Perancangan IoT Deteksi Dini Kebakaran dengan Notifikasi Panggilan Telepon dan Share Location

(1)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro

, Vol. 18, No. 1, Agustus 2020, Pp. 105 - 120, P-ISSN 1412-0372, E-ISSN 2541-089X, doi: http://dx.doi.org/10.25105/jetri.v18i1.#### (kode artikel)

Received ## Bulan 20##, revised ## Bulan 20##, accepted ## Bulan 20##

Perancangan IoT Deteksi Dini Kebakaran dengan

Notifikasi Panggilan Telepon dan Share Location

Haris Isyanto, Deni Almanda, Helmy Fahmiansyah

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jakarta Jalan Cempaka Putih Tengah 27, Jakarta Pusat, 10510, Indonesia

E-mail: haris.isyanto@ftumj.ac.id

ABSTRACT

Fire disasters are one of the most frequent disasters happens in Jakarta. These fires mostly occur in densely populated areas. The fire mostly caused by the exploded gas stove and an electric short circuit. Many fire cases are realized by the people around when the fire has expanded and struck part of the houses and buildings, and rarely can be detected early. Based on this incident, we proposed the design of a fire early detection system, which can provide notification on telephone calls and share locations to real-time smartphones through GPS and using IoT. The designed system uses a fire sensor, smoke sensor, and temperature sensor. Also, a GSM SIM 800L module serves as a notification for telephone calls an Ublok Neo 6M GPS module, and an email as a link to share the location of the fire. Together with the Blynk application serves as sensor monitoring and popup notifications on smartphones. The testing results show that the success rate of the fire sensor is 90%, the smoke sensor is 91%, the temperature sensor is 100%, and the response time for a telephone call is 90%.

Keywords: Fire, Telephone Call, GPS, IoT, Blynk Application

ABSTRAK

Bencana kebakaran merupakan salah satu bencana yang sering terjadi di Jakarta. Kebakaran ini kebanyakan terjadi di kawasan padat penduduk. Hal ini rata – rata disebabkan oleh kompor gas meledak dan korsleting listrik. Kebanyakan kasus kebakaran diketahui oleh orang sekitar saat api sudah membesar dan menyambar sebagian bangunan rumah dan gedung, namun jarang kasus kebakaran dapat dideteksi lebih awal. Berdasarkan kejadian tersebut, maka dirancang sistem pendeteksi dini kebakaran, yang dapat memberikan notifikasi panggilan telpon dan share location ke Smartphone real-time melalui GPS mengunakan IoT. Perancangan sistem ini menggunakan sensor api, sensor asap dan sensor suhu. Selain itu digunakan modul GSM SIM 800L yang memberikan layanan notifikasi pangilan telepon, modul GPS Ublok Neo 6M dengan meggunakan email untuk share location terjadinya kebakaran. Sedangkan aplikasi Blynk untuk memonitor sensor dan notifikasi yang muncul pada smartphone. Dari hasil pengujian perancangan alat diperoleh tingkat keberhasilan sensor api 90%, sensor asap 91 %, sensor suhu 100%, dan pengujian waktu respon panggilan telepon 90%.

(2)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro

, Vol. 18, No. 1, Agustus 2020, P-ISSN 1412-0372, E-ISSN 2541-089X

2

1. Pendahuluan

Bencana kebakaran merupakan keadaan atau kondisi di mana bangunan pada suatu tempat dilalap api. Hal ini mengakibatkan kerugian aset/harta dan tewasnya korban jiwa di tempat-tempat seperti pabrik, gedung, pasar, perumahan, pom bensin dan tempat lainnya. Berdasarkan data dunia tentang kecelakaan keselamatan dan kesehatan kerja (K3), tewasnya korban paling parah karena kebakaran pabrik terjadi hampir di setiap negara di dunia dengan peringkat di bawah bencana alam seperti bencana gempa bumi/tsunami [1].

