Panduan Membuat Sistem Pemantauan Kendaraan Listrik dengan ESP32

Kendaraan listrik (electric vehicles/EV) semakin populer di seluruh dunia karena keunggulannya dalam hal efisiensi energi dan ramah lingkungan. Namun, untuk menjaga performa optimal dan masa pakai kendaraan listrik, pemantauan kondisi kendaraan secara real-time sangat penting. Salah satu solusi terbaik untuk membangun sistem pemantauan ini adalah dengan menggunakan ESP32. ESP32 adalah mikrokontroler yang terkenal karena kemampuannya dalam mengintegrasikan berbagai sensor dan konektivitas yang kuat. 

 

 

Mengapa Memilih ESP32 untuk Sistem Pemantauan Kendaraan Listrik?

 

ESP32 adalah pilihan yang cocok untuk proyek embedded system seperti sistem pemantauan kendaraan listrik, karena:

- ESP32 mendukung Wi-Fi dan Bluetooth, memudahkan pengiriman data secara nirkabel ke aplikasi mobile atau cloud untuk pemantauan jarak jauh.

- ESP32 dapat melakukan berbagai tugas secara paralel, seperti membaca sensor, memproses data dan mengirimkan informasi melalui jaringan tanpa lag menggunakan prosesor dual-core.

- ESP32 kompatibel dengan berbagai sensor seperti sensor suhu, arus, tegangan dan jarak. Kompatibilitas ini memudahkan Anda untuk memonitor kondisi baterai, motor, suhu, dan lainnya di kendaraan listrik.

- ESP32 memiliki mode daya rendah, menjadikannya ideal untuk digunakan dalam kendaraan listrik yang perlu menjaga efisiensi energi.

- ESP32 tidak hanya mampu menangani kebutuhan pengukuran dan pemantauan, tetapi juga menawarkan skalabilitas untuk mengembangkan sistem yang lebih canggih di masa depan.

 

Arsitektur Sistem Pemantauan Kendaraan Listrik

 

- Unit Kendali ESP32

Mikrokontroler utama yang mengelola semua sensor, memproses data dan berkomunikasi dengan server atau perangkat mobile.

- Sensor

Sensor untuk memantau parameter kendaraan seperti suhu, arus, tegangan, jarak dan kecepatan.

- Baterai kendaraan listrik

Menyediakan informasi tentang status daya baterai, sisa kapasitas dan arus yang digunakan.

- Antarmuka komunikasi

ESP32 akan mengirimkan data ke server atau aplikasi menggunakan Wi-Fi atau Bluetooth. Jika Wi-Fi tidak tersedia, sistem juga dapat menggunakan jaringan seluler atau LoRa (Long Range).

- Aplikasi atau Dashboard Pemantauan

Aplikasi atau dashboard pemantauan digunakan oleh pengguna atau teknisi untuk melihat informasi real-time mengenai kendaraan, seperti status baterai, kondisi motor, jarak tempuh dan peringatan kesalahan.

Komponen Hardware yang Diperlukan

- ESP32 Development Board

ESP32 adalah pusat kendali dari sistem pemantauan. Berikut ini beberapa board yang populer, seperti ESP32 DevKit V1, WROOM-32, atau ESP32-CAM (jika Anda ingin menambahkan kamera).

- Sensor

  - Sensor arus (ACS712 atau INA219) untuk memantau arus yang digunakan oleh baterai dan motor.

  - Sensor tegangan untuk mengukur tegangan pada baterai.

  - Sensor suhu (DS18B20 atau DHT11) untuk mengukur suhu motor atau komponen penting lainnya.

  - Sensor jarak (Ultrasonik atau Infrared) untuk fitur parkir atau pemantauan jarak kendaraan.

  - Sensor kecepatan (Optik atau Hall Effect) untuk memantau kecepatan kendaraan.

- Display (opsional, seperti OLED atau LCD untuk menampilkan informasi langsung di kendaraan.

- Baterai untuk menyuplai daya ke ESP32 dan sensor.

Selain itu, Anda akan membutuhkan kabel jumper, breadboard dan modul pendukung lainnya untuk melakukan pengujian dan pengembangan.

 

Baca juga : Membangun Kendaraan Listrik Berbasis Arduino: Panduan Lengkap 2024

Integrasi Sensor dengan ESP32

 

Sensor dapat dihubungkan menggunakan protokol komunikasi seperti I2C, SPI, atau analog pin. Berikut ini cara menghubungkan beberapa sensor penting tersebut:

a. Sensor Arus (ACS712/INA219)

- ACS712

Sensor ini menggunakan output analog yang dapat langsung dihubungkan ke pin ADC pada ESP32. ESP32 kemudian membaca nilai analog dan mengonversinya ke nilai arus.

- INA219

Sensor ini menggunakan I2C, sehingga Anda perlu menghubungkan pin SDA dan SCL sensor ke pin yang sesuai di ESP32. Komunikasi dengan sensor ini dilakukan melalui library yang tersedia untuk ESP32.

b. Sensor Tegangan

Sensor tegangan biasanya dihubungkan ke pin ADC ESP32. Tegangan yang terbaca dikonversi oleh ESP32 dan dibandingkan dengan nilai referensi untuk mendapatkan tegangan baterai yang tepat.

 c. Sensor Suhu (DS18B20/DHT11)

- DS18B20

Sensor ini menggunakan protokol 1-Wire, dan dapat dihubungkan langsung ke salah satu pin GPIO ESP32. Anda perlu menggunakan library OneWire untuk membaca data suhu.

