## Alat Sterilisasi Lampu UVC Portable Berbasis IOT
Qoriatul Fitriyah 1 , Yeni Delfiana Siahaan 1 , Muhammad Prihadi Eko Wahyudi 1
 Politeknik Negeri Batam Electrical Engineering Department Program Jalan Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia
E-mail: fitriyah@polibatam.ac.id.ac.id

## Abstrak
Penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan keandalan penyinaran Lampu UVC dalam membunuh virus. Sejak pertama  diketahui  pada  bulan  November  2019  pandemi  covid-19  telah  menyebar  sampai  di  sekitar  kita  dan memakan banyak korban jiwa. Bermacam pencegahan sudah dilakukan oleh pemerintah dan juga individu. Salah satu  pencegahan  yang  dapat  dilakukan  adalah  melakukan  sterilisasi  ruangan  atau  permukaan  benda  dengan menggunakan sinar UV. Untuk membunuh virus dapat   digunakan sinar ultraviolet (UV) tipe C. Dengan dosis 220J/m²  menghasilkan  pengurangan  virus  SARS-CoV-2  atau  covid  19  di  udara  atau  suatu  permukaan. Permasalahan yang muncul adalah, lampu UVC yang digunakan hanya sebatas on-off dengan durasi yang tidak menentu. Alat ini nantinya diharapkan mampu melakukan perhitungan secara otomatis untuk menentukan durasi nyala  penyinaran  hanya  dengan  memasukkan  informasi  luas  ruangan.  Untuk  keselamatan  pengguna  saat pemakaian sinar UVC, alat ini juga akan dilengkapi dengan kendali jarak jauh dan sensor keberadaan.
Kata kunci: UVC, Portable, COVID-19, Sterilisasi, IoT, Kodular

## Abstract
This research was conducted to increase the reliability of UVC lamp irradiation in killing viruses. Since it was first discovered in November 2019, the COVID-19 pandemic has spread all around us and claimed many lives. Various precautions have been taken by the government and individuals. One of the preventions that can be done is to sterilize the room or object surface by using UV light. To kill the virus, type C ultraviolet (UV) light can be used. With a dose of 220J/m² it produces a reduction in the SARS-CoV-2 or covid-19 virus in the air or a surface. The problem that arises is, the UVC lamp used is only limited to on-off with an erratic duration. This tool is expected to be able to perform calculations automatically to determine the duration of the irradiation just by entering the room area information. For user safety when using UVC rays, this tool will also be equipped with a remote control and presence sensor.
Keywords: UVC, Portable, COVID-19, Sterilizers, IoT, Kodular

## PENDAHULUAN
Banyak  virus  yang  menyebabkan  gangguan pada  manusia,  salah  satu  virus  yang  baru  muncul setahun terakhir ini adalah corona virus SARS-2 atau lebih  dikenal  dengan  Covid-19.  Covid-19  adalah virus RNA sense positif yang memiliki kisaran inang alami  yang  luas  dan  menyebar  di  mana  saja  serta memengaruhi  banyak  sistem  dalam  tubuh.  Covid-19 dapat  menyebabkan  penyakit  klinis  seperti  flu  pada manusia yang dapat menjadi lebih parah daripada flu biasa  [1]  seperti  penyakit  pernapasan  SARS  dan MERS.
Sinar  ultraviolet  (UV)  bermanfaat  untuk manusia diantaranya yaitu untuk membunuh bakteri . Jenis  sinar  ultraviolet  dapat  digolongkan  menjadi sinar UV A dengan Panjang gelombang 320-400 nm, sinar UV B dengan Panjang gelombang 290-320 nm, dan sinar UV C dengan Panjang gelombang 200-290 nm.  Sinar  UV  C  ini  merupakan  sinar  yang kekuatannya paling besar diantara sinar UV A dan UV B. sinar UV C ini tidak dapat terpapar langsung pada kulit  manusia  karena  dapat  memberikan  kerusakan tersebesar pada kulit yaitu dapat menyebabkan kanker kulit.
e -ISSN: 2548-9828
Dengan mempertimbangkan manfaat dan bahaya  lampu  UVC  tersebut,  Alat  Lampu  Uvc Portable Berbasis IoT disusun. Alat ini memanfaatkan kemampuan  sinar  UV  C  untuk  membunuh  virus termasuk virus SARS-2. Akan tetapi, mempertimbangkan  bahaya  radiasi  sinar  UV,  sistem IoT disusun agar alat bisa digunakan secara aman oleh manusia.

