PENGONTROL SUHU RUANGAN OTOMASTIS
MENGGUNAKAN NODEMCU V3 LOLIN DAN SENSOR DHT 11 BERBASIS INTERNET
LAPORAN TUGAS AKHIR
HERU SILITONGA 162408042
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
PENGONTROL SUHU RUANGAN OTOMASTIS
MENGGUNAKAN NODEMCU V3 LOLIN DAN SENSOR DHT 11 BERBASIS INTERNET
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
HERU SILITONGA 162408042
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
PERNYATAAN ORISINALITAS
PENGONTROL SUHU RUANGAN OTOMATIS
MENGGUNAKAN NODEMCU V3 LOLIN DAN SENSOR DHT 11 BERBASIS INTERNET
LAPORAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya
Medan, 19 Juli 2019
HERU SILITONGA 162408042
PENGONTROL SUHU RUANGAN OTOMASTIS
MENGGUNAKAN NODEMCU V3 LOLIN DAN SENSOR DHT 11 BERBASIS INTERNET
ABSTRAK
Telah dirancang dan dipabrikasi sistem pengontrolan suhu ruangan. Sistem pengontrolan suhu ruangan menggunakan sensor DHT11, yang didalamnya terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient). NODEMCU V3 LOLIN digunakan sebagai pengontrol, penerima dan pengolah data pada sistem otomatis pengatur suhu dan ruangan. Prinsip kerja alat, apabila suhu ≥ 33oC , maka kipas akan hidup secara otomatis dan lampu mati, dan apabila suhu ≤ 30oC, maka kipas akan mati secara otomatis dan lampu hidup. Pengukuran dan pengontrolan suhu ini dilakukan pada ruangan berukuran 30 cm x 30 cm. Secara keseluruhan kinerja alat yang dirancang sudah cukup baik, hal ini dapat dilihat dari hasil perhitungan rata rata persen deviasi yaitu 4.1 %.
Kata Kunci : Suhu Ruangan, Sensor DHT11, Mikrokontroller NODEMCU V3 LOLIN, dan Sistem pengontrolan otomatis.
DESIGN OF ROOM TEMPERATURE CONTROLWITH NODEMCU V3 LOLIN AND DHT 11
BASED ON INTERNET
ABSTRACT
A room temperature control system has been designed and fabricated. The room temperature control system uses a DHT11 sensor, in which there is a thermistor type NTC (Negative Temperature Coefficient). NODEMCU V3 LOLIN is used as a controller, receiver and data processor in an automatic temperature control system and room. The working principle of the tool, if the temperature is ≥ 33°C, the fan will turn on automatically and the light will turn off, and if the temperature is ≤ 30°C, the fan will automatically shut down and the light will turn on. Temperature measurement and control is carried out in a room measuring 30 cm x 30 cm. Overall the performance of the tool designed is quite good, this can be seen from the results of the calculation of the average percent deviation that is 4.1%.
Keywords: Temperature , DHT11 Sensor, NODEMCU V3 LOLIN Microcontroller, and automatic control system.
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis mengucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dengan limpahan berkat-nya penyusun Laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Laporan Praktik Proyek ini yaitu kepada :
1. Bapak dan ibu saya, terima kasih atas bantuan dukungan, semangat serta doa yang tiada henti untukku. Abang dan Adik ku tersayang, terima kasih atas motivasinya.
2. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng. Sc selaku Ketua Jurusan D-3 Fisika Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
4. Dr. Susilawati, MSi selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Proyek ini.
5. Dosen-dosen di Departemen Fisika yang telah memberikan ilmu selama dalam perkuliahan.
6. Pegawai-pegawai di Departemen Fisika yang telah membantu dalam proses administrasiselama perkuliahan.
7. Teman-teman dan para sahabat yang telah menjadi keluarga kedua penulis selama ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari para pembaca.
