Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259

## Analisis Performansi Sensor Pada Alat Pemadam Kebakaran Berbasis Internet of Things
Made Adi Paramartha Putra 1 , I Gede Juliana Eka Putra 2
Program Studi Teknik Informatika, STMIK Primakara, Indonesia 1,2
Email corresponding author : adi @ primakara .com

## ABSTRAK
Jumlah  kerugian  yang  disebabkan  oleh  kebakaran  terus  meningkat  setiap  tahun. Peningkatan  jumlah  kerugian  ini  disebabkan  karena  meningkatnya  jumlah kebakaran yang terjadi saat musim semi. Penyebab utama kebakaran yang terjadi di Indonesia karena suhu yang relatif panas, kemudian kurangnya metode deteksi dan evakuasi yang cepat setiap kebakaran terjadi. Pemanfaatan teknologi dengan basis Internet of Things (IoT) dapat diterapkan untuk mencegah potensi terjadinya kebakaran  di  Indonesia.  Kecerdasan  yang  dimiliki  oleh  perangkat  IoT  dan kemampuan  untuk  mengirimkan  data  secara  periodik  menjadi  salah  satu  faktor pendukung  perangkat  ini  dapat  digunakan  guna  mencegah  potensi  kebakaran. Dalam penelitian ini dilakukan pengembangan berupa prototyping terhadap sistem yang mampu melakukan deteksi dan secara otomatis melakukan pemadaman jika terdeksi  adanya  kebakaran.  Dari  penelitian  ini  didapatkan  bahwa  tingkat responsivitas yang dimiliki oleh alat pemadam kebakaran berbasis IoT ini menjadi lebih  akurat  jika  dilakukan  dengan  menggunakan  kombinasi  dari  beberapa  jenis sensor, seperti sensor MQ2 dan sensor LDR. Besaran optimal sensitivitas perangkat pendeteksi dengan kombinasi sensor adalah sebesar 9ms dan nilai delay pengiriman data yang dialami 1257,4ms.
Kata kunci : Kebakaran, Firefighter , Internet of Things

## PENDAHULUAN
Bencana  kebakaran  menjadi  salah  satu  bencana  yang  sering  terjadi  di  Indonesia. Selain  karena  kondisi  cuaca,  juga  disebabkan  karena  kondisi  lingkungan  di Indonesia yang belum tertata sepenuhnya pada instalasi listrik yang kurang rapi (R. S. Rizki, I. D. Sara, 2017).
Berdasarkan data yang dirilis oleh Kementrian Lingkungan Hidup di tahun 2019  terjadi  kebakaran  yang  menghabiskan  1.649.258  Hektar  lahan  [mentri-lhk]. Jumlah  tersebut  sangatlah  besar  jika  dibandingkan  dengan  beberapa  tahun sebelumya.  Selanjutnya,  penyebab  terbesar  dapat  meluasnya  kebakaran  yang terjadi  karena  kurangnya  pengawasan  yang  dilakukan  yang  berdampak  pada
Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259
meluasnya daerah kebakaran dengan cepat.
Perkembangan  kemampuan  teknologi  berbasis microcontroller (sistem kendali  mikro)  memungkinkan  untuk  dapat  mengawasi  kondisi  suatu  tempat secara realtime setiap  saat.  Dengan  memanfaatkan  teknologi  yang  dilengkapi dengan bantuan sensor ini akan mampu memberikan kontribusi untuk pencegahan kebakaran yang terjadi di wilayah Indonesia.
Pemanfaatan  teknologi  IoT  untuk  melakukan  deteksi  kebakaran  pernah beberapa  kali  dilakukan  di  Indonesia.  Pada  penelitian  (Pande,  Putra,  Piarsa,  & Wibawa,  2018)  dan  (Kusnandar,  Ketut,  Dharmi,  &  Pratika,  2019)  menggunakan bantuan sensor MQ-2 dan DHT11 untuk melakukan deteksi terhadap kebakaran, dimana  nilai  yang  diukur  adalah  jarak yang  mampu  diakomodir  oleh  perangkat untuk mendeteksi kebakaran yang terjadi.
Penelitian yang menggunakan sensor untuk mendeteksi kebakaran adalah (Sasmoko  &  Mahendra,  2017)  dan  (Sofyan,  Achmad,  &  Syarif,  2019)  dimana penelitian  ini  menjabarakan  mengenai  pemanfaatan  sensor  MQ-2  dan  LM35 sebagai sensor untuk mendeteksi kebakaran dengan pengujian untuk mengetahui berapa lama kebakaran dapat dideteksi oleh sistem.
Pengujian terhadap sensor yang digunakan dalam perangkat yang memiliki tugas  untuk  melakukan  pemantauan  secara  kontinu  pada  suatu  tempat  perlu diukur lebih lanjut. Pengukuran ini bertujuan untuk mendapatkan kondisi sensor yang terbaik untuk digunakan dalam perancangan alat pendeteksi kebakaran. Pada penelitian  ini  akan  dilakukan  pengujian  dengan  cara  membandingkan  kinerja perangkat terhadap beberapa sensor seperti MQ-2 dan LDR yang digunakan untuk melakukan deteksi dini terjadinya kebakaran.

