TANAH DAN UDARA BERBASIS INTERNET OF THINGS (IOT) DENGAN WEMOS D1 MINI
SKRIPSI
NURUL ANGGRAINI 180821001
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
DENGAN WEMOS D1 MINI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
NURUL ANGGRAINI 180821001
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
Judul : Rancang Bangu Sistem Monitoring Kelembaban Tanah dan Udara Berbasis Internet Of Things (IOT) Dengan Wemos D1 Mini
Kategori : Skripsi
Nama : Nurul Anggraini
NIM : 180821001
Program Studi : Fisika S1 (Ekstensi) Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Januari 2021 Ketua Departemen Fisiska
FMIPA USU Pembimbing
Dr. Perdinan Sinuhaji, MS Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc NIP. 195903101987031002 NIP. 195609181985031002
ii
RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING KELEMBABAN TANAH DAN UDARA BERBASIS INTERNET OF THINGS (IOT) DENGAN WEMOS D1 MINI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2021
Nurul Anggraini 180821001
ABSTRAK
Teknologi Internet of Things ini pada dasarnya dibuat dan dikembangkan oleh manusia untuk mempermudah setiap pekerjaan dan urusan dalam berbagai aspek bidang kehidupan. Salah satunya dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari yaitu dapat mengontrol kelembaban tanah dan udara dengan menggunakan komunikasi internet melalui smartphone android. Untuk membuat alat Prototype Perancangan Bangun Sistem Monitoring tersebut dibutuhkan sebuah perangkat Wemos D1 Mini sebagai alat perantara untuk menghubungkan alat ke jaringan internet sehingga alat bisa terkoneksi ke smartphone android. Wemos D1 Mini membaca data dari server yang terhubung dengan akses point internet. Data yang dibaca merupakan perintah untuk memonitoring atau membaca kelembaban tanah dan udara melalui aplikasi yang digunakan melalui smartphone Android. Waktu respon dari perintah aplikasi Blynk untuk memonitoring dan membaca kelembaban tanah dan udara yaitu antara 1 detik sampai dengan 10 detik.
Hal ini dipengaruhi oleh jaringan internet yang digunakan.
Kata kunci : Wemos D1 Mini ,Internet Of Things, Blynk .
iv ABSTRACT
Thistechnology Internet of Things is basically created and developed by humans to make it easier for every job and business in various aspects of life. One of them can be applied in everyday life, namely being able to control soil and air humidity by using internet communication via an android smartphone. To make a Monitoring System Prototype Design tool, adevice is needed Wemos D1 Mini as an intermediary tool to connect the device to the internet network so that the device can be connected to ansmartphone Android. Wemos D1 Mini reads data from a server connected to an internet access point. Read data is an order for monitoring or reading soil and air humidity through applications used via an Android smartphone. The response time of the Blynk application command for monitoring and reading soil and air humidity is between 1 second to 10 seconds. This is influenced by the internet network used.
Keywords : Wemos D1 Mini, Internet Of Things, Blynk.
Alhamdulillah segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat meyelesaikan laporan hasil skripsi ini tepat waktu yang sesuai dengan intruksi dan peraturan yang berlaku di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada Nabi Muhammad SAW, semoga mendapat safa’at diakhir kelak.
Dalam penyusunan dan penulisan laporan skripsi ini, penulis banyak mendapt bantuan, dukungan, dan bimbingan dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terimakasih kepada : 1. Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc selaku dosen
pembimbing yang telah bekerja keras membimbing saya.
2. Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS selaku Ketua Program Studi S-1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Drs. Awan Maghfirah, S.Si, M.Si selaku Sekertaris Program Studi S-1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh tenaga pengajar, pegawai dan rekan-rekan kuliah program studi S-1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak, Almh Mama tersayang dan juga keluarga yang selama ini selalu memberikan dukungan, mendo’akan dan kasih sayang kepada penulis.
Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis.
Medan, Januari 2021 Hormat saya
NURUL ANGGRAINI
vi DAFTAR ISI ABSTRAK
ABSTRACK PENGHARGAAN DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan Penulisan 3
1.5 Manfaat Penulisan 3
1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Internet Of Things 5
2.2 Wifi 6
2.3 Wemos 7
2.3.1 Wemos D1 Mini 7
2.3.2 Microcontroller Chipset pada Microcontroller Wemos 8
2.4 Blynk 9
2.5 Sensor 10
2.5.1 Sensor Kelembaban Tanah 11
2.5.1.1 Sensor Kelembaban Tanah Yl-69 12 2.5.2 Sensor Kelembaban Udara/Humadity (DHT11) 13
2.6 Komponen-Komponen Pendukung 15
2.6.1 Resistor 15
2.6.2 Relay 16
2.6.3 IC LM393 17
2.6.4 Blower (Kipas) 12V 17
2.6.5 Tombol On-Off 17
2.6.6 Kabel 18
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem 19
3.1.1 Fungsi Diagram Blok 19
3.2 Pengukuran Kelembaban Tanah 20
3.3 Pengukuran Kelembaban Udara 20
3.4 Rangkaian Mikrokontroller Wemos D1 Mini 19
3.4.1 Wemos D1 Mini 19
3.5 Rancangan Power Supply 21
3.6 Rangkaian Driver Relay 22
3.7 Rangkaian IC LM393 22
3.8 Rangkaian Bolwer Kipas 12V 23
3.9 Rangkaian DHT11 23
3.10 Rangkaian YL-69 24
3.11 Rangkaian Keseluruhan Alat 24
3.12 Diagram Alir Program 25
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Mekanik Alat 26
4.2 Kebutuhan Spesifikasi Minimum Hardware dan Software 27
4.2.1 Rangkaian Wemos D1 Mini 27
4.2.2 Rangkaian Relay 27
4.2.3 Rangkaian Sensor DHT11 28
4.2.4 Rangkaian Sensor Yl-69 28
4.2.5 Rangkaian Tombol On-Off 29
4.2.6 Rangkaian Keseluruhan 29
4.3 Pemanggilan Program Wemos D1 Mini 30
4.4 Pemanggilan Program Blynk 31
4.5 Pengujian Sensor 32
4.5.1 Pengujian Sensor DHT11 32
4.3.2 Pengujian Sensor Yl-69 33
viii
4.6 Tampilan Pada Blynk 34
4.7 Program Keseluruhan Alat 38
4.8 Hasil Pengujian Alat Secara Otomatis 39
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 40
5.2 Saran 40
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel Judul Halaman
2.1 Spesifikasi Wemos D1 Mini 7 2.2 Karakteristik Sensor Kelembaban Udara/humadity 14 4.1 Suhu dan Kelembaban Sensor DHT11 dan YL69 39
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar Judul Halaman
2.1 Board Wemos D1 Mini 7
2.2 Logo Aplikasi Blynk 9
2.3 Lineritas 10
2.4 Temperature Berubah Secata Kontinyu 11
2.5 Sensor Kelembaban Tanah YL-69 13
2.6 Sensor Kelembaban Udara/Humidity (DHT11) 13
2.7 Resistor 16
2.8 Relay 16
2.9 IC LM393 17
2.10 Blower Kipas 12V 17
2.11 Tombol On-Off 18
3.1 Diagram Blok Sistem 19
3.2 Skematik Rangakaian ESP8266 Wemos D1 Mini 20
3.3 Rangkaian PSA 21
3.4 Rangkaian Relay 22
3.5 Rangkaian IC LM393 22
3.6 Rangkaian Blower Kipas 12V 23
3.7 Rangkaian Sensor DHT11 23
3.8 Rangkaian Sensor YL-69 24
3.9 Rangkaian Keseluruhan Alat 24
3.10 Diagram Alir Program 25
4.1 Prototype Alat 26
4.2 Prototype Wemos D1 Mini 27
4.3 Prototype Relay 27
4.4 Prototype Sensor DHT11 28
4.5 Prototype Sensor YL-69 28
4.6 Prototype Tombol On-Off 29
4.7 Prototype Seluruh Rangkaian 29
4.8 Langkah Menampilkan Program Wemos D1 Mini 30
4.9 Langkah Mengaktifkan Wemos D1 Mini 30 4.10 Langkah Memanggil Program Blynk 31 4.11 Nomor Token Untuk Pengaplikasikan Blynk 31
4.12 Hasil Compile Sensor DHT11 32
4.13 Serial Monitor DHT11 33
4.14 Register Untuk Membuat Akun Baru 34 4.15 Memilih Koneksi Yang Diinginkan 35
4.16 Pengiriman Kode Token Keemail 35
4.17 Blok Perintah Yang Ingin Digunakan 36
4.18 Percobaan Pada Aplikasi Blynk 36
4.19 Menyesuaikan Konfigurasi Pada Blynk 37
4.20 Aplikasi Blynk Siap Digunakan 37
4.21 Tampilan Hasil Sensor Pada Blynk 38
4.22 Program Keseluruhan Alat 38
4.23 Serial Monitor Program 38
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sebagai negara yang mempunyai sumber daya alam dan luas wilayah yang cukup besar, bidang pertanian memiliki potensi yang sangat besar sebagai pendapatan negara. Selain itu, sektor pertanian merupakan salah satu sektor paling penting yang meningkatkan pertumbuhan ekonomi masyarakat Indonesia. Salah satu faktor yang paling penting pada bidang pertanian adalah kualitas lahan pertanian.
