Laporan Hasil Praktek Sistem Deteksi Api Berbasi Sensor Infrared dan ESP8266 Kel6 TIB2025

 

Laporan Hasil Praktek

Sistem Deteksi Api Berbasi Sensor Infrared dan ESP8266

 

Kelompok 6:

Alfina Rosyada           (25051204020)

Muaz Zulkarnain         (25051204087)

Christian Rafael          (25051204110)

Herlina Shafa M         (25051204187) 

 

 

 

 

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN 1

  1.1 Latar Belakang 1

  1.2 Tujuan 1

BAB II TEORI PENUNJANG PRAKTIKUM 2

  2.1 Arsitektur Sistem Embedded 2

  2.2 Mikrokontroler Arduino / ESP8266 2

  2.3 Sensor Flame Infrared (IR) 3

  2.4 Konsep Input, Process, dan Output (IPO) 3

  2.5 Buzzer sebagai Aktuator 4

  2.6 Arsitektur Perangkat Keras Sistem 4

  2.7 Pemrograman Mikrokontroler Arduino 5

  2.8 IoT pada Sistem Pendeteksi Api (Opsional Jika ESP8266) 5

  2.9 Kelebihan dan Kelemahan Sistem 6

BAB III METODOLOGI ALAT & RANGKAIAN 7

  3.1 Alat dan bahan7

  3.2. Gambar Desain Praktikum 9

  3.3. Prosedur Praktikum 10

BAB IV HASIL  11

  4.1. Hasil 11

  4.2.  Analisa Hasil 11

KESIMPULAN 13

 

 

BAB I

PENDAHULUAN

I.I.  Latar Belakang

Kebakaran merupakan salah satu bahaya yang bisa terjadi kapan saja. Untuk mengurangi risiko kerugian, dibutuhkan alat yang mampu mendeteksi adanya api sejak dini. Pada praktikum mata kuliah Arsitektur dan Organisasi Komputer ini, kelompok kami mencoba membuat sebuah sistem sederhana yang dapat mendeteksi api menggunakan sensor infrared yang dihubungkan ke mikrokontroler ESP8266. Ketika sensor menangkap adanya api, buzzer akan berbunyi sebagai tanda peringatan.

Praktikum ini dilakukan untuk memahami bagaimana perangkat keras (hardware) dapat saling berkomunikasi dan bekerja sama dalam sebuah rangkaian sederhana untuk menghasilkan fungsi tertentu.

I.2. Tujuan

a.       Membuat rangkaian sistem sederhana berupa alat pendeteksi api menggunakan sensor infrared dan ESP8266.

b.       Melatih kemampuan merangkai komponen elektronika dasar.

c.       Memahami cara kerja sensor, mikrokontroler, serta proses komunikasi data antarperangkat dalam sistem terbenam.

d.       Meningkatkan kemampuan analisis terhadap hubungan antara perangkat keras dan fungsinya dalam suatu rangkaian elektronik.

 

 

 

 

 

BAB II

TEORI PENUNJANG PRAKTIKUM

2.1 Arsitektur Sistem Embedded

Sistem embedded adalah sistem komputasi yang dirancang untuk menjalankan fungsi tertentu secara khusus. Berbeda dari komputer umum (general purpose computer), sistem embedded biasanya terdiri dari mikrokontroler yang memiliki CPU, memori, dan modul input/output dalam satu chip.

Dalam konteks praktikum ini, Arduino atau ESP8266 berperan sebagai sistem embedded yang mengontrol proses pendeteksian api dan pengaktifan alarm. Mikrokontroler di dalamnya menjalankan instruksi secara langsung tanpa sistem operasi sehingga responnya cepat dan efisien.

2.2 Mikrokontroler Arduino / ESP8266

            Arduino (misalnya ATmega328P) atau ESP8266 merupakan inti pemrosesan dari sistem ini. Mikrokontroler tersebut memiliki beberapa komponen utama yang berkaitan dengan arsitektur komputer:

1. Central Processing Unit (CPU)

Berfungsi mengeksekusi instruksi program melalui siklus fetch, decode, execute. CPU mengolah data dari sensor dan mengatur output pada buzzer.

