🖧 Sistem Monitoring Kualitas Radio Link Berbasis ESP32

Deskripsi proyek

Proyek ini bertujuan untuk memantau kualitas radio link secara real-time dengan menggunakan dua buah ESP32. Sistem ini mengukur parameter RSSI berdasarkan standar TIPHON dan Access Point Name untuk mengklasifikasikan kualitas koneksi radio link, serta memantau beberapa parameter lainnya seperti SNR melalui protokol SNMP. Selain menampilkan data ke Arduino IoT Cloud, sistem juga mengirimkan notifikasi email dan mencatat data ke dalam Google Spreadsheet sebagai log historis.

🔌 Hardware yang Digunakan

• 3x ESP32 Devkit V1
• 1x W5500 Lite Ethernet Module
• 1x Power Supply 5V 3A DC

💻 Software yang Digunakan

• Arduino IDE
• Arduino IOT Cloud
• Email
• Google Spreadsheet
• Google Apps Script

⚙️ Konfigurasi Pin

W5500 Lite	ESP32 #2	ESP32 #3
INT	13	-
CS	14	-
SCK	27	-
MOSI	26	-
MISO	25	-
RST	33	-
VCC	3.3V	-
GND	GND	-
-	TX2	RX2
-	RX2	TX2

📘 Skematik Rangkaian

🔁 Flowchart Sistem

📊 Parameter yang Dimonitor

• RSSI (Received Signal Strength Indicator)
• SNR (Signal-to-Noise Ratio)
• Access Point Name
• Jarak
• Frekuensi
• Daya Pancar
• Gain Antena

📶 Klasifikasi RSSI berdasarkan standar TIPHON

Kategori	Nilai RSSI (dBm)
Sangat Baik	> -70
Baik	-70 s/d -85
Cukup	-86 s/d -100
Buruk	< -100
Terputus	AP Name Tidak Sesuai

⚠️ Catatan: Standar TIPHON secara resmi hanya mengklasifikasikan hingga kategori Buruk. Kategori Terputus pada tabel ini merupakan penyesuaian khusus proyek ini untuk mendeteksi kondisi saat access point name perangkat tidak sesuai.

🔧 Pembagian Tugas ESP32

Sistem ini terdiri dari tiga buah ESP32 yang memiliki fungsi dan tanggung jawab berbeda, berikut rinciannya.

📡 ESP32 #1 – Radio Link Simulator Unit

• Bertugas sebagai SNMP agent yang Menyediakan data parameter radio link secara dinamis melalui protokol SNMP untuk diakses oleh ESP32 #2 selaku SNMP client.
• Terintegrasi dengan Arduino IoT Cloud untuk memungkinkan pengaturan keluaran nilai parameter SNMP secara fleksibel.

📟 ESP32 #2 – Monitoring Unit

• Melakukan ping secara periodik ke radio link.
• Mengambil data-data parameter menggunakan protokol SNMP.
• Mengklasifikasikan kualitas sinyal berdasarkan standar TIPHON.
• Mengirimkan seluruh data hasil analisis ke ESP32 #3 melalui UART.

🌐 ESP32 #3 – IoT Gateway & Reporting Unit

• Menerima data dari ESP32 #2 via UART
• Mengirimkan data RSSI, SNR, status koneksi radio link, status perangkat radio link dan opsi restart sistem monitoring ke Arduino IOT Cloud.
• Mengirimkan notifikasi email ketika terjadi perubahan status kategori.
• Menyimpan log seluruh data parameter ke Google Spreadsheet.

🚀 Memulai Proyek

1. Clone Repository

git clone https://github.com/muhammadghalib/Sistem-Monitoring-Kualitas-Radio-Link-Berbasis-ESP32.git

2. Install Library

Buka file txt yang ada di direktori arduino-libraries/ pada repository ini dan download semua librarynya ke dalam folder libraries Arduino di perangkat Anda.

