HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengujian Data Logger
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan subsistem data logger (perangkat keras) dalam menyimpan data dalam bentuk log data. Penyimpanan data ini dilengkapi dengan akurasi pewaktuan menggunakan RTC DS231 dan digunakan pula LCD 16x2. RTC digunakan untuk mengetahui data yang disimpan pada micro SD Card pada saat
jam atau waktu tertentu. Ekstensi penyimpanan ini adalah dalam bentuk .csv. Estensi .csv (comma separated value) adalah ekstensi dimana secara otomatis akan memisahkan dua atau lebih data dalam bentuk tabel jika terdeteksi ada koma (,) yang memisahkan kedua atau lebih data tersebut. Ekstensi .csv ini dapat dibuka dengan Excel.
4.2.1.RTC DS3231
Pewaktuan digunakan untuk mengetahui saat kapan suatu data disimpan pada micro SD Card (kartu memori). Pewaktuan pada penelitian ini menggunakan DS3231. Untuk sketch program Arduino IDE nya dapat dilihat pada Gambar 4.8.
(a) (b)
Gambar 4.8. Sketch Program Arduino IDE, (a) Bagian Header, dan (b) Bagian Inisialisasi untuk RTC DS3231
Untuk pengaturan waktu, diatur pada Gambar 4.8.(b), dimana format pengaturan waktunya adalah, tahun, bulan, tanggal, jam, menit, detik. RTC DS3231 menggunakan komunikasi I2C dengan NodeMCU. Pengujian RTC dilakukan dengan cara melihat apakah RTC dapat bekerja secara konstan dalam penghitung waktu, tidak jauh selisihnya dengan waktu normal. Pada Gambar 4.9. di bawah ditunjukan sketch program Arduino IDE untuk RTC DS3231.
Gambar 4.9. Loop RTC pada Arduino IDE
Hasil dari sketch program (Gambar 4.8. dan Gambar 4.9.) tersebut dapat dilihat pada serial monitor. Serial monitor berfungsi untuk mengetahui apakah sketch program yang dibuat dapat bekerja dengan semestinya. Untuk hasil dari RTC DS3231 dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Gambar 4.10. Hasil Tampilan RTC DS3231 pada Serial Monitor Arduino IDE 4.2.2.LCD 16x2
Pada perangkat keras dalam penelitian ini dibutuhkan penampil hasil baca sensor dan pewaktuan secara real time. Maka dibutuhkan LCD dengan tampilan karakter 16x2. Untuk menghubungkan LCD 16x2 dengan NodeMCU, dibutuhkan modul I2C. Ditambahkan modul I2C pada NodeMCU untuk menghindari kesibukan mikrokontroler yang harus mengendalikan pin-pin I/O. Pada NodeMCU terdapat pin SDA dan SCL, dan pin SDA serta SCL ini masing-masing pada pin D1 dan D2 pada NodeMCU.
Pada umumnya modul LCD dikendalikan secara paralel baik untuk jalur data maupun kontrolnya. Kekurangan pada jalur paralel adalah pada sisi mikrokontrolernya, dimana jalur paralel akan memakan banyak pin-pin. Setidaknya untuk mengendalikan modul LCD dibutuhkan 6 atau 7 pin. Maka dari itu, untuk NodeMCU yang memiliki keterbatasan dalam pin tersebut digunakan modul I2C untuk menampilkan atau mengendalikan tampilan data di LCD. Pada Gambar 4.11. dan Gambar 4.12. diperlihatkan sketch program Arduino IDE untuk kendali LCD.
Gambar 4.12. Looping Print Karakter pada LCD
Wire.h adalah header untuk komunikasi I2C, dan LiquidCrystal_I2C.h adalah header untuk tampilan LCD. Pada Gambar 4.12. terlihat bagaimana cara untuk menampilkan karakter dari nilai sensor yang diolah dalam mikrokontroler NodeMCU berdasarkan waktu. Untuk hasil tampilan LCD 16x2 dapat dilihat pada Gambar 4.13.