2. Memori

            Mikrokontroler memiliki beberapa jenis memori:

a.     Flash Memory : tempat penyimpanan program (non-volatile).

b.     SRAM : digunakan untuk menyimpan variabel saat program berjalan.

c.     EEPROM : menyimpan data permanen yang tidak hilang saat listrik mati.

 

3. Input/Output (I/O)

Mikrokontroler memiliki pin digital dan analog yang memungkinkan interaksi dengan sensor flame dan buzzer. Pin ini dikendalikan oleh CPU melalui instruksi program.

2.3 Sensor Flame Infrared (IR)

            Sensor Flame Infrared seperti modul HW-201 bekerja berdasarkan prinsip deteksi cahaya infra merah yang dipancarkan oleh api. Api menghasilkan radiasi pada panjang gelombang 760 - 1100 nm, yang kemudian dideteksi oleh sensor.

Komponen pada Flame Sensor:

a.     Photodiode Infrared : Menangkap pancaran sinar IR dari api.

b.     Penguat (Amplifier) : Memperkuat sinyal cahaya yang diterima.

c.     Comparator dengan Potensiometer : Membandingkan intensitas cahaya dengan nilai ambang (threshold). Jika intensitas melebihi threshold,  maka output DIGITAL berubah.

d.     Output Sensor : AO (Analog Output) untuk nilai intensitas IR dan DO (Digital Output) untuk HIGH/LOW berdasarkan threshold

Cara Kerja Sensor:

a.     Ketika tidak ada api maka sensor menghasilkan nilai HIGH

b.     Ketika ada api maka nilai berubah menjadi LOW (tergantung modul)

LED DO pada sensor menyala sebagai indikator bahwa sensor mendeteksi perubahan intensitas IR.

2.4 Konsep Input, Process, dan Output (IPO)

Model IPO menjelaskan alur kerja dari sistem pendeteksi api berbasis Arduino:

1. Input : Sensor flame membaca intensitas sinar infra merah.
2. Process : Mikrokontroler memproses input dengan logika:

a.     Jika terdeteksi api, aktifkan buzzer

b.     Jika tidak, buzzer tetap mati

            Semua proses dilakukan oleh CPU dengan menjalankan instruksi program yang tersimpan di memori.

3. Output : Buzzer berbunyi sebagai alarm peringatan adanya api.

2.5 Buzzer sebagai Aktuator

            Buzzer adalah perangkat output yang digunakan untuk menghasilkan suara sebagai tanda alarm.

Jenis Buzzer:

a.     Buzzer Aktif  (bunyi otomatis saat diberi tegangan).

b.     Buzzer Pasif (membutuhkan sinyal frekuensi (misal fungsi tone pada Arduino).

            Pada praktikum ini buzzer digunakan sebagai aktuator yang akan aktif ketika Arduino mendeteksi adanya api, sehingga menunjukkan peran I/O dalam arsitektur komputer.

2.6 Arsitektur Perangkat Keras Sistem

            Rangkaian pendeteksi api terdiri dari beberapa komponen:

1. Sensor Layer : Flame sensor sebagai perangkat input yang membaca keadaan lingkungan.
2. Processing Layer : Arduino/ESP8266 sebagai pemroses yang menjalankan logika program.
3. Actuator Layer : Buzzer sebagai perangkat output yang memberikan respon berupa alarm.

 

 

2.7 Pemrograman Mikrokontroler Arduino

            Program pada Arduino ditulis menggunakan bahasa C/C++ yang disederhanakan. Program terdiri dari dua fungsi utama:

1. setup() : Berjalan sekali di awal. Digunakan untuk inisialisasi pin I/O.
2. loop() : Berjalan terus menerus. Digunakan untuk membaca sensor dan memberikan output ke buzzer.

Instruksi sederhana seperti:

a.     pinMode() : menentukan mode pin

b.     digitalRead() : membaca sinyal sensor

c.     digitalWrite() : mengatur output buzzer

            Semua instruksi ini diterjemahkan oleh CPU dalam bentuk operasi mesin (machine instruction).

