POSTING INFO: Juni 2019

MAKALAH INTERNET OF THINGS (IOT)

DETEKSI SUHU RUANGAN DENGAN APLIKASI ANDROID

Makalah Ini Disusun Untuk Memenuhi Ujian Akhir Semester

MATA KULIAH

PENGEMBANGAN DAN IMPLEMENTASI SI

Dosen Pengampu :

Endang Kurniawan. MM, M.Kom

https://endangkurniawan.com/id-id

Dibuat Oleh :

Chlara Maynar Anggi Putri Silawati (4117092)

PRODI SISTEM INFORMASI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS PESANTREN TINGGI DARUL ULUM

JOMBANG

2019

ABSTRAK

Suhu normal yang dimiliki tubuh adalah sekitar 36,5 hingga 37,5 derajat celcius. Banyak hal yang mempengaruhi perubahan suhu pada tubuh, salah satunya adalah ruangan. Ruangan yang bersuhu ekstrem, seperti terlalu dingin atau terlalu panas dapat menimbulkan berbagai dampak bagi tubuh.

Perubahan suhu sekitar beberapa derajat saja dapat mempengaruhi fungsi tubuh. Misalnya, suhu tubuh anda menurun 3 derajat celcius menjadi 35 derajat celcius akibat suhu ruangan yang rendah, maka anda akan mengalami hipotermia ringan. Hipotermia yang berat bahkan dapat menyebabkan serangan jantung, stroke, dan kematian. Sedangkan pada suhu yang terlalu tinggi, dapat menyebabkan kerusakan otak. (Source: Hello Sehat)

Oleh karena itu pencegahan sangat diperlukan untuk mengetahui perubahan suhu yang ada dilingkungan sekitar kita. Disini penulis akan membahas tentang cara mendeteksi suhu ruangan, sebagai suatu langkah pencegahan agar kita dapat mengetahui perubahan suhu yang tejadi dalam suatu ruangan. Deteksi yang akan digunakan adalah system pemantau suhu ruangan menggunakan Wireless Sensor Network (WSN). Hal ini sering kita kenal dengan IoT (Internet of Things).

Kata Kunci : Suhu, Tubuh, Hipotermia, WSN, IoT

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Suhu atau temperatur merupakan salah satu faktor yang perlu diperhatikan dalam berbagai aktivitas manusia. Pada dunia industri, suhu merupakan informasi yang sangat penting dalam menentukan kelayakan kondisi sebuah ruangan. Banyaknya ruangan dengan kebutuhan suhu yang berbeda – beda mengakibatkan banyak pula alat pengukur suhu yang harus tersedia pada setiap ruang sedangkan untuk pemantauan suhu harus dilakukan bersama – sama secara real time. Pemantauan suhu ruangan membutuhkan sistem yang dapat terintegrasi pada suatu titik pusat dimana setiap sensor mengirimkan data tiap ruangan pada satu node yang telah ditentukan untuk dipantau. Maka dari itu dibutuhkan teknologi yang dapat mengakomodasi kerja sistem agar bisa bekerja sesuai dengan yang diharapkan.

Wireless sensor network adalah sebuah kumpulan node yang dapat berupa sensor yang akan melakukan pengambilan data pada parameter ukur dan kemudian dikirimkan pada sebuah node sentral atau sebuah server untuk dilakukan pengolahan data (Firdaus, 2014). Node-node yang ada pada WSN merupakan sensor yang diletakkan pada titik-titik pada sebuah area yang ingin diketahui besaranya (Ilyas. M., Mahgoub. I., 2005). Misalnya pada sebuah ladang pertanian, ingin diketahui kelembapan tanahnya, maka sensor pengukur kelempan akan diletakkan ditanah pada area pertanian tersebut, dan jumlahnya tidak hanya satu namun puluhan sensor. Node-node tersebut masing-masing memilki sumber daya sendiri yang dapat berupa baterai, dan memiliki perangkat transmitter data untuk dapat mengirimkan data ke node sentral atau server. (Source: Menara Ilmu Sensor Network-UGM)

