SISTEM PENDETEKSI ph AIR SECARA WIRELESS MENGGUNAKAN WIFI BERBASIS NODEMCU PROJEK AKHIR II FANY ANATASYA SIMARSOIT

SISTEM PENDETEKSI pH AIR SECARA WIRELESS MENGGUNAKAN WIFI BERBASIS NODEMCU

PROJEK AKHIR II

FANY ANATASYA SIMARSOIT 172411058

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2020

SISTEM PENDETEKSI pH AIR SECARA WIRELESS MENGGUNAKAN WIFI BERBASIS NODEMCU

PROJEK AKHIR II

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

FANY ANATASYA SIMARSOIT 172411058

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2020

PERNYATAAN

SISTEM PENDETEKSI pH AIR SECARA WIRELESS MENGGUNAKAN WIFI BERBASIS NODEMCU

PROJEK AKHIR II

Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 03 Agustus 2020

Fany Anatasya Simarsoit 172411058

SISTEM PENDETEKSI pH AIR SECARA WIRELESS MENGGUNAKAN WIFI BERBASIS NODEMCU

ABSTRAK

Pemantau pH air sangat penting dilakukan untuk mengetahui kualitas air dari suatu minuman khusunya soft drink. Lembaga kesehatan dunia seperti WHO telah menetapkan standar kualitas air minum yang aman bagi kesehatan dengan pH 6,5 sampai 8,5. Data pengukuran harus selalu dicatat dan memerlukan waktu yang lama.

Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan sebuah sistem monitoring pH air yang dilakukan secara berkala. Pada penelitian ini, memberikan inovasi dalam mengembangkan Sistem Pendeteksi pH Air yang Menggunakan Wifi Berbasis Nodemcu.Salah satu rancangan yang dapat di gunakan adalah dengan menggunakan mikrokontroler Nodemcu yang dapat dibaca dengan Android melalui hotspot wifi ip.

Metodologi yang digunakan yaitu dengan cara mengumpulkan artikel tentang pH, menguji keluaran sensor pH ketika di celupkan pada beberapa sampel cairan, membuat program Nodemcu, menguji pengiriman data melalui hotspot wifi ip dan menampilkan nilai pH tersebut didalam Android dan LCD pada alat. Dari hasil penelitian ini didapat: (1) pH meter ini dapat mengukur derajat keasaman/kebasaan air antara 1-10 pH. (2) Data pH tersebut dapat dikirim melalui hotspot wifi ip dan dibaca secara wireless di perangkat Android dengan aplikasi thinkview.

Kata Kunci: Android pH meter, pH meter, Nodemcu pH meter, Wireless pH meter.

THE SYSTEM TO DETECT pH OF WATER WITH WIRELESS BY USING WIFI BASED ON NODEMCU

ABSTRACT

Monitoring the pH of the water is very important to know the quality of the water.

World Health agencies such as the WORLD HEALTH ORGANIZATION has set a standard of quality safe drinking water for health with pH 6,5 to 8,5. The measurement data must be instantly recorded and require a long time, to fix the issue required a system monitoring the pH of the water can be done on regular basis. in this research, provide innovation in developing The System To Detect Ph Of Water With Wireless By Using Wifi Based On Nodemcu. One design that can be used is using a Nodemcu microcontroller which can be read with Android via the ip wifi hotspot. The methodology used is to collect articles about pH, sensor outputs that are released are slipped into several samples, create a Nodemcu program, receive data transmission via a wifi ip hotspot and set pH values in accordance with Android and LCD on the device. From the results of this study were obtained: (1) This pH meter can measure the acidity / basicity of air between 1-10 pH. (2) The pH data can be sent via the ip wifi hotspot and read wirelessly on an Android device with the thinkview application.

Keywords: Android pH meter, pH meter, Nodemcu pH meter, Wireless pH meter.

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul Sistem Pendeteksi pH Air Secara Wireless Menggunakan Wifi Berbasis NodeMCU.

Ucapan Terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada :

1. Prof.Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan wakil dekan FMIPA USU.

2. Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku ketua Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Junedi Ginting, S.Si., M.Si selaku sekretaris Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh staff Pengajar/Pegawai Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam .

5. Dr. Kerista Tarigan. Drs., M.Eng.Sc selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan laporan tugas akhir ini

6. Kepada yang Teristimewa Orang Tua penulis Ibunda Dumas Siburian dan kakak kakak ku tersayang yang selama ini memberikan dukungan serta motivasi, doa, moril maupun materil bantuan yang sangat membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Semoga Tuhan selalu melindungi kalian.

7. Rekan-rekan kuliah D-3 Metrologi dan Instrumentasi yang memberikan bantuan penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8. Kepada Sahabat – sahabatku tersayang Joena Amenia Surbakti (bogel) yang selalu menemani dalam pengerjaan tugas akhir dari malam hingga subuh dan Mega Krisna Sari Siregar (Mak Lampir) yang selalu menghibur dengan julidan tiada batas, begitupun dengan adekku tersayang Dina Yolanda

Sibagariang partner tiktokers sejati yang selalu menghibur dikala penatnya dalam pengerjaan Tugas Akhir

9. Kepada teman seperjuangan penulis Soon Wisuda Gank, terimakasih atas semangat,kerjasama motivasi dan perhatian yang selalu diberikan selama mengerjakan hingga Tugas Akhir selesai dengan baik.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Semoga laporan Tugas Akhir ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Medan, 03 Agustus 2020 Penulis,

Fany Anatasya Simarsoit

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN ... i

PENGESAHAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

PENGHARGAAN ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL... x

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah... 2

1.3. Batasan Masalah ... 2

1.4. Tujuan Penulisan ... 2

1.5. Manfaat Penulisan ... 3

1.6. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Teori Dasar pH ... 4

2.2. Pengertian Sensor ... 5

2.3. Jaringan Wifi ... 6

2.4. wireless (Nirkabbel) ... 7

2.5. NodeMCU ... 7

2.6. pH Meter ... 11

2.7. LCD (Liquid Crystal Display) ... 12

BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian ... 15

3.2. Rangkaian Skematik LCD... 16

3.3. Rangkaian ESP8266 NodeMCU ... 16

3.4. Rangkaian LCD dan NodeMCU ... 17

3.5. Rangkaian keseluruhan ... 18

3.6. Diagram Alir (Flowchart) ... 18

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian NodeMCU ... 19

4.2. Pengujian Sensor pH ... 19

4.3. Pengujian pH Air secara keseluruhan ... 21

4.4. Pengujian pH Air pada kertas Lakmus ... 22

4.2. Pengujian pH Air menggunakan pH Meter Rangkaian... 23

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 25

5.2. Saran ... 25

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar 2.1 Input data output system pengukuran... 6