Semakin bagus lahan pertanian maka hasil pertanian juga akan semakin meningkat.
Faktor paling penting yang mempengaruhi kualitas lahan pertanian yaitu kelembaban tanah, Kelembaban udara merupakan kondisi lingkungan yang dapat berpengaruh besar terhadap pertumbuhan tanaman. kehidupan unsur - unsur biologi yang ada terkandung dalam tanah diantaranya inang, patogen, dan juga mikroorganisme lain yang bermacam - macam, sangat dipengaruhi oleh faktor kelembaban tanah. Apabila kelembaban tanah terlalu tinggi, maka peningkatan aktivitas zoospoora yang disebabkan oleh Phytium sp dapat menggangu kesehatan tanaman. Permasalahan tersebut dapat terselesaikan dengan adanya sistem monitoring yang berbasis Internet of Things (IoT) yang dapat memudahkan untuk mengukur dan memantau kondisi tanah dan tanaman. Semakin berkembangnya kemajuan bidang teknologi sekarang ini, hal tersebut dapat dilakukan dengan membuat suatu sistem atau alat yang berbasis Internet of Things (IoT) yang dapat memonitoring secara real time kondisi lahan pertanian dengan memanfaatkan sensor kelembaban tanah dan kelembaban udara.
Dari penjelasan di atas penulis perlu merancang sebuah alat monitoring kelembaban tanah dan kelembaban udara agar dapat memudahkan para petani untuk memantau kualitas lahan pertanian mereka. Dengan kemajuan dan perkembangan teknologi sekarang ini penulis dapat menemukan suatu sistem yang berbasis Intenet of Things (IoT) yang berguna untuk mempermudah dan mengoptimalkan aktivitas petani sehari-hari. Alat ini dapat memonitoring kelembaban tanah dan kelambaban udara pada lahan pertanian untuk mengetahui kualitas tanah yang dibutuhkan oleh petani saat mengolah lahan mereka. Maka dari itu petani dapat menentukan tindakan
untuk meningkatkan kualitas dan juga kuantitas hasil pertanian dan juga untuk meminimalisir kemungkinan kerusakan pada hasil pertanian yang disebabkan oleh lahan pertanian kurang bagus karena tidak dilakukan monitoring secara terus menerus untuk mengetahui kualitas tanah. Penggunaan alat tersebut dapat dilakukan secara real time dan dapat di atur waktu monitoring melalui mikrokontroler. Maka dari itu petani dapat memonitoring secara langsung dan terjadwal bagaimana kondisi lahan pertanian mereka.
Sistem ini dirancang dengan menggunakan WeMos D1 Mini merupakan sebuah sistem pengiriman yang dapat menunjang perancangan IoT. WeMos D1 mini merupakan module development board yang berbasis WiFi, yang selanjutnya dapat mengirimkan data melalui smartphone. Jadi rancangan dari penggunaan sistem ini dapat diaplikasikan kepada petani agar mereka dapat memonitor lahan pertanian mereka secara langsung meskipun memiliki kesibukan lain. Hal inilah yang menjadi latar belakang dilakukannya penelitian “Rancang Bangun Sistem Monitoring Kelembaban Tanah dan Udara Berbasis Internet of Things (IoT) dengan WeMos D1 Mini”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah sebelumnya, maka penulis merumuskan beberapa hal yang menjadi masalah dalam penelitian ini. Diantaranya:
1. Bagaimana menentukan kadar kelembaban tanah yang baik untuk tanaman?
2. Bagaimana cara membuat rancang bangun sistem monitoring kelembaban tanah dan udara berbasis Interrnet of Things (IoT) dengan WeMos D1 Mini?
3. Bagaimana hasil ketelitian dan ketetapan yang diperoleh dari rancang bangun sistem monitoring kelembaban tanah dan udara berbasis Interrnet of Things (IoT) dengan WeMos D1 Mini?
1.3 Batasan Masalah
Untuk memfokuskan penelitian ini, maka disusunlah batasan masalah yang akan diteliti yaitu sebagai berikut:
1. Melakukan penelitian pada beberapa jenis tanaman agar mengetahui kadar kelembaban yang baik pada tanaman.
2. Prototype yang ini menggunakan WeMos D1 Mini, Sensor Kelembaban Tanah, Sensor Kelembaban Udara, Internet of Things (IoT) , Power Supply.
1.4 Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang masalah diatas maka rumusan masalah penelitian ini adalah:
1. Untuk membuat rancang bangun sistem monitoring kelembaban tanah dan udara berbasis Internet of Things (IoT) dengan WeMos D1 mini
2. Untuk mengetahui cara kerja dari rancang bangun sistem monitoring kelembaban tanah dan udara berbasis Internet of Things (IoT) dengan WeMos D1 mini
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitiaan ini memiliki manfaat yakni:
1. Manfaat Teoritis.
Dapat digunakan sebagai referensi yang berguna di dunia akademik khususnya pada para meneliti yang dating dalam hal perkembangan dan penerapan teknologi
2. Manfaat Peraktis.
Dapat mengetahui kelembaban tanah dan udara sebagai referensi perancang dan pembuatan alat kelembaban tanah dan udara berbasis Internet of Things (IoT) dengan WeMos D1 mini dan membantu mempermudah pengechekan kadar kelembaban dengan mudah dan praktis.
1.6 Sistematika Penulisan.
Untuk mempermudah menyusunan proposal penelitian maka dalam hal ini penulis membagi dalam beberapa bab, serta memberi gambaran secara garis besar isi dari tiap-tiap bab.
BAB 1: PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2: TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini merupakan ladasan teori yang membahas tentang teori-teori yang mendukung dalam penyelesaian masalah.
BAB 3: METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi perancangan system yang menjadi pokok bahasan dalam penelitian ini.
BAB 4: HASIL DAN ANALISA
Bab ini meliputi hasil penelitian dan pembahasan BAB 5: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan tentang hasil rancang yang telah dibuat dan saran dalam pengembangan rancangan tersebut.
BAB 2 DASAR TEORI
2.1 Internet of Things (IoT)
IoT (bahasa Inggris: Internet of Things, atau dikenal juga dengan singkatan IoT) merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terus-menerus. Adapun kemampuan seperti berbagi data, remote control, dan sebagainya. Contohnya bahan pangan, elektronik, koleksi, peralatan apa saja, termasuk benda hidup yang semuanya tersambung ke jaringan lokal dan global melalui sensor yang tertanam dan selalu aktif. IoT telah berkembang dari konvergensi teknologi nirkabel, micro- electromechanical systems (MEMS), dan Internet.