IoT (Internet of Thing) adalah sebuah konsep 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, micro-electromechanical systems (MEMS), dan Internet. (Source: IDCloudHost)

1.2 Batasan Masalah

Penulisan tugas akhir ini membahas batasan pada permasalahan berikut :

1. Perangkat keras sistem terdiri dari AgnosThings dan ESP8266.

2. WeMos D1 Mini sebagai perangkat utama yang akan kita program untuk terhubung ke internet.

2. Perangkat lunak menampilkan data pada layanan web dengan menggunakan bahasa HTML5.

3. Perangkat lunak ditulis dalam bahasa pemrograman HTML.

1.3 Tujuan

Makalah ini bertujuan untuk merancang sistem yang dapat mengukur suhu serta kelembaban suatu ruangan.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Ruangan

Ruangan adalah suatu tempat tertutup dengan langit-langit yang berada di rumah atau bentuk bangunan lainnya. Ruangan biasanya memiliki pintu dan beberapa jendela yang berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya, aliran udara, dan akses menuju ruangan tersebut. Ruangan yang berukuran besar sering disebut dengan istilah aula. Beberapa ruangan memiliki nama spesifik sesuai dengan tujuan pembuatan dan penggunaannya. Sebagai contoh, ruangan untuk memasak disebut dengan dapur. Perencanaan struktur, penggunaan, dan dekorasi interior ruangan adalah bagian dari disiplin ilmu arsitektur.(Source: Wikipedia)

Hal yang perlu diketahui dalam suatu ruangan adalah :

a. Suhu dan Kelembapan

Menurut ilmiah, suhu ruangan normal berkisar antara 20 - 25 derajat celcius. Disarankan jika kalian ingin merasa nyaman, suhunya jangan kurang dari 20 maupun jangan lebih dari 20.

Karena suhu dibawah 20 itu terlalu dingin , sedangkan suhu diatas 25 itu terlalu panas. (Source: kompasasiana)

2.2 Cara Pembuatan

Proses perancangan :

1. Bahan-bahan

· Wemos D1 Mini Board ini adalah board wifi kecil berbasis ESP8266. ESP8266 dikenal sebagai modul WiFi yang handal, ekonomis dan komunitas yang besar. ESP8266 inilah yang akan menghubungkan perangkat kita dengan internet via WiFi. Ada banyak varian prototype board berbasis ESP8266, seperti NodeMCU, Adafruit HUZZAH ESP8266, ESPDuino, SparkFun ESP8266 Thing, dan Wemos. Kita sebenarnya bisa langsung memprogram ESP8266 langsung tanpa menggunakan yang breakout board. Tapi kali ini saya menggunakan Wemos D1 Mini karena board ini adalah yang paling murah dan mudah didapatkan dibanding board sejenisnya. Selain itu board ini sudah dilengkapi dengan onboard microUSB dan Serial driver sehingga tidak perlu lagi USB to TTL atau FTDI adapter.

· Sensor Suhu LM35DZ Ada banyak varian sensor suhu yang bisa kita gunakan, masing-masing dengan spesifikasi dan harga yang bervariasi. Beberapa diantaranya adalah thermocouple, TMP100, LM75, DS18B20, LM35, SHT15, RHT03 dan DHT11. Kali ini kita akan menggunakan sensor LM35. Sensor LM35 memiliki akurasi pengukuran ± 0.6 °C. LM35 pun memiliki setidaknya 3 varian, yaitu LM35, LM35C dan LM35D. LM35 dan LM35A memiliki batasan suhu yang dapat diukur dalam rentang -55 °C hingga 150 °C, sedangkan LM35C dari -40 °C hingga 110 °C, dan LM35D dari 0 °C hingga 100 °C. Output dari sensor ini adalah nilai analog yang nantinya akan kita konversikan ke dalam bentuk derajat Celsius. Pada tutorial ini saya akan menggunakan LM35DZ dengan rentang 0-100 °C karena kita akan mengukur suhu udara di ruangan yang mana sangat jarang mencapai angka 0 derajat dan melebihi 100 derajat (setidaknya untuk Indonesia yang berada di daerah khatulistiwa).

