Repit : Jurnal Rekayasa Proses dan Industri Terapan Volume.
Vol.
No.
1 Februari 2024 e-ISSN: 2988-084X.
p-ISSN: 2988-0831.
Hal 32-46 Sistem Peringatan Dini Kebakaran Pada Perkebunan Kelapa Sawit Di Lahan Gambut Berbasis Website Dan Telegram Muhammad Ridwan Politeknik Kampar Alamat: Jl.
Tengku Muhammad KM.
2, batu Belah.
Kampar.
Riau Korespondensi penulis: ridwanpolkam@gmail.
Abstract.
Peatland is one of the lands that can be planted with oil palm.
However, peatlands tend to dry out easily and produce methane gas.
If methane gas exceeds the normal limit plus high temperatures it can trigger fires in oil palm plantations on peatlands.
As a solution, an early warning system for fires on oil palm plantations on peat lands was built based on a website and telegram.
The purpose of this system is to provide information to palm oil farmers regarding changes in methane gas levels and temperature in real time so that they can prevent fires.
The components used to build this system are the ESP32 Module to connect the device to the internet, the MQ4 sensor to measure methane gas levels, the DHT11 sensor to measure temperature.
The implementation process uses the C programming language to program tools through the Arduino IDE.
PHP and MySQL applications to manage the database.
Based on the test results, the system displays changes in data on methane gas levels and temperature every 10 seconds via the website and sends a telegram notification if the temperature increases by 1AC or the methane gas is above 1000 ppm.
The tool that was built can work optimally at a radius of 15 m from the fire point.
Keywords: Early Warning System.
Fire.
Peatland.
MQ4 Sensor.
DHT11 Sensor.
Internet of Things.
Website.
Telegram Abstrak.
Lahan gambut merupakan salah satu lahan yang dapat ditanampi kelapa sawit.
Namun, lahan gambut memiliki sifat yang mudah mengering dan menghasilkan gas metana.
Jika gas metana melebihi batas normal ditambah suhu yang tinggi dapat memicu kebakaran pada perkebunan kelapa sawit si lahan gambut.
Sebagai solusi maka dibangun sistem peringatan dini kebakaran pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut berbasis website dan telegram.
Tujuan dibuatnya sistem ini untuk memberikan informasi kepada petani kelapas sawit mengenai perubahan kadar gas metana dan suhu secara realtime sehingga dapat mencegah kebakaran.
Komponen yang digunakan untuk membangun sistem ini adalah Modul ESP32 sebagai penghubung alat dengan internet, sensor MQ4 untuk mengukur kadar gas metana, sensor DHT11 untuk mengukur suhu.
Proses implementasi menggunakan bahasa pemrograman C untuk program alat melalui aplikasi Arduino IDE.
PHP dan MySQL untuk mengelola database.
Sistem menampilkan perubahan data kadar gas metana dan suhu setiap 10 detik melalui website dan mengirim notifikasi telegram jika suhu meningkat 1 AC atau gas metana di atas 1000 ppm.
Alat yang dibangun dapat bekerja dengan maksimal pada radius 15 m dari titik api.
Kata kunci: Sistem Peringatan Dini.
Kebakaran.
Lahan Gambut.
Sensor MQ4.
Sensor DHT11.
Internet of Things.
Website.
Telegram
LATAR BELAKANG
Perkebunan kelapa sawit di Indonesia terus meningkat dari tahun ke tahun.
Hal ini ditunjukkan dengan meluasnya perkebunan kelapa sawit di Indonesia, berdasarkan Direktorat Jendral Perkebunan .
data luas perkebunan kelapa sawit Indonesia tahun 2011 memiliki luas areal 8,9 juta hektar.
Sedangkan pada tahun 2015 luas perkebunan kelapa sawit mencapai 11,3 juta hektar.
Perkembangan tahun 2019 menunjukkan terjadi peningkatan luas perkebunan kelapa sawit yaitu sekitar 14,4 juta hektar.
Received Desember 17, 2023.
Accepted Januari 03, 2024.
Published Februari 28, 2024 * Muhammad Ridwan , ridwanpolkam@gmail.
E-ISSN: 2988-084X.
P-ISSN: 2988-0831.
Hal 32-46 Menurut Pandiangan .
kelapa sawit dapat ditanam pada berbagai jenis tanah.
Jenis tanah yang dapat ditanami kelapa sawit antara lain laparitik latosol, basalik, sedimen dan Menurut Sugriwan dkk .
lahan gambut adalah lahan yang berpotensi untuk pengembangan perkebunan kelapa sawit karena terbatasnya lahan yang ada saat ini.