Pada dasarnya, IoT mengacu pada benda yang dapat diidentifikasikan secara unik sebagai representasi virtual dalam struktur berbasis Internet. Istilah Internet of Thing awalnya disarankan oleh Kevin Ashton pada tahun 1999 dan mulai terkenal melalui Auto-ID Center di MIT. Pada bulan Juni 2009 Ashton berkomentar:
"Hari ini komputer dan manusia, hampir sepenuhnya tergantung pada Internet untuk segala informasi yang semua terdiri dari sekitar 50 petabyte (satu petabyte adalah 1.024 terabyte) data yang tersedia pada Internet dan pertama kali digagaskandan diciptakan oleh manusia. Dari mulai mengetik, menekan tombol rekam, mengambil gambar digital atau memindai kode bar.
Diagram konvensional dari Internet meninggalkan router menjadi bagian terpenting dari semuanya. Masalahnya adalah orang memiliki waktu, perhatian dan akurasi terbatas. Mereka semua berarti tidak sangat baik dalam menangkap berbagai data tentang hal di dunia nyata. Dan itu adalah masalah besar.
Dari segi fisik dan begitu juga lingkungan kita. Gagasan dan informasi begitu penting, tetapi banyak lagi hal yang penting. Namun teknologi informasi saat ini sangat tergantung pada data yang berasal dari orang-orang sehingga komputer kita tahu lebih banyak tentang semua ide dari hal-hal tersebut.
Jika kita memiliki komputer yang begitu banyak tahu tentang semua hal itu.
Menggunakan data yang berkumpul tanpa perlu bantuan dari kita. Kita dapat melacak dan menghitung segala sesuatu dan sangat mengurangi pemborosan, kerugian, dan biaya. Kita akan mengetahui kapan hal itu diperlukan untuk
mengganti, memperbaiki atau mengingat, dan apakah mereka menjadi terbarui atau melewati yang terbaik disini sertanya!.
Internet of Things memiliki potensi untuk mengubah dunia seperti pernah dilakukan oleh Internet, bahkan mungkin lebih baik.
Penelitian pada Internet of Things masih dalam tahap perkembangan. Oleh karena itu, tidak ada definisi standar dari Internet of Things.Terdapat juga berbagai definisi yang dirumuskan oleh peneliti yang berbeda serta tercantum dalam survei.”
2.2 Wifi
Istilah Wi-fi, dipakai sebagai Bahasa komersial dimulai pada tahun 1999 tepatnya bulan Agustus, dicetuskan oleh sebuah firma konsultasi merek bernama Interbrand Corporation. Adapun pengertian Wi-Fi menurut para ahli adalah sebagai berikut :
• Jubile Interprise: 2012; 27
Wifi merupakan salah satu varian teknologi komunikasi dan informasi yang bekerja pada jaringan dan perangkat Wireless Local Area Network (WLAN).
• Onno W. Purbo: 2006; 233
Wifi merupakan media radio yang sifatnya sharing atau digunakan bersama.
• Yuhefizar: 2008; 77
Wifi adalah singkatan dari Wireles Fidelty, yaitu seperangkat standar yang digunakan untuk komunikasi jaringan local tanpa kabel (Wireless local Area Network- WLAN).
• Doni Kurniawan: 2008;15
Wifi adalah teknologi lama dan sebenarnya sudah disertakan di beberapa notebook Pentium 3. Namun di notebook Pentium 4 dan generasi diatasnya teknologi tersebut sudah wajib hukumannya.
Untuk menunjang berjalannya system monitoring kelmebaban tanah dan kelembaban udara menggunakan internet of things maka diperlukan modul wifi untuk membantu transmisi data secara wirless. Pada sistem ini digunakan modul wifi keluaran Arduino yaitu Wemos D1 mini
2.3 Wemos
Wemos adalah sebuah microcontroller yang dikembangkan berbasis ESP8266. Microcontroller Wemos dibuat sebagai solusi dari mahalnya sebuah sistem Wireless berbasis microcontroller lainya. Dengan menggunakan microcontroller Wemos biaya yang dikerluarkan untuk membangun sistem microcontroller berbasis WiFi sangat mudah dan murah, biaya yang dikeluarkan apabila membangun sistem WiFi dengan menggunakna microcontroller Arduino Uno dan WiFi shiled. Wemos memiliki 2 versi yaitu Wemos D1 Mini dan Wemos D1 bentuk fisik dari Wemos sendiri dapat di lihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Board Wemos D1 Mini sebelah kiri dan Wemos D1 sebelah kanan
2.3.1 Wemos D1 Mini
Wemos D1 mini merupakan sebuah perangkat modul wifi berbasis mikrokontroller ESP-8266 , wemos d1 mini memiliki fungsi yang tidak jauh berbeda dengan arduino yang fungsinya sebagai alat pengedali mikro yang bersifat open source, perangkat ini dapat dipakai dalam pengembangan proyek internet of things.
Berikut adalah spesifikasi dari Wemos D1 Mini
Tabel 2.1 Spesifikasi Wemos D1 Mini Microcontroller ESP8266EX
Operting Voltage 3.3V Digital I/O Pins 11
Analog Input Pins 1 (Max input 3.2V) Clock Speed 80 MHz/ 160 MHz
Flash 4M bytes
Length 34,2 mm
Width 25.6 mm
Weignt 10g
Dari tabel 2.1 dapat dilihat spesifikasi Wemos D1 Mini dan Wemos dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan satu daya external. External (non – USB) daya dapat berasal dari adaptor DC atau baterai. Adaptor ini ditancapkan pada pin 5V pada Wemos D1 Mini.
Board dapat beroperasi pada rentang tegangan 3,3V – 7V. Jika tegangan kurang dari 3.3V, maka Wemos tidak akan menyala atau data akan kacau karena kurangnya konsumsi daya. Sebaliknya jika tegangan lebih dari 5V, maka Wemos akan terbakar dan rusak karena kelebihan tegangan.
Pin listrik pada Wemos D1 Mini :
- 5V digunakan sebagai input atau output sumber daya sebesar 5V. jika daya eksternal bukan dari USB, maka pin ini untuk masukan daya, bila daya sudah menggunakan USB maka pin ini sebagai output tegangan.
- 3,3V digunakan sebagai input atau output sumber daya 3,3V, jika daya eksternal bukan dari USB maka pin ini untuk masukan daya, bila daya sudah menggunakan USB maka pin ini sebagai output tegangan.
- GND Pin untuk penetral noise atau juga berperan sebagai 0V, pada aplikasi ini.
Pada Wemos ini memiliki Clock speed 160Mhz, konektivitas WiFi, dan memori yang digunakan cukup besar yaitu 4 MB. Dalam operasi kerjanya Wemos ini dapat bekerja direntang suhu antara 40 °C - 125 °C. Walaupun modul ini bukan Arduino, namun modul ini mendukung pemrograman menggunakan Arduino IDE, beserta library dan fungsi-fungsinya yang lain. Untuk koneksi ke laptop atau ke satu daya microcontroller Wemos ini menggunakan konektor micro USB yang umum digunakan untuk kabel data smartphone Android.
2.3.2 Microcontroller chipset pada microcontroller Wemos
Pada microcontroller Wemos memiliki chipset yang digunakan sebagai otak kerja perangkat tersebut antara lain adalah :
Chipset ESP8266
Chipset ESP8266 adalah sebuah chip microcontroller yang memiliki fitur WiFi yang mendukung stack TCP/IP. Chip ini memungkinkan microcontroller untuk terhubung kejaringan WiFi pada frekuensi 2.4GHz dan membuat koneksi TCP/IP hanya terhubung kejaringan command yang sederhana seperti gaya hayes. Dengan clock 80
MHz chip ini dibekali dengan 4MB external RAM, mendukung format IEEE 802.11 n/g/n sehingga tidak menyebabkan interferensi bagi yang lain. Dari sisi keamanan chip ini sudah cukup aman digunakan karena mendukung enkripsi WEP dan WPA.
Chip ini mempunyai 16 GPIO pin yang bekerja pada 3.3 Volt, dan 1 pin ADC dengan resolusi 10 bit.
