Pemrograman ESP32 untuk Smart City 4.0 dan IOT

Smart City – Karya Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Surabaya

Adrian Sugiarjo, Stefanus Wijaya, Bryan Hugo

Smart City merupakan sebuah konsep pengelolaan wilayah kota yang terintegrasi dengan teknologi informasi dan komunikasi dengan Internet of Things (IoT) sehingga mampu memanfaatkan seluruh sumber daya dengan baik dan efisien. Dalam pelaksanaannya, smart city menggunakan sensor untuk melakukan monitoring secara real time, membuat kota menjadi lebih tertata dan mampu mengurangi biaya operasional. Penerapan sistem smart city antara lain memonitor ketersediaan lapangan parkir, mendeteksi tingkat kadar gas berbahaya pada selokan, mengontrol penerangan kota secara mobile, memonitor kebocoran pipa air, mengatur lampu lalu lintas, serta memonitor keadaan kota menggunakan kamera secara wireless.

Gambar 1. Scale Model Smart City

Salah satu kreasi mahasiswa Teknik Elektro Ubaya adalah membuat scale model implementasi smart city menggunakan ESP32 dan sensor seperti Gambar 1. Dilengkapi dengan modul Wi-Fi dalam chip, ESP32 adalah mikrokontroler yang dapat digunakan untuk mengaplikasikan Internet of Things. ESP32cam merupakan modul ESP32 yang dilengkapi dengan kamera. Sensor gas hanya mampu membaca data analog berupa gas, sehingga masih diperlukan mikrokontroler sebagai pengubah sinyal analog dari sensor ke data digital berupa deretan angka. Sensor HC-SR04 merupakan sensor yang mampu mendeteksi keberadaan objek didekatnya tanpa kontak fisik dan mengukur jarak objek tersebut. Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip pantulan suatu gelombang ultrasonik sehingga dapat mengukur jarak suatu benda dengan frekuensi tertentu. Soil moisture sensor digunakan untuk mengukur kelembapan, dapat digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa. Sensor LDR (Light Dependent Resistor) atau photoresistor adalah komponen yang sensitif terhadap intensitas cahaya. RTC DS1302 adalah modul untuk menampilkan waktu secara real time.

Rangkaian Sistem Smart City Teknik Elektro Universitas Surabaya

Gambar 2. Rangkaian Sistem

Pada Gambar 2, terdapat 4 buah sensor yang terhubung dengan ESP32 sebagai input (sensor MQ-9, soil moisture sensor, sensor HC-SR04, LDR), sebuah modul RTC DS1302. Sedangkan output dari ESP32 dihubungkan dengan 5 buah LED (3 buah LED untuk lampu lalu lintas dan 2 buah LED untuk lampu penerangan jalan kota).

Diagram Blok Smart City Teknik Elektro Universitas Surabaya

Gambar 3. Diagram Blok Sistem

Pada Gambar 3, sensor gas sewer menggunakan sensor MQ-9 yang dipasang dalam pipa gas untuk mendeteksi kebocoran gas. Sensor soil moisture yang dipasang dalam pipa air digunakan untuk mendeteksi kebocoran air. Sensor ultrasonik tipe HC-SR04 dipasang pada lahan parkir untuk mendeteksi apakah terdapat mobil yang sedang parkir di lahan parkir tersebut. Sensor LDR untuk mendeteksi intensitas cahaya.

Gambar 4 . Program Node-RED Sistem Smart City Teknik Elektro Universitas Surabaya

Pada Gambar 4, data yang diperoleh sensorsensor tersebut akan dikirimkan oleh ESP32 menggunakan protokol MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), yaitu sebuah protokol yang diterapkan pada konsep IoT karena mendukung untuk jaringan WAN, sehingga dapat mencakup area yang luas. Sensorsensor tersebut akan melakukan publish menuju MQTT Broker dengan topic tertentu. Selanjutnya, MQTT Broker akan melakukan subscribe ke Node-RED. Node-RED adalah sebuah tool berbasis browser untuk membuat aplikasi Internet of Things (IoT) yang dimana lingkungan pemrograman visualnya mempermudah penggunanya untuk membuat aplikasi sebagai flow.

Gambar 5(a). Dashboard Node-RED

Gambar 5(b). Penggunaan ESP32 pada Sistem Smart City

Gambar 5(a) menunjukkan dashboard Node-RED.  Node-RED menampilkan informasi yang dibutuhkan user, yaitu status pipa gas untuk mengetahui kondisi pipa gas, ketersediaan lahan parkir kosong atau penuh, status pipa air untuk mengetahui kebocoran pipa air, kondisi penerangan kota dengan nilai intensitas cahaya tersebut. Lampu penerangan kota akan menyala secara otomatis jika intensitas cahaya yang diterima LDR rendah. Sebaliknya, jika intensitas cahaya yang LDR tinggi, maka lampu penerangan kota akan mati. Untuk memantau kondisi kota secara real time, modul ESP32 dapat diganti dengan ESP32cam seperti pada Gambar 5(b).

Apakah anda juga pernah membuat hal yang sama dengan mahasiswa Teknik Elektro Ubaya?

Contributor: Theresia Septiriana Laboran Teknik Elektro Universitas Surabaya

Credits to:

Adrian Sugiarjo Stefanus Wijaya Bryan Hugo

 

×