## DASAR TEORI

## 2.1 Virus Corona
Corona  virus  atau  Covid-19  merupakan  virus yang  menyebabkan  infeksi  pada  saluran  pernapasan manusia ringan hingga sedang. Namun, ada beberapa jenis virus corona  yang  yang  menimbulkan penyakit yang  berat  ataupun  serius,  seperti  MERS-Cov, SARS-Cov, dan pneumonia (dr.Rizki Fadli. “CORONA VIRUS”. April. 26 2020). Sumber infeksi utama penyebaran virus corona ini adalah para pasien yang  terinfeksi  Covid-19.  Pembawa  Covid-19  yang asimptomatik juga berpotensi menjadi sumber infeksi. Covid-19  umumnya  ditularkan  melalui  kontak langsung dan percikan.
Gambar 1. Virus SARS-2
Kontak  melalui  udara  mungkin  terjadi  pada orang  yang  lama  terpapar  konsentrasi  udara  tinggi pada  ruangan  tertutup.  Virus  corona  ini  sensitif terhadap sinar ultraviolet dan panas, dan secara efektif dapat  dinonaktifkan  dengan  pemanasan  pada  suhu 56°C selama 30 menit dan pelarut lemak seperti eter, eteanol  75%,  disinfektan  yang  menggandung  klorin, asam peroksiasetat, dan chloroform (kecuali khloheksidin)  Xiaofeng  (LIANG,  Zijian  FENG, Liming LI. 2020). Sinar UVC dan UVB sangat efektif untuk  melumpuhkan  dan  mematikan  virus.  Virus dapat  dilumpuhkan  atau  dimatikan  dengan  sinar  UV yang berasal dari matahari maupun dengan sinar UV
buatan  dari  lampu  dengan  irradiance  (radiasi)  yang kuat (Bagus Endar B.Nurhandoko. March. 2020).

## 2.2 Lampu UVC
Sinar  ultraviolet  (UV)  adalah  bagian  dari spektrum elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 100nm –  400nm.  Sinar ultravioletdigolongkan  menjadi  beberapa  kelompok berdasarkan  panjang  gelombangnya  yaitu  UV-A dengan  panjang  gelombang  antara  315  –  400nm mengakibatkan perubahan warna kulit menjadi hitam (tanning).  UV-B  dengan  panjang  gelombang  antara 280 – 315nm menyebabkan kulit terbakar dan sering digunakan  untuk  penyinaran  penyakit  kanker.  UV-C dengan  panjang  antara  200  – 280nm  adalah  wilayah germicidal yang efektif untuk membunuh bakteri dan virus, dan UV vakum dengan panjang gelombang 100 –  200nm dapat  diserap oleh semua  bahan dan dapat diteruskan  hanya  pada  kondisi  vakum  (Metcalf  dan Eddy 2003).
Salah  satu  cara  yang  disarankan  untuk membunuh  atau  menonaktifkan  virus  corona  atau Covid-19  ini  adalah  dengan  cara  menggunakan desinfektan  lampu  UVC  disebuah  ruangan  untuk mengurangi  penyebaran  virus  dilingkungan  dan diudara.  Efektifitas  sinar  ultraviolet  terhadap  daya bunuh  virus  atau  bakteri  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor  diantaranya:  luas  ruangan,  intensitas  cahaya yang digunakan, jarak sumber cahaya dan lama waktu penyinaran (Hollander, A.1995)

