SISTEM MONITORING CUACA MENGGUNAKAN
ESP8266 BERBASIS WEB INTERNET OF THINGS
(IOT)
PROPOSAL TUGAS AKHIR
EKO WAHYU ABDUL RAKHMAN 5130711014
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS TEKNOLOGI YOGYAKARTA
YOGYAKARTA 2016
SISTEM MONITORING CUACA MENGGUNAKAN
ESP8266 BERBASIS WEB INTERNET OF THINGS
(IOT)
Disusun oleh:EKO WAHYU ABDUL RAKHMAN 5130711014
Nama Jabatan Tanda tangan Tanggal Satyo Nuryadi, M. Pembimbing
Eng.
NIK. 100205023
... ... Ikrima Alfi, M. Eng. Penguji
NIK. 120909013
... ... Ari Sugiarto, S. Si., M. Penguji
Eng.
NIK. 1300000256
... ... Proposal Tugas Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk
pendaftaran proses Tugas Akhir pada Program Studi Teknik Elektro Yogyakarta, ...
Ketua Program Studi Teknik Elektro
Satyo Nuryadi, M. Eng. NIK. 100205023
DAFTAR ISI
Halaman Sampul ... Halaman Pengesahan ... Daftar Isi ... 1. LATAR BELAKANG ... 2. RUMUSAN MASALAH ... 3. BATASAN MASALAH ... 4. TUJAN DAN MANFAAT PENELITIAN ... 4.1 Tujuan ... 4.2 Manfaat ... 5. TINJAUAN PUSTAKA ... 6. LANDASAN TEORI ... 6.1 ESP8266 ... 6.2 Sensor DHT11 ... 6.3 Sensor Hujan ... 6.4 Web Service ... 6.5 Web Server ... 6.6 Arduino IDE ... 7. METODE PENELITIAN ... 7.1 Perancangan Blok Diagram Sistem ... 7.2 Perancangan Diagram Alir (Flow Chart ... 8. JADWAL KEGIATAN ... 9. DAFTAR PUSTAKA ...
1
1. LATAR BELAKANG
Perkembangan teknologi terus berkembang dan semakin modern seperti sekarang ini hingga menuntut perlu adanya perubahan dari segala bidang, hal ini dapat dilihat dari banyaknya pengaplikasian teknologi yang berbasis sistem monitoring dalam bidang industri, pendidikan, maupun kehidupan sehari-hari. Pada suatu wilayah memiliki sebuah sistem pengamatan cuaca untuk mengetahui keadaan cuaca yang sedang terjadi pada wilayah tersebut, hingga memberikan informasi untuk masyarakat.
Seiring berkembangnya jaringan internet yang sudah menjangkau hingga ke pelosok pedesaan membuat pemanfaatannya menjadi semakin luas, tidak hanya sekedar untuk mengakses informasi melalui kanal-kanal berita online atau sosial media. Banyak juga yang memanfaatkan untuk memajukan usaha dengan membuka toko online. Sedangkan yang terbaru adalah sebuah konsep untuk memanfaatkan konektivitas internet yang selalu terhubung setiap saat yang dikenal dengan istilah IoT atau Internet of Things. Salah satu penerapannya adalah dalam membuat rancang bangun sistem pemantauan pada cuaca, sering kali masyarakat kurang begitu mengetahui keadaan cuaca pada wilayah disekitarnya maupun wilayah yang akan dituju. Pemantauan dilakukan untuk mengetahui keadaan cuaca pada suatu wilayah dan memberikan informasi kepada masyarakat. Pemantauan dilakukan dengan melakukan monitoring terhadap keadaan cuaca yang sedang terjadi. Teknologi yang digunakan adalah web service, web server dan pada perangkat kerasnya menggunakan mikrocontroller wifi esp8266, sensor hujan serta sensor suhu DHT11. Data hasil pembacaan sensor yang diterima oleh esp8266 dan dikirim ke server sehingga data yang diterima bisa langsung dibuka di halaman web yang telah dibuat.
Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian Tugas Akhir ini membuat sebuah sistem monitoring cuaca yang dapat diaplikasikan pada suatu wilayah. Untuk itu judul yang diambil untuk penelitian tugas akhir ini adalah “Sistem Monitoring Cuaca Menggunakan ESP8266 Berbasis Web Internet of Things (Iot)”. Dengan menggunakan ESP8266 pada monitoring cuaca maka data informasi dapat diakses melalui halaman web.