Medan, 19 Juli 2019
HERU SILITONGA 162408042
DAFTAR ISI
Halaman
PENGESAHAN TUGAS AKHIR ... i
ABSTRAK ... ii
ABSTRACT ... iii
PENGHARGAAN ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Tugas Akhir ... 2
1.4 Batasan Masalah... 2
1.5 Sistematika Penulisan... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Suhu dan Kelembaban... 4
2.2 NODEMCU V3 LOLIN ... 4
2.2.1Spesifikasi NODEMCU V3 LOLIN ... 4
2.2.2Protokol Hypertext Transfer Protocol (HTTP) ... 6
2.2.3Perangkat Lunak Arduino IDE ... 7
2.2.3Aplikasi Blynk ... 7
2.3Sensor Suhu dan Kelembaban ... 9
2.4Lampu Pijar ... 11
2.5 Kipas ... 12
2.6LCD 16x2 ... 13
2.7 Power Supply ... 14
BAB 3 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ... 17
3.1 Blok Diagram ... 18
3.2 Flowchart Sistem ... 15
3.3 Gambar Ragkaian ... 19
3.3.1Gambar Rangkaian NODEMCU dan I2C LCD ... 19
3.3.2 Gambar Rangkaian NodeMCU dan Sensor DHT11 ... 19
3.3.3Gambar Rangkaian NODEMCU dan Relay ... 20
3.3.4Gambar Rangkaian Keseluruhan Sistem ... 20
3.4 Pembuatan PCB ... 21
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 22
4.1 Hasil Pengukuran Suhu ... 22
4.2 Analisa dan Pembahasan ... 23
4.3 Software Keseluruhan Sistem ... 24
4.4 Gambar Fisik Keseluruhan Sistem ... 29
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 31
5.1 Kesimpulan ... 31
5.2 Saran ... 31
DAFTAR PUSTAKA ... ix
LAMPIRAN ... x 1. Datasheet DHT11
2. Datasheet NODEMCU 3. Datasheet LCD16x2 4. Datasheet Power Supply
DAFTAR TABEL
No. Tabel Keterangan Halaman 2.1 Spesifikasi NODEMCU V3... 6
4.1 Data dari hasil pengukuran dan pengujian alat ... 22
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar Keterangan Halaman
2.1 ESP 8266 NODEMCU V322 ... 5
2.2 Skematik posisi Pin NODEMCU Dev Kit v3 ... 5
2.3 Registrasi Proyek ... 8
2.4 Witged Aplikasi Blynk ... 9
2.5 Pengaturan Button ... 9
2.6 Sensor DHT11 ... 10
2.7 Sensor DHT11 ... 10
2.8 Lampu Pijar ... 12
2.9 Kipas 12 volt ... 12
2.10 LCD 16x2 ... 13
3.1 Blok Diagram Sistem Pengaturan Suhu Ruangan ... 17
3.2 Flowchart Sistem Pengaturan Suhu Ruangan ... 18
3.3 Rangkaian NodeMCU dan LCD... 19
3.4 Rangkaian NODEMCU dan Sensor DHT11 ... 19
3.5 Rangkaian NODEMCU Dan Relay ... 20
3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem ... 20
3.7 Gambar Board PCB ... 21
4.1 Grafik waktu-vs-suhu ... 23
4.1 Sistem Pengontrol Suhu Ruangan ... 30
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kurun waktu singkat perkembangan teknologi melaju dengan sangat pesat. perkembangan teknologi ini merupakan hasil kerja keras dari rasa ingin tahu manusia terhadap suatu hal yang pada akhir nya diharapkan akan mempermudah manusia, dengan pesatnya laju perkembangan teknologi tersebut banyak bermunculan alat-alat canggih yang dapat bekerja secara otomatis (Santoso, 2007).
Indonesia adalah negara tropis dimana sinar matahari terjadi sepanjang tahun, pemaparan matahari secara terus menerus dapat menyebabkan kenaikan suhu dan temperatur. Apabila hal ini terjadi pada suatu ruangan yang memiliki ventilasi yang buruk, dapat menyebabkan ruangan jadi cepat panas dan akan terasa pengap.
Kenaikan suhu tidak saja dikarenakan pemaparan sinar matahari, dapat juga berasal dari objek panas yang berada di dalam ruangan tersebut, apalagi seperti yang kita ketahui banyak polusi udara dari kendaraan bermotor merupakan faktor tambahan yang menyebabkan udara menjadi bertambah panas. Untuk membuat udara didalam ruangan menjadi lebih sejuk adalah dengan mengatur sirkulasi udara didalam ruangan tersebut, bila udara didalam ruangan dapat di atur keluar-masuknya maka udara dalam ruangan akan terasa tidak pengap, seperti yang kita ketahui sekarang peralatan-peralatan pengatur udara manual mulai diganti dengan peralatan elektronik yang dapat bekerja secara otomatis. Khususnya dalam mengatur sirkulasi udara.
Awalnya pengaktifan alat berdasarkan kebutuhan manusia, namun seiring perkembangan teknologi dibidang elektronika, tugas manusia ini sudah dapt diganti dengan alat tertentu yang dapat bekerja otomatis untuk mengaktifkan kipas tersebut.
Berdasarkan uraian diatas, untuk merealisasikan sistem pengatur sirkulasi udara tersebut diperlukan suatu sistem yang dapat mengontrol suhu ruangan secara otomatis serta tepat dan akurat. Sistem pengontrolan suhu ruangan tersebut menggunakan sensor DHT11, yang didalamnya terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi-
directional (kabel tunggal dua arah). NODEMCU V3 LOLIN digunakan sebagai pembaca data sensor yang kemudian diolah dan ditampilkan pada LCD 16×2. Sistem ini menggunakan konsumsi daya lebih rendah, akurat dan presisi dengan sensor- sensor yang telah dikalibrasi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang, maka permasalahan yang diteliti dalam proyek ini dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang dan membuat sistem otomatis pengatur suhu ruangan berbasis mikrokontroller NODEMCU V3 LOLIN, yang hasilnya bukan hanya ditampilkan di LCD tetapi juga bisa di lihat melalui HP.
2. Apakah sensor DHT11 dapat diaplikasikan sebagai sensor untuk mengukur suhu dan kelembapan
3. Apakah mikrokontroller NODEMCU V3 LOLIN dapat diaplikasikan sebagai pengontrol, penerima, dan pengolah data pada sistem otomatis pengatur suhu ruangan.
1.3 Tujuan Tugas Akhir
Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah :
1. Merancang dan membuat sistem otomatis pengatur suhu ruangan berbasis mikrokontroller NODEMCU V3 LOLIN.
2. Mengaplikasikan sensor DHT11 sebagai pengukur suhu dan kelembapan ruangan.
3. Mengaplikasikan mikrokontroller NODEMCU V3 LOLIN sebagai pengontrol, penerima dan pengolah data pada sistem otomatis pengatur suhu dan ruangan.
