Vol. 11 No. 1, Juni 2023, Hal. 113-118 Available at https://stitek-binataruna.e-journal.id/radial/index
ISSN: 2337-4101 Published by STITEK Bina Taruna Gorontalo E-ISSN: 2686-553X

## MONITORING ALAT PENGUKUR SUHU RUANG UNTUK PENYANDANG TUNANETRA DENGAN SISTEM KELUARAN SUARA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328
*Yayuk Trianawati 1 , Raghel Yunginger 2 , Salmawaty Tansa 3
1,2 Program Studi Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Gorontalo
3 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Gorontalo yayuklasipa@gmail.com1; yraghel@gmail.com2; salmawatytansa@ung.ac.id3
Abstrak:  Monitoring  Alat  Pengukur  Suhu  Ruang  Untuk  Penyandang  Tunanetra Dengan  Sistem  Keluaran  Suara  Berbasis  Mikrokontroler Atmega328. Penelitian  ini membuat hasil rancangan alat pengukur suhu ruang untuk penyandang tunanetra dengan menggunakan  mikrokontroler  Atmega328.  Perancangan  alat  menggunakan  sensor  suhu Thermistor  NTC  3950,.  Input  sensor  dirubah  ke  dalam  sinyal  digital  dan    diolah  oleh Mikrokontroler  Atmega  328  menggunakan  bahasa  permrograman  Arduino  nano.  Hasil pengukuran nilai suhu ruang kelas dengan luas 6,8 x 5,5 m untuk penyandang tuna Netra di  SLB  menunjukkan  nilai  suhu  berada  pada  rentang  nilai  26  –  29o.  keakurasian  alat diukur dengan cara membandingkan alat ukur  standar dengan termometer digital TPM- 10. Pengamatan nilai suhu ruang dilakukan selama 10 jam dalam rentang pembacaan nilai per 1 jam. Dari hasil perbandingan dengan alat ukur standar thermometer digital TPM-10 menunjukan bahwa keakurasian alat sebesar 98.35%.
Kata kunci: Arduino Nano, Thermistor, Suhu
Abstract:  Monitoring  Of  Room  Temperature  Measurement  Device  For  The  Blind With  Atmega328 Microcontrolleer-Based  Sound  Output. This research results in  the design  of  a  room  temperature  measuring  device  for  the  blind  using  the  Atmega328 microcontroller. The design of the tool uses the Thermistor NTC 3950 temperature sensor. The  sensor  input  is  converted  into  a  digital  signal  and  processed  by  the  Atmega  328 microcontroller using the Arduino Nano programming language. The results of measuring the temperature value of a classroom with an area of 6.8 x 5.5 m for the blind in SLB show that the temperature value is in the range of 26  – 29o. The accuracy of the instrument is measured by comparing a standard measuring instrument with a digital thermometer TPM- 10.  Observation  of  room temperature  values  was  carried  out  for  10 hours in  the reading range  of  values  per  1  hour.  From  the  results  of  a  comparison  with  the  standard  digital thermometer  TPM-10  measuring  instrument,  it  shows  that  the  accuracy  of  the  tool  is 98.35%.
Keyword: Arduino Nano; Thermistor; Temperature
History &License of Article Publication: Received: 21/02/2023 Revision: 19/50/2023 Published: 20/06/2023
DOI: https://doi.org/10.37971/radial.vXXiXX.XXX
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

