## Perancangan Alat Penditeksi Kebakaran Menggunakan Sensor Api dan Sensor Asap Berbasis Internet of Things (IoT)
Leviarta Mileandira 1 , Sarmayanta Sembiring 2* , Huda Ubaya 3 , Kemahyanto Exaudi 4 1,2,3,4 Program Studi Teknik Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Sriwijaya email : *yanta@unsri.ac.id
Abstrak—Telah  dirancang  sebuah  sistem  yang  dapat menditeksi  terjadinya  kebakaran  dengan  menggunakan  2 buah  sensor  flame  KY-026  dan  1  sensor  asap  MQ2.  Output sistem  ini  adalah  2  buah  LED,  Buzzer,  notifikasi  berbasis Internet  of  Things  menggunakan  blynk  app  dengan  pusat pengendali menggunakan mikrokontroler ESP32. Sensor flame KY-026  dapat  mendeteksi  berbahaya  apabila  nilai  ADC kurang  dari  130,  cukup  berbahaya  <231,  cukup  aman>297, dan aman >330 dengan jarak minimal 0 cm dan maksimal 200 cm. Sensor MQ2 mendeteksi dengan nilai ADC lebih dari 650. Hasil  pengujian  menunjukkan  sistem  yang  dirancang  dapat bekerja  sesuai  dengan  yang  diinginkan  dengan  tingkat keberhasilan  mencapai  100%,  pada  saat  pengujian  sebanyak 10 kali.
Kata  Kunci—  Sensor  MQ2,  Sensor  Flame  KY-026,  ESP32, Internet of Things, Blynk.

## I. P ENDAHULUAN
Kebakaran  adalah  kejadian  yang  tidak  diinginkan  oleh siapa pun, namun bisa terjadi kapan saja dan dapat menimpa siapa saja. Ada banyak faktor penyebab kebakaran di sekitar kita.  Selain  listrik,  kompor,  korek  api,  gas  bocor, pembakaran  sampah,  dan  lain-lain  juga  sering  memicu terjadinya  kebakaran  [1].  Kebakaran  adalah  api  yang  tidak terkendali  dan  tidak  diinginkan  karena  dapat  menyebabkan kerugian  materi  serta  korban  jiwa,  sedangkan  api  adalah proses kimia berupa oksidasi cepat yang menghasilkan panas dan cahaya [2].
Untuk mengurangi atau mencegah kebakaran, diperlukan sistem yang mampu mendeteksi tanda-tanda kebakaran sejak dini. Fire alarm (alarm kebakaran) adalah sistem otomatis yang  mendeteksi  kebakaran  sejak  dini  dengan  mengamati perubahan  kondisi  lingkungan  yang  berkaitan  dengan keberadaan  api  atau  asap  sebagai  pemicunya.  Sistem  alarm kebakaran  dirancang  untuk  mendeteksi  kebakaran  secepat mungkin.  Hal  ini  memungkinkan  dilakukannya  tindakan pencegahan dan evakuasi dengan cepat, sehingga mengurangi risiko kerusakan dan korban jiwa [3].
Pentingnya pendeteksian  sejak dini  terjadinya  kebakaran untuk  segera  dilakukan  pecegahan  selain  itu  dibutuhkan adanya  sistem  yang  dapat  mendeteksi  kebakaran  dan memberikan  informasi  jarak  jauh  kepada  pengguna  guna mengurangi  dampak  kebakaran.  Teknologi  yang  bisa digunakan  adalah  Internet  of  Things  (IoT),  yang memungkinkan perangkat fisik berkomunikasi satu sama lain melalui  internet  [4].  Blynk  mendukung  berbagai  jenis perangkat  keras  yang  digunakan  dalam  proyek  IoT.  Blynk adalah  dasbor  digital  dengan  antarmuka  grafis  untuk pengembangan proyek tersebut [5].
Penelitian  yang  terkait  dengan  sistem  deteksi  kebakaran telah  dilakukan  sebelumnya  oleh  peneliti  [6]  dengan menggunakan  Arduino  Uno  sebagai  pusat  pengolah  data,
dengan input menggunakan sensor suhu LM35DZ dan Infra Red  sensor dan output  menggunakan  LCD 16x2,  LED  serta Buzzer.  Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  sistem  ini berfungsi  dengan  baik,  merespons  perubahan  suhu  dan keberadaan  api  sesuai  dengan  desainnya.  Penelitian  yang terkait  dengan  sistem  deteksi  kebakaran  berbasis  IoT  telah dilakukan  sebelumnya  oleh  peneliti  [7]  membuat  sistem deteksi  asap  serta    api.  Dengan  memakai  komponen  sensor asap  (MQ2),  flame  sensor  KY-  026,  mikrokontroler  Wifi ESP8266, LED,  Buzzer alarm,  serta power  source.  Riset ini menggunakan IoT dengan platform Blynk.
Berdasarkan uraian sebelumnya peneliti ingin mengembangkan    alat  deteksi  kebakaran  dengan  output berupa  suara  yang  dihasilkan  buzzer,  indikator  keadaan menggunakan LED serta  notifikasi menggunakan blynk app. Untuk dapat menditeksi perubahan kondisi lingkungan akibat kebakaran yaitu api dan asap, dalam penelitian ini digunakan flame sensor  KY-026  untuk  mendeteksi  api.  KY-026 merupakan modul yang sensitif terhadap api dan radiasi dan dapat  mendeteksi  sumber  cahaya  biasa  dalam  kisaran panjang  gelombang  760nm-1100    dengan  Jarak  deteksi hingga  100  cm  dan  sudut  deteksi  sekitar  60 0 ,  sensitif terhadap spektrum api [8] dan dalam penelitian ini digunakan 2  buah  sensor  KY-026  untuk  memperluas  jangkauan  sudut deteksi.  Untuk    menditeksi  asap  dalam  penelitian  dini digunakan    Sensor  MQ2  karena  Sensor  gas  MQ-2  memiliki kepekaan  tinggi  terhadap  propana  dan  asap,  serta  mampu mendeteksi gas alam dan uap mudah terbakar lainnya dengan efektif.  Sensor  ini  memiliki  biaya  rendah  dan  cocok  untuk berbagai  aplikasi  dalam  mendeteksi  jenis  gas  yang  mudah terbakar [9]. Sebagai pusat pengendali yang dapat terhubung ke  Blynk  app  digunakan  ESP32  dengan  pertimbangan, ESP32 telah terbukti menjadi pilihan terbaik untuk perangkat IoT  karena  kinerja  dan  harganya  yang  unggul  [10].  ESP32 adalah  mikrokontroler  SoC  (System  on  Chip)    yang  kuat dengan  Wi-Fi  802.11  b/g/n,  Bluetooth  4.2,  dan  berbagai periferal.  Sebagai  penerus  chip  8266,  ESP32  memiliki  dua inti  dengan  clock  hingga  240  MHz,  lebih  banyak  pin  GPIO (36), 16 saluran PWM, dan memori flash 4MB [11].