Kondisi lingkungan di areal lahan gambut memiliki sifat seperti lahan yang jenuh air, bereaksi asam, mengandung asam organik yang beracun, unsur hara yang rendah, rentan terdegradasi dan mudah mengering.
Berdasarkan permasalahan yang telah dibahas, maka perlu dibangun sebuah alat yang dapat memberitahu informasi mengenai kadar gas metana dan suhu jika melebihi batas normal untuk mencegah kebakaran pada perkebunan kelapa sawit khususnya di lahan gambut.
Alat ini dibangun menggunakan Modul ESP32, sensor MQ4, sensor DHT11 beserta informasi yang akan ditampilkan di website dan notifikasi yang berisi kenaikan kadar gas metana beserta suhu akan dikirim melalui Telegram Messenger.
KAJIAN TEORITIS
Berdasarkan jurnal yang ditulis Kevin Diantoro .
, penulis merancang alat untuk mengetahui kadar gas metana, suhu dan kelembapan dalam proses pengomposan.
Alat yang dirancang menggunakan sensor DHT22 untuk monitoring suhu dan kelembaban, sensor MQ4 untuk monitoring kadar gas metana dan Wemos D1 R1 sebagai pusat pengolahan data dan komunikasi antara sensor dan aplikasi blynk.
Sistem monitoring yang dirancang berjalan dengan baik, error yang didapat masih di bawah standar batas maksimal error pembacaan yaitu 5%.
Didapatkan error untuk pengukuran suhu sebesar 3.
6% dan error untuk pengukuran kelembaban sebesar 1%.
Dalam penelitian yang ditulis Pratama .
merancang prototipe pendeteksi gas metana pada Meter and Regulating Station (MR/S) di PT Perusahaan Gas Negara (PGN).
Alat bekerja dengan cara pengiriman informasi menggunakan NodeMCU ESP8266 secara sistematis menuju aplikasi Blynk yang terinstall di smartphone pengguna dalam bentuk notifikasi grafik.
Sensor MQ4 digunakan untuk mendeteksi gas metana yang terakumulasi di dalam MR/S saat terjadinya kebocoran gas.
Prototipe yang telah diuji menunjukan nilai dari gas metana yang terbaca yaitu 871 ppm.
Ketepan waktu NodeMCU ESP8266 dalam mengirimkan informasi ke internet yaitu 1 detik.
Kecepatan prototipe dalam mendeteksi adanya kebocoran gas metana yaitu 1 detik.
Sehingga prototipe yang dibuat lebih realtime, dan efisien digunakan sebagai safety device pada peralatan MR/S dari kejadian kebocoran gas yang tidak dapat dipastikan waktunya.
Sistem Peringatan Dini Kebakaran Pada Perkebunan Kelapa Sawit Di Lahan Gambut Berbasis Website Dan Telegram
METODE PENELITIAN
Metode Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
Gambar 1 Kerangka kerja Analisa Masalah Tahapan ini yaitu menganalisis kebutuhan yang diperlukan untuk penelitian dan pembuatan alat.
Seperti kebutuhan penulisan, pengumpulan data.
Studi Literatur Tahap studi literatur yaitu untuk mengetahui solusi yang digunakan dalam pemecahan masalah, seprti pencarian sumber rujukan baik dari buku dan jurnal.
Pengumpulan Alat dan Bahan Tahap pengumpulan alat dan bahan menggunakan Laptop, webcam, arduino uno R3, arduino Ethernet shield, buzzer, led.
LCD 16X2.
Modul 12C, led module.
Penerapan Program Tahap ini melakukan pembuatan perancangan alat yang bersifat sementara dan berfokus pada penyajian .
ontoh membuat input dan format outpu.
Dan bagaimana tampilan alat yang akan dibangun tersebut.
Pembuatan Alat Tahapan dimana alat akan dirangkai dan bahan yang sudah disiapkan sesuai dengan logika yang telah di program didalam bahasa pemrograman python, visual studio code.
Teachable machine.
Repit: Jurnal Rekayasa Proses dan Industri Terapan - Volume.
No.
1 Februari 2024 E-ISSN: 2988-084X.
P-ISSN: 2988-0831.
Hal 32-46 Pengujian Alat Setelah selesai dengan pembuatan alat, maka diperlukan pengujian terlebih dahulu, untuk memeriksa kembali alat yang telah dibuat apakah berjalan sesuai dengan yang telah Perancangan Dalam pembuatan alat pengukur kadar gas metana dan suhu pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut berbasis website diperlukan perancangan sistem sebagai berikut :
Perancangan Perangkat Keras (Hardwar.
