Ini adalah sistem berbasis internet of things (IoT) untuk mengukur parameter cuaca dan polutan gas di udara dengan aplikasi web berbasis HTML. Parameter cuaca yang diukur meliputi; kecepatan dan arah angin, curah hujan, suhu dan kelembaban udara, tekanan udara, dan indeks UV. Di sisi lain, gas yang diukur adalah; amonia, hidrogen, metana, ozon, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Pada artikel ini diperkenalkan teknik untuk mengirim semua data secara simultan. Semua parameter yang dibaca oleh masing-masing sensor diubah menjadi string kemudian digabungkan menjadi dataset string, dimana dataset ini dikirim ke server secara simultan. Di sisi antarmuka atau user interface (UI), dataset yang telah diunduh dari server diurai untuk diproses dan kemudian ditampilkan. Sistem ini menggunakan Google Firebase sebagai server database real-time untuk data-data sensor dan menggunakan platform GitHub sebagai web hosting. Aplikasi web menggunakan platform pemrograman HTML. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa perangkat berhasil beroperasi dengan baik untuk memberikan informasi tentang cuaca dan kondisi gas secara online.
Prototipe AirFeel v.2 dengan aplikasi web
Sistem AirFeel ini terdiri dari; sensor, mikrokontroler, router, dan modem dipasang pada peralatan di lapangan. Mereka disuplai oleh adaptor 9V 10A. Pengukuran parameter cuaca menggunakan anemometer, wind vane, dan rain gauge yang terintegrasi dengan sensor DHT 11 dan BMP dalam modul shield. Modul shield ini mengirimkan data melalui komunikasi serial ke mikrokontroler ESP32 Devkit C. Data cuaca tersebut ditambah dengan parameter intensitas cahaya matahari dan pengukuran 6 parameter gas polutan yang diukur dengan sensor-sensor gas (MQ-8, MQ-131, MQ-135, MQ-4, MQ-811, dan MQ-9). Data yang telah diolah kemudian diunggah ke database server dan disimpan dalam kartu micro SD.
Dari sisi pengguna, aplikasi berbasis web telah dibuat untuk memantau semua parameter yang diukur. Aplikasi ini dapat diakses di alamat http://ftmm.unair.ac.id/airfeelproject. Pengambilan data pada aplikasi web ini dilakukan dengan selang waktu 2 menit..
Metode dan Hasil
Perangkat lapangan yang terdiri dari semua sensor, mikrokontroler, dan router ditempatkan di lapangan untuk pengukuran real-time. Penempatannya berada di atas Gedung Nanizar Zaman Joenoes, Universitas Airlangga, Surabaya. Bangunan ini memiliki koordinat -7.266329, 112.78436. Pemasangan alat tersebut pada konstruksi tertinggi di gedung yang memiliki ketinggian sekitar 80 meter.
Alat ukur kecepatan angin atau anemometer yang digunakan adalah kincir angin vertikal yang memiliki 3 kisi berbentuk sendok. Jenis turbin vertikal membuatnya mampu menangkap angin dari segala arah. Wind vane yang berbentuk sirip digunakan untuk mengukur sudut arah datangnya angin. Sirip ini digunakan agar baling-baling angin dapat berputar searah dengan arah angin. Pengukuran curah hujan dilakukan dengan rain gauge yang berbentuk seperti wadah jungkat-jungkit. Sensor UV S12SD digunakan untuk mengukur level intensitas cahaya matahari.
Tampilan UI pada halaman web dibuat untuk memantau pengukuran kondisi cuaca dan gas-gas polutan. Semua data pengukuran untuk parameter cuaca dan gas udara ditampilkan dalam bentuk numerik. Perancangan aplikasi web ini dibuat menarik dan informatif, sehingga memudahkan pengguna untuk mengamati kondisi cuaca dan kadar gas polutan di sekitar lokasi penempatan perangkat di lapangan. Perangkat lapangan akan mengunggah dataset setiap 1 menit. Data tersebut kemudian disimpan dalam database real-time. Data yang diupload selalu diganti dengan data sesudahnya, sehingga penyimpanan database ini tidak bersifat sementara. Dalam aplikasi web, permintaan data dilakukan dalam interval 2 menit. Setiap kali selama periode ini, aplikasi akan meminta data akses data ke database real-time untuk ditampilkan dalam bentuk teks pada halaman web database. Setelah data ini diperoleh oleh aplikasi klien, kemudian diproses dan ditampilkan di halaman http://ftmm.unair.ac.id/airfeelproject.
Perancangan sistem stasiun cuaca dan pengukuran 6 jenis gas polutan berhasil dibuat untuk mengamati cuaca dan kondisi udara yang sebenarnya. Uji lapangan menunjukkan bahwa semua parameter cuaca yang diukur, yaitu arah dan kecepatan angin, curah hujan, indeks UV, suhu dan kelembaban udara, dan tekanan udara memiliki hasil pengukuran yang akurat dan presisi. Hasil pengukuran menunjukkan perubahan nilai parameter dalam 1 siklus harian. Nilai parameter gas yang diukur dalam 1 siklus harian juga menunjukkan hasil yang presisi. Aplikasi web UI sangat berguna untuk memberikan informasi real-time tentang semua parameter setiap 2 menit melalui jaringan publik dan Firebase. Penyimpanan data offline pada SD Card dapat disimpan dan dapat diakses dengan baik bagi pengguna yang ingin mendapatkan riwayat pengukuran dalam jangka waktu tertentu.
Penulis: Prisma Megantoro, ST. MEng.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://beei.org/index.php/EEI/article/view/3030/2211 atau https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85107275300&origin=resultslist
Megantoro, P., Pramudita, B. A., Vigneshwaran, P., Yurianta, A., & Winarno, H. A. (2021). Real-time monitoring system for weather and air pollutant measurement with html-based ui application. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 10(3), 1669-1677. doi:10.11591/eei.v10i3.3030