2.4 Blynk
Blynk adalah platform untuk aplikasi OS Mobile (iOS dan Android) yang bertujuan untuk kendali module Arduino, Raspberry Pi, ESP8266, WEMOS D1, dan module sejenisnya melalui Internet. Blynk dciptakan dengan tujuan untuk control dan monitoring hardware secara jarak jauh menggunakan komunikasi data internet ataupun intranet (jaringan LAN). Blynk tidak terikat pada papan atau module tertentu. Dari platform aplikasi inilah dapat mengontrol apapun dari jarak jauh, dimanapun kita berada dan waktu kapanpun. Dengan catatan terhubung dengan internet dengan koneksi yang stabil dan inilah yang dinamakan dengan sistem
Internet of Things (IOT).
Gambar 2.2 Logo aplikasi Blynk 2.5 Sensor
Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk mendeteksi ataupun mengukur ukuran dari sebuah objek penelitian, yaitu dengan mengubah besaran fisik atau kimia menjadi suatu sinyal listrik. Sensor umumnya dikategorikan menurut obyek yang diukur dan memiliki peranan penting, baik dalam sebuah proses monitoring maupun proses pengendalian modern.
Dalam pemilihan peralatan sensor yang tepat dan sesuai dengan sistem yang akan disensor maka perlu diperhatikan persyaratan umum sensor berikut ini :
a. Linearitas
Gambar 2.3 Linearitas
Ada banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontinyu sebagai tanggapan terhadap masukan yang berubah secara kontinyu. Sebagai contoh, sebuah sensor panas dapat menghasilkan tegangan sesuai dengan panas yang dirasakannya. Dalam kasus seperti ini, biasanya dapat diketahui secara tepat bagaimana perubahan keluaran dibandingkan dengan masukannya berupa sebuah grafik. Gambar 2.3 memperlihatkan hubungan dari dua buah sensor panas yang berbeda. Garis lurus pada Gambar 2.3 (a) memperlihatkan tanggapan linier, sedangkan pada Gambar 2.3 (b) adalah tanggapan non- linier.
b. Sensitivitas
Sensitivitas akan menunjukan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan masukan. Beberapa sensor panas dapat memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan satu volt per derajat, yang berarti perubahan satu derajat pada masukan akan menghasilkan perubahan satu volt pada keluarannya. Sensor panas lainnya dapat saja memiliki kepekaan dua volt per derajat, yang berarti memiliki kepekaan dua kali sensor yang pertama.
Linieritas sensor juga mempengaruhi sensitivitas dari sensor. Apabila tanggapannya linier, maka sensitivitasnya juga akan sama untuk jangkauan pengukuran keseuruhan. Sensor dengan tanggapan pada Gambar 2.3(b) akan lebih peka pada temperatur yang tinggi daripada temperatur yang rendah.
c. Tanggapan Waktu
Tanggapan waktu pada sensor menunjukkan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan. Sebagai contoh, instrumen dengan tanggapan frekuensi yang jelek adalah sebuah termometer merkuri.
Masukannya adalah temperatur dan keluarannya adalah posisi merkuri.
Misalkan perubahan temperatur terjadi sedikit demi sedikit dan kontinyu terhadap waktu, seperti tampak pada Gambar 2.4(a). Frekuensi adalah jumlah siklus dalam satu detik dan diberikan dalam satuan hertz (Hz).
Pada frekuensi rendah yaitu pada saat temperatur berubah secara lambat, termometer akan mengikuti perubahan tersebut. Tetapi apabila perubahan temperatur sangat cepat lihat Gambar 2.2 (b) maka tidak diharapkan akan melihat perubahan besar pada termometer
merkuri, karena ia bersifat lamban dan hanya akan menunjukan temperatur rata-rata.
Gambar 2.4 Temperatur Berubah Secara Kontinyu
Ada bermacam cara untuk menyatakan tanggapan frekuensi sebuah sensor. Misalnya “satu milivolt pada 500 hertz”. Tanggapan frekuensi dapat pula dinyatakan “decibel (db)”, yaitu untuk membandingkan daya keluaran pada frekuensi tertentu dengan daya keluaran pada frekuensi referensi.
2.5.1 Sensor Kelembaban Tanah
Sensor kelembaban tanah atau dalam istilah bahasa inggris soil moisture sensor adalah jenis sensor kelembaban yang mampu mendeteksi intensitas air di dalam tanah (moisture). Sensor ini sangat sederhana, tetapi ideal untuk memantau tingkat air pada tanaman pekarangan. Sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkan
arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar).
2.5.1.1 Sensor Kelembaban Tanah YL-69
Nilai yang dibaca oleh sensor kelembaban tanah YL-69 menghasilkan nilai yang besar pada tanah dengan kandungan air yang rendah dan sebaliknya, menghasilkan nilai yang kecil pada tanah dengan kandungan air yang lebih banyak.
Sensor kelembaban tanah YL-69 merupakan sensor yang terdiri dari dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Oleh karena itu, pada saat sensor dimasukkan ke tanah kering nilai yang terbaca oleh sensor lebih besar (resistansi besar) daripada nilai pada tanah yang memiliki kadar air lebih tinggi (resistansi kecil). Sensor ini sangat membantu untuk memberitahukan tingkat kelembaban pada tanaman atau memantau kelembaban tanah. Berikut spesifikasi dari sensor kelembaban tanah :
- Menggunakan sensor tanah berkualitas tinggi untuk menguji kelembaban tanah - Memakai plat lapis nikel sehingga memperbesar area induksi dan meningkatkan
konduktivitas, mencegah masalah karat dan meningkatkan usia pakai
- Dapat mengendalikan berbagai tingkat kelembaban tanah, dengan mengatur potensiometer. Jika kelembaban tanah di bawah nilai yang diset, DO menghasilkan sinyal high, dan sebaliknya jika di atas nilai yang diset, DO menghasilkan sinyal low
- Menggunakan chip comparator LM393 yang stabil - Tegangan kerja: 3.3-5V
- Dilengkapi lubang baut untuk memudahkan pemasangan - Ukuran PCB: 3.2cm x 1.4cm
Interface
1. VCC: +3.3V-5V 2. GND: -
3. DO: digital output (0 dan 1), dapat langsung dihubungkan ke IO port mikrokontroller.
Gambar 2.5 Sensor Kelembaban Tanah YL-69 2.5.2 Sensor Kelembaban Udara/Humidity (DHT11)
Kelembaban udara menggambarkan kandungan uap air di udara yang dapat dinyatakan sebagai kelembaban mutlak, kelembaban nisbi (relatif) maupun defisit tekanan uap air. Kelembaban nisbi adalah membandingkan antara kandungan/tekanan uap air aktual dengan keadaan jenuhnya atau pada kapasitas udara untuk menampung uap air.
Peralatan elektronik juga menjadi mudah berkarat jika udara disekitarnya memiliki kelembaban yang cukup tinggi. Oleh karena itu, informasi mengenai kelembaban udara pada suatu area tertentu menjadi sesuatu hal yang penting untuk diketahui karena menyangkut efek-efek yang ditimbulkannya.
Gambar 2.6 Sensor Kelembaban Udara/Humidity (DHT11)
Informasi mengenai nilai kelembaban udara diperoleh dari proses pengukuran. Alat yang biasanya digunakan untuk mengukur kelembaban udara adalah higrometer. DHT11 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelembaban udara di sekitarnya. Sensor ini sangat mudah digunakan bersama dengan Arduino. Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik serta fitur kalibrasi yang sangat akurat. Koefisien kalibrasi disimpan dalam OTP program memory, sehingga ketika internal sensor mendeteksi sesuatu, maka modul ini menyertakan koefisien tersebut dalam kalkulasinya. DHT11 ini 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, dengan sepsifikasi: Supply Voltage: +5 V, Temperature range : 0-50 °C error of ± 2 °C, Humidity : 20-90% RH ± 5% RH error, dengan sesifikasi digital interfacing system.
Produk ini cocok digunakan untuk banyak aplikasi-aplikasi pengukuran suhu dan kelembaban.