## METODE PENELITIAN
Penelitian terkait pengembangan prototype alat pemadam kebakaran yang mampu mendeteksi  kebakaran  ini  dilakukan  dengan  melakukan  identifikasi  terhadap banyaknya  kasus  kebakaran  yang  terjadi  di  Indonesia.  Tahap  berikutnya  adalah mencari beberapa sumber sebagai referensi dan dijadikan acuan untuk pemahaman materi mengenai penelitian yang dilakukan.
Pada tahap perancangan alat, proses yang dilakukan adalah menyiapkan gambaran dari sistem secara umum. Gambaran sistem tersebut digunakan sebagai acuan  untuk  melakukan  implementasi  alat.  Pada  akhirnya,  dilanjutkan  dengan tahap pengujian yang dilakukan untuk mengukur nilai sensitivitas dari alat yang telah diimplementasikan. Jika proses pengujian dapat berjalan dengan baik, maka alur penelitian telah selesai. Namun, ketika saat pengujian tidak berhasil, tahapan dimulai kembali pada bagian perancangan alat.
Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259
Gambar 1 . Alur Penelitian
Terdapat beberapa faktor yang menjadi acuan dalam penelitian ini, antara lain :
1) Nilai Sensitivitas Perangkat
Untuk  pengujian  dengan  menggunakan  faktor  sensitivitas  dari  alat pendeteksi  kebakaran  berbasis  IoT  dilakukan  dengan  memanfaatkan hasil baca dari sensor yang dihubungkan dengan microcontroller berbasis Arduino.
2) Delay Pengiriman Data
Analisis delay juga akan disampaikan pada penelitian ini, dimana untuk mengukur  nilai  efektivitas  pengiriman  data  secara  berkala.  Pengujian akan  dicoba  dengan  besaran  data  yang  sama,  namun  dengan  interval pengiriman yang bervariasi.
Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Mekanisme deteksi sensor MQ-2
Gambar 2. Alur Deteksi Sensor MQ-2
Pada  Gambar  2  dijabarkan  mengenai  alur  deteksi  dari  sensor  MQ-2  yang  juga dikenal sebagai sensor untuk mendeteksi kebocoran gas. Inisiasi sensor dilakukan pada langkah awal, guna memastikan seluruh pin pada sensor terkoneksi dengan microcontroller . Setelah itu, microcontroller akan secara berkala meminta data yang dihasilkan oleh sensor. Jika sensor berhasil memunculkan nilai, dilanjutkan dengan pengambilan keputusan apakah sedang terjadi kebakaran atau tidak. Namun, jika sensor gagal memberikan nilai maka akan dilakukan repetisi pembacaan kondisi oleh  sensor  hingga  hasil  pembacaan  berhasil  didapatkan.  Adapun threshold yang digunakan  untuk  mengukur  kemungkinan  terjadinya  kebakaran  untuk  MQ-2 adalah 500.
Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259

## Mekanisme deteksi sensor LDR
Gambar  3. Alur Deteksi Sensor LDR
Perancangan kedua dilakukan dengan menggunakan sensor LDR  yang notabene berfungsi  untuk  mengukur  itensitas  cahaya  .  Proses  pembacaan  nilai  dari  sensor LDR  dijabarakan  pada  Gambar  3  dengan  alur  yang  mirip  dengan  Sensor  MQ-2, dimana  dilakukan  inisiasi  pada  awal  yang  dilanjutkan  dengan  penentuan keputusan oleh microcontroller untuk langkah berikutnya. Nilai ambang batas yang digunakan untuk melakukan deteksi kebakaran untuk LDR adalah sebesar 900.

