LoRa (Long Range) technology is widely used in long-range communication systems for Internet of Things (IoT) applications due to its low power consumption and wide coverage capability. This research aims to analyze the effect of Spreading Factor (SF) variation on communication quality, power consumption, and battery lifetime in a LoRa-based system using the RFM95W module. The experiments were conducted on six system configurations with SF values ranging from SF7 to SF12. The evaluated parameters include RSSI, SNR, battery voltage, current, power consumption, and system operating duration. The results for SF12 show an average RSSI of –61.20 dBm (ranging from –55 dBm to –65 dBm) and an average SNR of 7.30 dB. In terms of energy consumption, the system operates at an average battery voltage of 6.92 V, current of 0.13 A, and power consumption of approximately 0.90 W, achieving an operating time of 330 minutes. The comparative analysis indicates that higher Spreading Factor values improve communication reliability, but lead to increased power consumption and reduced battery lifetime. Therefore, selecting an appropriate SF is essential to achieve an optimal balance between communication range and energy efficiency. This study contributes to optimizing the selection of Spreading Factor parameters to achieve a balance between communication reliability and energy efficiency in LoRa-based battery systems.
Teknologi LoRa (Long Range) banyak digunakan pada sistem komunikasi jarak jauh berbasis Internet of Things (IoT) karena mampu menyediakan jangkauan luas dengan konsumsi daya rendah. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi Spreading Factor (SF) terhadap kualitas komunikasi dan konsumsi daya pada sistem LoRa berbasis modul RFM95W, serta dampaknya terhadap lifetime baterai. Pengujian dilakukan pada enam konfigurasi sistem dengan variasi SF7 hingga SF12. Parameter yang dianalisis meliputi RSSI, SNR, tegangan baterai, arus, daya, dan durasi operasi sistem. Hasil pengujian pada SF12 menunjukkan nilai RSSI rata-rata sebesar –61,20 dBm dengan rentang –55 dBm hingga –65 dBm, serta SNR rata-rata 7,30 dB. Dari sisi konsumsi daya, sistem menghasilkan tegangan baterai rata-rata 6,92 V, arus 0,13 A, dan daya sekitar 0,90 W, dengan durasi operasi mencapai 330 menit. Hasil perbandingan menunjukkan bahwa peningkatan nilai Spreading Factor meningkatkan kualitas komunikasi, namun berdampak pada peningkatan konsumsi daya dan penurunan lifetime baterai. Oleh karena itu, pemilihan nilai SF perlu disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi agar diperoleh keseimbangan antara jangkauan komunikasi dan efisiensi energi. Penelitian ini memberikan kontribusi dalam optimasi pemilihan parameter Spreading Factor untuk mencapai keseimbangan antara keandalan komunikasi dan efisiensi energi pada sistem LoRa berbasis baterai.
References
[1] M. Otong and D. Aribowo, “Perancangan Modular Baterai Lithium Ion (LI-ION) untuk Beban Lampu LED,” Jurnal Ilmiah Setrum Article In Press, vol. 8, no. 2, pp. 260–273, 2019.
[2] A. Augustin, J. Yi, T. Clausen, and W. M. Townsley, “A study of Lora: Long range & low power networks for the internet of things,” Sensors (Switzerland), vol. 16, no. 9, Sep. 2016, doi: 10.3390/s16091466.
[3] U. J. Shobrina, R. Primananda, and R. Maulana, “Analisis Kinerja Pengiriman Data Modul Transceiver NRF24l01, Xbee dan Wifi ESP8266 Pada Wireless Sensor Network,” 2018. [Online]. Available: http://j-ptiik.ub.ac.id
[4] Mubarok, F. I., Salam, R. A., & Murti, M. A. (2021). Analisis Penggunaan Daya Baterai Pada Sistem Monitoring Nirkabel Gelombang Air Laut (Analysis of Battery Power Use in Sea Water Wave Wireless Monitoring System).
[5] Noptian, S. R., Suhendi, A., & Salam, R. A. (2020). Sistem Monitoring Ketinggian Permukaan Air Laut Menggunakan Accelerometer Berbasis Iot.
[6] K. H. Berbasis and L. Dan, (2022) “Desain Dan Implementasi Dashboard Monitoring Sistem Pendeteksi Web Design and Implementation Of Web-Based Forest Fire Detection System Monitoring Dashboards.”
[7] A. A. Nurhadi, D. Darlis, and M. A. Murti, “Implementasi Modul Komunikasi LoRa RFM95W Pada Sistem Pemantauan Listrik 3 Fasa Berbasis IoT,” Ultima Computing: Jurnal Sistem Komputer, vol. 13, no. 1, p. 17, 2021.
[8] A. W. Indrawan et al., (2022) “Monitoring Konsumsi Daya Listrik 3 Phasa Berbasis Wireless Sensor Network menggunakan LoRa RFM95W.”
[9] O. Fakhri et al., (2022) “Pengiriman Data Polusi Udara menggunakan Komunikasi Long Range (LoRa).”
[10] Y. Efendi, “Internet of Things (IOT) Sistem Pengendalian Lampu menggunakan Raspberry PI Berbasis Mobile,” Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer, vol. 4, no. 1, 2018, [Online]. Available: http://ejournal.fikom-unasman.ac.id
[11] S. Priyambodo, S. Hani, G. Santoso, and J. Teknik Elektro, “Simposium Nasional RAPI XXI-2023 FT UMS”.
[12] C. E. Savitri and N. Paramytha, “Sistem Monitoring Parkir Mobil berbasis Mikrokontroller Esp32,” vol. 7, no. 2, 2022, doi: 10.31851/ampere.
[13] “Rancang Bangun Sistem Pengisi Baterai Mobil Listrik Berbasis Mikrokontroler ATMEGA16.” (2015)
[14] O. R. Hartono, “Perancangan Sistem Data Logger Temperatur Baterai Berbasis Arduino Duemilanove Proyek Akhir.” (2013)
[15] W. Setyawan, M. Saleh, (2022) Program, S. Teknik, E. Jurusan, and T. Elektro, “Perancangan Sistem Monitoring Kualitas Udara di Daerah Rural dengan Karakteristik Gambut Berbasis Teknologi Internet of Things (IoT).”