3. Menjalankan ESP32 #1 - Radio Link Simulator Unit

3.1 Buat Variabel di Arduino IoT Cloud

Masuk ke halaman Things dan pada bagian Cloud Variables, klik Add dan tambahkan variabel berikut:

Name	Data Type	Permission	Update Policy
koneksiSangatBaik	Boolean	Read & Write	On Change
koneksiBaik	Boolean	Read & Write	On Change
koneksiCukup	Boolean	Read & Write	On Change
koneksiBuruk	Boolean	Read & Write	On Change
koneksiTerputus	Boolean	Read & Write	On Change

3.2 Setup Device ESP32

1. Pada panel kanan Associated Device, klik Select Device → Setup New Device.
2. Pilih Third Party Device → ESP32.
3. Pada bagian Select Model, pilih DOIT ESP32 DEVKIT V1.
4. Simpan file PDF yang berisi Device ID dan Secret Key.

3.3 Konfigurasi Jaringan

• Masuk ke bagian Network, klik Configure
• Isi kolom berikut:
  • WiFi Name
  • WiFi Password
  • Secret Key dari file PDF tadi

3.4 Salin Konfigurasi ke Sketch

• Buka file thingProperties.h pada sketch Arduino IOT Cloud.
• Salin nilai DEVICE_LOGIN_NAME, SSID, PASS, dan DEVICE_KEY ke dalam file:

  thingPropertiesVorlinkvueDeveloper.h
  

3.5 Buat Dashboard Arduino IoT Cloud

1. Buat dashboard baru di Arduino IoT Cloud.
2. Tambahkan Switch untuk masing-masing opsi kualitas koneksi.
3. Hubungkan setiap variabel ke masing-masing widgets.

3.6 Menyiapkan dan Mengunggah Sketch

1. Buka file berikut di Arduino IDE atau editor yang Anda gunakan:

   esp32_unit_1_radio_link_simulator_unit.ino

2. Sesuaikan konfigurasi berikut pada baris kode:
   • Baris ke-21: Masukkan alamat IP yang akan digunakan, contoh :

     IPAddress localIP (192, 168, 0, 111);

   • Baris ke-22: Masukkan alamat IP gateway yang akan digunakan, contoh :

     IPAddress gateway (192, 168, 0, 1);

3. Setelah semua konfigurasi selesai, sambungkan ESP32 ke komputer dan unggah sketch ke perangkat.

3.7 Tampilan Serial Monitor

3.8 Tampilan Dashboard Arduino IOT Cloud

4 Menjalankan ESP32 #2 - Monitoring Unit

4.1 Hubungkan Perangkat

• Hubungkan ESP32 dengan modul W5500 Lite
• Hubungkan kabel Ethernet/LAN ke port W5500 dan pastikan terhubung ke jaringan lokal
• Hubungkan ESP32 #2 dan ESP32 #3 sesuai dengan skematik rangkaian.

4.2 Menyiapkan dan Mengunggah Sketch

1. Buka file berikut di Arduino IDE atau editor yang Anda gunakan:

   esp32_unit_2_monitoring_unit.ino

2. Sesuaikan konfigurasi berikut pada baris kode:
   • Baris ke-32: Masukkan alamat IP yang akan digunakan, contoh :

     const IPAddress localIP (192, 168, 0, 250);

   • Baris ke-33: Masukkan alamat IP gateway yang akan digunakan, contoh :

     const IPAddress gateway (192, 168, 0, 1);

   • Baris ke-38: Masukkan alamat IP yang digunakan oleh Radio Link/Radio Link Simulator, contoh :

     const IPAddress radioLinkTower (192, 168, 0, 111);

3. Setelah semua konfigurasi selesai, sambungkan ESP32 ke komputer dan unggah sketch ke perangkat.

4.3 Tampilan Serial Monitor

5 Menjalankan ESP32 #3 - IoT Gateway & Reporting Unit

5.1 Buat Variabel di Arduino IoT Cloud

Masuk ke halaman Things dan pada bagian Cloud Variables, klik Add dan tambahkan variabel berikut:

Name	Data Type	Permission	Update Policy
espRestart	Boolean	Read & Write	On Change
radioLinkConnected	Boolean	Read Only	On Change
radioLinkReachable	Boolean	Read Only	On Change
rssiValue	Integer	Read Only	On Change
snrValue	Integer	Read Only	On Change

5.2 Setup Device ESP32

1. Pada panel kanan Associated Device, klik Select Device → Setup New Device.
2. Pilih Third Party Device → ESP32.
3. Pada bagian Select Model, pilih DOIT ESP32 DEVKIT V1.
4. Simpan file PDF yang berisi Device ID dan Secret Key.