1.4 Batasan Masalah
Penelitian yang dilakukan dibatasi pada ruang lingkup yang lebih rinci agar sesuai dengan topik penelitian. Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Mikrokontroller yang di gunakan adalah mikrokontroller NODEMCU V3 LOLIN.
2. Sistem berbasis mikrokontroller NODEMCU V3 LOLIN ini yang bertugas mengatur seluruh kegiatan sistem yang dirakit.
3. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi suhu dan kelembapan ruangan adalah Sensor DHT11.
4. Hasil pengaturan suhu ditampilkan di HP
5. Pengukuran dan pengontrolan suhu dilakukan pada ruangan berukuran 30 cm x 30 cm
6. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah Bahasa C
1.5 Sistematika Penulisan
Berikut merupakan sistem penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir :
1. BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul, batasan masalah, motivasi dan tujuan tugas akhir, sasaran tugas akhir, metode tugas akhir dan sistematika penulisan.
2. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi landasan teori yang menjadi referensi utama dalam penulisan tugas akhir. Teori yang dibahas berhubungan dengan sistem yang akan dibuat dan juga yang akan digunakan untuk kepentingan analisis dan perancangan.
3. BAB 3 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ALAT
Bab ini membahas tentang perancangan prototipe alat, pembuatan rangkaian prototipe, blok diagram, pengukuran dan cara kerja rangkaian yang dapat menghasilkan sistem otomatis pengatur suhu dan ruangan.
4. BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler.
5. BAB 5 PENUTUP
Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari pengujian dan saran masukan untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk masa yang mendatang.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Suhu dan Kelembaban
Suhu menunjukkan derajat panas benda. Dimana semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak baik dalam bentuk perpindahan maupun gerakkan di tempat berupa getaran.
Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut (Santoso, 2007).
Kelembaban merupakan konsentrasi uap air di udara. Angka konsentrasi ini dapat diekspresikan dalam kelembaban absolut, kelembaban spesifik atau kelembaban relatif. Alat untuk mengukur kelembaban disebut hygrometer yaitu sebuah humidistat digunakan untuk mengukur tingkat kelembaban udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah penghawaan lembab (dehumidifier) yang dapat dianalogikan dengan sebuah thermometer dan thermostat untuk suhu udara.
Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu (Ajie, 2016).
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Nomor:1405/Menkes/SK/XI/2002 tentang pedomanan penyehatan udara dalam ruangan kerja Nilai Ambang Batas (NAB) atau standar untuk temperature ruangan adalah 180C sampai 300C kelembaban udara dalam ruangan kerja yaitu berkisar antara 40% sampai 60% untuk situasi kerja masih bisa dihadapi oleh tenaga kerja di dalam bekerja sehari-hari dimana tidak mengakibatkan penyakit atau gangguan kesehatan dan menurut (Manuaba, 2019) Suhu nyaman dalam ruangan adalah 220C - 280C.
2.2 NODEMCU V3 LOLIN
2.2.1 Spesifikasi NODEMCU V3 LOLIN
NODEMCU pada dasarnya adalah pengembangan dari ESP 8266 dengan firmware berbasis e-Lua. Pada NODEMCU dilengkapi dengan micro usb port yang berfungsi untuk pemrogaman maupun power supply. Selain itu juga pada NODEMCU di lengkapi dengan tombol push button yaitu tombol reset dan flash.
NODEMCU menggunakan bahasa pemrogamanan Lua yang merupakan package dari esp8266 (Gambar 2.1). Bahasa Lua memiliki logika dan susunan pemrogaman yang sama dengan c hanya berbeda syntax. Jika menggunakan bahasa Lua maka dapat menggunakan tool Lua loader maupun Lua uploder.
Gambar 2.1 ESP 8266 NODEMCU V3 LOLIN
Selain dengan bahasa Lua NODEMCU juga support dengan software Arduino IDE (Integrated Development Environment) dengan melakukan sedikit perubahan board manager pada Arduino IDE. Sebelum digunakan Board ini harus di Flash terlebih dahulu agar support terhadap tool yang akan digunakan. Jika menggunakan Arduino IDE menggunakan firmware yang cocok yaitu firmware keluaran dari AiThinker yang support AT Command. Untuk penggunaan tool loader Firmware yang di gunakan adalah firmware NODEMCU. Gambar 2.2 merupakan Skematik posisi Pin NODEMCU dan Tabel 2.1 merupakan spesifikasi dari NODEMCU V3 LOLIN.
Gambar 2.2 Skematik posisi Pin NODEMCU Dev Kit v3
Tabel 2.1 Spesifikasi NODEMCU V3 (NODEMCU datasheet)
2.2.2 Protokol Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
Hypertext Transfer Protokol (HTTP) adalah sebuah protokol jaringan lapisan aplikasi yang digunakan untuk sistem informasi terdistribusi, kolaboratif, dan menggunakan hipermedia (NODEMCU Datasheet). Protokol HTTP didefinisikan oleh Tim Berners-Lee dalam RFC (Request for Comments)1945 versi 1.0 dan digunakan sejak tahun 1990. Penyempurnaan protokol HTTP menjadi versi 1.1 yang dispesifikasikan oleh IETF (Internet Engineering Task Force ) dengan RFC (Request For Comments) 2616. HTTP bersifat request – response, yaitu HTTP client (user agen misalnya) mengirimkan permintaan (request) ke HTTP server dan server merespon sesuai request tersebut. User agen sebagai contoh adalah Mozilla, Netscape, Google Chrome, atau browser berbasis teks contohnya Lynx atau links dan sebagainya.