Gambar 2.2 Proses pengukuran... 7

Gambar 2.3 NodeMCU ... 9

Gambar 2.4 NodMCU ESP826 dan skema pin ... 10

Gambar 2.5 pH Meter ... 11

Gambar 2.6 LCD (Liquid Crystal Display)... 13

Gambar 3.1 Diagram Blok ... 15

Gambar 3.2 Rangkaian LCD ... 16

Gambar 3.3 Rangkaian ESP8266 NodeMCU ... 17

Gambar 3.4 Rangkaian LCD dan NodeMCU ... 17

Gambar 3.6 Rangkaian keseluruhan ... 18

Gambar 3.7 Diagram Alir ... 18

Gambar 4.1 NodeMCU sebagai pengendali koneksi wifi ... 19

Gambar 4.4 Grafik transfer fungsi sensor pH pada pengujian sensor pH ... 20

Gambar 4.3pengujian coca-cola pada kertas lakmus ... 22

Gambar 4.4pengujian orange water pada kertas lakmus ... 22

Gambar 4.5pengujian air minum kemasan pada kertas lakmus ... 22

Gambar 4.6pengujian air minum isi ulang pada kertas lakmus ... 23

Gambar 4.7pengujian coca-cola pada sensor pH ... 23

Gambar 4.8pengujian orange water pada sensor pH ... 23

Gambar 4.9pengujian air minum kemasan pada sensor pH ... 23

Gambar 4.10pengujian air minum isi ulang pada sensor pH ... 24

Gambar 4.11pengujian air sumur yang dimasakpada sensor pH ... 24

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

4.1 Hasil Sampel Keseluruhan ... 21

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air adalah salah satu hal yang penting bagi masyarakat atau rumah tangga yang digunakan untuk kebutuhan sehari – hari dan biasanya untuk mendapatkan air mineral tersebut disuatu pegunungan yang masih bersih. Air pada pegunungan yang bersih akan menempatkan air mineral tersebut pada galon dan memudahkan seseorang untuk mengambil air minum. Masyarakat Indonesiasaat ini sudah banyak yang menggunakandispenser. Air yang digunakan pada dispenser biasanya berasal dari galon kemasan ataupun isi ulang.Air galon kemasan ataupun isi ulang belum tentu baik dan aman untuk diminum. Berbagai faktor dapat mempengaruhi kualitas air, salah satu faktor terpenting adalah kandungan pH pada air tersebut. Kadar pH yang terkandung pada air minum tergantung dari carapengolahan dan penyimpanannya.pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Air yang baik dan aman untuk diminum memiliki kadar pH tertentu.Kadar pH air minum yang sesuai dengan standar kesehatan secara umum adalah 6,5 s/d 8,5, sementara pH air minum yang tidak tergolong mengandung mineral adalah 5,0 s/d 7,5.Saat ini banyak masyarakat yang tidak tahu kadar pH air mineral yang layak untuk diminum, hal ini banyak menyebabkan gangguan kesehatan terhadap orang yang meminumsehinggaair yang tidak layak minum.

Sistem otomatis mempunyai peranan pentingdan selalu erat keterkaitannya disetiap kegiatan manusia.Hal iniakan mempermudah manusia dalam menyelesaikan tugas-tugas terutama yang tidak perlu dilakukan dengan alasan tenaga dan waktu yang dibutuhkan.Oleh karena itu dibutuhkan sebuah alat yang dapat memberikan informasi kelayakan air pada dispenser yang akan diminum dan pengisian air otomatis kedalam gelas.

Salah satu teknologi yang sedang berkembang sangat pesat saat ini adalah wi- fi, Atau alat komunikasi nirkabel yang biasa digunakan untuk keperluan banyak hal dalam mempermudah pekerjaan manusia. Salah satu masalah yang masih menimpa masyarakat Indonesia adalah masih kurangnya pemahaman pada sektor

jaringan nirkabel tersebut, masyarakat Indonesia hanya mengetahui bahwa wi-fi hanya bisa digunakan untuk menjelajah internet untuk keperluan sosial, tanpa mengetahui bahwa banyak sekali kegunaan jaringan nirkabel tersebut. Maka dari itu penulis merancang dan mengimplementasikan sebuah alat yang berguna untuk masyarakat yang bergelut dalam perancangan alat yaitu Sistem Pendeteksi PH Air Mineral Secara Wireless menggunakan Wifi berbasis NodeMCU.

Mendeteksi suatu Ph sangat dibutuhkan dalam upaya mengetahui kadar keasaman pada suatu minuman. Selama ini masyarakat tidak mengetahui bahkan tidak peduli apakah minuman yang dikonsumsi memiliki kadar keasaman yang tinggi. Kebanyakan masyarakat masih menggunakan cara manual dalam mengukur pH suatu cairan, seperti menggunakan kertas lakmus. Karena tidak semua orang mengetahui cara mengukur kadar keasaman, maka diperlukan alat yang dapat mendeteksi kadar keasaman suatu cairan pada minuman.

Untuk mendeteksi kadar keasaman pada minuman yang dikonsumsi oleh manusia sesuai dengan standar pH minuman. Berdasarkan pokok permasalahan tersebut, dalam pembuatan laporan akhir ini penulis mengambil judul. “SISTEM PENDETEKSI pH AIR SECARA WIRELES MENGGUNAKAN WIFI BERBASIS NODEMCU “

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut ke dalam Projek Akhir IIdengan judul “Sistem Pendeteksi Ph Air Secara Wireless Menggunakan Wifi Berbasis NODEMCU”.

1.3 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, penulis membuat Sistem Pendeteksi pH Air Mineral Secara Wireless Menggunakan Wifi Berbasis NODEMCU. Pembatasan masalah dalam proyek ini hanya mencakup beberapa point utama, diantaranya adalah sebagai berikut.

1. Menggunakan sensor pH

2. Larutan yang digunakan adalah Air Mineral, orange water, coca-cola 3. Data yang dikirim memerlukan jaringan internet.

4. Proses pengirimannya hanya menggunakan wifi 8266

5. Tidak membahas rumus – rumus dan senyawa – senyawa kimia secara mendetail.

1.4 Tujuan Penulisan

Penulisan laporan Projek Akhir II ini adalah untuk:

1. Memudahkan masyarakat dalam memilih minuman yang baik untuk dikonsumsi.

2. Untuk merancang aplikasi memonitoring pengukuran setiap perubahan pH pada larutan.

3. Mempelajari prinsip kerja Mikrokontroler NodeMCU dan pH Sensor.

1.5 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat penulisan ini antara lain :

1. Membandingkan teori yang didapatkan di kampus dengan kenyataan yang ada dalam hal ini yaitu mendeteksi pH secara wireless dengan menggunakan wifi yang berbasis NodeMCU..

2. Manfaat bagi peneliti yaitu dapat menambah pengetahuan mengenai mikrokontroler NodeMCU dan dapat membangun suatu alat yang mampu mendeteksi kadar pH pada suatu larutan.

