MONITORING SUHU DAN KELEMBAPAN MENGGUNAKAN SENSOR DHT11 BERBASIS TELEGRAM PADA SCREENHOUSE
SKRIPSI
KIKI NURAINI GINTING 151402039
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2020
MONITORING SUHU DAN KELEMBAPAN MENGGUNAKAN SENSOR DHT11 BERBASIS TELEGRAM PADA SCREENHOUSE
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi
KIKI NURAINI GINTING 151402039
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2020
ii
PERNYATAAN
MONITORING SUHU DAN KELEMBAPAN MENGGUNAKAN SENSOR DHT11 BERBASIS TELEGRAM PADA SCREENHOUSE
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing telah disebutkan sumbernya.
Medan,
Kiki Nuraini Ginting
151402039
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan izin-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, pada Program Studi S1 Teknologi Informasi Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Bapak Prof. Runtung Sitepu, SH., M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul selaku Dekan Fasilkom-TI USU.
3. Bapak Romi Fadillah Rahmat B.Comp.Sc., M.Sc selaku Ketua Program Studi S1 Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ainul Hizriadi, S.Kom, M.Sc selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Fahrurrozi Lubis, B.IT., M.Sc.IT selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu dan pikiran beliau, membimbing, memberikan arahan, kritik dan saran kepada penulis.
5. Seluruh dosen, staff dan pegawai di Program Studi Teknologi Informasi serta Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu.
6. Orangtua yang sangat penulis sayangi, Ayahanda tercinta Alm. Sonyi Iskandar Ginting dan Ibunda tercinta Irma Yanti Harahap yang selalu berdoa, memberikan arahan, semangat dan nasehat serta kasih sayang yang tiada tara untuk penulis.
7. Abu Salim Harahap dan Tetty Farida Sirait selaku kakek dan nenek yang penulis sayangi, yang tidak henti-hentinya memberi nasehat dan doa untuk penulis.
8. Adik – adik yang sangat penulis cintai, Ian Alwi Ginting, Solihin Ginting, Rizka Aprilia Ginting dan Iqbal Wahyudi Ginting yang selalu memberikan kehangatan dan kebahagiaan kepada penulis.
9. Terkhusus Marissa Dinda Audia Abdul Mukti, S.Kom yang selalu setia mendengarkan
keluh kesah penulis dan selalu memberi semangat kepada penulis sejak maba sampai akhir
perkuliahan.
iv
10. Trisna Ira Novasari, S.Kom, Desi Fiolita, S.Kom, Raska Almashura, S.Kom selaku kawan haluu sebagai support system yang selalu menemani penulis baik dalam suka maupun duka dan selalu sabar menghadapi segala tingkah laku penulis.
11. Muhammad Fahmi, S.Kom, Ryan Fachrozy, S.Kom dan Farhan Sindy, S.Kom yang memberi motivasi dan menemani jam malam penulis.
12. Kawan lama penulis, Rabiah Rizki Siregar, S.Psi, Nurhasanah Widyasari Pulungan, S.Si, Mifta Desiana Harahap, S.K.M, Puspita Yanthi Harahap, S.Pd, Ade Khairunnisa Siregar dan Milda Mahrani Siregar, A.Md.T yang selalu memberi dukungan untuk penulis.
13. Junior – junior penulis yang akan segera menyusul S.Kom, Mauriza Hidayatush Shaliha Selian, Annisa Ardina, Dewi Safrida Telambanua, Gistya Fakhrani yang tidak bosan – bosannya memberi semangat kepada penulis.
14. Semua pihak yang terlibat secara langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat penulis ucapkan satu persatu yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga Tuhan yang Maha Esa melimpahkan berkah kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Medan, 27 Januari 2020
Penulis
ABSTRAK
Indonesia memiliki suhu yang ekstrim, dimana suhu tersebut sering berubah-ubah membuat petani sering kali merasa rugi akibat sulitnya pertumbuhan buah maupun sayuran yang berasal dari dataran tinggi di dataran rendah. Monitoring suhu dan kelembapan merupakan salah satu inovasi yang membantu menjaga suhu dan kelembapan agar tetap stabil. Sistem ini dibangun untuk memudahkan petani memantau suhu dan kelembapan di dalam screenhouse dengan bantuan Telegram. Adanya kipas angin yang hidup secara otomatis jika suhu mencapai batas yang ditentukan membantu petani untuk menurunkan suhu di dalam
screenhouse.Dari pengujian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa jika suhu pada rumah kasa mencapai 28°C maka kipas angin akan menyala secara otomatis. Notifikasi Telegram diterima apabila terjadi kenaikan suhu dan suhu telah normal kembali. Monitoring suhu dan kelembapan di dalam screenhouse dipengaruhi iklim dan cuaca.
Kata Kunci : suhu, screenhouse, monitoring, telegram.
vi
TEMPERATURE AND HUMIDITY MONITORING USING TELEGRAM- BASED DHT11 SENSORS IN SCREENHOUSE
ABSTRACT
Indonesia has a very high temperature, where the temperature is often change making farmers often suffer losses due to the difficulty of growing fruit or vegetables that are rising from the highlands in the lowlands. Monitoring temperature and humidity is one of the innovations that helps keep temperature and humidity stable. This system was built to make it easier for farmers to increase the temperature and humidity in the screenhouse with the help of Telegram. The existence of a fan that turns on automatically if it reaches the specified limit helps farmers to reduce the temperature in the screenhouse. From the tests that have been done, it can be concluded if the temperature in the screenhouse reaches 28°C then the fan will turn on automatically.
Telegram notification is received when there is an increase in temperature and the temperature has returned to normal. Monitoring temperature and humidity in a screenhouse influenced by climate and weather.
Keywords: temperature, screenhouse, monitoring, telegram.
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN i.