Terdapat beberapa proses yang perlu dilakukan untuk merancang hardware, diantaranya perancangan diagram block, skema rangkaian alat dan desain alat.
Berikut merupakan bagianbagian perancangan hardware, yaitu:
Diagram Blok Gambar 2.
Diagram blok Berdasarkan diagram blok pada gambar 2 menjelaskan proses alur kerja sistem yang terdiri atas sensor MQ4, sensor DHT11.
Modul ESP32, website dan telegram.
Cara kerja dari sistem alat yang dibuat adalah Modul ESP32 menerima data dari sensor MQ4 dan DHT11, selanjutnya data tersebut diproses dan dikirim oleh Modul ESP32 melalui internet menuju telegram dan server.
Data yang diterima oleh sever akan ditampilkan pada website.
Desain Skema Rangkaian Alat Desain skema rangkaian alat di bawah ini merupakan gambaran dari rangkaian alat yang akan digunakan untuk membuat alat pengukur kadar gas metana dan suhu pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut berbasis website.
Desain skema rangkaian dibuat menggunakan aplikasi fritzing.
Sistem Peringatan Dini Kebakaran Pada Perkebunan Kelapa Sawit Di Lahan Gambut Berbasis Website Dan Telegram Gambar 3.
Rangkaian Alat Untuk skema dari rangkaian alat yang menampilkan komponen dapat dilihat pada gambar 4 berikut ini:
Gambar 4.
Skema Rangkaian Alat Berdasarkan gambar 4 yang merupakan skema dari rangkaian alat secara keseluruhan menggunakan tampilan schematic dari aplikasi fritzing.
Skema tersebut menjelaskan jalur yang menghubungkan komponen yang satu dengan komponen yang lainnya.
Repit: Jurnal Rekayasa Proses dan Industri Terapan - Volume.
No.
1 Februari 2024 E-ISSN: 2988-084X.
P-ISSN: 2988-0831.
Hal 32-46 Desain Alat Gambar 5.
Desain Alat Gambar 5 merupakan desain dari alat pengukur kadar gas metana dan suhu, dimana Modul ESP32 mengirim data dari sensor MQ4 dan DHT11 ke internet, kemudian ditampilkan di website dan notifikasi via telegram setiap kenaikan suhu serta gas metana.
Sensor MQ4 berfungsi membaca kadar gas metana di udara dan Sensor DHT11 membaca data Perancangan Perangkat Keras (Hardwar.
Flowchart Sistem Flowchart sistem merupakan penggambaran dari langkah-langkah dan urut- urutan prosedur dari suatu program sistem.
Flowchart digunakan untuk merepresentasikan maupun mendesain program.
Berdasarkan flowchart di gambar 6 menggambarkan cara kerja alat dari sitem peringatan dini kebakaran pada perkebunan lahan gambut ddimulai dari inisialisasi sensor, kemudian menghubungkan dengan WiFi.
Jika berhasil terkoneksi dengan WiFi maka sensor MQ4 dan DHT11 akan membaca data lalu mengirimnya ke ESP32.
Modul ESP32 akan mengirimkan data tersebut ke database.
ESP32 juka akan mengirim data ke telegram jika suhu sebelumnya lebih besar 1AC dari suhu sebelumnya atau gas metana lebih besar dari 1000.
Pesan yang masuk ke telegram pun akan berbeda tergantung besar kadar gas metana dan suhu.
Jika suhu di bawah 37 dan metana di bawah 1000 maka status normal.
Jika suhu di atas 37 dan metana di atas 1000 maka status normal.
Jika suhu di atas 37 dan metana di atas 5000 maka status normal.
Jika tidak, maka sensor akan membaca ulang.
Sistem Peringatan Dini Kebakaran Pada Perkebunan Kelapa Sawit Di Lahan Gambut Berbasis Website Dan Telegram Gambar 6.
Flowchart Sistem Perancangan Interface Gambar 7.
Perancangan Interface Website Pada gambar 7 menggambarkan rancangan tampilan dari monitoring kadar gas metana dan suhu di perkebunan kelapa sawit pada lahan gambut berbasis website.
Website ini menampilkan data kadar gas metana dari sensor MQ4 , data suhu dari sensor DHT11, status kondisi, data waktu diambil dari internetdan keterangan kondisi.
Repit: Jurnal Rekayasa Proses dan Industri Terapan - Volume.
No.
1 Februari 2024 E-ISSN: 2988-084X.
P-ISSN: 2988-0831.
Hal 32-46 Perancangan Database Database marupakan sekelompok data yang berisi informasi-informasi yang saling Suatu database terdiri dari satu atau lebih tabel, dimana antara tabel yang satu dengan yang lain saling berhubungan melalui kolom yang ada pada setiap tabel.
