## Monitoring Polusi Udara dan Kebakaran Berbasis Android
Fitri Nova 1* , Andre Febrian Kasmar 2 , Meri Azmi 3 , Khaira Aprinaldo Putra 4 1,234 Jurusan Teknologi Informasi  Politeknik Negeri Padang, Jl. Limau Manih Padang, 25164, Indonesia *Corresponding Author : fitrinova85@gmail.com
Abstrak— Kebakaran suatu gedung atau kantor merupakan salah satu kasus utama yang saat ini sedang dalam perhatian serius bagi pengusaha maupun instansi pemerintah.  Mengingat  dimana  kantor  yang  ketika  pada  malam  hari  atau  hari libur tidak ada aktivitas yang terjadi membuat pemilik usaha tersebut menjadi tidak nyaman ketika meninggalkan kantornya. Untuk mengatasi hal ini, maka dibutuhkan  sebuah alat  sensor  yang dapat memonitoring suatu  keadaan dikantor apakah terdapat  kebocoran  gas  ataupun  titik  api.  Alat  monitoring  polusi udara dan kebakaran ini diharapkan bisa membantu agar dapat mencegah terjadinya kebakaran. Cara kerja alat ini menggunakan arduino uno untuk mengambil data dari sensor gas  dan  flame  sensor.  Data  tersebut  akan  dikirimkan  ke  server  Ubidots  melalui  NodeMCU  ESP8266  sebagai  wifi  atau internetnya. Tampilan monitoring bisa diliat melalui android dan ketika keadaan darurat maka server ubidots akan langsung memberikan  notifikasi  kepada  pemilik ruangan.  Hasil  pengujian menunjukkan jarak  efektif  sensor  10cm  sampai  dengan 50cm dan secara keseluruhan system berjalan dengan baik..
Kata  kunci : Kebakaran,  Arduino,  Flame  Sensor,  Sensor  Gas MQ2,  NodeMCU,  Android.
Abstract— A fire in a building or office is one of the main cases that is currently being serious attention for businessmen and government agencies. Considering there are no activities in an office during nights and holidays, makes the business owners feel uncomfortable leaving the office. To overcome this problem, a sensor is to monitor a situation in the office whether there is a gas leak or a hotspot. It is hope that air pollution and fire monitoring tool can help to prevent fires. The way this tool works uses the Arduino Uno to retrieve data from the gas sensor and flame sensor. The data will be sent to the Ubidots server via NodeMCU ESP8266 as wifi or the internet. The monitoring display can be seen via Android and when there is an emergency, the ubidots server will immediately notify the room owner. The result shows that the effective distance of the sensor is around 10cm to 50 cm and the overall system runs well
Keyword :Fire, Arduino, Flame sensor, Gas sensor MQ 2, NodeMCU, Android
© 2021 Elektron Jurnal Ilmiah
I. PENDAHULUAN
Kebakaran  gedung  atau  kantor  merupakan  salah satu kasus utama yang saat ini sedang dalam perhatian serius  bagi  pengusaha  maupun  instansi  pemerintah. Mengingat  dimana  kantor  yang  ketika  pada  malam hari  atau  hari  libur  tidak  ada  aktivitas  yang  terjadi membuat pemilik usaha tersebut menjadi tidak nyaman ketika  meninggalkan  kantornya  hal  ini  diakibatkan karena adanya dokumen dan aset penting yang berada di dalam kantor.  Untuk mengatasi masalah ini, maka dibutuhkan sebuah alat sensor yang dapat memonitoring suatu keadaan dikantor apakah  terdapat kebocoran  gas  ataupun  titik  api  yang  merupakan pemicu kebakaran. Alat pendeteksi kebakaran komersil telah banyak dijual [1], selain harga yang relatif mahal alat  tersebut  juga  belum  ada yang  terintegrasi  dengan aplikasi mobile .
Alat  monitoring  polusi  udara  dan  kebakaran  ini diharapkan bisa membantu untuk mencegah terjadinya kebakaran.  Cara  kerja  alat  ini  menggunakan arduino uno untuk mengambil data dari sensor gas [2]-[5] dan flame  sensor [2]. Data  tersebut  akan  dikirimkan  ke server  Ubidots melalui  NodeMCU  ESP8266  sebagai wifi  atau internetnya  [6]-[9].  Tampilan  monitoring bisa dilihat melalui android dan ketika keadaan darurat maka server  Ubidots akan  langsung  memberikan notifikasi  kepada  pemilik  ruangan.  Sebelumnya  telah dilakukan penelitian  yang terkait dengan polusi udara dengan  menggunakan  berbagai  metode  dan  sensor.
Menurut Ramdan  Satra [ 10 ]  menjelaskan  tentang dampak buruk polusi udara bagi makhluk hidup. Pada penelitian  ini  melakukan  pengembangan  sistem monitoring  menggunakan  protokol  zigbee  dan  sensor gas  CO  (Karbon  Monoksida).  Protokol  zigbee digunakan  sebagai  media  transmisi  tanpa  kabel  yang dihubungkan ke arduino dengan  menggunakan socket xbee  dan  sensor  gas  MQ-9,  sehingga  menghasilkan prototype  sistem  monitoring  pencemaran  udara  gas karbon monoksida.
Teknologi  yang  berbeda  untuk  mendeteksi pencemaran  udara  dilakukan  oleh Zainal  Iqbal  [11] menyimpulkan  bahwa  tentang  dampak  buruk pencemaran  udara  bagi  makhluk  hidup  sehingga diperlukan sebuah alat yang berguna untuk memantau tingkat  pencemaran  udara  pada  lokasi  yang  berbeda serta  monitornya  pada  suatu  lokasi.  Dengan memanfaatkan teknologi nirkabel dan sensor gas CO. Dengan  memanfaatkan  mikrokontroler  ATMega  328 sebagai pusat kontrol dan modul wireless NRF24101 sebagai  kontroler  jaringan  komunikasi  antar  sensor dan menggunakan bahasa C sebagai konfigurasi antara mikrokontroler dan NRF2101. Sensor yang digunakan adalah MQ-7. Pengembangan selanjutnya yang  telah menerapkan  platform  IoT  dilakukan  oleh Jacquline Waworundeng [12] menjelaskan tentang  prototype alat pendeteksi  kualitas  udara  di  dalam    ruangan  dengan menggunakan  mikrokontoler  Wemos  dan  sensor MQ135 yang terhubung dengan platform IoT sebagai sistem
monitoring  dan  notifikasi.  Sensor  yang  digunakan adalah  MQ  135  sebagai  detektor  kualitas  udara  yang nantinya  akan  diproses  oleh  mikrokontroler  Wemos Board.  Modul  wifi  yang  terdapat  pada  Wemos  board mengirimkan nilai yang terbaca oleh sensor ke platform IoT  Thingspeak  yang  merekam  data  logging  dalam bentuk grafik.

