Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN: 2086 ‐ 9479

## Robot Pendeteksi Gas Beracun Menggunakan NodeMCU Esp8266 Berbasis IoT

## Karomatul Laili
Fakultas Teknik/Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta, Indonesia karomatullaily@gmail.com

## Triyanto Pangaribowo
Fakultas Teknik/Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta, Indonesia triyanto.pangaribowo@mercubuana.ac.id

## Badaruddin
Fakultas Teknik/Teknik Elektro
Universitas Mercu Buana
Jakarta, Indonesia badaruddin@mercubuana.ac.id
Abstrak— Salah satu unsur penting dilingkungan yang dapat  menjadi  parameter  untuk  menentukan kondisi lingkungan bersih atau tercemar adalah gas. Karbon monoksida merupakan salah satu jenis gas berbahaya/beracun.  Efek  gas  karbon  monoksida untuk  kadar  50  ppm  masih  tergolong  aman, sedangkan  lebih  dari  itu  menimbulkan  efek  yang berbahaya  bagi  tubuh.  Robot  pendeteksi  gas beracun ini dibuat secara mobile agar bisa mencari adanya  sumber  kandungan  karbon  monoksida (CO). Untuk dapat mengontrol robot secara mobile dan  otomatis,  digunakan  teknologi  Internet  of Things(IoT).  Robot  pendeteksi  gas  beracun  ini dirancang  menggunakan  menggunakan  Wi-Fi sebagai  alat  komunikasi  penghubung  antara  Node MCU  ESP8266  dengan  android  dan  sensor  MQ-7, untuk  menggerakan    roda  robot  digunakan  Motor Driver  L298  dan  motor  DC.  Sedangkan  untuk software  menggunakan  Anto.io  sebagai  platform Internet  of  Things(IoT)    dan  mitt  app  inventor sebagai  tool  untuk  membuat  aplikasi  android. Robot  masih  dapat  terkoneksi  dengan  baik  pada jarak 50 m dan pada saat jarak melebihi 50 m sinyal tidak dapat bekerja dengan baik dikarenakan pada jarak  tersebut  koneksi  internet  sudah  tidak  dapat terhubung. Kendali jarak jauh berbasis Internet of Things  dapat  menghubungkan  antara  robot  dan android  dan  memiliki  responsivitas  hingga  100%. Buzzer  pada  android  akan  aktif/berbunyi  dan tampilan  status  pada  android  menunjukkan
“Berbahaya”  apabila  gas  CO  >  dari  50  ppm, sebaliknya  buzzer  tidak  aktif  dan  tampilan  status pada android menunjukan “aman” apabila gas CO < 20ppm.
Kata  Kunci  —  Fetal,  Heartbeat,  Replacement, Simulator.

## I. PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  khususnya  dibidang  robotika saat  ini  berkembang  dengan  pesat  dilihat  dari  banyaknya pengaplikasian teknologi robotik berbasis system control dan kecerdasan  buatan  dalam  bidang  industri,  pendidikan, maupun kehidupan sehari-hari. Teknologi robotika dikembangkan  pada  dasarnya  bertujuan  untuk  membantu manusia  dalam  melakukan  pekerjaan  tertentu.  Robot merupakan  contoh  teknologi  yang  sering  digunakan  untuk sistem  pemantauan  lingkungan      karena      manusia      tidak dapat   memantau   secara   jelas   udara disekitarnya. Karbon monoksida merupakan salah satu jenis gas berbahaya/beracun. Sifat dari karbon monoksida (CO) antara lain tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa.  Sehingga karbon monoksida (CO) dapat terhirup secara tidak disadari bersamaan  dengan  gas  lain  yang  berbau.  Efek  gas  karbon monoksida  untuk  kadar  50  ppm  masih  tergolong  aman, sedangkan  lebih  dari  itu  menimbulkan  efek  yang  berbahaya bagi tubuh. Sehingga, dibuatlah solusi untuk menanggulangi permasalahan  tersebut.  Salah  satunya  adalah  penggunaan robot  yang  dilengkapi  dengan  sensor  untuk  memantau lingkungan. Untuk dapat mengontrol robot secara mobile dan otomatis,  digunakan  teknologi  Internet  of  Things(IoT)  yang bertujuan  untuk  memperluas  manfaat  dari  konektifitas
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN: 2086 ‐ 9479
internet yang tersambung secara terus menerus yang memiliki kemampuan remote control dan berbagi data.