PERNYATAAN ii
UCAPAN TERIMA KASIH iii
ABSTRAK v
ABSTRACT vi
DAFTAR ISI vii
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
Bab 1 Pendahuluan
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Batasan Masalah 4
1.4 Tujuan Penelitian 4
1.5 Manfaat Penelitian 4
1.6 Metode Penelitian 5
1.7 Sistematika Penulisan 6
Bab 2 Landasan Teori
2.1 Monitoring Suhu dan Kelembapan 7
2.2 Sensor DHT11 8
2.3 Arduino IDE 10
2.4 ESP32 11
2.5 Relay 13
2.6 Baterai 14
2.7 Kipas Angin 14
2.8 Telegram 15
viii
Bab 3 Analisis dan Perancangan
3.1 Arsitektur Umum Monitoring Suhu dan Kelembapan 19
3.2 Data yang digunakan 21
3.3 Analisis Pemodelan Sistem Monitoring Suhu dan Kelembapan 3.3.1 Use Case Diagram Monitoring Suhu dan
Kelembapan 22
3.3.2 Flowchart Monitoring Suhu dan Kelembapan 23 3.3.3 Skema Rangkaian Monitoring Suhu dan
Kelembapan 25
3.3.4 Rancangan Monitoring Suhu dan Kelembapan 25 Bab 4 Implementasi dan Pengujian Sistem
4.1 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat 28
4.2 Implementasi Perangkat Keras
4.2.1 Rangkaian Monitoring Suhu dan Kelembapan 28
4.2.2 Rangkaian DHT11 29
4.2.3 Rangkaian Relay 30
4.2.4 Rangkaian Baterai 31
4.2.5 Rangkaian Kipas Angin 31
4.3 Implementasi Perangkat Lunak
4.3.1 Code DHT11 Pada Arduino IDE 32 4.3.2 Code Telegram Pada Arduino IDE 33
4.4 Implementasi Notifikasi Telegram 34
4.5 Pengujian Kinerja Sistem 36
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 48
5.2 Saran 48
DAFTAR PUSTAKA 50
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Spesifikasi ESP32 12
Tabel 2.2 Penelitian Terdahulu 18
Tabel 4.1 Pengujian Monitoring Pada Pagi Hari 39
Tabel 4.2 Pengujian Monitoring Pada Siang Hari 41
Tabel 4.3 Pengujian Monitoring Pada Malam Hari 43
Tabel 4.4 Perbedaan DHT11 dan HTC-2 – 3 Row Display 47
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sensor DHT11 9
Gambar 2.2 Tampilan Arduino IDE 10
Gambar 2.3 ESP32 11
Gambar 2.4 Relay 13
Gambar 3.1 Arsitektur Umum Monitoring Suhu dan Kelembapan 20
Gambar 3.2 Use Case Diagram System 22
Gambar 3.3 Use Case Diagram User 23
Gambar 3.4 Flowchart Monitoring Suhu dan Kelembapan 24 Gambar 3.5 Skema Rangkaian Monitoring Suhu dan Kelembapan 25 Gambar 3.6 Rancangan Monitoring Suhu dan Kelembapan 26 Gambar 4.1 Rangkaian Monitoring Suhu dan Kelembapan 29
Gambar 4.2 Rangkaian DHT11 30
Gambar 4.3 Rangkaian Relay 30
Gambar 4.4 Rangkaian Baterai 31
Gambar 4.5 Rangkaian Kipas Angin 32
Gambar 4.6 Code DHT11 Pada Arduino IDE 33
Gambar 4.7 Code Telegram Pada Arduino IDE 33
Gambar 4.8 Implementasi Notifikasi Telegram Kipas Hidup 34
Gambar 4.9 Implementasi Notifikasi Telegram Kipas Mati 35
Gambar 4.10 Pengujian Kinerja Sistem 37
Gambar 4.11 Pengujian Kinerja Sistem 38
Gambar 4.12 Tampilan Serial Monitor 38
Gambar 4.13 HTC-2 – 3 Row Display 46
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia dengan jumlah penduduk yang padat merupakan salah satu negara yang terkena dampak teknologi. Perkembangan teknologi yang pesat tiap tahunnya dirasakan oleh negara Indonesia. Perkembangan IPTEK (Ilmu Pengentahuan dan Teknologi) terutama teknologi komputasi saat ini mampu mengolah dan mengerjakan suatu pekerjaan yang selama ini dilakukan secara manual oleh manusia menjadi lebih mudah, cepat dan akurat baik dari segi penghematan ruang, waktu dan tenaga. Perkembangan teknologi ini pun bervariasi baik dalam bidang kesehatan, industri maupun ethical living (Prasanti & Indriani, 2018).
Indonesia memiliki suhu yang ekstrim, dimana suhu tersebut sering berubah- ubah. Perubahan intensitas cahaya, ketinggian air, kelembapan udara dan kelembapan tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman (Karansa, 2018). Sering juga ditemukan permasalahan suhu dan kelembapan sehingga dibutuhkan monitoring suhu untuk mengatasi masalah tersebut.
Monitoring suhu dan kelembapan merupakan salah satu inovasi yang sedang hangat di ranah teknologi saat ini. Dimana penerapannya sangat membantu manusia dan memudahkan manusia dalam kehidupan sehari-hari. Baik itu dalam sektor rumah tangga, peternakan maupun industri.
Efisiensi energi dapat terjadi dengan adanya monitoring suhu dan kelembapan
ini, diharapkan dapat menghemat energi peralatan listrik yg digunakan serta efisiensi
energi dari penjaga baik dalam hal tenaga maupun waktu. Prihatmoko (2016)
mengatakan bahwa penghematan energi adalah pemanfaatan energi secara efisien dan
rasional tanpa mengurangi penggunaaan energi yang memang benar-benar diperlukan.
Salah satu penerapan teknologi ini dapat ditemukan dalam ruang untuk bercocok tanam. Suhu merupakan salah satu faktor terpenting dalam bercocok tanam khususnya pada screenhouse atau yang biasa disebut rumah kasa. Suhu adalah suatu besaran yang merupakan ukuran atau derajat panas atau dinginnya suatu benda atau sistem.
Sedangkan kelembapan dapat diartikan sebagai sifat atau hawa lembap tergantung banyaknya uap air yang dikandung oleh udara.
Screenhouse atau rumah kasa merupakan bangunan yang dibentuk
menggelembung, diselubungi bahan bening atau tembus cahaya yang dapat meneruskan cahaya secara optimum untuk produksi dan melindungi tanaman dari kondisi iklim yang merugikan bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, screenhouse juga dibuat untuk mempermudah pengendalian sejumlah faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman, faktor lingkungan tersebut antara lain suhu udara, cahaya matahari, kelembapan udara, kecepatan angin, dan unsur hara (Alahudin, 2013).
Di sebagian besar negara tropis, pemanfaatan rumah kasa telah dikembangkan untuk pertanian yang hemat biaya yaitu produk organik, generasi baru bunga dan sayuran. Kontrol yang lebih tepat dapat mengurangi bahan bakar pemanas dan biaya listrik, memperluas efisiensi pekerja dengan memberdayakan mereka untuk pergi ke penugasan yang lebih penting, memberdayakan direksi dan produsen untuk menyelesaikan pilihan administrasi yang lebih baik dan berinvestasi lebih banyak energi berurusan dengan prosedur (Hassan, Noor, & Abdullah, 2015).
Menurut Sadiyoko (2017), pertanian berbasis rumah kaca dan rumah kasa mempunyai beberapa keuntungan, yakni tanaman relatif terlindung dari hama dan penyakit serta kondisi lingkungan didalamya relatif lebih mudah di monitor. Monitoring suhu dan kelembapan ini membantu menjaga suhu dan kelembapan agar tetap stabil di dalam tempat tersebut.
Tanaman yang tumbuh dalam rumah kasa biasanya tumbuhan yang sensitif atau
susah untuk dikembangbiakkan akibat suhu di luar ruangan. Monitoring suhu dan
kelembapan ini dibutuhkan untuk menjaga suhu dan kelembapan dalam rumah kasa
agar tidak melebihi batas yang telah ditentukan sehingga tanaman yang ada di dalamnya
tetap tumbuh dengan subur.
3
Salah satu kendala yang sering ditemukan dalam bercocok tanam yakni kurang suburnya tumbuhan di daerah dataran rendah yang berasal dari dataran tinggi. Hal tersebut dapat diatasi dengan menjaga suhu tumbuhan di dalam screenhouse atau rumah kasa. Monitoring suhu dan kelembapan akan memantau suhu dan kelembapan dalam rumah kasa dan mengirimkan informasi kepada penjaga melalui Telegram.
Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian tentang monitoring suhu dan kelembapan ini semakin berkembang. Nuraeni, Nurcahya, & Riyanto (2019) membuat penelitian tentang kontrol dan monitoring rumah kaca yang ditanami strawberry. Sistem ini mengatur pompa air yang akan menyala otomatis apabila kadar air di dalam rumah kaca dibawah 70%. Sistem ini juga di fasilitasi dengan memberikan informasi melalui notifikasi Telegram.
