Telemetri Pemantauan Suhu dan Kelembapan Ruang melalui Jaringan Wi-Fi

Telemetri Pemantauan Suhu dan Kelembaban Ruang Melalui Jaringan Wifi

Abdurrohman Ali¹, Berlian Elsa Bonita², Brillian Hestu Prasojo³, Yulita Kurnia Utami⁴,

Samuel Beta⁵.

Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,

Politeknik Negeri Semarang.

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia.

Telp.(024) 7473417, Website : www.polines .ac.id, email : sekretariat@polines.ac.id

E-mail : durrohmanali@gmail.com¹, berberlian13@gmail.com² , brianhestu511@gmail.com³, yulitaku26@gmail.com⁴, sambetak2@gmail.com⁵.

Abstrak

Telemetri adalah proses pengukuran parameter suatu obyek (benda, ruang, kondisi alam) yang hasil pengukurannya dikirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan menggunakan kabel maupun tanpa menggunakan kabel (wireless). Diharapkan dapat memberi kemudahan dalam pengukuran, pemantauan dan mengurangi hambatan dalam memperoleh informasi. Dengan menggunakan sistem telemetri tanpa kabel yang dapat mengukur suhu dan kelembaban udara dengan hasil data dari pengukuran sensor DHT11 bisa ditampilkan melalui LCD dan Aplikasi. Alat ini menggunakan sensor DHT11 sebagai masukan, Arduino nano sebagai mikrokontroler, ESP8266-01 sebagai telemetri tanpa kabel, LCD 16x2 sebagai keluaran dan Aplikasi digunakan sebagai keluaran data pemantauan suhu dan kelembaban udara.

Kata kunci: Telemetri, Sensor DHT11, ESP8266, Arduino Nano, LCD 16x2.

Abstract

Telemetry is the process of measuring the parameters of an object (objects, space, natural conditions) whose measurement results are sent to another place through the process of sending data either using cables or without using cables (wireless). It is hoped that it can provide convenience in measuring, monitoring, and reducing barriers to obtaining information. By using a wireless telemetry system that can measure air temperature and humidity, the results of the data from the DHT11 sensor measurements can be displayed on the LCD and the application. This tool uses a DHT11 sensor as input, Arduino nano as a microcontroller, ESP8266-01 as wireless telemetry, 16x2 LCD as output, and applications are used as data output for monitoring temperature and humidity.

Keyword: Telemetry, DHT11 sensor, ESP8266, Arduino Nano, 16x2 LCD.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi, kebutuhan informasi yang cepat sangat dibutuhkan dalam berbagai bidang, baik pertanian, perindustrian, maupun stasiun metereologi sehingga bisa menunjang kinerja bidang tersebut. Salah satunya adalah informasi suhu dan kelembaban udara. Namun dalam pemantauan dan pengukuran tidak semua kondisi memungkinkan dilakukan secara langsung dikarenakan faktor geografis dan jarak, hal itu dapat menghambat dalam memperoleh informasi tersebut. Kendala pemantauan dan pengukuran pada lokasi yang sulit terjangkau dapat diatasi dengan menggunakan metode pemantauan dan pengukuran jarak jauh (telemetri).

Telemetri adalah proses pengukuran parameter suatu obyek (benda, ruang, kondisi alam) yang hasil pengukurannya dikirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan menggunakan kabel maupun tanpa menggunakan kabel (wireless). Dengan demikian dibutuhkan sebuah sistem yang dapat melakukan pemantauan dan pengukuran suhu dan kelembaban udara dari ruang atau lokasi yang jauh dengan cara tanpa kabel (wireless) yaitu ‘Telemetri Pemantauan Suhu Dan Ruang Melalui Jaringan WiFi (Wireless Fidelity)’. Sehingga dapat mengurangi hambatan untuk mendapatkan informasi tersebut. Cara kerja alat ini adalah Ketika sensor DHT11 mendeteksi suhu dan kelembaban pada ruang, kemudian hasil pengukuran tersebut dikirim  ke basis data berupa firebase menggunakan ESP-01 melalui jaringan WiFi. Data yang ada pada firebase akan diakses oleh ESP-01 yang ada pada kotak pemantau. Selain dapat diakses pada kotak pemantau, data tersebut juga dapat di akses oleh aplikasi pada ponsel pintar.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah sebagai berikut:

1.      Bagaimana cara memantau suhu dan kelembaban udara secara otomatis?

2.      Bagaimana cara memantau suhu dan kelembaban udara dengan telemetri?

3.    Bagaimana cara membuat alat telemetri pemantauan suhu dan kelembaban ruang melalui jaringan WiFi?

4.      Bagaimana cara membuat program pemantauan suhu dan kelembaban ruang secara otomatis?

1.3 Tujuan

Tujuan pembuatan alat ini adalah:

1.      Membuat alat telemetri pemantauan suhu dan kelembaban udara pada ruang melalui jaringan WiFi.

2.   Mampu membantu petugas dalam memantau suhu dan kelembaban udara yang terhambat karena lokasi dan jarak.

3.      Mampu memprogram alat pemantau suhu dan kelembaban udara.

4.      Mampu membuat prototipe alat yang dapat menampilkan pengukuran suhu dan kelembaban udara.

1.4 Batasan Masalah

1.      Alat ini berfungsi sebagai pemantau suhu dan kelembaban udara dengan sistem telemetri.

2.      Alat ini akan memantau pengukuran suhu dan kelembaban udara pada ruang secara otomatis.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.

2.1 Sensor DHT11

Sensor DHT11 adalah modul sensor yang berfungsi untuk mendeteksi objek suhu dan kelembaban yang memiliki keluaran tegangan analog yang dapat diolah lebih lanjut menggunakan mikrokontroler. Modul sensor ini tergolong kedalam elemen resistif seperti perangkat pengukur suhu contohnya yaitu NTC. Kelebihan dari modul sensor ini dibanding modul sensor lainnya yaitu dari segi kualitas pembacaan data yang dideteksi lebih responsif yang memliki kecepatan dalam hal mendeteksi objek suhu dan kelembaban, dan data yang terbaca tidak mudah terinterverensi. Sensor DHT11 pada umumya memiliki fitur kalibrasi nilai pembacaan suhu dan kelembaban yang cukup akurat. Penyimpanan data kalibrasi tersebut terdapat pada memori program OTP yang disebut juga dengan nama koefisien kalibrasi. Sensor ini memiliki 4 kaki pin, dan terdapat juga sensor DHT11 dengan breakout PCB yang terdapat hanya memilik 3 kaki pin seperti gambar dibawah ini:

Gambar 2.1 Sensor DHT11

Spesifikasi:

-        Tegangan Masukan: 5Vdc

-        Rentang temperatur: 0-50°C, kesalahan ± 2 °C

-        ES Kelembaban: 20-90% RH ± 5% RH kesalahan (error)

2.2 ESP-01

ESP-01 adalah modul Wi-Fi yang memungkinkan akses mikrokontroler ke jaringan Wi-Fi. Modul ini merupakan tipe SOC mandiri (System On a Chip) yang tidak memerlukan mikrokontroler untuk memanipulasi masukan dan keluaran karena ESP-01 bertindak sebagai komputer kecil. 

Gambar 2.2 ESP-01

Gambar 2.3 Konfigurasi pin ESP-01

Modul ESP-01 ini memiliki tiga mode operasi, yaitu:

-          Access Point (AP)

-          Station (STA)

-          Keduanya (AP dan STA)

Mode Access Points (AP) membuat modul ini bekerja sebagai pemancar WiFi, dan mengijinkan perangkat lain untuk terhubung ke modul ini, sehingga antar perangkat dapat saling berkomunikasi.

Mode Station (STA) membuat modul ini dapat terhubung ke Access Point, contohnya seperti jaringan WiFi yang ada di rumah kita, dan memungkinan perangkat lain yang terhubung dalam jaringan untuk berkomunikasi dengan modul ini.

2.3 Arduino Nano

Arduino merupakan sebuah program dari komputasi fisik yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembang, tetapi merupakan kombinasi dari perangkat keras, bahasa pemrogaman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah perangkat lunak yang berperan untuk menulis program, menyusun menjadi kode biner dan mengunggah ke dalam memori mikrokontroler.