## Gambar 2. Lampu UVC

## 2.3 Radiasi
Untuk menghitung jumlah konsumsi daya yang dikonsumsi  alat  lampu  UVC  menggunakan  rumus dibawah:
P = I . V Dimana P = daya listrik (Watt) I  =  arus listrik (Ampere) V  = tegangan listrik (Volt)
Untuk  menghitung  kecepatan  dan  panjang gelombang cahaya mengunakan rumus di bawah:
Kecepatan  cahaya  (v)  diruang  bebas  3  x  10⁸ m/detik. Sesuai dengan definisi IESNA (Illuminating Engineering  Society  of  North  America).  Cahaya tampak mempunyai gelombang (λ) antara 360 sampai 770  nano  meter.  1  nano  meter  =  10⁻⁹  meter.  Bila frekuensi adalah f, maka:

## λ = V/f
Intensitas  cahaya  adalah  jumlah  energi  radiasi yang  dipancarkan  sebagai  cahaya  kesuatu  titik tertentu.  Atau  flux  cahaya  per  satuan  sudut  ruang yang  dipancarkan  suatu  arah  tertentu.  Untuk pengukuran intensitas cahaya rumus dipakai dibawah:
I =  ɸ/ Ꙍ
Dimana I    = Intensitas cahaya (Candela/cd) ɸ    = Flux cahaya (Lm)
Ꙍ = Sudut ruang (Steradian)
Intensitas  penerangan  atau  iluminasi  atau  kuat penerangan adalah flux cahaya yang jatuh pada suatu bidang atau permukaan. Satuan Intensitas penerangan adalah lumen/m² (Lux) atau 1 lux = 1 lumen/m². Jika suatu bidang luasnya A m², diterangi dengan ɸ lumen, maka  intensitas  penerangan  rata-rata  bidang  itu adalah:
ERata-rata = ɸ/A
Untuk  kasus bidang permukaan  yang tidak rata berlaku hokum kuadrat, dimana intensitas penerangan disuatu  bidang  berkurang  dengan  kuadrat  dari  jarak antara  sumber  cahaya  dengan  bidang  itu.  Hukum
kuadrat  hanya  berlaku  untuk  suatu  titik  tertentu  dari bidang  yang diterangi. Rumus Hukum  Kuadrat  yang dipakai adalah:
Ep = I/r² Dimana  Ep = intensitas penerangan di titik P I   = intensitas sumber cahaya R  = jarak sumber cahaya ke titik P
Luminasi  adalah  besarnya  intensitas  cahaya persatuan luas. Merupakan ukuran terang suatu benda. Luminasi yang terlalu besar akan menyilaukan mata. Besarnya luminasi dinyatakan dengan persamaan:
L = I/(Aₛ)
Dimana L = Luminasi dalam satuan cd/cm² I   = Intensitas cahaya (cd) Aₛ = Luas permukaan cm²
Jika  luminisasinya  terlalu  kecil,  maka  dapat dikonversi menjadi satuan cd/m². Misalnya 1 cd/cm² = 10.000 cd/m².
Gambar 3. Panjang Gelombang

## METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tahap Perencanaan
Untuk menyelesaikan proses pengerjaan dilakukan secara bertahap, agar mempermudah dalam proses pengumpulan data.
Tahapan perencanaan ini ditunjukkan dalam Gambar 4 dan 5.

## Gambar 4. Rancangan Penelitian

## Gambar 5. Skematik Alat
Pada  blok  diagram  di  atas  menjelaskan  tentang sistem  perancangan,  dimana  terdapat  beberapa komponen  seperti  Mikrokontroler  ESP32,  Keypad, Modul, Relay, Lampu UV C, LCD.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Pembuatan Jaringan IoT
Karena  lampu  UV  C  ini  bebasis  IOT  jadi diperlukan jaringan komunikasi untuk menghubungkan antara smartphone dengan mikrokontroller.
Gambar 6. Sketsa Jaringan Komunikasi Pada Gambar 6, terdapat Mikrokontroler ESP32, firebase, aplikasi kodular dan smartphone. Mikrokontroler
ESP32 digunakan sebagai mikrokontroller. Firebase digunakan sebagai database untuk  membuat  aplikasi  dari  aplikasi  kodular. Didalam firebase juga terdapat token dan URL yang nantinya token dan URL tersebut akan dimasukkan ke dalam  program  arduino  IDE  dan  program  aplikasi kodular. Aplikasi kodular digunakan untuk membuat tampilan aplikasi pada smartphone. Untuk menampilkan  tampilan  aplikasi  pada  smartphone, dapat dilakukan dengan cara mengscan barcode yang terdapat pada aplikasi Kodular.