## Implementasi Sistem

## NodeMCU
Kecerdasan  yang  dimiliki  oleh  alat  pemadam  kebakaran  otomatis  ini  didukung oleh microcontroller NodeMCU. Microcontroller ini  memiliki  kemampuan  untuk dapat  terhubung  ke  jaringan  Internet  dengan  menggunakan  modul  Wi-Fi  yang dimiliki.
Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259
Gambar 4. NodeMCU Pinout
Pada Gambar 4 ditampilkan arsitektur dari NodeMCU yang dilengkapi oleh 17 pin yang terbagi menjadi ADC Channel, UART interface, PWM outputs, SPI, I2C dan I2S interface dengan tegangan kerja di anga 2.5 volt hingga 3.6 volt.

## Sensor MQ-2
Implementasi  terhadap  sistem,  khususnya  pada  sensor  MQ-2  didasarkan  pada perancangan yang telah dilakukan. Adapun hubungan pin yang digunakan pada sensor MQ-2 ini adalah sebagai berikut.
Gambar  5. Rangkaian Sensor MQ-2

## Sensor LDR
Rancangan Data Flow Diagram (DFD) digunakan untuk mengetahui aliran dari dari setiap entitas dan proses yang terjadi pada sistem. Pada penelitian ini terdapat 2 entitas yaitu Admin dan Anggota, dan berikut adalah rancangan DFD dari sistem perpustakaan digital STMIK Primakara :
Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259
Gambar  6 . Rangkaian Senor LDR

## Pengujian Sistem

## Pengujian dengan sensor MQ-2
Sensor MQ-2 yang memiliki kemampuan untuk mendeteksi adanya gas digunakan untuk pengujian. Adapun hasil pengujian yang didapatkan adalah sebagai berikut:
Grafik 1. Pengujian terhadap sensor MQ-2
Pada Gambar 1 menunjukan bahwa hasil pengujian yang dilakukan terhadap sensor  MQ-2  untuk  mendeteksi  terjadinya  kebakaran  cukup  sensitif,  dimana seiring meningkatnya jumlah uji coba yang dilakukan, response yang diberikan oleh  perangkat  menjadi  menurun  dengan  rata-rata  sensitivitas  13,4  ms.  Hal serupa juga  dialami  saat  pengujian delay dengan kondisi peningkatan  jumlah uji coba akan mengakibatkan nilai delay semakin meningkat 1179,8 ms.

## Pengujian dengan sensor LDR
Sensor LDR juga dimanfaatkan dalam pengujian kebakaran dengan meninjau intensitas  cahaya  yang  dihasilkan  oleh  sensor.  Adapun  hasil  pengujian  yang didapatkan adalah sebagai berikut:
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 5 10 25 50 re sp o n se t im e (m s) Jumlah Uji Coba Nilai Sensitivitas Sensor MQ-2 0 400 800 1200 1600 1 5 10 25 50 d e la y (m s) Jumlah Uji Coba Delay Pengiriman Data Sensor MQ-2
Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259
Grafik 2 . Pengujian terhadap sensor LDR
Pada  Gambar  2  menunjukan  hasil  pengujian  dari  sensor  LDR  berdasarkan sensitivitas  sensor  dan delay pengiriman  data. Untuk  sensitivitas  sensor  yang dihasilkan  pada  sensor  LDR  adalah  saat  jumlah  uji  coba  yang  dilakukan semakin  meningkat,  akan  berdampak  pada  menurunnya  response  time  yang dihasilkan  perangkat,  dimana  rata-rata  sensitivitas  adalah  sebesar  75,2  ms. Berikutnya  untuk delay pengiriman  data  terjadi  peningkatan  nilai delay saat dilakukan penambahan uji coba dengan rata-rata delay sebesar 1377,4 ms.

