RANCANG BANGUN ALAT PEMANTAUAN SUHU TUBUH DAN KETERSEDIAAN CAIRAN INPUS PADA PASIEN RAWAT INAP BERBASIS IoT SKRIPSI SAMUEL SIMORANGKIR

RANCANG BANGUN ALAT PEMANTAUAN SUHU TUBUH DAN KETERSEDIAAN CAIRAN INPUS PADA PASIEN RAWAT INAP BERBASIS IoT. SKRIPSI. SAMUEL SIMORANGKIR 190821001. PROGRAM STUDI S1 FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2021. Universitas Sumatera Utara.

RANCANG BANGUN ALAT PEMANTAUAN SUHU TUBUH DAN KETERSEDIAAN CAIRAN INPUS PADA PASIEN RAWAT INAP BERBASIS IoT. SKRIPSI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT MENCAPAI GELAR SARJANA SAINS. SAMUEL SIMORANGKIR 190821001. PROGRAM STUDI S1 FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2021. Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

i. Universitas Sumatera Utara.

ii. RANCANG BANGUN ALAT PEMANTAUAN SUHU TUBUH DAN KETERSEDIAAN CAIRAN INPUS PADA PASIEN RAWAT INAP BERBASIS IoT. ABSTRAK. Untuk memudahkan pemantauan suhu tubuh dan ketersediaan cairan infus pasien oleh perawat dari jarak jauh maka diperlukan suatu alat untuk memonitoring suhu tubuh dan ketersediaan cairan infus tersebut. Alat monitor ini menggunakan NodeMCU ESP8266 sebagai pengendali. Alat ini dilengkapi dengan sensor Load Cell sebagai sensor berat dan sensor Ds18b20 sebagai sensor suhu,kemudian Led indikator bekerja jika sistem alat terhubung dan terputus pada jaringan internet.. Kata Kunci: Infus, NodeMCU ESP8266, Load Cell,Ds18b20, LED.. Universitas Sumatera Utara.

iii. DESIGN AND BUILD A BODY TEMPERATURE MONITORING DEVICE AND THE AVAILABILITY OF INTRAVENOUS FLUIDS IN INPATIENTS. ABSTRACT. To facilitate monitoring of body temperature and the availability of patient infusion fluids by nurses from a distance, a device is needed to monitor body temperature and the availability of infusion fluids. This monitoring tool uses NodeMCU ESP826 as a controller. This tool is equipped with a Load Cell sensor as a weight sensor and a Ds18b20 sensor as a temperature sensor, then the Led indicator works if the tool system is connected and disconnected on the internet network.. Keywords: Infusion, NodeMCU ESP8266, Load Cell, Ds18b20, LED.. Universitas Sumatera Utara.

iv. PENGHARGAAN. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada TUHAN YANG MAHA ESA dengan limpah berkat-Nya penulis masih diberi kesehatan dan kesempatan sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul Rancang Bangun Alat Pemantauan Suhu Tubuh Dan Ketersediaan Cairan Inpus Pada Pasien Rawat Inap Berbasis Iot. Terimakasih penulis sampaikan kepada Bapak Drs. Herli Ginting, Ms selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan tugas akhir ini. Terimakasih kepada Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS dan Bapak Awan Maghfirah S.Si, M.Si selaku ketua program studi dan sekertaris program studi S1 Fisika FMIPA-USU Medan, dekan dan wakil dekan FMIPA USU, seluruh staf dan dosen program studi S1 Fisika FMIPA USU, pegawai dan rekan-rekan kuliah. Akhirnya tidak terlupakan kepada Bapak, Ibu dan keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.. Medan, Agustus 2021. Samuel Simorangkir. Universitas Sumatera Utara.

v. DAFTAR ISI. PENGESAHAN PERNYATAAN ABSTRAK ABSTRACT PENGHARGAAN DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang. Halaman i ii iii iv v vi ix x. 1. 1.2 Rumusan Masalah. 2. 1.3 Batasan Masalah. 2. 1.4 Tujuan Penelitian. 2. 1.5 Manfaat Penelitian. 3. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Monitoring. 4. 2.2 Sensor. 5. 2.3 Load Cell. 6. 2.4 Sensor Ds28b20. 6. 2.5 NodeMCU ESP-8266. 7. 2.6 Internet. 6. 2.7 ThinkSpeak. 11. 2.8 IoT (Internet Of Things). 12. 2.9 Adaptor. 12. BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI 3.1 Diagram Blok Sistem. 15. 3.2 FlowChart Sistem. 16. 3.3 Gambar Rangkaian. Universitas Sumatera Utara.

vi. 3.3.1 Rangkaian NodemCU ESP-8266. 18. 3.3.2 Rangkaian Load Cell. 18. 3.3.3 Rangkaian Sensor Ds18b20. 19. 3.3.4 Rangkaian led indikator. 19. 3.3.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem. 20. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Mikrokontroler NodeMCU ESP-8266. 21. 4.2 Pengujian koneksi Wi-Fi NodeMCU ke Android/Pc. 23. 4.3 Pengujian Led Indikator. 23. 4.4 Pengujian Sensor Load Cell. 24. 4.4.1 Berat 100 gram. 24. 4.4.2 Berat 300 gram. 26. 4.4.3 Berat 500 gram. 26. 4.5 Pengujian Sensor Ds18b20. 28. 4.5.1 Parameter suhu 34 0C. 28. 4.5.2 Parameter suhu 35 0C. 29. 4.5.3 Parameter suhu 36 0C. 29. 4.6 Tampak Fisik Alat. 30. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan. 34. 5.2 Saran. 34. DAFTAR PUSTAKA. 35. LAMPIRAN. 36. Universitas Sumatera Utara.

vii. DAFTAR GAMBAR. Nomor Gambar. Judul. Halaman. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4.1 4.2 4.3 4.4. Load Cell Sensor DS18b20 NodeMcu Esp8266 Konfigurasi NodeMcu Esp8266 Adaptor Diagram Blok Flowchart Sistem Rangkaian NodeMCU ESP8266 Rangkaian Load Cell Rangkaian Sensor DS18b20 Rangkaian LED Indikator Rangkaian Keseluruhan Pengujian NodeMCU Esp 8266 Koneksi Jaringan WI-FI ke NodeMCU Load Cell Tampilan berat 100 gram di handphone dan Timbangan manual Tampilan berat 300 gram di timbangan manual Tampilan berat 300 gram di timbangan manual Pengujian Sensor DS18b20 Tampilan suhu di thermometer dan handphone 34 0C Tampuilan Suhu di thermometer dan handphone 35 0C Tampuilan Suhu di thermometer dan handphone 36 0C Tampilan Fisik Alat. 6 7 8 9 14 15 16 18 18 19 19 20 22 22 24 25. 4.5 4.6 4.7. 4.8 4.9 5.0. 26 28 28. 28 30 30. Universitas Sumatera Utara.

viii. DAFTAR TABEL. Nomor Tabel. 4.1. Judul. Pengujian Mikrokontroler NodeMcu. Halaman. 21. Esp8266 4.2. Pengukuran LED Indikator. 23. 4.3. Hasil titik pengkuran pembanding massa. 27. 4.4. hasil titik pengukuran pembanding suhu. 30. Universitas Sumatera Utara.

ix. DAFTAR LAMPIRAN. Nomor Tabel. Judul. Halaman. 1. Pengujian Berat pada Load Cell. 2. Pengukuran. Berat. pada. 33. Timbangan. 35. Manual 3. Pengujian Sensor suhu. 37. 4. Program. 40. Universitas Sumatera Utara.

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1. Latar Belakang Perkembangan teknologi menyebabkan pekerjaan manusia menjadi lebih mudah pada proses pengerjaanya. Berawal dari kemajuan teknologi di dunia industri hingga kemajuan teknologi di bidang kesehatan. Salah satu peralatan yang ada di bidang kesehatan adalah infus. Infus disebut juga dengan Intravenous Fluid Drops (IVFD), diartikan sebagai jalur masuk cairan melalui pembuluh vena. Meski pada kenyataanya cairan infus memiliki jenis yang macam-macam, sehingga tidak serta merta dikatakan bahwa infus adalah makanan pengganti bagi orang sakit. Pemberian cairan melalui infus adalah pemberian cairan yang diberikan pada pasien yang mengalami pengeluaran cairan atau nutrisi yang berat. Tindakan ini membutuhkan kesterilan mengingat langsung berhubungan dengan pembuluh darah Pasien perawatan medis pemberian cairan infus sangat berguna untuk mendukung serta mempercepat pemulihan kondisi pasien yang sedang dalam masa penyembuhan. Infus bekerja dengan mekanisme keseimbangan tekanan dan dibantu pula oleh gaya gravitasi. Cairan dari infus mengalir dari botol infus ke dalam pembuluh darah karena ada yang disebut dengan tekanan hidrostatik dari cairan dalam kantung infus yang lebih tinggi daripada tekanan di pembuluh darahnya. Penanganan pasien dirumah sakit harus dilayani dengan sebaik mungkin walaupun peningkatan kasus pada kondisi pandemi saat ini pasien sangat meningkat jumlahnya,dengan kondisi ini telah membuat beberapa rumah sakit kurang siap menghadapi peningkatan pasien yang begitu banyak,dikarenakan petugas medis kewalahan. merawat. bahkan. sampai. mengorbankan. waktu. dan. tenaga. yang. berlebih.Menanggapi permasalahan pandemi yang telah mempengaruhi seluruh. aspek kehidupan bermasyarakat seharusnya selain melindugi diri secara pribadi kita juga harus memperhatikan tenaga medis secara khusus,ini bukan hanya tugas pemerintah,semua harus terlibat dan bergotong-royang dalam menyelesaikan masalah yang sangat besar ini .. 1 Universitas Sumatera Utara.