Gambar 2.4 Arduino Nano

Gambar 2.3 Arduino Nano adalah salah satu papan mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau Atmega 16 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke computer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitecth.

Konfigurasi pin Arduino Nano. Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano:

1.      VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital.

2.      GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.

3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk masukan analog. Digunakan dengan fungsi analogReference().

4.     RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset  yang menghalangi papan utama Arduino

5.      Serial RX (0) merupakan pin sebagai penerima TTL data serial.

6.      Serial TX (1) merupakan pin sebagai pengirim TT data serial.

7.  Interupsi Eksternal merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.

8.     Keluaran PWM 8 Bit merupakan pin yang berfungsi untuk data analogWrite().

9.      SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.

10.  LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai TINGGI, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai RENDAH maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.

11.  Masukan Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analogReference().

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin Arduino Nano

Tabel 2.1 konfigurasi pin Arduino Nano

2.4 LCD (Liquid Crystal Display) 16x2

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang digunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah:

-          Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

-          Mempunyai 192 karakter tersimpan.

-          Terdapat karakter generator terprogram.

-          Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

-      Dilengkapi dengan back light. 

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin LCD 16x2

Spesifikasi Kaki LCD 16 x 2 

Table 2.2 Spesifikasi Kaki LCD 16 x 2

III. PERANCANGAN ALAT

3.1 Alat yang diperlukan antara lain:

-    PCB                                   - Kotak/Papan (Tempat Meletakkan Alat)

-    Solder                                - Kabel USB

-    Tang potong                      - Bor dan Mata Bor

-    Gergaji                              - Laptop

-     Setrika

3.2 Bahan yang diperlukan antara lain:

-    Sensor DHT-11                 - Potensiometer

-    Arduino Nano                   - Resistor

-    ESP-01                              - LCD 16x2

3.3 Blok Diagram

Gambar 3.1 Diagram Blok Alat Telemetri Pemantau Suhu dan Kelembaban Ruang
Melalui Jaringan WiFi

Berikut keterangan singkat dari gambar blok diagram di atas:

1.    Sensor DHT-11 berfungsi sebagai pendeteksi suhu dan kelembaban udara pada ruang.

2.    ESP-01 sebagai modul WiFi yang memungkinkan akses mikrokontroler ke jaringan WiFi.

3.    Firebase merupakan layanan dari google sebagai penampil aplikasi keluaran android.

4.    Arduino Nano sebagai mikrokontroler.

5.  LCD 16x2 sebagai penampil data keluaran berupa pengukuran suhu dan kelembaban udara pada ruang.

3.4 Gambar Rangkaian 

Gambar 3.2 Gambar Rangkaian Alat Telemetri Pemantau Suhu dan Kelembaban Ruang Melalui Jaringan WiFi

3.5 Diagram Alir

3.6 Diagram Pengawatan

Gambar 3.3 Diagram Pengawatan Alat Telemetri Pemantau Suhu dan Kelembaban Ruang Melalui Jaringan WiFi

3.7 Pembuatan Alat

Dalam pembuatan alat ini dapat dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu:

1.      Membuat perencanaan Bagan dari alat tersebut.

2.      Membuat diagram pengawatan.

3.      Menyusun rangkaian sesuai diagram pengawatan.

4.      Membuat program untuk Arduino.

5.      Pembuatan kerangka alat.

6.      Pemasangan rangkaian pada kerangka alat.

7.      Pengujian akhir pada kerangka alat.

IV. CARA KERJA ALAT

Alat telemetri pemantauan suhu dan kelembaban udara pada ruang melalui jaringan WiFi ini bekerja dengan memanfaatkan masukan dari sensor DHT-11 sebagai sensor suhu dan kelembaban udara. Sensor DHT-11 sebagai masukan mendeteksi suhu dan kelembaban udara pada ruangan kemudian mengirim data hasil pengukuran menggunakan ESP-01 yang berfungsi sebagai mikrokontroler yang mengirimkan data melalui  jaringan WiFi ke basis data berupa firebase, dari firebase dapat diakses oleh pengguna melalui ponsel pintar. Selain ke pengguna, data dari firebase dikirim ke ESP-01 untuk dikirimkan ke Arduino melalui jaringan WiFi yang kemudian dapat ditampilkan ke LCD 16x2 sebagai keluaran berupa hasil data pengukuran suhu dan kelembaban udara.

