Earthifire (Earthquake Notifier)

Latar Belakang

Indonesia termasuk daerah rawan bencana gempabumi karena Indonesia terletak di antara tiga lempeng tektonik yaitu di sebelah Barat Laut Lempeng Eurasia, di sebelah Selatan Lempeng Indo- Australia, dan di sebelah Timur Lempeng Pasifik. Tingginya potensi gempa di negara Indonesia mengharuskan warganya untuk lebih waspada apalagi bencana gempa merupakan bencana yang tidak dapat ditentukan dengan pasti, kapan waktu dan lokasi kejadiannya, namun, bencana ini dapat dideteksi dan dihitung kekuatannya sehingga dapat menjadi tolak ukur pemantauan kemungkinan terjadi gempa berikutnya.

Pada tanggal 27 Mei 2006 terjadi gempabumi di Yogyakarta yang berkekuatan 5,9 SR menelan korban meninggal dunia sekitar 5.000 jiwa. Sebelumnya pada tanggal 26 Desember 2004 di Aceh juga terjadi gempabumi di laut yang memicu adanya tsunami menelan sekitar 200.000 korban jiwa dengan kekuatan gempa 9,3 SR. Hal ini terjadi karena belum ada alat yang bisa mendeteksi akan dan kapan terjadinya gempabumi atau sering disebut sistem peringatan dini (early warning system).

Oleh karena itu, masyarakat memerlukan alat yang bisa mendeteksi akan terjadinya gempa bumi sebagai sistem peringatan dini. Piranti akan menggunakan sensor piezoelektrik untuk menghasilkan potensial listrik sebagai respon terhadap tekanan mekanik yang diberikan (pendeteksian getaran gempabumi) dan sensor ADXL330 Accelerometer untuk mendeteksi terjadinya simpangan pada benda dengan keluaran analog. Piranti ini disusun menggunakan Arduino uno untuk mengolah data dari sensor dan mengubahnya menjadi data digital, dengan bantuan ESP8266 sebagai alat observasi data dan penghubung antara arduino dengan smartphone. Pada smartphone, Android OS diperlukan untuk membuat aplikasi Earthfire pada smartphone sehingga bisa ditampilkan notifikasi apabila terjadi gempabumi. GSM shield juga dibutuhkan sebagai backup atau pun bantuan peringatan, karena tugas utama GSM adalah untuk mengirim SMS ke smartphone apabila sensor gempa mendeteksi terjadinya gempa, sehingga user dapat segera evakuasi ke tempat yang aman.

Earthifier (Earthquake-Notifier) yang kami buat merupakan sistem dengan capability berikut ini.

1. Earthifier dapat diakses dgn mengunduh dan mengoperasikan aplikasi Earthifier tersebut pada Android OS di smartphone anda

2. Mengirim SMS atau notifikasi secara cepat pada smartphone apabila sensor mendeteksi adanya gempabumi

3. Hardware dapat diintegrasikan dengan modul-modul lain dengan mudah dan fleksibel

4. Sensor dapat membedakan antara gempa ringan dan gempa berat

5.  

Rumusan Masalah

1. Bagaimana solusi untuk mengurangi korban jiwa sebagai akibat dari gempa bumi bagi masyarakat Indonesia?

2. Bagaimana cara agar tim SAR (Search and Rescue) dapat mengetahui daerah yang mengalami gempa sehingga dapat memberikan tanggap bencana dengan cepat?

Tujuan dan Manfaat

1. Sebagai syarat untuk mengikuti lomba IoT Innovation Challenge

2. Mendeteksi adanya gempa bumi sehingga dapat memberikan peringatan melalui gsm hardware berupa sms / notifikasi pada smartphone user agar segera mencari tempat yg aman dan evakuasi

3. User menjadi lebih aman terhadap bencana gempabumi karena Earthifier dapat menjadi sumber peringatan utama apabila terjadi gempabumi

4. Agar masayarakat menjadi lebih waspada terhadap bencana gempabumi begitu juga aware dengan gejala-gejalanya

Alat dan bahan

Alat dan bahan yang kami gunakan untuk membuat Earthifier (Earthquake-Notifier) :

-Arduino Uno

-ESP8266

-Android OS Smartphone

-Sensor Piezoelectric (Sensor Getaran)

-Sensor  Accelerometer ADXL330 (Sensor Simpangan)

-Kabel Jumper

-Router

-GSM shield

1. Arduino Uno

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya. 

