Tutorial Projek Akhir Tahun: Cara Bina Sistem Pengesanan dan Pemantauan Kerosakan Makanan Berasaskan IoT

Setiap tahun, Malaysia membuang makanan bernilai berbillion ringgit — dan sebahagian besar kerugian ini berlaku kerana masalah yang boleh dielakkan: makanan rosak sebelum sempat digunakan kerana sistem penyimpanan yang tidak dipantau dengan baik.

Projek FYP ini membina sistem IoT yang menggabungkan beberapa sensor untuk kesan tanda-tanda awal kerosakan makanan: kenaikan suhu luar normal, peningkatan kelembapan, dan gas berbau (ammonia, methane) yang dihasilkan oleh makanan membusuk. Apabila dua atau lebih parameter melampaui threshold, sistem beri amaran kepada pengurus secara automatik.

---

Kenapa Projek Ini Kuat untuk FYP?

Sensor fusion yang sophisticated — Menggunakan tiga jenis sensor untuk buat keputusan yang lebih tepat. Ini adalah konsep engineering yang sophisticated yang panel akan hargai.

Konteks industri makanan Malaysia — Sektor makanan dan minuman Malaysia bernilai lebih RM 50 bilion. Isu keselamatan makanan (food safety) sentiasa relevan dan ada kaitan dengan standard HACCP dan Food Act 1983.

Demo yang menarik — Bawa sampel makanan ke demo. Tunjukkan sistem beri amaran bila makanan hampir rosak. Ini adalah demo yang memorable.

---

Senarai Komponen

Komponen	Spesifikasi	Anggaran Harga
ESP32 DevKit V1	38-pin, WiFi+BT	RM 20–28
Sensor Gas MQ-135	Ammonia, CO2, Benzene	RM 8–12
Sensor Gas MQ-4	Methane / Gas semulajadi	RM 8–12
DHT22	Suhu & Kelembapan (±0.5°C)	RM 10–15
LCD 20x4 I2C	Display status	RM 18–25
Buzzer Aktif	5V	RM 3–5
LED RGB	Common Cathode	RM 2–4
Breadboard & Jumper	Set lengkap	RM 15
Resistor Set	220Ω, 10kΩ	RM 3
Kotak Projek	Acrylic atau ABS	RM 20–30
Power Bank 10000mAh	Untuk portabiliti	RM 40–60

Jumlah anggaran: RM 147–209

Tip: Gunakan DHT22 dan bukan DHT11. DHT22 mempunyai accuracy ±0.5°C berbanding ±2°C. Untuk projek food safety, accuracy penting.

---

Cara Kerja Sistem: Sistem Skor Kerosakan

Sistem ini tidak bergantung pada satu sensor sahaja. Sebaliknya, ia mengira skor kerosakan berdasarkan semua parameter:

skor_rosak = 0
if (suhu > SUHU_MAX):         skor_rosak += 1
if (kelembapan > LEMBAP_MAX): skor_rosak += 1
if (gas_mq135 > GAS_THRESHOLD): skor_rosak += 1
if (gas_mq4 > GAS_THRESHOLD):   skor_rosak += 1

if skor_rosak >= 2: AMARAN KEROSAKAN

Dengan cara ini, satu false positive dari satu sensor tidak akan trigger amaran palsu.

---

Gambarajah Pendawaian

MQ-135 ke ESP32:

• VCC → 5V, GND → GND
• AO (Analog) → GPIO36, DO (Digital) → GPIO39

MQ-4 ke ESP32:

• VCC → 5V, GND → GND
• AO → GPIO34, DO → GPIO35

DHT22 ke ESP32:

• VCC → 3.3V, GND → GND
• DATA → GPIO4 (pull-up 10kΩ ke 3.3V)

LCD I2C 20x4:

• SDA → GPIO21, SCL → GPIO22
• VCC → 5V (atau 3.3V), GND → GND

Buzzer & LED RGB:

• Buzzer (+) → GPIO25 (melalui transistor NPN 2N2222 atau BC547)
• LED R → GPIO26, G → GPIO27, B → GPIO14 (masing-masing 220Ω)

---

Kod Arduino/ESP32

#include <WiFi.h>
#include <DHT.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>

const char* ssid     = "WiFi_Korang";
const char* password = "Password_Korang";
const char* botToken = "TOKEN_BOT_TELEGRAM_KORANG";
const char* chatID   = "CHAT_ID_KORANG";

#define DHT_PIN  4
#define MQ135_PIN 36
#define MQ4_PIN   34
#define BUZZER_PIN 25
#define LED_RED    26
#define LED_GREEN  27
#define LED_BLUE   14
#define DHT_TYPE DHT22

// Threshold kerosakan makanan
const float SUHU_MAX        = 8.0;     // °C untuk penyimpanan sejuk
const float KELEMBAPAN_MAX  = 85.0;    // %RH
const int GAS_MQ135_THRESH  = 400;
const int GAS_MQ4_THRESH    = 300;

DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

float suhu, kelembapan;
int nilaiMQ135, nilaiMQ4;
bool statusRosak = false;
unsigned long lastTelegramSent = 0;
const unsigned long COOLDOWN = 60000; // 1 minit

void hantarTelegram(String mesej) {
  if (millis() - lastTelegramSent < COOLDOWN) return;

  HTTPClient http;
  String url = "https://api.telegram.org/bot" + String(botToken) + "/sendMessage";
  http.begin(url);
  http.addHeader("Content-Type", "application/json");