## PENDAHULUAN
Tunanetra  adalah  orang  yang  memiliki  kekurangan  dalam  pengelihatan  atau  tidak berfungsinya  indera  pengelihatan  [1].  Sehingga  hal  ini  sangat  mengganggu  aktifitas keseharian terutama pada anak-anak  yang  masih  menempuh pendidikan di sekolah. Sebab mereka tidak dapat mengetahui situasi dan kondisi sekitar. Kondisi ruang kelas yang nyaman perlu  ditunjang  dengan  keadaan  suhu  ruang  kelas  yang  optimal.  Menurut  [2]  bahwa  suhu ruang  kelas  yang  terlalu  panas  atau  dingin  dapat menimbulkan  gangguan  penyakit  seperti heat cramps, heat exhaustion, heat stroke, heat rush pada suhu panas. Chilblain, trech foot, fross bite pada suhu dingin.
Dari hasil survei dan wawancara yang dilakukan penulis di Sekolah Luar Biasa Negeri (SLBN)  Kota  Gorontalo  menunjukan  bahwa  ruang  untuk  penyandang  tunanetra  terpisah dengan  penyandang  disabilitas  yang  lain.  Jumlah  siswa  penyandang  tunanetra  tingkat Sekolah  Menengah  Pertama  berjumlah  satu  orang  dan  siswa  tingkat  Sekolah  Dasar berjumlah enam orang. Sebagian besar fasilitas yang tersedia di ruang kelas Sekolah Luar Bias Negeri (SLBN) masih berupa Air Conditioner (AC) atau kipas angin. Namun, belum mampu memberikan informasi suhu ruang kelas kepada siswa penyandang tunanetra. Saat ini  penyetelan  suhu  ruang  kelas  menggunakan remote control  yang  hanya  diperuntukan untuk orang yang memiliki kondisi normal. Hal ini tentu saja menjadi kendala bagi siswa penyandang tunanetra yaitu belum tersedianya alat pengukur suhu ruang yang memberikan informasi  berupa voice atau  suara  yang  membantu  siswa  penyandang  tunanetra  untuk mengetahui kondisi suhu ruang kelas .

## METODE

## A. Suhu
Suhu  adalah  ukuran  panas  dinginnya  suatu”benda.  Panas  dinginnya  suatu    benda diukur”menggunakan    alat  ukur  termometer,  yaitu”thermometer”Celcius,  Reamur,  dan “Farhrenheit.  Pada  termometer  Celcius  titik  beku  0  dan  titik  didih  pada  skala  100,  pada termometer  Reamur  titik  beku  pada  skala  0  dan  titik  didih  pada  skala  80,  sedangkan termometer  Fahreinheit  titik  beku  pada  skala  32  an  titik  didih  pada  skala  212  [3].  Suhu menunjukan  derajat  panas { benda,  mudahnya  semakin  tinggi  suhu  benda  semakin ” panas benda ” tersebut.  Secara  mikrokopis,  suhu  menunjukan  energi  yang > dimiliki  suatu ” benda. Setiap  atom  dalam ” suatu  benda  masing-masing  bergerak,  baik  itu  perpindahan  maupun gerakan  ditempat  getaran. > Makin  tinggi  energi  atom-atom  penyusun ” benda,  makin  tinggi suhu benda ” tersebut [4].
Suhu  itu  sendiri  adalah  penjabaran  dari  termodinamika.  Termodinamika  adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang energi dan berbagai pemanfaatannya ( terutama energi  panas)  dan    proses tranformasinya.  Pada  hakikatnya  termodinamika  sangat  berperan penting dalam proses pengkondisian udara yang dianut oleh sistem pendingin pada pada air conditioner (AC)  [5].  Termodinamika  adalah  ilmu  yang  mengambarkan  usaha  untuk mengubah kalor (perpindahan energi yang disebabkan perbedaan suhu) menjadi energi serta sifat-sifat pendukungnya [6].

## B. Arduino Uno
Arduino  nano  adalah  pengendali  mikro  single-board  yang  bersifat  open-source, diturunkan  dari  Wiring  platform,  dirancang  untuk  memudahkan  penggunaan  elektronika dalam  berbagai  bidang.  Hardwarenya  memiliki  prosesor  Atmel  AVR  dan  softwarenya pemrograman  yang  dipakai  dalam  Arduino  berupa  Bahasa  C  yang  disederhanakan  dengan bantuan Pustaka-pustaka (libraries) Arduino [7]
Spesifikasi dari Arduino Nano dengan mikrokontroler Atmega328: [7]
Tabel  1 Spesifikasi Arduino Nano Mikrokontroler Atmega 328 Operasi Voltage 5V Input Voltage 7-12 V Digital I/O Pin 14 dengan 6 PWM Input Voltage 6 – 20 (limits) Arus 50 Ma Flash Memory 32 Kb Bootloader 2 Kb EEPROM 1 Kb Kecepatan 16 Mhz