3. Menambah wawasan dan pengetahuan prinsip kerja NodeMCU dan wireless

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dariSistem Pendeteksi pHAir Secara Wireless Menggunakan Wifi Berbasis NODEMCU, maka penulis menulis Projek Akhir II dengan urutan sistematika laporan ini sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan , serta sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini meliputi tentang teori landasan teori, dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler yang digunakan, bahasa program yang dipergunakan dan komponen pendukung.

BAB III METODE PENELITIAN

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembahasan rangkaian dan program yang dijalankan serta pengujian rangkaian, uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain sebagainya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari laporan Projek Akhir II ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan dengan metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Dasar pH

pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. pH normal memiliki nilai 7 sementara bila nilai pH > 7 menunjukkan zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan nilai pH < 7 menunjukkan keasaman. pH 0 menunjukkan derajat keasaman yang tinggi, dan pH 14 menunjukkan derajat kebasaan tertinggi.

Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah.

Selain menggunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang berkerja berdasarkan prinsip elektrolit / konduktivitas suatu larutan. Sistem pengukuran pH mempunyai tiga bagian yaitu elektroda pengukuran pH, elektroda referensi dan alat pengukur impedansi tinggi. Istilah pH berdasarkan dari “p”, lambing metematika dari negatif logaritma, dan “H”, lambang kimia dari unsur Hidrogen.

2.1.1 Dasar Pengukuran Derajat Keamanan

Asam dan basa adalah besarang yang sering digunakan untuk pengolahan sesuatu zat, baik di industry maupun kehidupan sehari-hari, pada industry kimia, keasaman merupakan variabel yang menentukan mulai dari pengolahan bahan baku, menentukan kualitas produksi yang diharapkan sampai pengendalian limbah industry agar dapat mencegah pencemaran pada lingkungan. Pada bidang pertanian, keasaman pada waktu mengelola tanah pertanian perlu diketahui. Untuk mengetahui dasar pengukuran derajat keasaman akan diuraikan dahulu pengertian derajat keasaman itu sendiri.

Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membran gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan

lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektro kimia dari ion hydrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan elektroda pembanding. Sebagai catatan alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan

2.2 Sensor

Sensor adalah elemen sistem yang secara efektif berhubungan dengan proses dimna suatu variabel sedang diukur dan menghasilkan suatu keluaran dalam bentuk tertentu tergantung pada variabel masukannya, dan dapat digunakan oleh bagian sistem pengukuran yang lain untuk mengenali nilai variabel tersebut.

Sebagai contoh adalah sensor termokopel yang memiliki masukan berupa temperature serta keluaran berupa gaya gerak listrik (GGL) yang kecil. GGL yang kecil ini oleh bagian sistem pengukuran yang lain dapat diperkuat sehingga diperoleh pembacaan pada alat ukur.

 Prosesor sinyal

Bagian ini merupakan elemen sistem instrumentasi yang akan mengambil LOHJ keluaran dari sensor dan mengubahnya menjadi suatu bentuk besaran yang cocok untuk tampilan dan transmisi selanjutnya dalam beberapa sistem kontrol. Seperti pengondisi sinyal (signal conditioner) merupakan salah satu bentuk prosesor sinyal.

Gambar 2.1. Input dan output system pengukuran

 Panampil data

Elemen terakhir pada sebuah sistem instrumentasi pengukuran adalah penampil data. Elemen ini menampilkan nilai-nilai yang terukur dalam

bentuk yang isa dikenali oleh pengamat, seperti melalui sebuah alat penampil (display), misalnya sebuah jarum penunjuk (pointer) yang bergerak disepanjang skala suatu alat ukur. Selain ditampilkan, sinyal tersebut juga dapat direkam, misalnya pada kertas perekam diagram atau pada piringan magnetik, ataupun ditransmisikan ke beberapa sistem yang lain seperti sistem kontrol/kendali. Dengan menggabungkan ketiga elemen-elemen pembentuk sistem instrumentasi pengukuran di atas, maka secara umum sistem pengukuran dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 2.2. Proses pengukuran

2.3 Jaringan WIFI

Ada bebarapa komponen utama pada jaringan WiFi yang harus ada pada suatu sistem networking, di antaranya:

 Acces point, komponen yang berfungsi menerima dan mengirimkan data dari adapter wireless. Acces point mengonversi sinyal frekuensi radio menjadi sinyal digital atau sebaliknya. Komponen tersebut bertindak layaknya sebuah hub/switch pada jaringan ethernet. Satu acces point secara teori mampu menampung beberapa sampairatusan klien. Walaupun demikian, acces point direkomendasikan dapat menampung maksimal 40- an klien.

 Wireless-LAN Device, komponen yang dipasangkan di Mobile/Desktop PC.

 Mobile/Desktop PC, komponen untuk klien, mobile PC pada umumnya sudah terpasang port PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association), sedangkan Desktop PC harus ditambahkan PCI (Peripheral Component Interconnect) Card, serta USB adapter.

 Ethernet LAN dan Jaringan kabel yang sudah ada

2.4 Wireless (nirkabel)

Wireless adalah suatu hubungan telekomunikasi dengan menggunakan gelombang elektromagnetik sebagai pengganti jaringan kabel dalam jaringan wireless bisa di lihat dalam pemakaian telepon seluler dan juga teknologi wireless ini digunakan dalam mengakses internet. Wireless LAN menggunakan gelombang elektromagnetik (radio dan infra merah) untuk melakukan komunikasi data menyalurkan data dari satu poinke poin yang lain tanpa melalui fasilitas fisik. Koneksi ini menggunakan frekuensi tertentu untuk menyalurkan data tersebut, kebanyakan wireless LAN menggunakan frekuensi 2,4 GHz, selain itu digunakan pula frekuensi 5,8 GHz. Frekuensi inilah yang disebut dengan industrial, scientific and medical band atau sering disebut ISM Band. Dalam fungsi wireless ini memiliki batasan jarak jangkauan suatu pemancaran wifi dan memungkinkan local area network untuk dipasang tanpa kabel, ha ini juga sekaligus akan mampu mengurangi biaya untuk pemasangan dan perluasan jaringan. Selain itu wifi dapat dipasang di area yang tidak dapat di akses oleh kabel, seperti outdoor.

Wireless sendiri memiliki protocol baru untuk kualitas pelayanan dalam mekanisme untuk penghematan tenaga membuat wifi dan wifi, yang 54 Mbps adalah jumlah dari bandwidth yang tersedia dalam dua arah sehinga anda hanya benar- benar mendapatkan sekitar 10 atau 15 Mbps di setiap arah sekali overhead di bawah keluar dan prinsip kerja dari wireless ini seperti transreceiveryang disebut dengan adaptor wireless. Adaptor wireless melakukan sejumlah pekerjaan. Yang pertama, mendeteksi apakah terdapat jaringan wireless disekitar komputer melalui radio dan juga tuning menghubungkan penerima untuk mendeteksi setiap ada sinyal yang masuk. Setelah ada sinyal terdeteksi, untuk menghubungkannya yaitu melalui sign dan otentikasi pengguna. Apapun data

yang dikirimkan dari komputer atau melalui laptop/notebook diubah melalui adaptor wireless, dari bentuk digital 0 dan 1 menjadi sinyal radio yang berbentuk analog.