Pada protokol HTTP terdapat 3 jenis hubungan dengan perantara proxy, gateway, dan tunnel. Proxy bertindak sebagai agent penerus, menerima request dalam bentuk Uniform Resource Identifier (URI) absolut, mengubah format request dan mengirimkan request ke server yang ditunjukan oleh URI. 4 Gateway bertindak sebagai agen penerima dan menterjemahkan request ke protokol server yang dilayaninya. Tunnel bertindak sebagai titik Relay antara dua hubungan HTTP tanpa
mengubah request dan response HTTP. Tunnel digunakan jika komunikasi perlu sebuah perantara dan perantara tidak mengetahui isi pesan dalam hubungan tersebut.
Perbedaan mendasar antara HTTP/1.1 dengan HTTP/1.0 adalah penggunaan hubungan persistent. HTTP/1.0 membuka satu koneksi untuk tiap permintaan satu URI, sedangkan HTTP/1.1 dapat menggunakan sebuah koneksi TCP (Transmission Control Protocol) untuk beberapa permintaan URI (persistent) (header Conection : keepAlive), kecuali jika client menyatakan tidak hendak menggunakan hubungan persistent (header Conection : close). HTTP port TCP default adalah 80, namun itu bisa diganti dengan nomor TCP lain diantara 1023 – 65535.
2.2.3 Perangkat Lunak Arduino IDE
IDE merupakan kependekan dari Integrated Developtment Enviroenment.
IDE merupakan program yang digunakan untuk membuat program pada Esp 8266 NODEMCU. Program yang ditulis dengan menggunaan Software Arduino (IDE) disebut sebagai sketch. Sketch ditulis dalam suatu editor teks dan disimpan dalam file dengan ekstensi .ino.
Pada Software Arduino IDE, terdapat semacam message box berwarna hitam yang berfungsi menampilkan status, seperti pesan error, compile, dan upload program. Di bagian bawah paling kanan Gambar 2.3 Sotware Arduino IDE, menunjukan board yang terkonfigurasi beserta COM (commercial) Ports yang digunakan.
Verify/Compile, berfungsi untuk mengecek apakah sketch yang dibuat ada kekeliruan dari segi sintaks atau tidak. Jika tidak ada kesalahan, maka sintaks yang dibuat akan dikompile kedalam bahasa mesin.
Upload, berfungsi mengirimkan program yang sudah dikompilasi ke Arduino Board.
2.2.4 Aplikasi Blynk
Blynk adalah aplikasi untuk iOS dan OS Android untuk mengontrol Arduino,NodeMCU,Raspberry Pi dan sejenisnya melalui Internet. Aplikasi ini dapat digunakan untuk mengendalikan perangkat hardware,menampilkan data sensor, menyimpan data,visualisasi, dan lain-lain.
Aplikasi Blynk memiliki 3 komponen utama.yaitu Aplikasi, Server, dan Libraries. Blynk server berfungsi untuk menangani semua komunikasi diantara smartphone dan hardware. Widget yang tersedia pada Blynk diantaranya adalah Button, Value Display, History Graph, Twitter, dan Email.
Blynk tidak terikat dengan beberapa jenis microcontroller namun harus didukung hardware yang dipilih. NodeMCU dikontrol dengan Internet melalui WiFi,chip ESP8266, Blynk akan dibuat online dan siap untuk Internet of Things . Cara pembuatan user interface pada Blynk sebagai berikut :
a. Membuka aplikasi blynk, pertama membuat akun untuk mendapatkan auth token yang dikirim melalui email. Setelah itu membuat project dengan diberi nama “ Tugas Akhir” dan hardware yang digunakan , kemudian pilih create seperti pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Registrasi Proyek
b. Setelah auth token didapatkan, dapat memulai menambahkan widget untuk mendukung tampilan Tugas Akhir, seperti button. Seperti pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Witged Aplikasi Blynk
c. Setting button yang terdapat pada pin NodeMCU kemudian menempatkan komponen tersebut sesuai yang diinginkan seperti pada Gambar 2.5 (eprints.akakom.ac.id.pdf).
Gambar 2.5 Pengaturan Button
2.3 Sensor Suhu dan Kelembaban
Sensor DHT11 adalah salah satu sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resistif dan sebuah mikrokontroler 8 bit yang mengelola kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output
dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah) (Ajie, 2016).
Module sensor ini tergolong kedalam elemen resistif seperti perangkat pengukur suhu seperti contohnya yaitu NTC, Gambar 2.6 adalah bentuk fisik dari sensor suhu dan kelembaban DHT11.
