Prisma Megantoro, S.T., M.Eng, Ciptakan Stasiun Cuaca berbasis Internet of Things

FTMM NEWS – Untuk mengetahui kondisi udara di lingkungan terbuka merupakan hal penting guna melihat potensi dampak pencemaran udara. Terlebih, di masa pandemi penyakit yang ditularkan melalui udara, seperti halnya COVID-19. Hal ini memaksa setiap orang perlu memperhatikan kualitas udara di sekitarnya.

“Padahal, konsentrasi berbagai gas yang terkandung di udara merupakan faktor penentu nilai kualitas udara. Semakin banyak gas pencemar, maka udara di daerah tersebut dapat dikatakan semakin tercemar,” jelas Prisma.

Cuaca menjadi salah satu faktor yang dapat mempengaruhi kualitas udara. Cuaca merupakan kondisi udara yang meliputi suhu, kelembaban, dan tekanan udara yang termasuk sebagai parameter utama. Perubahan kondisi cuaca dapat diukur dan diamati melalui perangkat yang biasa disebut stasiun cuaca.

“Stasiun cuaca yang saya rancang ini dengan topologi berbasis IoT, perangkat ini dapat digunakan sebagai telemetri dan pengamatan jarak jauh. Berkat teknologi IoT, perangkat di lapangan dapat terhubung dengan gawai dimanapun berada,” imbuhnya.

Purwarupa AirFeel V.1 dengan aplikasi desktop

Airfeel versi 1 terdiri dari dua perangkat field station dan base station. Field station terdiri dari sensor-sensor dan ESP32. Alat ini. Installasi dilakukan di atas Gedung Nanizar Zaman Joenoes, sedangkan base station terdiri dari unit PC ditempatkan pada ruang operator di gedung untuk observasi secara real-time.

“Selain ditampilkan melalui monitor, data hasil olahan dari sensor tersimpan pada memori PC. Stasiun lapangan dan stasiun pangkalan terhubung melalui jaringan wifi yang sama di gedung,” terang Dosen yang hobi Gundam tersebut.

Field station terdiri dari sensor dan board mikrokontroler ESP32 yang digunakan untuk membaca sensor, memproses data, kemudian mengirimkannya ke server secara bersamaan dalam deretan string. Pengukuran cuaca menggunakan seperangkat sensor yang terdiri dari anemometer sumbu vertikal, wind vane dengan rotary encoder, rain gauge, sensor barometrik, dan DHT 11.

“Sensor barometrik menggunakan shield BMP280, sedangkan DHT11 digunakan untuk mengukur ambient suhu dan kelembaban,” tandasnya.

 

Penempatan

Anemometer, wind vane, dan rain gauge ditempatkan pada atap bangunan yang bebas dari segala sesuatu di sekitarnya. Modul weather controller digunakan untuk mengolah data awal dari anemometer, wind vane, dan rain gauge. Ditambah dengan data dari sensor DHT11 dan BMP280, data tersebut diproses dan kemudian dikirim melalui komunikasi serial sebagai output ke mikrokontroler utama atau papan ESP32.

Pengukuran parameter kualitas udara dilakukan dengan pembacaan sensor gas seperti; MQ-135 untuk amonia, MQ-131 untuk ozon, MQ-4 untuk metana, MQ-131 untuk ozon, MQ-9 untuk karbon monoksida, MQ-8 untuk hidrogen, dan MQ-811 untuk karbon dioksida. Selain sensor gas, perangkat ini juga mengukur indeks sinar UV.

Aplikasi pada base station digunakan untuk berkomunikasi dengan field station dengan memakai protokol mDNS. Perangkat lapangan membaca sensor dan mengirimkannya ke server hanya ketika ada permintaan koneksi datang dari klien.

“Program perangkat lunak AirFeel dibuat dalam Visual Basic, dimulai dengan inisialisasi semua variabel yang digunakan, tanggal dan waktu, juga koneksi wi-fi. Kemudian perangkat lunak akan mengirimkan permintaan data ke server untuk memperoleh sebaris teks sebagai feedback,” jelasnya.

Metode dan Hasil

Penelitian ini terdiri dari beberapa bagian, seperti; teknologi sensor, mikrokontroler, Internet of Things (IoT), dan user interface (UI). Teknologi sensor digunakan untuk membaca parameter yang dapat diukur. Embedded system yang digunakan adalah mikrokontroler yang digunakan pada aplikasi kontrol tertentu. IoT digunakan sebagai sarana komunikasi data antara instrumen dan pengguna.

Pemrograman berbasis Visual Basic digunakan untuk operasi pengguna, tampilan data, proses data, penyimpanan data. Metode yang digunakan pada perancangan dan penelitian ini adalah; perancangan sistem, perancangan program firmware microcontroler dan perangkat keras pada field station.

“Perancangan aplikasi monitoring desktop dengan software Visual Studio dan metode karakterisasi sensor. Karakterisasi sensor dilakukan untuk mengetahui performa pengukuran yang dilihat dari segi akurasi dan presisi,” ungkapnya.

Weather station berbasis IoT ini menerapkan semua sensor untuk pengukuran cuaca dengan akurasi lebih dari 90%, dan hanya pengukuran arah angin yang memiliki presisi kurang dari 90%. Demikian juga semua sensor gas yang hanya bisa diuji presisi, memiliki tingkat presisi lebih dari 80%. Dengan karakteristik sensor tersebut, jaringan telemetri yang mumpuni, dan UI aplikasi desktop dengan tingkat keinformatifan yang tinggi diharapkan dapat membantu mengamati kondisi cuaca dan udara dengan baik.(*)(prsm/wil)

Share:

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on telegram
Telegram
Share on email
Email
Share on linkedin
LinkedIn

Related Posts