2.5 NodeMCU

NodeMCU merupakan papan pengembangan produk Internet of Things(IoT)yang berbasiskanFirmwareeLuadanSystemonaChip(SoC) ESP8266- 12E.ESP8266 sendirimerupakanchip WiFidenganprotocolstack TCP/IPyanglengkap.

NodeMCU dapat dianalogikan sebagai board arduino-nya ESP8266. Program ESP8266 sedikit merepotkan karena diperlukan beberapa teknik wiring serta tambahan modul USB to serial untuk mengunduh program. Namun NodeMCU telah me-package ESP8266 ke dalam sebuah board yang kompak dengan berbagai fitur layaknya mikrokontroler kapabilitas akses terhadap Wifi juga chip komunikasi USB toserial. Sehingga untuk memprogramnya hanya diperlukan ekstensi kabel dataUSB persis yang digunakan charging smarphone.

NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource. Terdiri dari perangkat keras berupa System On Chip ESP8266. dari ESP8266 buatan Espressif System, juga firmware yang digunakan, yang menggunakan bahasa pemrograman scripting Lua. [Sumardi, 2016] Istilah NodeMCU secara default sebenarnya mengacu pada firmware yang digunakan dari pada perangkat keras development kit NodeMCU bisa dianalogikan sebagai board arduino- nyaESP8266. Sejarah lahirnya NodeMCU berdekatan dengan rilis ESP8266 pada 30 Desember 2013, Espressif Systems selaku pembuat ESP8266 memulai produksi ESP8266 yang merupakan SoC Wi-Fi yang terintegrasi dengan prosesor Tensilica Xtensa LX106. Sedangkan NodeMCU dimulai pada 13 Oktober 2014 saat Hong me- commit file pertama nodemcu-firmware ke Github. Dua bulan kemudian project tersebut dikembangkan ke platform perangkat keras ketika Huang R meng-commit file dari board ESP8266 , yang diberi nama devkitv.0.9. Berikutnya, di bulan yang sama. Tuan PM memporting pustaka client MQTT dari Contiki ke platform SOC ESP8266 dan di-c0mmit ke project NodeMCU yang membuatnya mendukung protokol

IOT MQTT melalui Lua. Pemutakhiran penting berikutnya terjadi pada 30 Januari 2015 ketika Devsaurus memporting u8glib ke project NodeMCU yang memungkinkan NodeMCU bisa mendrive display LCD, OLED, hingga VGA.

Demikianlah, project NodeMCU terus berkebang hingga kini berkat komunitas open source dibaliknya, pada musim panas 2016 NodeMCU sudah terdiri memiliki 40 modul fungsionalitas yang bisa digunakan sesuai kebutuhan developer.

Gambar 2.3NodeMCU

Alasan penulis memilihan NodeMCU ESP8266 ialah karena mudah diprogram dan memiliki pin I/O yang memadai dan dapat mengakses jaringan Internet untuk mengirim atau mengambil data. Melalui koneksi WiFi. Spesifikasi dari NodeMCU sebagai berikut :

10 port pin GPIO

Fungsionalitas PWM

AntarmukaI2C dan SPI

Antarmuka 1wire

ADC

Gambar 2.4 NodeMCU ESP826 dan Skema Pin

Gambar diatas merupakan kaki pin yang ada pada NodeMCU.Berikut penjelasan dari pin – pin NodeMCU tersebut.

2 ADC: Analog Digital Converter. Rentang tegangan masukan 0- 1v,dengan skup nilai digital0-1024.

3 RST : berfungsi meresetmodul 4 EN: Chip Enable, ActiveHigh

5 IO16 :GPIO16, dapat digunakan untuk membangunkan chipset dari mode deepsleep

6 IO14 : GPIO14;HSPI_CLK 7 IO12 : GPIO12:HSPI_MISO

8 IO13: GPIO13; HSPI_MOSI;UART0_CTS 9 VCC: Catu Daya 3.3 v (VDD)

10 CS0 : Chip Selection

11 MISO : Slave Output , Main Input.

12 IO9 : GPIO9 13 I010 GBIO10

14 MOSI : Main Output Slave Input 15 SCLK : CLOCK

16 GND:Ground

17 IO15: GPIO15; MTDO; HSPICS;UART0_RTS 18 IO2 :GPIO2;UART1_TXD

19 IO0 :GPIO0 20 IO4 :GPIO4 21 IO5 :GPIO5

22 RXD : UART0_RXD;GPIO3 23 TXD : UART0_TXD;GPIO1

Untuk tegangan kerja ESP8266 menggunakan standar tegangan JEDEC (tegangan 3.3V) untuk bisa berfungsi. Tidak seperti mikrokontroler AVRdan sebagian besar board Arduino yang memiliki tegangan TTL 5 volt. Meskipun begitu, NodeMCU masih bisa terhubung dengan 5V namun melalui port micro USB atau pin Vin yang disediakan oleh board-nya. Namun karena semua pin pada ESP8266 tidak toleran terhadap masukan 5V. Maka jangan sekali – kali langsung mencatunya dengan tegangan TTL jika tidak ingin merusak board anda. Anda bisa menggunakan Level Logic Converter untuk mengubah tegangan ke nilai aman 3.3v.

2.6 pH Meter

Gambar 2.5.pH Meter

Asam dan basa adalah besaran yang sering digunakan untuk pengolahansesuatu zat, baik di industri maupun kehidupan sehari-hari. Pada industri kimia, keasaman merupakan variabel yang menentukan, mulai dari pengolahan bahan baku, menentukan kualitas produksi yang diharapkan sampai pengendalian limbah industri agar mencegah pencemaran pada lingkungan. Pada bidang pertanian, keasaman pada waktu mengelola tanah pertanian perlu diketahui. Dasar pengukuran derajat keasaman akan diuraikan dahulu pengertian derajat keasaman itu sendiri.

Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensialelektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat di dalam elektroda gelas (membranegelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal inidikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relatif kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektro kimia dari ion hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan elektroda pembanding. Sebagai catatan alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan.

pH meter adalah sebuah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur pH kadar keasaman atau alkalinitas ataupun basa dari suatu larutan meskipun probe

khusus digunakan terkadang untuk mengukur pH zat semi padat. PH meter yang biasa terdiri dari pengukuran probe pH elektroda gelas yang terhubung ke pengukuran pembacaan yang mengukur dan menampilkan pH yang terukur.