2
2. RUMUSAN MASALAH
Dari latar belakang di atas dan dalam perancangan tugas akhir ini dapat dirumuskan sebuah rumusan permasalahan, maka dari itu dapat ditentukan rumusan masalah diantaranya adalah:
1. Bagaimana merancang alat atau sistem yang dapat memantau keadaan cuaca melalui halaman web?
2. Bagaimana cara kerja sistem monitoring keadaan cuaca melalui halaman web?
3. BATASAN MASALAH
Berdasarkan rumusan masalah yang ada selanjutnya dapat ditentukan beberapa batasan-batasan masalah dalam penelitian ini sehingga dapat mencapai tujuan dengan baik dan efisien.
Adapun batasan masalah diantaranya:
1. Mikrokontroler yang digunakan dalam sistem ini adalah mikrokontroler ESP8266.
2. Sistem ini terdiri dari sensor pendeteksi hujan, sensor suhu DHT11, web service dan web server.
3. Data informasi yang ditampilkan melalui halaman web. 4. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
Pada penyusunan tugas akhir ini ada beberapa tujuan dan manfaat yang dapat diharapkan bagi penulis maupun pembaca.
4.1 Tujuan
1. Dibuat guna untuk memenuhi syarat kelulusan S1 program studi Teknik Elektro Universitas Teknologi Yogyakarta.
2. Dapat mengimplementasikan ilmu yang diperoleh dari dalam maupun luar perkuliahan.
3. Dapat membuat sistem informasi berbasis web IoT.
4. Dapat memahami sistem perancangan monitoring cuaca melalui halaman web.
5. Dapat membuat program yang mampu memantau keadaan/kondisi cuaca yang bekerja secara nyata.
6. Mengetahui sistem kerja ESP8266 yang terhubung dengan web service serta web server.
4.2 Manfaat
1. Menambah pengetahuan serta ilmu baru yang diterapkan pada sistem monitoring cuaca berbasis web IoT.
2. Meningkatkan sistem informasi cuaca kepada masyarakat melalui jaringan internet.
3. Memudahkan masyarakat dalam mengakses informasi cuaca yang sedang terjadi.
5. TINJAUAN PUSTAKA
Penelitian yang pernah dilakukan oleh Fadlur mengenai implementasi IoT dalam rancang bangun sistem monitoring panel surya berbasis arduino. Penelitian ini membahas tentang cara membuat sistem monitoring untuk panel surya dengan menggunakan mikrokontrol arduino dan modul ESP8266 sebagai penghubung ke jaringan internet melalui wifi. Dalam monitoring dilakukan dengan melakukan memantau tegangan keluaran dari baterai dan panel surya sehingga apabila terjadi keanehan terhadap tegangan keluaran dari baterai maupun panel surya bisa segera dilakukan pengecekan.
Adapun penelitian lain yang dilakukan oleh Aulia mengenai sistem pendeteksi dan monitoring kebocoran gas (liquefied petrolum gas) berbasis internet of things. Penelitian ini membahas tentang pendeteksi dan monitoring kebocoran gas dimana mikrokontrol ESP8266 ini sebagai pendeteksi kebocoran gas dan me-monitoring melalui jaringan internet sehingga dapat mengantisipasi kebocoran gas guna untuk menghindari terjadinya ledakan maupun kebakaran pada gedung atau perumahan.
Sementara itu, penelitian yang akan saya lakukan yakni membuat rancang bangun sistem monitoring cuaca berbasis internet of things (IoT). Yang membedakan dengan penelitian dari Fadlur adalah implementasi IoT dalam rancang bangun sistem monitoring panel surya dengan mikrokontrol arduino.
Penelitian tersebut di implementasikan pada panel surya guna memantau tegangan keluaran dari. Sedangkan perbedaan dengan penelitian yang dilakukan Aulia adalah sistem pendeteksi dan monitoring kebocoran gas. Disini menggunakan ESP8266 sebagai mikrokontrol pendeteksi kebocoran gas dan dapat me-monitoring kebocoran gas melalui jaraingan internet.