Gambar 8.
ERD (Entity Relationship Diagra.
Gambar 8 adalah basis data yang akan digunakan untuk perancangan interface website, dimana terdapat tabel data tbl_pengukuran yang merupakan gabungan dari sensor MQ4 dan DHT11.
Tabel data tbl_pengukuran berisi id sebagai primary key, suhu, waktu, dan HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian ini menghasilkan sistem peringatan dini kebakaran pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut berbasis website dan telegram dengan menggunakan sensor MQ4, sensor DHT11, dan modul ESP32 sebagai penghubung dengan internet.
Pengujian Tegangan Alat Pengujian tegangan alat dilakukan untuk menguji apakah tegangan yang yang didapat dari panel surya dapat mencukupi konsumsi daya alat.
Tabel 1.
Pengujian Tegangan Alat Sumber Tegangan Keterangan MQ4 Portabel panel power Tidak mencukupi DHT11 Portabel panel power Tidak mencukupi Modem WiFi Portabel panel power Tidak mencukupi MQ4 Powerbank Mencukupi DHT11 Powerbank Mencukupi Modem WiFi Powerbank Mencukupi Berdasarkan tabel 1 dapat diambil kesimpulan bahwa penggunaan portabel panel Alat power solar tidak dapat mencukupi tegangan yang dibutuhkan sensor dan modem WiFi.
Oleh karena itu penulis mengganti sumber tegangan alat dengan powerbank.
Sistem Peringatan Dini Kebakaran Pada Perkebunan Kelapa Sawit Di Lahan Gambut Berbasis Website Dan Telegram Pengujian Sensor MQ4 Pengujian sensor MQ4 dilakukan pada udara bersih dan udara yang bercampur gas Pengujian ini dilakukan untuk melihat apakah sensor dapat berfungsi dengan baik dalam mendeteksi kadar gas metana di sekitarnya.
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan pada sensor MQ4 di ruangan bersih tanpa ada kandungan gas metana, berikut hasil pengujian yang ada pada tabel 2.
Tabel 2.
Pengujian MQ4 pada Udara Bersih
Voltage_ADC Ratio Rs/Ro PPM
0,07
483,37
4,78
12,95
0,08
401,56
3,97
21,71
0,06
528,82
5,23
10,08
0,07
458,00
4,53
15,05
0,08
397,46
3,93
22,33
0,09
352,39
3,49
31,23
0,10
360,59
3,57
29,29
Pengujian sensor MQ4 pada udara yang mengandung gas metana dilakukan dengan membakar kertas hingga mengasilkan asap yang mengandung gas metana.
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan pada sensor MQ4 di udara yang mengandung gas metana, berikut hasil pengujian yang ada pada tabel 3.
Tabel 3.
Pengujian MQ4 pada Udara yang Mengandung Gas Metana.
Voltage_ADC Ratio Rs/Ro PPM Pengujian Sensor DHT11 Pada pengujian ini dilakukan menggunakan suhu ruangan, freezer kulkas, suhu luar ruangan .
ahan gambut kondisi norma.
dan lahan gambut yang dibakar.
Namun, kondisi lahan gambut yang basah karena hujan dihari sebelumnya membuat lahan tidak bisa dibakar.
Oleh karena itu, pengujian diganti dengan membakar dedaunan di sekitar lahan gambut.
Pengujian ini dilakukan untuk melihat apakah sensor dapat berfungsi dengan baik dalam membaca suhu lingkungan di sekitarnya.
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan seperti pada tabel 4, menunjukkan sensor DHT11 dapat mendeteksi kadar gas metana di sekitarnya.
Tabel 4.
Pengujian Sensor DHT11 Repit: Jurnal Rekayasa Proses dan Industri Terapan - Volume.
No.
1 Februari 2024 E-ISSN: 2988-084X.
P-ISSN: 2988-0831.
Hal 32-46 Pengujian Kondisi Suhu .
C) Suhu ruangan Suhu Freezer Kulkas 7,00 Suhu luar ruangan 36,60 Suhu saat dedaunan dibakar 41,70 Pengujian Pengaruh Jarak pada Sensor MQ4 dan DHT11 Gambar 9.
Pengujian Pengaruh Jarak pada Sensor MQ4 dan DHT11 Pengujian dilakukan sebanyak 6 kali dari jarak 4meter sampai dengan 15meter dari titik Durasi pembacaan sensor MQ4 sangat dipengaruhi oleh ketebalan asap dan arah angin berhembus.