2. Pada kondisi yang sulit ini,kita juga harus fokus terhadap penanganan pasien yang dirawat,karena pasien merupakan individu yang harus mendapatkan perawatan maksimal oleh perawat rumah sakit agar penyakit pasien dapat pulih, untuk mengindefikasi keadaan pasien dapat dilihat melalui dua parameter yaitu pemeriksaan kondisi suhu pasien dan ketersediaan cairan inpus pada pasien hal tersebut harus termonitoring dengan baik oleh perawat atau tim medis yang bekerja. dan .Hal ini untuk menguragi kontak langsung terhadap pasien oleh perawat atau tim medis dan mengurangi pemeriksaan secara lansung yang sangat membantu perawat atau tim medis. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut dibutuhkan suatu sistem yang dapat memmonitoring kondisi suhu dan ketersediaan cairan inpus pasien covid tanpa harus keluar masuk kamar pasien. IoT (Internet Of Things). Semua parameter tersebut dimonitoring menggunakan kontrol menggunakan website. Sistem ini diharapkan dapat memudahkan perawat rumah sakit dalam memonitoring pasien-pasien yang dirawat inap dengan lebih efisien waktu,sistem kerja dan modern. Berdasarkan referensi diatas maka penulis membuat suatu penelitian yang berjudul “RANCANG BANGUN ALAT PEMANTAU SUHU TUBUH DAN KETERSEDIAAN CAIRAN INPUS PADA PASIEN RAWAT INAP BERBASIS IoT” 1.2. Perumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah :. 1. Bagaimana mengimplementasikan mikrokontroller NodeMCU ESP8266 pada sistem elektronika . 2. Bagaimana mengimplementasikan system komunikasi WI-FI sebagai media komunikasi antara sistem elekronika dan website.. 1.3. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :. 1.. Untuk mengetahui prinsip mikrokontroller NodeMCU ESP8266 pada sistem elektronika .. 2.. Untuk mengetahui system komunikasi WI-FI sebagai media komunikasi antara sistem elekronika dan website.. Universitas Sumatera Utara.

3. 1.4. Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah :. 1. Rangakaian mikrokontroller yang di gunakan adalah mikrokontroller NodeM CU ESP8266. 2. Jaringan WI-FI berfungsi sebagai media komunikasi antara sistem rangkaian dengan website. 3. Tidak membahas lebih dalam tentang Penyakit Pasien.. 1.5. Manfaat penelitian Adapun manfaat pengerjaan Tugas akhir ini adalah : 1. Mengaplikasikan Mikrokontroler NodeMCU ESP8266 sebagai pusat dalam sistem elektronika. 2. Mengaplikasikan jaringan WI-FI sebagai media komunikasi antara sistem elekronika dan website membantu pengurangan monitor secara langsung.. Universitas Sumatera Utara.

4. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Pemberian cairan melalui infus adalah pemberian cairan yang diberikan pada pasien yang mengalami pengeluaran cairan atau nutrisi yang berat. Tindakan ini membutuhkan kesterilan mengingat langsung berhubungan dengan pembuluh darah Pasien perawatan medis pemberian cairan infus sangat berguna untuk mendukung serta mempercepat pemulihan kondisi pasien yang sedang dalam masa penyembuhan. Infus bekerja dengan mekanisme keseimbangan tekanan dan dibantu pula oleh gaya gravitasi. Cairan dari infus mengalir dari botol infus ke dalam pembuluh darah karena ada yang disebut dengan tekanan hidrostatik dari cairan dalam kantung infus yang lebih tinggi daripada tekanan di pembuluh darahnya.Penggunaan cairan infus perlu penanganan yang khusus karena harus diketahui ketesedian yang diberikan kepada pasien, pergantian tabung infus tidak boleh terlambat. Waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan satu botol cairan infus berbeda-beda pada tiap pasien, karena tergantung dari penyakit yang diderita. 2.1 Sistem Monitoring Sistem monitoring atau sistem pengawasan adalah cara kerja memantau kerja suatu sistem suatu upaya yang sistematik untuk menetapkan kinerja standar pada perencanaan untuk melihat hasil rancangan sistem umpan balik informasi, untuk membandingkan kinerja aktual dengan standar yang telah ditentukan, untuk menetapkan apakah telah terjadi suatu penyimpangan . Pada sistemnya, data di suatu lingkungan diperoleh dengan menggunakan bantuan sebuah sensor, data tersebut diproses di dalam mikrokontroler dan selanjutnya dikirimkan melalui jaringan internet ke sebuah perangkat lainnya, jadi dapat dilihat perubahannya.Untuk membuat suatu IoT dibutuhkan empat element. Element pertama adalah sensor, contohnya dapat menggunakan sensor berat ,sensor Suhu, kedua adalah pengidentifikasi data yaitu dapat menggunakan NodeMcu ESP8266, ketiga adalah software untuk menampilkan data , contohnya platform thinkspeak dan trakhir adalah koneksi internet.. Universitas Sumatera Utara.

5. 2.2 Sensor Sensor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi besarn listrik berupa tegangan, resistansi dan arus listrik. sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. D Sharon,(1982), mengatakan sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya. 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”. Beberepa 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 kepakaan dua kali dari sensor yang pertama. Linieritas sensor juga mempengaruhi sensitivitas dari sensor. Apabila tanggapannya linier, maka sensitivitasnya juga akan sama untuk jangkauan pengukuran keseluruhan. D. Sharon,dkk. 1982. Manusia diberikan anugerah yang tidak terkira oleh Tuhan berupa pancaindra yang berguna untuk mengetahui segala bentuk kondisi atau kejadian. di. lingkungan hidup manusia.Indra penglihatan (mata) digunakan untuk melihat segala kondisi atau kejadian di lingkungan sekitar. Indra pendengaran (telinga) berguna untuk mendengar segala arah yang ada di lingkungan sekitar. Indra pencium bau/aroma (hidung) berguna untuk mencium bau-bau atau aroma yang ada di lingkungan sekitar. Indra perasa (lidah) berguna untuk merasakan setiap makanan atau minuman yang dikonsumsi, apakah rasanya manis, asin asam, atau pahit Indra perabah (kulit) berguna untuk merasakan/meraba segala benda yang disentuhnya sehingga bentuk suatu benda bisa,sama halnya dengan sensor di dalam bidang elektronika,sensor bekerja mendeteksi perubahan benda menjadi tegangan. (Taufiq. 2010). Universitas Sumatera Utara.

6. 2.3 Sensor Berat (Load Cell) Sensor Berat (Load cell) adalah sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi menjadi energi lainnya yang digunakan untuk mengkonvert suatu gaya menjadi energi listrik. Sensor load cell merupakan sensor yang dirancang untuk mendeteksi tekanan atau berat sebuah beban. Load Cell merupakan alat electromekanik yang pada umumnya disebut Transducer gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja, kemudian merubah gaya mekanik menjadi sinyal listrik.Pada gambar : a) Kabel merah adalah input tegangan sensor. b) Kabel hitam adalah input ground sensor . c) Kabel hijau adalah output positif sensor . d) Kabel putih adalah output ground sensor. Prinsip Kerja Sensor Berat (Load Cell), Selama proses penimbangan akan mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regangan ini dikonversikan 3 kedalam sinyal elektrik oleh strain gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell. (G.Zalusky). Gambar 2.1 Load Cell. 2.4 SENSOR SUHU ( DS18B20) Untuk mendapatkan informasi suhu di suatu tempat ,sensor suhu diperlukan sensor ini menghasilkan tegangan didadarkan pada suhu terukur,salah satu sensor suhu yaitu sensor DS18B20. Pada pengertiannya sensor DS18B20 adalah sensor suhu digital seri terbaru dari Maxim IC (dulu yang buat adalah Dallas Semiconductor, lalu dicaplok oleh Maxim Integrated Products). Sensor ini mampu membaca suhu dengan ketelitian 9 hingga 12-bit, rentang -55°C hingga 125°C dengan ketelitian (+/-0.5°C ). Setiap sensor yang diproduksi memiliki kode unik. Universitas Sumatera Utara.

7. sebesar. 64-Bit. yang. disematkan. pada. masing-masing. chip,. sehingga. memungkinkan penggunaan sensor dalam jumlah besar hanya melalui satu kabel saja (single wire data bus/1-wire protocol). Ini merupakan komponen yang luar biasa, dan merupakan batu patokan dari banyak proyek-proyek data logging dan kontrol berbasis temperatur di luar sana. (Taufiq. 2010). GAMBAR 2.2. SENSOR DS18B20. 2.5 NODEMCU ESP8266 NodeMCU pada dasarnya adalah pengembangan dari ESP 8266 dengan firmware berbasis e-Lua. Pada NodeMcu dilengkapi dengan micro usb port yang berfungsi untuk pemorgaman maupun power supply. Selain itu juga pada NodeMCU di lengkapi dengan tombol push button yaitu tombol reset dan flash. NodeMCU menggunakan bahasa pemorgamanan Lua yang merupakan package dari esp8266. Bahasa Lua memiliki logika dan susunan pemorgaman yang sama dengan c hanya berbeda syntax. Jika menggunakan bahasa Lua maka dapat menggunakan tool Lua loader maupun Lua uploder. 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 Ai- Thinker yang support AT Command.. Universitas Sumatera Utara.

8. Gambar 2.3 NodeMCU ESP8266 NodeMCU berukuran panjang 4.83cm, lebar 2.54cm, dan berat 7 gram. Board ini sudah dilengkapi dengan fitur WiFi dan Firmwarenya yang bersifat opensource. Spesifikasi yang dimliki oleh NodeMCU sebagai berikut : 1. Board ini berbasis ESP8266 serial WiFi SoC (Single on Chip) 2. 2 tantalum capasitor 100 micro farad dan 10 micro farad. 3. 3.3v LDO regulator. 4. Blue led sebagai indikator. 5. Cp2102 usb to UART bridge. 6. Tombol reset, port usb, dan tombol flash. 7. Terdapat 9 GPIO yang di dalamnya ada 3 pin PWM, 1 x ADC Channel, dan pin RX TX 8. 3 pin ground. 9. S3 dan S2 sebagai pin GPIO 10. S1 MOSI (Master Output Slave Input) yaitu jalur data dari master dan masuk ke dalam slave, sc cmd/sc. 11. S0 MISO (Master Input Slave Input) yaitu jalur data keluar dari slave dan masuk ke dalam master. 12. SK yang merupakan SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai. clock.. 13. Pin Vin sebagai masukan tegangan. 14. Built in 32-bit MCU. Universitas Sumatera Utara.