## 4.2 Aplikasi Kodular
Gambar  7  berikut  ini  menampilkan  aplikasi kodular untuk mengontrol lampu UV C yang terdapat pada smartphone:
7 1 6 2 3 5

## Gambar 7. Tampilan Aplikasi Kodular
Pada  tampilan  aplikasi  terdapat  beberapa  fitur  yang digunakan untuk mengakses alat lampu UV C dengan smartphone.  Tabel  1  berikut  ini  menjelaskan  fungsi dari  bagian  atau  fitur  yang  terdapat  pada  aplikasi Android.
Tabel 1. Tampilan Fitur pada Aplikasi

## 4.3 Pengujian Alat pada Ruangan
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui apakah komunikasi IOT pada android, kinerja sensor PIR, dan akurasi waktu sudah berfungsi dengan baik.
Jika  lampu  dapat  dikendalikan  secara  online  maka komunikasi  antara  android  dengan  arduino  sudah berfungsi  dengan  baik.  Pada  sensor  PIR,  jika  sensor PIR  dapat  mentrigger  keberadaan  seseorang  maka kinerja sensor PIR sudah berfungsi dengan baik. Hasil dari pengujian ini dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengujian pada ruangan dengan ketinggian ±2 meter
Pada  pengujian  ini  ruangan  yang  digunakan berukuran  3x3x2  meter  dengan  tinggi  alat  1  meter. Waktu yang diatur pada pengujian ini adalah 5 menit. Sesuai dengan hasil pengujian pada Tabel  2. Setelah melakukan  5  kali  percobaan,  komukasi  IOT  antara smartphone  dan  mikrokonteroller  ESP32  dapat berfungsi. Lampu dapat dinyalakan dan timer lampu dapat dikendalikan melalui smartphone. Pada kinerja sensor  PIR  setelah  melakukan  5  kali  percobaan, sensor  dapat  mentrigger  atau  mendeteksi  ketika seseorang  mendekat  keruangan  tersebut  dan  jika sensor  PIR  mentrigger  maka  lampu  akan  mati. Kemudian  akurasi  waktu  yang  sudah  diset  atau diinputkan  diawal  sudah  sesuai  dengan  real  time nyala lampu menyala.

## KESIMPULAN
Mikrokontroller  ESP32  yang  sudah  dilengkapi dengan  modul  wifi  terbukti  mampu  mengirimkan paket  data  ke  server  database  firebase  real  time melalui  koneksi  internet.  Terdapat  delay  beberapa detik  ketika  sensor  PIR  mendeteksi  objek  atau seseorang  dan  memiliki  selisih  waktu  2  detik  antara waktu pada android dan real time.
No Tanggal Pengujian Komunikasi IOT Kinerja Sensor PIR Akurasi Waktu ( Real Time) 1 22-12-2020 ✓ ✓ ✓ 2 22-12-2020 ✓ ✓ ✓ 3 22-12-2020
✓ ✓ ✓ 4 22-12-2020 ✓ ✓ ✓ 5 22-12-2020 ✓ ✓ ✓ 8 4