Gambar 4.13. Tampilan LCD 16x2 4.2.3.Penyimpanan Data Logger
Pengujian penyimpanan data logger bertujuan untuk mengetahui kemampuan SD Card menyimpan data. Kartu memori yang digunakan untuk menyimpan data berukuran Micro SD Card. Untuk penyimpanan data tersebut perangkat dilengkapi dengan rangkaian Micro SD module. Dengan komunikasi Serial Pheripheral Interface (SPI) maka penyimpanan data pada Micro SD Card membutuhkan berkas pada library SPI. Sketch program Arduino IDE untuk komunikasi penyimpanan data (Micro SD module) dengan mikrokontroler (NodeMCU) dapat dilihat pada Gambar 4.14. Data-data yang disimpan dalam kartu memori ini adalah data pewaktuan dan data dari sensor arus dan sensor tegangan.
Gambar 4.14. Sketch Arduino IDE untuk Micro SD Card
Pada Gambar 4.14. pertama kali mikrokontroler NodeMCU akan mendeteksi apakah ada komunikasi secara serial. Jika tidak ada (!Serial) maka mikrokontroler NodeMCU akan menunggu port serial terkoneksi. Setelah koneksi serial terdeteksi, maka mikrokontroler NodeMCU akan mendeteksi apakah ada Micro SD Card yang tersambung. Dengan syntax if(!SD.begin(chipSelect)), maka pada serial monitor akan muncul print (“Card failed, or not present”), berarti bahwa Micro SD Card tidak terdeteksi. Untuk sebaliknya, mikrokontroler NodeMCU mendeteksi adanya Micro SD Card dan akan di-print pada serial monitor (“Card initialized”). Sketch program pada Gambar 4.15. akan menampilkan void loop( ) (fungsi looping) dari Micro SD Card.
Gambar 4.15. Void Loop ( ) dari Micro SD Card
Pada Gambar 4.15. adalah rutin looping dari Micro SD Card. Pertama, Micro SD Card akan dibuka untuk menyimpan data. File baru akan diberi nama TA dengan ekstensi .csv, dan diakhiri dengan kata, FILE_WRITE untuk menulis pada file TA apa yang akan ditulis atau di-print dalam file TA tersebut. Di dalam file TA.csv tersebut akan di-print hasil bacaan
sensor serta pewaktuan. Setiap print terdapat tanda pemisah koma (,) ini berfungsi saat membuka file TA, secara otomatis file tersebut akan terbuka pada sebuah tabel (dapat dibuka dengan Excel). Untuk lebih jelasnya hasil dari pengujian penyimpanan data logger dapat dilihat pada Gambar 4.16. di bawah ini.
Gambar 4.16. Hasil Tampilan Micro SD Card dalam Ekstensi .csv
4.3. WiFi ESP8266
Proses pengiriman dari subsistem data logger ke aplikasi Android menggunakan modul WiFi ESP8266. Untuk mengetahui karakteristik dari modul WiFi ESP8266, dalam penelitian ini menggunakan ESP8266 seri 01. ESP8266 seri 01 ini dihubungkan dengan Arduino UNO untuk menjalankan perintah AT Command melalui serial monitor. Pada Gambar 4.17. dapat dilihat wiring dari ESP8266 seri 01 dengan Arduino UNO dengan menggunakan perangkat lunak simulasi Proteus. Gambar 4.17. digunakan untuk memberi perintah AT Command pada ESP8266 menggunakan serial monitor Arduino IDE.
