Volume 5, No. 1 April 2022 e-ISSN 2621-5276 (online)

## Rancang Bangun Sistem Monitoring Dan Kontrol Kebocoran Gas Elpiji dengan Mikrokontroler NodeMCU ESP8266
I Nyoman Gede Adrama 1 , Gilang Ramadhan 2 , I Wayan Sukadana 3
1,2,3 Progra m Studi Teknik Elektro, Universita s Pendidika n Na siona l, Indonesia
E-ma il: a dra ma @undiknas.ac.id DOI: 10.38043/telsinas.v5i1.3754 Received:  2022 January 16 Accepted:  2022 April 7 Publish: 2022 April 25
ABSTRAK :  Pera n teknologi informa si da la m kea manan juga  semakin kuat, ini ditunjukka n oleh inova si perusahaan untuk mengguna ka n teknologi  untuk mendukung pera la ta n kea manan  mereka. Leda kan LPG  Cylinder  bia sanya diseba bka n oleh kesa la ha n ma nusia . Untuk meminima lka n kesa la han ma nusia  da la m sistem pema sa ngan ga s, saya mera nca ng da n membangun prototipe detektor kebocora n ga s LPG  denga n sensor ga s MQ-2  da n mikrokontroler NODEMCU  ESP8266 seba ga i pengontrol input da n output. Input a da lah sensor ga s MQ-2 da n output a da lah katup solenoid. Sensor ga s mendeteksi peningka ta n kondisi ba u kebocoran ga s a mbien. Jika  ba u ga s tela h melampaui batas ma ksimum ya ng tela h ditentuka n, mikrokontroler NODEMCU  a ka n memberikan indika tor pa da pa nel kemudian mengirim pesa n ke sma rtphone mela lui a plika si telegra m da n mema tika n sa lura n ga s.
Kata Kunci : Prototipe, ESP8266; MQ-2, Telegram; Solenoid, Smartphone
ABSTRACT :  The role of informa tion technology in security is a lso getting stronger, this is shown by the compa ny's innova tion to use technology to support their  security equipment. LPG  cylinder  explosions a re usua lly ca used by huma n error. To minimize  huma n error in  the ga s insta lla tion system, I designed a nd built a  prototype of a n LPG ga s  lea k  detector  with  a n MQ-2  ga s  sensor  a nd  NodeMCU  ESP8266  microcontroller  a s  a n input  a nd output controller.  The input is a n MQ-2 ga s sensor a nd the output is  a  solenoid va lve. The ga s sensor detects a n increa sed a mbient ga s lea k odor condition. If the ga s odor ha s exceeded the ma ximum predetermined limit, the NodeMCU microcontroller  will  provide  a n indica tor  on the pa nel then send  a  messa ge  to the sma rtphone via  the telegra m a pplica tion a nd turn off the ga s line.
Keyword : Prototype, ESP8266, MQ-2;  Telegram, Solenoid; Smartphone

## I. PENDAHULUAN
Gas  elpiji  hakikatnya adalah gas  yang  tidak  mempunyai bau. PT  Pertamina mencampurkan mercaptane kepada gas elpiji (Budiman, 2012). Pencampuran ini dilakukan agar jika terjadi kebocoran gas elpiji bisa dideteksi dengan indera penciuman. Indera penciuman manusia terbatas. Kebocoran gas elpiji bisa tidak terdeteksi karena penciuman manusia terbatas. Kebnocoran gas elpiji yang kecil bisa tidak tercium. Perlu dibuat sistem deteksi untuk kebocoran gas elipiji di tempat umum seperti di restoran atau hotel untuk meminimalisir kemungkinan terjadi kecelakaan kerja akibat kebocoran gas elpiji. Dalam penerapan NodeMCU ESP8266 Sebagai Monitoring Dan Kontrol Pada Panel Alarm LPG membutuhkan komponen ATMega328, NodeMCU ESP8266, software adruino, power suply, adaptor, web server, sensor MQ-2, LCD, buzzer, dan solenoid valve.
Umumnya di sektor industri baik itu  restaurant, hotel dan pa brik sudah ada pengaman untuk instalasi gas yang berupa gas detector, panel alarm LPG dan solenoid valve. Namun sifatnya semua masih manual dan belum ada sistem jarak jauh yang dapat menginformasikan dan mengontrol system dalam panel tersebut. Untuk meningkatkan keamanan yang ada dan meminimalisir kerugian akibat human error saya akan menambahkan alat agar semua system dapat menginformasikan dan mengontrol dari jarak jauh. Uraian permasalahan diatas peneliti ingin  membuat alat  tersebut dalam penelitian ini  dengan judul “Penerapan Nodemcu Esp 8266 Sebagai Monitoring Dan Kontrol Pada Panel Alarm LPG“.
1.  Merancang sistem monitoring berbasis NODEMCU ESP  8266 dengan monitoring melalui telegram dan dapat dilihat melalui smartphone
2.  Merancang sistem control berbasis NODEMCU ESP 8266 dengan kontrol melalui telegram dan dapat dilkontrol melalui smartphone.