Tabel 2.2 Tabel karakteristik sensor kelembaban udara/Humidity
Dari penjelasan (Tabel 2.2) diatas bahwa struktur yang merupakan cara kerja dari sensor kelembaban udara/ Humidity DHT11 memiliki empat buah kaki yaitu: pada bagian kaki (VCC), dihubungkan ke bagian Vss yg bernilai sebesar 5V, pada board arduino uno dan untuk bagian kaki GND dihubungkan ke ground (GND) pada board arduino uno, sedangkan pada bagian kaki data yang merupakan keluaran (Output) dari hasil pengolahan data analog dari sensor DHT11 yang dihubungkan ke bagian analog input (pin3), yaitu pada bagian pin PWM (Pulse Width Modulation) pada board arduino uno dan satu kaki tambahan yaitu kaki NC (Not
Model DHT11
Power supply 3-5.5 V DC
Output signal digital signal via single-bus
Measuring range humidity 20-90% RH ± 5% RH error temperature 0-50 °C error of ± 2 °C
Accuracy humidity +-4% RH (Max +-5%RH);
temperature +-2.0 Celsius Resolution or
Sensitivity
humidity 1% RH; temperature 0.1Celsius
Repeatability humidity +-1% RH; temperature +-1 Celsius
Humidity hysteresis +-1% RH
Long-term Stability +-0.5% RH/ year Sensing period Average: 2s
Interchangeability fully interchangeable Dimensions size 12*15.5*5.5 mm
Connected), yang tidak dihubungkan ke pin manapun. Sensor kelembaban lain yang banyak dikembangkan adalah jenis sensor serat optik yang menggunakan serat optik sebagai bahan sensor. Berbagai metode dan bahan untuk sensor telah dikembangkan pada sensor serat optik ini.
Metode pengukuran yang digunakan seperti misalnya; pengukuran serapan gelombang, pengukuran pelemahan gelombang, dan pengukuran intensitas. Material yang digunakan untuk sensor kebanyakan adalah bahan-bahan hidrogel seperti gelatin murni atau gelatin yang didoping, polimer yang didoping CoCl2+PVA, polianilin dengan nano Co, dan agarosa. Pemanfaatan POF (polymer optical fiber) sebagai sensor kelembaban telah dilakukan oleh Shinzo dengan konfigurasi probe sensor berbentuk lurus, diperoleh rentang kelembaban yang dapat dideteksi antara 20-90%. Penelitian lain oleh Arreguidengan gel agarosa yang digunakan sebagai pengganti cladding dari probe, diperoleh hasil yang lebih baik. Rentang kelembaban yang mampu dideteksi 10-100% dengan waktu respon 90 detik.
2.6 Komponen-Komponen Pendukung 2.6.1 Resistor
Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi tegangan listrik diantara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus mengalir, berdasarkan hokum ohm. Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan.
Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi ( kawat yang dibuat dari paduan resistivitas seperti nikel- kromium).Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik,dan induktansi.Resistor dapat di integrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu.Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.
Gambar 2.7 Resistor 2.6.2 Relay
Pada dasarnya, fungsi utama relay adalah sebagai saklar elektrik. Dimana ia akan bekerja secara otomatis berdasarkan perintah logika yang diberikan. Kebanyakan, relay 5 volt DC digunakan untuk membuat project yang salah satu komponennya butuh tegangan tinggi atau yang sifatnya AC (Alternating Current).
Sedangkan fungsi relay secara lebih spesifik adalah sebagai berikut:
• Menjalankan fungsi logika dari mikrokontroler Arduino
• Sarana untuk mengendalikan tegangan tinggi hanya dengan menggunakan tegangan rendah
• Meminimalkan terjadinya penurunan tegangan
• Memungkinkan penggunaan fungsi penundaan waktu atau fungsi time delay function
• Melindungi komponen lainnya dari kelebihan tegangan penyebab korsleting.
• Menyederhanakan rangkaian agar lebih ringkas.
Gambar 2.8 Relay
2.6.3 IC LM 393
IC pendamping atau biasa disebut dengan IC Komparator adalah sebuah IC yang memiliki fungsi untuk membandingkan dua jenis tegangan yang terdapat pada kedua input pada IC tersebut. Komponen komparator ini mempunyai dua buah input dan sebuah output. Input yang dimiliki yaitu input positive (+) dan input negative (-). Untuk lebih jelas tentang posisi inpit yang ada pada IC LM 393, berikut ini adalah gambar skemanya :
Gambar 2.9 IC LM 393 2.6.4 Blower Kipas 12 Volt
Pengertian Blower adalah mesin atau alat yang digunakan untuk menaikkan atau memperbesartekananudara atau gas yang akan dialirkan dalam suatu ruangan tertentu juga sebagai pengisapan ataupemvakuman udara atau gas tertentu.
Gambar 2.10 Blower Kipas 12 V 2.6.5 Tombol On-Off
ON/OFF dengan satu tombol maksudnya adalah mengaktifkan dan menon- aktifkan output dengan menggunakan satu tombol saja. Istilahnya toggle atau pembalik kondisi. Jadi jika saat ini kondisi output off, maka kondisi output akan berubah menjadi on jika tombol kontrol ditekan. Dan jika kondisi output on, maka
kondisi output akan berubah menjadi off jika tombol kontrol ditekan.
Gambar 2.11 Tombol On-Off 2.6.6 Kabel
Kabel merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal dari satu tempat ke tempat lain. Kabel seiring dengan perkembangannya dari waktu ke waktu terdiri dari berbagai jenis dan ukuran yang membedakan satu dengan innya.Berdasarkan jenisnya, kabel terbagi menjadi 3 yakni kabel tembaga (copper), kabel koaksial, dan kabel serat optik.
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem
Secara umum diagram alir (flowchart) perancangan adalah seperti yang ditunjukan pada gambar 3.1. Alat yang dibuat akan membentuk suatu sistem alat monitoring kelembaban tanah dan kelembaban udara.
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Alat “Rancang Bangun Sistem Monitoring Kelembaban Tanah dan Kelembaban Udara Berbasis Internet of Things (IoT) Dengan Wemos D1 Mini”
secara garis besar memiliki fitur untuk memonitoring kelembaban tanah dan kelembaban udara yang kemudian akan diproses diWemos D1 Mini dan keluaran ditampilakan pada Internet of Things (IoT) pada aplikasi Blynk yang ada di Smartphone.
3.1.1 Fungsi Diagram Blok
Fungsi-fungsi pada blok akan dijelaskan sebagai berikut :
1. Blok power supply sebagai sumber tegangan DC pada seluruh rangkaian.
2. Blok sensor YL-69 dan DHT 11 berfungsi memonitoring kelembaban pada tanah dan kelembaban pada udara dan suhu
3. Blok Wemos D1 Mini sebagai pengolah data dari sensor, memberikan keluaran mikrokontroller dan pusat pengendali, pembacaan sensor dan pengolahan data wifi melalui aplikasi
4. Blok Blynk App berfngsi sebagai tampilan hasil monitoring, pembacaan dari hasil olah Wemos D1 Mini
5. Blok Relay berfungsi sebagai saklar elektrik yang menghubungkan Blower 6. Blok Blower berfungsi sebagai kipas untuk menjaga kelembaban udara
agar bertahan lama.
3.2 Pengukuran Kelembaban tanah
Pengukuran kelembaban tanah terdiri dari sensor berupa YL-69 mikrokontroller Wemos D1 Mini serta outputnya adalah Internet of Things (IoT) berupa Aplikasi Blynk dan ditampilakan di Smartphone.
3.3 Pengukuran Kelembaban Udara
Pengukuran kelembaban udara terdiri dari sensor berupa DHT11 mikrokontroller Wemos D1 Mini serta outputnya adalah Internet of Things (IoT) berupa Aplikasi Blynk dan ditampilakan di Smartphone.
