Daftar Komponen

Board

Ketika kita membongkar perangkat elektronik di sekitar kita, mulai dari smartphone hingga microwave, kita akan menemukan sebuah papan hijau dengan jalur-jalur tembaga yang rumit dan berbagai komponen kecil yang tertempel rapi di atasnya. Inilah yang disebut Printed Circuit Board atau PCB, sebuah papan sirkuit yang menjadi tulang punggung hampir semua perangkat elektronik modern.

Proses pembuatan PCB custom dimulai dari ide di atas kertas hingga menjadi board fisik yang siap digunakan. Perancangan melibatkan penentuan ukuran board, penempatan komponen, routing jalur koneksi, dan berbagai pertimbangan teknis lainnya yang akan mempengaruhi performa akhir sistem IoT kita. Memahami dasar-dasar PCB custom akan membuka wawasan tentang bagaimana hardware IoT benar-benar bekerja di balik layar.

PCB

PCB hasil cetak ini merupakan PCB Custom yang dirancang khusus untuk memfasilitasi integrasi berbagai sensor. Semua jalur dan komponen disesuaikan agar praktis digunakan di lapangan, mudah dipasang, dan tahan terhadap lingkungan luar ruangan (outdoor).

Layout dan Form Factor

• PCB dirancang dengan form factor persegi panjang agar mudah dipasang di dalam box (durabox).
• Memiliki lubang baut di setiap sudut untuk pemasangan yang kokoh di dalam casing.
• Semua konektor sensor diletakkan di tepi PCB untuk memudahkan perakitan dan pemeliharaan.

Komponen Utama

Mikrokontroler Interface

Modul ESP 32

1. Konektor

Tersedia beberapa terminal block dan header JST 3 pin untuk:

• Sensor pH
• Sensor DO
• Sensor Salinitas
• Sensor Suhu Air
• Sensor Suhu Udara, Tekanan Udara dan Kelembaban
• Sensor Tinggi Muka Air
• Sensor Voltage
• LoRa
• Relay

ESP32

Modul ESP32 merupakan komponen utama dalam sensor cuaca ini, modul ini berperan sebagai mikrokontroler yang mengelola pembacaan data dari sensor, memproses informasi dan mengirimkan data ke server monitoring.

Part Sensor

pH

Sensor pH yang digunakan adalah DFRobot Analog pH Sensor/Meter Kit V2. Sensor pH ini dirancang untuk mengukur tingkat keasaman atau kebasaan (pH) air. Sensor ini cocok digunakan dalam aplikasi monitoring air seperti tambak, hidroponik, limbah, atau sistem akuakultur, karena mampu memberikan pembacaan pH secara real-time dan relatif stabil.

DO

Sensor DO menggunakan DFRobot Analog Dissolved Oxygen Sensor. Sensor ini dapat mengukur kadar oksigen terlarut (DO – Dissolved Oxygen) dalam air. Oksigen terlarut merupakan salah satu parameter penting untuk menentukan kesehatan air pada budidaya perikanan, pertanian air, atau tambak.

Sensor ini menghasilkan sinyal analog yang sebanding dengan konsentrasi DO dan dapat dihubungkan ke mikrokontroler seperti ESP32 untuk proses monitoring dan logging data.

Modul ini berfungsi untuk mengubah sinyal dari probe menjadi sinyal voltage yang dapat dibaca di mikrokontroler.

Salinitas

Sensor Salinitas yang digunakan adalah DFRobot Analog Electrical Conductivity (EC) Sensor / Meter (K=10). Sensor ini digunakan untuk mengukur tingkat konduktivitas listrik dalam air yang berkorelasi langsung dengan jumlah garam terlarut. Sensor ini cocok digunakan dan diaplikasikan untuk monitoring pada air laut dan tambak.

Modul ini berfungsi untuk mengolah sinyal dari probe menjadi tegangan analog yang dapat dibaca oleh mikrokontroler.

Probe elektroda dengan konstanta sel K=10, khusus untuk rentang konduktivitas tinggi seperti air laut atau air tambak asin.

Tinggi Muka Air

Sensor tinggi muka air menggunakan A01NYUB V2 Ultrasonic Waterproof Sensor. Sensor ini merupakan sensor ultrasonik yang digunakan untuk mengukur tinggi muka air atau jarak permukaan cairan ke sensor secara non-kontak. Cara kerja sensor yaitu mengirimkan gelombang ultrasonik ke permukaan air dan mengukur waktu pantulan kembali untuk menghitung jarak.