Prinsip kerja dari alat ini yaitu semakin banyak electron pada sampel maka akan semakin bernilai asam begitupun sebaliknya. Karena batang pada pH meter berisi larutan elektrolit lemah. Alat ini ada yang digital dan ada juga yang analog. pH meter banyak digunakan dalam analisis kimia kuantitatif.

Probe pH mengukur pH seperti aktifitas yang mengelilingi bohlam kaca berdinding tipis pada ujungnya. Probe ini menghasilkan tegangan rendah sekitar 60mV perunit pH yang diukur dan ditampilkan sebagai pembacaan nilai pH.

Rangkaian pengukurannya dari sebuah voltmeter yang menampilkan pengukuran dalam pH selain volt. Pengukuran impedansi input harus sangat tinggi karena adanya resistansi tinggi sekitar 20 hingga 1000 mΩ pada probe elektroda yang bisa digunakan dengan pH meter.

2.7 LCD (Liquid Crystal Display)

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik .Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang.

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

c. Terdapat karakter generator terprogram.

d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

e. Dilengkapi dengan back light.

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : 1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

2. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

3. Terdapat karakter generator terprogram 4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit 5. Dilengkapi dengan back light.

6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.

7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.

8. Catu daya +5 Volt DC dan Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Cost Series serta sistem mikrokontroler/mikroprosesor lain.

Gambar 2.6LCD (Liquid crystal display)

Pada Gambar 2.9 dijelaskan bahwa konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD antara lain:

1. Pin 1 dihubungkan ke Gnd 2. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V

3. Pin 3 dihubungkan ke bagian tegangan potensiometer 10KOhm sebagai pengatur kontras.

4. Pin 4 untuk membritahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data, jika Pin 4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), atau memberitahukan bahwa sinyal yang dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V).

5. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan fungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). Namun kebanyakan aplikasi hanya digunakan untuk menerima data, sehingga pin 5 ini selalu dihubungkan ke Gnd.

6. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau pembaca data.

7. Pin 7 – Pin 14 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit MSB saja, sehingga pin data yang digunkan hanya Pin 11 – Pin 14).

8. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD.

Tabel 2.1 Deskripsi Pin Pada LCD

PIN DESKRIPSI

1 Ground

2 VCC

4 Pengatur Kontras

5 RS (Register Select)

6 R/W (Read/Write) LCD Register

7-14 EN (Enable)

15 Data I/O Pins

16 Ground

Dari tabel 2.6, cara kerja LCD (Liquid Crystal Display) pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri dari 4-bit atau 8-bit.Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7.Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.1

Diagram Blok Rangkaian

Dari gambar 3.1, Perancangan suatu alat yang akan dibuat merupakan suatutahapan yang sangat penting dalam membuat suatu program ataupun melanjutkan ke langkah selanjutnya karena dengan perencanaan tersebut diharapkan mendapatkan hasil yang baik dan maksimal, dalam perancangan sistem yang penulis buat “Sistem Pendeteksi pH secara Wireless dengan Wifi Berbasis NodeMCU”

Uji sampel pH Larutan

Mendesain dan membuat rangkaian

Kalibrasi Fungsi

Transfer

Sensor Penguatan

Sinyal

System Interface

Internet Display

pada Android

3.2 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)

Pengoperasian LCD dengan Arduino setelah sensor air sudah mendeteksi gelombang infrared, variable resistor akan mengirimkan data ke arduino melalui pin- pin kemudian arduino menerima data yang terbaca dan ditampilkan oleh LCD.

Berikut adalah skematik rangkaian LCD.

Gambar 3.2 Rangkaian LCD Keterangan dari rangkaian diatas:

1. SIM1 adalah NodeMR3 yang berfungsisebagaipusatsistimbekerja.

2. J2 adalahsoketpenghubungke LCD.

3. J3 adalahsoketpenghubungke LCD.

4. J4 adalahsoketpenghubungke GND Resistor Variabel.

5. J5 adalahsoketpenghubungke Resistor Variabel.

6. J6 adalahsoketpenghubungke VCC Resistor Variabel.

3.3 Rangkaain Esp8266 Nodemcu

Gambar 3.3 NodeMcu

3.4 Rangkaian Lcd dan NodeMcu

Gambar 3.4 Rangkaian Lcd danNodeMcu

3.5 Schematic Picture

Pada perancangan perangkat keras, hal yang dilakukan dengan mengintegrasikan modul perangkat-perangkat dengan Nodemcu sebagai pemroses data

Gambar 3.5 Rangkaian Seluruhan.

3.5 Diagram Alir (Flowchart)

Gambar 3.6 Diagram Alir (Flowchart)

Keterangan Diagram Alir (Flowchart) : 1. Start

2. Inisialisasi Variabel pada perangkat sensor pH keasaman apakah sudah terpasang dengan baik

3. Kirim input data ke NodeMCU

4. Hasil dibaca lalu output dikirim melalui android 5. Selesai

Start Sensor pH

Inisialisasi Variabel pH keasaman yang

diperoleh

Kirim data ke NodeMCU

Output Nilai Ph Keasaman Pada

Tampilan Android

Selesai

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Nodemcu

Nodemcu ini merupakan bagian dari satuan platform IoT yang bersifat opensource dan pengembangan kit yang menggunakan bahasa pemograman Lua untuk membantu dalam membuat prototype produk IoT atau bisa dengan memakai sketch dengan arduino IDE. Nodemcu berfungsi untuk dapat terhubung langsung dengan wifi dan membuat koneksi TCP/IP.

Gambar 4.1 Nodemcu sebagai pengedali koneksi wifi

a. Pengujian ph Sensor

pH sensor merupakan komponen yang berfungsi sebagai indikator terhadap ph yang diuji seperti air mineral. Sensor pH yang digunakan untuk menguji tingkat keasaman pada air mineral. Pengujian alat dilakukan dengan pengetesan air menggunakan sensor pH, modul sensor ph mengirim data ke dalam Nodemcu yang diolah yang untuk ditampilkan pada webserver agar dapat dipantau melalui smartphone atau laptop, menggunakan jaringan nirkabel wifi IP.

