Pengukuran Kualitas Udara Dengan Metode Telemetri ESP-NOW (many-to-one)

 Anggota Kelompok

1. Derizqiadi Thoriq            (21507334030)
2. Rendie Pradana               (21507334032)
3. Putri Shaqila                    (21507334037)
4. Irfan Dzaki Abqari          (21507334045)
5. Abida Almaliki Syahla    (21507334046)
6. Gustina Diah Pangesti    (21507334049)



A. Latar Belakang

Dalam era teknologi yang terus berkembang, pemantauan kualitas udara menjadi semakin penting mengingat dampaknya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Pencemaran udara, seperti gas asap dan karbon dioksida (CO2), dapat memiliki dampak negatif yang signifikan. Oleh karena itu, pengembangan sistem telemetri untuk pengukuran kualitas udara menjadi salah satu langkah penting dalam upaya memantau dan mengatasi permasalahan tersebut.



Salah satu teknologi yang dapat digunakan untuk memantau kualitas udara adalah menggunakan sensor MQ-2 untuk mendeteksi asap dan sensor MQ-135 untuk mengukur konsentrasi CO2. Kedua sensor ini memiliki keunggulan dalam memberikan informasi yang akurat terkait dengan parameter yang diukur.

Metode koneksi yang digunakan dalam pengembangan sistem ini adalah ESP Now, sebuah protokol komunikasi yang dirancang khusus untuk perangkat IoT (Internet of Things) yang menggunakan modul ESP8266 atau ESP32. ESP Now memungkinkan komunikasi tanpa perlu koneksi ke jaringan Wi-Fi tradisional, sehingga memudahkan penggunaan dalam aplikasi berbasis sensor di lokasi terpencil.



Dalam implementasinya, sistem ini menggunakan konfigurasi many-to-one ESP Now untuk mentransmisikan data dari dua node master yang bertindak sebagai pengirim data sensor (MQ-2 dan MQ-135) ke satu node slave yang berfungsi sebagai penerima. Dengan konfigurasi many-to-one, dua node master dapat mengirimkan data sensor secara bersamaan kepada satu node slave. Hal ini memungkinkan pengumpulan data yang efisien dari berbagai lokasi untuk dianalisis lebih lanjut.

Adapun penerapan sistem ini membutuhkan penggunaan tiga node secara keseluruhan, dua di antaranya sebagai node master yang terletak di lokasi pengukuran sensor, dan satu sebagai node slave yang berfungsi sebagai pusat pengumpulan data.

Dengan menggunakan teknologi telemetri ini, diharapkan dapat diperoleh data kualitas udara secara real-time, memungkinkan pengambilan keputusan yang cepat dan tepat dalam menjaga kesehatan masyarakat dan lingkungan sekitar. Sistem ini juga diharapkan dapat memberikan kontribusi positif dalam upaya mitigasi pencemaran udara dan pengelolaan sumber daya alam secara berkelanjutan.


B. Tujuan
  1. Memantau kualitas udara secara real-time menggunakan data yang diterima dari sensor.
  2. Mengimplementasikan ESP Now untuk meningkatkan efisiensi pengumpulan data sensor
  3. Mengurangi ketergantungan pada kabel dan meningkatkan fleksibilitas penempatan sensor.
  4. Memastikan integrasi yang efektif antara sensor, node master, dan node slave.
  5. Memvalidasi kehandalan pengiriman data melalui protokol ESP Now.

C. Alat dan Bahan
  1. Esp 32
  2. Wemos D1 Mini
  3. Sensor MQ-2
  4. Sensor MQ-135
  5. LCD I2C 16 x 2
  6. LED

D. Desain Alat
            Pada Projek ini kami menggunakan ESP 32 dimana mikrokontroler ini memiliki fitur untuk mengkoneksikan antar mikrokontroler agar bisa saling mengirimkan atau menerima data, kami menggunakan metode ESP-NOW dengan konfigurasi many to one dengan diagram seperti gambar dibawah.




Pada diagram diatas terdapat 3 node, yaitu 2 node untuk master dan 1 node untuk slave, cara kerja program diatas adalah kedua node master akan mengirimkan data sensor ke node slave yang sebagai receiver dan kemudian data sensor ditampilkan di LCD I2C 16 x 2.

Untuk mengirim pesan melalui ESP-NOW, Kita perlu mengetahui alamat MAC dari board Receiver. Setiap board memiliki alamat MAC yang unik, dan MAC yang kami dapatkan dri boar receiver kami adalah FC:B4:67:93:FE:88, untuk mendapatkan MAC adalah menjalankan program pada link berikut: https://github.com/rendiepradana/Esp32-2_ESP-NOW_Air_quality_control.