## II. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Metode pada penelitian ini  secara garis besar terdiri dari 3 bagian, yaitu  perancangan sistem,  perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

## A. Perancangan Sistem
Perancangan  alat  penditeksi  kebakaran  menggunakan sensor  api  dan  sensor  asap  berbasis  IoT  dirancang menggunakan ESP32 sebagai pusat pengendali dengan input
menggunakan sensor  flame sensor KY-026 dan sensor MQ. Output  sistem  ini  menggunakan  buzzer,  LED  dan  notifikasi menggunakan  Blynk  app.  Gambar  1  menunjukkan  blok diagram perancangan sistem secara keseluruhan.
Gambar 1. Bolok diagram sistem
Pada  Gambar  1  terlihat  di  bagian  input  terdapat  2  buah sensor  api  KY-026  yang  bertugas  untuk  mendeteksi  adanya api dalam ruangan. Karena 1 sensor dapat menjangkau sudut 60 0 ,  maka  dalam  penelitian  ini  digunakan  2  buah  sensor untuk  memperluas  jangkauan.  Pada  bagian  input  juga terdapat  sensor  MQ-2  untuk  mendeteksi  adanya  asap  dalam ruang.  Data  yang  diperoleh  pada  bagian  input  selanjutnya akan di proses oleh ESP32 untuk menghasilkan output pada buzzer,  indikator  LED  dan  notifikasi  pada  Blynk  app. Apabila sistem mendeteksi api dan asap melewati batas aman yang  telah  ditentukan  maka  Buzzer,  indikator  LED  akan aktif serta sistem akan mengirimkan notifikasi keadaan ruang yang dideteksi ke smartphone user menggunakan Blynk app. Desain  alat  yang  akan  dirancang  ditunjukkan  pada  Gambar 2.