## II. STUDI PUSTAKA
A. Arduino
Arduino  adalah  sebuah platform elektronik  yang bersifat open source serta  mudah digunakan.  Arduino bisa dikatakan perangkat khusus modul elektronik yang bentuk  komponennya  sudah  jadi  dan  siap  untuk digunakan,  jadi  pengguna  bisa  langsung  fokus bagaimana cara menggunakan Arduino dan menghubungkannya ke PC. Beberapa alasan mengapa memilih  Arduino  sebagai platform elektronik  dalam pembuatan proyek:
1. Arduino  relatif  murah  dibandingkan  dengan platform mikrokontroler lain.
2. Arduino Software IDE  dapat  berjalan  pada sistem operasi Windows, Macintosh OSX, dan juga Linux.
Perangkat  lunak  Arduino  IDE  mudah digunakan untuk pemula.

## B. Sensor MQ2
Sensor  gas  ini  digunakan  dalam  peralatan  kontrol kualitas udara untuk bangunan/kantor, sensor ini cocok untuk mendeteksi NH3, NOx, alkohol, Benzena, asap, CO, dll. Sensor akan mendeteksi gas dan menampilkan nilai  dari  gas  tersebut  sesuai  dengan  sedikit  atau banyaknya  gas  yang  terdeteksi.  Semakin  banyak mendeteksi gas maka nilai yang akan ditampilkan akan semakin  tinggi,  sebaliknya  jika  hanya  sendikit mendeteksi  gas  maka  nilai  yang  akan  ditampilkanpun akan rendah [4].