9. Gambar 2. 4 Konfigurasi NodeMCU ESP8266 1. RST : berfungsi mereset modul 2. ADC: Analog Digital Converter. Rentang tegangan masukan 0-1v, dengan skup nilai digital 0-1024 3. EN: Chip Enable, Active High 4.IO16:GPIO16, dapat digunakan untuk membangunkan chipset dari mode deep sleep 5. IO14 : GPIO14; HSPI_CLK 6. IO12 : GPIO12: HSPI_MISO 7. IO13: GPIO13; HSPI_MOSI; UART0_CTS 8. VCC: Catu daya 3.3V (VDD) 9. CS0 :Chip selection 10. MISO : Slave output, Main input 11. IO9 : GPIO9 12. IO10 GBIO10 13. MOSI: Main output slave input 14. SCLK: Clock 15. GND: Ground 16. IO15: GPIO15; MTDO; HSPICS; UART0_RTS 17. IO2 : GPIO2;UART1_TXD 18. IO0 : GPIO0 19. IO4 : GPIO4 20. IO5 : GPIO5 21. RXD : UART0_RXD; GPIO3 22. TXD : UART0_TXD; GPIO1. Universitas Sumatera Utara.

10. 2.6 INTERNET Pada dasarnya jaringan Komputer di internet saling berkomunikasi menggunakan standar protocol yang memungkinkan beragam jaringan komputer dan komputer yang berbeda untuk saling berkomuniksi.Protokol ini secara resmi dikenal sebagai TCP/IP(Transmission Control Protokol/Internet protocol),yang merupakan secara standar untuk mempaketkan dan mengalamatkan data komputer (sinyal elektronik)sehingga data tersebut dapat dikirim kekomputer terdekat atau keliling dunia dan tiba dalam waktu yang cepat tanpa rusak atau hilang. Komputer-komputer dalam internet memiliki program khusus yang memungkinkan berkomunikasi dalam TCP/IP .Saat pengguna memili account di internet,bisa dikatakan user tersebut meminjam tempat pada sebuah computer yang berkomunikasi dengan TCP/IP. Komputer ini memungkinkan banyak orang menggunakan pada saat yang bersamaan, karena tidak mungkin setiap orang bisa duduk di depan Komputer ini secara bersamaan ,bisa digunakan computer pribadi , sebuah saluran telepon. Untuk memindahkan data antara dua komputer yang berbeda dalam suatu jaringan yang terdiri dari banyak komputer, dibutuhkan alamat tujuan dan perantara untuk memindahkan sinyal elektronik pembentuk data secara aman dan langsung. Internet menggunakan protokol untuk menjamin sampainya data secara aman di tempat tujuan. Pada TCP/IP ada dua bagian: TCP (Transmission Control Protocol) dan IP (Internet Protocol). Saat seorang pengguna Internet mengirim sekelompok teks ke mesin lain, TCP/IP mulai bekerja. TCP membagi. teks. tersebut menjadi paket-paket data kecil, menambahkan beberapa informasi (dapat dianggap sebagai pengiriman barang), sehingga komputer penerima memastikan bahwa paket yang diterimanya tidak mengalami kerusakan sepanjang pengiriman. IP menambahkan label yang berisikan informasi alamat pada paket tersebut. N Deretan paket-paket TCP/IP berjalan menuju tujuan yang sama dengan menggunakan berbagai jalur yang berbeda. Sebuah perangkat khusus yang disebut router dipasang di titik persimpangan antar jaringan dan memutuskan jalur mana yang paling efisien yang menjadi langkah berikut dan sebuah paket. Router membantu mengatur arus lalu lintas di Internet dengan membagi beban, sehingga menghindari kelebihan beban pada suatu bagian dari sistem yang ada.. Universitas Sumatera Utara.

11. Saat paket-paket TCP/IP tiba di tempat tujuannya, komputer akan membuka label alamat IP lalu menggunakan daftar pengiriman yang ada pada paket TCP untuk memeriksa apakah ada kerusakan paket yang terjadi selama pengiriman, dan menyusun kembali paket-paket tsb menjadi susunan teks seperti aslinya. Saat komputer penerima menemukan paket yang rusak, komputer tsb akan meminta komputer pengirim untuk mengirim salinan baru dari paket yang rusak. N Sebuah perangkat khusus yang disebut gateway memungkinkan beragam tipe jaringan yang ada di horison elektronik untuk berkomunikasi dengan Internet menggunakan TCP/IP. Gateway menerjemahkan protokol asli jaringan komputer tersebut menjadi TCP/IP dan sebaliknya.Bagi seorang pemakai, Internet hadir seperti jaringan global raksasa yang tidak terbatas, yang langsung merespon jika diminta. Komputer, gateway, router, dan protokol yang membuat ilusi ini bekerja. ( Jack. 2005). 2.7 Thinkspeak ThingSpeak adalah aplikasi dan API Internet 5 of Things (IoT) open-source untuk menyimpan dan mengambil data dari berbagai hal menggunakan protokol HTTP dan MQTT melalui Internet atau melalui Jaringan Area Lokal. ThingSpeak memungkinkan pembuatan sensor aplikasi logging, aplikasi pelacakan lokasi, dan jejaring sosial hal-hal dengan pembaruan status.ThingSpeak awalnya diluncurkan oleh ioBridge pada tahun 2010 sebagai layanan untuk mendukung aplikasi IoT.ThingSpeak memiliki dukungan terintegrasi dari perangkat lunak komputasi numerik MATLAB dari MathWorks , yang memungkinkan pengguna ThingSpeak untuk menganalisis dan memvisualisasikan data yang diunggah menggunakan Matlab tanpa memerlukan pembelian lisensi Matlab dari Mathworks.ThingSpeak memiliki hubungan dekat dengan Mathworks , Inc. Faktanya, semua dokumentasi ThingSpeak dimasukkan ke dalam situs dokumentasi Matlab Mathworks dan bahkan mengaktifkan akun pengguna Mathworks terdaftar sebagai kredensial login yang valid di situs web ThingSpeak. Persyaratan layanan dan kebijakan privasi ThingSpeak.com adalah antara pengguna yang setuju dan Mathworks, Inc. (Dedeng, Hirawan). Universitas Sumatera Utara.

12. 2.8 IoT (Internet of Things) Internet of Things (IoT) adalah sebuah konsep/skenario dimana suatu objek yang. memiliki kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan tanpa memerlukan interaksi manusia ke manusia atau manusia ke komputer. IoT telah berkembang dari konvergensi. teknologi. nirkabel,. microelectromechanical. systems(MEMS),. dan. Internet.Sejauh ini, IoT paling erat hubungannya dengan komunikasi machine-to-machine (M2M) di bidang manufaktur dan listrik, perminyakan, dan gas. Produk dibangun dengan kemampuan komunikasi M2M yang sering disebut dengan sistem cerdas atau "smart".(contoh: smart label, smart meter, smart grid sensor). Meskipun konsep ini kurang populer hingga tahun 1999, namun IoT telah dikembangkan selama beberapa dekade. Alat Internet pertama, misalnya, adalah mesin Coke di Carnegie Melon University di awal 1980-an. Para programer dapat terhubung ke mesin melalui Internet, memeriksa status mesin dan menentukan apakah ada atau tidak minuman dingin yang menunggu mereka, tanpa harus pergi ke mesin tersebut. Istilah IoT (Internet of Things) mulai dikenal tahun 1999 yang saat itu disebutkan pertama kalinya dalam sebuah presentasi oleh Kevin Ashton, cofounderand executive director of the Auto-ID Center di MITSecara garis. besar, Internet of Things atau IoT adalah teknologi komunikasi antar mesin dengan menggunakan koneksi internet. Bentuk komunikasi pintar. ini. juga. disebut Machine-to-Machine (M2M) dengan manusia sebagai pengelola dan penggunanya. Seperti halnya handphone bisa menjadi smartphone karena. terkoneksi. dengan internet, mesin dan peralatan usaha juga bisa menjadi pintar karena terkoneksi dengan internet. Mesin di pabrik, peralatan perbankan, kamera keamanan di ruang publik, bahkan sensor di ladang pertanian,. semua. bisa. menjadi smart devices. (P.Sekar). 2.9 Adaptor Secara umum Adaptor adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah tegangan AC (arus bolak-balik) yang tinggi menjadi tegangan DC (arus searah) yang lebih rendah.Seperti yang kita tahu bahwa arus listrik yang kita gunakan di rumah, kantor dll, adalah arus listrik dari PLN ( Perusahaan Listrik Negara ) yang didistribusikan dalam bentuk arus bolak-balik atau AC sehingga perlunyaadaptor.. Universitas Sumatera Utara.

13. Peralatan elektronika yang kita gunakan hampir sebagian besar membutuhkan arus DC dengan tegangan yang lebih rendah untuk pengoperasiannya. Oleh karena itu diperlukan sebuah alat atau rangkaian elektronika yang bisa merubah arus dari AC menjadi DC serta menyediakan tegangan dengan besar tertentu sesuai yang dibutuhkan. Rangkaian yang berfungi untuk merubah arus AC menjadi DC tersebut disebut dengan istilah DC Power suply atau adaptor . Secara garis besar, pencatu daya listrik dibagi menjadi dua macam, yaitu pencatu daya tak distabilkan dan pencatu daya distabilkan. Pencatu daya tak distabilkan merupakan jenis pencatu daya yang paling sederhana. Pada pencatu daya jenis ini, tegangan maupun arus keluaran dari pencatu daya tidak distabilkan, sehingga berubah-ubah sesuai keadaan tegangan masukan dan beban pada keluaran. Pencatu daya jenis ini biasanya digunakan pada peranti elektronika sederhana yang tidak sensitif akan perubahan tegangan. Pencatu jenis ini juga banyak digunakan pada penguat daya tinggi untuk mengkompensasi lonjakan tegangan keluaran pada penguat. Pencatu daya distabilkan pencatu jenis ini menggunakan suatu mekanisme lolos balik untuk menstabilkan tegangan keluarannya, bebas dari variasi tegangan masukan, beban keluaran, maupun dengung. Ada dua jenis yang digunakan untuk menstabilkan tegangan keluaran.Rangkaian adaptor ini ada yang dipasang atau dirakit langsung pada peralatan elektornikanya dan ada juga yang dirakit secara terpisah. Untuk adaptor yang dirakit secara terpisah biasanya merupakan adaptor yang bersipat universal yang mempunyai tegangan output yang bisa diatur sesuai kebutuhan, misalnya 3 Volt, 4,5 Volt, 6 Volt, 9 Volt,12 Volt dan seterusnya. Namun selain itu ada juga adaptor yang hanya menyediakan besar tegangan tertentu dan dipetuntukan untuk rangkaian elektronika tertentu misalnya adaptor laptop dan adaptor monitor.Fungsi adaptor adalah Seperti yang sudah dijelaskan pada uraian di atas bahwa adaptor adalah sebuah rangkaian elektonika yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC dengan besar tegangan tertentu sesuai yang dibutuhkan pada alat elektronika yang digunakan,dalam pengunaannya dapat dilihat dari tegangannya yang berbeda setiap keperluannya. . Pada sebuah adaptor terdapat beberapa bagian atau blok yaitu trafo (transformator), rectifier (penyearah) dan filter.Trafo ( Transformator )Adalah. Universitas Sumatera Utara.

