## ITEJ Juli-2020, Volume 5 Nomor 2 Page 80 - 87

## ITEJ
Information Technology Engineering Journals
eISSN : 2548-2157
Url : https://syekhnurjati.ac.id/journal/index.php/itej Email : itej@syekhnurjati.ac.id
Designing a Lecture Room Monitor System with an Android Application Based on the Chip's ESP8266
Ari Yuliati 1 Fajar Hafid Abdilah Eddy Samsoleh Teknik Elektro Teknik Elektro Teknik Elektro Univ. Muhammadiyah Tasikmalaya Univ. Muhammadiyah Tasikmalaya Univ. Muhammadiyah Tasikmalaya
1 aryuli@umtas.ac.id
Abstract  —  The  classroom  monitoring  system  with  an  android  application  based  on  the  ESP8266  chip was created to solve problems on campus in finding unused rooms and to provide solutions to the problems of finding classroom thus far by using inefficient manual methods. The monitor system was made to determine the status of classroom usage with a passive infrared (PIR) sensor which functions to detect human presence in the room and a light sensor with a Light Depent Resistor (LDR) to detect the use of projector in the room. The  two  sensors  are  connected  to  the  ESP8266  chip  which  is  connected  to  a  realtime  database  via  the internet. The android application is specifically made to access monitoring data stored in a realtime database throughout it is connected to the internet. The results of this system test the PIR sensor reaches a maximum distance  of  4  meters,  a  time  delay  of  about  3  minutes,  a  reliable  tool,  and  low  cost.
Keywords — ESP8266, sensor, android, realtime database

## I. P ENDAHULUAN
Ketika proses perkuliahan hendak dilaksanakan, seringkali mahasiswa atau dosen mengalami  kesulitan  mencari  ruangan  untuk  aktivitas  perkuliahan  maupun  aktivitas  di luar  mata  kuliah  seperti  kuliah  tambahan,  seminar,  dan  kegiatan  lain  yang  dilakukan diluar  jam  kuliah.  Sistem  yang  berjalan  masih  kurang  memuaskan  dikarenakan  proses pencarian ruangan masih menggunakan tindakan manual seperti bertanya kepada bagian tata usaha atau kepada dosen yang  mengajar di dalam ruangan tersebut, sehingga  masih banyak mahasiswa yang harus bertanya ke banyak tempat untuk mendapatkan informasi kelas yang tidak dipakai. Riset terkait yang dilakukan oleh Albert Gifson dan Slamet[7] bahwa sistem pemantauan ruangan jarak jauh dapat dibuat dengan menggunakan sensor PIR  untuk  mendeteksi  keberadaan  manusia  yang  terhubung  dengan mikrokontroler AT89S52 . Mikrokontroler  AT89S52 yang  digunakan  tidak  dilengkapi  dengan wifi untuk mengirim  data  jarak  jauh  dan  harus  menggunakan  ponsel  yang  terhubung  dengan mikrokontroler AT89S52 dengan RS232 untuk mengirim data dari sensor dengan sms dari gawai tersebut. Perkembangan teknologi pengiriman data jarak jauh tidak menggunakan sms dari gawai yang terhubung dengan mikrokontroler , dengan kehadiran sebuah modul
wifi yang  memiliki  fungsi  yang  sama  dengan mikrokontroler  AT89S52 ,  yaitu chip ESP8266 .  Penelitian  ini  mencoba  mengembangkan  sistem  yang  ada  untuk  pendekatan solusi  masalah  pencarian  ruangan  yang  terjadi  di  kampus  dengan  menganalisis  dan merancang monitoring ruangan untuk mengetahui ruangan yang sedang dipakai, ruangan tidak sedang dipakai, dan memonitor penggunaan proyektor dalam ruangan tersebut.

## II. LANDASAN TEORI
Penelitian  dimulai  dengan  literasi  dari  beberapa  penelitian  sebelumnya  serta berhubungan,  yaitu  peneliti  Agung  Prijambodo[2],  Fauzan  Jaya,  dkk.[6],  Gifson  dan Slamet[7].