Dari pengujian tersebut dapat diketahui bahwa sensor MQ4 dan DHT11 dapat membaca perubahan kadar gas metana dan suhu pada kebakaran lahan gambut hingga radius 15meter.
Tabel 5.
Pengujian Jarak pada Sensor MQ4 dan DHT11 Jarak Sensor Kadar Gas Durasi Pemban Suhu .
C) (Mete.
Metana .
Sensor
37,40
25 detik
39,80
43 detik
40,70
28 detik
37,80
33 detik
38,50
28 detik 49 detik Pengujian Tampilan Website Pada pengujian tampilan website digunakan metode black box.
Pengujian dengan metode black box testing sangat dibutuhkan, agar setiap perangkat lunak diuji terlebih dahulu untuk menguji tingkat kesalahan sistem.
Dan sistem yang berjalan dengan optimal akan memudahkan kinerja user/pihak pengguna, tanpa adanya masalah.
(Febrian dkk, 2.
Sistem Peringatan Dini Kebakaran Pada Perkebunan Kelapa Sawit Di Lahan Gambut Berbasis Website Dan Telegram Gambar 10.
Tampilan Website Berdasarkan gambar 10 menunjukkan tampilan website sistem yang menampilkan tanggal, waktu, grafik kadar gas metana, grafik suhu, suhu terkini, kadar gas metana terkini dan masing-masing status kondisinya secara realtime.
Hasil pengujian tampilan website dapat dilihat pada tabel 4.
6 berikut Tabel 6 Pengujian Tampilan Website Aktivitas Pengujian Hasil Pengujian Membuka dan masuk ke Berhasil membuka dan masuk dalam website.
ke halaman website.
Melihat data suhu dan Data data suhu dan kadar gas kadar gas metana tampil metana berhasil di tampilan pada website secara pada website secara realtime.
Melihat perubahan data Berhasil suhu dan kadar gas metana perubahan data suhu dan kadar dalam bentuk grafik secara gas metana dalam bentuk grafik realtime pada website.
secara realtime pada website.
Menampilkan status Berhasil menampilkan status kondisi dari data suhu dan kondisi dari data suhu dan kadar kadar gas metana dengan gas metana sesuai dengan yang benar pada website.
Tampilan website bisa Berhasil diakses melalui Smartphone atau PC.
Smartphone atau PC Kesimpulan Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Pengujian Notifikasi Telegram bot Repit: Jurnal Rekayasa Proses dan Industri Terapan - Volume.
No.
1 Februari 2024 E-ISSN: 2988-084X.
P-ISSN: 2988-0831.
Hal 32-46 Gambar 11 Pengujian Notifikasi Telegram Berdasarkan gambar 11 menunjukkan notifikasi telegram yang dapat mengirim informasi suhu, kadar gas metana dan masing-masing status kondisinya.
Pesan akan dikirim melalui telegram ketika suhu naik 1 AC dari suhu sebelumnya atau gas metana di atas 1.
000 ppm.
Tabel 7.
Pengujian Notifikasi Telegram Aktivitas Pengujian Hasil Pengujian Kesimpulan Membuka dan masuk Berhasil masuk ke telegram Sesuai yang Berhasil Notifikasi masuk pada Notifikasi status beserta kadar gas metana dan Berhasil suhu tampil pada telegram sesuai yang KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil pengujian dari AuSistem Peringatan Dini Kebakaran pada Perkebunan Kelapa Sawit di Lahan Gambut Berbasis Website dan TelegramAy yang telah dibuat maka dapat ditarik kesimpulan bahwa :
Sistem peringatan dini kebakaran pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut berbasis Website dan Telegram telah berhasil dibuat dan bekerja secara realtime.
Komponen yang digunakan untuk membangun sistem peringatan dini kebakaran pada perkebunan kelapa sawit di lahan gambut menggunakan modul ESP32 sebagai penghubung dengan internet, sensor MQ4, sensor DHT11, database server sebagai tempat penyimpan data, website dan telegram untuk memantau kadar gas metana dan suhu.
Sistem menampilkan perubahan data kadar gas metana dan suhu setiap 10 detik melalui website dan mengirim notifikasi telegram jika suhu meningkat 1 AC atau gas metana di atas 1000 ppm.
Sistem Peringatan Dini Kebakaran Pada Perkebunan Kelapa Sawit Di Lahan Gambut Berbasis Website Dan Telegram Alat yang telah dibuat dapat bekerja hingga radius 15 m dari titik api.
Kecepatan pembacaan data dipengaruhi oleh arah angin berhembus, besar api dan ketebalan asap.
Sedangkan untuk jangkauan alat yang lebih luas dibutuhkan jumlah alat yang lebih banyak.
Saran