Penelitian lainnya merupakan penelitian yang dilakukan oleh Imam & Gaur (2018) tentang monitoring smart greenhouse menggunakan IOT. Penelitian ini menghasilkan sistem yang membuat kipas dan lampu hidup secara otomatis dengan bantuan sensor DHT11 dan LDR. Penelitian ini dapat diterapkan pada greenhouse,
botanical garden dan agriculture farm.Dari gambaran permasalahan ini, penulis menemukan ide untuk membuat alat yang dapat memonitoring suhu secara real-time dengan memberikan notifikasi Telegram dan membuat kipas menyala secara otomatis apabila suhu dalam screenhouse meningkat naik. Harapan dengan terciptanya monitoring suhu dan kelembapan pada screenhouse dapat membantu khususnya seorang petani dalam bercocok tanam dan merawat tanaman serta mengurangi rasa cemas ketika tidak berada pada screenhouse sehingga dapat mengefisiensi waktu, tenaga dan lain – lain. Berdasarkan uraian diatas penulis mengangkat judul “ MONITORING SUHU DAN KELEMBAPAN
MENGGUNAKAN SENSOR DHT11 BERBASIS TELEGRAM PADA
SCREENHOUSE ”
1.2 Rumusan Masalah
Sulitnya pertumbuhan buah maupun sayuran yang berasal dari dataran tinggi di dataran
rendah membuat petani sering kali merasa rugi. Faktor penyebabnya merupakan
perbedaan suhu di dataran tertentu. Monitoring suhu merupakan inovasi untuk
menyelesaikan permasalahan tersebut. Dengan adanya monitoring suhu pada rumah kasa, di harapkan dapat menjaga suhu tanaman tertentu sehingga membantu petani dalam memudahkan pekerjaannya dan untuk mendapatkan hasil yang lebih maksimal.
1.3 Batasan Masalah
Sehubungan dengan perkembangan teknologi yang terus menerus berkembang dan penulis juga masih dalam tahap pengembangan, penulis membuat batasan sebagai berikut :
1. Output sistem berupa notifikasi Telegram dengan suhu, kelembapan dan status kipas.
2. Penelitian dilakukan dengan simulasi menggunakan karton berukuran . 3. Penelitian dilakukan di 1 tempat.
4. Penelitian dilakukan dengan suhu normal 25-28°C dan pencahayaan 90%.
5. Penelitian memerlukan sumber energi dan jaringan (WiFi).
6. Kardus simulasi berukuran 40 x 20 cm.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang sistem monitoring suhu dengan penerapan sensor DHT11 dalam screenhouse.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang di dapatkan dari penelitian ini yakni :
1. Memudahkan petani dalam monitoring suhu tanaman sehingga dapat mengetahui informasi tentang suhu dalam rumah kasa kapan pun dan dimana pun.
2. Suhu dipantau secara real-time sehingga waktu yang digunakan untuk
memantau suhu dalam rumah kasa dapat dialihkan kepada hal yang sama
penting.
5
1.6 Metode Penelitian
Tahapan-tahapan yang akan dilakukan dalam penelitian ini untuk mencapai tujuan penelitian meliputi :
1. Studi Pustaka dan Literatur
Merupakan tahapan yang dilakukan untuk mengumpulkan data dan informasi mengenai monitoring suhu, rumah kasa serta perangkat lainnya yang digunakan untuk penelitian. Data dan informasi ini digunakan sebagai bahan referensi untuk penelitian dan didapatkan dari berbagai sumber seperti artikel, buku maupun jurnal.
2. Analisis
Analisis adalah penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk mengetahui keadaan yang sebenarnya. Tahap ini digunakan untuk identifikasi masalah dari monitoring suhu sehingga dapat diperoleh cara untuk mengatasinya.
3. Perancangan Sistem
Setelah dilakukan analisis, dilakukan tahap selanjutnya yakni perancangan sistem. Tahap ini merupakan tahap yang di lakukan untuk perancangan arsitektur umum dan user interface penelitian.
4. Implementasi
Tahap dimana dilakukan implementasi dan penerapan dari sistem yang telah dibangun pada rumah kasa.
5. Pengujian Sistem
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap sistem yang telah dibangun apakah sistem berjalan sesuai yang diinginkan atau tidak.
6. Dokumentasi
Merupakan tahap akhir dari seluruh tahap penelitian. Tahap ini dilakukan untuk
penyusunan laporan serta mengambil kesimpulan dari penelitian yang telah
dilakukan.
1.7 Sistematika Penulisan
Sitematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1 : Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi dan sistematika penulisan dari penelitian ini.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang berhubungan dan digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas pada penelitian ini. Pada bab ini akan dijelaskan tentang monitoring suhu, software dan hardware yang digunakan.
Bab 3: Analisis dan Perancangan
Bab ini berisi tentang perancangan sistem, arsitektur umum, alur kerja sistem dalam bentuk use case diagram dan block diagram.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dan analisis dari perancangan yang telah disusun pada Bab 3. Selain itu, pada bab ini juga dipaparkan hasil dari pengujian sistem yang telah dibangun.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari seluruh pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan
saran-saran yang disampaikan untuk pengembangan pada penelitian selanjutnya.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori umum dan penelitian sebelumnya yang berhubungan dengan monitoring suhu dan kelembapan menggunakan sensor DHT11 dan Telegram pada screenhouse.
2.1 Monitoring Suhu dan Kelembapan
Monitoring merupakan kata yang tidak asing di kalangan masyarakat dan tengah menjadi teknologi yang sedang hangat di era sekarang. Monitoring ini sendiri banyak jenisnya, baik itu monitoring secara aktuator maupun pembacaan data. Teknologi ini dapat dijumpai di berbagai sektor dalam kehidupan baik itu pertanian, peternakan maupun sektor lainnya.
Monitoring atau sistem pemantauan umumnya mengacu pada sistem otomatis yang secara bersamaan dan terus menerus merekam satu atau lebih parameter fisik seperti suhu, kelembapan relatif, aliran angin, intensitas cahaya, kelembaban tanah, dll.
Di satu atau lebih tempat yang telah ditentukan (Kale & Kulkarni, 2016).
Suhu menunjukkan derajat panas benda. Biasanya pengukuran temperatur suhu dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R) dan Fahrenheit (F) (Suherman, Andriyanto, & Dwiyatno, 2015). Sedangkan kelembapan merupakan konsentrasi atau banyaknya uap air di udara dan dinyatakan dalam skala persentase (%) atau gram per meter kubik (gr/m
3).
Monitoring suhu dan kelembapan adalah salah satu teknologi yang sedang ramai dibicarakan dalam perkembangan teknologi. Monitoring suhu dan kelembapan dapat diartikan sebagai pemantauan terhadap suhu dan kelembapan dalam suatu ruangan.
Tujuannya yakni untuk deteksi kenaikan atau penurunan suhu dan kelembapan dalam
ruangan tersebut serta memberikan informasi tentang suhu dan kelembapan secara real- time kepada petani.
Untuk menjaga tumbuhan di dalam ruangan tersebut salah satu solusinya yakni dengan meletakkan tumbuhan dalam screenhouse atau yang biasa disebut dengan rumah kasa dan memasang alat monitoring.
Dalam pengaplikasiannya, monitoring membutuhkan alat-alat tertentu untuk dapat bekerja. Salah satu alat yang pasti dibutuhkan adalah sensor. Sensor yang digunakan dalam monitoring suhu dan kelembapan dalam rumah kasa yakni sensor DHT11. Sensor tersebut membantu mengumpulkan data suhu dan kelembapan dalam ruangan tersebut sehingga monitoring dapat berjalan dengan baik.
2.2 Sensor DHT11
Teknologi di era sekarang sudah tidak asing lagi dengan yang namanya sensor. Banyak peralatan teknologi yang telah menggunakan sensor dan memudahkan manusia untuk memperoleh data. Sensor tersebut dapat dijumpai di berbagai tempat seperti rumah, sekolah maupun pabrik dan tempat lainnya.
Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu (Suherman, et al. 2015).
Sensor suhu merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur suhu suatu ruangan salah satunya adalah DHT11. DHT11 merupakan sebuah sensor digital yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban udara. Sensor ini memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik. Fitur kalibrasi yang terdapat pada sensor ini juga sangat akurat. Dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat dan kemampuan anti interface, sensor ini merupakan sensor yang memiliki kualitas terbaik (Hafiz, Fardian, & Rahman, 2017).
Sensor DHT11 merupakan sensor digital dasar yang sangat murah. Ia
menggunakan sensor kelembaban kapasitif dan termistor untuk mengukur udara di
sekitarnya, dan mengeluarkan sinyal digital pada pin data (tidak diperlukan pin input
analog). Ini cukup mudah digunakan, tetapi membutuhkan waktu yang hati-hati untuk
mengambil data (Adafruit, 2019). DHT11 dapat dilihat pada Gambar 2.1.