Gambar 2.6 Sensor DHT11
Kelebihan dari modul sensor ini dibanding modul sensor lainnya yaitu dari segi kualitas pembacaan data sensing yang lebih responsif yang memliki kecepatan dalam hal sensing objek suhu dan kelembaban, dan data yang terbaca tidak mudah terinterferensi. Sensor DHT11 pada umumya memiliki fitur kalibrasi nilai pembacaan suhu dan kelembaban yang cukup akurat. Penyimpanan data kalibrasi tersebut terdapat pada memori program OTP (One True Pairing) yang disebut juga dengan nama koefisien kalibrasi. Sensor ini memiliki 4 kaki pin, dan terdapat juga sensor DHT11 dengan breakout PCB (Printed circuit board) yang terdapat hanya memilik 3 kaki pin, seperti Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Sensor DHT11
Spesifikasi sensor DHT11 : 1. Tegangan: 5 V
2. Rentang temperatur :0-50 ° C kesalahan ± 2 ° C 3. Kelembaban :20-90% RH ± 5% RH error 4. Interface: Digital
2.4 Lampu Pijar
Lampu Pijar 220 volt seperti pada Gambar 2.8 atau disebut juga Incandescent Lamp adalah jenis lampu listrik yang menghasilkan cahaya dengan cara memanaskan Kawat Filamen di dalam bola kaca yang diisi dengan gas tertentu seperti nitrogen, argon, kripton atau hidrogen. Kita dapat menemukan Lampu Pijar dalam berbagai pilihan Tegangan listrik yaitu Tegangan listrik yang berkisar dari 1,5V hingga 300V.
Lampu Pijar yang dapat bekerja pada Arus DC maupun Arus AC ini banyak digunakan di Lampu Penerang Jalan, Lampu Rumah dan Kantor, Lampu Mobil, Lampu Flash dan juga Lampu Dekorasi. Pada umumnya Lampu Pijar hanya dapat bertahan sekitar 1000 jam dan memerlukan Energi listrik yang lebih banyak dibandingkan dengan jenis-jenis lampu lainnya.
Saat bola lampu pijar di hidupkan, arus listrik akan mengalir dari Electrical contact menuju filamen dengan melewati kawat penghubung. Akibatnya akan terjadi pergerakan elektron bebas dari kutub negatif ke kutup positif. Elektron di sepanjang filamen ini secara konstan akan menabrak atom pada filamen. Energinya akan mengetarkan atom atau arus listrik memanaskan atom.
Ikatan elektron dalam atom-atom yang bergetar ini akan mendorong atom pada tingkatan tertinggi secara berkala. Saat energinya kembali ketingkat normal, elektron akan melepaskan energi ekstra dalam bentuk poton. Atom-atom yang dilepaskan ini dalam bentuk poton-poton sinar infrared yang tidak mungkin dilihat oleh mata manusia. Tetapi bila dipanaskan sampai temperatur 2.200 derajat Celcius, cahaya yang dipancarkan dapat kita lihat seperti halnya bola lampu pijar yang sering kita pakai sehari-hari (kelaselektro.blogspot.com-penjelasan-lampu-pijar-prinsip- kerja.html).
Gambar 2.8 Lampu Pijar
2.5 Kipas 12 Volt
Kipas Atau Fan DC 12 cm untuk pendingin peralatan elektronik ini terdiri dari berbagai ukuran. Ukuran paling kecil mulai 4″ hingga 15″ (Gambar 9). Kipas jenis ini umumnya mudah ditemukan dalam peralatan amplifier, komputer, regulator, serta peralatan listrik yang membutuhkan pendinginan dari luar untuk menjaga peralatan tetap dapat beroperasi pada kondisi optimal.
Pada peralatan elektronik, umumnya kipas ini berfungsi untuk membantu menjaga suhu komponen agar tetap terjaga pada suhu optimal. Umumnya komponen yang dipasang kipas memililki harga yang lebih mahal, sehingga sangat beresiko jika dibiarkan rusak. Pada peralatan komputer, kipas umumnya dipasang pada prosesor utama sebagai pendingin bagian tersebut. Demikian juga pada sebuah power supply biasanya dipasang pada IC utama atau pada trafo untuk menjaga suhu agar tidak melebihi suhu maksimum dari trafo. Dengan adanya berbagai pilihan ukuran kipas, maka tidak lagi perlu kuatir peralatan kepanasan. Carilah ukuran kipas yang sesuai dengan kebutuhan agar tidak membuang daya yang tidak semestinya.
Selain digunakan untuk peralatan elektronik, ternyata kipas ini juga banyak dipergunakan sebagai pendingin akuarium ataupun sebagai pendingin peralatan rumah tangga lainnya. Kipas ini terdiri dari kumparan kawat tembaga yang menghasilkan elektromagnetik untuk menggerakan kipas. Saat listrik DC dialirkan melalui kabel kipas, maka kipas akan langsung merubah arus listrik menjadi medan magnet yang dapat memutar kipas sesuai dengan arah aliran listrik. Motor DC lebih disukai karena mengkonsumsi listrik dalam jumlah yang lebih sedikit. Berbeda dengan motor AC, motor ini hanya memerlukan daya beberapa watt saja. Arus yang
dengan sempurna. Sehingga kipas jenis ini sangat ideal dipergunakan untuk jangka watktu yang lebih panjang tanpa membebani pembayaran rekening listrik.
Gambar 2.9 Kipas 12 Volt
2.6 LCD 16x2
Liquid Crystal Display atau yang lebih dikenal dengan sebuatn LCD merupakan sebuah komponen yang sering digunakan dalam aplikasi mikrokontroler. Arduino mendukung LCD keluarga Hitachi HD44780. Untuk aplikasi yang menggunakan LCD dibutuhkan pula sebuah potensiometer yang digunakan untuk mengatur tingkat kecerahan dari karakter yang akan ditampilkan di LCD. Pada sebuah LCD (Liquid Crystal Display) dapat ditampilkan angka-angka, huruf huruf, bahkan symbol tertentu (Gambar 2.10).