## II. PENELITIAN TERKAIT
Lingkungan  yang  yang  sehat  sangat  berpengaruh terhadap  kesehatan  fisik  makhluk  hidup.Gas  merupakan unsur  penting  dalam  lingkungan  yang  dapat  menjadi  salah satu parameter untuk menentukan kondisi lingkungan bersih atau tercemar. Sifat gas yang transparan  menyebabkan sulit untuk mengetahui kondisi lingkungan tersebut, apakah masih bersih  atau  sudah  tercemar  gas  berbahaya.  Karbon monoksida  (CO)  adalah  gas  yang  tidak  berwarna,  tidak berbau, dan tidak berasa. Senyawa  karbon  monoksida  (CO) mempunyai    potensi  bersifat  racun  yang  berbahaya  karena mampu  membentuk  ikatan  yang kuat dengan pigmen darah yaitu hemoglobin. Karbon  monoksida  (CO)  diketahui  dapat mempengaruhi    kerja  jantung,  sistem    syaraf    pusat,  janin, dan  semua    organ    tubuh    yang  peka  terhadap  kekurangan oksigen [1].
Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan  tersebut  adalah  penggunaan  robot  yang berfungsi sebagai pendeteksi gas CO. Robot  pendeteksi gas berbahaya ini bersifat tidak diam di satu tempat,tetapi dapat bergerak  ke  tempat  yang  diinginkan.  Pendeteksian  gas karbon  monoksida  menggunakan  robot  sangat  cocok digunakan  untuk  menjangkau  daerah  yang  sulit  dan  tidak membutuhkan daya listrik yang besar dalam pengoperasiannya [2]
Selain  itu,  untuk  memperluas  manfaat  dari  kegunaan robot digunakanlah pendekatan Internet of Things (IoT) yang bertujuan untuk konektifitas internet yang tersambung secara terus  menerus,  yang  memiliki  kemampuan  sebagai  remote control [3].

## A. Robot
Robot  dapat  diartikan  sebagai  sebuah  mesin  yang  dapat bekerja  secara  terus  menerusbaik  secara  otomatis  maupun terkendali.  Robotdigunakan  untuk membantu  tugas- tugasmanusia  mengerjakan  hal  yang kadang sulit atau tidak bisa  dilakukan  manusia  secaralangsung.  Pada  dasarnya dilihat dari struktur dan fungsi fisiknya robot terdiridari dua bagian, yaitu robot non mobile dan robot mobile [4].

## B. Sistem Kendali Robot
Sistem  Kendali adalah  bagian  yang amat penting  dalam robot,  tanpa  sistem  kendali  hanya  akan  menjadi  benda mekatronik  yang  mati.  Dalam  suatu  sistem  robot,  sistem kendali  merupakan  elemen  penting  yang  tidak  dapat terpisahkan.  Dalam  hal  ini  sistem  kendali  bertugas mengkolaborasikan  sistem  elektronik  dan  mekanik  dengan baik agar mencapai fungsi seperti yang dikehendaki. Sistem kendali  sendiri  memliki  mekanisme  kerja  yaitu,  menunggu
perintah  dari  operator  atau  indikasi  dari  sensor,  kemudian data  perintah  dari  operator  atau  sensor  akan  dikirim  dan diproses oleh pengedali seperti mikrokontroler sesuai dengan program  yang  ditanamkan  didalamnya,  setelah  itu mikrokontroler  akan  mengirim  sinyal  perintah  aktuasi  ke actuator atau driver untuk memberikan aksi seperti gerakan motor,pneumatic, dan lain sebagaianya [5].

## C. Internet of Things
Internet of Things (IoT) adalah suatu teknologi interaksi Machine To Machine (M2M) melalui jaringan internet tanpa perantara manusia. IoT memungkinkan perangkat (things) di setiap titik client dapat saling berinteraksi lewat internet dan dapat dimonitor ataupun dikendalikan dari manapun. Internet of  Things  (IoT)  semakin  berkembang  seiring  dengan perkembangan  mikrokontroler,  module  yang  berbasiskan Ethernet  maupun  wifi  semakin  banyak  dan  beragam.  (Dani 2017).