V. PERANCANGAN MEKANIK

Gambar 5.1 Alat Tampak Dari Depan 

Gambar 5.2 Alat Pendeteksi Suhu Dari Depan

 

Gambar 5.3 Alat Dilihat Dari Samping

VI. PENGUJIAN ALAT

Dalam proyek yang kami buat, perlu adanya pengujian untuk menentukan kesesuaian alat dengan prinsip kerjanya. Adapun langkah-langkah cara pengujian yang akan kami lakukan adalah sebagai berikut:

1.      Mengunggah program ke alat yang dibuat, apakah sudah sesuai dengan yang diinginkan apa belum.

2.      Menguji alat sesuai cara kerja.

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.   Alat telemetri pemantauan suhu dan kelembaban udara melalui jaringan WiFi ini dirancang dengan menggunakan sensor suhu DHT11, modul WiFi ESP-01, Arduiono Nano dan LCD 16x2.

2. Alat Telemetri ini berhasil bekerja mengirimkan hasil pengukuran secara wireless melalui jaringan WiFi yang ditampilkan melalui ponsel pintar dan ditampilkan pula pada LCD 16x2. 

3.  Sensor DHT11 sensitif terhadap aliran udara, karena DHT11 dapat mengukur suhu dan kelembaban terhadap aliran udara yang masuk ke sensor. 

6.2 Saran 

1.   Untuk proyek selanjutnya bisa lebih dikembangkan lagi dengan menambah peringatan jika suhu dan kelembaban tidak sesuai dengan kebutuhan ruang.

2. Meningkatkan kecepatan dan keakuratan telemetri antara ponsel pintar dan yang ditampilkan pada LCD 16x2. 

DAFTAR PUSTAKA 

https://embeddednesia.com/v1/tutorial-esp8266-esp-01-pertemuan-pertama/ 

https://www.nyebarilmu.com/cara-mengakses-sensor-dht11/

http://repository.usu.ac.id/bitstream/handle/

https://eprints.akakom.ac.id/3871/3/3_133310011_BAB_II.pdf

http://repository.untag-sby.ac.id/283/3/BAB%20II.pdf

LAMPIRAN

1. Jurnal, klik disini

2. PPT, klik disini

3. Program, klik disini

4. Diagram Pengawatan, klik disini

5. Diagram Blok, klik disini

6. Diagram Alir, klik disini

7. Gambar Rangkaian, klik disini

8. Video, klik disini

BIODATA

Abdurrohman Ali. Penulis dilahirkan di Kudus, 22 Januari 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal di MI NU TBS tahun 2012, di MTs NU TBS tahun 2015, dan MA NU TBS tahun 2018. Pada tahun 2018 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan Nomor Induk Mahasiswa (NIM) 3.32.18.1.01.

Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email durrohmanali@gmail.com.

Berlian Elsa Bonita. Penulis dilahirkan di Grobogan, 13 Februari 2001. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N 1 Kemloko tahun 2012, di SMP N 1 Karangrayung tahun 2015, dan SMA N 1 Godong tahun 2018. Pada tahun 2018 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan Nomor Induk Mahasiswa (NIM) 3.32.18.1.06.

Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email berberlian13@gmail.com.

Brillian Hestu Prasojo. Penulis dilahirkan di Semarang, 5 November 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N Srondolwetan 01&02 tahun 2012, di SMP Eka Sakti tahun 2015, dan SMA Mardisiswa tahun 2018. Pada tahun 2018 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan Nomor Induk Mahasiswa (NIM) 3.32.18.1.07.

Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email brianhestu511@gmail.com.

Yulita Kurnia Utami. Penulis dilahirkan di Pemalang, 26 Juli 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N 02 Kebondalem Pemalang tahun 2012, di SMP N 2 Pemalang tahun 2015, dan SMA N 1 Pemalang tahun 2018. Pada tahun 2018 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan Nomor Induk Mahasiswa (NIM) 3.32.18.1.24.

Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email yulitaku26@gmail.com. 

TERIMAKASIH :)