9
Gambar 2.1 Sensor DHT11 (Tokopedia, 2019)
Menurut Adafruit (2019), technical details dari DHT11 yakni:
1. Low cost
2. 3 to 5V power and I/O
3. 2.5mA max current use during conversion (while requesting data) 4. Good for 20-80% humidity readings with 5% accuracy
5. Good for 0-50°C temperature readings ±2°C accuracy 6. No more than 1 Hz sampling rate (once every second) 7. Body size 15.5mm x 12mm x 5.5mm
8. 4 pins with 0.1" spacing
Interface serial kawat tunggal membuat integrasi sistem cepat dan mudah.
Ukurannya yang kecil, konsumsi daya yang rendah dan up-to-20 meteran transmisi sinyal menjadikannya pilihan terbaik untuk berbagai aplikasi. Komponen ini memiliki 4-pin baris tunggal pin paket sehingga akan lebih mudah untuk dihubungkan (Alibaba.com, 2019).
Sensor DHT11 memberi nilai kelembapan dan suhu yang sangat tepat dan
memastikan keandalan tinggi dan stabilitas jangka panjang. Sensor ini memiliki
komponen pengukuran kelembapan tipe resistif dan komponen pengukuran suhu tipe
NTC dengan inbuilt mikrokontroler 8-bit yang memiliki respons cepat dan hemat biaya
(Srivastava, Kesarwani, & Dubey, 2018).
2.3 Arduino IDE
Arduino IDE (Integrated Development Environment) merupakan software untuk menulis source program, kompilasi, dan upload serta memasukkan data ke Arduino.
Dibuat dari bahasa Java dan telah di lengkapi dengan library C/C++ sehingga memudahkan input dan output. Program Arduino IDE ini disimpan dalam file ekstensi.ino. Program (kode) yang ditulis dalam IDE, ketika diunggah ke dalam mikrokontroler Arduino menentukan apa dan bagaimana sistem bekerja (Dangi, 2017).
Perangkat Lunak Arduino IDE mudah digunakan untuk pemula, tetapi cukup fleksibel untuk digunakan oleh pengguna tingkat lanjut. Untuk pengajar, ini berdasarkan pada lingkungan pemrograman Pemrosesan, sehingga siswa yang belajar memprogram di lingkungan itu akan terbiasa dengan cara kerja Arduino IDE (Arduino, 2019). Tampilan Arduino IDE dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Tampilan Arduino IDE
Pada software Arduino IDE, terdapat semacam message box berwarna hitam yang berfungsi menampilkan status, seperti pesan error, compile, dan upload program.
Pada bagian bawah paling kanan sotware Arduino IDE, menunjukan board yang
terkonfigurasi beserta COM Ports yang digunakan.
11
2.4 ESP32
Espressif 32 atau yang biasa disebut ESP32 merupakan development board tingkat pemula. ESP32 ini memiliki semua pin yang terbuka dan mudah dihubungkan dan digunakan. ESP32 merupakan penerus dari modul ESP8266. ESP32 berfungsi untuk memproses data input yang dilakukan pengolahan data dengan fungsi tertentu untuk kemudian menghasilkan output. Pada ESP32 terdapat inti CPU serta Wi-Fi yang lebih cepat, GPIO yang lebih, dan mendukung Bluetooth 4.2 konsumsi daya yang rendah. Gambar ESP32 dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 ESP32 (Espressif, 2019)
Development board ini memiliki prototyping yang cepat dan telah memenuhi persyaratan sistem dasar sehingga pengguna cukup menyambungkan ESP32 ke laptop dengan menggunakan kabel USB.
Espressif 32 memiliki beberapa tombol dan LED yakni :
1. Soket Micro-USB, digunakan untuk menghubungkan ESP32 ke komputer melalui kabel USB.
2. Tombol EN, merupakan tombol reset pada modul ESP. Menekan tombol ini akan mengatur ulang kode yang berjalan pada modul ESP.
3. Tombol Booting, digunakan untuk mengunggah program dari Arduino ke modul
ESP. Harus ditekan setelah mengklik ikon unggah pada Arduino IDE. Ketika
tombol Boot ditekan bersamaan dengan tombol EN, ESP masuk ke mode
unggahan firmware.
4. Lampu LED Merah, berguna untuk menunjukkan catu daya. Menyala merah ketika papan dinyalakan.
5. Lampu LED Biru, terhubung ke pin GPIO. Dapat dihidupkan atau dimatikan melalui pemrograman.
6. Input / output pin, pada ESP32 kita dapat mengakses semua pin I / O modul melalui pin break-out. Pin ini mampu Baca / Tulis Digital, Baca / Tulis Analog, PWM, IIC, SPI, DAC, dan banyak lagi. Spesifikasi dari ESP32 dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Spesifikasi ESP32 (Faudin, 2018)
VARIANS ESP32
MCU Xtensa Dual-Core 32-bit LX6 with 600
DMIPS
Wi-Fi 802.11 b/g/n tipe HT40
Bluetooth tipe 4.2 dan BLE
Typical Frequency 160 MHz
SRAM ada
Total GPIO 36
Total SPI-UART-I2C-I2S 4-2-2-2
Resolusi ADC 12 bit
Suhu operasional kerja -40ºC to 125ºC
Sensor di dalam modul touch sensor, temperature sensor, hall effect sensor
13
2.5 Relay
Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian utama yakni elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). Relay hanyalah merupakan saklar elektromagnetik yang membantu membuka dan menutup sirkuit secara elektronik (Imam & Gaur, 2018).
Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi (Fazriati, 2018). Seperti yang telah dijelaskan, relay dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Relay (Elecrow, 2018)
Pada dasarnya, relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu : 1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4.
Spring
Berdasarkan prinsip dasar cara kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya
medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan
tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya
arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet
ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. jika tegangan pada
kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas
akan menarik saklar ke kontak NC (Isfarizky, Fardian, & Mufti, 2017).
Beberapa fungsi relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :
1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function).
2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi Penundaan Waktu (Time Delay Function).
3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
4. Relay berfungsi untuk melindungi motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan tegangan ataupun hubung singkat (Short).
2.6 Baterai
Baterai adalah alat yang terdiri dari 2 atau lebih sel elektrokimia yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Fungsi baterai yakni sebagai penyedia arus listrik bagi peralatan elektronik atau dapat dikatakan sebagai catu daya. Baterai memiliki 2 kutub yakni kutub positif (katoda) dan kutub negatif (anoda). Kutub yang bertanda positif menandakan bahwa memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif. Kutub bertanda negatif adalah sumber elektron yang ketika disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi ke peralatan eksternal.
2.7 Kipas Angin
Kipas angin adalah suatu alat yang berfungsi untuk menggerakkan udara agar berubah menjadi angin, beberapa fungsinya antara lain adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), dan pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Berdasarkan arusnya, fan dibedakan menjadi AC fan (arus bolak-balik) dan DC fan (arus searah). Fan yang akan digunakan dalam penelitian ini merupakan DC fan 12V yang diberikan daya melalui baterai. Kelebihan kipas angin DC yakni :
1. Kipas angin DC menggunakan 70% daya lebih kecil dibanding kipas angin AC dengan menghasilkan aliran udara yang sama.
2. Kipas angin DC memiliki kendali yang lebih baik terhadap kecepatan (pengaturan
kecepatan yang lebih).
15
3. Ukuran kipas angin DC lebih kecil dari kipas angin umumnya untuk menghasilkan pergerakan udara.
4. Karena kipas angin DC menggunakan sistem "tanpa sikat" sehingga lebih tidak berisik dan dapat menghindari keributan yang biasa muncul pada kipas angin AC murah dan juga dapat hidup lebih cepat.