  StaticJsonDocument<300> doc;
  doc["chat_id"]    = chatID;
  doc["text"]       = mesej;
  doc["parse_mode"] = "HTML";
  String jsonStr;
  serializeJson(doc, jsonStr);

  if (http.POST(jsonStr) == 200) {
    lastTelegramSent = millis();
    Serial.println("Telegram dihantar!");
  }
  http.end();
}

void setWarna(bool merah, bool hijau, bool biru) {
  digitalWrite(LED_RED,   merah ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(LED_GREEN, hijau ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(LED_BLUE,  biru  ? HIGH : LOW);
}

void periksaKerosakan() {
  bool rosakSuhu   = (suhu > SUHU_MAX || isnan(suhu));
  bool rosakLembap = (kelembapan > KELEMBAPAN_MAX || isnan(kelembapan));
  bool rosakGas135 = (nilaiMQ135 > GAS_MQ135_THRESH);
  bool rosakGas4   = (nilaiMQ4   > GAS_MQ4_THRESH);

  int skor = (rosakSuhu ? 1:0) + (rosakLembap ? 1:0) + (rosakGas135 ? 1:0) + (rosakGas4 ? 1:0);

  if (skor >= 2 && !statusRosak) {
    statusRosak = true;

    // Buzzer 3 kali
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
      digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); delay(300);
      digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);  delay(200);
    }
    setWarna(true, false, false); // Merah

    String msg = "<b>⚠️ AMARAN KEROSAKAN MAKANAN</b>\n\n";
    msg += "📍 Lokasi: Peti Sejuk Gudang A\n";
    msg += "🌡️ Suhu: " + String(suhu, 1) + "°C\n";
    msg += "💧 Kelembapan: " + String(kelembapan, 1) + "%\n";
    msg += "🔬 Gas MQ135: " + String(nilaiMQ135) + "\n";
    msg += "🔬 Gas MQ4: " + String(nilaiMQ4) + "\n\n";
    msg += "<b>Sila periksa makanan segera!</b>";
    hantarTelegram(msg);

  } else if (skor == 1) {
    setWarna(true, true, false); // Kuning — amaran awal

  } else if (skor == 0) {
    statusRosak = false;
    setWarna(false, true, false); // Hijau — selamat
  }
}

void kemaskiniLCD() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Suhu: " + String(suhu, 1) + "C");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Lembap: " + String(kelembapan, 1) + "%");
  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print("MQ135: " + String(nilaiMQ135) + "  MQ4: " + String(nilaiMQ4));
  lcd.setCursor(0, 3);
  lcd.print(statusRosak ? "!! AMARAN ROSAK !!" : "Status: SELAMAT    ");
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  lcd.init();
  lcd.backlight();

  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  pinMode(LED_RED,    OUTPUT);
  pinMode(LED_GREEN,  OUTPUT);
  pinMode(LED_BLUE,   OUTPUT);

  lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Rectronx FoodGuard");
  lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Sambung WiFi...");

  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); }
  Serial.println("WiFi OK!");

  lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Warm-up sensor...   ");
  delay(20000); // MQ sensor warm-up

  setWarna(false, true, false);
  hantarTelegram("✅ Sistem Pemantauan Makanan AKTIF.");
}

void loop() {
  suhu       = dht.readTemperature();
  kelembapan = dht.readHumidity();
  nilaiMQ135 = analogRead(MQ135_PIN);
  nilaiMQ4   = analogRead(MQ4_PIN);

  periksaKerosakan();
  kemaskiniLCD();

  Serial.printf("Suhu:%.1f Lembap:%.1f MQ135:%d MQ4:%d\n",
    suhu, kelembapan, nilaiMQ135, nilaiMQ4);

  delay(3000);
}

---

Langkah Demi Langkah

Langkah 1 — Setup Telegram Bot Cari @BotFather dalam Telegram, taip /newbot, dapatkan TOKEN. Cari @userinfobot untuk CHAT_ID.

Langkah 2 — Kalibrasi MQ Sensors Sensor MQ perlukan masa warm-up. Baca nilai baseline dalam udara bersih. Untuk menguji, simpan makanan yang sengaja dibiarkan rosak dalam bekas tertutup dan rekod bacaan sensor.

Langkah 3 — Test Sensor Satu per Satu Mulakan dengan DHT22 sahaja, pastikan bacaan betul. Tambah MQ135, kemudian MQ4. Integrate secara berperingkat.

Langkah 4 — Validasi Sistem Uji dalam tiga keadaan: makanan segar, makanan dalam suhu tinggi, makanan yang sudah mula rosak. Rekod semua data untuk laporan FYP.

---

Tips Pembentangan

• Data eksperimen: Bandingkan accuracy sistem vs penilaian manual untuk 10–20 sampel.
• Jelaskan sensor fusion: Mengapa tiga sensor lebih baik dari satu — kurangkan false positive.
• Demo Telegram live: Tunjukkan notifikasi masuk secara live.
• Bandingkan kos: Sistem manual perlukan pekerja bertugas 24 jam. Sistem IoT ini beroperasi automatik.

---

Penutup

Sistem pengesanan kerosakan makanan ini adalah FYP yang menggabungkan kepakaran teknikal dengan impak sosial yang nyata dalam industri makanan Malaysia. Untuk semua komponen termasuk DHT22, MQ135, dan MQ4, lawati Rectronx di rectronx.com.