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.

Stasiun pemantau gas vulkanik di tebing kawah aktif Dieng
STASIUN LAPANGAN SIKIDANG Enclosure IP65 · Tiang 1,5 m · Panel Surya 20 W
Topologi jaringan 3 stasiun dan Base C — diagram
Topologi jaringan. Tiga stasiun (A & B di kawah, Base C di Ds. Bajeng) terhubung lewat empat jalur komunikasi ① LoRa, ② Wi-Fi, ③ GPRS, dan ④ SMS cadangan.

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.

Stasiun A
Kawah Sikidang
Pengukuran H₂S + CO₂ + lingkungan
Stasiun B
Kawah Timbang
Lokasi peristiwa CO₂ 1979
Base C
Ds. Bajeng
≈ 0,7–1,5 km dari Timbang

Topologi Jaringan

Tujuan Sistem

  1. Memberikan peringatan dini kontinu terhadap konsentrasi H₂S dan CO₂ di dua kawah aktif.
  2. Menyediakan rekaman data lingkungan (suhu, kelembapan, tekanan, VOC) sebagai konteks dispersi gas.
  3. Menjaga keandalan pengiriman data melalui tiga jalur komunikasi paralel dengan SMS sebagai cadangan.
  4. Beroperasi mandiri dengan catu daya surya dan baterai di lokasi tanpa jaringan listrik.
  5. 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

FaseParameter & 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

ParameterWarnCritMax
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.