3.4 Rangkaian Mikrokontreler Wemos D1 Mini
Rangkaian tersebut mikrokontroller Wemos D1 Mini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah mikrokontroler ESP-12S dengan compiler Wemos D1 Mini. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
3.4.1 Wemos D1 Mini
Gambar 3.2 Skematik Rangkaian ESP8266 Wemos D1 Mini
Fitur ESP8266 yaitu sebagai berikut :
- Modul Wi-Fi berbiaya rendah, ringkas, dan kuat - Catu Daya: + 3.3V saja
- Konsumsi Saat Ini: 100mA - Tegangan I / O: 3.6V (maks) - Arus sumber I / O: 12mA (maks)
- Built-in daya rendah 32-bit MCU @ 80MHz - Memori Flash 512kB
- Dapat digunakan sebagai Station atau Access Point atau keduanya digabungkan
- Mendukung tidur nyenyak (<10uA)
- Mendukung komunikasi serial sehingga kompatibel dengan banyak platform pengembangan seperti ArduinoDapat diprogram menggunakan Arduino IDE atau AT-commands atau Lua Script
3.5 Rangkaian Power Supplay
Rangkaian power supplay pada alat ini berfungsi sebagai sumber daya untuk menghidupkaan sistem.
Gambar 3.3 Rangkaian PSA
Dalam rangkaian ini peneliti memakai IC regulator 7805 digunakan untuk menurunkaan tegangan 12 volt menjadi 5 volt. Dimana masukan rangkaian ini adalah dari baterai sebesar 12 volt dan keluaran rangkaian ini sebesar 5 volt dan akan di pergunakan untuk menghidupkan sistem dalam penelitian ini.
3.6 Rangkaian Relay
Gambar 3.4 Rangkaian Driver Relay
Rangkaian driver relay atau sering disebut dengan penggerak relay atau saklar elektrik, ini menggunakan transistor BC547 sebagai saklar pada relay. Ketika basis diberikan supply maka colektor dan emitter dalam keadaan satu rasi.
Sehingga relay hidup dan menutup katupnya. Diode berfungsi sebagai menghidari arus balik.
3.7 Rangkaian IC LM 393
Gambar 3.5 Rangkaian IC LM 393
Pada pengaplikasian rangkaian tersebut, tegangan yang referensinya diperoleh dari sebuah VR (Variable Resistor) dan tegangan yang akan dibandingkan berasal dari sensor cahaya dioda yang dirangkai menjadi sebuah rangkaian pembagi tegangan. Dengan begitu maka tegangan reverensi dari VR mka Output dari komponen dapat diatur ”Pada intensitas cahaya berada Output dari regulator akan menghasilkan nilai (0)”.
3.8 Rangkaian Blower Kipas 12V
Gambar 3.6 Rangkaian Blower Kipas 12V
Rangkaian Kontrol Blower (Kipas) 12V pada gambar diatas dapat diaplikasikan pada dime blower DC 12 volt atau kipas DC yang lain. Pada dasarnya rangkaian kontrol fan (kipas) diatas adalah mengatur tegangan supply yang diberikan ke fan atau kipas DC 12 volt. Pengendalian tegangan supply kipas DC ini dilakukan dengan mengatur tuas potensiometer R2 dan R1.
3.9 Rangkaian DHT 11
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor DHT11
Pada sensor DHT11 hanya menggunakan 3 buah pin yaitu VCC, Data dan GND. Pada sensor DHT11 yang sudah dalam bentul modul susunan urutan pinnya dapat berbeda tapi hanya 3 pin saja yang digunakan, pin 1 pada VCC, pin 2 pada D4 dan pin 3 pada GND.
3.10 Rangkaian YL-69
Sensor kelembaban tanah YL-69 dikarakterisasi dengan beberapa metode, pertama dengan menghubungkan resistor 10 KΩ dengan Arduino UNO menggunakan rangkaian seri. Sensor tersebut dicelupkan kedalam medium (air, tanah dan disambungkan ke timah) untuk diukur nilai ADC, rangkaian seperti pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Rangkaian YL-69 3.11 Rangkaian Keseluruhan Alat
Gambar 3.9 Rangkaian Keseluruhan Alat
Dalam rangkaian ini terdapat Wemos D1 Mini, Sensor Yl-69, Sensor DHT 11, Relay dan Tombol On-Off . Dimana masukkan rangkaian ini adalah Wemos D1 Mini yang akan dipergunakan sebagai yang mengknversikan system dalam penelitian ini.
3.12 Diagram Alir Program
Flowchat cara kerja alat ini terdiri dari rangkaian mikrokontroller, sensor Kelembaban Tanah YL-69 dan Sensor Kelembaban Udara DHT11. Yang kemudian dikonversikan ke Wemos D1 Mini dan ditampilan diaplikasi Blynk di Smartphone
Gambar 3.10 Diagram Alir Program
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perancangan dari sistem yang telah dibuat. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan dari sistem dan untuk mengetahui apakah sistem sudah berjalan dengan perencanaan, sekaligus mengetahui kelebihan dan kekurangan sistem yang dirancang.
4.1 Pembuatan Mekanik Alat
Pembuatan mekanik dilakukan dengan menempatkan rangkaian system keseluruhan. Langkah-langkah pembuatan kerangka alat adalah sebagai berikut:
- Mempersiapkan box panel untuk menjadi tempat keseluruhan rangkaian alat.
- Membolongi box panel untuk memasukkan beberapa kabel yang akan dimasukkan kedalam box.
- Menandai beberapa titik dibox dengan menggunakan mur untuk tempat rangkaian diluar box.
- Menempelkan rangkaian keseluruhan di luar box termasuk fan dengan menggunakan mur.
Gambar 4.1 Prototype Alat
4.2 Kebutuhan Spesifikasi Minimum Hardware dan Software
Setelah semua kebutuhan sistem yang disiapkan sudah terpenuhi, maka tahapan selanjutnya adalah menerapkan dan membangun sistem yang dibuat.
4.2.1 Rangkaian Wemos D1 Mini
Wemos d1 mini pada perancangan alat ini merupakan bagian utama sebagai sistem kendali keseluruhan input dan output yang terhubung. Dalam satu Chip ini sudah terdapat modul komunikasi Wifi yang dapat diatur sebagai Client atau Server.
Gambar 4.2 Prototype Wemos D1 Mini
Pada Gambar 4.2 Wemos D1 Mini terhubung dengan bagian-bagian yang lain seperti Rangkaian Relay, Sensor DHT11, Sensor YL-69 dan Tombol On-Off
4.2.2 Rangkaian Relay
Rangkaian Relay ini berfungsi sebagai saklar, jika suhu melebihi 95% maka Relay secara otomatis dapat mematikan fan dan jika suhu telah stabil maka fan akan otomatis hidup kembali. Pada alat ini menggunakan Relay seperti pada gambar 4.3.
Gambar 4.3 Prototype Relay
4.2.3 Rangkaian Sensor DHT11
Pada luar box terdapat juga rangkaian sensor DHT11 yang berfungsi untuk mendeteksi kelembaban udara yang baik untuk tanaman. Kelembaban yang baik bagi tanaman adalah di atas 95% dari kelembaban keseluruhan di suatu ruangan, jika lebih dari 95% maka blower akan mati secara otomatis dan apabila kembali stabil maka blower akan hidup kembali secara otomatis
Gambar 4.4 Prototype Sensor DHT11 4.2.4 Rangkaian Sensor YL-69
Letak dari sensor YL-69 sendiri berada di dalam box yang berfungsi untuk sensor yang mendeteksi inteksitas air dalam tanah. Sensor ini sangat ideal untuk memantau tingkat kadar air pada tanaman. sensor ini terdiri dari dua probe untuk melewati arus melalui tanah. Kemudian membaca resistensi untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. semakin tanah lembab akan semakin mudah untuk menghantarkan listrik.
Gambar 4.5 Prototype Sensor YL-69
4.2.5 Rangkaian Tombol On-Off
Tombol On-Off berfungsi untuk mengaktifkan pengontrolan pada kelembaban udara dengan cara apabila ditekan maka pengontrolan akan aktif dan blower akan otomatis hidup dan mati sesuai kondisi kelembaban udara yang ada pada ruangan tersebut
Gambar 4.6 Prototype Tombol On-Off 4.2.6 Rangkaian Keseluruhan
Rangkaian keseluruhan sistem ini merupakan gabungan dari rangkaianrangkaian yang telah dibahas sebelumnya seperti Wemos D1 Mini, Rangkaian Relay, Rangakaian Sensor DHT 11, Sensor YL-69 dan Tombol On-Off seperti ditunjukan pada gambar 4.7 berikut.