Gambar 4.2. Grafik Transfer fungsi sensor pH pada pengujian sensor Ph Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada sensor pH, program yang diberikan adalah sebagai berikut :

Pengujian ph dan ads1115

#include <Wire.h>

#include <Adafruit_ADS1015.h>

Adafruit_ADS1115 ads;

void setup(void) {

Serial.begin(9600);

ads.begin();

}

void loop(void) {

int16_t results;

float multiplier = 0.1875F;

results = ads.readADC_Differential_0_1();

Serial.print("pH : ");

Serial.print(results);

Serial.print("(");

Serial.print(results * multiplier);

Serial.println("mV)");

delay(1000);

}

y = -0,0061x + 24,813 R² = 0,997

0 2 4 6 8 10

2500 2700 2900 3100 3300 3500

Larutan Standar pH

Vout Sensor sebelum kalibrasi

pH Linear (pH)

b. Pengujian Ph air secara keseluruhan

Hasil pengujian sistem secara keseluruhan didapat table sebagai berikut:

NO SAMPEL

Pengujian menggunakan kertas lakmus

Pengujian menggun akan ph meter

LCD

1. COCA – COLA Asam 3,09

2. ORANGE WATER Asam 3,93

3. AIR MINERAL

KEMASAN

Basa 7,22

4. AIR MINERAL ISI ULANG

Basa 6,60

5. AIR SUMUR YANG

DIMASAK

Basa 8,05

Tabel 4.1 Hasil Sampel keseluruhan

Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa :

1. Pada larutan Coca-cola didapatkan hasil pengujian dari ph meter yang tertera pada LCD 3,09 dan android 3,1029 dan bersifat Asam

2. Pada larutan orange water didapatkan hasil pengujian dari ph meter yang tertera pada LCD 3,93 dan android 3,90762 dan bersifat Asam

3. Pada larutan air mineral kemasan didapatkan hasil pengujian dari ph meter yang tertera pada LCD 7,22 dan android 7,22346 dan bersifat Basa

4. Pada larutan air mineral isi ulang didapatkan hasil pengujian dari ph meter yang tertera pada LCD 6,60 dan android 6,765 dan bersifat Basa

5. Pada larutan air sumur yang dimasak didapatkan hasil pengujian dari ph meter yang tertera pada LCD 8,05 dan android 8,07422 dan bersifat Basa

 Pengujian ph air pada kertas lakmus

Gambar 4.3 Pengujian Kertas Lakmus Pada Coca – Cola

Gambar 4.4 PengujianOrange Water Pada Kertas Lakmus

Gambar 4.5 Pengujian Air Minum Kemasan Pada Kertas Lakmus

Gambar 4.6 Pengujian Air Minum Isi Ulang Pada Kertas Lakmus

 Pengujian Ph Air Menggunakan Ph Meter

Gambar 4.7 Pengujian Pada Air Coca –Cola

Gambar 4.8Pengujian Pada Orange Water

Gambar 4.9 Pengujian Pada Air Isi Ulang

Gambar 4.10Pengujian Pada Air Minum Kemasan

Gambar 4.11Pengujian Pada Air Sumur Yang Dimasak

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari percobaan dan pembahasan yang telah dilakukan pada bab sebelumnya didapat beberapa kesimpulan antara lain :

1. Dapat memanfaatkan sensor pH sebagai alternatif yang lebih maju untuk lebih efektif melihat tingkat keasaman suatu minuman tanpa menggunakan kertas indikator keasaman.

2. Telah berhasil dirancang sistem pendeteksi pHAir secara wireless menggunakan wifi berbasis Nodemcu yang dapat membantu dalam proses penentuan tingkat keasaman suatu minuman agar dapat membantu dan mengontrol tingkat kesehatan masyarakat dalam memilihjenis minuman yang baik untuk dikonsumsi.

3. Sistem pendeteksi pH ini untuk mendeteksi suatu cairan apakah bersifat asam atau basa, disaat sensor pH membaca sebuah kualitas air mineral baik atau tidak akan segera diterima oleh sensor ph, Setelah sensor ph telah menerima data tersebut, modul sensor mengirimkan data ke nodemcu yang akan mengolah data tersebut. Setelah terkoneksi dengan jaringan internet tersebut akan melewati jaringan data hotspot dan ditampilkan dalam website, sehingga data tersebut akan di lihat oleh user.

5.2 Saran

Setelah melakukan penelitian diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dilakukan penelitian lebih lanjut yaitu :

1. Penelitian selanjutnya diharapakan menggunakan alat semakin canggih dan lebih baik dari alat yang digunakan saat ini.

2. Diharapkan alat yang saya rancang ini dapat dipergunakan untuk keperluan percobaan di laboratorium.

3. Diharapkan pembaca dapat memberi saran dan kritik terhadap penulis dalam perancangan alat ini, dan penulis berharap dapat dapat dikembangkan baik di aplikasi kehidupan dan perancangan alat yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Duggal, Monty. 2014. At a Glance Kedokteran Gigi Anak. Jakarta : Erlangga Harrizul, Rivai. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta : Universitas Indonesia Sumardjo, Damin. 2008. Pengantar Kimia.

Jakarta : Buku Kedokteran EGC

Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492 / MENKES/PER/IV/2010

Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum

Yudana, anton. 2018. Jurnal Informatika Pengembangan Wireless Sensor Network Berbasis Internet of Things untuk Sistem Pemantauan Kualitas Air dan Tanah Pertanian

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/61952/3/Chapter%20II.pdf Diakses pada : 30 April 2020

pukul : 15.45 WIB

http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/

Diakses pada : 9 Januari 2020 Pukul : 14.45 WIB

Syam Rafiuddin.2013.Dasar-dasar Teknik Sensor.Makasar: Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

Diakses pada : 15 Juni 2020 Pukul : 13.56 WIB

LAMPIRAN

User Manual V1.2

ESP8266 NodeMCU WiFi Devkit

The ESP8266 is the name of a micro controller designed by Espressif Systems. The ESP8266 itself is a self-contained WiFi networking solution offering as a bridge from existing micro controller to WiFi and is also capable of running self-contained applications.

This module comes with a built in USB connector and a rich assortment of pin-outs. With a micro USB cable, you can connect NodeMCU devkit to your laptop and flash it without any trouble, just like Arduino. It is also immediately breadboard friendly.

Handson Technology

Table of Contents

1. Specification ... 3 2. Pin Definition ... 3 3. Using Arduino IDE ... 3 3.1 Install the Arduino IDE 1.6.4 or greater ... 4 3.2 Install the ESP8266 Board Package ... 4 3.3 Setup ESP8266 Support ... 5 3.4 Blink Test ... 7 3.5 Connecting via WiFi... 9 4. Flashing NodeMCU Firmware on the ESP8266 using Windows ... 12 4.1 Parts Required ... 12 4.2 Pin Assignment ... 12 4.3 Wiring ... 13 4.4 Downloading NodeMCU Flasher for Windows... 13 4.5 Flashing your ESP8266 using Windows ... 13 5. Getting Started with the ESPlorer IDE ... 15 5.1 Installing ESPlorer ... 15 5.2 Schematics ... 18 5.3 Writing Your Lua Script ... 18 6. NodeMCU GPIO for Lua ... 22 7. Web Resources ... 22

1. Specification:

 Voltage:3.3V.

 Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP.

 Current consumption: 10uA~170mA.

 Flash memory attachable: 16MB max (512K normal).

 Integrated TCP/IP protocol stack.

 Processor: Tensilica L106 32-bit.

 Processor speed: 80~160MHz.

 RAM: 32K + 80K.

 GPIOs: 17 (multiplexed with other functions).

 Analog to Digital: 1 input with 1024 step resolution.

 +19.5dBm output power in 802.11b mode

 802.11 support: b/g/n.

