Sistem Monitoring Suhu dan Kelembapan Udara Berbasis Arduino Ethernet dengan Interface Web Server, yang dikembangkan oleh siswa TEI (Muhamad Labibul Syad, Muhammad Rino Wibowo, dan Syahrul Alfan), merupakan sebuah inovasi untuk memantau kondisi lingkungan secara real-time. Sistem ini memanfaatkan Arduino Ethernet yang terhubung ke sensor suhu dan kelembapan untuk mengumpulkan data, lalu menampilkannya melalui web server yang dapat diakses melalui jaringan LAN menggunakan IP address.
Gambar 1.1 Foto Alat
TeFa TEI SMKN 1 Nglegok juga menghadirkan Alat & Proyek IoT (Internet of Things)
Fitur Utama:
1. Antarmuka web yang dapat diakses melalui IP dari LAN Ethernet .
2. Pemilihan sensor yang dirancang untuk konsumsi daya rendah , meminimalkan beban pada sumber daya.
3. Menampilkan hanya 2 data terakhir untuk setiap parameter (Suhu , dan Kelembaban) secara default di antarmuka web.
4. Menampilkan data dengan delay 3 detik sehingga mendapat data secara real-time
Spesifikasi Teknis:
Komunikasi Ethernet mengacu pada kemampuan Arduino (atau mikrokontroler lain yang dilengkapi dengan modul Ethernet) untuk mentransfer data dan berkomunikasi melalui jaringan Ethernet. Ini memungkinkan Arduino untuk terhubung ke jaringan lokal atau internet, berinteraksi dengan perangkat atau server lain, dan bertukar informasi secara online.
Kecepatan Transfer Tinggi: Ethernet memiliki kecepatan transfer data yang tinggi, memungkinkan pengiriman data dalam waktu singkat. Ini ideal untuk aplikasi yang memerlukan pemantauan atau kontrol real-time.
Stabilitas Jaringan: Jaringan Ethernet umumnya lebih stabil dan andal dibandingkan dengan jaringan nirkabel (Wi-Fi). Ini membuatnya cocok untuk proyek-proyek yang membutuhkan konektivitas yang konsisten.
Keamanan: Ethernet lebih aman daripada Wi-Fi karena lebih sulit diakses oleh pihak yang tidak berwenang. Ini penting untuk proyek-proyek yang memerlukan tingkat keamanan yang tinggi, seperti sistem keamanan rumah.
HARDWARE YANG DIGUNAKAN
Sensor Suhu DHT11
Sensor adalah perangkat elektronik yang memiliki kemampuan untuk mengubah berbagai besaran fisik seperti mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi sinyal listrik, yaitu tegangan atau arus listrik. Sensornya mampu mendeteksi perubahan dalam besaran fisik tersebut dan mengubahnya menjadi informasi yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti pengukuran, pengendalian, atau pemantauan. Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain adalah sensor cahaya, sensor suhu, dan sensor tekanan.
Salah satu jenis sensor suhu yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi adalah sensor suhu tipe DHT11. Sensor suhu DHT11 menggunakan berbagai komponen utama untuk melakukan pengukuran suhu dan kelembaban dalam lingkungan tertentu. Komponen utama tersebut bekerja bersama-sama untuk menghasilkan keluaran tegangan analog yang mencerminkan suhu dan kelembaban saat ini. Output dari sensor suhu DHT11 ini nantinya dapat diolah lebih lanjut menggunakan mikrokontroler atau perangkat elektronik lainnya.
Arduino Uno
Arduino adalah sebuah platform kontroler single-board yang bersifat open-source, yang dirancang untuk memudahkan penggunaan komponen elektronik digital dalam berbagai bidang aplikasi. Arduino merupakan sebuah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open-source yang memuat komponen utama, yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.
Mikrokontroler AVR adalah sebuah komponen kritis dalam desain Arduino, yang memungkinkan perangkat ini untuk mengendalikan berbagai jenis input dan output. Chip mikrokontroler ini didukung oleh perangkat lunak Arduino IDE (Integrated Development Environment) yang open source, yang memungkinkan pengguna untuk menulis dan mengunggah kode program ke papan Arduino dengan mudah.
Modul Ethernet ENC28J60
Modul Ethernet ENC28J60 adalah sebuah komponen elektronik yang dirancang oleh Microchip, dengan model SIN16080E, yang berfungsi sebagai sebuah pengontrol Ethernet stand-alone. Modul ini memiliki sejumlah fitur yang sangat berguna untuk menangani berbagai persyaratan protokol jaringan. Modul ini biasanya digunakan untuk menghubungkan mikrokontroler ke jaringan lokal (LAN) atau bahkan ke Internet.
Salah satu keunggulan utama dari modul ini adalah kemampuannya untuk terhubung langsung ke sebagian besar mikrokontroler dengan antarmuka SPI standar. Antarmuka ini memungkinkan komunikasi yang efisien antara mikrokontroler dan modul ENC28J60. Kecepatan transfer data yang tinggi, hingga 20MHz, memastikan bahwa data dapat dikirimkan dan diterima dengan cepat.
