Underwater Camera & Monitoring System

Wiring Diagram & Arsitektur Sistem Berbasis ESP32 & LoRa

Berikut adalah rancangan wiring diagram (skema pengkabelan) dan arsitektur sistem untuk kontrol kamera bawah air (underwater camera) yang dilengkapi dengan sensor deteksi gerakan, kerapatan biomassa, dan tingkat kejernihan air laut, menggunakan ESP32 dan LoRa untuk remote jarak jauh[cite: 4].

1. Arsitektur & Komponen Sistem

Sistem dibagi menjadi 2 unit utama: Node Bawah Air (TX) dan Stasiun Penerima / Remote (RX) di permukaan/darat[cite: 4].

Daftar Komponen Utama:

Mikrokontroler: 2x ESP32 DevKit V1 (Node Sensor & Receiver)[cite: 4].
Kamera Bawah Air: Modul kamera tahan air (contoh: ESP32-CAM atau kamera USB/analog yang dihubungkan melalui video encoder / modul pendukung)[cite: 4].
Sensor Kejernihan Air (Turbidity Sensor): Sensor kekeruhan air berbasis optik tahan air (seperti analog turbidity sensor dengan probe waterproof) untuk mengukur tingkat kejernihan/partikel tersuspensi[cite: 4].
Sensor Biomassa & Gerakan: Menggunakan pengolahan citra (Computer Vision) dari stream kamera ESP32 atau tambahan sensor sonar/pendukung jika diperlukan[cite: 4].
Modul LoRa: 2x SX1276 / SX1278 (untuk transmisi data parameter sensor dan kontrol)[cite: 4].
Catu Daya: Accu 12V + Buck Converter (LM2596) untuk menurunkan tegangan ke 5V[cite: 4].

2. Skema Wiring Diagram (Koneksi Pin)

A. Bagian Node Bawah Air (ESP32-CAM / ESP32 + Kamera + Turbidity + LoRa)

Jika menggunakan ESP32-CAM (sudah on-board kamera OV2640) yang dimasukkan ke dalam housing kedap air[cite: 4]:

Komponen	Pin Komponen	Pin ESP32-CAM / ESP32	Keterangan
Sensor Kejernihan Air (Turbidity)	VCC / GND	5V / 3.3V & GND	Catu daya sensor kekeruhan[cite: 4]
	Analog Output (AO)	GPIO 36 (VP / ADC1_0)	Membaca tingkat kekeruhan/kejernihan air[cite: 4]
Modul LoRa (SX1278)	NSS / CS	GPIO 15	SPI Chip Select (bisa disesuaikan)[cite: 4]
	RST	GPIO 4 atau pin bebas	Reset LoRa[cite: 4]
	SCK, MISO, MOSI	GPIO 14, 12, 13	Jalur SPI LoRa[cite: 4]
Pencahayaan (Opsional)	Relay / LED Driver	GPIO 2	Kontrol lampu underwater flashlight[cite: 4]

B. Bagian Stasiun Penerima / Remote (ESP32 Receiver + LoRa + Display)

Komponen	Pin Komponen	Pin ESP32 (RX)	Keterangan
Modul LoRa (SX1278)	NSS / CS	GPIO 5	SPI Chip Select[cite: 4]
	SCK, MISO, MOSI	GPIO 18, 19, 23	Jalur SPI[cite: 4]
OLED Display / Monitor	SDA / SCL	GPIO 21 / GPIO 22	Menampilkan data kejernihan & status gerakan[cite: 4]
Koneksi PC/Dashboard	UART (TX/RX)	USB to Serial	Menerima stream data & visual dari jarak jauh[cite: 4]

3. Ilustrasi Skematik Blok (Visual Layout)

[ 12V Accu (Permukaan/Darat) ]
      │  (Kabel Power & Kabel Data/Antena di dalam selang/Umbilical cord)[cite: 4]
      ▼
[ Buck Converter (12V ke 5V) ] ──> Suplai VCC Kamera & Sensor Turbidity[cite: 4]
      │
      ▼
 [ ESP32-CAM Node (Bawah Air) ][cite: 4]
   ├── Kamera OV2640 (Deteksi Gerakan & Biomassa visual)[cite: 4]
   ├── Pin ADC (GPIO 36) ──────> [ Sensor Kejernihan Air (Turbidity) ][cite: 4]
   └── SPI (GPIO 12,13,14,15) ─> [ Modul LoRa SX1278 ] ~ ~ ~ (RF LoRa) ~ ~ ~> [ Modul LoRa Receiver ] ──> [ ESP32 Receiver ] ──> [ PC / Dashboard ][cite: 4]

4. Tips Penting untuk Sistem Kamera Bawah Air

Sistem Transmisi Video vs Data LoRa: Frekuensi LoRa memiliki bandwidth yang sangat kecil, sehingga tidak cukup cepat untuk mengirimkan streaming video mentah[cite: 4]. LoRa digunakan untuk mengirimkan data parameter sensor (nilai kekeruhan, status/persentase kerapatan biomassa, dan sinyal peringatan deteksi gerakan)[cite: 4]. Untuk streaming video kamera bawah air secara real-time, biasanya digunakan kabel umbilical (kabel LAN/koaksial tahan air) atau transmisi Wi-Fi khusus jarak jauh di atas permukaan air[cite: 4].
Pencahayaan (Lighting): Lingkungan bawah air cenderung gelap[cite: 4]. Tambahkan lampu LED waterproof berdaya tinggi yang dikontrol melalui ESP32 untuk membantu visibilitas kamera mendeteksi gerakan ikan atau biomassa[cite: 4].
Pengolahan Data Biomassa: Deteksi kerapatan biomassa dan gerakan dapat dihitung secara edge computing langsung di ESP32-CAM menggunakan algoritma pengolahan citra sederhana (seperti frame differencing untuk gerakan), kemudian hasilnya dikirimkan via LoRa ke posko pemantauan[cite: 4].