Board Top Layer
User Manual Guide:
1. Siapkan kabel USB
Menyiapkan 2 buah kabel USB kemudian hubungkan kabel USB ke ESP32 dan arduino nano. Unggah progam transmiter ke arduino nano dan receiver ke ESP32.
Gambar 1.18. Pemasangan kabel USB ke arduino nano (Transmiter)
Gambar 1.19. Pemasangan kabel USB ke arduino nano (Receiver)
2. Unggah progam dan Mengganti jaringan wifl
Unggah progam transmiteer dan receiver. Khusus untuk receiver sebelum menggunggah progam pastikan mengganti nama wifi dan password.
3. Menyiapkan Adaptor
Menyiapkan 2 buah adaptor, gunakan adaptor dengan output tegangan 5v. Adaptor berfungsi sebagai penyedia tegangan untuk sistem moniotring kebocoran gas guna mensuplai komponen-komponen seperti sensor, mikrokontroller, LCD, dan lain-lain pada device transmitter dan receiver. Gunakan adaptor dengan jenis soket DC Connector (Konektor arus DC). Setelah selesai memasang kedua adaptor tersebut silakahkan tancapkan ke sumber listrik pada ruangan untuk menyalakannya.
4. Menghubungkan Adaptor ke soket DC
Sambungkan adaptor ke soket DC pada box transmiter dan receiver. Perhatikan dengan seksama saat melakukan pemasangan adaptor agar tidak terjadi kesalahan yang dapat merusak alat ini.
5. Akses ke web server
Buka peramban web (browser) dan ketikkan alamat IP yang telah dicatat sebelumnya. Ini akan mengarahkan ke halaman web server. Jika seluruh langkah sebelumnya telah diikuti dengan benar, maka data mengenai gas yang dideteksi oleh sensor gas akan tampil pada halaman tersebut.
Gambar 1.20. Halaman web server
6. Indikasi masalah dan solusinya
- Jika layar LCD tidak menampilkan teks “gas data ppm” ini bisa mengindiksikan adanya masalah.
- Alamat IP tidak muncul.
- Tampilan web servernya tidak ada.
- Pastikan mengganti nama WI-FI dan password dengan benar dan ada jaringannya agar bisa mengakses ke halaman websever.
- Periksa juga perangkat keras untuk memastikan tidak ada komponen yang rusak atau terlepas.
Gambar 1.21. jika ada masalah, layar lcd tidak menampilkan teks apapun
User Manual Guide Web Server
Sebelum mulai memonitoring gas menggunakan web server, ada langkah langkah yang harus anda ikuti.
1. Akses ke Web Server
Langkah pertama yang harus dilakukan adalah memastikan bahwa perangkat pemantauan kebocoran gas terhubung ke jaringan WiFi yang tersedia. Setelah berhasil menghubungkan perangkat ke jaringan WiFi dan memastikan bahwa juga terhubung ke jaringan yang sama, langkah berikutnya adalah membuka peramban web pada komputer, laptop, atau ponsel.
2. Memasukkan Alamat IP
Ketika peramban web terbuka, ketik alamat IP yang sesuai dengan perangkat pemantauan kebocoran gas. Pastikan sudah memasukkan alamat IP dengan benar.
3. Akses ke Halaman Web Server Pemantauan
Setelah Anda memasukkan alamat IP dengan benar, tekan tombol "Enter" pada peramban web. Ini akan mengarahkan langsung ke halaman web server pemantauan kebocoran gas.
4. Memantau Data Secara Real Time
Setelah berhasil mengakses halaman web server pemantauan, akan mendapatkan akses langsung ke data pemantauan secara real-time. Pastikan secara berkala memeriksa data gas yang ditampilkan untuk memahami kondisi terkini.
Dengan mengikuti langkah-langkah di atas, akan dapat memantau data kebocoran gas dengan mudah dan efisien melalui halaman web server yang disediakan. Ini adalah cara yang efektif untuk menjaga keamanan dan keselamatan lingkungan secara real-time