 Maximum concurrent TCP connections: 5.

2. Pin Definition:

3. Using Arduino IDE

The most basic way to use the ESP8266 module is to use serial commands, as the chip is basically a WiFi/Serial transceiver. However, this is not convenient. What we recommend is using the very cool Arduino ESP8266 project, which is a modified version of the Arduino IDE that you need to install on your computer. This makes it very convenient to use the ESP8266 chip as we will be using the well-known Arduino IDE.

Following the below step to install ESP8266 library to work in Arduino IDE environment.

3.1 Install the Arduino IDE 1.6.4 or greater

Download Arduino IDE from Arduino.cc (1.6.4 or greater) - don't use 1.6.2 or lower version! You can use your existing IDE if you have already installed it.

You can also try downloading the ready-to-go package from the ESP8266-Arduino project, if the proxy is giving you problems.

3.2 Install the ESP8266 Board Package

Enter http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json into Additional Board Manager URLs field in the Arduino v1.6.4+ preferences.

Click ‘File’ -> ‘Preferences’ to access this panel.

Next, use the Board manager to install the ESP8266 package.

Click ‘Tools’ -> ‘Board:’ -> ‘Board Manager…’ to access this panel.

Scroll down to ‘ esp8266 by ESP8266 Community ’ and click “Install” button to install the ESP8266 library package. Once installation completed, close and re-open Arduino IDE for ESP8266 library to take effect.

3.3 Setup ESP8266 Support

When you've restarted Arduino IDE, select ‘Generic ESP8266 Module’ from the ‘Tools’ -> ‘Board:’ dropdown menu.

Select 80 MHz as the CPU frequency (you can try 160 MHz overclock later)

Select ‘115200’ baud upload speed is a good place to start - later on you can try higher speeds but 115200 is a good safe place to start.

Go to your Windows ‘Device Manager’ to find out which Com Port ‘USB-Serial CH340’ is assigned to. Select the matching COM/serial port for your CH340 USB-Serial interface.

void setup() {

pinMode(5, OUTPUT); // GPIO05, Digital Pin D1 }

void loop() {

digitalWrite(5, HIGH);

delay(900);

digitalWrite(5, LOW);

delay(500);

}

Find out which Com Port is assign for CH340 Select the correct Com Port as indicated on ‘Device Manager”

Note: if this is your first time using CH340 “ USB-to-Serial ” interface, please install the driver first before proceed the above Com Port setting. The CH340 driver can be download from the below site:

https://github.com/nodemcu/nodemcu-devkit/tree/master/Drivers

3.4 Blink Test

We'll begin with the simple blink test.

Enter this into the sketch window (and save since you'll have to). Connect a LED as shown in Figure3-1.

Now you'll need to put the board into bootload mode. You'll have to do this before each upload. There is no timeout for bootload mode, so you don't have to rush!

 Hold down the ‘Flash’ button.

 While holding down ‘ Flash’, press the ‘RST’ button.

8 www.handsontec.com

 When you release the ‘RST’ button, the blue indication will blink once, this means its ready to bootload.

Once the ESP board is in bootload mode, upload the sketch via the IDE, Figure 3-2.

Figure3-1: Connection diagram for the blinking test

// key in your own SSID

// key in your own WiFi access point const char* password = "abc1234";

password

= "handson";

const char* ssid /*

* Simple HTTP get webclient test

*/

#include <ESP8266WiFi.h>

Figure 3.2: Uploading the sketch to ESP8266 NodeMCU module.

The sketch will start immediately - you'll see the LED blinking. Hooray!

3.5 Connecting via WiFi

OK once you've got the LED blinking, let’s go straight to the fun part, connecting to a webserver. Create a new sketch with this code:

Don’t forget to update:

const char* ssid = "yourssid";

const char* password = "yourpassword";

to your WiFi access point and password, then upload the same way: get into bootload mode, then upload code via IDE.

const char* host = "www.handsontec.com";

void setup() {

Serial.begin(115200);

delay(100);

// We start by connecting to a WiFi network

Serial.println();

Serial.println();

Serial.print("Connecting to ");

Serial.println(ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println("");

Serial.println("WiFi connected");

Serial.println("IP address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

}

int value = 0;

void loop() { delay(5000);

++value;

Serial.print("connecting to ");

Serial.println(host);

// Use WiFiClient class to create TCP connections WiFiClient client;

const int httpPort = 80;

if (!client.connect(host, httpPort)) { Serial.println("connection failed");

return;

}

10 www.handsontec.com

// We now create a URI for the request String url = "/projects/index.html";

Serial.print("Requesting URL: ");

Serial.println(url);

// This will send the request to the server

client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +

"Host: " + host + "\r\n" +

"Connection: close\r\n\r\n");

delay(500);

// Read all the lines of the reply from server and print them to Serial while(client.available()){

String line = client.readStringUntil('\r');

Serial.print(line);

}

Serial.println();

Serial.println("closing connection");

}

Open up the IDE serial console at 115200 baud to see the connection and webpage printout!

That's it, pretty easy right ! This section is just to get you started and test out your module.

4. Flashing NodeMCU Firmware on the ESP8266 using Windows

Why flashing your ESP8266 module with NodeMCU?

NodeMCU is a firmware that allows you to program the ESP8266 modules with LUA script. And you’ll find it very similar to the way you program your Arduino. With just a few lines of code you can

establish a WiFi connection, control the ESP8266 GPIOs, turning your ESP8266 into a web server and a lot more.

In this tutorial we are going to use another ESP8266 module with pin header adapter board which is breadboard friendly.

ESP8266 Module Breadboard Friendly with Header Connector 4.1 Parts Required:

 ESP8266 Module Breadboard Friendly

 PL2303HX USB-UART Converter Cable

 Some Male-to-Female Jumper Wires

4.2 Pin Assignment:

4.3 Wiring:

ESP8266 Pin Description

CH_PD Pull high, connect to Vcc +3.3V

Vcc Power Supply +3.3V

TXD Connect to RXD (white) of PL2303HX USB-Serial converter cable RXD Connect to TXD (Green) of PL2303HX USB-Serial converter cable GPIO0 Pull low, connect to GND pin

GND Power Supply ground

4.4 Downloading NodeMCU Flasher for Windows

After wiring your circuit, you have to download the NodeMCU flasher. This is a .exe file that you can download using one of the following links:

 Win32 Windows Flasher

 Win64 Windows Flasher

You can find all the information about NodeMCU flasher here.

4.5 Flashing your ESP8266 using Windows

Open the flasher that you just downloaded and a window should appear (as shown in the following figure).

Press the button “Flash” and it should start the flashing process immediately, showing the Module MAC address if successful connected.

After finishing this flashing process, it should appear a green circle with a check icon at lower left corner.

Your ESP8266 module is now loaded with NodeMCU firmware.