Gambar 4.17. Wiring ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO 4.3.1.AT Command
Perintah AT Command digunakan untuk mengatur ESP8266. Perintah ini mulai dari restart hingga pengaturan komunikasi, ESP8266 sebagai Access Point (AP) hingga sebagai client dalam suatu jaringan nirkabel. Dalam penelitian ini AT Command untuk mengetahui karakteristik dan respon ESP8266 itu sendiri ketika dimasukan perintah AT Command. Dari AT Command ini diketahui bagaimana mengatur ESP8266 sebagai interface antara subsistem data logger dengan aplikasi Android.
Pada pengujian ini, perintah AT Command akan dimasukan kedalam program Arduino IDE, sehingga tidak perlu memberikan perintah AT Command pada serial monitor. Fungsinya adalah untuk menerima data dari sensor-sensor tegangan dan sensor arus untuk ditampilkan pada web browser. Pada pengujian ini dilakukan dengan dua percobaan, yaitu saat ESP8266 diatur sebagai client dimana ESP8266 akan terkoneksi dengan AP yang terhubung, yaitu SSID: Transformers, dan Password: bumble bee (tethering smartphone), dan saat ESP8266 sebagai AP, dimana smartphone atau perangkat browser lainya akan terhubung pada ESP8266. Gambar 4.18. menunjukan wiring ESP8266 serial 01 dengan Arduino UNO untuk mengirim data analog dari Arduino ke web browser. Analog in 0 (A0) berupa sensor tegangan, dan Analog in 1 (A1) berupa sensor arus.
Gambar 4.18. Wiring ESP8266 dengan Arduino UNO Serta Dua Masukan Sensor A.ESP8266 Sebagai Access Point (AP)
Pada percobaan ini, ESP8266 diatur sebagai Access Point (AP), sedangkan perangkat browser seperti smartphone sebagai client. Untuk sketch program Arduino IDE nya dapat dilihat pada Gambar 4.19. di bawah ini.
Gambar 4.19. Sketch Arduino IDE ESP8266 Seri 01
Pada Gambar 4.19. ditunjukan bahwa Arduino membutuhkan berkas software serial. Komunikasi antara ESP8266 dengan Arduino UNO menghubungkan pin Tx dan Rx pada ESP8266 masing-masing terhubung pada pin 2 dan pin 3 pada Arduino UNO. Untuk perintah AT Command dimasukan pada sketch program Arduino IDE, dapat dilihat pada Gambar 4.20. di bawah ini.
Pada Gambar 4.20. pengaturan ESP8266 diatur dengan memberi perintah AT Command pada sketch program Arduino IDE. Setelah diatur sebagai Access Point (AP), maka Arduino UNO akan bekerja secara rutin dengan mengolah hasil baca kedua sensor analog. Kedua sensor itu, yaitu sensor tegangan dan sensor arus. Jika ada yang terkoneksi dengan AP ESP8266 dan mengakses pada web browser dengan memberikan alamat 192.168.4.1 maka secara non-autorefresh Arduino UNO melalui ESP8266 mengirim hasil baca sensor tegangan dan sensor arus. Untuk lebih jelasnya sketch program dapat dilihat pada Gambar 4.21.
Gambar 4.21. Sketch Program Arduino IDE Untuk Rutin Jika ada Refresh Web dengan Alamat 192.168.4.1
Hasil dari sketch program Arduino IDE untuk ESP8266 sebagai AP dengan penyimpanan data logger (RTC DS1307, LCD, SD Card) dapat dilihat pada serial monitor. Dimana mikrokontroler dapat bekerja dengan baik. Pada Gambar 4.22. dapat dilihat respon dari ESP8266 pada serial monitor dan Gambar 4.23. adalah respon pada serial monitor saat ada yang akses web dengan alamat 192.168.4.1.
Gambar 4.23. Respon pada Serial Monitor Saat Akses Web 192.168.4.1
Hasil dari percobaan ini, dapat dilihat pada Gambar 4.24. dimana pengiriman melalui modul WiFi ESP8266 Seri 01 dapat dilakukan dengan baik. Pengiriman hasil sensor tegangan dan sensor arus ke web server yang terkoneksi pada AP ESP8266 membutuhkan waktu tunda rata-rata 2 hingga 3 detik.