## C. Ubidots
Ubidots adalah sebuah platform Internet of Things yang berasal dari Boston, Amerika  Serikat.  Platform ini  menawarkan  jasa  gratis  dan  berbayar  dengan ketentuan  Sensor  yang  bisa  dipakai  jika  memakai jasa  gratis  user dibatasi hingga 5 sensor. Ubidots juga memiliki  layanan  notifikasi  SMS  dan  email  jika dengan  trigger  yang  dibuat  berdasarkan  data  sensor yang user tetapkan sebelumnya [3].

## III. METODE

## A. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan pada adalah
1. studi literatur Pada  tahap  ini,  mencari  sumber  tertulis  yang diajukan  sebagai  panduan  dalam  pembuatan alat.
2. Rancangan Pada tahap ini, bertujuan untuk merancang alat yang akan dibuat.
3. Pengujian
Pada  tahap  ini,  bertujuan  untuk  mengetahui apakah  alat  sudah  berjalan  sesuai  dengan rancangan
4. Implementasi Merupakan  langkah  akhir  dalam  pembuatan alat, dan sudah melakukan pengujian terhadap alat yang dibuat

## B. Perancangan sistem
Untuk  membuat  alat monitoring polusi  udara  dan kebakaran  menggunakan  sensor  gas  MQ2  dan  sensor api terkoneksi ke smartphone, maka hal pertama yang dilakukan adalah perancangan sistem yang merupakan gambaran  dari  keseluruhan  cara  kerja  alat  yang  akan dibuat.  Perangkat  keras  yang  digunakan  untuk membuat  alat  monitoring  polusi  udara  dan  kebakaran menggunakan  Arduino  Uno,  sensor  gas  MQ2,  sensor api,  modul,  NodeMCU  ESP  8266,  buzzer,  LED, resistor dan android.
Proses  perancangan  sistem  ada  beberapa  tahapan yaitu :
1. Ketika  sensor  telah  mendeteksi  polusi  dan api,  arduino  uno  akan  memproses  dan mengolah data tersebut.
2. Data  yang  diterima  Arduino  Uno  akan dikirimkan  ke  NodeMCU  ESP8266  agar terkoneksi  ke jaringan dan  menyimpan nilai data sensor ke database sensor.
3. Data sensor tersebut akan ditampilkan secara realtime di server Ubidots dan dapat diakses melalui android untuk monitoring jarak jauh.
4. Jika  data  gas  yang  dibaca  oleh  sensor mencapai  batas  range  atau  menteksi  api, maka  server  ubidots  akan  mengirimkan notofikasi melalui contact person atau email yang telah diinput.
Perancangan  sistem  dilakukan  mulai  dari pembentukan alur jalan kerja alat seperti Gambar 1.
Gambar 1. Perancangan sistem

## C. Flowchart sistem
Sensor  gas  MQ2  dan  sensor  api  bisa  aktif  dan memproses    data    jika  terhubung  dengan  arus  listrik. Sensor gas MQ2 digunakan untuk mengukur nilai gas dan sensor api untuk mendeteksi api. Jika gas MQ2 dan sensor api mendeteksi nilai yang sudah ditentukan
maka hasil  analisa  akan  menunjukkan  kondisi  polusi udara    dan    api    apakah    masih  normal  atau  sudah berbahaya. Nilai terdeteksi oleh sensor akan masuk ke jaringan lalu tersimpan ke database dan dipanggil pada server  ubidots,  kemudian  akan  ditampilkan  pada android. Gambar flowchart sistem terlihat pada Gambar 2.