5. Getting Started with the ESPlorer IDE

ESPlorer is an IDE (Integrated Development Environment) for ESP8266 devices. It’s a multi platform IDE, can be used in any OS environment, this simply means that it runs on Windows, Mac OS X or Linux.

Supported platforms:

 Windows(x86, x86-64)

 Linux(x86, x86-64, ARM soft & hard float)

 Solaris(x86, x86-64)

 Mac OS X(x86, x86-64, PPC, PPC64)

This software allows you to establish a serial communications with your ESP8266 module, send commands, and upload code and much more.

Requirements:

 You need to have JAVA installed in your computer. If you don’t have, go to this

website: http://java.com/download, download and install the latest version. It requires JAVA (SE version 7 and above) installed.

 In order to complete the sample project presented in this Guide you need to flash your ESP8266 with NodeMCU firmware. Refer to chapter-4 in this guide on how to flash the NodeMCU firmware.

Main Resources:

 ESPlorer Homepage: http://esp8266.ru/esplorer/

 GitHub Repository: https://github.com/4refr0nt/ESPlorer

5.1 Installing ESPlorer

Now let’s download the ESPlorer IDE, visit the following URL: http://esp8266.ru/esplorer/#download Grab the folder that you just downloaded. It should be named “ESPlorer.zip” and unzip it. Inside that folder

you should see the following files:

Execute the “ESPlorer.jar” file and the ESPlorer IDE should open after a few seconds (the “ESPlorer.jar” file is what you need to open every time you want to work with the ESPlorer IDE).

Note: If you’re on Mac OS X or Linux you simply use this command line in your terminal to run the ESPlorer: sudo java –jar ESPlorer.jar.

When the ESPlorer first opens, that’s what you should see:

Here’s a rundown of the features the ESPlorer IDE includes:

 Syntax highlighting LUA and Python code.

 Code editor color themes: default, dark, Eclipse, IDEA, Visual Studio.

 Undo/Redo editors features.

 Code Autocomplete (Ctrl+Space).

 Smart send data to ESP8266 (without dumb send with fixed line delay), check correct answer from ESP8266 after every lines.

 Code snippets.

 Detailed logging.

 And a lot more…

The ESPlorer IDE has a couple of main sections, let’s break it down each one.

In the top left corner you can see all the regular options that you find in any software. Create a New file, Open a new file, Save file, Save file as, Undo, Redo, etc.

In the top right corner you have all the options you need to establish a serial communication (you’re going to learn how to use them later in this Guide).

This next screenshot shows your Code Window, that’s where you write your scripts (your scripts are highlighted with your code syntax).

Below the Code Window, you have 12 buttons that offer you all the functions you could possible need to interact with your ESP8266. Here’s the ones you’ll use most: “Save to ESP” and “Send to ESP”.

This screenshot shows the Output Window which tells you exactly what’s going on in your ESP8266. You can see errors and use prints in your code to debug your projects.

lighton=0 pin=4

gpio.mode(pin,gpio.OUTPUT) tmr.alarm(1,2000,1,function()

if lighton==0 then lighton=1

gpio.write(pin,gpio.HIGH) else

lighton=0

gpio.write(pin,gpio.LOW) end

end)

5.2 Schematics

To upload code to your ESP8266, you should connect your ESP8266 to your PL2303HX USB-UART Programming Cable like the figure below:

5.3 Writing Your Lua Script Below is your script to blink an LED.

Right now you don’t need to worry how this code works, but how you can upload it to your ESP8266.

Having your ESP8266+PL2303HX Programmer connected to your computer, go to the ESPlorer IDE:

Look at the top right corner of your ESPlorer IDE and follow these instructions:

1. Press the Refresh button.

2. Select the COM port for your FTDI programmer.

3. Select your baudrate.

4. Click Open.

Then in the top left corner of your ESPlorer IDE, follow these instructions:

1. Select NodeMCU 2. Select Scripts

3. Create a new filled called “init.lua”

Copy your Lua script to the code window (as you can see in the Figure below):

The next step is to save your code to your ESP8266!

At the left bottom corner click the button “Save to ESP”.

In your output window, it should start showing exactly which commands are being sent to your ESP8266 and it should look similar to the Figure below.

Note: If you want to delete your “init.lua” file, you can do that easily. Simply type file.remove(“init.lua”) and press the button “Send” (see Figure above). Or you can type the command file.format() to remove all the files saved in your ESP8266. You can type any commands and send them to your ESP8266 through that window.

After uploading your code to your ESP8266, unplug your ESP8266 from your computer and power up the ESP8288 module.

Congratulations, you’ve made it! The blue LED at the upper right corner should be blinking every 2 seconds!

22 www.handsontec.com 6. NodeMCU GPIO for Lua

The GPIO(General Purpose Input/Output) allows us to access to pins of ESP8266 , all the pins of ESP8266 accessed using the command GPIO, all the access is based on the I/O index number on the NoddMCU dev kits, not the internal GPIO pin, for example, the pin ‘D7’ on the NodeMCU dev kit is mapped to the internal GPIO pin 13, if you want to turn ‘High’ or ‘Low’ that particular pin you need to called the pin number ‘7’, not the internal GPIO of the pin. When you are programming with generic ESP8266 this confusion will arise which pin needs to be called during programming, if you are using NodeMCU devkit, it has come prepared for working with Lua interpreter which can easily program by looking the pin names associated on the Lua board. If you are using generic ESP8266 device or any other vendor boards please refer to the table below to know which IO index is associated to the internal GPIO of ESP8266.

Nodemcu dev kit

ESP8266 Pin Nodemcu dev kit

ESP8266 Pin

D0 GPIO16 D7 GPIO13

D1 GPIO5 D8 GPIO15

D2 GPIO4 D9 GPIO3

D3 GPIO0 D10 GPIO1

D4 GPIO2 D11 GPIO9

D5 GPIO14 D12 GPIO10

D6 GPIO12

D0 or GPIO16 can be used only as a read and write pin, no other options like PWM/I2C are supported by this pin.

In our example in chapter 5 on blinking the blue LED, the blue LED in connected to GPIO2, it is defined as Pin4 (D4) in Lua script.

7. Web Resources:

 ESP8266 Lua Nodemcu WIFI Module

 ESP8266 Breadboard Friendly Module

 ESP8266 Remote Serial WIFI Module

 PL2303HX USB-UART Converter Cable

LEMBAR EKSPEDISI PERBAIKAN TUGAS AKHIR

NAMA : FANY ANATASYA SIMARSOIT

NIM : 172411058

PROGRAM STUDI : D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN : FISIKA

JUDUL : SISTEM PENDETEKSI pH AIR SECARA WIRELESS MENGGUNAKAN WIFI BERBASIS NODEMCU

NO NAMA DOSEN Dosen Tanda Tangan

1. Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Penguji

2. Dr. Kerista Tarigan. Drs., M.Eng.Sc

Pembimbing

Medan, 14 Agustus 2020 Hormat Saya

Fany Anatasya Simarsoit