Development of an STM32-Based Air Quality and Combustion Gas Monitoring System for Smart Homes with Integrated LoRa Wireless Communication

Faiz Pramudityo Agunda, Dr. Bakhtiar Alldino Ardi Sumbodo S., S.Si., M.Cs.,

2026 | Skripsi | ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Penelitian ini menyajikan sistem pemantauan kualitas udara dan gas hasil pembakaran berbasis STM32 untuk rumah pintar yang terintegrasi dengan komunikasi nirkabel LoRa. Node pemancar menggunakan mikrokontroler STM32F103C8T6 dengan sensor MQ-7 (karbon monoksida), MQ-135 (ekuivalen CO?), dan DHT22 (suhu dan kelembapan), yang mentransmisikan data melalui LoRa SX1278 pada frekuensi 433 MHz. Node penerima berbasis ESP32 menyediakan tampilan lokal melalui OLED dan pemantauan jarak jauh melalui platform IoT Ubidots. Sensor MQ dikalibrasi menggunakan metode Rs/R0 dan dievaluasi berdasarkan perilaku respons, bukan akurasi absolut, karena tidak tersedia instrumen referensi. Pengujian pada lima posisi dalam ruangan mencapai rata-rata Packet Delivery Rate sebesar 98,6%, dengan latensi tampilan lokal sekitar 32 detik. Selama 48 jam operasi berkelanjutan, sistem mempertahankan waktu aktif sebesar 100?n tingkat kehilangan paket sebesar 1,37%. Sistem ini memenuhi target desainnya dalam hal keandalan komunikasi nirkabel dan stabilitas operasional, serta menawarkan solusi yang terjangkau dan tidak bergantung pada infrastruktur untuk pemantauan kualitas udara di lingkungan rumah tinggal.

This research presents an STM32-based air quality and combustion gas monitoring system for smart homes, integrated with LoRa wireless communication. The transmitter node uses an STM32F103C8T6 microcontroller with MQ-7 (carbon monoxide), MQ-135 (CO?-equivalent), and DHT22 (temperature and humidity) sensors, transmitting data via LoRa SX1278 at 433 MHz. The receiver node, based on ESP32, provides local display via OLED and remote monitoring through the Ubidots IoT platform. The MQ sensors were calibrated using the Rs/R0 method and evaluated for response behavior rather than absolute accuracy, as no reference instruments were available. Testing across five indoor positions achieved a 98.6% average Packet Delivery Rate, with local display latency of approximately 32 seconds. Over 48 hours of continuous operation, the system maintained 100% uptime and a 1.37% packet loss rate. The system meets its design targets for wireless reliability and operational stability, offering an affordable, infrastructure-independent solution for residential air quality monitoring.

Kata Kunci : Indoor air quality, LoRa, STM32, carbon monoxide, CO?-equivalent, IoT