Gambar 4.7 Prototype Seluruh Rangkaian
4.3 Pemanggilan Program Wemos D1 Mini
Untuk memprogram Wemos sama halnya dengan memprogram arduino yaitu menggunakan Arduino IDE, sebelum memasukkan program ke dalam wemos terlebih dahulu untuk melakukan install hardware package untuk ESP8266 melalui board manager yang tersedia pada Arduino IDE yaitu dengan cara buka Arduino IDE kemudian masuk menu File : Preference
Gambar 4.8 Langkah Menampilkan Program Wemos D1 Mini Lalu pada opsi bagian Additional Board Manager URL masukkan URL berikut ini : http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json kemudian klik ok. kemudian masuk ke menu tools pilih board manager lalu search pada kolom dengan keyword “esp8266” dan install.
Gambar 4.9 Langkah Mengaktifkan Wemos D1 Mini
Setelah proses instalasi selesai maka akan muncul tipe board baru di Arduino IDE, untuk mengetahuinya dengan masuk ke menu tool pilih board dan cari Wemos D1 mini. Pilih tipe board tersebut untuk mengontrol dan memprogram wemos dengan Arduino IDE.
4.4 Pemanggilan Program Blynk
Berikut ini langkah-langkah cara pemanggilan program aplikasi Blynk yaitu : a. Buka Ardino IDE
b. Kemudian pilih Skech >> Include Library >> Manage Libraries c. Ketikkan Blynk pada library manager kemudian install
4.10 Langkah Memanggil Program Blynk
Untuk mencobanya download aplikasi Blynk dari google play/play store kemudian signup dan buat project baru beri nama. Setelah membuat project baru maka akan dikirimkan token melalui email yang akan digunakan pada arduino sketch. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4.11 berikut :
Gambar 4.11 Nomor Token Untuk Pengaplikasian Blynk
Selanjutnya buka Example code dari Blynk library : a. Buka Arduino IDE
b. Pilih file >> Examples > Blynk >> Boards_Wifi >>
ESP8266_Standalone
c. Modifikasi Arduino sketch pada bagian ini
4.5 Pengujian Sensor
4.5.1 Pengujian Sensor DHT11
Pengujian pada sensor DHT11 dilakukan dengan mengukur keluaran dari rangkaian membagi tegangan sebuah sensor resistor, yaitu resistor 330K.
Gambar 4.12 Hasil Compile Sensor DHT11
Hasil pengukuran pada Sensor DHT11, pengukurann dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah Sensor DHT11 bekerja dengan baik atau tidak yaitu dengan membandingkan tegangan terukur dengan program maupun data sheet
Gambar 4.13 Serial Monitor DHT-11 4.5.2 Pengujian Sensor Yl-69
Tegangan yang dihasilkan sensor berubah sesuai dengan kandungan air di dalam tanah.
Saat tanah:
- Basah: tegangan keluaran menurun - Kering: tegangan keluaran meningkat
Outputnya bisa berupa sinyal digital (D0) RENDAH atau TINGGI, tergantung pada kadar air. Jika kelembapan tanah melebihi nilai ambang batas tertentu yang telah ditentukan, modul akan menghasilkan RENDAH, jika tidak maka akan menghasilkan TINGGI. Nilai ambang untuk sinyal digital dapat diatur
menggunakan potensiometer. Outputnya bisa berupa sinyal analog sehingga Anda akan mendapatkan nilai antara 0 dan 1023.
4.6 Tampilan Pada Aplikasi Blynk
Penggunaannya sangat mudah untuk mengatur semuanya dan dapat dikerjakan dalam waktu kurang dari 5 menit. Blynk tidak terikat pada papan atau module tertentu. Dari platform aplikasi inilah dapat mengontrol apapun dari jarak jauh, dimanapun kita berada dan waktu kapanpun. Dengan catatan terhubung dengan internet dengan koneksi yang stabil dan inilah yang dinamakan dengan sistem Internet of Things (IOT). Berikut ini langkah-langkah awal penggunaan blynk yaitu :
1. Download aplikasi Blynk App terlebih dahulu di Playstore
2. Setelah selesai, buka aplikasi dan lakukan Register untuk membuat akun baru.
Gambar 4.14 Register Untuk Membuat Akun Baru
3. Pilih menu New Project dan jangan lupa untuk memilih Modul Mikrokontrolernya, Pilih juga jenis koneksi yang diinginkan, kita pilih koneksi WiFi.
Gambar 4.15 Memilih Koneksi Yang Diinginkan 4. Klik “Create” dan Blynk akan mengirim Token ke email kita.
Gambar 4.16 Pengiriman Kode Token Keemail
5. Setelah selesai, saatnya kita melakukan drag & drop blok perintah yang ingin kita gunakan di Blynk
Gambar 4.17 Blok Perintah Yang Ingin Digunakan 6. Setelah selesai, kita bisa mencobanya terlebih dahulu.
Gambar 4.18 Percobaan Pada Aplikasi Blynk
7. Tahap selanjutnya kita berpindah ke aplikasi Arduino IDE, untuk menghubungkan Modul mikrokontroler ke Blynk App maka dibutuhkan beberapa program khusus yang syukurnya sudah disiapkan oleh Blynk App itu sendiri.
Setelah kode selesai di flash ke mikrokontroler, dilanjutkan dengan setting di aplikasi kembali untuk menyesuaikan konfigurasinya.
Gambar 4.19 Menyesuaikan Konfigurasi Pada Blynk
Dipengaturan ini yang perlu diperhatikan adalah kita harus menentukan pin yang sama yang akan dipakai, kita akan menggunakan pin digital 8 maka di poin PIN kita harus memilih D8. Setelah selesai, hasil akhirnya akan seperti ini :
Gambar 4.20 Aplikasi Blynk Siap Digunakan
Gambar 4.21 Tampilan Hasil Sensor pada Blynk
4.7 Program Keseluruhan Alat
Gambar 4.22 Program Keseluruhan Alat
Gambar 4.23 Gambar Serial Monitor Program
4.8 Hasil Pengujian Alat Secara Otomatis
Berikut ini adalah tabel pengukuran dari Sensor DHT11 dan soil moisture YL69 Tabel 4.1 suhu dan kelembaban sensor DHT11 dan YL69
Tabel di atas merupakan hasil dari penelitian pada alat yang dilakukan selama satu minggu setiap harinya pemantauan suhu dan kelembaban tanah serta udara dilakukan satu hari tiga kali jam 07.30, 12.30, dan 17.30 pada penelitian tersebut didapat suhu udara mulai tinggi pada jam 12.30 dan kelembaban udara mulai mengalami penurunan pada jam 12. 30.
HARI JAM Suhu Kelembaban udara Kelembaban tanah
Senin 07.30 250c 85.% 500 bit
12.30 440c 29.% 350 bit
17.30 270c 81.% 460 bit
Selasa 07.30 220c 90.% 527 bit
12.30 460c 27.% 373 bit
17.30 230c 93.% 430 bit
Rabu 07.30 280c 76.% 635 bit
12.30 480c 20.% 450 bit
17.30 320c 89.% 500 bit
Kamis 07.30 230c 85.% 469 bit
12.30 420c 26.% 290 bit
17.30 300c 75.% 490 bit
Jumat 07.30 260c 81.% 552 bit
12.30 370c 28.% 380 bit
17.30 250c 78.% 500 bit
Sabtu 07.30 200c 95.% 475 bit
12.30 450c 28.% 380 bit
17.30 250c 83.% 440 bit
Minggu 07.30 220c 88.% 470 bit
12.30 430c 28.% 399 bit
17.30 250c 83.% 470 bit
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan sistem kemudian dilakukan pengujian, maka dapat diambil beberapa kesimpulan tentang sistem kerja alat ini, yaitu sebagai berikut :
1. Perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software) pada alat Rancang Bangun Sistem Monitoring Kelembaban Tanah dan Udara Berbasis Internet of Things (IOT) dengan Wemos D1 Mini telah berfungsi sesuai dengan yang diinginkan. Sistem dapat dikontrol dengan jarak jauh menggunakan aplikasi Blynk yang sudah terinstal dismartphone, Blynk ini berguna untuk memonitoring sistem kelembaban tanah dan udara apakah sudah berjalan atau belum.
