Rancangan Teknis
Sistem Pemantauan Gas Vulkanik Dataran Tinggi Dieng
Jaringan tiga unit berbasis ESP32 untuk pemantauan kontinu H₂S dan CO₂ di Kawah Sikidang dan Kawah Timbang, dengan transmisi tiga jalur paralel plus SMS cadangan ke pos pemantauan Base C di Ds. Bajeng.
1Ringkasan
Sistem terdiri dari dua stasiun pengukuran lapangan (A dan B) yang mengirim data ke satu unit penerima (Base C). Setiap stasiun mengukur konsentrasi H₂S dan CO₂ beserta parameter lingkungan, lalu mengirimkan paket JSON melalui LoRa, Wi-Fi, atau GPRS — dengan SMS sebagai jalur cadangan saat kondisi kritis.
Topologi Jaringan
Tujuan Sistem
- Memberikan peringatan dini kontinu terhadap konsentrasi H₂S dan CO₂ di dua kawah aktif.
- Menyediakan rekaman data lingkungan (suhu, kelembapan, tekanan, VOC) sebagai konteks dispersi gas.
- Menjaga keandalan pengiriman data melalui tiga jalur komunikasi paralel dengan SMS sebagai cadangan.
- Beroperasi mandiri dengan catu daya surya dan baterai di lokasi tanpa jaringan listrik.
- Menyediakan basis data untuk analisis tren jangka panjang oleh tim pemantauan.
Di luar cakupan Fase 1. Sistem ini tidak memantau CO, CH₄, maupun O₂. Parameter tersebut memerlukan sensor dan strategi kalibrasi yang berbeda, dan direncanakan pada fase lanjutan bila diperlukan.
Cakupan Fase
| Fase | Parameter & Kapabilitas |
|---|---|
| Fase 1 | H₂S (NDC30) + CO₂ (SCD41) + lingkungan (BME688: T/RH/P/VOC). 3 jalur komunikasi + SMS cadangan. 2 stasiun lapangan + 1 base. |
| Fase 2 | SO₂ (Alphasense HFP-SO₂ 0–10 ppm, TTL PWM, lead time ≈ 8 minggu), RTC DS3231, ring buffer SD, uplink LTE, GPS u-blox NEO-M9N, PCB KiCad 4-layer, OTA bertanda tangan. |
★Spesifikasi Ringkas
Perangkat Keras
- MCUESP32-WROOM DevKitC-32E
- Sensor H₂SNDC30 (Modbus RTU / RS485)
- Sensor CO₂SCD41 (I²C 0x59)
- LingkunganBME688 (I²C 0x76) — T / RH / P / VOC
- Radio LoRaE32-433T30D, UART transparan 9600
- SelulerSIM800L (GPRS + SMS)
- Catu dayaSolar 20 W → MPPT 3 A → 2S 18650 (7,4 V)
Perangkat Lunak & Komunikasi
- IDE / ToolchainArduino IDE (ESP32 core)
- Jalur ①LoRa 433 MHz → Base C
- Jalur ②Wi-Fi (AP whitelist, RSSI ≥ −70 dBm)
- Jalur ③GPRS HTTP POST (TCP mentah)
- Jalur ④SMS alarm ke 3 nomor (cadangan)
- Format dataJSON, versi skema
"v":1 - Siklus ukur120.000 ms (2 menit)
Ambang Batas Alarm
| Parameter | Warn | Crit | Max |
|---|---|---|---|
| H₂S | > 5 ppm | > 10 ppm | — |
| CO₂ | > 5.000 ppm | > 20.000 ppm | ≥ 40.000 ppm |
| Baterai | — | — | < 6,5 V |
Prioritas evaluasi: Max > Crit > Warn. Kondisi Max berlaku bila CO₂ ≥ 40.000 ppm atau tegangan baterai < 6,5 V.