## II. LANDASAN TEORI
ATMega328 adalah mikrokontroler yang dibuat dengan arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) (Yeole, Bramhankar, Wani, & Mahajan, 2015). RISC ini memungkinkan pengolahan data yang lebih cepat dibandingkan dengan arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer) (Patterson & Sequin, 1998). NodeMCU merupakan sebuah open source platform IoT dan pe ngembangan kit yang menggunakan bahasa pemrograman Lua (Parihar, 2019). Pembuatan IoT ini membutuhkan adruino IDE. Modul ESP8266 berfungsi mengintegrasikan GPIO, PWM (Pulse Width Modulation), IIC, 1 -Wire dan ADC (Analog to  Digital  Converter) semua dalam satu board (Schwartz, 2016). Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor adalah perangkat yang digunakan untuk menyearahkan arus listrik dari AC menjadi DC juga menurunkan arus (Yulianti, Samsugi, Nugroho, & Anggono, 2021). Relay adalah yang digunakan untuk memutus dan menyambung arus listrik(Saleh & Haryanti, 2017). Web server adalah perangkat lunak yang berfungsi untuk untuk menerima permintaan HTTP (HyperText Transfer Protocol) atau HTTPS yang dikirim oleh klien melalui web browser dan mengirimkan kembali hasilnya dalam bentuk halaman web yang umumnya berbentuk dokumen HTML (HyperText Markup Language) (Nazwita & Ramadhani, 2017). Sensor MQ-2 adalah sensor untuk mendeteksi kadar gas elpiji dalam udara. Sensor gas asap MQ-2 bisa diatur sensitifitasnya (Pandey, Verma, & Sahu, 2017). LCD (Liquid Crystal Display) adalah layar yang digunakan untuk menampilkan pemrosesan data. Buzzer akan digunakan sebagai penanda jika ada kebocoran gas dengan konsentrasi tinggi (Schadt, 1997).

## III. METODE PENELITIAN
Dalam merancang dan membuat alat Alat Monitoring dan Kontrol Panel Alarm gas LPG, terdapat beberapa tahapan yang akan dilakukan agar dalam perancangan dan pembuatan alat menjadi lancar dan terstruktur. Dan tahapan tersebut dapat dijabarkan sebagai diagram blok berikut:
Gambar 1. Alur Pembuatan

## TELSINAS
Alat ini terdiri dari beberapa komponen yaitu mikrokontroler ESP8266, Driver Relay, power supply adaptor 9 volt, Handphone OS Android, Buzzer, selenoid gas valve, Sensor MQ-2, dan Laptop (hanya digunakan untuk pemrograman). Mikrokontroler ESP8266 dan relay  digerakan menggunakan power supplay 9V. Dilihat dari blok pada gambar 1 menunjukkan cara kerja sistem. Jika alat ini dihubungkan dengan power supply adaptor 9 Volt ke soket DC input dari alat. Jika semua sudah terhubung maka Alat monitoring dan kontrol panel alarm gas LPG akan aktif dan bekerja mendeteksi kebocora n gas pada area kitchen dimana ada saluran instalasi gaa LPG. Ketika ketika terjadi kebocoran pada saluran pipa ataupun pada bagian unit kompor maka sensor MQ-2 akan dendeteksi bau gas tersebut dan pegirimkan signal analog ke mikrokontroler esp8266 kemudian diproses oleh mikrokontroler dan akan menagaktifkan driver relay untuk menutup selenoid valve dan buzzer akan berfungsi sebagai alarm tanda bahaya. Ketika esp8266 terkoneksi dengan jaringan internet maka akan ada notifikasi pesan melalaui telegram bahwa ada kebocoran gas pada block instalasi pipa gas.

