Laporan cuaca adalah informasi yang berisi data dan analisis mengenai kondisi atmosfer pada waktu tertentu, baik untuk masa kini maupun prediksi di masa depan. Seiring dengan kemajuan teknologi, laporan cuaca kini didukung oleh penggunaan satelit, radar, dan model komputer untuk memberikan prediksi yang lebih akurat dan real time. Laporan ini tidak hanya tersedia melalui media tradisional seperti televisi atau radio, tetapi juga melalui aplikasi ponsel dan situs web, sehingga dapat diakses dengan mudah oleh masyarakat.
Siswa dan siswi TEI SMKN 1 Nglegok bernama Ahmat Melandri, Bima Putra, Enggar Tri Yoga, dan Evic Kurniasari membuat dan mengembangkan inovasi tersebut dengan tujuan memberikan informasi yang relevan dan akurat untuk menjaga keselamatan, efisiensi, dan kenyamanan dalam berbagai aspek kehidupan.
Gambar 1.1. Uji coba system
Fitur Utama:
1. Pengukuran Parameter Cuaca
- Menggunakan sensor seperti DHT11, DHT22 untuk mengukur suhu lingkungan.
- Menggunakan sensor DHT11 atay DHT22 untuk mengukur kelembaban udara.
- Menggunakan sensor BMP180 untuk mendeteksi tekanan atmosfer.
- Menggunakan sensor MQ135 atau MQ7 untuk mengukur kualitas udara dan tingkat polusi
- Sensor LDR atau BH1750 untuk mendeteksi tingkat pencahayaan
- Sensor hujan analog untuk mendeteksi adanya hujan.
- Anemometer dan wid vane untuk mendapatkam data angin
2. Komunikasi Data
- I2C: Menghubungkan Arduino Nano dan ESPE2 melalui protokol komunikasi 12C untuk efisiensi dan kesederhanaan koneksi.
3. Antarmuka Pengguna (UI)
- Aplikasi Blynk: menampilkan data cuaca secara langsung melalui widget di aplikasi.
- Grafik Historis: Menyediakan grafik data historis seperti suhu, kelembaban, atau tekanan udara.
- Pemberitahuaan lush: Mengirimoaj peringatan otomatis jika terdeteksi kondisi ekstrim.
4. Penyimpanan Data dan Pemantauan
- Pengunggahan Data ke Cloud: ESP32 dapat digunakan untuk mengunggah data cuaca ke platform cloud seperti google sheets.
- Logging Data: Menyimpan data dalam kartu SD (menggunakan modul SD Card pada Arduino Nano) .
Dalam mengikuti perkembangan teknologi, TeFa TEI SMKN 1 Nglegok menjalin kemitraan strategis dengan PT Teknolab Caraka Internasional perusahaan yang bergerak di bidang Internet of Things (IoT), Electronics Embedded System, Industrial Automation Control, Renewable Energy, Artificial Intelligence (AI), dan Edukasi Teknologi.
Spesifikasi
1. Device Slave Weather Reporting System
Device Transmitter Weather Reporting System adalah perangkat yang bertugas mengumpulkan data tentang parameter cuaca dari berbagai sensor, seperti sensor suhu (DHT11), sensor kelembapan (DHT11), dan sensor tekanan udara (BMP180). Data yang dikumpulkan oleh sensor-sensor ini kemudian dikirimkan ke sistem pemantauan atau kendali melalui jaringan Internet of Things (IoT) dengan menggunakan komunikasi I2C, yang difasilitasi oleh mikrokontroler Arduino Nano dan ESP32.
2. Modul DHT11
Module sensor DHT11 adalah sensor yang mampu mendeteksi suhu (temperature) dan kelembapan (humidity) pada area sekitar sensor. Sensor ini terdiri dari termistor untuk mengecek suhu dan kapasitif sensor untuk mengecek kelembapan.
