Sistem Peringatan Pintu Jarak Jauh dari 13 Mil 21 km Jauhnya Dengan LoRa – Di Luar Jaringan! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

Sistem Peringatan Pintu Jarak Jauh dari 13 Mil 21 km Jauhnya Dengan LoRa – Di Luar Jaringan! (Heltec WiFi LoRa 32 V3)

Bayangkan bisa memantau pintu depan kabin terpencil, gerbang pertanian, atau pintu masuk unit penyimpanan dari jarak lebih dari 13 mil (21 km)—tanpa koneksi Wi-Fi, kartu SIM seluler, atau biaya bulanan apa pun. Ini bukan konsep futuristik; ini adalah kenyataan praktis menggunakan teknologi LoRa (Long Range). Dalam proyek ini, kita akan membangun sistem pemantauan pintu jarak jauh menggunakan modul Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3, dikemas rapi dalam wadah Meshnology N32 dengan baterai 3000 mAh untuk kinerja off-grid yang tahan lama.

Proyek ini menggunakan sensor efek Hall untuk mendeteksi apakah pintu terbuka atau tertutup dan mengirimkan status tersebut melalui pita LoRa. Ini adalah solusi sempurna untuk kabin, gudang, unit penyimpanan, atau lokasi mana pun yang membutuhkan pemantauan jarak jauh yang andal tanpa bergantung pada infrastruktur yang ada. Anda bahkan dapat menambahkan buzzer atau relai ke penerima untuk membuat sistem alarm lokal.

Berikut adalah beberapa cara praktis untuk menggunakan proyek ini:

• Pantau pintu rumah kaca terpencil untuk memastikan tertutup demi kontrol suhu.
• Periksa apakah pintu gudang atau kandang dibiarkan terbuka setelah Anda meninggalkan properti.
• Buat alarm keamanan jarak jauh untuk gudang atau bengkel.
• Dapatkan notifikasi saat kotak surat atau gerbang dibuka.
• Pantau akses ke area berpagar atau lokasi konstruksi.

Panduan ini adalah yang keempat dalam seri tentang Wi-Fi LoRa 32 V3. Video sebelumnya membahas pengiriman data suhu, membaca hingga 150V DC, dan mengendalikan relai dari jarak jauh—semuanya melalui LoRa. Proyek ini dibangun berdasarkan konsep-konsep tersebut untuk menciptakan sistem pemantauan yang lengkap dan praktis.

Perangkat Keras yang Dibutuhkan

Untuk membangun proyek ini, Anda akan membutuhkan komponen-komponen berikut:

• 2x modul Heltec Wi-Fi LoRa 32 V3
• 2x wadah Meshnology N32 (atau penutup serupa)
• 2x baterai LiPo 3000 mAh 3.7V
• 1x modul sensor efek Hall (dengan output digital)
• 1x magnet kecil (untuk pintu)
• 1x buzzer (5V berfungsi dengan 3.3V) atau modul relai 5V
• 1x transistor NPN 2N2222 (untuk rangkaian buzzer)
• 1x resistor 1kΩ
• Kabel penghubung dan solder

Wadah Meshnology N32 adalah pilihan bagus untuk pembuatan ini. Wadah ini dirancang untuk menampung modul Heltec dan baterai 3000 mAh, memberikan hasil akhir yang bersih dan profesional. Anda juga dapat menggunakan papan roti sederhana atau penutup cetak 3D khusus untuk memulai.

Panduan Pengkabelan

Ada dua rangkaian utama yang harus dibangun: pemancar dan penerima. Pemancar terhubung ke sensor efek Hall, sedangkan penerima dapat dihubungkan ke buzzer atau modul relai untuk alarm.

Pengkabelan Pemancar:

Pengaturan ini sangat sederhana. Sensor efek Hall memiliki empat pin: VCC, GND, DO (Digital Out), dan AO (Analog Out). Untuk proyek ini, kita hanya membutuhkan output digital.

• VCC pada sensor terhubung ke pin 3.3V di papan Heltec.
• GND pada sensor terhubung ke pin GND di papan Heltec.
• DO pada sensor terhubung ke GPIO 4 di papan Heltec.
• Pin AO dibiarkan tidak terhubung.