Breadboard
Kabel jumper
Selain perangkat-perangkat di atas, Kamu akan memerlukan Wifi Access Pointyang terhubung ke internet. Access Point ini yang nantinya akan digunakan oleh ESP8266 untuk terkoneksi ke internet. Kamu bisa menggunakan jaringan Wifi rumah kalo punya, sekolah, kantor atau melalui tethering hotspot dari smartphoneatau wireless router. Selain itu, Kamu juga bakal memerlukan beberapa alat seperti obeng dan gunting.

2. Cara Membuat

· Merangkai Alat

LM35 menghasilkan output analog. Saya menggunakan LM35DZ yang mana rentang pengukuran suhunya antara 0 - 100 °C. Pada dasarnya sensor ini tidak menangkap nilai suhu secara langsung. Karena seperti kita ketahui, nilai analog dibaca dari perubahan voltase yang dikeluarkan oleh sensor. LM35DZ memiliki rasio konversi yang linear, dimana untuk setiap kenaikan 1 derajat Celsius itu setara dengan kenaikan output 10mV.

LM35DZ memiliki 3 kaki, dari kiri ke kanan adalah Vs, Vout dan GND. Vout kita hubungkan ke pin A0 untuk menerima sinyal analog. Vs kita hubungkan dengan pin 3.3V.

· Install Hardware Package ESP8266

ESP8266 dapat diprogram dengan Arduino IDE. Untuk itu kita akan menginstal terlebih dahulu hardware package untuk ESP8266 pada Arduino IDE. Ada dua jalan untuk itu, yakni melalui board manager pada Arduino IDE, atau mengunduh source code atau git clone dari repo Github. Saya asumsikan Kamu sudah menginstal Arduino IDE di komputermu. Dan untuk menggunakan ESP8266 disarankan untuk menggunakan Arduino IDE v1.6.7 ke atas. Kalo Kamu belum menginstal Arduino IDE, unduh terlebih dahulu installernya di sini lalu jalankan untuk menginstal di komputermu. Setelah itu ikuti salah satu langkah untuk menginstal hardware package ESP8266 yang ada pada halaman tutorial "Menyalakan dan Mematikan Lampu Via Internet Menggunakan AgnosThings dan ESP8266, Step 3 : Install Hardware Package ESP8266".

· Menulis Program untuk Membaca Nilai Suhu

Sekarang kita akan menuliskan program sederhana untuk menerima nilai analog dari sensor LM35DZ dan mengkonversinya ke dalam satuan Celsius. Buka Arduino IDE dan tuliskan program berikut:

int analogVal = 0; // variable untuk menyimpan nilai analog

float mVolt = 0; // dari nilai analog kita ubah ke satuan mVolt

float celsius = 0; // dari mVolt kita akan dapat nilai Celsiusnya

void setup() {

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

// ambil nilai analog

analogVal = analogRead(A0);

// konversi nilai analog ke milivolt

mVolt = (analogVal / 1024.0) * 3300;

// konversi nilai milivolt ke celsius

celsius = mVolt / 10;

Serial.print(celsius);

Serial.println(" Celsius");

delay(5000);

}

WeMos D1 Mini berbasis ESP8266EX yang mana memiliki hanya 1 pin input analog yaitu pin A0. Nilai analog berkisar antara 0 hingga 1023 (10 bit) yang merepresentasikan voltase input analog dalam bentuk nilai desimal agar lebih mudah diolah. Tapi karena kita membutuhkan nilai derajat Celsius yang mana kita dapatkan dari pembagian setiap 10mV untuk setiap 1 derajat Celsius, maka kita akan mengkonversikan nilai analog tadi ke dalam satuan milivolt terlebih dahulu baru kemudian kita bagi 10 untuk mendapatkan nilai Celsius.

mVolt = (analogVal / 1024.0) * 3300; adalah rumus untuk mendapatkan nilai milivolt. Nilai analog yang diterima dibagi 1024 kemudian dikali 3300 milivolt karena pin analog pada ESP8266 beroperasi pada tegangan 3.3V. Untuk membuktikan nilai voltase Kamu dapat menggunakan AVOmeter atau Voltmeter pada pin tengah untuk melihat nilai voltase sebenarnya.