## Gambar 2 Flowchart sistem

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A.  Pengujian  Deteksi  Asap  Menggunakan  Sensor MQ- 2
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  berapa jarak efektifitas sensor  yang  digunakan  untuk mendeteksi asap jika terjadi kebakaran, indikator yang digunakan untuk pengujian led, buzzer dan LCD. Pada tabel 1 ditunjukkan hasil pengujian sensor gas MQ-2.
Tabel 1. Hasil pengujian sensor MQ-2
No Parameter jarak (cm) Indikator Keterangan 1 10 Buzzer  aktif,  LED nyala, LCD mendeteksi Berhasil mendeteksi asap 2 20 Buzzer  aktif,  LED nyala, LCD mendeteksi Berhasil mendeteksi asap 3 30 Buzzer  aktif,  LED nyala, LCD mendeteksi Berhasil mendeteksi asap 4 40 Buzzer  aktif,  LED nyala, LCD mendeteksi Berhasil mendeteksi asap 5 50 Buzzer  aktif,  LED nyala, LCD mendeteksi Berhasil mendeteksi asap 6 60 Buzzer Nonaktif, LED tidakv nyala,
LCD tidak mendeteksi gagal  mendeteksi asap
Dari  tabel  1  dapat  dilihat  jarak  maksimal  sensor  bisa mendeteksi gas dan asap berjarak 50 cm, jika melewati jarak  tersebut    sensor  tidak  bisa  mendeteksi, penempatan  sensor  ini  efektif    jarak  10cm  sampai dengan 20cm. Hal ini sesuai dengan penelitian [2],[3].

## B. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan
Tampilan data hasil pengujian di alat monitoring  yang  ditampilkan  oleh  LCD  ketika sedang Udara Normal, Udara Sedang, dan ketika ada Api  pada  saat  di monitoring ,  pada  udara  normal dideteksi  range  gas  dari  0  –  50  PPM,  pada  udara sedang  dideteksi  range  gas  dari  51-100  PPM  dan ditunjukkan  dengan  hidupnya  lampu  berwarna  biru seperti pada gambar 3.
Gambar 3. Pengujian Alat
1. Kondisi Normal
Untuk kondisi udara normal, range gas yang dibaca adalah  0-50  PPM  yan  ditunjukkan  dengan hidupnya  lampu  berwarna  biru  seperti  pada gambar 4.
Gambar 4. Pengujian alat pada suhu normal
2. Kondisi Sedang
Pada  saat  kondisi  udara  sedang,    range  gas  yan dideteksi  51-100  PPM,  dan  ditunjukkan  dengan hidupnya lampu berwarna orange seperti pada gambar 5

## Gambar 5. Pengujian alat pada suhu sedang
3. Kondisi berbahaya (ketika ada api)
Pada saat sensor mendeteksi adanya titik api, buzzer otomatis mengeluarkan suara alarm serta memberikan notifikasi melalui sms kepada pemilik ruangan. Kondisi ini  ditunjukkan  dengan  hidupnya  lampu  berwarna merah dengan relay kedipan secara cepat seperti pada gambar 6.
Gambar 6. Pengujian alat ketika ada titik api
Data- data yang dibaca oleh sensor akan disimpan pada  database  yang  ada  pada  platform Ubidots dan akan ditampilkan pada aplikasi Ubidots dan data yang ditampilkan   bersifat realtime .   Berikut   data   yang ditampilkan   ketika   alat mendeteksi gas normal dan tidak adanya terdeteksi api seperti pada gambar 7.
Gambar 7 Tampilan Pengujian Ubidots
Ketika gas  yang terdeteksi  melebihi batas normal (gas berbahaya)  maka pemilik ruangan mendapatkan sms notifikasi seperti pada gambar 8.

## Gambar 8. Notifikasi sms
Ketika alat  mendeteksi  adanya  titik  api, secara otomatis Ubidots akan mengirimkan notifikasi berupa sms seperti gambar 9
Gambar 9.  Notifikasi sms dari Ubidots

## V. KESIMPULAN
Penelitian  ini  dapat  disimpulkan  sebagai  berikut bahwa alat yang dirancang dapat terkoneksi ke jaringan WiFi menggunakan  NodeMCU  ESP8266  dan  dapat mengirimkan  data  ke  Platform  IoT Ubidots. Alat  ini dapat  menampilkan  nilai  gas  polusi,  kebakaran  dan memberikan  analisa  status  kondisi  kualitas  udara  dan titik api serta notifikasi jika terjadi kondisi darurat pada Android ,  serta  mengukur  polusi  udara  dan  titik  api didalam  suatu  ruangan  sehingga  dapat  mencegah terjadinya  sesuatu  yang  buruk  bagi  kesehatan  dan keselamatan sesorang.