2.8 IoT pada Sistem Pendeteksi Api (Opsional Jika ESP8266)

            Jika menggunakan ESP8266 dengan WiFi, sistem dapat dikembangkan menjadi sistem IoT. IoT memungkinkan data sensor dapat dikirim ke internet atau dipantau secara jarak jauh.

Konsep IoT dalam arsitektur sistem:

1. Sensing (membaca api)
2. Processing (mikrokontroler)
3. Communication (WiFi MQTT/HTTP)
4. Actuation (buzzer atau alarm lain)

            Hal ini menjadikan sistem pendeteksi api lebih modern dan dapat diintegrasikan dengan sistem keamanan rumah.

 

 

2.9 Kelebihan dan Kelemahan Sistem

Kelebihan yang dimiliki oleh sistem ini yaitu biaya pembuatannya yang murah karena menggunakan komponen sederhana dan mudah diperoleh, sehingga sangat cocok digunakan untuk proyek praktikum maupun penerapan skala kecil. Sistem ini juga mudah dirakit karena rangkaiannya tidak terlalu rumit, sehingga memudahkan pengguna dalam proses instalasi maupun perawatan. Selain itu, alat ini mampu mendeteksi keberadaan api dengan cepat pada jarak dekat berkat sensitivitas sensor infrared yang cukup baik.

Kelemahan yang dimiliki oleh sistem ini yaitu sensor infrared mudah terpengaruh oleh cahaya luar seperti sinar matahari, sehingga hasil deteksi dapat menjadi kurang akurat. Jarak deteksinya juga terbatas sehingga sensor hanya efektif untuk mendeteksi api pada jarak dekat. Selain itu, sistem berpotensi mengalami false alarm akibat pantulan cahaya tertentu, dan alat ini tidak mampu mendeteksi asap sehingga hanya bekerja ketika ada nyala api. Faktor lingkungan seperti debu, kelembapan, dan posisi pemasangan sensor juga dapat memengaruhi sensitivitas serta keandalan alat dalam mendeteksi api.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB III

METODOLOGI ALAT & RANGKAIAN

3.1 Alat dan bahan

ALAT

No.	Nama Alat	Fungsi
1.	Gambar1. Laptop	Membuat perintah yang akan di masukkan, dan menginputkan coding yang akan di upload di esp 8266
2.	Gambar2. Korek	Untuk test hasil projek setelah di rakit

BAHAN

No.	Nama Bahan	Fungsi
1.	Gambar3. Esp8266	Menerima perintah coding,kemudian menyimpannya serta menjadi controller di breadboard.
2.	Gambar4. Sensor api HW 0-72	Memberikan sinyal ke ESP 8266 setelah didekatkan ke api yang berasal dari korek
3.	Gambar5. Buzzer 2 pin	Memberikan output suara Beep setelah mendapat sinyal dari Esp 8266
4.	Gambar6. Breadboard	Menjadi papan sirkuit pusat yang menjadi jalur listrik segala komponen
5.	Gambar7. jumper male to female	Sebagai konektor dari ESP 8266 ke Sensor HW-072
6.	Gambar8. Jumper Male to Male	Sebagai konektor dari ESP 8266 ke Buzzer 2 pin

 

 

 

 

3.2. Gambar Desain Praktikum

 

3.3. Prosedur Praktikum

1.  Menyiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan.
2. Menempatkan ESP8266 dan sensor infrared pada breadboard.
3. Tancapkan active buzzer ke breadboard.
4. Wiring dengan kabel male to female:

a.     Active buzzer : vcc ke port 3.3 v, gnd ke ground, dan i/o ke port d5.

b.     Sensor infrared : vcc ke port 3.3v, gnd ke ground, dan o ke port d1.

5. Setelah itu, buka aplikasi arduino IDE.
6. Pastikan sudah memasukkan esp8266 ke arduino.
7. Coding command dan prompt yang di butuhkan untuk membuat sistem bekerja.
8. Setelah pencodingan selesai verify dan upload di arduino (pastikan esp8266 dalam kondisi belum dicoding sebelumnya, jikalau sudah ada prompt sebelumnya, bisa di reset).
9. Setelah program terupload, tes dengan mendekatkan api dari korek ke sensor.
10.  Jikalau berhasil maka buzzer akan berbunyi beep. Namun, jika buzzer belum berbunyi maka diperlukan troubleshooting dengan melihat berbagai step diatas.