## Pengujian dengan sensor MQ-2 dan LDR
Dalam  penelitian  ini  juga  dilakukan  pengujian  dengan  menggunakan kombinasi  dari  sensor  MQ-2  dan  LDR.  Tujuan  pemanfaatan  kedua  sensor adalah  untuk  meningkatkan  akurasi  yang  dimiliki  oleh  perangkat  untuk menentukan kemungkinan kebakaran.  Pada pengujian dengan  menggunakan MQ-2 dan LDR ditampilkan pada grafik 3.
Grafik 3 . Pengujian terhadap sensor MQ-2 & LDR
Berdasarkan  hasil  pengujian,  menunjukan  bahwa  besaran  peningkatan  nilai sensitivitas yang dihasilkan oleh sensor MQ-2 dan LDR sejalan meningkatnya uji coba yang dilakukan dengan nilai rata-rata sebesar 9 ms. Selanjutnya untuk pengujian delay pengiriman  data  juga  mengikuti trend ,  dimana  peningkatan pada delay sejalan  dengan  penambahan  uji  coba  dengan  nilai  rata-rata delay yang dihasilkan adalah 1257,4 ms
0 20 40 60 80 100 120 1 5 10 25 50 re sp o n se t im e (m s) Jumlah Uji Coba Nilai Sensitivitas Sensor LDR 1250 1300 1350 1400 1450 1 5 10 25 50 d e la y (m s) Jumlah Uji Coba Delay Pengiriman Data Sensor LDR 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 5 10 25 50 re sp o n se t im e (m s) Jumlah Uji Coba Nilai Sensitivitas Sensor MQ-2 & LDR 0 400 800 1200 1600 1 5 10 25 50 re sp o n se t im e ( m s) Jumlah Uji Coba Delay Pengiriman Data Sensor MQ-2 & LDR
Jurnal Ilmiah Ilmu Terapan Universitas Jambi                                        P-ISSN: 2580-2240 Volume 4 Nomor 2 Desember 2020                                                        E-ISSN: 2580-2259

## KESIMPULAN
Berdasarkan  seluruh  uraian  yang  telah  dijabarkan  sebelumnya,  dapat  diperoleh beberapa kesimpulan, antara lain:
1. Perancangan  perangkat  IoT  sebagai  alat  pendeteksi  kebakaran  dapat diterapkan  dengan  menggunakan  bantuan  dari  beberapa  sensor,  seperti MQ2 untuk mendeteksi kebocoran gas dan LDR untuk mendeteksi intensitas cahaya.
2. Nilai sensitivitas dari perangkat yang paling responsif adalah kombinasi dari MQ-2 dan LDR, yaitu nilai 9ms dengan akurasi deteksi tertinggi.
3. Besaran delay pengiriman data yang paling efektif didapatkan oleh sensor MQ-2 dengan nilai sebesar 1179,8ms.
4. Untuk  pembuatan  alat  deteksi  kebakaran  otomatis  disarankan  untuk menggunakan  kombinasi  dari  beberapa  sensor  dengan  memperhatikan sensitivitas  dari  masing-masing  sensor.  Hal  ini  diperlukan  untuk meningkatkan akurasi pembacaan kondisi kebakaran.

## DAFTAR PUSTAKA
Kusnandar, Ketut, N., Dharmi, H., & Pratika, A. (2019). Rancang Bangun Prototipe Pendeteksi Kebakaran Menggunakan Konsep. Jurnal Teknik: Media Pengembangan Ilmu Dan Aplikasi Teknik , 18 (01), 17 – 26.
Pande, I. W., Putra, A., Piarsa, I. N., & Wibawa, K. S. (2018). Sistem Pendeteksi Kebakaran Menggunakan Raspberry Pi Berbasis Android. MERPATI , 6 (3), 167 – 173.
R. S. Rizki, I. D. Sara, M. G. (2017). Sistem Deteksi Kebakaran Pada Gedung Berbasis Programmable Logic Controller (PLC). Jurnal Online Teknik Elektro, 2 (no.3), 99 – 104.
Sasmoko, D., & Mahendra, A. (2017). DAN SMS GATEWAY MENGGUNAKAN ARDUINO, 8 (2), 469 – 476.
Sofyan, Achmad, A., & Syarif, S. (2019). RUANGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER. Jurnal IT Media Informasi , 10 (1), 59 – 72.