6. LANDASAN TEORI 6.1 ESP8266
ESP8266 adalah sebuah komponen chip terintegrasi yang didesain untuk keperluan dunia masa kini yang serba tersambung. Chip ini menawarkan solusi networking Wi-Fi yang lengkap dan menyatu, yang dapat digunakan sebagai penyedia aplikasi atau untuk memisahkan semua fungsi networking Wi-Fi ke pemproses aplikasi lainnya. ESP8266 memiliki kemampuan on-board prosesing dan storage yang memungkinkan chip tersebut untuk diintegrasikan dengan sensor-sensor atau dengan aplikasi alat tertentu melalui pin input output hanya dengan pemrograman singkat.
Gambar 1. ESP8266 ESP-12E Wifi Development Board (Internet: banggood.com, 2016)
Adapun beberapa fitus yang terdapat pada ESP8266-12E ini, yakni:
Built-in USB to Serial UART Adapter (Silicon Labs CP2102)
2 dioda yang melinduli daya input (Satu kabel USB, bisa
digunakan baterai)
3.3V tegangan 500mA dengan regulator LM1117
Penggunaan kontrol memiliki lampu indikator merah
Tombol reset
6.2 Sensor DHT11
DHT11 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelembaban udara di sekitarnya. Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik serta fitur kalibrasi yang sangat akurat. Koefisien kalibrasi yang tersimpan dalam program memory, sehingga ketika internal sensor mendeteksi sesuatu, maka module ini menyertakan koefisien tersebut dalam kalkulasinya. DHT11 termasuk sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat, dan kemampuan anti-interference. Ukurannya yang kecil, dan dengan transmisi sinyal hingga 20 meter.
Gambar 2. Sensor DHT11 (Internet: aliexpress.com, 2016)
Adapun beberapa spesifikasi mengenai sensor DHT11, yakni:
Resolusi pengukuran: 16 bit
Repeatabillity: ± 0,2º C
Range: ± 25º C
Tegangan yang dibutuhkan: 3,5 – 5,5 VDC
Komsumsi arus yg dibutuhkan: terukur 0,3mA
6.3 Sensor Hujan
Dalam penggunaannya sensor hujan ini digunakan untuk mendeteksi keadaan cuaca hujan atau cerah ketika adanya tetesan air yang menyentuh sensor dan sensor akan mengirimkan data bahwa adanya air. Sensor ini juga dapat
digunakan untuk pompa air otomatis, dimana ketika tandon air terisi penuh dan air menyentuh sensor ini maka pompa air akan otomatis.
Gambar 3. Sensor Hujan (Internet: tokopedia.com, 2016) 6.4 Web Service
Web service adalah aplikasi sekumpulan data (database), perangkat lunak yang dapat diakses secara remote oleh berbagai piranti dengan sebuah perantara tertentu. Secara umum, web service dapat diidentifikasikan dengan menggunakan Unifrom Resource Locator (URL) seperti hanya web pada umumnya. Namun yang membedakan web service dengan web pada umumnya adalah interaksi yang diberikan oleh web service. Berbeda dengan URL web pada umumnya, URL web service hanya menggandung kumpulan informasi, perintah, konfigurasi atau sintaks yang berguna membangun sebuah fungsi-fungsi tertentu dari aplikasi. Web service dapat diartikan juga sebuah metode pertukaran data, tanpa memperhatikan dimana sebuah database ditanamkan, dibuat dalam sebuah bahasa, sebuah aplikasi yang mengkonsumsi data, dan pada sebuah platform data yang dikonsumsi. Sehingga web service mampu menjadi sebuah jembatan penghubung dari berbagai sistem yang ada.
6.5 Web Server
Web Server adalah sebuah layanan internet yang telah disediakan oleh komputer. Dalam memasukkan web yang telah dirancang dalam internet, maka terlebih dahulu memiliki ruangan dalam internet dan ruangan inilah disediakan
7
leh server. Web server juga merupakan sebuah perangkat komputer yang digunakan untuk mengakses segala jenis file yang terdapat pada halaman web melalui HTTP/HTTPS dengan menggunakan aplikasi atau program tertentu (dikenal dengan nama web browser) dan mengirimkan kembali hasil permintaannya dalam bentuk halaman – halaman web yang berbentuk dokumen HTML.