2.9 Telegram
Telegram merupakan sebuah aplikasi layanan pengirim pesan instan multiplatform berbasis awan yang bersifat gratis dan nirlaba. Telegram tersedia untuk perangkat telepon seluler (Android, iOS, Windows Phone, Ubuntu Touch) dan sistem perangkat komputer (Windows, OS X, Linux). User dapat mengirim pesan dan bertukar foto, video, stiker, audio, dan tipe berkas lainnya.
Telegram merupakan aplikasi cloud-based dan sistem enkripsi yang menyediakan enkripsi end-to-end, self destruction messages, dan infrastruktur multidata center (Fahana, Umar, & Ridho, 2017).
Pada 14 Juli 2017, pemerintah Indonesia melalui Kemkominfo memblokir DNS dari Telegram dengan alasan banyaknya propaganda, radikalisme, terorisme, paham kebencian, ajakan atau cara merakit bom, cara melakukan penyerangan, dan hal lain yang bertentangan dengan peraturan perundang-undangan di Indonesia.
Namun, sekarang Telegram sudah dapat diakses kembali dan tentu pengamanan dari Kemkominfo pun ditingkatkan agar lebih aman dan bisa kembali diakses oleh Masyarakat Indonesia. Kelebihan dari Telegram yakni telah menggunakan API yang salah satunya adalah fitur bot yang dapat digunakan untuk mengirimkan pesan secara otomatis.
Pada Juni 2015, Telegram meluncurkan platform untuk pengembang pihak ketiga untuk membuat bot. Bot adalah akun Telegram yang dioperasikan oleh program.
Mereka dapat menanggapi pesan atau menyebutkan, dapat diundang ke dalam kelompok dan dapat diintegrasikan ke dalam program lain (Chandrashekar, Megharaj,
& Sagar, 2019).
2.10 Penelitian Terdahulu
Penelitian tentang monitoring suhu dan kelembapan dengan menggunakan sensor DHT11 berbasis Telegram di dalam screenhouse belum pernah dilakukan sebelumnya.
Pada sistem ini, kipas akan hidup secara otomatis apabila suhu di dalam screenhouse mencapai suhu maksimal yakni 28ºC. Sistem juga akan mengirimkan notifikasi Telegram kepada user berupa informasi suhu, kelembapan dan fan status. Alat yang dipakai merupakan sensor suhu dan kelembapan DHT11 dan ESP32. Monitoring seperti ini masih jarang terjadi, namun banyak terdapat penelitian terkait dengan menggunakan metode dan pengimplementasian yang berbeda.
Seperti penelitian yang dilakukan Nuraeni, Nurcahya, & Riyanto (2019), mereka melakukan penelitian tentang monitoring rumah kaca strawberry. Penelitian ini menggunakan berbagai sensor yakni sensor DHT11 untuk suhu dan kelembapan, sensor YL69 untuk deteksi kelembapan tanah dan sensor MQ2 untuk deteksi asap di dalam rumah kaca. Apabila kadar air di dalam rumah kaca kurang dari 70%, sistem akan menghidupkan pompa air secara otomatis. Sensor DHT11 dapat bekerja pada kondisi suhu diatas 24ºC dengan keluaran berupa kipas on, dan jika suhu dibawah 24ºC maka lampu akan menyala otomatis untuk menghangatkan ruangan hingga suhu terdeteksi normal. Informasi tentang keadaan di dalam rumah kaca akan di tampilkan pada layar LCD yang telah disediakan dan akan dikirimkan juga kepada petani melalui notifikasi Telegram dengan bantuan ESP8266.
Imam & Gaur (2018) melakukan penelitian yang berjudul Smart Greenhouse Monitoring Using IOT. Menggunakan sensor DHT11 untuk deteksi suhu, sensor LDR untuk deteksi cahaya, sensor MQ2 untuk deteksi asap dan kemudian menggunakan relay untuk menghidupkan kipas, menghidupkan lampu dan memberikan tanda bahaya.
Tiap sensor akan melakukan tugasnya masing-masing untuk melakukan monitoring
pada greenhouse. Sensor LDR akan mematikan lampu ketika perlu menghemat daya
dan menyalakan lampu ketika cahaya diperlukan di rumah kaca. Sensor DHT11
digunakan untuk deteksi suhu dan kelembapan di didalam rumah kaca. Apabila suhu
mencapai di atas tingkat suhu kritis, pendingin diberikan untuk mendinginkan suhu dan
menurunkannya ke suhu yang diinginkan di dalam rumah kaca. Sensor asap MQ2
digunakan untuk membantu mendeteksi jika ada semacam kebocoran gas/asap. Apabila
17
ada gas terdeteksi, alarm akan dipicu untuk hidup sehingga membantu memperingatkan orang untuk mengambil tindakan-tindakan pencegahan yang diperlukan.
Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian tentang monitoring suhu ini semakin berkembang. Pada penelitian sebelumnya, Srivastava, Kesarwani, & Dubey (2018) membuat sistem pengukuran suhu dengan menggunakan Arduino tool dan DHT11 yang bertujuan untuk menyeimbangkan lingkungan dan meningkatkan produktivitas industri.
Penelitian ini akan mendeteksi suhu dan menampilkan suhu tersebut secara real-time pada LCD yang telah disediakan. Penelitian ini dilakukan dalam lingkungan pabrik dimana nantinya diharapkan dapat berguna untuk ingkungan industri baik dalam bidang kesehatan, makanan maupun industri lainnya.
Zainab (2018) melakukan penelitian tentang Pendeteksi Suhu pada Perangkat Server Komputer Menggunakan Sensor DS18B20 dengan Spider Web View Berbasis Android. Zainab membuat sistem yang membantu memantau suhu server sehingga tidak terjadi overheat. Suhu server dan kelembaban ruangan server dapat diketahui oleh administrator menggunakan aplikasi yang sudah diinstall diandroid. Penelitian tersebut merancang sebuah alat ukur yang dapat memvisualisasi suhu pada rak server yang dapat dipantau terus menerus, dan untuk membuat sistem yang memberikan informasi temperatur sebuah rak server dengan cepat dan akurat untuk disampaikan kepada user.
Penelitian selanjutnya, Josef (2018) meneliti tanaman padi dengan judul penelitian Sistem Pemantau Perkembangan Tanaman Padi Menggunakan Alat Sensor Mikrokontroler. Penelitian ini dilakukan untuk memantau proses perkembangan tanaman padi menggunakan raspberry pi sebagai mikrokontroler. Penelitian dilakukan selama 2 hari yaitu minggu ke 1 dan minggu ke 2, masing – masing sensor yang telah mendapatkan data rata – rata yang stabil sesuai dengan keadaan lingkungan sekitar lahan padi. Tanaman padi akan memburuk jika kelempaban udara dan kelembapan tanah dalam kondisi buruk.
Perbedaan penelitian terdahulu yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel
2.2.
Tabel 2.2 Penelitian Terdahulu
No Peneliti Tahun Penelitian Keterangan
1 Nuraeni, Nurcahya &
Riyanto
2019 Kontrol dan Monitoring Otomatis Rumah Kaca Untuk Buah Strawberry
- Telegram, Penyiram Otomatis
- DHT11, YL69 - ESP8266
- Greenhouse yang ditanami strawberry 2 Imam &
Gaur
2018
Smart Greenhouse Monitoring Using IoT- Web Page - Arduino UNO - DHT11, MQ2, LDR - Greenhouse
3 Srivastava, Kesarwani &
Dubey
2018
Measurement of Temperature and Humidity by Using Arduino- LCD
- Arduino UNO - DHT11
- Lingkungan Industri, Pabrik
4 Medri, Z.Z 2018 Pendeteksi Suhu pada Perangkat Server Komputer Menggunakan Sensor DS18B20 dengan Spider Web View Berbasis Android
- Spider Web, Kipas - NodeMCU
- DS18B20 - DHT11 - Ruang Server
5 Karansa, J 2018 Sistem Pemantau Perkembangan Tanaman Padi Menggunakan Alat Sensor Mikrokontroler
- Aplikasi Tanaman Padi
- Arduino Nano, RPi2 - LDR, Soil Moisture,
DHT11, Water Level SRF04
- Sawah
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini akan membahas tentang analisis dan perancangan dalam sistem monitoring suhu dan kelembapan menggunakan DHT11 pada screenhouse.