14. sebuah komponen yang berfungsi untuk menurunkan atau menaikan tegangan AC sesuai kebutuhan. Pada sebuah adaptor, trafo yang digunakan adalah trafo jenis step down atau trafo penurun tegangan.Trafo tediri dari 2 bagian yaitu bagian primer dan bagian sekunder, pada masing-masing bagian terdapat lilitan kawat email yang jumlahnya berbeda. Untuk trafo step-down, jumlah lilitan primer akan lebih banyak dari jumlah sekunder. Lilitan Primer merupakan input dari pada Transformator sedangkan Output-nya adalah pada lilitan sekunder. Meskipun tegangan telah diturunkan, output dari Transformator masih berbentuk arus bolakbalik (arus AC) yang harus diproses selanjutnya.Lihat gambar 2.5 di bawah.. Gambar 2.5 Adaptor. Universitas Sumatera Utara.

15. BAB 3 METODE PENELITIAN. 3.1 Diagram Blok Diagram blok merupakan diagram dari sebuah sistem dimana bagian utama atau fungsi diwakili oleh blok dan dihubungkan dengan garis yang menunjukkan hubungan dari blok. Diagram blok menyatakan hubungan yang berurutan dari satu atau lebih komponen yang memiliki kesatuan kerja dan mempengaruhi komponen yang lainnya. Dalam tugas akhir ini sistem terdiri atas blok diagram yang terlihat pada gambar 3.1. Adaptor. NodeMCU Pc/Android. Sinyal wifi. Load Cell. ESP8266 Sensor suhu. Gambar 3.1 Diagram Blok Dari gambar 3.1 diatas, merupakan gambar diagram blok dari seluruh sistem yang akan dirancang dimana terdiri dari beberapa masukan (Blok Input), proses (Blok Proses) dan keluaran (Blok Output). Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa Sistem monitoring ini menggunakan mikrokontroller NodeMCU ESP8266 yang dimana NodeMCU ESP8266 ini berfungsi sebagai pengolah data, dan juga penerima jaringan WI-FI yang dipancarkan oleh sebuah sistem jaringan WI-FI. Sensor Load Cell bekerja untuk mendeteksi berat pada wadah cairan inpus dan sensor suhu mendeteksi tubuh pasien jika terjadi perubahan,dan otomatis data dikirimkan dan dapat dilihat melalui Android/Komputer.. Universitas Sumatera Utara.

16. 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.Lihat gambar 3.2 Star t. Inisialisa si. Periksa koneksivitas WiFi. Apakah WiFi. T. LED merah. terhubung Y LED hijau. Periksa jaringan internet. Apaka h. T. internet terhubun g. LED merah. Y A. Universitas Sumatera Utara.

17. A. Baca Sensor Load Cell. Kirim ke website. Apakah nilai =. Beritahu ke website. Y. infus hampir. 100 gr. T Baca sensor Ds18b20. Apakah nilai sensor Ds18b20. Y. Beritahu ke website bahwa suhu. En d. Gambar 3.2 Flowchart System. Universitas Sumatera Utara.

18. 3.3 Gambar Rangkaian 3.3.1 Rangkaian NodeMCU ESP8266 Rangkaian ini terdiri dari papan minimum~system mikrokontrol open~source NodeMCU ESP8266.Konektor USB mikrokontrol akan terhubung ke port USB komputer sebagai keluaran dari rangkaian. Rangkaian NodeMCU ESP8266 ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada .. Gambar 3.3 Rangkaian NodeMCU ESP8266 3.3.2 Rangkaian Sensor Load Cell Rangkaian ini berfungsi untuk mengukur berat cairan pada inpus.Pin yang terhubung adalah pin dari D5 NodeMCU terhubung ke DT dari HX711,pin D6 NodeMCU terhubung ke SCK dari HX711, pin GND NodeMCU terhubung ke GND Hx711,pin E+ Hx711 terhubung ke kabel merah dari load cell,pin E-Hx711ke kabel hitam dari load cell,pin A- Hx711 terhubung ke kabel hijau load cell,pin A+ Hx711 terhubung ke kabel putih .Lihat pada gambar 3.4 di bawah.. Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Load Cell. Universitas Sumatera Utara.

19. 3.3.3 Rangkain Sensor Ds18b20 Rangkaian ini berfungsi untuk mengukur suhu .Pin yang terhubung adalah pin D4 dari NodeMCU ke DT sensor Da18b20, pin GND dari NodeMCU ke GND sensor Da18b20, pin Vcc dari NodeMCU ke Vcc sensor Da18b20.Lihat pada gambar 3.5. Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Ds18b20. 3.3.4 Rangkaian Led Indikator Rangkaian ini berfungsi sebagai indikator Pengaktifan alat wifi dan internet .Pin NodeMCU D0 terhubung ke kaki positif led 1,pin NodeMCU D1 terhubung ke kaki positif led 2,pin NodeMCU D2 terhubung ke kaki pisitif led 3,dan Pin NodeMCU D3 terhubung ke kaki positif led 4 dan pin GND NodeMCU dihubungkan ke kaki seluruh Kaki GND led. Lihat pada gambar 3.6. Gambar 3.6 Rangkaian Led Indikator. Universitas Sumatera Utara.

20. 3.3.5 Rangkaian Keseluruhan Rangkaian ini adalah rangkaian dari keseluruhan yang berfungsi untuk mengopraikan seluruh sistem.Lihat pada gambar 3.7. Gambar 3.7 Rangkaian Keseluruhan. Universitas Sumatera Utara.

21. BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGAKAIAN. 4.1. Pengujian Mikrokontroler NodeMCU ESP8266 Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroler NodeMCU ESP8266. telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian dengan melakukan pengukuran tegangan keluaran pada NodeMCU ESP8266.Lihat gambar di bawah.. Tabel 4.1 Pengukuran Pin Mikrokontroler NodeMCU ESP8266 No Pin. Tegangan keluaran (Volt). A0. 0,0. G. 0,0. VU. 5,01. S3. 0,0. S2. 0,0. S1. 0,0. SC. 0,0. S0. 0,0. SK. 3,97. G. 0,0. 3V. 3,02. EN. 0,78. RST. 0,86. G. 0,0. Universitas Sumatera Utara.

22. VIN. 0,0. 3V. 3,01. G. 0,0. TX. 3,95. RX. 3,95. D8. 3,95. D7. 3,94. D6. 3,96. D5. 3,96. G. 0,0. 3V. 3,02. D4. 0,01. D3. 0,01. D2. 0,01. D1. 0,0. D0. 4,95. Gambar 4.1 Pengujian NodeMCU. Universitas Sumatera Utara.

23. 4.2. Pengujian Koneksi WI-FI NodeMCU ESP8266 ke Android Pada pengujian ini dilakukan proses koneksi antara sistem alat dengan. smartphone android, yang dimana pengkoneksian dilakukan dengan menggunakan sistem komunikasi WI-FI yang dipancarkan oleh sumber jaringan WI-FI lokal. Tahapan yang harus dilakukan ialah menghidupkan sistem alat sehingga jaringan WI-FI dan NodeMCU ESP8266 dapat terkoneksi.Pada sistem alat hanya akan tersambung jika perangkat Wi-Fi yang dideteksi bernama Penelitian dan kata sandi yaitu 123456789 diluar ini jaringan Wi-Fi tidak terhubung.Lihat gambar 4.2. Gambar 4.2 Pengujian Koneksi jaringan WI-FI ke NodeMCU ESP8266. 4.3. Pengujian Led indikator Pada tahap ini pengujian led indikator berfungsi untuk melihat jalannya. sistem alat dan konektivitas jaringan internet. Tabel 4.2 Pengujian Led Indikator Warna Led 1. led merah menyala. Menandakan Catu daya terhubung. 2 led merah menyala. Jaringan Wi-Fi terputus. 1 led merah ,1 led hijau. Jaringan W-fi terhubung namun. (menyala bersamaan). jaringan internet terputus. 2 led menyala bersamaan. Jaringan W-fi terhubung namun jaringan internet terputus. Universitas Sumatera Utara.

24. 4.4. Pengujian Sensor Berat (Load Cell) Pada tahap ini dilakukan pengujian sensor Ds18b20 atau sensor yang. mendeteksi suhu .Lihat gambar 4.3. Gambar 4.3 Gambar Pengujian Sensor Load Cell. 4.4.1. Parameter berat 100 Gram Dari hasil pengujian rancang bangun alat ini penulis menguji dan membandingkan dengan pengukuran sensor Load Cell dengan timbangan manual,dari hasil tampilan yang ada dilayar handphone (aplikasi thingspeak), kemudian dibandingkan dengan tampilan pada timbanagn manual. Berikut ini.Lihat gambar 4.4. (1). Universitas Sumatera Utara.