Temperatur Air

Sensor temperatur air menggunakan DS18B20, sensor ini merupakan sensor digital suhu yang digunakan untuk monitoring suhu air dan mudah diintegrasikan dengan mikrokontroler. Versi yang digunakan adalah tipe waterproof yang dilapisi stainless steel, cocok diaplikasikan untuk pengukuran suhu air tambak, laut dan lingkungan luar ruangan lainnya.

Temperatur Lingkungan

Sensor yang digunakan adalah DHT22. Sensor ini merupakan sensor digital suhu dan kelembaban yang memiliki akurasi cukup baik dan mudah digunakan.

Sensor BME280 merupakan sensor suhu dan kelembaban yang memiliki fungsi lain yaitu tekanan udara, dari sensor tekanan udara dapat kita konversikan menjadi ketinggian permukaan. Sensor ini dapat digunakan untuk memantau lingkungan luar atau lingkungan di dalam box.

Relay

Relay 1 Channel 5V adalah modul saklar elektronik yang dikendalikan dengan sinyal tegangan 5V untuk menghubungkan atau memutuskan beban listrik hingga AC 250V/10A atau DC 30V/10A. Memiliki terminal NO (Normally Open), NC (Normally Closed), dan COM (Common) untuk konfigurasi sambungan, serta pin DC+, DC-, dan IN untuk catu daya dan sinyal kontrol. Cocok digunakan dalam proyek otomasi dan kontrol beban berdaya besar dengan arus kendali kecil.

Voltage Meter

INA219 adalah modul sensor yang berfungsi mengukur tegangan, arus, dan daya pada suatu rangkaian. Sensor ini membaca tegangan sumber (bus voltage) dan tegangan jatuh pada resistor shunt (shunt voltage) untuk menghitung arus, lalu mengalikan nilai tegangan dan arus untuk memperoleh daya. Cocok digunakan untuk monitoring baterai, catu daya, dan proyek IoT.

Power

Step Down

Step Down DC to DC USB Converter 6V-24V to 5V 3A adalah modul konversi tegangan yang mengubah input DC 6–24V menjadi output stabil 5V hingga 3A, cocok untuk catu daya perangkat USB. Dilengkapi proteksi tegangan balik, indikator output LED merah, frekuensi switching 500kHz, dan desain ringkas sehingga ideal untuk proyek elektronik dan aplikasi portable.

Buck Boost

XL6009 Auto Boost Buck Adjustable adalah modul konverter DC to DC yang dapat menaikkan (step up) atau menurunkan (step down) tegangan secara otomatis, dengan input 5–32V DC dan output 1.2–35V DC yang stabil meski tegangan input berubah. Mendukung arus output hingga 1.5A, efisiensi hingga 94%, frekuensi switching tinggi 400kHz, dan keluaran rendah 30mV, cocok untuk berbagai aplikasi catu daya elektronik.

Baterai

Baterai 18650 adalah baterai isi ulang berjenis Li-ion berbentuk silinder dengan ukuran ±18 mm diameter dan 65 mm panjang. Umumnya memiliki tegangan nominal 3,6–3,7V dan kapasitas 1800–3500mAh. Banyak digunakan pada power bank, senter, laptop, e-bike, dan proyek elektronik karena kepadatan energi tinggi, umur pakai panjang, serta kemampuan menyediakan arus besar.

Solar Panel

Solar panel 10Wp adalah panel surya berdaya 10 Watt yang mengubah energi matahari menjadi listrik DC, umumnya menghasilkan tegangan sekitar 17–18V pada kondisi optimal. Cocok untuk mengisi baterai kecil, sistem penerangan, atau proyek IoT bertenaga surya. Memiliki ukuran compact, efisiensi tinggi, dan tahan terhadap cuaca luar ruangan.

BMS

BMS (Battery Management System) 2S 8A adalah papan pengatur dan pelindung baterai Li-ion 7,4V (maks. 8,4V) yang mengontrol proses pengisian dan pengosongan. Dilengkapi fitur proteksi overcharge, over-discharge, arus berlebih, dan korsleting, dengan kapasitas arus kerja hingga 8A dan arus puncak 16A. Berukuran ringkas (4.1×0.8 cm), BMS ini menjaga kinerja dan memperpanjang umur baterai hingga lebih dari 30.000 jam.

Network

LoRa

LoRa SX1276 915MHz (RFM95W) adalah modul komunikasi nirkabel berdaya rendah dan jangkauan jauh yang bekerja pada frekuensi 915 MHz. Menggunakan teknologi LoRa untuk mengirim data jarak hingga beberapa kilometer dengan konsumsi daya minimal, cocok untuk aplikasi IoT, sensor jarak jauh, dan sistem monitoring. Mendukung antarmuka SPI, modul ini ideal untuk integrasi dengan mikrokontroler seperti Arduino, ESP32, atau Raspberry Pi.