## D. Anto.io
Anto.io  adalah  web  yang  menyediakan  layanan  Internet of  Things  (IoT).  Anto.io  dapat  berguna  sebagai  media pembacaan, penerimaan, dan pengiriman data sensor. Tidak hanya itu, Anto.io juga dapat berguna sebagai data logging. Anto.io berkomunikasi dengan bantuan internet oleh karena itu,  web  ini  adalah  salah  satu  software  penunjang  IoT. (Sharmad. 2016).

## E. MIT App Inventor
MIT  App  Inventor  adalah  sebuah  tool  untuk  membuat aplikasi  android,  tool  ini  familiar  untuk  digunakan  bahkan bagi  seorang  pemula  karena  berbasis  visual  block programming,  yaitu  dapat  dilihat,  digunakan,  disusun  dan dapat di drag-drops block  yang  merupakan simbol  -  simbol perintah  dan  fungsi  even  handler  tertentu  dalam  membuat aplikasi  secara  sederhana  tanpa  menuliskan  kode  program atau coding less. (Sarah, 2016)

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Secara  garis  besar  perancangan  dan  pembuatan  sistem dibedakan  atas  dua,  yaitu  perancangan  perangkat  keras (hardware)  dan  perancangan  perangkat  lunak  (software). Pada  bagian  hardware  memiliki  spesifikasi  bentuk  fisik dengan ukuran panjang 22 cm, lebar 20 cm, dan tinggi 10.8 cm. Bahan yg digunakan pada alat ini berupa akrilik dengan catu  daya  sebesar  12VDC.  Komponen-komponen  yang digunakan pada alat ini adalah Node MCU ESP8266, sensor MQ-7,  motor  driver  L298,    motor  DC,    dan  regulator LM2596.  Sedangkan  pada  bagian  software  menggunakan programming  tool  Anto.io  yaitu  web  yang  menyediakan layanan  Internet  of  Things  (IoT)  yang  digunakan  sebagai
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN: 2086 ‐ 9479
media pembacaan, penerimaan dan pengiriman data sensor, dan  mitt  app  inventor  yang  digunakan  untuk  membuat aplikasi  android  yang  berbasis  block  programming  yang dapat berfungsi sebagai remote control dari robot

## A. Blok Diagram
Sebelum  membuat  sebuah  prototype  dari  robot,  terlebih dahulu  merancang  diagram  blok  untuk  mengatur  sistem keseluruhan  rangkaian.  Diagram  blok  pada  perancangan  ini ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram
Pada  Gambar  1  dapat  dilihat  bahwa  android  dan  Node MCU ESP8266 dihubungkan oleh Wi-Fi  yang  mendapatkan input  dari  sensor  MQ-7.  Kemudian  Node  MCU  ESP8266 akan  menjalankan  program,  menerima  dan  mengolah  setiap informasi  dari  input  sensor,  serta  mengirimkan  perintah kepada  motor  Driver  L298yang  diteruskan  ke  Motor  DC sebagai  pemutar  roda  dan  membuat  robot  dapat  berpindah tempat.  Selain  itu  Node  MCU  ESP866  akanmengirim  dan mengendalikan  output  pada  buzzer.Buzzer  yang  ada  pada android  sebagai  indikator  kondisi  ambang  batas  gas  karbon monoksida (CO).

## B. Rangkaian Sistem
Pemilihan  spesifikasi  perangkat  keras  sangatlah  penting seperti  mikrokontroler,  sensor,  dan  perangkat  lainnya  untuk mendukung  kinerja  dari  sistem.Skema  rangkaian  untuk memudahkan  dalam  proses  perancangan  perangkat  keras secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Gambar Rangkaian
Dalam  perancangannya  robot  ini  menggunakan  Node MCU  ESP8266  sebagai  dasar  utamanya  &  otak  dasarnya. Perancangan perangkat keras ini dilakukan untuk menjadikan kerangka robot mobile yang simple, sehingga dapat bergerak maju,  mundur,  kiri,  kanan,  dan  berhenti  dengan  leluasa. Semua perangkat terhubung melalui pin-pin pada Node MCU ESP8266.  Sensor  MQ-7,  Motor  Driver  L298  sebagai  input yang  akan  diolah  pada  Node  MCU  ESP8266,  kemudian motor  DC  dan  buzzer  sebagai  output  dan  hasilnya  akan ditampilkan  pada  android  yang  sudah  terkoneksi  dengan robot.