Kebakaran akan menjadi ancaman bagi keselamatan manusia dan lingkungan. Kemajuan perkembangan pembangunan yang semakin pesat, mengakibatkan resiko terjadinya kebakaran semakin meningkat. Penduduknya semakin padat, pembangunan gedung - gedung perkantoran, kawasan perumahan, apartemen, industri yang semakin berkembang pesat sehingga menimbulkan kerawanan.

Adapun penyebab terjadinya kebakaran ada beberapa faktor, seperti: hubungan pendek instalasi listrik, kompor gas meledak, puntung rokok, dan lain-lain. Pada umumnya, kebakaran diketahui jika keadaan api sudah mulai membesar atau asapnya mulai menghitam atau telah mengepul keluar dari bangunan. Sistem keamanan pada bangunan (gedung atau perumahan) dibutuhkan dikarenakan bahaya kebakaran datang tidak mengenal waktu, sehingga pencegahan dini dapat mengurangi munculnya kebakaran, dan kerugian yang lebih besar. Dalam penelitian ini, dirancang suatu sistem atau prototipe yang dapat mendeteksi kebakaran dengan notifikasi panggilan telepon dan share location menggunakan IoT. Sensor api digunakan sebagai pendeteksi kebakaran yang dipasang pada 3 ruangan, yaitu dapur, ruang tengah dan kamar tidur. Sensor diproses dengan mikrokontroller, sedangkan modul GSM/GPRS sebagai luaran yang akan memberikan peringatan secara real time berupa panggilan telepon. Panggilan telpon dari handphone ke jaringan GSM/3G/4G dialihkan melalui jaringan inti ke pihak tujuan jaringan telepon tetap Kantor Pemadam Kebakaran terdekat [2] dengan mengirimkan notifikasi informasi share location kebakaran ke Smatphone melalui GPS berbasis Internet of Things (IoT).

(3)

H. Isyanto dkk. “Perancangan IoT Deteksi Dini Kebakaran …”

3

2. Kajian Pustaka

2.1 Global Positioning System (GPS)

GPS (Global Positioning System) merupakan sistem satelit untuk navigasi dan

penentuan posisi. GPS ini dikelola dan dimiliki oleh Amerika Serikat. Sistem ini dirancang untuk memberikan informasi tentang posisi, kecepatan dan waktu. GPS terbagi menjadi 3 segmen antara lain segmen angkasa, sengmen pengendali, dan segmen pengguna [3,4].

Saat ini orang di seluruh dunia sudah banyak yang mengunakan GPS pada segala bidang aplikasi. GPS ini sudah banyak juga diaplikasikan di Indonesia, terutama yang berhubungan dengan aplikasi informasi posisi [5,6]. Jika dibandingkan dengan metode maupun sistem penentuan posisi produk lainnya, GPS memiliki banyak keunggulan dan keuntungan. Keunggulan dalam hal operasional dan kualitas posisi.

2.2 IoT (Internet Of Things)

IoT (Internet Of Things) adalah segala sesuatu tentang obyek yang terkoneksi

dengan Internet. IoT adalah teknologi terbaru di dunia internet, di mana teknologi ini akan menjadi tren teknologi di masa depan. Saat ini, IoT telah diperluas. IoT adalah platform terkemuka untuk perangkat komunikasi. Diperkirakan bahwa jumlah pengguna IoT akan meningkat secara masif di mana ekonomi tumbuh secara signifikan [7-10] terutama diperkirakan pada sektor biomedis atau kesehatan. Selain itu, IoT mengalami pertumbuhan yang cepat tidak hanya di sektor kesehatan atau biomedis, tetapi juga dalam layanan aplikasi IoT yang relevan lainnya [11-13].

Berdasarkan Laporan Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 2012 bahwa IoT telah didefinisikan menjadi tiga bagian: sensor, jaringan, dan koneksi internet [14]. International Telecommunication Union (ITU) sebagai sumber referensi dan informasi di bidang standar telekomunikasi telah mendefinisikan IoT sebagai infrastruktur publik yang digunakan untuk masyarakat informasi, yang menyediakan

(4)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro

4

layanan interkoneksi baik fisik maupun virtual. Ini didasarkan pada operasi dan perkembangan di bidang teknologi informasi dan komunikasi.