Pigtail Extender

Pigtail extender adalah kabel perpanjangan antena berukuran pendek yang menghubungkan modul RF atau perangkat nirkabel ke antena eksternal. Umumnya menggunakan konektor seperti SMA, RP-SMA, atau U.FL di kedua ujungnya, pigtail ini memudahkan penempatan antena pada posisi optimal untuk meningkatkan kualitas sinyal tanpa memindahkan perangkat utama.

Cabling

Pada sistem sensor, pemilihan jenis kabel sangat penting untuk memastikan kestabilan koneksi listrik maupun transmisi data. Pemilihan jenis kabel harus disesuaikan dengan fungsi dan kebutuhan, baik untuk jalur sinyal sensor maupun jalur distribusi daya. Beberapa jenis kabel yang digunakan antara lain:

• Kabel AWG (3 dan 4 kabel)
• Jumper
• Kabel serabut NYAF (0.75mm dan 2.5mm)

Kabel AWG (3-Kabel)

Kabel AWG (3-kabel) umumnya dipakai pada sensor yang hanya memerlukan satu jalur data. Kabel jenis ini biasanya terdiri dari 3 inti (misalnya: merah, hitam, kuning) yang digunakan untuk:

• VCC (daya +)
• GND (ground)
• Sinyal data

Kabel AWG (4-Kabel)

Kabel AWG (4-Kabel) sering dipakai pada sensor berbasis I2C atau sensor yang membutuhkan dua jalur komunikasi data. Kabel ini memiliki 4 inti (misalnya: merah, hitam, kuning, hijau) yang digunakan untuk:

• VCC (daya +)
• GND (ground)
• Data SDA
• Data SCL

Kabel Serabut Jembo NYAF

2,5 mm, 0.75 mm

Casing

Casing Legrand IP55 Weatherproof adalah kotak pelindung peralatan listrik yang tahan terhadap debu dan percikan air dari segala arah, sesuai standar perlindungan IP55. Terbuat dari material berkualitas tinggi yang kuat, anti-korosi, dan tahan cuaca ekstrem, casing ini cocok digunakan di lingkungan luar ruangan maupun area industri.

Sensor Mounting Structures

Akurasi data sensor dalam sistem monitoring kualitas air sangat bergantung pada cara dan posisi pemasangan sensor. Untuk itu, diperlukan struktur penyangga yang tepat agar sensor terlindungi, stabil, dan tetap dapat diakses untuk perawatan. Bab ini memberikan panduan praktis mengenai dua metode utama pemasangan sensor: buoy (pelampung) dan support pole (tiang penyangga).

Struktur ini dirancang agar sensor dapat:

• Berada pada kedalaman yang sesuai dengan kebutuhan pengukuran.
• Terlindungi dari kerusakan akibat gelombang, arus, maupun faktor lingkungan.
• Mudah diakses untuk kalibrasi, perawatan, dan penggantian.

Buoy

Buoy digunakan sebagai platform terapung untuk menopang sensor di atas maupun di dalam air. Metode ini umum dipakai pada laut, danau, atau perairan dalam di mana pemasangan tiang tidak memungkinkan.

Panduan Pemasangan:

• Gunakan pelampung yang kuat dan tahan korosi.
• Pasang pemberat (anchor) di dasar perairan agar buoy tetap pada posisinya.
• Sesuaikan kedalaman sensor dengan kabel dan tali penyangga.
• Pastikan ada ruang untuk panel surya atau baterai jika sistem bertenaga mandiri.

Catatan: Cocok untuk lokasi yang membutuhkan mobilitas tinggi dan monitoring jangka panjang.

Support Pole (Tiang Penyangga)

Support pole dipasang sebagai struktur tetap di tepi sungai, dermaga, atau perairan dangkal. Sensor ditempatkan pada posisi tertentu sesuai dengan kebutuhan pengukuran.

Panduan Pemasangan:

• Gunakan tiang berbahan tahan karat (stainless steel/galvanis).
• Pastikan tiang ditanam atau dipasang kokoh agar tidak goyah oleh arus atau banjir.
• Tentukan ketinggian sensor agar tidak terendam berlebihan atau terlalu dangkal.
• Sediakan jalur akses (tangga/pegangan) jika sensor perlu sering dicek manual.

Catatan: Cocok untuk perairan dangkal dengan akses mudah dari darat.