2. Smartphone berbasis Android OS

Smartphone berbasis Android OS adalah Smartphone(ponsel pintar) dengan sistem operasi berbasis kernel Linux yang pada awalnya dikembangkan oleh Android Inc, yang didukung Google finansial dan kemudian dibeli pada tahun 2005, dapat digunakan untuk berbagai tujuan, multifungsi, dan tempat pengoperasian aplikasi-aplikasi.

3. ESP 8266

ESP8266  adalah sebuah chip yang sudah lengkap dimana didalamnya sudah termasuk processor, memori dan juga akses ke GPIO. Hal ini menyebabkan ESP8266 dapat secara langsung menggantikan Arduino dan ditambahlagi dengan kemampuannya untuk menuspport koneksi wifi secara langsung.lengkap

4. Sensor Piezoelectric

Piezoelektrik sensor merupakan sebuah alat yang dapat mengukur gaya maupun tekanan dengan mengubahnya menjadi muatan listrik menggunakan prinsip efek piezoelektrik. Efek piezoelektrik merupakan efek yang terjadi pada sebuah material solid ketika material tersebut diberikan tekanan mekanik sehingga menyebabkan muatan listrik terakumulasi di dalam material solid tersebut. Efek ini terkadang juga digambarkan sebagai muatan listrik yang dihasilkan oleh tekanan.

5. Sensor Accelerometer ADXL330

sensor accelerometer ADXL330 adalah sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya simpangan pada benda (bandul) dengan keluaran analog

6. Kabel jumper

kabel jumper adalah kabel yang diperlukan untuk menghubungkan antara antena omni dengan dengan access point, perhatikan panjang maksimal yang diperlukan hanya 1 meter, selebih dari itu anda akan mengalami degradasi sinyal (loss dB). 

7. GSM Shield

GSM Shield atau GPRS (General Packet Radio Service) Shield merupakan produk untuk keperluan wireless Arduino Anda. Beroperasi pada frekuensi GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz untuk keperluan pengiriman suara, SMS, dan data dengan konsumsi data yang rendah. Shield GPRS ini dikendalikan menggunakan  AT commands (GSM 07.07 ,07.05 dan SIMCOM enhanced AT Commands). Kompatible dengan board Arduino UNO, Duemilanove, Seeeduino, dan Mega, dan Arduino kompatible lainnya.

8. Router

Router adalah sebuah alat yang mengirimkan paket data melalui sebuah jaringan atau Internet menuju tujuannya, melalui sebuah proses yang dikenal sebagai routing. Proses routing terjadi pada lapisan 3 (Lapisan jaringan seperti Internet Protocol) dari stack protokol tujuh-lapis OSI. Router berfungsi sebagai penghubung antar dua atau lebih jaringan untuk meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Router berbeda dengan switch. Switch merupakan penghubung beberapa alat untuk membentuk suatu Local Area Network (LAN).

9. Packaging

Packaging (pengemasan) merupakan wadah atau pembungkus yang dapat membantu mencegah atau mengurangi kerusakan, melindungi produk yang ada di dalamnya, melindungi dari bahaya pencemaran serta gangguan fisik (gesekan, benturan, getaran). Di samping itu pacaging (pengemasan) berfungsi untuk menempatkan suatu hasil pengolahan atau produk industri agar mempunyai bentuk-bentuk yang memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan dan distribusi.

Cara Kerja

Rancangan Hardware

Rancangan hardware seperti diatas, Arduino Uno disambungkan dengan Sensor Piezoelectric dan Sensor ADXL330 Accelerometer agar arduino dapat langsung membaca masukan dari sensor. ESP8266 juga langsung disambungkan ke Arduino Uno agar data dari arduino bisa segera dipantau dan dipancarkan melalui router dan masuk kedalam Smartphone berbasis Android, yang nantinya dengan adanya aplikasi Earthifier (Earthquake Notifier) pada smartphone, akan muncul notifikasi dari aplikasi tersebut yang menandakan terdeksinya gempa. GSM/GPRS Shield disambung ke Arduino agar nantinya dapat digunakan sebagai backup apabila notifikasi aplikasi mengalami error, GSM Shield mengirim SMS ke smartphone apabila pada sensor yang terhubung arduino mendeteksi adanya gempabumi.

Time Frame

1. Perancangan hardware                                               : 1 minggu

2. Perancangan software (system monitoring)               : 1 minggu

3. Perancangan software (Android)                               : 1 minggu

4.  Pengujian                                                                   : 5 hari