## C. Sensor Suhu Thermistor
Thermistor  adalah  sejenis  resistor  yang  memiliki  nilai  resistansi  berubah  terhadap temperature disekitarnya. Thermistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan) [8].
Thermistor  adalah  komponen  elektronika  yang  nilai  resistansinya  dipengaruhi  oelh suhu. Thermistor yang  merupakan singkatan dari  thermal  Resistor ini pada dasarnya terdiri dari  2  jenis  yaitu  PTC  (Positive  Temperature  Coefficient)  yang  nilai  resitansinya  akan meningkat  tinggi  ketika  suhunya  tinggi  dan  NTC  (Negative  Temperatur  Coefficient)  yang nilai resistansinya menurun Ketika suhunya meningkat tinggi [9].
Thermistor  yang  dapat  mengubah  energi  listrik  menjadi  hambatan  ini  terbuat  dari bahan keramik semikonduktor seperti Kobalt, Mangan atau Nikel Oksida yang dilapisi dengan kaca. Keuntungan dari Thermistor adalah sebagai berikut:
1. Memiliki Respon yang cepat atas perubahan suhu.
2. Lebih mudah dibanding dengan sensor suhu jenis RTD (Resistive Temperature Detector)
3. Rentang  atau  range  nilai  resistanasi  yang  luas  berkisar  dari  2.000  Ohm  hingga  10.000 Ohm.
4. Memiliki sensitivitas suhu yang tinggi
5. Thermistor (PTC/NTC) banyak diaplikasikan kedalam peralatan elektronika.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Rancang Perangkat Keras ( Hardware )
Rancangan alat pengukur suhu ruang dibuat dengan aplikasi Easy EDA dengan 1 sensor untuk melakukan proses pembacaan sensor Thermistor NTC 3950. Alat ini menggunakan 1 sensor dan dapat membaca secara real time. Alat sudah portable atau barang yang mudah dibawa ke lapangan  dan  bisa  dilakukan  pengukuran  kapan  saja.  Hasil  output  dari  perancangan  yang dibuat dibaca oleh sensor dan ditampilkan pada sistem digital menggunakan Spiker dan Liquid Crystal Display (LCD).
(a)
(b)
Gambar 1 Hasil Rancangan Menggunakan Aplikasi Easy EDA (a) dan Bentuk Fisik Hasil Rancang Alat Sensor Suhu
Dari  gambar  pada  1(a)  dan  1(b)  maka  dapat  dilihat  proses  perancangan  perangkat  keras (hardware)  Mikrokontroller  yang  digunakan  merupakan  atmega  328P  yang  terdapat  pada beberapa papan pengembang yang populer seperti arduino uno dan arduino nano. Penggunaan sensor  untuk  membaca  suhu  menggunakan  thermistor  yang  menggunakan  skema  pembagi tegangan  dengan  resistor  10k  sebagai  pembaginya.  Thermistor  dihubungkan  ke  dalam  pin analog A1 pada arduino nano yang digunakan. Dalam pembacaan suhu thermistor digunakan kapasitor multilayer yang berfungsi sebagai penghalus “noise” atau gangguan dalam sinyal analog sebesar 0.1uF (mikro farad). Berikutnya digunakan juga capacitor minimal 10 uF pada VCC atau Vin yang bernilai 5v dengan ground yang berfungsi sebagai penyedia daya listrik cadangan apabila DFPlayer meminta daya lebih. Capacitor 10uF ini sifatnya hanya pendukung dan  tidak  merupakan  kewajiban.  Selanjutnya  ada  sistem  tombol  pemicu  untuk  menjadi parameter mengeluarkan perintah suara, jadi jika ingin pembacaan melalui suara maka tinggal menekan tombol. Lalu ada LCD yang disambungkan dengan protokol I2C dan ada DFPlayer sebagai  pembaca  kartu  memori  mikro  (Micro  SD  Card)  yang  sekaligus  menjadi  pemutar suaranya  yang  dihubungkan  dengan  speaker.  Buzzeer  akan  aktif  apabila  suhu  terdeteksi melebihi 27 o C.