Pengkabelan Penerima (Buzzer):

Untuk menggerakkan buzzer, transistor digunakan sebagai sakelar karena buzzer dapat menarik arus lebih besar daripada yang dapat disuplai dengan aman oleh pin GPIO mikrokontroler. Rangkaiannya sederhana:

• Kabel positif buzzer terhubung ke pin 3.3V.
• Kabel negatif buzzer terhubung ke kolektor transistor 2N2222.
• Emitor transistor terhubung ke GND.
• Basis transistor terhubung ke GPIO 4 di papan Heltec penerima melalui resistor 1kΩ.

Pengkabelan Penerima (Relai):

Jika Anda ingin mengendalikan beban seperti lampu atau sirene, Anda dapat menggunakan modul relai. Pengkabelannya bahkan lebih sederhana:

• VCC pada modul relai terhubung ke pin 3.3V (atau 5V jika menggunakan konverter boost).
• GND pada modul relai terhubung ke GND.
• IN pada modul relai terhubung ke GPIO 4 di papan Heltec.

Anda kemudian dapat menghubungkan beban AC atau DC ke terminal output relai. Relai bertindak sebagai sakelar elektromagnetik, menutup rangkaian saat pintu dibuka.

Untuk rangkaian buzzer, transistor 2N2222 digunakan untuk memperkuat arus dari pin GPIO. Resistor 1kΩ ditempatkan antara pin GPIO dan basis untuk membatasi arus ke transistor. Buzzer terhubung antara 3.3V dan kolektor, sehingga ketika transistor dinyalakan, rangkaian menjadi lengkap dan buzzer berbunyi.

Menyiapkan Perangkat Lunak

Sebelum Anda dapat mengunggah kode, Anda perlu menginstal perangkat lunak dan pustaka yang diperlukan di Arduino IDE Anda. Pertama, pastikan Anda telah menginstal Arduino IDE. Kemudian, ikuti langkah-langkah berikut:

1. Instal Dukungan Board ESP32: Buka Boards Manager (Tools > Board > Boards Manager), cari "ESP32", dan instal paket dari Espressif Systems.
2. Tambahkan URL Board Heltec: Buka File > Preferences, dan di kolom "Additional Boards Manager URLs", tempel URL JSON https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json untuk board Heltec ESP32. Anda dapat menemukan tautan ini di halaman dokumentasi Heltec. Kemudian, kembali ke Boards Manager, cari "Heltec ESP32", dan instal.
3. Instal Pustaka: Buka Tools > Manage Libraries dan instal yang berikut:
   • Heltec ESP32 Dev Boards oleh Heltec Automation
   • Adafruit GFX Library oleh Adafruit (instal semua dependensi saat diminta)
   • Robojax Heltec LoRa 32 library (unduh file .zip dari tautan di deskripsi video dan instal melalui Sketch > Include Library > Add .ZIP Library).

Setelah menginstal pustaka, Anda dapat memilih board yang benar dengan membuka Tools > Board > Heltec ESP32 Arduino > Heltec Wi-Fi LoRa 32(V3). Pastikan port yang benar dipilih.

Penjelasan Kode

Proyek ini menggunakan dua file kode terpisah: satu untuk pemancar dan satu untuk penerima. Keduanya termasuk dalam pustaka Robojax Heltec LoRa 32 di bawah menu contoh. Kode sebagian besar sudah ditulis sebelumnya; Anda hanya perlu menyesuaikan beberapa variabel kunci di bagian atas setiap file untuk mengonfigurasi jaringan Anda.

Kode Pemancar (Door Alarm TX):

Buka kode pemancar dari File > Examples > Robojax Heltec LoRa 32 > Door Alarm TX. Pengaturan kunci yang perlu Anda ubah adalah:

• Pin Sensor Pintu: Ini adalah pin GPIO yang terhubung ke output digital sensor efek Hall. Defaultnya adalah pin 4, tetapi Anda dapat mengubahnya jika Anda menghubungkannya secara berbeda.
• String Teks: Anda dapat mengubah teks yang ditampilkan dan dikirim, seperti "Door is OPEN" dan "Door is CLOSED". Pertahankan tanda kutip ganda karena itu adalah string.
• Kunci Aman: Ini adalah string rahasia yang harus cocok antara pemancar dan penerima. Ini mencegah perangkat LoRa lain memicu alarm Anda. Ubah ini menjadi nilai yang unik.
• Frekuensi: Ini harus diatur ke frekuensi yang benar untuk wilayah Anda (misalnya, 915 MHz untuk AS, 868 MHz untuk Eropa). Ini harus cocok dengan frekuensi penerima.
• Daya TX: Ini mengatur daya transmisi dalam dBm. Anda dapat mengaturnya dari 2 hingga 20. Untuk uji jarak pendek, nilai rendah seperti 2 sudah cukup. Untuk uji jarak jauh 13 mil, diatur ke 20. Daya yang lebih tinggi akan menguras baterai lebih cepat.