Singkatnya, IoT terdiri dari tiga bagian: jaringan, sensor, dan penggunaan aplikasi. Beberapa teknologi komunikasi dapat digunakan untuk mendukung koneksi perangkat ke IoT [15].

3. Metode Penelitian

Gambar 1 Flowchart Sistem Pendeteksi Kebakaran Dini

Pada Gambar 1, dideskripsikan alur kerja sistem pendeteksi kebakaran dini yang bekerja apabila mendeteksi sebuah api, jika sensor api terdeteksi maka modul

(5)

5 SIM 800L akan melakukan panggilan telepon secara otomatis ke nomor yang telah diatur dalam software program (Misal: No. Telepon Kantor Pemadan Kebakaran terdekat). Ketika Petugas mengangkat panggilan telepon tersebut, maka perangkat komponen ISD18B20 akan mengeluarkan suara yang berisi rekaman “ADA KEBAKARAN”. Setelah itu secara live streaming smartphone petugas akan menerima notifikasi share location atau alamat lokasi terjadinya kebakaran melalui GPS dan koneksi internet.

3.1 Blok Diagram Pendeteksi Kebakaran

Alat pendeteksi kebakaran ini memperoleh masukan dari sensor api, sensor asap, dan sensor suhu. Ketika sensor tersebut terdeteksi maka akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroller NodeMCU ESP8266 kemudian diproses ke SIM 800L untuk melakukan panggilan telepon yang kemudian direspon oleh DF Player dengan mengirimkan suara “ADA KEBAKARAN MOHON UNTUK MELIHAT LOKASI YANG DIKIRIM EMAIL”. Kemudian sensor GPS akan mengirimkan notifikasi lokasi kejadian api itu berada. Kemudian luaran tersebut dapat dipantau melalui

handphone dengan internet. Blok diagram sistem pendeteksi kebakaran ditunjukkan

pada Gambar 2.

(6)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro

6

3.2 Rangkaian Prototipe Alat Pendeteksi Kebakaran

Rangkaian prototipe alat pendeteksi kebakaran merupakan rangkaian untuk mendeteksi obyek api, asap dan suhu pada saat terjadinya kebakaran. Ketika mendeteksi kebakaran maka akan mengirim notifikasi pemanggilan telepon ke nomor petugas pemadam kebakaran, dan mengirimkan sebuah notifikasi berupa share

location supaya petugas kebakaran tidak perlu mencari alamat kejadian kebakaran.

Rangkaian prototipe alat pendeteksi kebakaran terlihat pada Gambar 3.

Gambar 3 Rangkaian Prototipe Alat Pendeteksi Kebakaran

3.3 Matriks Peta Penelitian Alat Pendeteksi Kebakaran

Pada Tabel 1 di bawah ini ditampilkan matriks peta penelitian alat pendeteksi kebakaran yang menunjukkan berbagai jenis perangkat mikrokontroler dengan jenis-jenis sensor, alarm, notifikasi, dan koneksi yang tersedia atau dapat digunakan sesuai dengan jenis mikrokontroler terkait.

(7)

7 Tabel 1 Matriks Peta Penelitian Alat Pendeteksi Kebakaran

Prototipe Alat

Mikro kontroler

Jenis

Sensor Alarm Notifikasi Koneksi Ref.

Pendeteksi Kebakaran Atmega 8 Asap, Suhu, dan Gas Buzzer SMS Tidak ada [16]

Atmega 16 Api dan

Asap

Buzzer

Tidak ada Tidak ada [17]

Arduino Uno Asap dan Api Buzzer SMS Tidak ada [18] Arduino Uno Api, Suhu dan Asap Buzzer Aplikasi Android Bluetooth [19]

Rapsberry Pi Api, Asap dan Suhu

Buzzer Aplikasi

GUI Tidak ada [20]

Rapsberry Pi Api, Asap dan Suhu

Buzzer Aplikasi Android

Internet of

Things [21]

NodeMCU Api, Asap

dan Suhu Buzzer Panggilan Telpon, Aplikasi Android, dan GPS Internet of Things Usulan Penelitian

4. Hasil dan Pembahasan

Pengujian dilakukan supaya dapat mengetahui kinerja alat yang dirancang, pada fungsi setiap bagian.