## REFERENSI
[1]  “Wireless  Fire  Alarm  System  The  Safety  Centre.” https://www.thesafetycentre.co.uk/wireless-fire-alarm-system- starter-pack-bs5839-compliant-system
[2]   A. S. Mustaqim, D. Kurnianto, and F. T. Syifa, “Implementasi Teknologi  Internet  of  Things  Pada  Sistem  Pemantauan  Kebocoran Gas  LPG  dan  Kebakaran  Menggunakan  Database  Pada  Google Firebase,”  Elektron    J.  Ilm.,  vol.  12,  no.  1,  pp.  34–40,  2020,  doi: 10.30630/eji.12.1.161.
[3]    R. Pratama, A. Muid, and I. Sanubary, “Perbandingan Kinerja Sensor TGS2610, MQ2, dan MQ6 pada Alat Pendeteksi Kebocoran Tabung Liquified Petroleum Gas (LPG) Menggunakan ATMega2560,”  Prism.  Fis.,  vol.  7,  no.  1,  p.  14,  2019,  doi: 10.26418/pf.v7i1.32080.
[4]  Sriwati, “Sistem Proteksi Dini Kebocoran Gas LPG (Liquefied Petroleum  Gas)  Berbasis  Mikrokontroller  ATMega  16,”    Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2017, hal. 143-150
[5] A. Faqih Rifa’i, “Sistem Pendeteksi Dan Monitoring Kebocoran Gas  (  Liquefied  Petrolum  Gas  )  Berbasis  Internet  of,”  Jurnal  Tek. Informatika, vol. 1, no. 1, pp. 5–13, 2016.
[6]    S.  Samsugi,  A.  Ardiansyah,  and  D.  Kastutara,  “Arduino  dan Modul  Wifi  ESP8266  sebagai  Media  Kendali  Jarak  Jauh  dengan antarmuka  Berbasis  Android,”  J.  Teknoinfo,  vol.  12,  no.  1,  p.  23, 2018, doi: 10.33365/jti.v12i1.42.
[7]  M. Irmansyah, E. Madona, A. Nasution, and R. Putra, “Low Cost Heart Rate Portable Device for Risk Patients with IoT and Warning System,”  Proc.  ICAITI  2018  -  1st  Int.  Conf.  Appl.  Inf.  Technol. Innov.  Towar.  A  New  Paradig.  Des.  Assist.  Technol.  Smart  Home Care, pp. 46–49, 2018, doi: 10.1109/ICAITI.2018.8686761.
[8]  Budi Rahman, Imelda. “Prototipe Sistem Kontrol Smart Home Berbasis  IoT  Dengan  Metode  MQTT  Menggunakan  Google Asisstant”.  JURNAL  RESTI  (Rekayasa  Sistem  dan  Teknologi Informasi) Vol. 4 No. 3 (2020) 303 – 310.
[9]    Yuhefizar,  Anggara  Nasution,  Roni  Putra,  Ervan  Asri,  Deni Satria.  “Alat  Monitoring  Detak  Jantung  Untuk  Pasien  Beresiko Berbasis  IoT  Memanfaatkan  Aplikasi  OpenSID  berbasis  Web”. JURNAL RESTI (Rekayasa Sistem dan Teknologi Informasi). Vol. 3 No. 2 (2019) 265 – 270
[10]  Satra  Ramdan,  Abdul  Rahman.  Pengembangan  Sistem Monitoring    Pencemaran  Udara  Berbasis  Protokol  Zigbee  dengan Sensor CO. Jurnal Ilmiah ILKOM Volume 8 Nomor 1 (April 2016). ISSN : 2087 – 1716.
[11]    Iqbal  Zainal,  Lingga  Hermanto.  Sistem  Monitoring  Tingkat Pencemaran  Udara  Berbasis  Teknologi  Jaringan  Sensor  Nirkabel. Jurnal Informatika dan Komputer Volume 22 No. 1, April 2017
[12]  Waworundeng  Jacquline,  Oktoverano  Lengkong.  Sistem Monitoring  dan  Notifikasi  Kualitas  Udara  dalam  Ruangan  dengan Platform IoT. Cogito Smart Journal / Vol.4 / No.1 / June 2018. ISSN : 2541 – 2221 / e – ISSN : 2477 – 8079