3.1 Arsitektur Umum Monitoring Suhu dan Kelembapan
Arsitektur umum merupakan sebuah skema atau rancangan aplikasi yang akan segera dibangun, pada arsitektur umum ini terdapat sebuah gambaran perangkat yang akan di gunakan untuk membuat sistem monitoring suhu dan kelembapan menggunakan sensor DHT11 pada screenhouse.
Di dalam screenhouse dipasang sistem monitoring suhu dan kelembapan.
Rangkaian sistem tersebut berupa ESP32, sensor DHT11, baterai, relay dan kipas.
Sebelumnya, sistem telah diinput batasan suhu sebesar 28°C. Sensor suhu DHT11 akan memonitoring suhu dan kelembapan dalam screenhouse secara kontinu.
Apabila suhu meningkat atau menurun diluar batas suhu yang ditentukan, sensor akan mengirimkan informasi kepada penjaga/user berupa notifikasi melalui Telegram.
Selain itu kipas angin secara otomatis juga akan hidup apabila suhu telah mencapai
batas maksimal dan akan mati secara otomatis apabila suhu dalam screenhouse telah
normal. Setelah suhu kembali normal, kipas di dalam screenhouse akan mati dan
notifikasi Telegram kembali diterima oleh user yang berisi informasi tentang suhu,
kelembapan dan status kipas di dalam screenhouse tersebut. Kipas juga dapat dimatikan
dengan mengirimkan perintah “/fanoff “ melalui Telegram. Rangkaian arsitektur umum
dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Arsitektur Umum Monitoring Suhu dan Kelembapan 1. Screenhouse
Screenhouse dipasang sistem monitoring suhu dan kelembapan yang telah dirancang untuk mendapatkan data. Sistem diletakkan ditempat yang datar dan terhindar dari air agar tidak rusak dan basah. Screenhouse merupakan rumah kasa yang terdiri dari jaring – jaring kasa berukuran sedang dan mendapatkan pencahayaan cukup. Screenhouse juga memiliki sumber daya listrik ataupun arus listrik dan internet agar sistem dapat berjalan dengan baik.
2. DHT11
Sistem monitoring terdiri dari DHT11, ESP32, relay, baterai dan kipas angin.
Suhu dan kelembapan yang dimonitor oleh DHT11 yang dirangkai dengan
ESP32 dan baterai. DHT11 merupakan sensor yang digunakan untuk
mendeteksi suhu dan kelembapan.
21
3. ESP32
Suhu dan kelembapan kemudian di proses oleh ESP32. ESP32 berfungsi sebagai otak atau pengendali dari rangkaian yang mudah dihubungkan dan digunakan karena memiliki semua pin yang terbuka, serta memiliki modul WIFI sehingga sistem dapat tersambung ke jaringan.
4. Relay
Relay berfungsi untuk mengendalikan tegangan tinggi dan memiliki sistem buka tutup tegangan yang disebut dengan logic function. Relay terhubung DHT11, ESP32 serta baterai dan kipas.
5. Baterai
Baterai berguna sebagai catu daya atau sumber tegangan sistem, dimana pada saat listrik padam sistem masih dapat berjalan dengan baik.
6. Kipas angin
Menggunakan kipas angin DC yang berfungsi untuk mendinginkan screenhouse supaya menjaga suhu tetap stabil. Kipas angin ini memiliki kendali yang lebih baik dan menggunakan daya yang lebih sedikit.
7. Telegram
Berfungsi sebagai pusat dari monitoring suhu dan kelembapan yang memiliki fitur bot dan dapat digunakan untuk menjalankan pesan secara otomatis.
Berbasis multiplatform dan cloud – based sehingga bersifat gratis dan dapat digunakan di OS manapun.
3.2 Data yang digunakan
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data yang didapat langsung dari sensor suhu dan kelembapan DHT11. ESP32 akan menerima data dari sensor, dimana data tersebut merupakan besarnya suhu dan kelembapan dalam ruang lingkup screenhouse.
Kemudian data tersebut akan dikirimkan dengan bantuan internet agar disampaikan ke
user dengan bentuk notifikasi Telegram. Di sisi lain sejalan dengan proses pengiriman
notifikasi, kipas akan berputar otomatis apabila suhu data yang diterima melebihi suhu
maksimum yang telah diterapkan. Kipas ini berjalan dengan bantuan relay yang telah
dipasang pada alat sistem monitoring suhu dan kelembapan. Dengan adanya baterai, kipas akan berfungsi secara optimal.
3.3 Analisis Pemodelan Sistem Monitoring Suhu dan Kelembapan 3.3.1. Use Case Diagram Monitoring Suhu dan Kelembapan
Use Case Diagram adalah diagram yang digunakan untuk menggambarkan secara ringkas siapa yang menggunakan sistem dan apa saja yang bisa dilakukannya. Diagram use-case tidak menjelaskan secara detail tentang penggunaan use-case, namun hanya memberi gambaran singkat hubungan antara use-case, user dan sistem (Medri, 2018).
Use Case Diagram menjelaskan secara visual konteks dari interaksi antara aktor dengan sistem. Setiap use case menyatakan spesifikasi perilaku (fungsionalitas) dari sistem yang sedang dijelaskan yang memang dibutuhkan oleh aktor untuk memenuhi tujuannya (Kurniawan, 2018).
Saat sistem telah diberikan power supply dan tersambung ke jaringan, sistem akan memonitoring suhu dan kelembapan dalam screenhouse. Pada penelitian ini use- case dapat ditujukan melalui Gambar 3.2 dan Gambar 3.3.
Gambar 3.2 Use Case Diagram System
System akan memonitoring screenhouse lalu mengambil data suhu dan
kelembapan. Apabila suhu di dalam screenhouse mencapai 28°C, kipas otomatis akan
hidup dan system akan mengirimkan notifikasi Telegram kepada user. Hal ini juga
terjadi apabila suhu dalam screenhouse telah normal kembali. Monitoring ini akan
23
berjalan apabila system diberikan power supply sebagai sumber energi dan disambungkan ke internet agar system dapat mengirim notifikasi Telegram kepada user.
User juga dapat mematikan dan menghidupkan kipas secara manual dengan mengirimkan perintah atau chat lewat Telegram kepada sistem.
Gambar 3.3 Use Case Diagram User
Seperti yang digambarkan pada Gambar 3.3, user bertindak untuk melihat data suhu dan kelembapan terakhir serta menerima notifikasi telegram apabila suhu di dalam screenhouse mencapai 28°C dan apabila suhu telah normal kembali. User akan mengetahui informasi tentang suhu, kelembapan dan status kipas di dalam screenhouse apakah kipasnya hidup atau mati melalui notifikasi Telegram yang telah dikirimkan oleh system.
3.3.2. Flowchart Monitoring Suhu dan Kelembapan
Flowchart merupakan bagan-bagan yang mempunyai arus yang menggambarkan
langkah-langkah penyelesaian suatu masalah. Flowchart merupakan cara penyajian dari
suatu algoritma. Flowchart bertujuan untuk menggambarkan suatu tahapan
penyelesaian masalah secara sederhana, terurai, rapi dan jelas dengan menggunakan
simbol-simbol standar. Pada penelitian ini use-case dapat ditujukan melalui Gambar
3.4.