6.6 Arduino IDE
Arduino IDE merupakan sebuah perangkat lunak yang bersifat open source. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan pada sistem operasi Windows, Linux, dan Mac OS X. Arduino IDE ditulis menggunakan bahasa pemrograman Java dan berdasarkan pada pemrosesan, AVR-GCC, dan perangkat open source lainnya.
Gambar 4. Tampilan Aplikasi Arduino IDE (Komputer Laptop: LENOVO G41, 2016) 7. METODE PENELITIAN
Dalam melakukan penelitian ini, penulis menggunakan beberapa tahapan untuk menyelesaikan penelitan, yaitu:
1. Studi Literatur
Mempelajari prinsip kerja dari penggunaan ESP8266-12E, Sensor DHT11, Sensor Hujan, Web Service dan Web Server. Pada tahap ini
peneliti akan mempelajari komponen dari datasheet. Selain itu mempelajari bahasa pemrograman web untuk menghubungkan data yang diperoleh ke jaringan internet.
2. Perancangan dan pembuatan alat
a. Melakukan serangkaian kegiatan meliputi pembuatan, pengukuran, dan pengujian, yang meliputi tiap-tiap komponen, rangkaian serta sistem secara keseluruhan. Hal ini dilakukan agar kualitas komponen dan rangkaian serta kinerja sistem dapat dipertanggung jawabkan hasilnya.
b. Mencoba dan merencanakan setiap bagian sistem yang sesuai untuk mendukung jalannya sistem.
c. Pengujian sistem
d. Pada bagian pengujian, yang dapat dilakukan adalah menguji setiap bagian hardware, antara lain pengujian sensor hujan, sensor DHT11, serta hasil yang dapat ditampilkan melalui halaman web.
7.1 Perancangan Blok Diagram Sistem
Gambar 4. Diagram Blok Sistem (Komputer Laptop: LENOVO G41, 2016)
7.2 Perancangan Diagram Alir (Flow Chart)
Gambar 5. Diagram Alir Sistem (Komputer Laptop: LENOVO G41, 2016) 8. JADWAL KEGIATAN
Pelaksanaan tugas akhir ini akan dilakukan selama satu semester, dengan kegiatan sebagai berikut:
No Kegiatan Bulan
1 2 3 4 5 6
1 Pembelian dan pembuatan alat
2 Pengumpulan data
3 Perancangan sistem
4 Melakukan pengujian sistem yang telah
dibuat
5 Memberikan kesimpulan dari penelitian
9. DAFTAR PUSTAKA
Acrobotic. 2015. Esp8266 Esp-12e Development Board (With Onboard Usb-To-Serial). h tt ps :// acr obo ti c . c o m/ acr- 00018 / . Diakses 12 Desember 2016, Jam 10.12 WIB.
Andi Prasetyo, Muhamad 2012. Monitoring Suhu Melalui Internet Dengan ESP8266. h tt p :// www.bo ar du i no.w e b. i d / 2015 / 08 /m on it o r i n g - suhu - m e l a l u i - i n t er n e t - d e n g a n.h tml . Diakses 12 Desember 2016, Jam 10.12 WIB.
Fauzi, Ahmad. 2009. Rancang Bangun Pemantauan Cuaca Bergerak Berbasis Google Earth dan Google Maps. Skripsi, Depok: Program Studi Teknik Elektro, Universitas Indonesia.
Faqih Rifa’i, Aulia. 2016. Sistem Pendeteksi dan Monitoring Kebocoran Gas (Liquefied Petrolum Gas) Berbasis Internet of Things. Jurnal, Yogyakarta: Jurusan Teknik Informatika, Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta.
Nugraha Permana, Asep. 2016. Pendeteksi Debit Bensin Berbasis Internet of Things Dengan Menggunakan Esp8266 pada SPBU Pertamina. h tt p :// w i du r i . ra h ar j a . i n f o /i nd e x .php / S I 123347272 7 # c it e _ re f - d ar m a w a n_1 - 0 . Diakses 12 Desember 2016, Jam 10.20 WIB.
Rohman, Fadlur. 2016. Implementasi IoT dalam Rancang Bangun Sistem Monitoring Panel Surya Berbasis Arduino. Jurnal, Kudus: Jurusan Teknik Elektro, Universitas Muria Kudus.