25. (2) Gambar 4.4. Tampilan Berat 101 Gram di Handphone(1) dan 100 Gram di Timbangan (2) Dari hasil pengujian diparameter 100 Gram dapat dilihat gambar 4.4 menunjukan hasil berat yang diukur melalui sensor load Cell pada gambar( I ) bernilai 101 Gram ditampilkan di layar monitor . Kemudian untuk gambar ( 2) menunjukan berat yang telah diukur melaui timbangan manual yaitu 100 Gram.. 4.4.2. Parameter berat 300 Gram Dari hasil pengujian rancang bangun alat ini penulis menguji dan membandingkan dengan pengukuran sensor Load Cell dengan timbangan manual,dari hasil tampilan yang ada dilayar handphone (aplikasi thingspeak), kemudian dibandingkan dengan tampilan pada timbanagn manual. Berikut ini.Lihat gambar 4.5. (1). Universitas Sumatera Utara.

26. (2). Gambar 4.5. Tampilan Berat 300 Gram di Handphone (1) dan 300 Gram di Timbangan (2). 4.4.3. Parameter berat 500 Gram Dari hasil pengujian rancang bangun alat ini penulis menguji dan membandingkan dengan pengukuran sensor Load Cell dengan timbangan manual,dari hasil tampilan yang ada dilayar handphone (aplikasi thingspeak), kemudian dibandingkan dengan tampilan pada timbanagn manual. Berikut ini.Lihat gambar 4.6. (1). Universitas Sumatera Utara.

27. (2) Gambar 4.6. Tampilan Berat 501 Gram di Handphone (1) dan 500 Gram di Timbangan (2) Berikut ini adalah beberapa hasil titik pengukuran antara timbangan manual dengan Sensor load cell, sensor yang telah dimonitor mulai dari 100 Gram-500 Gram : Table 4.3 Hasil Titik pengukuran Pembanding massa Pada Timbangan Manual. Alat. 100 Gram. 101 gram. 200 Gram. 202 gram. 300 Gram. 305 Gram. 400 Gram. 401 Gram. 500 Gram. 501 gram. Setelah dilakukan analisa dibeberapa titik pengukuran berat melalui timbangan manual dengan sensor Load Cell, yang didapat adalah pembacaan berat tidak jauh berbeda yaitu mencapai maksimal 5 Gram.. Universitas Sumatera Utara.

28. 4.5 Pengujian Sensor Ds18b20 Pada tahap ini dilakukan pengujian sensor Ds18b20 atau sensor yang mendeteksi suhu .. Gambar 4.7 . Pengujian Sensor Ds18b20. 4.5.1. Parameter Suhu 34 ° C. Gambar 4.8 . Tampilan Suhu di Thermoter dan Sensor Ds18b20 di Handphone. Dari hasil pengujian pada titik suhu 34°C ,pada Thermoter bernilai 34,5 °C Sedangkan pada layar Handphnoe 34 °C .. Universitas Sumatera Utara.

29. 4.5.2. Parameter Suhu 35 ° C. Gambar 4.9. Tampilan Suhu di Thermoter dan Sensor Ds18b20 di Handphone Dari hasil pengujian pada suhu 35°C ,pada Thermoter bernilai 35,1 °C Sedangkan pada layar Handphnoe 35 °C. 4.5.3. Parameter Suhu 36 ° C. Gambar 5.0. Tampilan Suhu di Thermoter dan Sensor Ds18b20 di Handphone Dari hasil pengujian pada suhu 36°C ,pada Thermoter bernilai 36,1 °C Sedangkan pada layar Handphnoe 36 °C Berikut ini adalah beberapa hasil titik pengukuran suhu antara Thermoter dengan , Sensor Ds18b20 di Handphone, 36.1°C sampai dengan 36°C :. Universitas Sumatera Utara.

30. Table 4.4 Hasil Titik pengukuran Pembanding pada suhu Thermometer. Alat. 34,4°C. 34°C. 34,8°C. 34°C. 35,7°C. 35°C. 36.0°C. 36°C. 36,1°C. 36°C. Setelah dilakukan analisa dibeberapa titik pengukuran Suhu melalui Thermometer dengan sensor Sensor Ds18b20 melaui Handphone, yang didapat adalah pembacaan suhu tidak jauh berbeda tidak melebihi 1°C.. 4.6 Tampak Fisik Alat Rancangan alat yang telah dibentuk bekerja secara keseluruhan,Led indikator menunjukan kerjanya dengan mengaktifkan warna hijau dan merah ketika jaringan Wi-fi dan Jaringan Internet terputus,sensor Load cell mengukur berat benda yang dideteksinya dan Sensor suhu mengukur suhu yang dideteksinya dengan sistem keseluruhan dan dikirim ke Thinkspeak dan ditampilakan melalui Handphone maupun komputer.Lihat gambar 4.8. Gambar 4.8 Tampak Fisik Alat. Universitas Sumatera Utara.

31. Didalam arsitektur protokol internet yaitu TCP/IP, terdapat bebarapa lapisan protokol yang berguna untuk protokol yang mengatur komunikasi data dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan internet yang akan memastikan pengiriman data sampai ke alamat yang dituju. Lapisan ini terdiri dari: a. Protokol lapisan aplikasi: bertanggung jawab untuk menyediakan akses kepada aplikasi terhadap layanan jaringan TCP/IP. Protokol ini mencakup protokol Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), Domain Name System (DNS), Hypertext Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP), Telnet, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Simple Network Management Protocol (SNMP), dan masih banyak protokol lainnya. Dalam beberapa implementasi stack protokol, seperti halnya Microsoft TCP/IP, protokol-protokol lapisan aplikasi berinteraksi dengan menggunakan antarmuka Windows Sockets (Winsock) atau NetBIOS over TCP/IP (NetBT). b. Protokol lapisan antar-host: berguna untuk membuat komunikasi menggunakan sesi koneksi yang bersifat connection-oriented atau broadcast yang bersifat connectionless. Protokol dalam lapisan ini adalah Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol (UDP). c. Protokol lapisan internetwork: bertanggung jawab untuk melakukan pemetaan (routing) dan enkapsulasi paket-paket data jaringan menjadi paket-paket IP. Protokol yang bekerja dalam lapisan ini adalah Internet Protocol (IP), Address Resolution Protocol (ARP), Internet Control Message Protocol (ICMP), dan Internet Group Management Protocol (IGMP). d. Protokol. lapisan. antarmuka. jaringan:. bertanggung. jawab. untuk. meletakkan frame-frame jaringan di atas media jaringan yang digunakan. TCP/IP dapat bekerja dengan banyak teknologi transport, mulai dari teknologi transport dalam LAN (seperti halnya Eternet dan Token Ring), MAN dan WAN (seperti halnya dial-up modem yang berjalan di atas Public Switched Telephone Network (PSTN), Integrated Services Digital Network (ISDN), serta Asynchronous Transfer Mode (ATM)).. Universitas Sumatera Utara.

32. Di alat rancang ini, protokol yang digunakan adalah TCP/IP dengan berbasis server-client. Klien-server atau client-server merupakan sebuah paradigma dalam teknologi informasi yang merujuk kepada cara untuk mendistribusikan aplikasi ke dalam dua pihak: pihak klien dan pihak server. Arsitektur IoT yang dipakai terdiri dari sebuah web server atau HTTP Server yang berguna untuk menerima data sensor melalui protokol HTTP serta berfungsi untuk memberikan response berupa HTML ke web browser sebagai tampilan data sensor. Platform HTTP server yang digunakan ialah Thingspeak dimana HTTP server ini bertindak sebagai pihak server sesuai penjelasan paragraph 2, sedangkan pihak klient ialah NodeMCU. Pada rancang bangun alat ini, Wifi adalah lapisan antarmuka jaringan yang akan terhubung ke Default gateway atau sebagai gerbang ke internet (sebuah perangkat yang mempunyai akses ke internet seperti smartphone android, router dan lain-lain). Sesuai penjelasan di paragraph 1, untuk dapat tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain dalam contoh kasus ini ialah NodeMCU ke HTTP Server melalui protokol pada lapisan aplikasi yaitu HTTP, maka lapisan lainnya harus terhubung/ter-mantap-kan.Pertama-tama lapisan antarmuka jaringan harus terhubung. NodeMCU akan menghubungkan ke Wifi yang mempunyai akses internet. Jika tidak ada Wifi yang terdeteksi, maka NodeMCU memberikan indikasi berupa LED dimana NodeMCU akan mengirim sinyal digital “HIGH” ke pin LED 1 warna merah dan “LOW” ke pin LED 2 warna hijau. Jika Wifi terdeteksi maka sebaliknya untuk pengiriman sinyal digital ke pin yang terhubung ke LED. Pemeriksaan akan terus dilakukan hingga wifi terhubung, jika tidak terhubung, maka tidak akan dilanjutkan ke langkah selanjtunya.Setelah Wifi terhubung atau lapisan bawah (antarmuka jaringan) TCP\IP ter-mantap-kan dengan router penyedia gerbang internet, maka selanjutnya memeriksa apakah router tersebut mempunyai akses ke internet. Pemeriksaan dilakukan dengan memantapakan lapisan internework dan antarhost ke server Google, setelah itu me-request http ke HTTP server Google (lapisan aplikasi), jika response berhasil (200 OK), maka dapat dipastikan router tersebut mempunyai akses ke internet. Indikator apakah ada akses ke internet atau tidak sama seperti pemeriksaan jaringan Wifi diatas. Pemeriksaan akan terus dilakukan hingga internet terhubung,. Universitas Sumatera Utara.

33. jika tidak terhubung, maka tidak akan dilanjutkan ke langkah selanjtunya. Selanjutnya, NodeMCU membaca nilai dari sensor Loadcell dan Suhu. Pembacaan tersebut akan dikirim ke server HTTP Thingspeak melalui protokol HTTP. Sebelumnya lapisan internework dan antarhost ke server Thingspeak sudah terhubung.Setelah data sudah sampai ke HTTP Server, maka sistem internal dari platform Thingspeak akan mengubah data tersebut ke bentuk antarmuka grafik dan tampilan yang siap di lihat oleh user yang mengakses web server tersebut. Di server thingkspeak tersebut juga menyediakan kontrol data seperti percabangan. Dipercabangan tersebut, jika data sensor suhu diatas 37 0C, maka sistem memberikan alarm bahwa suhu pasien melewati batas keawajaran. Begitu juga dengan nilai sensor load cell, jika nilai dibawah 100 g, maka sistem memberikan alarm bahwa berat impus hampir habis. Alarm tersebut berupa tampilan di web browser.. Universitas Sumatera Utara.

34. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN. 5.1. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan. yaitu Sistem Prototipe yang dirancang telah dapat bekerja seperti yang telah direncanakan. 1.. NodeMCU ESP8266 berfungsi sebagai pengontrol, penerima data, dan pengolah data serta penerima sinyal WI-FI yang dapat terkoneksi dengan android/PC .. 2.. Sensor Load Cell befungsi sebagai sensor berat mendeteksi ketersedian cairan inpus dan sensor Db18b20s sebagai sensor suhu yang dikirimkan melalui sistem komunikasi WI-FI sebagai media komunikasi antara sistem elektronika dengan website.. 5.2. Saran Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat. dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut agar persen kesalahan alat ini lebih kecil, yaitu : 1.. Sebaiknya rancang bangunalat ini bisa dikembangkan lebih baik lagi.. 2.. Sebaiknya jaringan internet yang digunakan mengunkan data internet yang baik agar hasil pengiriman data dikirim ke website lebih cepat. Universitas Sumatera Utara.

35. DAFTAR PUSTAKA. Arief, M. Rudyanto. 2011.“ Pemograman Web Dinamis Menggunakan PHP danMySQL”. Penerbit C.V ANDI OFFSET: Yogyakarta. D. Sharon,dkk. 1982. Principles of Analysis Chemistry. New York : Harcourt Brace College Publisher. Febrian, Jack. 2002.” Menggunakan Internet”. Penerbit Informatika: Bandung. G.Zalusky,"LoadCell and Weight,"AmericanModuleH,[Online].Available:http://www.ricelake.com/en-us/load-cells-weigh- modules. Kadir,Abdul.2015.”from Zero To A Pro Arduino”.Pernerbit Andi : Jogjakarta Kristanto, Philip. 2018."Alat dan Ukur Teknik Pengukuran”. Penerbit C.V ANDIOFFSET:Yogyakarta M. F. W. Dedeng Hirawan, "Majalah Ilmiah Unikom," Implementasi KunciPintar BerbasisSmartphone Android. P.Sekar, "Dunia Digital era Internet Of Things,"[Online].Available:http://marketing.co.id/era-internet-things. S. Racmad, 2006.” Mikrokontroler.” Yogyakarta: Graha Ilmu. Simarmata, Janner. 2010.” Rekaya WEB”. Penerbit C.V ANDI OFFSET:Yogyakarta. Zarlis H,Mohmmad.2008.”Algoritma dan Pemrograman: Teori dan prakatikdalam Pascal Edisi Kedua ”.USU Press:Medan .. Universitas Sumatera Utara.

36. LAMPIRAN GAMBAR: 1. Pengujian Berat pada Load Cell. Universitas Sumatera Utara.

37. Universitas Sumatera Utara.

38. 2 .Pengukuran Berat pada Timbangan Manual. Universitas Sumatera Utara.

39. Universitas Sumatera Utara.

40. 3.Pengujian Sensor suhu. Universitas Sumatera Utara.

41. Universitas Sumatera Utara.

42. Universitas Sumatera Utara.

43. LAMPIRAN PROGRAM : #include <ESP8266WiFi.h> #include <WiFiClient.h> #include <ESP8266HTTPClient.h> #include <PubSubClient.h> #include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> #include "HX711.h" // MODE HTTP #define HTTP 1 // OR MQTT //DONT DEFINE HTTP // Mode debug //#define DEBUG 1 #ifdef DEBUG #define print_(n) Serial.println(n) #endif #ifndef DEBUG #define print_(n) #endif /* * Configuration for pin */ #define WIFI_CONNECTED_LED_PIN D0 #define WIFI_UNCONNECTED_LED_PIN D1 #define INTERNET_CONNECTED_LED_PIN D2 #define INTERNET_UNCONNECTED_LED_PIN D3 #define DS_DT #define DOUT #define CLK. D4 D5 D6. /* * Wifi and Internet checking interval */ unsigned long lastTime = 0; unsigned long timerDelay = 10000; // 7 seconds /* * Wifi SSID and PASSWORD */ = "Penelitian"; const char *ssid const char *password = "123456789";. Universitas Sumatera Utara.

44. / Ready for sending sensor value to website * after checking wifi and internet connection */ int readySending = 1; /* * Hx711 load cell init */ HX711 scale(DOUT, CLK); float calibration_factor = 1067.90; int GRAM; /* * Dallas temperature sensor pin init, address for sensor */ OneWire oneWire(DS_DT); DallasTemperature dallasSensor(&oneWire); DeviceAddress dallasSensorAddress = { 0x28, 0x3F, 0xA5, 0x07, 0xD6, 0x01, 0x3C, 0xA1 }; /* * Detecting high rate of change of hx711 */ int slopeValue = 10; int tempGRAM = 0; /* * Wifi object instances */ WiFiClient ESPClient; /* * HTTP MODE */ //========================================================= ======================================= /* * Website config, API */ #ifdef HTTP #define API_KEY "3QIIGJRRVX2VUE69" #define SERVER_IP "api.thingspeak.com" #endif #define GOOGLE_SERVER "www.google.com". Universitas Sumatera Utara.

45. // Http Instance HTTPClient http; /* * Check internet connection by sending HTTP REQUEST to www.google.com * return 1 -> sucesss (response 200) * return 0 -> failed */ int checkInternet() { http.begin(ESPClient, "http://" GOOGLE_SERVER); int httpResponseCode = http.GET(); if (httpResponseCode>0) { print_("[HTTP GET] HTTP Response code: " + String(httpResponseCode)); print_("[HTTP GET] Internet connected!"); http.end(); return 1; } else { print_("[HTTP GET] Error code: " + String(httpResponseCode)); print_("[HTTP GET] Internet doesn't connected!"); http.end(); return 0; } } #ifdef HTTP /* * Sending data to website * return 1 -> success (200) * return 0 -> failed */ int sendDataToWebsite(String field, int value){ print_("[HTTP POST] begin..."); http.begin(ESPClient, "http://" SERVER_IP "/update.json"); http.addHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded"); print_("[HTTP POST] POST..."); int httpCode = http.POST("api_key=" API_KEY "&" + field + "=" + String(value)); if (httpCode > 0) { print_("[HTTP POST] POST... code:" + String(httpCode)); if (httpCode == HTTP_CODE_OK) { print_("[HTTP POST] POST success"); http.end(); return 1; }. Universitas Sumatera Utara.

46. } else { print_("[HTTP POST] POST... failed, error"); return 0; } return 0; } #endif //========================================================= =======================================. /* * MQTT MODE */ //========================================================= ======================================= #ifndef HTTP // Template data json String jsonHx711 = "{\"hx711\":{\"value\":"; String jsonDallas = "},\"dallas\":{\"value\":"; String jsonSLope = "},\"slope\":{\"value\":"; //DONT REMEMBER PARANTHESE IN THE END OF JSON STRING!! const char* MQTTServer = "broker.emqx.io"; const char* MQTTClientID = ""; const char* MQTTUsername = ""; const char* MQTTPassword = ""; int MQTTPort = 1883; // MQTT instance PubSubClient MQTTClient(ESPClient); /* * Setup mqtt server, username, password */ void SetupMQTT() { MQTTClient.setServer(MQTTServer, MQTTPort); while (!MQTTClient.connected()) { if (!MQTTClient.connect(MQTTClientID, MQTTUsername, MQTTPassword)) { print_("[MQTT] MQTT not Connected to " + String(MQTTServer)); print_("[MQTT] Trying connecting ... "); delay(1000); } print_("[MQTT] MQTT Connected to " + String(MQTTServer)); } }. Universitas Sumatera Utara.

47. int sendDataToMQTTBroker(String data){ MQTTClient.publish("/sensor", data.c_str()); return 1; } #endif //========================================================= ======================================= void setup() { /* * Initialization */ WiFi.begin(ssid, password); // MQTT MODE #ifndef HTTP SetupMQTT(); #endif Serial.begin(115200); /* * WIFI STATUS LED PIN INIT */ pinMode(WIFI_CONNECTED_LED_PIN, OUTPUT); pinMode(WIFI_UNCONNECTED_LED_PIN, OUTPUT); pinMode(INTERNET_CONNECTED_LED_PIN, OUTPUT); pinMode(INTERNET_UNCONNECTED_LED_PIN, OUTPUT); digitalWrite(WIFI_CONNECTED_LED_PIN, LOW); digitalWrite(WIFI_UNCONNECTED_LED_PIN, HIGH); digitalWrite(INTERNET_CONNECTED_LED_PIN, LOW); digitalWrite(INTERNET_UNCONNECTED_LED_PIN, HIGH); /* * HX 711 initialization */ scale.set_scale(); scale.tare(); scale.set_scale(calibration_factor); /* * Dallas temperatuer sensor initialization */ dallasSensor.begin(); /* * Waiting for all module. Universitas Sumatera Utara.

48. */ delay(1000); } void loop() { /* * Repeat for 7 seconds */ if ((millis() - lastTime) > timerDelay) { /* * Check Wifi availability */ print_("[WIFI] Connecting ....."); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED){ /* * Turn on WIFI and INTERNET LED PIN for diconnected */ yield(); digitalWrite(WIFI_CONNECTED_LED_PIN, LOW); digitalWrite(WIFI_UNCONNECTED_LED_PIN, HIGH); digitalWrite(INTERNET_CONNECTED_LED_PIN, LOW); digitalWrite(INTERNET_UNCONNECTED_LED_PIN, HIGH); print_("[WIFI] Wifi doesn't connected!"); delay(2000); } /* * Turn on WIFI LED PIN for connected */ digitalWrite(WIFI_CONNECTED_LED_PIN, HIGH); digitalWrite(WIFI_UNCONNECTED_LED_PIN, LOW); print_("[WIFI] Connected to WiFi network with IP Address: " + WiFi.localIP()); /* * Check Wifi availability */ if (checkInternet()){ readySending = 1; digitalWrite(INTERNET_CONNECTED_LED_PIN, HIGH); digitalWrite(INTERNET_UNCONNECTED_LED_PIN, LOW); } else { readySending = 0; digitalWrite(INTERNET_CONNECTED_LED_PIN, LOW); digitalWrite(INTERNET_UNCONNECTED_LED_PIN, HIGH); } lastTime = millis(); }. Universitas Sumatera Utara.