Gambar 3.4 Flowchart Monitoring Suhu dan Kelembapan
Pertama, sistem dihidupkan lalu disambungkan ke internet agar dapat
memonitoring screenhouse. Setelah dihidupkan dan tersambung ke internet, sistem
akan mendapatkan input berupa suhu dan kelembapan di dalam screenhouse. Suhu dan
kelembapan kemudian akan di deteksi oleh sistem apakah suhu dalam screenhouse
tersebut mengalami kenaikan ataupun penurunan. Apabila suhu naik melebihi batas
yang di tentukan, sistem akan mengirim notifikasi ke telegram dan kipas angin akan
25
otomatis hidup. Jika suhu dan kelembapan didalam screenhouse kembali normal, maka notifikasi juga akan diterima oleh user dan kipas angin akan otomatis mati.
3.3.3. Skema Rangkaian Monitoring Suhu dan Kelembapan
Skema rangkaian monitoring suhu dan kelembapan dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Skema Rangkaian Monitoring Suhu dan Kelembapan
Rangkaian Monitoring Suhu dan Kelembapan terdiri dari ESP32, relay, DHT11, kipas angin dan baterai. ESP32 terhubung dengan jaringan internet dimana DHT11 dan relay dihubungkan dengan menggunakan jumper. Baterai dan kipas terhubung ke relay agar kipas dapat berjalan dengan baik dan mendapatkan sumber daya yang berasal dari baterai itu sendiri.
3.3.4. Rancangan Monitoring Suhu dan Kelembapan
Sistem monitoring suhu dan kelembapan menggunakan kipas, baterai, relay dan
DHT11 serta ESP32 yang dihubungkan dengan jumper dan breadboard. Rancangan
dari sistem monitoring suhu dan kelembapan dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Rancangan Monitoring Suhu dan Kelembapan
Melalui Gambar 3.6, penjelasan dan rincian pin yang tersambung pada rangkaian monitoring suhu dan kelembapan yakni :
1. ESP32
GND ke pin -19 (Breadboard) GPIO4 ke data (DHT11) GPIO2 ke VCC (Relay) EN ke pin +34 (Breadboard) 2. DHT11
VCC ke pin +41 (Breadboard) Data ke GPIO4 (ESP32) GND ke pin -18 (Breadboard) 3. Baterai
Negatif (kabel merah) ke COM (Relay) Positif (kabel hitam) ke pin +20 (Breadboard) 4. Relay
GND ke pin -21 (Breadboard)
27
VCC ke GPIO2 (ESP32) IN ke pin +40 (Breadboard) NO ke negatif (Kipas) COM ke negatif (Baterai) 5. Kipas
Negatif (kabel merah) ke NO (Relay)
Positif (kabel hitam) ke pin A10 (Breadboard)
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Bab ini membahas hasil dari pengujian sistem yang diperoleh dari monitoring suhu dan kelembapan menggunakan sensor DHT11 berbasis Telegram pada screenhouse yang dijalankan sesuai dengan analisis dan perancangan yang telah dibahas di Bab 3.
4.1 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat
Dalam pembuatan monitoring suhu dan kelembapan menggunakan sensor DHT11 berbasis Telegram pada screenhouse menggunakan beberapa perangkat keras dan perangkat lunak yang dapat menunjang kelancaran sistem, bahasa pemrograman yang digunakan yaitu C dan Java. Adapun beberapa spesifikasi perangkat keras yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Sensor DHT11 2. ESP32
3. Relay 4. Baterai 5. Kipas angin
Sedangkan untuk perangkat lunak dibutuhkan : 1. Arduino IDE
2. Telegram
4.2 Implementasi Perangkat Keras
4.2.1 Rangkaian Monitoring Suhu dan Kelembapan
Monitoring memerlukan sistem untuk memantau suhu dan kelembapan di dalam
screenhouse. Rangkaian dari sistem monitoring suhu dan kelembapan tersebut
berupa beberapa perangkat ataupun alat yang telah yang disusun sedemikian rupa.
29
Sensor DHT11, ESP32, relay, baterai serta kipas di satukan dengan bantuan kabel jumper dan PCB atau breadboard. Kemudian, setelah selesai diberikan packaging agar lebih aman dan tertata rapi sehingga dapat berjalan dengan baik dan benar.
Sistem ini memerlukan internet untuk dapat terhubung ke Telegram dan arus listrik sebagai sumber energi. Dalam pengaplikasiannya, sistem monitoring suhu dan kelembapan diletakkan di tempat yang datar atau direkatkan pada dinding screenhouse. Rangkaian tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Rangkaian Monitoring Suhu dan Kelembapan
4.2.2 Rangkaian DHT11
Pada Gambar 4.2 dapat dilihat rangkaian DHT11 yang telah disambungkan. Sensor ini digunakan untuk deteksi suhu dan kelembapan di dalam screenhouse. Sensor DHT11 ini tersambung ke ESP32 dengan bantuan PCB atau papan sirkuit cetak.
DHT11 memiliki 3 pin yang ketiganya digunakan dan disambungkan sesuai dengan
kegunaannya masing-masing. DHT11 ini berwarna biru dan berukuran kecil
sehingga cukup ringan untuk ditempelkan pada kotak packaging. Sensor ini
nantinya akan ditempelkan pada lubang yang sudah disediakan di kotak packaging
agar suhu dan kelembapan yang dideteksi lebih valid dan akurat.
Gambar 4.2 Rangkaian DHT11
4.2.3 Rangkaian Relay
Sesuai dengan fungsinya untuk menggerakkan saklar, relay dihubungkan ke kipas angin. Relay ini nantinya yang akan mengunci dan membuka tegangan listrik yang masuk. Relay terdiri dari 3 pin yang memiliki fungsi berbeda-beda. Ketiga pin tersebut yaitu input, VCC untuk tegangan positif dan GND untuk tegangan negatif.
Relay juga memiliki pin NO (Normally Open) yakni dimana bila relay dalam keadaan tak terhubung arus, kontak internalnya dalam kondisi terbuka atau tak terhubung dan NC (Normally Close) yakni dimana dalam keadaan yang sebalikya dnegan NO. Pin COM atau common pada relay berfungsi sebagai titik tengah dimana perangkat listrik akan disambungkan. NO nantinya akan disambungkan ke kipas dengan bantuan jumper sedangkan COM disambungkan ke baterai. Rangkaian relay dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Rangkaian Relay
31
4.2.4 Rangkaian Baterai
Baterai berfungsi sebagai catu daya atau power supply untuk kipas. Kabel hitam pada baterai dihubungkan ke kipas sedangkan kabel berwarna merah dihubungkan ke relay. Kabel yang berwarna merah akan disambungkan ke relay dan kabel berwarna hitam disambungkan kipas. Rangkaian baterai yang diberikan pada Gambar 4.4 menunjukkan baterai dihubungkan dengan bantuan kancing baterai.
Adanya kancing baterai memudahkan penyambungan kabel dari baterai dengan kipas dan relay. Apabila baterai sudah habis, dapat diganti lagi dengan yang baru tanpa harus merangkai kabel satu persatu.
Gambar 4.4 Rangkaian Baterai 4.2.5 Rangkaian Kipas Angin
Kipas angin berfungsi untuk mendinginkan suhu ruangan screenhouse. Kipas angin memiliki 2 warna kabel yang sama seperti baterai. Kabel merah pada kipas angin akan disambungkan ke relay dan yang berwarna hitam disambungkan ke baterai.