## A. WeMos D1 Mini
WeMos  D1  Mini merupakan module  development  board yang  berbasis wifi dari keluarga  ESP8266,  serta  NodeMCU  dapat  diprogram  menggunakan software IDE arduino .  Salah  satu  kelebihan  dari  WeMos  D1 mini ini  dibandingkan  dengan module development  board berbasis  ESP8266  lainnya  yaitu  adanya module  shield untuk pendukung hardware plug and play .

## B. Sensor PIR
Sensor PIR adalah perangkat yang terbuat dari bahan kristal yang dapat menghasilkan muatan  listrik  ketika  terkena  radiasi  inframerah,  ketika  besar  radiasi  yang  mengenai kristal berubah, jumlah muatan listrik dari kristal juga berubah dan dapat diukur dengan perangkat sensitifitas yang ada dalam sensor yang terdiri dari amplifier dan komparator.
Sensor  PIR  dilengkapi  dengan  lensa fresnel FL65  terbuat  dari  bahan  transmisi inframerah  yang  memiliki  jangkauan  transmisi  IR  8  hingga  14µm  yang  paling  sensitif terhadap  radiasi  tubuh  manusia.  Sensor  dirancang  agar  alurnya  menghadap  elemen penginderaan  IR  sehingga  permukaan  yang  halus  disajikan  ke  sisi  subjek  lensa  dengan bagian luar selungkup yang menampung sensor.

## C. Light Depent Sensor (LDR)
LDR  atau  fotoresistor  adalah  komponen  elektronik  yang  resistansinya  akan  menurun jika  ada  penambahan  intensitas  cahaya  yang  mengenainya.  Fotoresistor  dibuat  dari semikonduktor  beresistansi  tinggi  yang  tidak  dilindungi  dari  cahaya.  Jika  cahaya  yang mengenainya  memiliki  frekuensi  yang  cukup  tinggi,  foton  yang  diserap  oleh semikonduktor akan menyebabkan elektron memiliki energi yang cukup untuk meloncat ke  pita  konduksi.  Elektron  bebas  yang  dihasilkan  (dan  pasangan  lubangnya)  akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya.

## D. Realtime Database
Realtime database adalah  sistem  basis  data  yang  menggunakan  pemrosesan  waktu nyata  untuk  menangani  beban  kerja  yang  kondisinya  terus  berubah.  Ini  berbeda  dari database tradisional  yang  berisi  data  persisten,  sebagian  besar  tidak  terpengaruh  oleh waktu.

## E. Android Studio
Android studio adalah  Lingkungan  Pengembangan  Terpadu  ( Integrated  Development Environment / IDE) resmi untuk pengembangan aplikasi android , yang didasarkan pada IntelliJ IDEA. Selain sebagai editor kode dan fitur developer IntelliJ yang andal, android studio menawarkan  banyak  fitur  yang  meningkatkan  produktivitas  dalam  membuat aplikasi Android.

## III. METODE PENELITIAN
Metodologi  penelitian  yang  dilakukan  dalam  penelitian  ini  adalah  studi  literatur, analisa  kebutuhan,  perancangan,  evaluasi  design,  implementasi,  dan  pengujian.  Berikut adalah gambar blok diagram sistem seperti pada Gambar 1 dan skema rancangan sistem monitor ruang kuliah pada Gambar 2.
Gambar 1. Alur penelitian
Untuk produk yang akan dirancang dapat dilihat dalam skema Gambar 2 berikut.
Gambar 2. Skema rancangan sistem monitor ruang kuliah
Instrumen  pengujian  reliabilitas  instrumen  ditekankan  dengan  menggunakan  rumus kuder richardson (kr.21)[13] yaitu sebagai berikut:
…………………………………………..….(1) Keterangan:
r i = reliabilitas instrumen
k = jumlah item dalam instrumen
M  = mean skor total antara subyek S t 2 = varians total
Rumus untuk varians total adalah berlaku:
………………………………………………………..(2) Keterangan:
S t 2 = varians total
n = banyaknya subjek Ʃx 2 = jumlah kuadrat item
(Ʃx) 2 = kuadrat jumlah item
Setelah koefisien reliabilitas diketahui, kemudian hasilnya dapat diinterpretasikan sebagai  standar[14]  digunakan  sebagai  kategori  untuk  memutuskan  instrumen  realiabel atau tidak:

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dari  perngujian  rancangan  desain  model  yaitu  menentukan  alokasi port-port dari  komponen-komponen  yang  akan  dihubungkan  dan  menggambarkan skemanya  menggunakan  perangkat  lunak Fritzing .  Ditampilkan  pada  tabel  1  dan Gambar 3 berikut :
Tabel 1 : Alokasi port komponen No WeMos D1 Mini Sensor PIR Sensor Cahaya 1 5v Vcc Vcc Resistor 2 A0 - Output 3 D0 Output - 4 GND GND LDR

## Gambar 3. Skema alokasi port komponen
Perancangan  desain  model  sebagai  desain  awal  menggunakan  perangkat  lunak SolidWorks 2017 menggunakan skala 1 : 1. Ditampilkan pada Gambar 4 berikut :
Gambar 4. Desain 3D alat dengan komponen lengkap
Alat  yang  akan  dibuat  oleh  peneliti  merupakan  shield  atau  PCB  berukuran  38.5 mm x 37.5 mm  yang berfungsi untuk menghubungkan perangkat sensor PIR dan sensor cahaya  dengan WeMos  D1  Mini .  Setelah  selesai  mendesain  3D  alat  dengan  komponen lengkap,  selanjutnya  adalah  mendesain  casing  dari  desain  alat  yang  akan  dibuat. Selanjutnya  adalah  pembuatan  perangkat  keras  seperti  pada  Gambar  5  dan  pembuatan aplikasi android menggunakan android studio pada Gambar 6, berikut :
Gambar 5. Hasil pembuatan perangkat          Gambar  6.  Antar  muka  aplikasi  android keras
Pengujian sensor dilakukan pada rentang waktu pertama pada pukul 12.00 – 13.00 WIB, ditampilkan pada tabel 2 dan tabel 3 berikut :
Tabel 2 : Tabel pengujian hardware ke-1 No Pengujian Test Case Hasil Rasio Kesalahan 1 Sensor Cahaya Diberi sorotan cahaya proyektor Input analog pada WeMos kurang dari 2,8V 0,87% Tidak diberi sorotan cahaya proyektor Input analog pada WeMos lebih dari 2,8V 0,01% 2 Sensor PIR Diberi sinyal PIR manusia Pembacaan digital WeMos High 2,87% Tidak diberi sinyal PIR manusia Pembacaan digital WeMos Low 0,01% Tabel 3 : Hasil pengujian aplikasi android ke-1 No Form Harapan Hasil 1 Kolom status ruangan Bertulisan “Dipakai” ketika sensor PIR atau cahaya mendeteksi keberadaan manusia atau proyektor, dan bertulisan “kosong” ketika sebaliknya Sesuai harapan 2 Kolom kondisi proyektor Bertulisan “Nyala” ketika sensor cahaya saja mendeteksi cahaya proyektor, dan bertulisan “padam” ketika sebaliknya Sesuai harapan
Pengujian kedua  pada  rentang  pukul  11.45  –  12.45  WIB,  ditampilkan  pada  tabel  4  dan tabel 5 berikut:
Tabel IV4: Hasil pengujian hardware ke-2 No Pengujian Test Case Hasil Rasio Kesalahan 1 Sensor Cahaya Diberi sorotan cahaya proyektor Input analog pada WeMos kurang dari 2,8V 0,66% Tidak diberi sorotan cahaya proyektor Input analog pada WeMos lebih dari 2,8V 0,01% 2 Sensor PIR Diberi sinyal PIR manusia Pembacaan digital WeMos High 3,53% Tidak diberi sinyal PIR manusia Pembacaan digital WeMos Low 0,01% Tabel 5: Hasil pengujian aplikasi android ke-2 No Form Harapan Hasil 1 Kolom status ruangan Bertulisan “Dipakai” ketika sensor PIR atau cahaya mendeteksi keberadaan manusia atau proyektor, dan bertulisan “kosong” ketika sebaliknya Sesuai harapan 2 Kolom kondisi proyektor Bertulisan “Nyala” ketika sensor cahaya saja mendeteksi cahaya proyektor, dan bertulisan “padam” ketika sebaliknya Sesuai harapan
Pengujian ketiga  pada  rentang  pukul  10.00  –  11.00  WIB,  ditampilkan  pada  tabel  6  dan tabel 7 berikut:
Tabel 6 : Hasil pengujian hardware ke-3 No Pengujian Test Case Hasil Rasio Kesalahan 1 Sensor Cahaya Diberi sorotan cahaya proyektor Input analog pada WeMos kurang dari 2,8V 1,87% Tidak diberi sorotan cahaya proyektor Input analog pada WeMos lebih dari 2,8V 0,01% 2  Sensor PIR Diberi sinyal PIR manusia Pembacaan digital WeMos High 1,35% Tidak diberi sinyal PIR manusia Pembacaan digital WeMos Low 0,01%
Tabel 7 : Hasil pengujian aplikasi android ke-3 No Form Harapan Hasil 1 Kolom status ruangan Bertulisan “Dipakai” ketika sensor PIR atau cahaya mendeteksi keberadaan manusia atau proyektor, dan bertulisan “kosong” ketika sebaliknya Sesuai harapan 2 Kolom kondisi proyektor Bertulisan “Nyala” ketika sensor cahaya saja mendeteksi cahaya proyektor, dan bertulisan “padam” ketika sebaliknya Sesuai harapan
Dari beberapa pengujian terlihat bahwa pengujian alat sebanyak 3 kali, jumlah item dalam instrumen k = 4,  yaitu sensor cahaya yang diberi cahaya proyektor, sensor cahaya yang tidak  diberi  cahaya  proyektor, sensor PIR  yang  diberi  sinyal  PIR,  dan  sensor  PIR  yang tidak  diberi  sinyal  PIR.  Rasio  kesalahan  rata-rata sensor cahaya  ketika  proyektor dinyalakan adalah 1,13% atau 1 kesalahan dari 100 periode pengujian, sedangkan ketika dimatikan adalah 0,01% atau 0 kesalahan dari 100 periode pengujian. Untuk sensor PIR ketika  diberi  sinyal  PIR  manusia  rasio  kesalahan  rata-ratanya  adalah  2,58%  atau  3 kesalahan dari 100 periode pengujian, sedangkan ketika tidak diberi sinyal PIR manusia rasionya adalah 0,01% atau 0 dari 100  periode pengujian. Sehingga jumlah subjek adalah jumlah periode dalam penerimaan data dari sensor yaitu p = 100. Maka diketahui, bahwa nilai dan nilai reliabilitas instrumen yang didapat adalah sebagai berikut :
r i = { (      ) }
= 0,793388
Hasil  perhitungan  uji  reliabilitas  instrumen  dengan  rumus kuder  richardson[13] , didapatkan hasil reliabilitas instrumen sebesar 0,793388 (tinggi).