## Gambar 2. Blok Diagram
Pada rangkaian Alat monitoring dan kontrol panel alarm gas LPG ini terdapat berbagai komponen yuang terhubung pada mikrokontroler esp8266. Berikut blok rangkaian dari masing-masing komponen. Alat malat monitoring dan kontrol panel alrm gas LPG ini terdapat dua buah sensor MQ-2 yang terhubung ke mikrokontroler NodeMCU ESP8266 melalui pin digital D3 dan digital D4. Dalam rangkaian terlihat buzzer sebagai indicator alarm terhubung ke  pin digital  D5  dari mikrokontroler ESP8266. Terdapat rangkaian Input Regulator yang berfungi sebagai input tegangan ke  seluruhan rangkaian. Baik itu rangkaian Driver Relay, dan Rangkaian NodeMCU ESP8266, Sensor MQ-2, Buzzer, dan LCD Seperti terlihat dalam gambar 3.2 rangkaian Input Regulator mensupply tegangan 5 Volt ke masing-masing modul agar alat dapat bekerja dengan baik. Pin output 5 Volt dari rangkaian Input Regulator ini terhubung ke tegangan input dari ESP8266 (Vin) dan negative dari rangkaian Input Regulator menuju ke pin Ground dari mikrokontroler ESP8266. Pada rangkaian LCD 16x2 berfungsi sebagai display penampil pembacaan kebocoran gas LPG. Pada pembuatan alat detektor gas ini penulis menggunakan Inter Integrated Circuit (I2C)  yang  difunsikan sebagai pin  untuk komunikasi Serial  Data  (SDA)  dan Serial  Clock  (SCL). Rangkaian Driver Relay selenoid valve yang terhubung ke ESP8266 terdiri pin VCC (+) dan GND ( -) yang terhubung ke tegangan 5 Volt dan ground soket DC input tegangan. Pada driver relay terdpat 2 pin IN, yaitu IN1 dan IN2 masing-masing pin ini berfungsi sebagai referensi teganagan untuk mengaktifkan contak point relay1 dan relay 2. Pada penelitian ini peneliti menggunakakan selenoid dengan input tegangan 220 Volt AC sehinnga kontak point relay tehubung denagan terminal input tegangan 220 Volt AC.
Gambar 3. Skematik Keseluruahan

## IV. PEMBAHASAN
Pada tahap pertama pembuatan Penerapan NodeMCU Esp8266 sebagai Monitoring dan Kontrol pada kebocoran gas elpiji ini adalah pembuatan box tempat komponen dimana box tempat komponen ini berukuran panjang 14,5 cm, lebar 9,5 cm, dan tinggi 5,5 cm yang terbuat dari bahan plastik dengan tebal 3 mm. Berikut adalah gambar pembuatan Penerapan NodeMCU Esp8266 sebagai Monitoring dan Kontrol pada Panel alarm LPG yang ditunjukkan pada gambar 4:

## Gambar 4. Pembuatan Box
Berikutnya adalah proses pembuatan titik untuk peletakan komponen. Box dibuat lubang sesuai ukuran masing-masing komponen yang akan diletakan seperti LCD,  shocket DC, sensor MQ2,  dll. Gambar pembuatan tempat peletakan komponen seperti pada gambar 5.
Gambar 5. Ttitik Pasang Komponen