## Gambar 2. Perancangan desain alat

## B. Perancangan perangkat keras
Pada  perancangan  perangkat  keras  bagian  input  yang terdiri  dari  2  buah  sensor  KY-026  dan  sensor  MQ2  serta bagian  output  yang  terdiri  dari  buzzer  dan  2  buah  LED terhubung  ke  ESP32  sebagai  pengendali  utama.  Gambar  3 menunjukkan skematik rangkaian secara keseluruhan.
Gambar 3. Skematik rangkaian keseluruhan
Hubungan  pin  input  dan  output  ke  ESP32  skematik rangkaian keseluruhan ditunjukkan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Hubungan pin input / output Komponen ESP32 Sensor Flame KY-026 (1) A0 32 D0 12 Sensor Flame KY-026 (2) A0 33 D0 14 Sensor MQ2 A0 4 D0 2 Buzzer 18 LED Merah 21 LED Hijau 19

## C. Perancangan Perangkat lunak
Setelah  melakukan  perancangan  perangkat  keras  maka dilanjutkan  dengan  pembuatan  program  dengan  bahasa  C pada  platform  Arduino  IDE  yang  kemudian  ditanamkan kedalam  mikrokontroler  ESP32.  Untuk  menguji  apakah setiap komponen dapat bekerja dengan baik maka dilakukan tes  program  untuk  setiap  komponen  yang  digunakan  untuk memastikan  setiap  komponen  sudah  dapat  berjalan  sesuai dengan  perintah  yang  kita  inginkan.  Untuk  merancang perangkat  lunak  secara  keseluruhan  maka  dirancang flowchart  program  keseluruhan  seperti  yang  ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 . Flowchart program keseluruhan
Dapat dilihat pada flowchart Gambar 4 program dimulai dengan  menginisialisasi  koneksi  wifi  pada  ESP32  jika  wifi sudah  terkoneksi  maka  tampilan  pada  aplikasi  Blynk  akan menampilkan  kondisi  ruangan.  Apabila  sensor  membaca diantara  ketiga  kondisi  tersebut  maka  sensor  akan mengirimkan  data  ke  ESP32  yang  kemudian  akan mengirimkan perintah ke output dan mengirimkan notifikasi ke smartphone user menggunakan blynk app.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Penelitian  ini  menghasilkan  alat  yang  dapat  menditeksi adanya  kebakaran  berdasarkan  informasi  adanya  api  dan asap  yang  terdeteksi  sensor  KY-026  dan  sensor  MQ2.  Alat ini  diharapkan  dapat  berfungsi  sebagai  pendeteksian  sejak dini terjadinya kebakaran untuk segera dilakukan pecegahan.
Untuk  memastikan  alat  yang  dirancang  telah  dapat berfungsi  dengan  baik,  maka  dilakukan  pengujian.  Dalam penelitian  ini  akan  dilakukan  pengujian  pendeteksian  api, pengujian  pendeteksian  asap  dan  pengujian secara keseluruhan.

## A. Pengujian pendeteksian api
Sistem  pendeteksi  api  dalam  penelitian  ini  dirancang dengan  menghubungkan  antara  ESP32  dengan  sensor  flame KY-026. Dalam penelitian ini digunakn 2 sensor flame KY- 026  untuk  memperluas  jangkauan  deteksi  titik  api.Skenario pengujian penditeksi apai dilakukan dengan 2 cara, yaitu :
1. Sumber api ditempatkan pada titik tengah antara sensor 1  dan  sensor  2  (sudut  30 0 )  dengan  jarak  pengukuran dari variasi dari 10 cm- 100 cm.
2. Sumber api ditempatkan lurus terhadap sensor 1 dengan jarak pengukuran dari variasi dari 10 cm- 100 cm.
Pengujian sistem pendeteksi api ditunjukkan pada Gambar  5 dan hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 2.
Gambar 5. Pengujian pendeteksi api
Tabel 2. Hasil Pengujian pendeteksian api
Jarak Pengujian 1 Pengujian 2 sensor 1 sensor 2 sensor 1 sensor 2 10 cm 80 80 72 180 20 cm 102 111 71 205 30 cm 112 95 94 1264 40 cm 121 121 107 2320 50 cm 123 145 113 2934 60 cm 217 449 117 2977 70 cm 602 369 119 3197 80 cm 489 301 124 3490 90 cm 525 234 143 4095 100 cm 688 1488 139 3175
Dari hasil pengujian pendeteksi api dengan menggunakan 2  buah  sensor  KY-026  didapatkan  hasil  pada  pengujian  1 dengan  posisi  api  berada  di  tengah-tengah  antara  sensor  1 dan  sensor  2  dengan  jarak  terhadap  titik  api  untuk  masing- masing sensor adalah  sudut 30˚. Lalu, hasil pembacaan data port  analog  pin  32  ESP32  untuk  sensor  1  dan  pin  33  untuk sensor 2 yang di tampilkan pada serial monitor memiliki nilai hampir  sama  antara  kedua  sensor  untuk  variasi  jarak  di  uji. Perbedaan  nilai  pembacaan  dapat  mungkin  disebabkan  oleh faktor eksternal seperti angin dan lainnya.
Pada  pengujian  ke  2  dilakukan  dengan  posisi  api diletakkan  lurus  pada  sensor  1  (0˚)  dan  jarak  antara  sudut sensor  1  dan  2  yaitu  60˚.  Sehingga  nilai  data  analog  yang
terbaca  pada  serial  monitor  menunjukkan  data  yang dihasilkan sensor 2  jauh lebih besar dari sensor 1