Kode Penerima (Door Alarm RX):

Buka kode penerima dari File > Examples > Robojax Heltec LoRa 32 > Door Alarm RX. Pengaturan kuncinya adalah:

• Pin Relay: Pin GPIO yang terhubung ke relay atau rangkaian kontrol buzzer. Defaultnya adalah pin 4.
• Durasi Alarm: Variabel ini mengatur berapa lama relay atau buzzer tetap aktif setelah sinyal "Door Open" diterima. Defaultnya adalah 1000 milidetik (1 detik). Anda dapat meningkatkannya menjadi 10.000 atau 20.000 ms jika Anda ingin alarm berbunyi lebih lama.
• Kunci Aman: Ini harus identik dengan kunci yang Anda atur di kode pemancar.
• Frekuensi: Ini harus cocok dengan frekuensi pemancar untuk wilayah Anda.

Setelah Anda mengonfigurasi pengaturan ini, Anda dapat mengunggah kode ke masing-masing board.

Proyek Langsung dan Demonstrasi

Dalam video, proyek ini didemonstrasikan baik di meja kerja maupun dalam skenario dunia nyata. Di laboratorium, pemancar terhubung ke sensor efek Hall, dan magnet digunakan untuk mensimulasikan pintu terbuka dan tertutup. Ketika magnet dekat dengan sensor, sistem menampilkan "CLOSED," dan ketika dilepas, menampilkan "OPEN." Status ini dikirim ke penerima, yang mengaktifkan buzzer atau relay.

Uji dunia nyata melibatkan pemasangan sensor efek Hall dan magnet di pintu. Ketika pintu dibuka, penerima segera menampilkan "OPEN" dan memicu alarm. Menutup pintu mengirim sinyal "CLOSED" dan mematikan alarm.

Untuk membuktikan kemampuan jarak jauh, pemancar ditempatkan di tripod di dekat danau dengan garis pandang yang jelas. Penerima kemudian dibawa ke lokasi lebih dari 13 mil (21 km) jauhnya. Pada jarak ini, penerima masih dapat menangkap sinyal dan menampilkan data yang dikirim, menunjukkan kekuatan dan keandalan LoRa untuk komunikasi di luar jaringan.

Untuk uji jangkauan, Anda dapat mengatur daya TX ke 20 dBm. Namun, untuk penggunaan sehari-hari di laboratorium atau jarak pendek, mengaturnya ke 2 dBm akan menghemat masa pakai baterai. Dengan baterai 3000 mAh, pemancar dapat bertahan selama beberapa hari, tergantung pada daya transmisi dan frekuensi pembaruan.

Bab

• [00:00] Pengenalan Sistem Peringatan Pintu Jarak Jauh
• [01:04] Gambaran Umum Seri Proyek LoRa
• [02:01] Komponen dan Gambaran Umum Perangkat Keras
• [05:42] Casing Meshnology N32 dan Opsi Baterai
• [07:20] Merakit Casing Meshnology N32
• [11:41] Menguji Konektor dan Keamanan Baterai
• [12:22] Menghubungkan Sensor Efek Hall dan Relay
• [13:51] Menghubungkan Buzzer dengan Transistor
• [17:48] Perakitan Akhir dan Penyesuaian Sensor
• [23:20] Menginstal Perangkat Lunak dan Pustaka
• [27:42] Mengonfigurasi dan Mengunggah Kode Pemancar
• [30:22] Mengonfigurasi dan Mengunggah Kode Penerima
• [31:56] Demonstrasi Laboratorium Sistem Alarm Pintu
• [33:03] Pengujian pada Pintu Sebenarnya
• [34:08] Uji Jangkauan 13 Mil dan Kesimpulan