## TELSINAS
Pemasangan LCD  display yang  berada pada bagian depan dari  box komponen yang  penulis gunakan. LCD display terhubung dengan board esp8266. Pin SDA LCD disply terhubung dengan pin D1 pada modul esp8266, pin SCL LCD display terhubung dengan pin D2 pada modul esp8266,pin GND (ground) terhubung pada pin GND tegangan input, dan pin tegangan input 5 volt DC  LCD  display terhubung pada terminal input 5 volt DC . Gambar 6 merupakan pemasangan LCD Display
Gambar 6. Pemasangan LCD Display
Pemasangan board arduino uno. Board modul esp8266 diletakan pada bagian bawah dari box dan dikunci menggunakan  baut 7 mm. Pin input teganagn 5 volt modul esp8266 terbubung dengan shocket terminal output adaptor 9 volt dc. pemasangan board esp8266 seperti pada gambar 7.
Gambar 7. Pemasangan Board Adruino
Pemasangan  relay. Relay dipasang berdekatan dengan board esp8266, pin input tegangan relay (vcc) dihubungkan ke tegangan input pada pin 5v, pin ground (GND) relay terhubung ke pin ground (GND) tegangan input, dan pin IN1 relay terhubung dengan pin D8 modul esp8266. Pemasangan relay seperti pada gambar 8.
Pemasangan sensor gas  LPG  (MQ2).  Pin  input MQ2  terhubung dengan pin -pin pada modul esp8266 yaitu pin vcc sensor MQ2 terhubung pada pin tegangan 3,3v pada modul esp8266, pin ground (GND) terhubung pada pin GND terminal input tegangan dan pi AOUT sensor MQ2 terhubug p ada pin D3 modul esp8266. Pemasangan sensor MQ2 seperti pada pada gambar 9.

## Gambar 9. Pemasangan sensor gas
Pada  proses  selanjutnya dilanjutkan dengan proses pembuatan coding  Penerapan nodeMCU Esp8266 sebagai Monitoring dan Kontrol pada Panel alarm LPG pada aplikasi Arduino IDE. Komponen yang diinisialisasi adalah Sensor MQ2, buzzer, driver relay, dan LCD 16x2. Dapat dijelaskan pada gambar 10 proses deklarasi semua variable yang digunakan.

## Gambar 10. Deklarasi Variable
Pada gambar selanjutnya yang ditunjukkan pada gambar 11 dijelaskan untuk setting pada void setup Penerapan nodeMCU Esp8266 sebagai Monitoring dan Kontrol pada Panel alarm LPGpada aplikasi Arduino IDE yaitu Serial begin  yang berfungsi sebagai komunikasi serial arduino terhadap alat dengan setting 115200 bps (byte per second) kemudian mengatur pin buzzer menjadi output, kemudian mengatur pin relay menjadi output, kemudian pin LCD display menjadi output, dan ketiga led display juga menjadi output seperti terlihat dalam gambar 11:

## Gambar 11. Fungsi Pengaturan Program
Pada coding selanjutnya dapat dijelaskan proses program utama bagian perulangan (loop) dimana proses pertama dalam perulangan program adalah membaca nilai analog gas dalam satuan millis dari sensor gas MQ2 tersebut. Yang ditunjukkan pada gambar 4. Kemudian dari pembacaan suhu tersebut ditampilkan dalam LCD display 16x2. Dalam pembuatan tugas akhir ini penulis menggunakan 2 buah sensor MQ2 dimana yang akan mendeteksi gas pada area yg berbeda.
Gambar 12. Fungsi Pengulangan Program
Pada gambar dibawah yang ditunjukkan pada gambar 4.13 menjelaskan bahwa program sensor MQ2 dengan logika pembacaan satuan millis dimana jika nilai analog sensor lebih dari 44 ppm buzzer akan aktif dan LCD akan menampilkan tulisan “VALUE DANGEROUS”. Seperti pada gambar 13.
Gambar 13. Bagian dari Fungsi Logika Pembacaan Sensor MQ-2
Pada gambar coding yang ditunjukkan digambar 14 dapat dijelaskan merupakan program fungsi dari deklarasi variable pada program modul wireless ESP8266. Dalam pembuatan Penerapan nodeMCU Esp8266 sebagai Monitoring dan Kontrol pada Panel alarm LPG hal pertama yang harus dilakukan dalam pembuatan program arduino adalah deklarasi semua variable dan library yang digunakan dalam proses pemrograman. Tahap deklarasi dilakukan untuk mendeklarasikan library apa saja yang terpakai pada modul ESP8266. Selain itu, dalam proses awal juga ditentukan nama akses internet yang digunakan oleh alat ini yaitu wifi hotspot dengan username “alatlpg” dengan password “alatlpg”. Dapat dijelaskan pada gambar 4. proses deklarasi semua variable yang digunakan. Tampak terlihat pin MQ2 1 (Sensor gas 1) dan sensor gas 2 (MQ2 2).
Gambar 14. Pemanggilan Fungsi Pengaturan Program ESP8266
Pada gambar coding yang ditunjukkan digambar 15 dapat dijelaskan merupakan Setelah proses inisialisasi selesai dilanjutkan ke pengkodean untuk menetukan output maupun input yang digunakan dalam alat ini. Setelah proses void setup selesai dilanjutkan ke pengkodean utama yaitu void loop yang berfungsi sebagai program utama kondisi pembacaan sensor DHT11 pada input controller kemudian data tersebut dikirim ke telegram.
Gambar 15. Koding Void Setup dan Void Loop
Pengujian Sensor MQ2 dilakukan untuk mengetahui apakah nilai pembacaan dari sensor MQ2 yang terbaca di LCD 16x2 modul ESP8266. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan gas pematik, ketika ada bau gas maka sensor MQ2 akan mendeteksi adanya kebocoran gas sehingga buzzer aktif dan berbunyi, kondisi normal nilai analog gas LPG adalah 0-44 part per million (ppm). Pada penelitian ini penulis
mengunakan 2 buah sensor gas LPG (MQ2). Pada gambar 4.16 Merupakan tampilan kondisi alat detector gas LPG kondisi normal.