Karena kita sudah dapat nilai dalam satuan milivolt, maka kita tinggal membagi nilai tersebut dengan 10 untuk mendapatkan nilai derajat Celsius, seperti pada baris kode celsius = mVolt / 10;.

Compile dan upload program ke WeMos. Pastikan setting di menu Tools (Board, CPU Frequency, Flash Size, Upload Speed, dan Port) sudah terpasang dengan benar (lihat settingan pada tutorial menyalakan lampu via internet, Step 6). Kemudian amati nilai keluarannya pada jendela Serial Monitor. Pastikan baudrate diset sama dengan yang dipasang pada kode program (9600).

· Untuk simulasi dapat dilihat perubahan nilai suhu dengan mendekatkan sensor ke sumber api, kipas laptop, atau menempelkan sensor ke es. Pada layar serial monitor saya, nilai suhu ruangan ada di kisaran 28 °C. Mungkin nampak lebih tinggi dari suhu ruangan normal yang mestinya ada di kisaran 24 - 26 °C. Mungkin dari sensornya yang berkualitas rendah, sehingga diperlukan kalibrasi ulang. Salah satu teknik kalibrasinya adalah dengan membandingkan nilai keluaran sensor kita dengan nilai dari termometer suhu ruangan, lalu kita tambahkan atau kurangi sebesar selisih kedua nilai tersebut. Maka untuk simulasi sensor suhu dan IoT ini kita anggap cukup.

· Membuat Project di AgnosThings

Sekarang kita akan menyimpan nilai suhu tadi ke server AgnosThings. Kita harus membuat project terlebih dahulu melalui panel dashboard AgnosThings. Penjelasan lengkap tentang dashboard AgnosThings dapat dibaca pada tutorial menyalakan dan mematikan lampu via Internet.

Kali ini kita akan memerlukan satu field, mari kita beri nama field dengan 'suhu'. Login terlebih dahulu ke dashboard AgnosThings. Kemudian tekan tombol Start Initial Project untuk masuk ke halaman form registrasi device. Kemudian isi form dan tekan tombol Register Device.

· Setelah kita membuat project di AgnosThings, kita akan mendapatkan API untuk mengirim dan menarik data dari AgnosThings. API yang akan kita gunakan adalah API untuk sending data, digunakan untuk mengirim data suhu dari WeMos, dan API getting last feed data, digunakan untuk mengambil data terakhir dan ditampilkan di aplikasi Android.

· Menulis Program untuk Push Data ke AgnosThings

Kita sudah menulis kode untuk membaca nilai suhu dari sensor LM35DZ. Sekarang saatnya kita update kode tersebut agar dapat mengirimkan nilai suhu itu ke server AgnosThings menggunakan API sending data.

#include <ESP8266WiFiMulti.h>

#include <ESP8266HTTPClient.h>

ESP8266WiFiMulti WiFiMulti;

static char celsius_str[15];

int analogVal = 0; // variable untuk menyimpan nilai analog

float mVolt = 0; // dari nilai analog kita ubah ke satuan mVolt

float celsius = 0; // dari mVolt kita akan dapat nilai Celsiusnya

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// set Wifi SSID dan passwordnya

WiFiMulti.addAP("SSID", "password");

}

void loop()

{

Serial.println("");

// tunggu koneksi Wifi

if((WiFiMulti.run() == WL_CONNECTED))

{

// ambil nilai analog

analogVal = analogRead(A0);

// konversi nilai analog ke milivolt

mVolt = (analogVal / 1024.0) * 3300;

// konversi nilai milivolt ke celsius

celsius = mVolt / 10;

Serial.print(celsius);

Serial.println(" Celsius");

HTTPClient http;

// cast nilai float celsius ke type char dahulu agar dapat digabung

// parameter kedua panjang karakter,

// parameter ketiga adalah panjang karakter setelah koma

dtostrf(celsius, 5, 2, celsius_str);

// siapkan API untuk push data

// ganti dengan API punyamu

String url = "http://agnosthings.com/xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx/feed?push=suhu=";