49. /* * Sending to website */ if (readySending){ /* * Sensor load cell hx711 */ GRAM = scale.get_units(), 4; print_("[HX711] >> " + String(GRAM)); //send to website /* * MODE HTTP */ #ifdef HTTP if (sendDataToWebsite("field1", (GRAM))){ print_("[HX711] SUCCESS FOR HX711"); } else{ print_("[HX711] FAILED FOR HX711"); } /* * MODE MQTT */ #else #endif /* * Sensor dallas temperature */ print_("[DALLAS] Requesting temperatures..."); dallasSensor.requestTemperatures(); print_("[DALLAS] DONE"); int dallasSensorValue = dallasSensor.getTempC(dallasSensorAddress); print_("[DALLAS] >> " + String(dallasSensorValue)); //send to website /* * MODE HTTP */ #ifdef HTTP if (sendDataToWebsite("field2", dallasSensorValue)){ print_("[DALLAS] SUCCESS FOR DALLAS"); }else{ print_("[DALLAS] FAILED FOR DALLAS");. Universitas Sumatera Utara.

50. } /* * MODE MQTT */ #else #endif /* * Detecting slope of value for loadcell (hx711 output) */ // GRAM - tempGRAM = d int slope = (GRAM - tempGRAM); print_("[HX711] Slope: " + String(slope)); /* * MODE HTTP */ #ifdef HTTP // If slope is greater that X, then send notif if (slope > 10){ print_("[HX711] High rate of change is greater than " + String(slopeValue)); // send to website // if fail then if (sendDataToWebsite("field3", 100)){ print_("[SLOPE] SUCCESS FOR HIGH SLOPE"); } else { print_("[SLOPE] FAILED FOR HIGH SLOPE"); } } else { print_("[HX711] High rate of change is less than " + String(slopeValue)); // send to website // if fail then if (sendDataToWebsite("field3", 0)){ print_("[SLOPE] SUCCESS FOR LOW SLOPE"); } else { print_("[SLOPE] FAILED FOR LOW SLOPE"); } } /* * MODE MQTT */ #else. Universitas Sumatera Utara.

51. #endif // feed current to the past value int tempGRAM = GRAM; /* * Sending to MQTT Broker all in one in JSON string */ #ifndef HTTP //GRAM, dallasSensorValue, slope // String jsonHx711 = "{\"hx711\":{\"value\":"; // String jsonDallas = "},\"dallas\":{\"value\":"; // String jsonSLope = "},\"slope\":{\"value\":" String SensorsDataJSON = jsonHx711 + GRAM dallasSensorValue + jsonSLope + slope + "}}"; print_("[MQTT] Sending " + SensorsDataJSON); if (sendDataToMQTTBroker(SensorsDataJSON)){ print_("[MQTT] Success"); } #endif. +. jsonDallas. +. /* * Ploting offline */ Serial.print(GRAM); Serial.print(","); Serial.println(dallasSensorValue); // delay one cycle in sending process // delay(100); } }. Universitas Sumatera Utara.

Click here for production status of specific part numbers.. DS18B20. Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. General Description. Benefits and Features. The DS18B20 digital thermometer provides 9-bit to 12bit Celsius temperature measurements and has an alarm function with nonvolatile user-programmable upper and lower trigger points. The DS18B20 communicates over a 1-Wire bus that by definition requires only one data line (and ground) for communication with a central microprocessor. In addition, the DS18B20 can derive power directly from the data line (―parasite power‖), eliminating the need for an external power supply.. ● Unique 1-Wire® Interface Requires Only One Port Pin for Communication. Each DS18B20 has a unique 64-bit serial code, which allows multiple DS18B20s to function on the same 1-Wire bus. Thus, it is simple to use one microprocessor to control many DS18B20s distributed over a large area. Applications that can benefit from this feature include HVAC environmental controls, temperature monitoring systems inside buildings, equipment, or machinery, and process monitoring and control systems.. ● Parasitic Power Mode Requires Only 2 Pins for Operation (DQ and GND). Applications ● ● ● ● ●. Thermostatic Controls Industrial Systems Consumer Products Thermometers Thermally Sensitive Systems. ● Reduce Component Count with Integrated Temperature Sensor and EEPROM • Measures Temperatures from -55°C to +125°C (-67°F to +257°F) • ±0.5°C Accuracy from -10°C to +85°C • Programmable Resolution from 9 Bits to 12 Bits • No External Components Required. ● Simplifies Distributed Temperature-Sensing Applications with Multidrop Capability • Each Device Has a Unique 64-Bit Serial Code Stored in On-Board ROM ● Flexible User-Definable Nonvolatile (NV) Alarm Settings with Alarm Search Command Identifies Devices with Temperatures Outside Programmed Limits ● Available in 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, and 3-Pin TO-92 Packages. Pin Configurations + DS18B20. N.C.. 1. 8. N.C.. N.C.. 2. 7. N.C.. VDD. 3. 6. N.C.. DQ. 4. 5. GND. DS18B20. SO (150 mils) (DS18B20Z) DQ. 1. + DS18B20. Ordering Information appears at end of data sheet. 1-Wire is a registered trademark of Maxim Integrated Products, Inc.. 7. µSOP (DS18B20U). TO-92 (DS18B20). 19-7487; Rev 6; 7/19. Universitas Sumatera Utara.

DS18B20. Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. Absolute Maximum Ratings Storage Temperature Range ......................... .. -55°C to +125°C Solder Temperature ................................. Refer to the IPC/JEDEC J-STD-020 Specification.. Voltage Range on Any Pin Relative to Ground .......... V to +6.0V Operating Temperature Range ...................... .. -55°C to +125°C. These are stress ratings only and functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operation sections of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods of time may affect reliability.. DC Electrical Characteristics (-55°C to +125°C; VDD = 3.0V to 5.5V) PARAMETER. SYMBOL. Supply Voltage. VDD. Pullup Supply Voltage. VPU. CONDITIONS Local power (Note 1) Parasite power Local power. (Notes 1, 2). MIN. TYP. MAX. UNITS. +3.0. +5.5. V. +3.0. +5.5. +3.0. VDD. -10°C to +85°C Thermometer Error. tERR. -30°C to +100°C. ±0.5 ±1. (Note 3). -55°C to +125°C Input Logic-Low. VIL. Input Logic-High. VIH. Standby Current. °C. ±2. (Notes 1, 4, 5). -0.3. Local power. Sink Current. V. +0.8 The lower of 5.5 or VDD + 0.3. +2.2 (Notes 1,6). Parasite power. +3.0. IL. VI/O = 0.4V. 4.0. IDDS. (Notes 7, 8). V V mA. 750. 1000. nA. 1. 1.5. mA. Active Current. IDD. VDD = 5V (Note 9). DQ Input Current. IDQ. (Note 10). 5. µA. (Note 11). ±0.2. °C. Drift Note 1: Note 2:. All voltages are referenced to ground. The Pullup Supply Voltage specification assumes that the pullup device is ideal, and therefore the high level of the pullup is equal to VPU. In order to meet the VIH spec of the DS18B20, the actual supply rail for the strong pullup transistor must include margin for the voltage drop across the transistor when it is turned on; thus: V PU_ACTUAL = VPU_IDEAL + VTRANSISTOR. Note 3: See typical performance curve in Figure 1. Thermometer Error limits are 3-sigma values. Note 4: Logic-low voltages are specified at a sink current of 4mA. Note 5: To guarantee a presence pulse under low voltage parasite power conditions, VILMAX may have to be reduced to as low as 0.5V. Note 6: Logic-high voltages are specified at a source current of 1mA. Note 7: Standby current specified up to +70°C. Standby current typically is 3µA at +125°C. Note 8: To minimize IDDS, DQ should be within the following ranges: GND ≤ DQ ≤ GND + 0.3V or VDD – 0.3V ≤ DQ ≤ VDD. Note 9: Active current refers to supply current during active temperature conversions or EEPROM writes. Note 10: DQ line is high (―high-Z‖ state). Note 11: Drift data is based on a 1000-hour stress test at +125°C with VDD = 5.5V.. www.maximintegrated.com. Maxim Integrated Universitas Sumatera Utara│ 2.

DS18B20. Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. AC Electrical Characteristics–NV Memory (-55°C to +125°C; VDD = 3.0V to 5.5V) PARAMETER. SYMBOL. CONDITIONS. MIN. tWR. NV Write Cycle Time EEPROM Writes EEPROM Data Retention. TYP. MAX. UNITS. 2. 10. ms. NEEWR. -55°C to +55°C. 50k. writes. tEEDR. -55°C to +55°C. 10. years. AC Electrical Characteristics (-55°C to +125°C; VDD = 3.0V to 5.5V) PARAMETER. SYMBOL. CONDITIONS. MIN. 9-bit resolution 10-bit resolution. TYP. MAX. UNITS. 93.75 187.5. Temperature Conversion Time. tCONV. Time to Strong Pullup On. tSPON. Start convert T command issued. Time Slot. tSLOT. (Note 12). 60. Recovery Time. tREC. (Note 12). 1. Write 0 Low Time. tLOW0. (Note 12). 60. 120. µs. Write 1 Low Time. tLOW1. (Note 12). 1. 15. µs. Read Data Valid. tRDV. (Note 12). 15. µs. Reset Time High. tRSTH. (Note 12). 480. µs. Reset Time Low. tRSTL. (Notes 12, 13). 480. µs. 11-bit resolution. (Note 12). 375. 12-bit resolution. ms. 750 10. µs. 120. µs µs. Presence-Detect High. tPDHIGH. (Note 12). 15. 60. µs. Presence-Detect Low. tPDLOW. (Note 12). 60. 240. µs. Capacitance. CIN/OUT. 25. pF. Note 12: See the timing diagrams in Figure 2. Note 13: Under parasite power, if tRSTL > 960µs, a power-on reset can occur.. DS18B20 TYPICAL ERROR CURVE. Figure 1. Typical Performance Curve. www.maximintegrated.com. Maxim Integrated Universitas Sumatera Utara│ 3.