## B. Hasil  Rancang  Perangkat  Lunak  (Software)
Perancangan perangkat lunak (Software) merupakan program yang akan diaplikasikan dalam menjalankan proses  pada  rangkaian  Arduino  Nano  sesuai  dengan  fungsinya  masing-masing menggunakan  software  Arduino IDE (Integrated Development Environment). Arduino Nano menggunakan  bahasa  pemograman  assembly  atau  bahasa  Computer  sebagai  bahasa pemrogramannya .
void loop() { bacaDanTampilkanSuhu();  // Membaca dan menampilkan suhu int reading = digitalRead(BUTTON_PIN);  // Membaca status tombol
// Memeriksa jika terjadi perubahan status tombol if (reading != lastButtonState) { lastDebounceTime = millis();  // Menyimpan waktu terakhir saat terjadi perubahan

## Gambar 2 Perintah Pembacaan Pada Arduino Nano

## C. Cara Kerja Alat

## Gambar 3 Diagram Cara Kerja Alat
Dari Gambar 3  Seperti  yang  terlihat dalam diagram alur di atas  bahwa  setelah  mulai  maka atmega 328P akan melakukan inisiasi pada LCD, DFPlayer dan thermistor pada fungsi setup dalam  program  dimana  fungsi  ini  hanyakan  dijalnkan  satu  kali  untuk  persiapan  awal. Selanjutnya  akan  dilakukan  dalam  fungsi  loop.  Dalam  fungsi  ini  perintah  akan  dilakukan berulang  ulang  selamanya.  Perintah  pertama  adalah  membaca  suhu  dari  thermistor  dan menampilkannya di LCD. Setelah itu apabila suhu melebihi 35 O C maka banykin buzzer jika
tidak lanjut ke proses berikutnya. Suhu 27° derajat dipilih karena menurut jurnal SCIENCE ADVANCES tahun 2020 menjelaskan bahwa batas temperatur yang dapat dihadapi manusia adalah  maksimal  35  derajat,  lebih  dari  itu  akan  berdampak  buruk  pada  kesehatan  dan psikologi.  Setelah  itu  program  membaca  posisi  tombol  apakah  ditekan  atau  tidak,  apabila ditekan  maka  suhu  yang  terakhir  sekali  terbaca  akan  diolah.  Data  yang  diolah  akan dikategorikan dalam tiga kategori, suhu dengan angka satuan atau yang penyebutannya dalam satu kata seperti satu sampai sebelas (1-11), lalu kategori berikutnya adalah belasan yaitu dari 12-19 dan akhirnya kategori ketiga adalah puluhan atau lebih dari sama dengan 20 (>= 20). Ketika masuk dalam kategori penyebutan belasan atau puluhan maka tiap angka akan dipecah dari  puluhan  dan  satuannya  jadi  semisal  15  maka  akan  dipecah  menjadi  1  dan  5  dimana  1 bernilai puluhan dan 5 bernilai satuan sehingga nilai puluhan akan dibaca leebih dulu, disertasi kata “belas” selanjutnya apabila dia berada dalam kategori belasan. Begitupun dalam kategori puluhan semisal 21 maka akan dipisahkan menjadi 2 dan 1 dimana 2 bernilai puluhan dan 1 bernilai satuan, dalam hal ini kata akan ditambahkan puluh diantara penyebutan 2 dan 1 seperti “dua”  lalu  “puluh”  lalu  “satu”.  Setelah  penyebutan  selesai  program  kembali  ke  dalam pembacaan suhu dan mengulangi seluruh program tadi.
D. Kalibrasi

## Gambar 4 Grafik Nilai Error Data Suhu Ruang
Pada grafik ini disajikan data persen error pengujian alat pengukur suhu ruang dengan nilai persen error tertinggi 4.44% terdapat pada data ke 15, sedangkan nilai persen error terendah 0.00% terdapat pada data ke 4. Denagan demikian  nilai persen error rata-rata yaitu 1.65% dan nilai akurasi 98.35%.