// merge API dengan nilai celsius

String urls = url + celsius_str;

// panggil API

http.begin(urls);

// ambil status HTTP Header

int httpCode = http.GET();

// httpCode akan bernilai negatif bila error

if(httpCode > 0)

{

// cetak httpCode ke Serial, 200 berarti sukses

Serial.printf("[HTTP] GET... code: %d\n", httpCode);

} else {

Serial.printf("[HTTP] GET... failed, error: %s\n", http.errorToString(httpCode).c_str());

}

// tutup koneksi HTTP

http.end();

}

// beri jeda pengiriman data setiap 10 detik

delay(10000);

}

· Kita menambahkan library ESP8266WifiMulti dan ESP8266WifiClient di bagian paling atas program. Kita juga mendeklarasikan variable WifiMulti untuk membuat koneksi via Wifi. Kita juga mendeklarasikan variabel celsius_str dengan tipe char untuk menyimpan nilai celsius dalam tipe karakter (bukan float) agar dapat digabungkan dengan URL API sending data. Di dalam fungsi setup kita set access point. Dan di dalam fungsi loop kita menambahkan kode untuk memanggil API dengan terlebih dahulu digabungkan dengan nilai celsius.

· Upload program ke WeMos, kemudian amati pada jendela Serial Monitor. Bila upload gagal, berarti ada settingan pada menu Tools yang tidak tepat. Bila kode berhasil diupload tetapi pada Serial Monitor HTTP codenya bukan 200, berarti ada masalah pada koneksi, apakah setting SSID dan passwordnya salah, atau APInya yang salah. Kamu bisa mencoba println() pada jendela Serial terlebih dahulu hasil penggabungan URL API dengan nilai suhu yang sudah diubah ke tipe char untuk memastikan apakah API sudah benar.

· Bila HTTP codenya bernilai 200, itu artinya data suhu sudah tersimpan di server AgnosThings.

· Kamu bisa cek pada halaman dashboard AgnosThings apakah data sudah tersimpan atau belum.

· Membuat App Project Cordova

· Sekarang saatnya kita membuat aplikasi Android untuk melihat nilai suhu terakhir yang tercatat di AgnosThings. Kita akan membuat aplikasi berbasis web HTML5 dan mengemas aplikasi kita dalam bentuk file .apk dan menginstalnya di handphone Android menggunakan Cordova. Untuk itu Kamu perlu terlebih dahulu menginstal Apache Cordova di komputermu bila belum terinstal, dengan mengikuti panduan instalasi pada tutorial Membuat Aplikasi Android Berbasis HTML5 dengan Cordova.

· Setelah Cordova dan seperangkat kebutuhannya terinstal di komputermu, jalankan perintah berikut melalui cmd untuk membuat project baru:

cordova create iotapp com.codepolitan.iotapp IoTApp

· Setelah project selesai dibuat, masuk ke dalam folder project tersebut di cmd, lalu jalankan perintah berikut untuk menambah platform browser:

cordova platform add browser

· Kemudian jalankan perintah berikut untuk menjalankan aplikasi kita di browser:

cordova run browser

· Bila browser Kamu terbuka dan muncul aplikasi web dengan logo Cordova, berarti aplikasi Kamu siap untuk kita modifikasi untuk keperluan IoT. Saya terbiasa membuat aplikasi web menggunakan Bootstrap. Seharusnya sih untuk aplikasi sederhana tidak perlu menggunakan framework karena selain memperbesar ukuran file instalasi aplikasi nantinya, juga akan ada beberapa asset yang tetap dimuat meskipun tidak digunakan. Tapi untuk tutorial kali ini, supaya kita tidak terlalu berlama-lama di layouting dan style, saya tetap memutuskan untuk menggunakan Bootstrap.

· Unduh Boostrap di halaman http://getbootstrap.com/getting-started/#download. Pilih opsi pertama yang Compiled and minified bla bla.. no docs and original source files included. Ekstrak semua konten berisi folder css, fontsdan js ke dalam folder project \iotapp\www. Kamu juga boleh menghapus terlebih dahulu semua isi yang ada di dalam folder \www baru kemudian ganti dengan asset Bootstrap.