## C. Diagram Alir Sistem
Sistem  dimulai  dari  inisialisasi  sistem  robot,  kemudian dilakukan pencarian konektifitas Wi-Fi yang menghubungkan android dan robot. Apabila telah terkoneksi maka robot akan bisa  dikontrol  maupun  dikendalikan  menggunakan  aplikasi yang telah dibuat pada android. Kemudian pembacaan sensor MQ-7 oleh Node MCU ESP8266 sebagai pengukur kualitas gas CO melalui Internet of Things (IoT) sesuai dengan nilai ambang batas yang ditentukan yaitu 50 ppm.
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN: 2086 ‐ 9479
Gambar 3. Simulasi Proteus
Setelah Node MCU ESP8266 menerima data dari sensor tersebut,  data  akan  diproses  dan  dikirimkan  kembali  ke android. Apabila data kualitas gas CO >50 ppm maka buzzer yang  ada  pada  android  akan  berbunyi  dan  tampilan  pada android  akan  menunjukkan  nilai  kualitas  gas  CO dan  status lingkungan  akan  menunjukan  “Berbahaya”.  Namun  apabila data  kualitas  gas  CO  <50 ppm  maka tampilan  pada  android akan  menunjukkan  status  lingkungan  “Aman”  dan  akan menunjukkan nilaikualitas gas CO yang terdeteksi. Kemudian robot  akan  bergerak  sesuai  dengan  perintah  yang  ada  pada aplikasi android.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  yang  ditampilkan  berupa  tabel  data  monitoring deteksi kadar gas pada sensor MQ-7, data untuk mengontrol robot,dan  data  konektivitas  antara  robot  dan  android. Pengujian  dilakukan  dengan  pengamatan  langsung  yang datanya terlihat dan ditampilkan pada cloud web anto.io dan aplikasi android.

## A. Pembacaan Data Kadar Gas
Pembacaan  data  ini  dilakukan  untuk  dapat  mengetahui seberapa besar tegangan pada saat sensor MQ-7 mendapatkan nilai reaksi kadar gas.
Tabel 1. Nilai Pembacaan Beban Gas CO pada Sensor MQ-7
No Jarak Pemberian Gas (cm) Nilai Kadar Gas (ppm) Output (volt) 1 5 95.48 1.03 2 10 85.36 0.97 3 12 83.74 0.96 4 15 79.70 0.94 5 17 51.93 0.74 6 20 36.24 0.61 7 22 29.01 0.53 8 25 26.77 0.51 9 27 23.37 0.47 10 30 16.17 0.38 11 32 15.48 0.37 12 35 13.82 0.34 13 37 13.18 0.33 14 40 12.86 0.32 15 42 12.25 0.32
Pada  Tabel  1  dapat  dilihat  bahwa  semakin  jauh  jarak android dan sumber gas maka semakin kecil  nilai  kadar gas yang dapat dideteksi, dan semakin kecil pula nilai dari Vout. Tampilan nilai kadar gas dalam ppm dan Vout dari robot dapat dilihat pada tampilan aplikasi android

## B. Koneksi Pada Robot
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  jarak komunikasi antara robot dan android yang digunakan sebagai remote control dengan jarak yang sudah di tentukan.
Tabel 2 Pengujian Komunikasi Pada Robot Dengan Android
No.
Jarak Robot dengan Android (m) Vout (volt) Keterangan (terkoneksi/tidak) 1 3 0.72 Terkoneksi 2 5 0.68 Terkoneksi 3 8 0.61 Terkoneksi 4 10 0.59 Terkoneksi 5 15 0.56 Terkoneksi 6 20 0.56 Terkoneksi 7 25 0.51 Terkoneksi 8 30 0.51 Terkoneksi
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN: 2086 ‐ 9479
9 35 0.51 Terkoneksi 10 40 0.47 Terkoneksi 11 45 0.38 Terkoneksi 12 50 0.38 Terkoneksi 13 55 0 Tidak Terkoneksi 14 60 0 Tidak Terkoneksi
Pada Tabel 2 dapat dilihat bahwa jarak maksimal koneksi robot  dan  android  adalah  pada  jarak  50  m.  Sedangkan  pada jarak lebih dari 50 m yaitu 55 m & 60 m, robot dan android sudah  tidak  dapat  terkoneksi  lagi.  Jarak  komunikasi  antara robot dan android dipengaruhi oleh adanya Internet of Things yang memiliki konektivitas internet yang bersumber dari Wi- Fi yang menghubungkan robot dan android.