## B. Pengujian pendeteksi asap
Pendeteksi  asap  dalam  penelitian  ini  menggunakan sensor  MQ2.  Pengujian  ini  dilakukan  untuk  melihat  apakah sensor yang digunakan dapat membedakan sumber asap tipis, sedang  atau  pekat  dengan  scenario  pengujian  menempatkan jarak  sumber  asap  terhadap  sensor  dengan  variasi  jarak  10 cm  s.d. 60  cm.  Pengujian pendeteksi  asap  ditunjukkan pada Gambar 6 dan hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 3.
Gambar 6. Pengujian pendeteksi asap
Tabel 3. Hasil pengujian pendeteksi asap
No Jarak Data sensor 1 5 cm 614 2 10 cm 608 3 20 cm 723 4 25 cm 593 5 30 cm 689 6 40 cm 585 7 50 cm 606 8 60 cm 592
Pada  pengujian  yang  ditunjukkan  pada  Tabel  3,  data diperoleh  melalui  pembakaran  sampah  dan  pengukuran jarak.  Nilai  yang  didapatkan  bergantung  pada  jumlah  asap yang  dihasilkan  selama  pembakaran  dan  juga  dipengaruhi oleh  arah  angin.  Sensor  berfungsi  dengan  mendeteksi  asap ketika asap bergerak ke arah sensor.
Pengujian  pendeteksian  asap  juga  dilakukan  dengan mendekatkan  antara  sensor  dan  asap  yang  tipis,  sedang  dan pekat Tabel 4 menunjukkan hasil pembacaan sensor terhadap variasi kepekatan asap.
Tabel 4 Pengujian dengan variasi tingkat kepekatan Kondisi Asap Data sensor Asap Tipis 476 Asap Sedang 596 Asap Pekat 726
Dari  hasil  pengujian  Tabel  4  terlihat  semakin  tinggi tingkat  kepekatan  asap  maka  semakin  tinggi  nilai  yang terbaca di serial monitor, pada saat asap tipis maka nilai yang ditampilkan juga akan lebih rendah dari saat asap pekat dan sedang.

## C. Pengujian keseluruhan
Pengujian sistem keseluruhan ini dilakukan sebanyak 10 kali dengan variasi jarak yang dilakukan 5 - 120 cm dengan total 10 kali. Hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Pengujian keseluruhan A B C D E Status 5 679 3  112 134 Berbahaya, LED Red aktif, LED Green mati, Buzzer aktif 10 617 8  251 185 Cukup berbahaya, LED Red aktif, LED G reen mati, buzzer mati 20 655 18  102 338 Cukup berbahaya, LED R ed aktif, LED G reen mati,buzzer mati 25 816 23  287 403 Cukup aman, LED Red mati, LED Green aktif,buzzer mati
40 461 38  307 420 Cukup aman, LED Red mati, LED Green aktif,buzzer mati 50 673 48  164 128 Berbahaya, LED Red aktif, LED Green
mati,buzzer aktif
80 408 78  368 474 Cukup aman, LED Red mati,  LED Green
aktif,buzzer mati
100 427 98  1123  2195 Cukup aman, LED Red mati,  LED Green
aktif,buzzer mati
110 587  108 2048  3018 Cukup aman, LED red OFF,  LED green

## ON,buzzer OFF
120 414  118 1397  2570 Cukup aman, LED red OFF,  LED green ON, buzzer OFF
Keterangan Tabel 3: A = Jarak Sensor MQ2 terhadap sumber asap B = Nilai analog sensor MQ2 yang terdeteksi C = Jarak sensor KY-026 terhadap sumber api D = Data analog KY-026 (1) yang di deteksi E =  Data analog KY-026 (2) yang di deteksi
Dari  Tabel  5  terlihat  pengujian  yang  dilakukan sebanyak 10 kali dengan keberhasilan sebanyak 10 kali dan persentase  yang  didapatkan  dari  kegagalan  adalah  0%  dan 100% keberhasilan. Sehingga dapat diketahui bahwa alat ini telah  berjalan  sesuai  dengan  yang  diinginkan  yakni  alat dapat  mendeteksi  suatu  kebakaran  dengan  sistem  yang dibuat  dan  bisa  mengirimkan  notifikasi  keadaan  ruangan dengan real time pada aplikasi blynk.