Gambar 1.2. Modul DHT11
3. Modul Sensor LDR
Sensor LDR (Light Dependent Resistor) adalah sensor yang mampu mendeteksi intensitas cahaya di sekitar area sensor. Sensor ini bekerja berdasarkan perubahan resistansi yang terjadi pada material semikonduktor ketika terkena cahaya. Semakin terang cahaya yang diterima, semakin rendah resistansi sensor, dan semakin gelap, resistansi akan meningkat.
Gambar 1.3. Modul Sensor LDR
4. Modul Sensor Hujan
Module sensor hujan adalah sensor yang mampu mendeteksi adanya tetesan air pada permukaan sensor, yang menunjukkan kondisi hujan di area sekitar. Sensor ini bekerja dengan menggunakan pelat sensor berbentuk PCB yang dirancang untuk mendeteksi keberadaan air melalui perubahan resistansi.
Gambar 1.4. Modul Sensor Hujan
5. I2C
Inter-Integrated Circuit (I2C) adalah sebuah protokol komunikasi serial yang digunakan untuk menghubungkan berbagai perangkat elektronik, seperti sensor, mikrokontroler, dan modul lain, dalam sebuah jaringan dengan konfigurasi master-slave.
6. DC Socket
DC Socket adalah komponen konektor listrik yang digunakan untuk menyediakan sumber daya DC (Direct Current) ke perangkat elektronik. Komponen ini dirancang untuk menghubungkan adaptor atau sumber daya eksternal ke perangkat dengan mudah dan aman. DC Socket sering digunakan pada perangkat elektronik seperti mikrokontroler, modul sensor, dan sistem IoT untuk memastikan pasokan daya yang stabil.
Gambar 1.5. DC Socket
7. Kabel AWG
Kabel AWG (American Wire Gauge) adalah standar pengukuran untuk ukuran kawat atau kabel yang digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik dan kelistrikan. Dalam konteks sistem komunikasi seperti I2C, pemilihan kabel yang tepat sangat penting untuk memastikan transmisi data yang stabil dan efisien. Kabel yang digunakan dalam sistem I2C biasanya memiliki dua jalur utama, yaitu SDA (Serial Data Line) dan SCL (Serial Clock Line), serta jalur tambahan untuk suplai daya dan ground.
Gambar 1.6. Kabel AWG
8. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan dan melepaskan energi dalam bentuk muatan listrik. Kapasitor terdiri dari dua plat konduktor yang dipisahkan oleh bahan isolator atau dielektrik, dan memiliki kemampuan untuk menyimpan energi dalam medan listrik yang terbentuk antara kedua plat tersebut.
Gambar 1.7. Kapasitor
9. PSU
Power Supply Unit (PSU) adalah perangkat elektronik yang berfungsi untuk menyediakan daya listrik yang stabil dan sesuai kebutuhan bagi berbagai perangkat lain. PSU bekerja dengan mengubah tegangan AC (arus bolak-balik) dari jaringan listrik utama menjadi tegangan DC (arus searah) yang digunakan oleh komponen elektronik.
Software
1. KiCad
KiCad adalah sebuah perangkat lunak open-source yang digunakan untuk desain elektronik, khususnya untuk membuat skema rangkaian elektronik (schematic) dan desain tata letak papan sirkuit cetak (PCB).
1.8. Logo KiCad
2. Arduino IDE
Arduino IDE adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menulis dan mengunggah kode ke papan Arduino. Program ini sangat mudah digunakan, bahkan untuk pemula sekalipun. Di dalamnya, bisa menulis kode menggunakan bahasa pemrograman C/C++, kemudian mengkompilasi dan mengunggahnya ke papan Arduino melalui kabel USB.