LCD mempunyai kegunaan yang lebih dibandingkan dengan seven-segment LED (Light Emitting Diode). Ada banyak variasi bentuk dan ukuran LCD yang tersedia jumlah baris 1-4 dengan jumlah karakter per baris 8, 16, 20, 40. Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik.
Gambar 2.10 LCD 16x2
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor.
Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul - molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. Fungsi Pin LCD (Liquid Cristal Display) 16x2 :
1. DB0 – DB7 adalah jalur data (data bus) yang berfungsi sebagai jalur komunikasi untuk mengirimkan dan menerima data atau instruksi dari mikrokontrooler ke modul LCD.
2. RS adalah pin yang berfungsi sebagai selektor register (register sellect) yaitu dengan memberikan logika low (0) sebagai register perintah dan logika high (1) sebagai register data.
3. R/W adalah pin yang berfungsi untuk menentukan mode baca atau tulis dari data yang terdapat pada DB0 – DB7. Yaitu dengan memberikan logika low (0) untuk fungsi read dan logika high (1) untuk mode write.
4. Enable (E), berfungsi sebagai Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data (Dr.Ir.Saludin Muis, M.Kom. 2013).
2.7 Power Supply
Power Supply adalah salah satu hardware di dalam perangkat komputer yang berperan untuk memberikan suplai daya. Biasanya komponen power supplay ini bisa ditemukan pada chasing komputer dan berbentuk persegi. Pada dasarnya Power Supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi energi yang menggerakkan perangkat elektronik. Sistem kerjanya cukup sederhana yakni dengan mengubah daya 120V ke dalam bentuk aliran dengan daya yang sesuai kebutuhan komponen-komponen tersebut. Sesuai dengan pengertian power supply pada komputer, maka fungsi utamanya adalah untuk mengubah arus AC menjadi arus DC yang kemudian diubah menjadi daya atau energi yang dibutuhkan komponen-
komponen pada komputer seperti motherboard, CD Room, Hardisk, dan komponen lainnya. Berdasarkan rancangannya, power supply dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu:
Power Supply/ Catu Daya Internal; yaitu power supply yang dibuat terintegrasi dengan motherboard atau papan rangkaian induk. Contohnya;
ampilifier, televisi, DVD Player; power supply-nya menyatu dengan motherboard di dalam chasing perangkat tersebut.
Power Supply/ Catu Daya Eksternal; yaitu power supply yang dibuat terpisah dari motherboard perangkat elektroniknya. Contohnya charger Laptop dan charger HP.
Mengacu pada pengertian power supply, perangkat keras ini berfungsi mengubah arus AC menjadi arus DC dan menyalurkannya ke berbagai komponen komputer di dalam chasing. Untuk membentuk tegangan maka dibutuhkan beberapa komponen, adapun komponen power supply adalah sebagai berikut:
1. Transformator
Ini merupakan komponen di dalam pada Power Supply yang digunakan untuk memindahkan tenaga listrik antar dua rangkaian listrik atau lebih melalui induksi elektromagnetik.
2. Dioda
Ini adalah gabungan dari dua kata elektroda, yaitu anoda dan katoda. Sifat dari dioda yaitu menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada aliran tegangan balik.
3. Kapasitor
Kapasitor berfungsi sebagai penyempurna penyerahan dari tegangan arus AC ke tegangan arus DC.
4. Resistor
Resistor adalah perangkat yang membantu Power Supply dalam menurunkan tegangan, membagi tegangan, dan membatasi arus listrik yang masuk, sehingga akan dapat mengontrol perangkat-perangkat keras yang ada pada motherboard.
5. IC regulator
IC Regulator berfungsi untuk mengatur tegangan pada rangkaian elektronika selalu tetap stabil.
6. LED
LED pada Power Supply adalah komponen sejenis diode semikonduktor yang memiliki keistimewaan.
Ketika pengguna menyalakan power pada komputer, maka power supply akan melakukan pemeriksaan dan tes sebelum menjalakan sistem komputer. Jika tes berjalan dengan baik maka power supply akan mengirim sinyal (power good) ke mainboard sebagai pertanda bahwa sistem komputer siap untuk beroperasi.
Selanjutnya, power supply atau catu daya akan membagi daya sesuai dengan kapasitas yang diperlukan masing-masing komponen komputer. Selain menyalurkan daya listrik ke komponen komputer, power supply juga menjaga stabilitas arus listrik pada berbagai komponen tersebut (www.maxmanroe.com-pengertian-power- supply.html).
BAB 3
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
3.1 Blok Diagram
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Pengaturan Suhu Ruangan
Fungsi masing-masing blok system :
