Pemantauan kebocoran gas amonia pada septic tank menggunakan sensor gas MQ-135 BERBASIS IoT atau internet of things (studi kasus di Pondok Darun Nun)

ABSTRAK:

Septic tank merupakan sistem pengolahan limbah domestik yang umum digunakan, namun posisi septic tank yang sering berada dekat dengan bangunan pemukiman di area perkotaan dapat menjadi masalah jangka panjang bagi penghuni, karena potensi kebocoran gas yang sulit terdeteksi. Septic tank ini dapat menghasilkan gas berbahaya seperti amonia (NH₃) yang bersifat racun. Kebocoran gas amonia yang tidak terdeteksi dapat membahayakan kesehatan manusia dan mencemari lingkungan. Oleh karena itu, untuk pencegahan dini jika terjadi kebocoran, penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun sistem pemantauan kebocoran gas amonia berbasis Internet of Things (IoT) menggunakan sensor MQ-135 yang sensitif terhadap gas amonia. Proses pendeteksian gas amonia menggunakan sensor MQ-135 dilakukan dengan membaca perubahan tegangan pada rangkaian pembagi tegangan, yang kemudian dikonversi menjadi satuan ppm (part per million) menggunakan persamaan logaritmik natural yang diambil dari kurva karakteristik sensor pada datasheet, khusus untuk mendeteksi gas amonia. Sistem ini menggunakan mikrokontroler Esp32 yang terhubung ke jaringan Wi-Fi untuk mengirimkan data ke platform Blynk secara real-time. Notifikasi diberikan kepada pengguna jika konsentrasi gas melebihi ambang batas yang telah ditentukan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem mampu mendeteksi perubahan konsentrasi gas amonia secara akurat dan mengirimkan peringatan secara cepat melalui aplikasi smartphone. Sistem ini diharapkan dapat menjadi solusi efektif untuk monitoring kebocoran gas di lingkungan domestic, seperti perumahan, serta dapat diadaptasi untuk penggunaan di industri kecil yang memiliki potensi risiko serupa.

ABSTRACT:

Septic tanks are commonly used domestic wastewater treatment systems; however, their placement close to residential buildings in urban areas can pose long-term problems for residents due to the potential for undetected gas leaks. These septic tanks can produce hazardous gases such as ammonia (NH₃), which is toxic. Undetected ammonia gas leaks can endanger human health and contaminate the environment. Therefore, to enable early prevention in the event of a leak, this study aims to design and develop an ammonia gas leak monitoring system based on the Internet of Things (IoT) using the MQ-135 sensor, which is sensitive to ammonia gas. The ammonia gas detection process involves reading the voltage change from a voltage divider circuit, which is then converted into parts per million (ppm) using a natural logarithmic equation derived from the sensor’s characteristic curve in the MQ-135 datasheet, specifically for detecting ammonia gas. The system uses an ESP32 microcontroller connected to a Wi-Fi network to transmit data in real-time to the Blynk platform. Notifications are sent to users when the gas concentration exceeds a predetermined threshold. Test results show that the system can accurately detect changes in ammonia gas concentration and promptly send alerts through a smartphone application. This system is expected to provide an effective solution for monitoring gas leaks in domestic environments, such as residential areas, and can also be adapted for use in small-scale industries with similar risk potentials.

مستخلص البحث :