## C. Status Pada Android
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  fungsi  dari buzzer  pada  android  yang  digunakan  sebagai  indikator  nilai ambang  batas  gas  CO  dan  status  yang  ditampilkan  pada android.
No Nilai Kadar Gas (ppm) Buzzer Tampilan pada Android 1 95.48 Aktif Berbahaya 2 85.36 Aktif Berbahaya 3 83.74 Aktif Berbahaya 4 79.70 Aktif Berbahaya 5 51.93 Aktif Berbahaya 6 36.24 Tidak Aktif Aman 7 29.01 Tidak Aktif Aman 8 26.77 Tidak Aktif Aman 9 23.37 Tidak Aktif Aman 10 16.17 Tidak Aktif Aman 11 15.48 Tidak Aktif Aman 12 13.82 Tidak Aktif Aman 13 13.18 Tidak Aktif Aman 14 12.86 Tidak Aktif Aman 15 12.25 Tidak Aktif Aman

## V. KESIMPULAN
Pada  saat  pengambilan  data  gas,  jarak  mempengaruhi nilai dari kadar gas CO. Semakin jauh jarak robot dan sumber gas maka semakin kecil nilai kadar gas yang dapat dideteksi, dan  semakin  kecil  pula  nilai  dari  Vout.  Robot  masih  dapat terkoneksi dengan baik pada jarak 50 m dan pada saat jarak melebihi  50  m,  sinyal  tidak  dapat  bekerja  dengan  baik dikarenakan pada jarak tersebut koneksi internet sudah tidak dapat  terhubung.  Kendali  jarak  jauh  berbasis  Internet  of
Things (IoT) dapat menghubungkan antara robot dan android dan  memiliki  responsivitas  hingga  100%  yang  dapat menjalankan  perintah-perintah  yang  diberikan  oleh  android sebagai  remote  control.  Buzzer  pada  android  akan aktif/berbunyi dan tampilan status pada android menunjukkan  “Berbahaya”  apabila  gas  CO  >  dari  50  ppm, yaitu 51.93 ppm. Sebaliknya, buzzer tidak aktif/berbunyi dan tampilan status pada android menunjukkan “Aman” apabila gas CO < 50 ppm, yaitu 36.24 ppm.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada  teman-teman  teknik  elektro khususnya lulusan 2019, serta dosen-dosen yang telah banyak membantu dalam enulisan penelitian ini hingga terpublikasi di Jurnal Teknologi Elektro.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M.  Tania.  “Alat  Pendeketsi  Gas  CO  Menggunakan Sensor  MQ-7  Berbasis  Android”.  Jurnal  Elektro Telekomunikasi,  Fakultas  Ilmu  Terapan,  Telkom University.  Project  Akhir,  Universitas  Sumatera  Utara. Medan. 2017
[2] Novianti,  Atik  dan  S.  Unang.  “Perancangan  Robot Pendeteksi  Lingkungan  Berbahaya  Berbasis  Logika Fuzzy dan Kontrol Android”. Jurnal Elektro Telekomunikasi,  Fakultas  Ilmu  Terapan,  Telkom University. Bandung. 2015
[3] A.  F.  Rifa’i.  “Sistem  Pendeteksi  dan  Monitoring Kebocoran  Gas  (Liquefield  Petrolum  Gas)  Berbasis Internet  Of  Things”.  Teknik  Informatika  UIN  Sunan Kalijaga Yogyakarta. JISKa Vol.1, No. 1, pp. 5-13. 2016
[4] C.  H.  Sinaga.  “Rancang  Bangun  Alat  Pendeteksi  Gas Karbon  Monoksida  (CO)  Menggunakan  Sensor  MQ-7 Berbasis  Arduino  Uno  R3”.  Skripsi  Sarjana  Sains, Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam.  Universitas Negeri Medan. Medan. 2017
[5] R.  Oktarianda.  “Aplikasi  Sensor  MQ-7  Pada  Robot Pendeteksi Gas CO Berbasis Mikrokontroler”. Laporan Akhir  Diploma  III,  Teknik  Elektro,  Politeknik  Negeri Sriwijawa. Palembang. 2015