1. Blok Power Supply :Sebagai penyedia sumber arus listrik ke sistem dan sensor.
2. Blok NODE MCU V3 : Sebagai pengontrol, penerima dan pengolah data dalam LOLIN sistem elektronika.
3. Blok Sensor DHT11 : Sebagai input sensor untuk mengukur suhu dan kelembapan
4. Blok Kipas : Sebagai pengatur suhu ruangan 5. Blok LCD : Sebagai output tampilan
6. Lampu pijar : Sebagai media untuk menaikkan suhu ruangan NODE MCU
V3 LOLIN Power Supply
Kipas Sensor DHT 11
LCD 16x2
Lampu Pijar
3.2 Flowchart Sistem
Flowchart adalah adalah suatu bagan dengan simbol-simbol tertentu yang menggambarkan urutan proses secara mendetail dan hubungan antara suatu proses (instruksi) dengan proses lainnya dalam suatu program. Dalam pembuatan sistem yang dilakukan menghasilkan flowchart sebagai berikut:
Gambar 3.2 Flowchart Sistem Pengaturan Suhu Ruangan START
Baca Kelembapan Dan Suhu
S > 33 Relay ON Fan On
SS ≤ 30 Relay OFF Fan Off
FINISH YA
ON
TIDAK ON
Nilai Kelembapan Dan Suhu Di Kirim Ke Server
Nilai Kelembapan Dan Suhu Tampil Di Android
3.3 Gambar Rangkaian
3.3.1 Gambar Rangkaian NODEMCU dan I2C LCD
Rangkaian NODEMCU dan I2C LCD seperti pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian NodeMCU dan LCD
3.3.2 Gambar Rangkaian NodeMCU dan Sensor DHT11
Rangkaian NODEMCU dan Sensor DHT11 seperti pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian NODEMCU dan Sensor DHT11
3.3.3 Gambar Rangkaian NODEMCU dan Relay
Rangkaian NODEMCU dan Relay seperti pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Rangkaian NODEMCU dan Relay
3.3.4 Gambar Rangkaian Keseluruhan Sistem
Rangkaian keseluruhan sistem seperti pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem
3.4 Pembuatan PCB
Dalam pembuatan pcb terlebih dahulu digambar skematik pada eagle kemudian mengubahnya menjadi board file. Lalu kemudian board file dicetak di kertas khusus. Lalu kemudian ditempelkan menggunakan setrika di pcb, sehingga gambar pada kertas tersebut tertempel di PCB. Sehingga kemudian direndam di larutan FeCl agar lintasan/jalur PCB terbentuk.
Gambar 3.7 Gambar Board PCB
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengukuran Suhu
Pengukuran dilakukan dengan metode langsung dengan membandingkan nilai pada alat standar dengan nilai alat yang telah dibuat. Cara pengukuran dengan mengukur suhu ruangan menggunakan thermometer sebagai alat ukur suhu standar dan alat yang dirancang dengan menggunakan sensor DHT 11. Tabel 4.1 merupakan data hasil pengukuran dan pengujian alat.
Tabel 4.1 Data dari hasil pengukuran dan pengujian alat
No Waktu
(menit) Termometer (0C)
Sensor DHT 11
(0C)
Keterangan
Kipas Lampu
1 2 31,2 30 Off On
2 4 32,2 31 Off On
3 6 33,2 32 Off On
4 8 34,1 32 Off On
5 10 34,9 33 On Off
6 12 33,8 32 On Off
7 14 33,2 32 On Off
8 16 32,6 32 On Off
9 18 31,0 30 Off On
Data dari Tabel 4.1 digambarkan dalam bentuk grafik seperti pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 Grafik waktu-vs-suhu hasil pembacaan termometer dan sensor DHT 11
4.2 Analisis dan Pembahasan
Tabel 4.1 merupakan simulasi untuk menguji standarisasi alat terhadap alat pembandingnya. Hasil pengukuran diperoleh persen deviasi sebagai berikut:
1.
= 3.8%
2.
= 3.7%
3.
34.9 °C
33.0 °C
27.0 °C 28.0 °C 29.0 °C 30.0 °C 31.0 °C 32.0 °C 33.0 °C 34.0 °C 35.0 °C 36.0 °C
02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00
Grafik Waktu vs Suhu
Termometer
Sensor DHT 11
T t
= 3.6%
4.
= 6.1%
5.
= 5.4%
6.
= 5.3%
7.
= 3.6%
8.
= 1.8%
9.
= 3.2%
4.3 Software keseluruhan sistem
#include <DHT.h>
#define DHTPIN 0
#define DHTTYPE DHT11
#define fan 12 // kabel kuning
#define lamp 14 // kabel putih
#define buzzer 13
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <SimpleTimer.h>
SimpleTimer timer;
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
#define BLYNK_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space
char auth[] = "7a897d5c3ece4ae781bac2121a8c771c";
/* WiFi credentials */
char ssid[] = "loyalitas";
char pass[] = "formalitas11";
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3, POSITIVE);
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
byte termometru[8] = //icon for termometer {
B00100, B01010, B01010, B01110, B01110, B11111, B11111, B01110 };
byte picatura[8] = //icon for water droplet {
B00100, B00100, B01010, B01010, B10001, B10001, B10001, B01110, };
void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(lamp, OUTPUT);
pinMode(buzzer, OUTPUT);
pinMode(fan, OUTPUT);
digitalWrite(fan,HIGH);
Blynk.begin(auth, ssid, pass);
timer.setInterval(1000L, getSendData);
Wire.begin();
// part code from http://tronixstuff.wordpress.com/
lcd.begin(16,2); // initialize the lcd for 16 chars 2 lines, turn on backlight lcd.backlight();
lcd.clear();
lcd.createChar(1,termometru);