## V. KESIMPULAN
Setelah  melakukan  proses  perancangan,  evaluasi  design,  implementasi,  dan pengujian,  sistem monitoring ruang  kuliah  dengan  aplikasi android berbasis chip ESP8266, maka peneliti dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Sistem monitoring ruang  kuliah  dengan  aplikasi android berbasis chip ESP8266 dengan  menggunakan  sensor  cahaya  dan  sensor  PIR  sebagai  masukan  data.  Unjuk kerja  sistem  monitoring  ruangan  mendapatkan  hasil  sesuai  dengan  harapan,  dimana keseluruhan instrumen dapat bekerja dengan baik dan reliabel dalam proses pengujian reliabilitas.
2. Sensor PIR dapat mendeteksi PIR hingga jarak maksimal 4 meter.
3. Sensor PIR akan lebih efektif dengan pengaturan time delay sekitar 3 menit, namun konsekuensinya informasi ruangan yang baru kosong akan kurang up to date selama 3 menit.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Abdullah,  Andi  (2018). Monitoring  Penyimpanan  Kebutuhan  Pokok Menggunakan  Thingspeak  Berbasis  IoT .  Information  Technology Engineering Journals, 03(01).
[2] Agung  Prijambodo,  Dimas.  2017. Purwarupa  Sistem  Menyalakan  dan Mematikan  Lampu  Ruangan  Berbasis  Android  Dengan  WeMos  D1  Mini . Skripsi,  tidak  diterbitkan.  Surakarta:  Fakultas  Teknik  Universitas Muhammadiyah Surakarta.
[3] Akhmad  Najih,  Reza.,  Hannats  Hanafi  Ichsan,  Mochammad.,  & Kurniawan,  Wijaya.  (2018). Monitoring  Kelembaban,  Suhu,  Intensitas Cahaya  Pada  Tanaman  Anggrek  Menggunakan  ESP8266  dan  Arduino . Jurnal  Pengembangan  Teknologi  Informasi  dan  Ilmu  Komputer,  02(11), 4607 – 4612.
[4] Astianto  Gae,  Riovanus.,  Triyanto  Dedi.,  &  Suhardi.  (2019). Rancang Bangun  Sistem  Pemantauan  dan  Notifikasi  Otomatis  Pada  Keamanan Rumah  Menggunakan  Teknologi  Wireless  Sensor  Network  Berbasis Website . Jurnal Komputer dan Aplikasi, 07(03), 23 – 33.
[5] Espressif  Systems.  2020. ESP8266EX  Datasheet .  Shanghai.  Espressif Systems.
[6] Fauzan  Jaya,  Ahmad.,  Ary  Murti,  Muhammad.,  &  Mayasari,  Ratna. (2018). Monitoring  dan  Kendali  Perangkat  Pada  Ruang  Kelas  Berbasis Internet of Things (IoT). E-Proceeding of Engineering, 05(01), 22 – 31.
[7] Gifson,  Albert  &  Slamet  (2009). Pemantau  Ruang  Jarak  Jauh  Dengan Sensor  Passive  Infrared  Berbasis  Mikrokontroler  AT89S52. Jurnal Telkomnika, 7, 201-206.
[8] Gunawan,  Dedi.  (2018). Sistem  Monitoring  Distribusi  Air  Menggunakan Android Blynk . Information Technology Engineering Journals, Vol 3 - No 01.
[9] Waloyo  Tricahyono,  Rizki.,  &  Kholis,  Nur.  (2018). Sistem  Monitoring Intensitas  Cahaya  dan  Daya  Pada  Dual  Axis  Solar  Tracking  System Berbasis IoT. Jurnal Teknik Elektro, 07(04), 233 – 238.
[10] Kusumaningrum,  Anggriani.,  Puiastutu,  Asih.,  &  Zeny,  Muhammad. (2017). Pemanfaatan  Internet  of  Things  Pada  Kendali  Lampu .  Jurnal Teknik Informatika  06(01), 53 – 59.
[11] Setiadi,  David.,  &  Nurdin  Abdul  Muhaemin,  Muhammad  (2018). Penerapan  Internet  of  Things  (IoT)  Pada  Sistem  Monitoring  Irigasi (Smart Irigasi). Jurnal Infotronik, 03(02), 93–102.
[12] Samsugi, S., Ardiansyah., & Kastutara, Dyan (2018). Arduino dan Modul WiFi  ESP8266 Sebagai  Media  Kendali Jarak Jauh Dengan Antar  Muka Berbasis Android . Jurnal Teknoinfo, 12, 23-37.
[13] Sugiyono.  2015.  Metode  Penelitian  Pendidikan:  Pendekatan  Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung: Alfabeta.