Gambar 1.9. Logo Arduino IDE
3. Blynk
Blynk adalah platform Internet of Things (IoT) yang memungkinkan pengguna untuk membuat aplikasi di ponsel untuk mengontrol perangkat seperti Arduino, Raspberry Pi, dan papan pengembangan lainnya melalui smartphone. Dengan Blynk, bisa memantau dan mengontrol perangkat IoT secara jarak jauh menggunakan aplikasi yang mudah digunakan, tanpa perlu membuat aplikasi sendiri.
1.10. Logo Blynk
Block Diagram Slave
Gambar 1.11. Block Diagram Transmitter
Schematics Weather Reporting System
Gambar 1.12. Schematics Weather Reporting System
3D View
3D View Device Slave
Gambar 1.13. 3D View Device Slave
3D View Device Master
Gambar 1.14. 3D View Device Master
Wiring Diagram
Gambar 1.15. Wiring Diagram
Cara Kerja Sistem Weather Reporting System
Sistem Weather Reporting ini dirancang untuk memantau kondisi cuaca secara real-time dengan memanfaatkan kombinasi perangkat Arduino Uno dan ESP32. Sensor DHT11 digunakan untuk membaca suhu dan kelembapan udara, sedangkan modul tambahan dapat digunakan untuk parameter lingkungan lainnya seperti tekanan udara atau intensitas cahaya. Data dari sensor diproses oleh Arduino Uno yang bertindak sebagai perangkat transmitter. Informasi cuaca yang telah diproses kemudian dikirimkan ke ESP32 melalui komunikasi I2C untuk diteruskan ke aplikasi Blynk menggunakan koneksi WiFi.
Gambar 1.16. Architecture Blynk IoT
User Manual Guide
1. Meyiapkan Adaptor
Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menyiapkan dua buah adaptor. Gunakan adaptor dengan output tegangan 5 Volt – 12 Volt dan arus minimal 1 Ampere.
2. Menghubungkan Komponen Ke Perangkat
Langkah Kedua: Setelah adaptor terpasang dan perangkat mendapatkan suplai daya, langkah berikutnya adalah menghubungkan komponen-komponen perangkat yang terlibat dalam sistem ini. Pertama, hubungkan sensor DHT11 ke Arduino Uno (Transmitter).
3. Mengonfigurasi dan Mengunggah Kode Program ke Perangkat
Langkah Ketiga: Setelah semua perangkat terhubung, langkah berikutnya adalah mengonfigurasi dan mengunggah kode program ke dalam Arduino Uno dan ESP32.
4. Mengonfigurasi Aplikasi Blynk dan Memantau Data Cuaca
Setelah kode berhasil diunggah ke Arduino Uno dan ESP32, langkah berikutnya adalah mengonfigurasi aplikasi Blynk pada perangkat smartphone Anda untuk memantau data cuaca secara real-time.
User Manual Guide Aplikasi Blynk
1. Connect to WiFi
Pastikan memiliki koneksi WiFi yang stabil dan dapat diakses oleh perangkat ESP32. Catat nama jaringan WiFi (SSID) dan kata sandi (password) yang diperlukan. Setelah memasukkan informasi WiFi, unggah kode tersebut ke perangkat ESP32 menggunakan tombol Upload di Arduino IDE. Ketika kode berhasil diunggah, ESP32 akan mencoba untuk terhubung ke jaringan WiFi yang telah dikonfigurasi.
2. Login WiFi Weather Reorting System
Pada perangkat Device Receiver (ESP32), saat pertama kali diaktifkan dan belum terhubung ke WiFi, perangkat secara otomatis akan memancarkan sinyal WiFi Access Point.
3. User Interface App Blynk
Blynk adalah sebuah platform Internet of Things (IoT) yang memungkinkan pengguna untuk menghubungkan perangkat keras IoT dengan sebuah platform IoT. Dengan Blynk, Anda dapat mengontrol dan memonitor perangkat keras dari jarak jauh, menyimpan data dari sensor, dan menampilkan hasil pengukuran.
- Temperature Secara Real-Time
Gambar 1.17. Wigned Guage
Gambar 1.18. Wigned Guage