4.1. Pengujian Sensor Api

Pada pengujian sensor api ini dilakukan dengan cara mengambil data pengukuran berdasarkan dari titik minimal pembacaan sampai titik maksimal pembacaan. Jarak pendeteksian sensor api diukur dengan jarak 0-100 cm. pada simulasi ini menggunakan lilin dan diukur menggunakan penggaris. Data yang akan diambil untuk dijadikan grafik yaitu Vdc vs Jarak pembacaan. Ilustrasi pengujian sensor api terlihat pada Gambar 4.

(8)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro

8

Gambar 4 Ilustrasi Pengujian Sensor Api

4.1.1 Grafik Pengujian Sensor Api

Pengujian sensor api secara tegak lurus menggunakan lilin sebagai sumber api. Pengukuran berjalan sesuai yang diharapkan. Sensor mampu membaca pada jarak 100 cm dengan sumber api besar, 50 cm pada api sedang, dan 10 cm pada api kecil. Karakteristik sensor api dapat terlihat dimana nilai tegangan berbanding terbalik dengan jarak ukur sumber api. Dan juga kemampuan membaca dari sensor api yang lebih sensitif terhadap api besar. Dari hasil pengujian sensor api tersebut hanya 1 kali gagal dari 10 kali percobaan, maka tingkat keberhasilan mencapai 90%. Grafik pengujian sensor api terlihat pada Gambar 5.

(9)

9

4.1.2 Notifikasi Pengujian Sensor Api

Pengujian ini apabila sensor api terdeteksi maka akan mengirimkan sebuah

popup notifikasi ke smartphone dan mengirimkan lokasi kejadian kebakaran ke email

untuk mengetahui langsung lokasi kejadian kebakaran tersebut. Notifikasi pengujian terdeteksi sensor api dan lokasi kejadian kebakaran ke smartphone terlihat pada Gambar 6.

Gambar 6 Notifikasi Terdeteksi Api dan Lokasi Kejadian Kebakaran ke Smartphone

4.2 Pengujian Sensor Asap MQ-7

Pada pengujian sensor asap dilakukan dengan cara mengambil data pengukuran berdasarkan dari titik minimal pembacaan sampai titik maksimal pembacaan. Jarak pendeteksian sensor asap diukur dengan jarak 0-110 cm. pada simulasi ini menggunakan media asap dan diukur menggunakan penggaris. Data yang akan diambil untuk dijadikan grafik yaitu Vdc vs Jarak pembacaan. Berikut adalah ilustrasi pengujian sensor asap. Ilustrasi pengujian sensor asap terlihat pada Gambar 7.

(10)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro

10

4.2.1 Grafik Pengujian Sensor Asap MQ-7

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui karekteristik sensor asap pada perbandingan jarak dan tegangan sensor asap yang terbaca. Jarak pada 0 cm menunjuk tegangan pada sensor cukup tinggi dikarenakan tidak terdeteksi media asap. Jarak ukur pada sensor asap pada 0 cm – 110 cm. Dari hasil pengujian sensor asap tersebut hanya 1 kali gagal dari 11 kali percobaan, maka tingkat keberhasilan mencapai 91 %. Grafik pengujian sensor asap terlihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Grafik Pengujian Sensor Asap

4.2.2 Notifikasi Popup Sensor Asap

Pengujian ini apabila sensor asap mendeteksi maka akan muncul sebuah popup notifikasi pada Aplikasi Blynk dan mengaktifkan sebuah Buzzer. Notifikasi popup dan monitoring sensor asap ke handphone Gambar 9.

(11)

11

4.3 Pengujian Sensor Suhu DS18B20

Pengujian ini untuk mengetahui suhu pada kondisi terdeteksi nya sebuah api. Pengukuran ini dilakukan perbandingan jarak dengan suhu yang dihasilkan pada bersamaan dengan sensor api dengan dilakukan jarak 0-100 cm dengan perbandingan antara api besar, api sedang, api kecil. Pengujian ini didiamkan beberapa detik untuk mengetahui suhu yang didapatkan. Ilustrasi pengujian sensor suhu terlihat pada Gambar 10.