2. Cara kerja alat yaitu sistem akan mengumpulkan data oleh sensor, data yang dibaca oleh sensor kemudian diproses oleh Wemos D1 Mini untuk dikirim ke aplikasi Blynk, selanjutnya miktokontroller Wemos D1 Mini dihubungkan melalui wi-fi dengan menggunakan aplikasi Blynk di smartphone yang akan menampilkan hasil dari pengendali, pembaca dan pengolahan data dari sensor kelembaban udara DHT11 dan kelembaban tanah YL-69. Dan apabila kelembaban udara melebihi 92% maka Blower akan otomatis mati dan jika kurang dari 92% maka Blower akan otomatis hidup kembali.
5.2 Saran
1. Dibutuhkan pengembangan dengan tambahan penyiraman otomatis yang berfungsi untuk penyemprotan air secara otomatis jika kelembaban tanah dan udara dalam kondisi tidak normal.
2. Sebaiknya lebih memperhatikan koneksi internet agar penerimaan data tidak terjeda terlalu lama yang menyebabkan data tidak terkirim
DAFTAR PUSTAKA
Sigit, Setiawardhana & dkk. 2019. Aplikasi Internet Of Things (IoT) dengan Arduino dan Android. Yogyakarta: Penerbit Deepublish.
Goldendreamshop, 2019. https://shopee.co.id/Micro-PAM8403-5V-Audio-Amplifier- Stereo-2-Channel-3W-Digital-Mini-USB-i.6406600.97153896
Diakses bulan Agustus 2020.
Kadir, Abdul. 2017. Pemograman Arduino dan Android Menggunakan App Inventor.
Jakarta: Penerbit Elex Media.
Madscows. 2018. Memanfatkan Aplikasi Pendukung Android Pada Sistem Operasi Windows. Yogyakarta : Penerbit ANDI.
Nasihin, Ahmad Misbahun. 2014. Smartphone Sebagai Media Komunikasi dan Gaya Hidup. Studi Pada Masyarakat Kelurahan Sidosermo Kota Surabaya.
Surabaya: UIN Sunan Ampel.
Parundri, Ikhsan dkk. 2017. Pengontrolan Suhu Kelembaban Kumbung Jamur Tiram Putih. TIM IBM RISTEKDIKTI: Royal Asahan Press.
Saftari, Firmansyah. 2015. Proyek Robotik Keren dengan Arduino. Jakarta : PT Elex Komputido.
Sigit, Setiawardhana & dkk. 2019. Aplikasi Internet Of Things (IoT) dengan Arduino dan Android. Yogyakarta: Penerbit Deepublish.
STMI Akakom. 2017 https://eprints.akakom.ac.id/4904/3/3_143310003_BAB_II.pdf :Yogyakarta.
Syahwil, Muhammad. 2013. Panduan Mudah Simulasi dan Praktik Mikrokontroler Arduino. Yogyakarta: Penerbit Andi.
Yudhanto,Yudho dan Abdul Azis. 2019. Pengantar Teknologi Internet Of Things (IoT). Surakarta: Penerbit UNS Press.
Sitrusta Sukaridhoto, ST.Ph.D (2016) Bermain Dengan Internet Of Things Dan BigData, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya
http://eko-rudiawan.com/cara-memprogram-wemos-esp8266-dengan-arduino/
Diakses Bulan Agustus 2020
https://monikatarsisia.wordpress.com/2016/02/28/wifi-module-esp8266- configuration/
Diakses Bulan Agustus 2020
https://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_versi_Android Diakses Bulan Agustus 2020
https://www.tokopedia.com/itelectro/5v-modul-relay-1-channel-untuk-arduino Diakses Bulan Agustus 2020
https://www.circuitbasics.com/setting-up-a-5v-relay-on-the-arduino/
Diakses Bulan Agustus 2020
https://www.generationplus.biz/index.php/electronic-parts/pir-hc-sr501 Diakses Bulan Agustus 2020
https://www.jagobelanja.com/product/kit-potensio-pam8403-5v-stereo-2-ch-3w- mini-digital/
Diakses Bulan Agustus 2020
https://inkuiri.com/site/bukalapak.com/rumah-tangga/elektronik/lampu-alat- penerangan/bowle-shop-ready-stock-lampu-bohlam-led-5-watt-mitsuyama- ms-7005tp.df3965bbc355849f1f24e4ede5d40349370eefcf.id
Diakses Bulan Agustus 2020
//#include <ESP8266Wifi.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
//#define PIN_YL69 D7
#define relay D1
#include "DHT.h"
#define DHTPIN D4
#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
float h, t, f=0;
float sensorValue = 0;
BlynkTimer timer;
// You should get Auth Token in the Blynk App.
// Go to the Project Settings (nut icon).
char auth[] = "hs9d2BDEzqrZbqqVH8F_n5eIfPBybH4-";
// Your WiFi credentials.
// Set password to "" for open networks.
char ssid[] = "Rany";
char pass[] = "belikuotalah";
/*
*
unsigned int getAnalog(){
const int sampling = 100;
unsigned int analog = 0;
for (int i = 0; i < sampling; i++){
digitalWrite(PIN_YL69, HIGH);
int nilaiSensor = analogRead(A0);
digitalWrite(PIN_YL69, LOW);
analog += nilaiSensor;
}
analog = analog / sampling;
return analog;
}
*/
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
Blynk.begin(auth, ssid, pass);
// timer.setInterval(1000L, sendSensor);
Serial.println(F("DHTxx test!"));
dht.begin();
pinMode(relay, OUTPUT);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
Blynk.run();
timer.run();
bacaDht();
// bacayl();
}
void bacaDht(){
delay(2000);
sensorValue = analogRead(A0);
sensorValue = 1024-sensorValue;
// Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds!
// Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor) float h = dht.readHumidity();
// Read temperature as Celsius (the default) float t = dht.readTemperature();
float f = dht.readTemperature(true);
// Check if any reads failed and exit early (to try again).
if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
return;
}
float hif = dht.computeHeatIndex(f, h);
// Compute heat i ndex in Celsius (isFahreheit = false) float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);
Serial.print(F("Humidity: "));
Serial.print(h);
Serial.print(F("% Temperature: "));
Serial.print(t);
Serial.print(F("°C "));
Serial.print(f);
Serial.print(F("°F Heat index: "));
Serial.print(hic);
Serial.print(F("°C "));
Serial.print(hif);
Serial.println(F("°F"));
Serial.print(F("Kelembaban tanah : "));
Blynk.virtualWrite(V5, h);
Blynk.virtualWrite(V6, t);
Blynk.virtualWrite(V7, sensorValue);
if(h<92){
digitalWrite(relay,HIGH);
}else{
digitalWrite(relay, LOW);
}
delay(1000);
}
/*
uint8_t bacayl(){
/* Nilai kalibrasi */
/* HARUS DIATUR SENDIRI Batas atas
const int val_max = 730;
// Batas bawah
const int val_min = 108;
unsigned long analog = 0;
for (int i = 0; i < sampling; i++){
digitalWrite(PIN_YL69, HIGH);
int nilaiSensor = analogRead(A0);
digitalWrite(PIN_YL69, LOW);
analog += nilaiSensor;
}
analog = analog / sampling;
if(analog > val_max){
analog = val_max;
}
else if(analog < val_min){
analog = val_min;
}
uint8_t persen = map(analog,val_max,val_min,0,100);
return persen;
Serial.println ("Kelembaban Tanah");
Serial.println (analog);
}
*/
