Smart Environment Monitoring & Control System

Laboratorium Kalibrasi — IoT Based

Skripsi / Tugas Akhir Sistem Monitoring dan Kontrol Otomatis Suhu & Kelembaban Laboratorium Kalibrasi Berbasis IoT dengan ESP32, Sensor RS485 Modbus, dan Nextion HMI untuk Pemenuhan Standar SNI ISO/IEC 17025:2017

---

Latar Belakang

Laboratorium kalibrasi memerlukan kondisi lingkungan yang terkontrol secara ketat — khususnya suhu dan kelembaban — untuk menjamin akurasi hasil pengukuran sesuai standar SNI ISO/IEC 17025:2017. Saat ini, banyak laboratorium masih melakukan pencatatan secara manual menggunakan termohigrometer analog, yang rentan terhadap:

• Ketidakkonsistenan pencatatan
• Keterlambatan respons saat kondisi menyimpang
• Tidak adanya rekam data digital untuk keperluan audit KAN
• Kontrol humidifier yang masih manual (on/off)

Sistem ini dirancang sebagai solusi end-to-end yang mencakup sensing, local display, cloud monitoring, automated control, dan audit trail logging.

---

Fitur Utama

Fitur	Deskripsi
Monitoring Real-time	Suhu & kelembaban ditampilkan di HMI lokal dan dashboard cloud
Kontrol Otomatis	Humidifier ON/OFF otomatis berdasarkan threshold dengan hysteresis
Mode Operasi	Auto / Manual / Schedule
Data Logging	Rekam data ke SD Card (offline) dan cloud database (online)
Notifikasi	Alert via Telegram/Email saat kondisi out-of-range
Dual Konektivitas	WiFi dan Ethernet (failover)
Audit Trail	Data historis lengkap dengan timestamp untuk kebutuhan akreditasi KAN
Local Display	Nextion HMI menampilkan data tanpa perlu akses internet
Web Dashboard	SURGE Dashboard via MQTT broker

---

Arsitektur Singkat

┌─────────────────┐     RS485 Modbus RTU     ┌──────────────┐
│  Temp & Humidity ├─────────────────────────►│              │
│  Sensor RS485    │                          │   ESP32      │
└─────────────────┘                          │   Gateway    │
                                             │              │
┌─────────────────┐     UART / RS485         │   ┌────────┐ │    MQTT     ┌──────────────┐
│  Nextion HMI    ├◄────────────────────────►│   │ W5500  │ ├───────────►│ MQTT Broker  │
│  Display        │                          │   │Ethernet│ │  WiFi/ETH  │ (Mosquitto)  │
└─────────────────┘                          │   └────────┘ │            └──────┬───────┘
                                             │              │                   │
┌─────────────────┐     GPIO + Relay Driver  │   ┌────────┐ │            ┌──────▼───────┐
│  Humidifier     ├◄────────────────────────►│   │ SD Card│ │            │    SURGE     │
│  (via Relay 30A)│                          │   └────────┘ │            │  Dashboard   │
└─────────────────┘                          └──────────────┘            └──────────────┘

---

Standar Acuan

Standar	Keterangan
SNI ISO/IEC 17025:2017	Persyaratan umum kompetensi laboratorium pengujian dan kalibrasi
ISO/IEC Guide 25	Environmental conditions for calibration
OIML	International Organization of Legal Metrology
KAN (Komite Akreditasi Nasional)	Badan akreditasi laboratorium di Indonesia

Persyaratan Lingkungan Lab Kalibrasi

Parameter	Dimensional	Elektrik/Elektronik
Suhu	20°C ± 2°C	23°C ± 2°C
Kelembaban	< 50% RH	< 60% RH
Resolusi Suhu	0.1°C	0.1°C
Resolusi Kelembaban	1% RH	1% RH

---

Struktur Dokumentasi

File	Deskripsi
README.md	Overview proyek (file ini)
analisis.md	Analisis masalah, kebutuhan, dan solusi
architecture.md	Arsitektur sistem detail (hardware + software)
workflow.md	Alur kerja sistem dan pengembangan
komponen.md	Daftar material/komponen beserta harga
wiring.md	Diagram wiring dan pin mapping
mqtt-topics.md	Struktur MQTT topics dan payload
pengujian.md	Rencana pengujian dan validasi sistem

---

Tech Stack

Layer	Teknologi
Microcontroller	ESP32-WROOM-32
Sensor	SHT20 / SHT30 RS485 Modbus RTU
Display	Nextion HMI 3.5" / 4.3" (UART)
Relay	Relay Module 30A dengan optocoupler
Connectivity	WiFi (ESP32 built-in) + Ethernet (W5500 Module)
Protocol	Modbus RTU (sensor), MQTT (cloud), UART (HMI)
MQTT Broker	Mosquitto (self-hosted / cloud)
Dashboard	SURGE Dashboard
Notification	Telegram Bot API
Offline Storage	Micro SD Card (SPI) + RTC DS3231
Power	AC-DC 5V/12V PSU, rail DIN mount
Enclosure	ABS/Metal wall-mount enclosure IP54
IDE	Arduino IDE / PlatformIO
Language	C/C++ (Firmware), JavaScript (Dashboard)

---

Quick Start

# Clone repository
git clone https://github.com/<username>/ta-smart-calibration-lab.git
cd ta-smart-calibration-lab

# Buka firmware di PlatformIO / Arduino IDE
# Upload ke ESP32

# Setup MQTT Broker
docker run -d --name mosquitto -p 1883:1883 -p 9001:9001 eclipse-mosquitto

# Jalankan SURGE Dashboard
# (lihat dokumentasi SURGE untuk setup)

---

Penulis

Jep Steven Mahasiswa — Program Studi [Nama Prodi] [Nama Universitas]

---

Lisensi

Proyek ini dibuat untuk keperluan akademis (Skripsi/Tugas Akhir). Semua hak cipta dilindungi. Penggunaan komersial tanpa izin tidak diperbolehkan.