Kipas ini diletakkan di luar rangkaian sistem monitoring suhu dan kelembapan yang
akan di packaging karena ukurannya yang besar dan merupakan output dari sistem
monitoring suhu dan kelembapan. Rangkaiannya dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Rangkaian Kipas Angin
4.3 Implementasi Perangkat Lunak 4.3.1 Code DHT11 Pada Arduino IDE
Sensor DHT11 memiliki library #include "DHT.h" yang akan digunakan untuk program sensor DHT11. Pemanggilan library tersebut dapat diprogram dengan menggunakan fungsi void. Syarat-syarat pengiriman notifikasi melalui batasan suhu pada code DHT11 terlihat seperti yang diberikan pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6 Code DHT11 Pada Arduino IDE
33
Pada code DHT11 terdapat “void” yang berfungsi untuk prosedur dan tidak mengembalikan fungsi. Code “Serial.print” berfungsi untuk menampilkan data ke serial monitor. Selanjutnya menggunakan perulangan “while” agar sistem mengulangi perintah jika conditional expression atau syaratnya bernilai benar. Syarat tersebut yakni apabila suhu berada di atas 28°C dan kelembapan lebih besar dari 70% maka notifikasi sistem akan memprint atau memberi notifikasi ke Telegram. Suhu dan kelembapan menggunakan tipe data “string” yaitu merupakan tipe data yang dapat menampung banyak karakter atau dapat disebut array dari tipe data char.
4.3.2 Code Telegram Pada Arduino IDE
Bot Telegram dapat diprogram dengan menggunakan library #include
<UniversalTelegramBot.h>. Kita harus mengetahui id telegram dan memasukkan id tersebut pada #define chat_id agar bot dapat mengetahui kepada siapa bot tersebut akan mengirimkan chat. Code telegram tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Gambar 4.7 Code Telegram Pada Arduino IDE
Pada code Telegram memakai library “WifiClientSecure.h” untuk koneksi wifi
agar dapat tersambung ke internet. Menggunakan tipe data char untuk ssid dan password
wifi. Variabel “Bot_mtbs” merupakan rentang waktu pengiriman notifikasi data suhu
dan kelembapan ke Telegram. Variabel “Bot_lasttime” merupakan pengingat waktu
pengecekan data suhu dan kelembapan sebelumnya. Pada code Telegram terdapat
“uint8_t” yang berarti bit yang dipakai untuk code ini berupa 8 byte.
4.4 Implementasi Notifikasi Telegram
Sistem akan memantau screenhouse setelah diberikan power supply dan tersambung ke jaringan untuk mengirimkan informasi melalui Telegram kepada user. Apabila suhu dalam screenhouse mencapai 28°C maka kipas angin akan menyala secara otomatis untuk mendinginkan screenhouse lalu user ataupun petani akan menerima notifikasi Telegram. Informasi yang dikirimkan berupa keadaan suhu, kelembapan dan status kipas di dalam screenhouse. Setelah suhu di dalam screenhouse kembali normal, kipas akan mati dan notifikasi Telegram kembali diterima oleh user yang berisi tentang suhu, kelembapan dan status kipas seperti sebelumnya. Implementasi notifikasi tersebut seperti yang terlihat pada Gambar 4.8 dan 4.9.
Gambar 4.8 Implementasi Notifikasi Telegram Kipas Hidup
35
Seperti yang terlihat pada Gambar 4.8, notifikasi telegram datang apabila suhu mencapai 28°C. Pada Gambar 4.8 suhu telah mencapai 30.70°C dengan kelembapan 95.00% sehingga kipas dalam kondisi hidup untuk mendinginkan screenhouse tersebut. Notifikasi kini dikirim secara real-time agar tanaman yang berada pada screenhouse tetap bagus dan tidak mengalami kenaikan suhu yang drastis.
Kotak merah menunjukkan pesan Telegram yang telah di buka. Isi pesan Telegram yang diterima singkat padat dan jelas. Pesannya berbahasa Inggris tetapi tetap mudah dimengerti dan dipahami oleh user atau petani. Di dalam pesan tersebut dijelaskan bahwa temperature (suhu) berada pada angka 30.70°C, humidity (kelembapan) pada angka 95.00 H atau biasa disebut 95.00%, keadaan di dalam screenhouse tidak normal dan fan status pada kondisi ON.
Gambar 4.9 Implementasi Notifikasi Telegram Kipas Mati
Setelah beberapa saat terjadi kenaikan suhu, kipas akan otomatis menyala dan keadaan suhu serta kelembapan pada screenhouse akan normal kembali. Gambar 4.9 menjelaskan bahwa notifikasi Telegram yang diterima berisi tentang suhu, kelembapan serta kipas setelah hidupnya kipas.
Kotak merah menunjukkan pesan Telegram yang telah di buka. Isi pesan Telegram yang diterima singkat padat dan jelas. Di dalam pesan tersebut dijelaskan bahwa temperature (suhu) berada pada angka 27.00°C, humidity (kelembapan) pada angka 71.00 H atau biasa disebut 71.00% dan fan status pada kondisi OFF. Hal ini dapat disimpulkan bahwa kondisi suhu dan kelembapan dalam gscreenhouse tersebut telah stabil dan dalam kondisi normal. Kipas akan otomatis mati ketika suhu di bawah 28°C.
Melalui Telegram, user juga dapat memonitoring suhu dan kelembapan secara manual dengan memberikan ataupun mengirimkan perintah kepada sistem.
Peintah – perintah tersebut berupa perintah singkat yang dapat dimengerti sistem, yakni :
1. /sensoron : menghidupkan sistem 2. /sensoroff : mematikan sistem
3. /fanon : menghidupkan kipas secara manual 4. /fanoff : mematikan kipas secara manual
5. /status : memunculkan status rumah kipas serta kondisi di dalam screenhouse
6. /help : menampilkan daftar – daftar perintah yang dimengerti sistem
4.5 Pengujian Kinerja Sistem
Pengujian sistem dilakukan dengan sistem simulasi dan diletakkan di dalam box
kardus berukuran 40 x 20 cm dengan pencahayaan 90%. Sistem ini diletakkan di
atas gabus untuk membuat bidangnya tetap datar dan melindungi sistem agar tidak
basah dari media tanam yang lembab. Sistem monitoring suhu dan kelembapan
memerlukan sumber daya listrik untuk pengaplikasiannya. USB atau charger
disambungkan dengan ke sistem untuk mengalirkan daya listrik. Setelah hidup dan
tersambung ke jaringan, sistem akan memonitoring suhu dalam ruangan.
37
Notifikasi sistem untuk Telegram di aktifkan terlebih dahulu dengan mengirimkan perintah “/sensoron” pada chat box. Apabila suhu dan kelembapan dalam screenhouse telah mencapai batas yang ditentukan, kipas akan otomatis hidup dan petani akan mendapatkan notifikasi Telegram berupa informasi tentang suhu, kelembapan serta status kipas. Setelah beberapa saat dan suhu normal, kipas akan mati secara otomatis lalu notifikasi Telegram juga akan dikirimkan kepada petani seperti pada Gambar 4.10 dan 4.11.
Kipas dapat dimatikan secara paksa ataupun manual dengan mengetikkan perintah “/fanoff” pada Telegram. User juga dapat melihat kembali kondisi status screenhouse dengan mengirim “/status” pada chat box. Notifikasi yang akan diterima berupa suhu, kelembapan dan status kipas serta status screenhouse apakah screenhouse dalam keadaan normal atau tidak.
Monitoring juga dapat dilakukan secara manual dengan menggunakan PC.
Suhu dapat di pantau dengan melihat serial monitor melalui Arduino IDE. Pada serial monitor diberikan informasi suhu, kelembapan serta waktu pada screenhouse. Serial monitor dapat dilihat dengan klik “Tools – Serial Monitor” atau
“Ctrl + Shift + M” di Arduino IDE. Tampilan serial monitor dapat dilihat pada Gambar 4.12.
Gambar 4.10 Pengujian Kinerja Sistem
Gambar 4.11 Pengujian Kinerja Sistem
Gambar 4.12 Tampilan Serial Monitor
Pengujian dilakukan dalam 3 waktu yang berbeda yakni pada pagi hari,
siang hari dan malam hari. Dilakukan dengan mengukur suhu dan kelembapan
dengan rentang waktu 1 jam. Pencatatan waktu di lakukan setiap 1 menit seperti
yang ditampilkan pada Tabel 4.1, Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.
39