Gambar 4.24. Hasil Pengiriman Data Sensor pada Web Browser 192.168.4.1 B.ESP8266 Sebagai Client
Berbeda dengan pengujian sebelumnya, yaitu ESP8266 sebagai AP, maka pada pengujian ini ESP8266 diatur sebagai client. Untuk mengatur ESP8266 sebagai client maka sama halnya dengan pengaturan ESP8266 sebagai AP. Pengaturan dilakukan dengan cara memberikan perintah AT Command pada sketch program Arduino IDE. Program Arduino IDE untuk pengaturan ini dapat dilihat pada Gambar 4.25.
Gambar 4.25. Pengaturan ESP8266
Sebagai client, ESP8266 harus terkoneksi pada AP atau tethering smartphone. Maka dari itu, diatur tethering pada smartphone. Gambar 4.26. merupakan pengaturan dan membuat smartphone sebagai Access point (AP).
Gambar 4.26. Tethering Smartphone Sebagai Access Point
Untuk mengirim data sensor ke web browser, ESP8266 secara otomatis akan terkoneksi ke smartphone yang memiliki tethering dengan nama SSID: Transformers dan Password: bumble bee. Setelah WiFi terkoneksi maka pengiriman data dapat dilakukan. Pada Gambar 4.27.
Gambar 4.27. Respon pada Serial Monitor
Setelah semua siap (ESP8266 meminta refresh halaman web browser) maka web browser di-refresh dengan alamat 192.168.43.100. Untuk respon ESP8266 pada serial monitor setelah refresh halaman web browser dapat dilihat pada Gambar 4.28 dibawah.
Gambar 2.28. Respon pada Serial Monitor Setelah Refresh Web Browser
Untuk hasil dari percobaan ini (ESP8266 sebagai client), dapat dilihat pada Gambar 4.29. Dimana data dari Arduino UNO dikirim ke web browser dengan menggunakan modul WiFi ESP8266.
4.3.2.Konsumsi Arus
Percobaan ini untuk mengetahui seberapa besar arus yang dikonsumsi oleh ESP8266 saat sebelum di-upload program Arduino IDE, hingga mode pengiriman data. Pada Tabel 4.3. ditunjukan hasil dari percobaan ini, dan pada Gambar 4.30. adalah gambar konsumsi arus ESP8266 berdasarkan datasheet.
Tabel 4.3. Konsumsi Arus ESP8266
Parameter Konsumsi Arus (mA)
Kondisi mati 0
Kondisi menyala, sebelum di-upload program 30.4 ~ 34.6 Setting Status ESP8266 (Kirim AT Command) 79.1~158.0
Kirim data ke web browser 79,1~90,0
Gambar 4.30. Konsumsi Arus ESP8266 Berdasarkan Datasheet [14]
Terlihat pada Tabel 4.3. bahwa konsumsi arus ESP8266 tidak tetap. Pada saat sebelum ESP8266 di-upload program Arduino IDE, konsumsi arus kecil, yaitu hanya sebesar kurang lebih 30,4 sampai dengan 34,6 mA. Pada saat diatur menggunakan perintah AT Command, konsumsi arus semakin bertambah, nilainya yaitu sebesar kurang lebih 79,1 sampai dengan 158,0 mA. Disini terjadi lonjakan konsumsi arus, dimana sebelum dimasukan program arus yang dibutuhkan kecil, sedangkan saat diberi perintah AT Command konsumsi arus meningkat. Pada saat pengiriman data ke web browser konsumsi arus kisaran antara 79,1 hingga 90,0 mA. Ini membuktikan bahwa, untuk menggunakan ESP8266 sebagai perangkat aplikasi elektronik dibutuhkan suatu kontrol arus, untuk mengatur penggunaan konsumsi arus yang terintegrasi.