## REFERENCES
[1] Qinghong  zeng,  Martijn  A.Langereis,  Aro L.W.Van  Vlient,  Eric  G.Huizinga,  Raoul J.de  Groot.  (2018).  Structure  Of  Corona Virus Hemagglutinim-Esterase Virus Offers Insight  Into  Corona  And  Influenza  Virus Evolution. 105(26). Pp.26.
[2] Siti  Hapsah  Isfardinaya,  Sita  Ririn  Safitri. (2014).  Pentingnya  Melindungi  Kulit  dari Sinar Ultraviolet dan Cara Melindungi Kulit Dengan  Sunblock  Buatan  Sendiri.  Jurnal: Inovasi dan Kewirausahaan. 3(2). Pp.127.
[3] Sheila  Pratiwi,  Patihatul  Husni.  (2017). Potensi Penggunaan Fitokonstituen
Tanaman  Indonesia  Sebagai  Bahan  Aktif Tabir  Surya.  Jurnal  fakultas  farmasi.  15(4). Pp.19.
[4] dr.Rizki Fadli. “Corona  Virus”. Internet: https://www.halodoc.com/kesehatan/corona virus, April.25 2020 [April. 26 2020].
[5] Xiaofeng LIANG, Zijian FENG, Liming LI. (2020). Panduan Menghadapi Virus Corona 2019 Model Rrc: Pencegahan, Pengendalian, Diagnosis  dan  Manajemen.  Terjemahan: Forum Academia NTT. Kupang.
[6] Bagus Endar B.Nurhandoko. (2020). Spektrum  Sinar  Matahari  Mengandung Desinfektan Alami. March.
[7] Gilang  Surya  Atmaja,  Agung  Warsito, Kartono.  (2014).  Ballast  Elektronik  Lampu Uv Bertopologi Inverter Setengah Jembatan Resonan  Lcc  Frekuensi  Tinggi.  Jurnal Teknik elektro. 16(2). Pp.54.
[8] Ajat.  “Mengenal Mikrokontroler Esp32”.  Internet: https://ajat.xyz/2020/06/11/mengenal-mikro kontroler-esp32/, Juni. 11 2020 [Oktober.27 2020].
[9] Hendra  Kusumah,  Restu  Adi  Pradana.
(2019).  “Penerapan  Trainer  Interfacing
MIkrokontroler  dan  Internet  Of  Things
Berbasis Esp32 Pada Mata Kuliah
Interfacing”. 5(2). Pp.122.
[10] Ruri  Hartika  Zain.  (2017).  “Sistem
Keamanan  Ruangan  Menggunakan  Sensor
Passive  Infrared  (Pir)  Dilengkapi  Kontrol
Penerangan Pada Ruangan Berbasis
Mikrokontroler Atmega8536 dan Real Time Clock  Ds1307”.  Jurnal  teknologi  informasi dan Pendidikan. 6(1). Pp.182.
[11] Muhammad Saleh. (2017). Rancang Bangun Sistem  Keamanan  Rumah  Menggunakan Relay.  Jurnal  teknologi  elektro.  8(3).  Pp. 182.
[12] Hendra  S.Weku,  Dr.Eng  Vecky  C.Poekoel, ST.,  MT.,  Reynold  F.Robot,  ST.,  M.Eng.
(2015).  Rancang  Bangun  Alat  Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroler.  E-journal  Teknik  elektro dan computer. 5(7). pp.57. [13] Mochamad Fajar Wicaksono. (2017). Implementasi Modul Wifi Nodemcu Esp8266  Untuk  Smartphone.  Jurnal  Teknik Komputer Unikom. 6(1). pp.1.
[14] Limantara, A.D., Cahyo, Y., Purnomo, S., & Mudjanarko.,  S.W.  (2017).  Pemodelan Sistem  Pelacakan  Lot  Parkir  Kosong Berbasis  Sensor  Ultrasonic  dan  Internet  Of Things (Iot) Pada Lahan Parkir Diluar Jalan. Seminar Nasional Sains dan Teknologi. 1(2). 1-10.
[15] Junaidi,  A.  (2016).  Internet  Of  Things, Sejarah,  Teknologi  dan  Penerapannya: Review. Jitter, I(August 2015). 62-66.
[16] Dwi  A Lestari. “Pengertian
Kodular”. Internet:
https://www.dwitaritech.com/2019/04/peng ertian- kodular.html, April. 4 2019. [November. 4 2020].
[17] Firebase Realtime  Database, Firebase.
[Online].  Internet:
https://firebase.google.com/docs/database/? hl=id. [15-jan-2020].