· Setelah itu buat atau edit file index.html di dalam folder \www lalu isikan kode HTML berikut:

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>Simple IoT</title>

</head>

<body>

</div>

</body>

</html>

· Buka kembali jendela cmd lalu jalankan perintah cordova run browser untuk melihat hasil halaman html kita. Kita sudah menambahkan dua buah elemen di dalam halaman, yakni caption h1 untuk menampilkan nilai suhu dan progress-bar sebagai ilustrasi dari tinggi nilai suhu yang ditampilkan.

· Sampai disini kita belum menampilkan nilai suhu aktual dari AgnosThings. Oleh karena itu kita tambahkan kode jQuery untuk mengambil data dari AgnosThings dan menampilkannya di h1 dan progress-bar. Tambahkan program berikut sebelum tag tutup body pada file index.html kita:

var suhu= 0;

var suhu_caption = "0";

setInterval(function(){

$.get("http://agnosthings.com/0xx00x0x-00xx-00x0-0000-000000000000/field/last/feed/00/suhu", function(a){

suhu = a.value;

suhu_caption = suhu + "°C";

console.log(suhu);

$('#suhu').html(suhu_caption);

$('#bar-suhu').css({width: suhu+"%"});

})

} , 5000);

</script>

· Pada program di atas, kita membuat variabel untuk menyimpan nilai suhu. Kita kemudian menggunakan fungsi setInterval() untuk melakukan request ke server dengan jeda waktu setiap 5 detik. Kita menggunakan API jQuery $.get() untuk memanggil API request data terakhir ke AgnosThings. Jangan lupa untuk mengganti API AgnosThings last feed dengan punyamu. Data diterima dalam format json dan kita dapat langsung memanggil properti json tersebut untuk ditampilkan di elemen #suhu. Dan juga karena nilai yang kita dapatkan selalu berkisar antara 0 hingga 100, maka kita dapat langsung menggunakannya untuk mengatur panjang presentase progress-bar.

· Jalankan lagi perintah cordova run browser untuk melihat hasilnya. Saat halaman web dimuat, dia akan mulai memanggil API AgnosThings untuk pertama kali dan setelah beberapa saat begitu data kita terima, data tersebut langsung dimuat ke elemen h1 dan panjang progress-bar pun berubah.

· Export Aplikasi Web Mobile ke .apk

· Kita sudah melihat bahwa aplikasi web kita sudah bisa memuat data dari AgnosThings. Kamu bisa mencoba mengganti nilai dengan mempengaruhi suhu pada sensor LM35DZ agar perubahan datanya dapat diamati, apakah dengan mendekatkannya ke api atau menempelkannya ke es.

· Sekarang kita akan mengubah aplikasi web kita menjadi aplikasi Android. Jalankan perintah berikut untuk menambahkan platform pada project cordova kita:

cordova platform add android

· Setelah itu jalankan perintah berikut untuk mulai membuild aplikasi Android kita.

cordova build android

· Setelah proses build selesai, Kamu dapat mengakses file .apk di dalam folder iotapp\platforms\android\build\outputs\apk\ dengan nama file android-debug.apk. Salin dan install di handphone Android dan lihat hasilnya. (Source: CODEPOLITAN)

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari permasalahan yang ada dalam makalah diatas dapat disimpulkan bahwa :

1. Dengan adanya system deteksi suhu pada ruangan memudahkan para pengguna untuk mendeteksi adanya perubahan suhu dan kelembapan.

2. Dengan pembahasan diatas kita dapat belajar membuat sendiri aplikasi sederhana berbasis android untuk membantu keperluan kita.

3. Aplikasi berbasis android ini sangat efisien untuk digunakan.

REFERENSI

https://endangkurniawan.com/id-id

https://hellosehat.com/hidup-sehat/fakta-unik/perubahan-suhu-mempengaruhi-kesehatan/

http://sensornetwork.mipa.ugm.ac.id/2018/08/22/125/

https://idcloudhost.com/mari-mengenal-apa-itu-internet-thing-iot/