Receiver dapat mengidentifikasi setiap pengirim berdasarkan alamat MAC uniknya. Namun, menangani alamat MAC yang berbeda di sisi Penerima untuk mengidentifikasi board mana yang mengirimkan pesan mana bisa jadi rumit. Jadi, untuk mempermudah, kami akan mengidentifikasi setiap papan dengan nomor unik (id) yang dimulai dari 1. Jika memiliki dua board, yang satu akan memiliki ID nomor 1, dan yang lain nomor 2. ID akan dikirim ke penerima bersama variabel lainnya.


E. Hasil
     1. Rangkaian

 Slave / Receiver

Board 1 / Master 1
       Board 2 / Master 2      




     2. Pin Mapping   



     3. Program
         Library
            ·         MQUnifiedsensor : https://github.com/miguel5612/MQSensorsLib
            ·         Sensor Calibration

         MQ-2
         

         MQ-135
         

     4. Output
         
         Master 1
         Master 2
         
         Receiver
         

         



     5. Jarak Transmisi Antar Node




         Jarak transmisi antar node tanpa terhalang objek : 66 m
          Jarak transmisi antar node terhalang objek : 22 m

F. Pembahasan

             Dalam pembuatan project pengukuran kualitas udara, kami menggunakan protocol ESP-NOW dengan konfigurasi many-to-one, dengan 2 master dan 1 slave. Master bertugas sebagai pembaca sensor yang kemudian dikirimkan ke slave, lalu slave menampilkan data tersebut. Untuk transmisinya yaitu menggunakan MAC address dimana kami mencari/mengidentifikasi MAC dari receiver sebagai alamat untuk penerimaan data. Receiver dapat mengidentifikasi setiap pengirim berdasarkan alamat MAC uniknya. Namun, menangani alamat MAC yang berbeda di sisi penerima untuk mengidentifikasi board mana yang mengirimkan pesan mana bisa jadi rumit. Maka dari itu, untuk mempermudahnya kami akan mengidentifikasi setiap board dengan nomor unik (ID) yang dimulai dari 1. Jika memiliki dua board, yang satu akan memiliki ID nomor 1, dan yang lain nomor 2. ID akan dikirim ke penerima bersama variabel lainnya.

            Untuk program kami menggunakan library dari Arduino ide yaitu MQunifiedsensor, library ini memudahkan kita dalam menghitung ppm dari sebuah gas dan pilihan sensor gasnya cukup banyak, kita tinggal memasukan eksponensial regresi a dan b sesuai dengan gas yang kita deteksi.

            Selain itu kami juga melakukan percobaan mengukur jarak transmisi untuk mengetahui kondisi LoS dan nonLoS dari masing masing node nya, kami menggunakan LED sebagai notifikasi apakah node tersebut masih saling tersambung atau tidak, kami menggunakan LED putih untuk board 1 dan LED hijau untuk board 2, kami melakukan 2 percobaan yaitu tanpa terhalang suatu objek apapun dan terhalang objek, sehingga kami mendapat kan jarak tanpa terhalang suatu objek kurang lebih 66 meter dan dengan terhalang objek kurang lebih 22 meter.

G. Kesimpulan
                 Kesimpulannya dalam project pengukuran kualitas udara ini, digunakan protokol ESP-NOW many-to-one dengan 2 master dan 1 slave. Master berfungsi sebagai pembaca sensor yang mengirimkan data ke slave untuk ditampilkan. Transmisi data menggunakan MAC address untuk identifikasi oleh receiver, namun, untuk mengatasi kompleksitas alamat MAC yang berbeda di penerima, setiap board diidentifikasi dengan nomor unik (ID). Pemilihan ID mempermudah proses identifikasi. Program untuk project ini dibuat menggunakan library Arduino IDE yaitu MQunifiedsensor, untuk menghitung ppm gas dengan eksponensial regresi. Percobaan jarak transmisi dilakukan untuk mengevaluasi kondisi Line-of-Sight (LoS) dan non-Line-of-Sight (nonLoS) antar node, menggunakan LED putih dan hijau sebagai indikator koneksi. Hasil percobaan kami menunjukkan jarak tanpa halangan sekitar 66 meter dan dengan halangan objek sekitar 22 meter.

H. Lampiran
       


Komentar

Posting Komentar