الشَّائِعَةِ الاِسْتِخْدَامِ، إِلَّا أَنَّ وَضْعَهَا بِالْقُرْبِ مِنَ الْمَبَانِي السَّكَنِيَّةِ فِي الْمَنَاطِقِ الْحَضَرِيَّةِ يُمْكِنُ أَنْ يُشَكِّلَ مَشَاكِلَ طَوِيلَةَ الْأَمَدِ لِلسُّكَّانِ بِسَبَبِ اِحْتِمَالِيَّةِ تَسَرُّبِ الْغَازَاتِ غَيْرِ الْمُكْتَشَفَةِ. يُمْكِنُ أَنْ تُنْتِجَ هَذِهِ الْخَزَّانَاتُ غَازَاتٍ خَطِيرَةٍ مِثْلَ غَازِ الْأَمُونِيَا (NH₃)، وَهُوَ مَادَّةٌ سَامَّةٌ. قَدْ تُشَكِّلُ تَسَرُّبَاتُ غَازِ الْأَمُونِيَا غَيْرِ الْمُكْتَشَفَةِ خَطَرًا عَلَى صِحَّةِ الْإِنْسَانِ وَتُلَوِّثُ الْبِيئَةَ. لِذَلِكَ، وَلِاتِّخَاذِ التَّدَابِيرِ الْوِقَائِيَّةِ الْمُبَكِّرَةِ فِي حَالِ حُدُوثِ تَسَرُّبٍ، يَهْدِفُ هَذَا الْبَحْثُ إِلَى تَصْمِيمِ وَتَطْوِيرِ نِظَامٍ لِمُرَاقَبَةِ تَسَرُّبِ غَازِ الْأَمُونِيَا يَعْتَمِدُ عَلَى تِقْنِيَّاتِ إِنْتَرْنِتِ الْأَشْيَاءِ (IoT) بِاسْتِخْدَامِ حَسَّاسِ MQ-135 الْحَسَّاسِ لِغَازِ الْأَمُونِيَا. تَعْتَمِدُ عَمَلِيَّةُ الْكشْفِ عَنْ غَازِ الْأَمُونِيَا عَلَى قِرَاءَةِ تَغَيُّرِ الْجُهْدِ مِنْ دَائِرَةِ مُقَسِّمِ الْجُهْدِ، وَالَّذِي يُتَمُّ تَحْوِيلُهُ بَعْدَ ذَلِكَ إِلَى وَحْدَةِ جُزْءٍ فِي الْمَلْيُونِ (ppm) بِاسْتِخْدَامِ مُعَادَلَةٍ لُوغَارِيتْمِيَّةٍ طَبِيعِيَّةٍ مُشْتَقَّةٍ مِنْ مُنْحَنَى خَصَائِصِ الْحَسَّاسِ فِي وَرَقَةِ بَيَانَاتِ MQ-135، وَالْمُخَصَّصَةِ لِلْكشْفِ عَنْ غَازِ الْأَمُونِيَا. يَسْتَخْدِمُ النِّظَامُ مُتَحَكِّمَ ESP32 مُتَّصِلًا بِشَبَكَةِ Wi-Fi لِنَقْلِ الْبَيَانَاتِ فِي الْوَقْتِ الْحَقِيقِيِّ إِلَى مَنْصَّةِ Blynk. تُرْسَلُ إِشْعَارَاتٌ إِلَى الْمُسْتَخْدِمِينَ عِنْدَمَا يَتَجَاوَزُ تَرْكِيزُ الْغَازِ الْحَدَّ الْمَسْمُوحَ بِهِ الْمُحَدَّدَ مُسْبَقًا. أَظْهَرَتْ نَتَائِجُ الِاخْتِبَارِ أَنَّ النِّظَامَ قَادِرٌ عَلَى اكْتِشَافِ التَّغَيُّرَاتِ فِي تَرْكِيزِ غَازِ الْأَمُونِيَا بِدِقَّةٍ وَإِرْسَالِ التَّحْذِيرَاتِ بِسُرْعَةٍ عَبْرَ تَطْبِيقِ الْهَاتِفِ الذَّكِيِّ. وَمِنَ الْمُتَوَقَّعِ أَنْ يُوَفِّرَ هَذَا النِّظَامُ حَلًّا فَعَّالًا لِمُرَاقَبَةِ تَسَرُّبِ الْغَازِ فِي الْبِيئَاتِ الْمَنْزِلِيَّةِ مِثْلَ الْمَنَاطِقِ السَّكَنِيَّةِ، كَمَا يُمْكِنُ تَكْيِيفُهُ لاِسْتِخْدَامِهِ فِي الصِّنَاعَاتِ الصَّغِيرَةِ ذَاتِ الْمَخَاطِرِ الْمُشَابِهَةِ.