Gambar 1.5 Modul Ethernet ENC28J60
Interface Web Server
Web server adalah perangkat lunak yang khusus dirancang untuk memberikan layanan dengan cara menerima permintaan melalui protokol HTTPS atau HTTP dari pengguna internet. Setelah menerima permintaan tersebut, web server akan merespons dengan mengirimkan halaman web atau konten yang diminta. Kelebihan web server meliputi:
1. Spesifik untuk Layanan Web
Web server adalah perangkat lunak yang dioptimalkan untuk menyajikan konten web. Ini berarti bahwa ia memiliki kemampuan dan konfigurasi khusus untuk menangani permintaan HTTP dengan efisien.
2. Skalabilitas
Web server dapat diatur untuk menangani berbagai tingkat lalu lintas web, dari situs web pribadi hingga situs web bisnis yang sangat besar. Ini memungkinkan penyesuaian kapasitas server sesuai dengan kebutuhan saat lalu lintas meningkat.
3. Penyediaan Konten Statis dan Dinamis
Web server dapat melayani baik konten statis (seperti halaman HTML yang telah disimpan) maupun konten dinamis yang dihasilkan melalui server aplikasi atau basis data. Ini memungkinkan pengembang untuk membuat situs web yang dinamis dan interaktif.
Web server adalah komponen inti dari infrastruktur web dan memainkan peran kunci dalam pengiriman konten web yang efisien dan andal kepada pengguna di seluruh dunia.
Gambar 1.6 Simulasi Menggunakan Web Server
Software yang Digunakan
EasyEda
EasyEDA adalah sebuah platform desain berbasis web yang memungkinkan insinyur elektronik, pengembang perangkat keras, dan hobiis untuk merancang sirkuit elektronik[18], menghasilkan PCB (Printed Circuit Board), dan berkolaborasi secara online.
Gambar 1.7 Easyeda
Arduino IDE
Arduino IDE adalah software yang digunakan untuk membuat sketch pemrogaman atau dengan kata lain arduino IDE sebagai media untuk pemrogaman pada board yang ingin diprogram[19], hobiis, dan pendidik di seluruh dunia. Ini adalah sebuah alat yang memberdayakan pengguna untuk merancang, mengembangkan, dan memprogram mikrokontroler Arduino dengan mudah dan efisien.
Gambar 1.8 Software Arduino IDE
Draw.io
Draw.io adalah sebuah perangkat lunak diagram dan aplikasi berbasis web yang digunakan untuk membuat berbagai jenis diagram, seperti diagram aliran, diagram organisasi, diagram jaringan, dan banyak lagi. Ini adalah alat yang sangat populer untuk membuat diagram karena memiliki berbagai fitur yang kuat dan ramah pengguna, serta dapat diakses melalui peramban web tanpa perlu menginstal perangkat lunak tambahan.
Gambar 1.9 Software Draw.io
Fritzing
Dalam proyek ini, kami akan menggunakan perangkat lunak Fritzing untuk membuat diagram penghubungan (wiring diagram) perangkat keras. Fritzing adalah perangkat lunak open-source yang dirancang khusus untuk membantu pengguna merancang dan menggambarkan skematik elektronik, papan sirkuit cetak (PCB), dan juga diagram penghubungan perangkat keras (wiring diagram). Fritzing memungkinkan kita untuk dengan mudah menggambarkan bagaimana komponen elektronik, seperti sensor dan modul, saling terhubung dalam proyek fisik.
Gambar 1.10 Software Fritzing
Block Diagram
Gambar 1.11 Block Diagram
Schematics Diagram
Gambar 1.12 Schematics Diagram
3D View
Gambar 1.13 3D View PCB Board Top Layer
Gambar 1.14 3D View PCB Board Bottom Layer
User Manual Guide
Berikut adalah panduan pengguna langkah demi langkah untuk alat ini:
Langkah Pertama: Menyalakan Alat
- Hubungkan kabel Arduino ke arus listrik menggunakan kabel USB dan pastikan program yang sebelumnya telah dibuat di Arduino sudah terupload
Gambar 1.15 Kabel Arduino Sudah Terhubung
Langkah Kedua: Pasang Kabel Ethernet
- Untuk menghubungkan alat Anda ke jaringan, ambil kabel Ethernet yang telah disediakan. Pastikan kabel ini dalam kondisi baik dan bebas dari kerusakan.
- Sambungkan salah satu ujung kabel Ethernet ke port Ethernet pada alat Anda.
- Sambungkan ujung yang lain dari kabel Ethernet ke port yang sesuai pada router atau switch dalam jaringan Anda. Pastikan koneksi ini aman dan kuat.
Gambar 1.16 Kabel Ethernet Sudah Terhubung
Langkah Ketiga: Tunggu Sejenak untuk Koneksi Internet
- Setelah kabel Ethernet terpasang, tunggu beberapa saat agar alat dapat mendeteksi dan membentuk koneksi dengan jaringan internet melalui kabel tersebut.
Baca juga:Monitoring Listrik Menggunakan module RS485 dan Sensor PZEM-004T dengan User Interface Blynk