5.3 Konfigurasi Jaringan

• Masuk ke bagian Network, klik Configure
• Isi kolom berikut:
  • WiFi Name
  • WiFi Password
  • Secret Key dari file PDF tadi

5.4 Salin Konfigurasi ke Sketch

• Buka file thingProperties.h pada sketch Arduino IOT Cloud.
• Salin nilai DEVICE_LOGIN_NAME, SSID, PASS, dan DEVICE_KEY ke dalam file:

  thingPropertiesVorlinkvue.h
  

5.5 Buat Dashboard Arduino IoT Cloud

1. Buat dashboard baru di Arduino IoT Cloud.
2. Tambahkan widgets 2 Chart untuk grafik nilai RSSI dan SNR, 2 Status untuk status radio link dan 1 Button untuk opsi restart ESP32 #3.
3. Hubungkan setiap variabel cloud ke masing-masing widgets.

5.6 Membuat Tabel Spreadsheet

1. Buka Google Spreadsheet dan buat file baru.

2. Beri nama Radio Link Tower - Log.

3. Buat tabel sesuai contoh berikut:

   

5.7 Konfigurasi Extensions Spreadsheet

1. Klik menu Extensions.
2. Pilih Apps Script.
3. Beri nama proyek Radio Link Tower - Apps Script.
4. Buka file script.gs pada folder tools → google_apps_script di repository ini.
5. Salin seluruh kode dari file tersebut, lalu tempelkan pada editor Apps Script.
6. Tekan CTRL + S untuk menyimpan.
7. Klik Deploy → Manage Deployment.
8. Klik Create Deployment.
9. Pada ikon gear, pilih Web App.
10. Pada bagian Who has access, pilih Anyone with Google account.
11. Klik Deploy.
12. Salin URL Web App yang muncul, lalu simpan untuk digunakan pada tahap selanjutnya.

---

5.8 Menyiapkan dan Mengunggah Sketch

1. Buka file berikut di Arduino IDE atau editor yang Anda gunakan:

   esp32_unit_3_iot_gateway_and_reporting_unit.ino

2. Sesuaikan konfigurasi berikut pada baris kode:
   • Baris ke-22: Masukkan alamat email pengirim, contoh :

     #define AUTHOR_EMAIL "[email protected]"

   • Baris ke-23: Masukkan 16 digit Author Password dari akun Google pengirim, contoh :

     #define AUTHOR_PASSWORD "aaaa bbbb cccc dddd"

   • Baris ke-24: Masukkan alamat email penerima, contoh :

     #define RECIPIENT_EMAIL "[email protected]"

   • Baris ke-42: Masukkan URL Web App yang diperoleh pada langkah 5.7, contoh :

     #define GOOGLE_WEB_APP_URL "https://script.google.com/macros/s/xxxxx/exec"

3. Setelah semua konfigurasi selesai, sambungkan ESP32 ke komputer dan unggah sketch ke perangkat.

5.9 Tampilan Serial Monitor

5.10 Tampilan Dashboard Arduino IOT Cloud

• Saat koneksi sangat baik
• Saat koneksi terputus

5.11 Tampilan Email

• Saat koneksi terhubung
• Saat koneksi terputus

5.12 Tampilan Spreadsheet

📝 Catatan Penting

1. Apabila ingin memonitor radio link asli (bukan menggunakan ESP32 radio link simulator), pastikan Anda mengetahui alamat IP dan OID yang digunakan oleh perangkat radio link tersebut, lalu masukkan alamat IP dan OID tersebut ke dalam source code ESP32 #2.
2. Beberapa library telah dimodifikasi secara khusus untuk mendukung fitur-fitur proyek ini. Untuk memastikan kompatibilitas dan kinerja optimal, gunakan hanya library yang telah disediakan.

📸 Dokumentasi

💡 STAY CURIOUS