DS18B20. Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. 1-WIRE WRITE ZERO TIME SLOT. 1-WIRE READ ZERO TIME SLOT. 1-WIRE RESET PULSE tRSTL. 1-WIRE PRESENCE DETECT. Figure 2. Timing Diagrams. Pin Description PIN. NAME. FUNCTION. SO. µSOP. TO-92. 1, 2, 6, 7, 8. 2, 3, 5, 6, 7. —. N.C.. No Connection. 3. 8. 3. VDD. Optional VDD. VDD must be grounded for operation in parasite power mode.. 4. 1. 2. DQ. Data Input/Output. Open-drain 1-Wire interface pin. Also provides power to the device when used in parasite power mode (see the Powering the DS18B20 section.). 5. 4. 1. GND. www.maximintegrated.com. Ground. Maxim Integrated Universitas Sumatera Utara│ 4.

DS18B20. Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. Overview Figure 3 shows a block diagram of the DS18B20, and pin descriptions are given in the Pin Description table. The 64-bit ROM stores the device’s unique serial code. The scratchpad memory contains the 2-byte temperature register that stores the digital output from the temperature sensor. In addition, the scratchpad provides access to the 1-byte upper and lower alarm trigger registers (TH and TL) and the 1-byte configuration register. The configuration register allows the user to set the resolution of the temperature-to-digital conversion to 9, 10, 11, or 12 bits. The TH, TL, and configuration registers are nonvolatile (EEPROM), so they will retain data when the device is powered down. The DS18B20 uses Maxim’s exclusive 1-Wire bus protocol that implements bus communication using one control signal. The control line requires a weak pullup resistor since all devices are linked to the bus via a 3-state or open-drain port (the DQ pin in the case of the DS18B20). In this bus system, the microprocessor (the master device) identifies and addresses devices on the bus using each device’s unique 64-bit code. Because each device has a unique code, the number of devices that can be addressed on one bus is virtually unlimited. The 1-Wire bus protocol, including detailed explanations of the commands and ―time slots,‖ is covered in the 1-Wire Bus System section. Another feature of the DS18B20 is the ability to operate without an external power supply. Power is instead supplied through the 1-Wire pullup resistor through the. DQ pin when the bus is high. The high bus signal also charges an internal capacitor (CPP), which then supplies power to the device when the bus is low. This method of deriving power from the 1-Wire bus is referred to as ―parasite power.‖ As an alternative, the DS18B20 may also be powered by an external supply on VDD.. Operation—Measuring Temperature The core functionality of the DS18B20 is its direct-todigital temperature sensor. The resolution of the temperature sensor is user-configurable to 9, 10, 11, or 12 bits, corresponding to increments of 0.5°C, 0.25°C, 0.125°C, and 0.0625°C, respectively. The default resolution at power-up is 12-bit. The DS18B20 powers up in a lowpower idle state. To initiate a temperature measurement and A-to-D conversion, the master must issue a Convert T [44h] command. Following the conversion, the resulting thermal data is stored in the 2-byte temperature register in the scratchpad memory and the DS18B20 returns to its idle state. If the DS18B20 is powered by an external supply, the master can issue ―read time slots‖ (see the 1-Wire Bus System section) after the Convert T command and the DS18B20 will respond by transmitting 0 while the temperature conversion is in progress and 1 when the conversion is done. If the DS18B20 is powered with parasite power, this notification technique cannot be used since the bus must be pulled high by a strong pullup during the entire temperature conversion. The bus requirements for parasite power are explained in detail in the Powering the DS18B20 section.. SENSOR. CPP. PORT. POWER-. 8-BIT CRC. Figure 3. DS18B20 Block Diagram. www.maximintegrated.com. Maxim Integrated Universitas Sumatera Utara│ 5.

DS18B20. Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer Operation—Alarm Signaling. The DS18B20 output temperature data is calibrated in degrees Celsius; for Fahrenheit applications, a lookup table or conversion routine must be used. The temperature data is stored as a 16-bit sign-extended two’s complement number in the temperature register (see Figure 4). The sign bits (S) indicate if the temperature is positive or negative: for positive numbers S = 0 and for negative numbers S = 1. If the DS18B20 is configured for 12-bit resolution, all bits in the temperature register will contain valid data. For 11-bit resolution, bit 0 is undefined. For 10-bit resolution, bits 1 and 0 are undefined, and for 9-bit resolution bits 2, 1, and 0 are undefined. Table 1 gives examples of digital output data and the corresponding temperature reading for 12-bit resolution conversions.. After the DS18B20 performs a temperature conversion, the temperature value is compared to the user-defined two’s complement alarm trigger values stored in the 1-byte TH and TL registers (see Figure 5). The sign bit (S) indicates if the value is positive or negative: for positive numbers S = 0 and for negative numbers S = 1. The TH and TL registers are nonvolatile (EEPROM) so they will retain data when the device is powered down. TH and TL can be accessed through bytes 2 and 3 of the scratchpad as explained in the Memory section. Only bits 11 through 4 of the temperature register are used in the TH and TL comparison since TH and TL are 8-bit registers. If the measured temperature is lower than. BIT 7. BIT 6. BIT 5. BIT 4. BIT 3. BIT 2. BIT 1. BIT 0. 23. 22. 21. 20. 2-1. 2-2. 2-3. 2-4. BIT 15. BIT 14. BIT 13. BIT 12. BIT 11. BIT 10. BIT 9. BIT 8. S. 26. 25. 24. LS BYTE MS BYTE. S. S. S. S. S = SIGN Figure 4. Temperature Register Format. Table 1. Temperature/Data Relationship DIGITAL OUTPUT (BINARY). DIGITAL OUTPUT (HEX). +125. 0000 0111 1101 0000. 07D0h. +85*. 0000 0101 0101 0000. 0550h. +25.0625. 0000 0001 1001 0001. 0191h. +10.125. 0000 0000 1010 0010. 00A2h. +0.5. 0000 0000 0000 1000. 0008h. 0. 0000 0000 0000 0000. TEMPERATURE (°C). 0000h. -0.5. 1111 1111 1111 1000. FFF8h. -10.125. 1111 1111 0101 1110. FF5Eh. -25.0625. 1111 1110 0110 1111. FE6Fh. -55. 1111 1100 1001 0000. FC90h. *The power-on reset value of the temperature register is +85°C.. BIT 7. BIT 6. BIT 5. BIT 4. BIT 3. BIT 2. BIT 1. BIT 0. S. 26. 25. 24. 23. 22. 21. 20. Figure 5. TH and TL Register Format. www.maximintegrated.com. Maxim Integrated Universitas Sumatera Utara│ 6.

DS18B20. Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. or equal to TL or higher than or equal to TH, an alarm condition exists and an alarm flag is set inside the DS18B20. This flag is updated after every temperature measurement; therefore, if the alarm condition goes away, the flag will be turned off after the next temperature conversion. The master device can check the alarm flag status of all DS18B20s on the bus by issuing an Alarm Search [ECh] command. Any DS18B20s with a set alarm flag will respond to the command, so the master can determine exactly which DS18B20s have experienced an alarm condition. If an alarm condition exists and the TH or TL settings have changed, another temperature conversion should be done to validate the alarm condition.. Powering the DS18B20 The DS18B20 can be powered by an external supply on the VDD pin, or it can operate in ―parasite power‖ mode, which allows the DS18B20 to function without a local external supply. Parasite power is very useful for applications that require remote temperature sensing or that are very space constrained. Figure 3 shows the DS18B20’s parasite-power control circuitry, which ―steals‖ power from the 1-Wire bus via the DQ pin when the bus is high. The stolen charge powers the DS18B20 while the bus is high, and some of the charge is stored on the parasite power capacitor (CPP) to provide power when the bus is low. When the DS18B20 is used in parasite power mode, the VDD pin must be connected to ground. In parasite power mode, the 1-Wire bus and CPP can provide sufficient current to the DS18B20 for most operations as long as the specified timing and voltage requirements are met (see the DC Electrical Characteristics and AC Electrical Characteristics). However, when the DS18B20 is performing temperature conversions or copying data from the scratchpad memory to EEPROM, the operating current can be as high as 1.5mA. This current can cause an unacceptable voltage drop across the weak 1-Wire pullup resistor and is more current than can be supplied. by CPP. To assure that the DS18B20 has sufficient supply current, it is necessary to provide a strong pullup on the 1-Wire bus whenever temperature conversions are taking place or data is being copied from the scratchpad to EEPROM. This can be accomplished by using a MOSFET to pull the bus directly to the rail as shown in Figure 6. The 1-Wire bus must be switched to the strong pullup within 10µs (max) after a Convert T [44h] or Copy Scratchpad [48h] command is issued, and the bus must be held high by the pullup for the duration of the conversion (tCONV) or data transfer (tWR = 10ms). No other activity can take place on the 1-Wire bus while the pullup is enabled. The DS18B20 can also be powered by the conventional method of connecting an external power supply to the VDD pin, as shown in Figure 7. The advantage of this method is that the MOSFET pullup is not required, and the 1-Wire bus is free to carry other traffic during the temperature conversion time. The use of parasite power is not recommended for temperatures above +100°C since the DS18B20 may not be able to sustain communications due to the higher leakage currents that can exist at these temperatures. For applications in which such temperatures are likely, it is strongly recommended that the DS18B20 be powered by an external power supply. In some situations the bus master may not know whether the DS18B20s on the bus are parasite powered or powered by external supplies. The master needs this information to determine if the strong bus pullup should be used during temperature conversions. To get this information, the master can issue a Skip ROM [CCh] command followed by a Read Power Supply [B4h] command followed by a ―read time slot‖. During the read time slot, parasite powered DS18B20s will pull the bus low, and externally powered DS18B20s will let the bus remain high. If the bus is pulled low, the master knows that it must supply the strong pullup on the 1-Wire bus during temperature conversions.. GND DQ. GND DQ µP. µP. 4.7kΩ. TO OTHER. Figure 6. Supplying the Parasite-Powered DS18B20 During Temperature Conversions. www.maximintegrated.com. TO OTHER. Figure 7. Powering the DS18B20 with an External Supply. Maxim Integrated Universitas Sumatera Utara│ 7.