## Gambar 16. Pengujian Sensor MQ2 Kondisi Normal
Selanjutnya pengujian dilakukan pada  snesor MQ2  1.  Pengujian  menggunakan gas  pematik mekanik. Pada pengujian alat detector gas LPG ini penulis menggunkan pemantik mekanik. Gas pematik mekanik dibuka sehingga  diarea sekitar sensor MQ2 1 mendeteksi adanya (bau gas) kebocoran gas, pada pengujian ini didapatakn adanya peningkatan nilai gas analog yang ditampilkan pada LCD display, yaitu peningkat dari nilai normal 21 ppm mennjdi 50 ppm atau nilai berbahaya. Ketika nilai gas analog yang meningkat menjadi 50 ppm terjadi alarm yaitu buzzer berbunyi dan pada LCD display tertampil tulisan “Value Dangerous” yang menandakan kondisi berbahaya atau ada kecocoran gas dan secara otomatis valve gas akan ditutup. Pada gambar 4.17 merupakan tampilan peningkatan nilai analog gas.

## Gambar 17. Pengujian Sensor MQ2 Kondisi Berbahaya
Langkah pertama adalah mendaftar akun di aplikasi android telegram dengan cara mendownload aplikasi telegram pada play store Kemudian setelah berhail mendownload aplkasi telegram langkah berikut yang dilakukan adalah membuka aplikasi telegram kemudain pada kolom pencarin ketikan “botFather” dan  add    atau  bergabung. Botfater merupakan salah  satu  media    aplikasi yang  akan difungsikan untuk memperoleh virtual akun.
Setelah berhasil bergabung pada botfather, ketikan pada kolom pe san “/start”   dan  kirim ke botfather. Kemudian klik new bot daftarkan user name. langkah ini dilakukan untuk memperoleh token HTTP API yang akan di share ke  token ESP8266. Setelah melakukan pendaftaran akun telegram dan get id maka tahap selanjutnya adalah melakukan pengujian alat yang dihubungkn dengan aplikasi telegram dengan cara alat dikondisikan dengan gas pematik sehingga terjadi alarm dan akan muncul nitifikasi pesan yang masuk ke telegram yaitu “ terdeteksi kebocoran gas LPG, segera di check”. Dari hasil pengujian alat berhasil mengirim pesan ke telegram.
Pengujian selanjutnya dilakukan untuk menguji komponen dari panel alarm gas LPG. Pengujian dilakukan dengan mengukur nilai tegangan kerja dari driver relay yang digunakan yang ditunjukkan pada gambar 18.
Gambar 18. Pengujian Relay
Setelah relay bekerja dengan normal , selanjutnya proses pengujian solenoid dengan cara memberi tegangan solenoid dari relay yang sudah di ukur sebelumnya. Pengujian dilakukan dengan mengecek solenoid bisa terbuka dan tertutup sesuai perintah alat , yang digunakan yang ditunjukkan pada gambar 19.
Gambar 19. Pengujian Solenoid