Gambar 10 Ilustrasi Pengujian Sensor Suhu DS18B20

4.3.1 Grafik Sensor Suhu DS18B20

Pada pengujian ini dihasilkan perbandingan antara jarak terhadap suhu yang dilakukan pengujian bersamaan dengan sensor api. Dari hasil pengujian sensor suhu tersebut tidak ada yang gagal dari 10 kali percobaan, maka tingkat keberhasilan mencapai 100%. Untuk mengetahui perbandingan suhu yang didapat menggunakan media api besar, api sedang, api kecil. Grafik pengujian sensor suhu terlihat pada mbar 11.

(12)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro

12

4.3.2 Notifikasi Sensor Suhu DS18B20

Pengujian ini apabila Sensor Suhu DS18B20 apabila melebihi suhu lebih dari 50o Celcius maka akan muncul sebuah popup notifikasi pada Aplikasi Blynk Serta mengaktifkan sebuah Buzzer. Notifikasi popup dan monitoring sensor suhu ke handphone Gambar 9.

4.4 Grafik Pengujian Waktu Respon (Respon Time) Notifikasi Telepon

Pengujian ini untuk mengetahui berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk merespon untuk pemanggilan telepon kepada nomor yang dituju. Pada pengujian ini menggunakan sensor api apabila terdeteksi maka akan melakukan pemanggilan telepon. Dari hasil pengujian waktu respon tersebut hanya 1 kali gagal dari 10 kali percobaan, maka tingkat keberhasilan mencapai 90%. Kelemahan pada pengujian ini bergantung pada sinyal yang didapat. Grafik pengujian waktu respon panggilan telepon terlihat pada Gambar 12.

(13)

13

5. Kesimpulan

Dari hasil analisa pengujian alat ini diperoleh kesimpulan bahwa pengujian api besar, api sedang dan api kecil ini untuk mengetahui kemampuan sensitifitas dalam mendeteksi sensor api. Dari hasil pengujian sensor api diperoleh hanya 1 kali gagal dari 10 kali percobaan, maka tingkat keberhasilan mencapai 90%. Hasil pengujian sensor asap diperoleh hanya 1 kali gagal dari 11 kali percobaan, maka tingkat keberhasilan mencapai 91 %. Hasil pengujian sensor suhu tersebut tidak ada yang gagal dari 10 kali percobaan, maka tingkat keberhasilan mencapai 100%. Hasil pengujian waktu respon panggilan telepon diperoleh hanya 1 kali gagal dari 10 kali percobaan, maka tingkat keberhasilan mencapai 90%. Waktu respon sensor api pada panggilan telepon dengan rata – rata sebesar 6,37 detik. Dan kekuatan sinyal koneksi jaringan internet sangat mempengaruhi kinerja alat dalam mengirimkan notifikasi

popup, notifikasi lokasi kejadian kebakaran, akses aplikasi google maps, pengiriman

data/monitoring sensor, dan panggilan telepon.

Ucapan Terima Kasih

Penulis berterima kasih atas dukungan Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM) Universitas Muhammadiyah Jakarta atas saran dan dukungan dananya. Penulisan artikel ini didanai oleh Hibah Penelitian LPPM UMJ dengan kontrak penelitian No. : 69/R-UMJ/IV/2020.

Daftar Pustaka

[1] International Labour Organization. Manajemen Risiko Kebakaran. Jakarta: Kantor Perburuhan Internasional, 2018, pp. 1-20.

[2] Ivan M, Zaiyan A,. Perkembangan Teknologi Jaringan GSM dalam Komunikasi

Seluler. Jurnal POROS TEKNIK Volume 10, No. 2, Desember 2018, Politeknik Negeri Banjarmasin, 2018, pp. 73-81.

