1. Node atau End-Device
Modul nirkabel yang terhubung langsung ke sensor atau aktuator. Modul nirkabel adalah papan atau chip yang menggabungkan radio transceiver, antarmuka digital (GPIO, SPI, I²C, UART, ADC, PWM), dan sering kali mikrokontroler on-board, sehingga dapat langsung dihubungkan ke sensor atau aktuator untuk mengirim atau menerima data tanpa kabel. Berikut cara kerjanya secara umum dan contohnya
A. Wi-Fi (ESP32, ESP8266)
Wi-Fi (ESP32, ESP8266) adalah modul System-on-Chip yang menggabungkan radio Wi-Fi 802.11 b/g/n dengan mikrokontroler dan periferal I/O (GPIO, ADC, SPI, I²C, UART, PWM), memungkinkan perangkat IoT langsung terhubung ke jaringan lokal atau Internet tanpa komponen tambahan. ESP8266 menawarkan solusi ringan dengan satu core dan memori terbatas, cocok untuk proyek sederhana, sedangkan ESP32 menyediakan dual-core, lebih banyak RAM dan flash momori, serta Bluetooth LE tambahan, sehingga dapat menjalankan protokol TCP/IP penuh, TLS/SSL untuk koneksi aman, web server, dan bahkan machine-learning ringan di edge. Keduanya mendukung deep-sleep untuk menghemat daya, OTA firmware update, dan ekosistem library luas (Arduino, MicroPython, ESP-IDF) yang memudahkan integrasi sensor, aktuator, dan layanan cloud.
Gambar 1. ESP32 yang dilengkapi WiFi (oleh Espressif)
B. Bluetooth Low Energy (nRF52840, ESP32 BLE)
Bluetooth Low Energy (BLE) adalah versi hemat daya dari Bluetooth yang ideal untuk perangkat IoT seperti nRF52840 dan ESP32 BLE karena menggabungkan radio 2,4 GHz dan mikrokontroler on-chip untuk membaca sensor atau menggerakkan aktuator sebelum mengirim data ke smartphone atau gateway; data disusun dalam services dan characteristics lewat profil GATT, sementara pengaturan interval koneksi dan mode sleep yang fleksibel membuat konsumsi energi turun menjadi puluhan mikroampere saat aktif dan hanya puluhan nanoampere saat deep-sleep, hasilnya baterai dapat bertahan lebih lama (jika menggunaan bateria), dengan jangkauan hingga sekitar 50–100 m, keamanan AES-128, dan dukungan mesh networking untuk skala besar seperti smart lighting atau sensor industri.
Gambar 1. Contoh Modul nRF52840 Bluetooth 5.0
C. LoRaWAN / Sub-GHz (SX1276, RFM95W, CC1101)
LoRaWAN adalah protokol jaringan Wide Area Network (WAN) berdaya rendah yang bekerja pada pita frekuensi sub-GHz (biasanya 433 MHz, 868 MHz di Eropa, atau 915 MHz di AS), dirancang untuk menghubungkan ribuan node IoT jarak jauh dengan gateway melalui teknik modulasi LoRa (chirp spread spectrum), sehingga memungkinkan jangkauan hingga puluhan kilometer dengan konsumsi daya sangat rendah.
1. SX1276 (Semtech)
Transceiver LoRa/FSK hybrid ini mendukung bandwidth mulai dari 7,8 kHz hingga 500 kHz dengan spreading factor 6–12, beroperasi di kisaran frekuensi 137–1020 MHz, memiliki sensitivitas hingga –137 dBm sehingga memungkinkan komunikasi jarak jauh lebih dari 10 km di lapangan terbuka, dan menyediakan antarmuka SPI lengkap dengan fungsi Channel Activity Detection (CAD) serta mode sleep berdaya rendah.
Gambar 2. Contoh SX1276
2. RFM95W (HopeRF)
Modul RFM95W berbasis SX1276 ini sudah dilengkapi osilator, matching network, dan power amplifier hingga +20 dBm untuk siaran kuat, beroperasi pada frekuensi standar 868 MHz atau 915 MHz, mengonsumsi kurang dari 10 µA dalam mode sleep dan hingga 120 mA saat mentransmisikan pada daya penuh, serta memiliki pinout yang kompatibel dengan Arduino dan STM32 sehingga mudah diintegrasikan menggunakan library LoRaWAN open-source.
Gambar 3. Contoh RFM95W
3. CC1101 (TI)
CC1101 dari Texas Instruments adalah transceiver sub-GHz serbaguna yang mendukung berbagai skema modulasi FSK, GFSK, ASK, dan OOK dengan rentang frekuensi 300–928 MHz dan bandwidth kanal yang dapat diprogram antara 58 kHz hingga 812 kHz; modul ini mampu mencapai data rate hingga 500 kbps dan sensitivitas penerimaan hingga –117 dBm sehingga ideal untuk link menengah beberapa kilometer, berkomunikasi lewat antarmuka SPI, serta dilengkapi penanganan paket hardware, pemeriksaan CRC otomatis, dan kontrol frekuensi adaptif untuk memudahkan implementasi jaringan point-to-point atau protokol LPWAN kustom.
Gambar 4. Contoh CC1101
4. NB-IoT / LTE-M (Quectel BG96, SIMCom SIM7000)
NB-IoT (Narrowband IoT) dan LTE-M (Long-Term Evolution for Machines) adalah dua teknologi seluler berdaya rendah (LPWAN) yang distandarisasi oleh 3GPP untuk aplikasi IoT; keduanya memanfaatkan infrastruktur operator seluler konvensional tetapi dioptimalkan untuk konsumsi daya sangat rendah sehingga baterai dapat bertahan lebih lama, biaya modul yang terjangkau, penetrasi sinyal lebih dalam ke dalam gedung atau area terpencil, serta throughput rendah hingga sedang yang ideal untuk transmisi data periodik berukuran kecil.