lcd.createChar(2,picatura);
Wire.beginTransmission(0x68);
Wire.write(0x07); // move pointer to SQW address
Wire.write(0x10); // sends 0x10 (hex) 00010000 (binary) to control register - turns on square wave
Wire.endTransmission();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("HERU SILITONGA - 162408042");
for (int i=0; i<16; i++){
lcd.scrollDisplayLeft();
delay(500);}
lcd.clear();
}
void loop() {
timer.run(); // Initiates SimpleTimer Blynk.run();
delay(500);
int humidity = dht.readHumidity();
float celcius = dht.readTemperature();
Serial.print("Kelembaban: ");
Serial.print(humidity);
Serial.println(" %\t");
Serial.print("Suhu : ");
Serial.print(celcius);
Serial.println(" 'C ");
lcd.setBacklight(HIGH);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.write(1);
lcd.setCursor(1, 1);
lcd.print(celcius);
lcd.setCursor(6, 1);
lcd.print((char)223);
lcd.print("C");
delay(100);
lcd.setCursor(9, 1);
lcd.write(2);
lcd.setCursor(10, 1);
lcd.print(humidity);
lcd.print("% ");
delay(100);
if (celcius>=33){
{digitalWrite(fan,LOW);
delay(3000);
digitalWrite(lamp,HIGH);
delay(3000);}
digitalWrite(buzzer,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(buzzer,LOW);
Blynk.virtualWrite(6, 255);
Blynk.virtualWrite(5, 0);
Blynk.email("[email protected]", "TA HERU", "KIPAS HIDUP");
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("KIPAS HIDUP");
}
else if(celcius<=30){
digitalWrite(fan,HIGH);
digitalWrite(lamp,LOW);
digitalWrite(buzzer,LOW);
Blynk.virtualWrite(5, 255);
Blynk.virtualWrite(6, 0);
Blynk.email("[email protected]", "TA HERU", "KIPAS MATI");
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("KIPAS MATI");}
}
void getSendData() {
float celcius = dht.readTemperature();
Serial.println(celcius);
Blynk.virtualWrite(10, celcius);
int humidity = dht.readHumidity();
Serial.println(humidity);
Blynk.virtualWrite(9, humidity);
}
4.4 Sistem Pengontrol Suhu Ruangan
Pengujian akan menggabungkan semua sistem dan berjalan secara otomatis dengan program yang telah dimasukkan ke dalam NodeMCU. Gambar 4.2 merupakan sistem pengontrol suhu ruangan dengan NODEMCU V3 LOLIN dan DHT 11 Berbasis internet .
Gambar 4.2 Sistem Pengontrol Suhu Ruangan dengan NODEMCU V3 LOLIN dan DHT 11 Berbasis internet
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengujian dapat diambil kesimpulan bahwa system pengatur suhu ruangan secara otomatis berbasis mikrokontroller NODEMCU V3 LOLIN telah berhasil dirancang dan difabrikasi. Sistem pengontrolan suhu ruangan tersebut menggunakan sensor DHT11, yang didalamnya terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi- directional (kabel tunggal dua arah). NODEMCU V3 LOLIN digunakan sebagai pengontrol, penerima dan pengolah data pada sistem otomatis pengatur suhu dan ruangan. Secara keseluruhan kinerja alat yang dirancang sudah cukup baik, hal ini dapat dilihat dari hasil perhitungan rata rata persen deviasi yaitu 4.1 %.
5.2 Saran
Untuk pengembangan selanjutnya, sebaiknya digunakan sensor lain selain DHT11, yaitu DHT22 dan DHT21, karena maksimal pengukuran suhu atau range dari sensor DHT11 berkisar 0oC - 50oC.
DAFTAR PUSTAKA
Ajie. 2016.Pengaplikasian sensor DHT11 mengukur suhu dan kelembaban.
Yogyakarta.UGM.
Depnakertrans RI. 2002. Nomor:1405/Menkes/SK/XI/2002 “tentang pedomanan penyehatan udara dalam ruangan kerja Nilai Ambang Batas (NAB)”.
Depnakertrans RI. Jakarta Indonesia.
Handson.2008.NODEMCUDatasheet.https://katstores.com/sites/default/files/product datasheets/2018-08/NodeMcu%20LOLOIN%20V3%20Datasheet.pdf,
(Tanggal akses 24 Mei 2019).
Ihsanto. 2014. LCD16x2Datasheet.http://category.alldatasheet.com/index.
(Tanggal akses 24 Mei 2019).
Manuaba. 2019.”Laporan praktikum pengukuran suhu dan kelembabab”.
Yogyakarta: Teknosain.
Meyla yan sari. 2015.“LAPORAN SISTEM TERBENAM DHT11 DAN LCD Disusun oleh: PROGAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA”.
www.academia.edu (Tanggal akses Mei 2019).
Muis Saludin. 2013. Prinsip kerja LCD. Yogyakarta. Graha ilmu.
Santoso. 2007.”Pengaturan Suhu Ruangan Berbasis PID Menggunakan
Mikrokontroler AT89S51”. Jurnal ilmiah teknik elektro. Semarang; Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.
Sumardi. 2013.MIKROKONTROLER belajar AVR mulai dari nol”. Edisi pertama . Yogyakarta: Graha Ilmu.
Zhang, Jane. 2016. DHT11DataSheet.https://www.mouser.com/ds/2/758/DHT11- Technical-Data-Sheet-Translated-Version-1143054.pdf. (Tanggal akses 24 Mei 2019).
http://kelaselektro.blogspot.com/2016/11/penjelasan-lampu-pijar-prinsip-kerja.html (Tanggal akses 15 Juli 2019)
https://www.glodokharco.online/kipas-atau-fan-dc-12cm-untuk-pendingin/
(Tanggal akses 15 Julli 2019)
https://www.maxmanroe.com/vid/teknologi/komputer/pengertian-power-supply.html (Tanggal akses 17 Juli 2019)