## KESIMPULAN
Hasil  perancangan  alat  pengukur  suhu  ruang  menggunakan  sensor  Thermistor  NTC  3950 berbasis mikrokontroler Arduino Nano sudah bekerja sesuai dengan rancangan yang dibuat. Nilai suhu ruang kelas  yang  berukuran 6.8  x 5.5 m²  berada pada rentang 26°C  - 29°C dari
waktu  pukul  08.00  -17.00.  Dari  hasil  pengujian  34  sampel  data    dibandingkan  dengan  alat standar thermometer digital TPM-10  menunjukan nilai rata-rata error yang dihasilkan  yaitu 1.65% dengan nilai akurasi 98.35%.

## DAFTAR PUSTAKA
Gusmanto, Marindani, E. D., & Sanjaya, B. W. (2016). Rancang Bangun Sistem Peringatan Dini Dan  Pelacakan  Pada  Kendaraan  Sepeda  Motor  Dengan  Menggunakan  Mikrokontroler Arduino Nano. Jurnal Elektro, 2(1), 1–11. , 2(1), 1–11.
Kaleka, M. B. U. (2017). THERMISTOR SEBAGAI SENSOR SUHU. Jurnal Ilmiah Dinamika Sains, 1(1), 8–11. , 1(1), 8–11.
Nugroho, A., Prathivi, R., & Daru, A. F. (2019). Analisa Metode Validasi Sensor Suhu Untuk Aplikasi Internet of Things (ANALYSIS OF VALIDATION TEMPERATURE SENSOR METHOD FOR THE INTERNET OF THINGS APPLICATION). Jurnal Pengembangan Rekayasa Dan Teknologi, 15(1), 1–6. , 15(1) , 1–6. https://doi.org/10.26623/jprt.v15i1.1482 Sarinda,  A.,  Sudarti,  &  S.  (2017).  Analisis  Perubahan  Suhu  Ruangan  Terhadap  Kenyamanan Termal Di Gedung 3 FKIP Universitas Jember. Jurnal Pembelajaran Fisika, 6(3), 305–311. , 6(3) , 305–311.
Sianturi, T. A. (2020). Analisis Pipa Heat Exchanger (C00ling Tube) Bervariasi Pada Turbine Guide Bearing Pembangkit Listrik Tenaga Air Siguragura. NOSTEJ, 01(01), 47–64 , 01(01) , 47–64.
Suhaeb, S. (2016). Desain Tongkat Elektronika Bagi Tunenetra Berbasis Sensor Ultrasonik dan Mikrokontroler Atmega8535. Jurnal Scientific Pinisi , 2(2), 131–136.
Wartono, F., Effendi, M. M., & Rivalni, E. (2019). Temperature Monitoring System to Maintain Foods  Resistance  Towards  Storage  Rooms  Using  Fuzzy  Logic  Methode. Junal  Ilmiah Informatika, Arsitektur Dan Lingkungan , 14(1) , 38.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  banyak  terima  kasih  kepada  seluruh  pihak  yang  terlibat  dalam penelitian  ini  hingga  selesai,  terutama  dari  Universitas  Muhammadiyah  Surakarta  yang sudah  memberikan kesempatan  melaksanakan penelitian  ini.  Kemudian tidak  lupa kepada Laboratorium  PT.  Aneka  Dharma  Persada  yang  telah  memfasilitasi  dalam  pelaksanaan penelitian ini sampai selesai, walaupun artikel ini masih membutuhkan penyempurnaan lebih lanjut.