(14)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro

14

[3] Tiyo B, Imam S, Ajub A. Z.,. Mobile Tracking GPS (Global Positioning System)

Melalui Media SMS (Short Message Service). Semarang: Universitas

Diponegoro, 2011, pp. 1-9.

[4] Riki A. F, Alam R, Aldy P. A,. Implementation of Global Positioning System as a Location Monitoring Media for Final Project Guidelines on Android-based Applications. Tasikmalaya: Jurnal Transformatika, Vol.16, No.2, Universitas Siliwangi, 2019, pp. 169 – 174.

[5] S. Alfeno and R. E. C. Devi, Implementasi Global Positioning System (GPS) dan

Location Based Service (LSB) pada Sistem Informasi Kereta Api untuk Wilayah Jabodetabe, Tangerang: Jurnal Sisfotek Global, Vol. 7, No. 2, STMIK Bina

Sarana Global, 2017, pp. 27 – 33.

[6] H. Isyanto, W. Ibrahim, Z. A. Meilisha, Desain Monitoring Human Tracking

dengan RFID dan GPS, Jakarta: Resistor Vol. 3 No. 1, Universitas

Muhammadiyah Jakarta, 2020, pp. 9-15

[7] S. D. T. Kelly, N. K. Suryadevara, and S. C. Mukhopadhyay, "Towards the Implementation of IoT for Environmental Condition Monitoring in Homes,"

IEEE Sensors Journal, vol. 13, no. 10, pp. 3846-3853, 2013

[8] M. Suryanegara, A. S. Arifin, M. Asvial, and G. Wibisono, "A system engineering approach to the implementation of the Internet of Things (IoT) in a country," in

2017 4th International Conference on Information Technology, Computer, and Electrical Engineering (ICITACEE), 2017, pp. 20-23

[9] A. S. Arifin, M. Suryanegara, T. S. Firdaus, and M. Asvial, "IoT-Based Maritime Application: An Experiment of Ship Radius Detection," presented at the Proceedings of the International Conference on Big Data and Internet of Thing, London, United Kingdom, 2017

[10] L. Atzori, A. Iera, and G. Morabito, "The Internet of Things: A Survey,"

(15)

15 [11] D. Pavithra and R. Balakrishnan, "IoT based monitoring and control system for

home automation," in 2015 Global Conference on Communication Technologies

(GCCT), 2015, pp. 169-173

[12] H. Isyanto, A. S. Arifin, and M. Suryanegara, ”Design and Implementation of IoT-Based Smart Home Voice Commands for disabled people using Google Assistant,” in 2020 International Conference on Smart Technology and

Applications (ICoSTA), 2020, pp. 1-6.

[13] Vinay Sagar KN and Kusuma SM. Home Automation Using Internet of Things.

Intenational Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). Vol

2 Issue 3. 2015, pp. 1-6.

[14] A. B. Chebudie, R. Minerva, and D. Rotondi, "Towards a definition of the Internet of Things (IoT)," 2014

[15] A. Al-Fuqaha, M. Guizani, M. Mohammadi, M. Aledhari, and M. Ayyash, "Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 17, no. 4, pp. 2347-2376, 2015

[16] R. S. Kharisma, dan A. Setiyansah,”Pembuatan Sistem Pendeteksi Dini

Kebakaran Menggunakan Atmega8,” Jurnal Ilmiah Data Manajemen dan

Teknologi Informasi, Vol. 18 No. 1,Universitas Amikom Yogyakarta, 2017, pp. 70-75

[17] G. C. Candra Palevi, A. Qustoniah, D. U. Effendi,”Prototipe Sistem Pemadam

Kebakaran Otomatis Berbasis Mikrokontroller Avr Atmega16 Menggunakan Sensor Api Dan Sensor Asap,” Conference On Innovation And Application Of

Science And Technology, Universitas Widyagama, Malang, 2018, pp, 676-685. [18] D. H. Saputra et al. "Pembuatan Model Pendeteksi Api Berbasis Arduino Uno dengan Keluaran SMS Gateway," in Prosiding Seminar Nasional Fisika

(E-Journal) SNF2016, Vol. V, Universitas Negeri Jakarta, 2016, pp. 103-108.

(16)