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB IV

HASIL

4.1. Hasil

Pada saat praktikum dilakukan, rangkaian sensor infrared dan ESP8266 berhasil dirakit dan seluruh komponen dapat menyala dengan baik. Namun, ketika dilakukan pengujian awal,  kami mengalami hambatan yaitu buzzer langsung berbunyi terus-menerus, dan terkadang sensor malah tidak mendeteksi api sama sekali.

Setelah melakukan pengecekan ulang terhadap program coding , pin yang digunakan, serta mengatur ulang potensiometer pada sensor infrared, sistem mulai menunjukkan perubahan. Sensor akhirnya dapat memberikan pembacaan yang stabil dan tidak lagi memicu buzzer secara terus-menerus.

Pada tahap pengujian berikutnya, ketika nyala korek api didekatkan ke arah sensor, alat berhasil mendeteksi keberadaan api, dan buzzer berbunyi sesuai fungsi yang telah diprogram. Hasil ini menunjukkan bahwa sistem pendeteksi api telah bekerja dengan benar setelah penyesuaian dilakukan. Secara keseluruhan, kelompok kami berhasil membuat dan menguji rangkaian sehingga sensor dan buzzer dapat berfungsi sesuai tujuan praktikum.

 

4.2.  Analisa Hasil

Selama praktikum, kelompok kami berhasil merangkai sensor infrared dan ESP8266 dengan baik. Semua komponen terpasang rapi pada breadboard dan sensor dapat menyala ketika diberi daya, menandakan bahwa rangkaian awal sudah tersusun dengan benar.

Namun, sebelum sistem bekerja sesuai harapan, kami sempat mengalami hambatan. Diantaranya, buzzer terus berbunyi tanpa henti, meskipun tidak ada api yang didekatkan ke sensor, dan juga sensor tidak mendeteksi api. Kondisi ini menunjukkan bahwa sensor membaca input yang salah, ataupun terdapat kesalahan di program coding yang kami buat. Untuk mengatasi hal ini, kelompok kami melakukan beberapa penyesuaian, seperti memeriksa kembali posisi kabel, mengecek program, serta mengatur ulang sensitivitas sensor melalui potensiometer pada modul. Setelah dilakukan penyesuaian tersebut, barulah sensor dapat memberikan pembacaan yang stabil.

Setelah hambatan teratasi, sensor akhirnya dapat mendeteksi nyala api dengan baik. Ketika api didekatkan, sensor memberi sinyal ke ESP8266, dan buzzer berbunyi sesuai fungsi yang diharapkan. Hal ini membuktikan bahwa alur kerja sistem mulai dari input sensor, pemrosesan pada mikrokontroler, hingga output buzzer telah berjalan dengan benar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum pembuatan sistem pendeteksi api menggunakan sensor infrared dan ESP8266, dapat disimpulkan bahwa kelompok kami berhasil merangkai dan mengoperasikan alat sesuai tujuan awal, yaitu membuat sistem sederhana pendeteksi api berbasis Arduino. Dengan hasil, seluruh komponen, mulai dari sensor, mikrokontroler, hingga buzzer, dapat terhubung dan bekerja dengan baik setelah dilakukan beberapa penyesuaian dan perbaikan.

Meskipun pada awal pengujian kami mengalami hambatan-hambatan teknis, masalah tersebut dapat diatasi melalui pengecekan ulang rangkaian, program dan pengaturan sensitivitas sensor. Setelah dilakukan perbaikan, sistem mampu mendeteksi keberadaan api secara akurat dan memberikan output berupa bunyi buzzer sebagai tanda peringatan.

Secara keseluruhan, praktikum ini memberikan pemahaman nyata tentang hubungan antara sensor, mikrokontroler, dan aktuator dalam sebuah sistem embedded. Selain itu, praktikum ini juga meningkatkan kemampuan kelompok dalam melakukan troubleshooting dan menyusun rangkaian elektronik sederhana. Dengan demikian, tujuan praktikum dapat tercapai dan alat pendeteksi api berhasil bekerja dengan baik.