## V. KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan mengenai penerapan NodeMCU ESP8266 sebagai monitoring dan kontrol kebocoran gas elpiji dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut;
1.  Hasil  pengujian  monitoring  kebocoran  gas  dengan  NodeMCU  ESP8266  sebagai  micro controller yang dihubungkan sensor MQ-2 dan wifi menunjukkan bahwa sensor MQ-2 ini berfungsi mendeteksi gas. Dengan menggunakan sensor ini, maka NodeMCU ESP8266 dapat mendeteksi kebocoran gas  secara  efektif. Setelah  mendapat  sinyal  adaya kebocoran  gas kemudian mikrokontroler ESP8266 mengirimkan pesan ke dalam smartphone melalui aplikasi telegram bahwa ada kebocoran gas pada area tertentu. Jika tidak terjadi kebocoran kita dapat mengeceknya kemudian akan ditampilkan nilai kepadatan udara sekitar sensor. Jadi fungsi monitoring dalam alat ini berjalan sesuai dengan yang direncanakan.
2.  Hasil  pengujian  monitoring  kebocoran  gas  dengan  NodeMCU  ESP8266  sebagai  micro controller yang dihubungkan sensor MQ-2 dan wifi menunjukkan bahwa sensor MQ-2 ini berfungsi mendeteksi gas. Dengan menggunakan sensor ini, maka NodeMCU ESP8266 dapat mendeteksi kebocoran gas  secara efektif .  Setelah mendapat sinyal ad aya kebocoran gas kemudian mikrokontroler ESP8266 otomatis mengirim sinyal untuk mematikan solenoid valve
yg  berfungsi untuk mematikan aliran gas  agar tidak terjadi hal fatal yang diakibatkan dari kebocoran  gas.  Solenoid valve  juga  dapat  dikontrol secara  manual  atau  dimatikan  dan dihidupkan secara manual dengan smartphone melalui aplikasi telegram. Jadi fungsi control dalam alat ini dapat berjalan dengan baik sesuai dengan yang direncanakan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Zulita,  L.  N.  (2016). PERANCANGAN  MUROTTAL  OTOMATIS  MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ARDUINO MEGA 2560 . 12 (1), 89–98.
[2]  Samudera,  D.,  &  Sugiharto,  A.  (2018). Sistem  Peringatan  dan  Penanganan  Kebocoran  Gas Flammable Dan Kebakaran Berbasis Internet of Things ( Iot ). JURNAL TeknoSAINS Seri Teknik Elektro , 01 (01), 1–13.
[3]  Setiadi, H., Ananda, R., & Ardiansyah, M. (2019). Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas LPG Dengan Menggunakan Sensor MQ-6 Untuk Mengatasi Bahaya Kebakaran . 4 (2).
[4]  Jamal, N. (2018). MONITORING KEAMANAN RUANG BERBASIS ARDUINO DAN ANDROID MENGGUNAKAN KAMERA VC0706 DAN SENSOR SUHU . 1 (3), 1219–1224.
[5]  Studylibid,
2018, LPG (Liquified
Petroleum
Gas), studylib, URL :
https://studylibid.com/doc/1001980/bab-ii-landasan-teori-2.1-lpg-- liquified-petroleum-gas, diunduh pada tanggal 4 Oktober 2018
[5]  Lowongan,  dkk  (2015)  Detektor  LPG  Menggunakan Sensor  MQ-2  Berbasis  Mikrokontroler ATMega 328, E-Jurnal SPEKTRUM Vol.2 , No.4
[6]  Soemarsono, dkk (2015) Alat Deteksi Dini Terhadap Kebocoran Gas LPG, Jurnal TELE Vol.13, No.1
[7]http://eprints.binadarma.ac.id/2493/1/JURNAL%20ALAT%20DETEKSI%20KEBOCORAN%20TA BUNG%20GAS.pdf
[8]  Apriyadi, Subhan (2013) Rancang Bangun Sistem Detektor Kebakaran Via Handphone Berbasis Mikrokontroler, Jurnal FT Universitas Tajungpura Vol.2, No.7