- DHT11/DHT22

Sensor ini menggunakan pin data yang dihubungkan ke GPIO. Gunakan library DHT untuk mengambil data suhu dan kelembaban.

d. Sensor Jarak

Sensor jarak seperti HC-SR04 (ultrasonik) dapat dihubungkan dengan menggunakan dua pin digital. Satu pin untuk mengirimkan sinyal trigger, dan satu pin untuk menerima sinyal echo.

 

Memproses Data di ESP32

 

Setelah sensor-sensor terhubung dan terkonfigurasi, langkah berikutnya adalah memproses data yang diterima dari sensor. ESP32 dapat digunakan untuk menghitung nilai-nilai penting seperti arus baterai, sisa kapasitas baterai, suhu motor, jarak tempuh dan kecepatan. Sebagai contoh, untuk menghitung sisa kapasitas baterai, Anda dapat menggunakan rumus sederhana dengan membandingkan tegangan baterai saat ini dengan tegangan penuh dan tegangan minimum yang telah ditentukan sebelumnya. Selain itu, Anda juga dapat menambahkan logika untuk mendeteksi kesalahan atau anomali, seperti peningkatan suhu motor yang terlalu tinggi, arus yang terlalu besar atau tegangan baterai yang terlalu rendah.

 

Mengirim Data ke Server atau Aplikasi Mobile

 

ESP32 mendukung beberapa protokol komunikasi untuk mengirim data ke server atau aplikasi mobile, seperti MQTT, HTTP, dan WebSocket. Pilihan protokol bergantung pada kebutuhan dan infrastruktur sistem yang Anda gunakan. Berikut ini beberapa pilihan protokol komunikasi yang dapat menjadi pilihan Anda:

a. Menggunakan MQTT

MQTT adalah protokol yang efisien untuk mengirimkan data secara real-time ke server atau broker. Anda dapat menggunakan library PubSubClient di ESP32 untuk mengimplementasikan protokol MQTT. Data yang dikirim dapat berupa nilai tegangan, arus, suhu, atau status kendaraan lainnya.

b. Menggunakan HTTP

HTTP dapat digunakan untuk mengirimkan data ke server atau cloud. Anda dapat menggunakan library HTTPClient di ESP32 untuk membuat request POST atau GET ke server yang menyimpan data pemantauan.

c. Menggunakan Bluetooth

Jika Anda ingin mengirimkan data langsung ke aplikasi mobile tanpa melalui server, Anda dapat memanfaatkan konektivitas Bluetooth di ESP32. ESP32 dapat mengirimkan data real-time ke aplikasi mobile Android atau iOS dengan menggunakan BLE (Bluetooth Low Energy).

 

Baca juga : Inovasi Kendaraan Listrik Berbasis Arduino: Masa Depan Transportasi

 

Menampilkan Data di Dashboard atau Aplikasi Mobile

 

Anda perlu menyediakan antarmuka pengguna yang menampilkan data real-time guna memudahkan pengguna untuk memonitor kendaraan listrik. Ada beberapa opsi untuk menampilkan data ini:

a. Menggunakan Platform IoT (Blynk, ThingSpeak, atau Adafruit IO)

Blynk adalah salah satu platform IoT yang populer untuk memantau data dari ESP32. Anda dapat mengintegrasikan ESP32 dengan Blynk untuk mengirim data sensor, dan pengguna dapat melihatnya melalui aplikasi mobile Blynk yang sudah siap pakai.

Platform lain seperti ThingSpeak dan Adafruit IO juga menyediakan antarmuka dashboard yang mudah diakses untuk memonitor data dari ESP32.

b. Membuat Aplikasi Mobile Sendiri

Jika Anda ingin lebih fleksibel, Anda dapat mengembangkan aplikasi mobile sendiri menggunakan framework seperti Flutter, React Native, atau Android Studio. Aplikasi ini dapat menerima data dari ESP32 melalui Wi-Fi, Bluetooth, atau Internet dan menampilkannya dalam bentuk grafik atau tabel.

c. Menggunakan Web Dashboard

Jika Anda ingin mengakses data dari mana saja melalui web, Anda bisa membangun dashboard berbasis web yang terhubung ke server. Dashboard ini bisa dikembangkan menggunakan framework seperti Node.js, Django, atau Flask, dan dapat menampilkan data dalam bentuk grafik yang interaktif.

 

Optimisasi Konsumsi Daya di ESP32

 

Penting untuk memastikan bahwa sistem pemantauan Anda tidak menggunakan terlalu banyak daya karena kendaraan listrik sangat bergantung pada efisiensi energi. ESP32 memiliki mode power-saving seperti Deep Sleep dan Light Sleep, yang memungkinkan Anda untuk mengurangi konsumsi daya secara signifikan saat sistem tidak sedang aktif. Contoh penerapannya adalah dengan memprogram ESP32 untuk masuk ke mode Deep Sleep saat kendaraan sedang tidak digunakan, dan hanya bangun untuk mengirim data pada interval tertentu atau saat ada perubahan signifikan pada sensor.

 

Uji Coba dan Validasi Sistem

 

Lakukan uji coba dan validasi sistem pada kendaraan listrik. Berikut ini beberapa hal yang perlu diperhatikan selama uji coba:

- Akurasi Pengukuran

Pastikan semua sensor memberikan data yang akurat dan sesuai dengan parameter kendaraan.

- Respon Real-time

Sistem pemantauan harus dapat mengirimkan data secara real-time tanpa lag yang signifikan.

- Daya Tahan

Uji konsumsi daya dari ESP32 dan pastikan sistem tidak menguras daya baterai kendaraan terlalu banyak.

- Ketahanan terhadap Kondisi Lingkungan

Pastikan sistem tetap berfungsi dalam berbagai kondisi seperti getaran, suhu ekstrem, dan kelembaban.

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!