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian yang telah dilakukan terhadap alat pendeteksi kebakaran menggunakan sensor api dan sensor asap berbasis Internet of Things (IoT), dapatlah disimpulkan  alat telah berjalan dengan baik sesuai dengan yang diinginkan.Tingkat keberhasilan sebesar 100% pada  saat  pengujian  sebanyak  10  kali.  Alat  ini  dapat mengirimkan  notifikasi  pada  aplikasi  blynk  di  android berupa  notifikasi  kondisi  ruangan  apakah  berbahaya  atau aman  dari  deteksi  api  demi  mencegah  kebakaran  dini. pendeteksi  api  dapat  mendeteksi  berbahaya  apabila  nilai nilai  ADC  <  130,  cukup  berbahaya  jika  nilai  ADC  <  231, cukup aman jika nilai ADC > 297, dan aman jika nilai ADC >  330.  Dan  deteksi  asap  mendeteksi  dengan  nilai  ADC  > 650
R EFERENCES
[1] https://satpolpp.slemankab.go.id/, “PENYEBAB UMUM KEBAKARAN,” 2023. https://satpolpp.slemankab.go.id/penyebab-umum- kebakaran/#:~:text=Bukan hanya listrik yang menjadi,sering menjadi pemicu terjadinya kebakaran. (accessed May 18, 2024).
[2] L.  Handoko,  M.  L.  Ashari,  D.  Dermawan,  and  M. Ari, “Edukasi Masyarakat dalam Upaya Pencegahan dan  Penanggulangan  Kebakaran  pada  Kawasan Pesisir,”  in Seminar  MASTER  PPNS ,  2017,  vol.  2, no. 1, pp. 169–172.
[3] E. Rosiana and M. Fatkhurrokhman, “Analisis Cara
Kerja  Fire  Alarm  System  di  Gedung  Nusantara  I DPR RI,” J.  Penelit.  Rumpun  Ilmu  Tek. ,  vol.  2,  no. 4, pp. 11–26, 2023.
[4] I.  Putra,  I.  N.  Piarsa,  and  K.  S.  Wibawa,  “Sistem
Pendeteksi  Kebakaran  Menggunakan  Raspberry  Pi Berbasis Android,” J. Ilm. Merpati (Menara Penelit. Akad. Teknol. Informasi) , vol. 6, no. 3, p. 167, 2018.
[5] J. Ambarita, R. A. P, and A. S. Wibowo, “Rancang
Bangun  Prototipe  Smarthome  Berbasis  Internet  Of Things  (iot)  Menggunakan  Aplikasi  Blynk  Dengan Modul Esp8266,” eProceedings  Eng. ,  vol.  6,  no.  2, 2019.
[6] M.  M.  Kali,  J.  Tarigan,  and  A.  C.  Louk,  “Sistem alarm kebakaran menggunakan sensor infra red dan sensor suhu berbasis arduino uno,” J. Fis. Fis. Sains
Dan Apl. , vol. 1, no. 1, pp. 25–31, 2016.
[7] J.  M.  S.  Waworundeng,  “Desain  Sistem  Deteksi Asap  dan  Api  Berbasis  Sensor,  Mikrokontroler  dan IoT,” CogITo  Smart  J. ,  vol.  6,  no.  1,  pp.  117–127, 2020.
[8] Future  Electronics  Egypt  Ltd.,  “Flame  Sensor Module.” https://rogerbit.com/wprb/wp- content/uploads/2018/01/Flame-sensor-arduino.pdf (accessed May 18, 2024).
[9] Z.  W.  E.  Technology  Co.,  Ltd,  “Flammable  Gas
Sensor （ Model ： MQ-2 ） ,” 2015. https://www.winsen- sensor.com/d/files/PDF/Semiconductor Gas Sensor/MQ-2 (Ver1.4) - Manual.pdf (accessed May 18, 2024).
[10] A. Maier, A. Sharp, and Y. Vagapov, “Comparative analysis and practical implementation of the ESP32 microcontroller  module  for  the  internet  of  things,” in 2017  Internet  Technologies  and  Applications (ITA) , 2017, pp. 143–148.
[11] M. Babiuch, P. Foltýnek, and P. Smutný, “Using the ESP32 microcontroller for data processing,” in 2019 20th  International  Carpathian  Control  Conference (ICCC) , 2019, pp. 1–6.