Abstrak—Penggunaan  listrik  di  Indonesia  kian  meningkat  di tiap  tahunnya  bisa  menjadi  tantangan  untuk  kampus  cerdas sebagai  gabungan  dari  teknologi  pintar  dengan  infrastruktur fisik,  yaitu  memberi  upaya  untuk  penghematan  penggunaan energi listrik di kampus. Salah satu aplikasi yang sudah marak digunakan  pada  zaman  serba  digital  ini  adalah  lampu  pintar yang  masih  jarang  diaplikasikan  pada  kampus  di  Indonesia. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  desain  jaringan sensor  dan  aktuator  nirkabel  yang  memiliki  potensi penghematan energi. Penelitian akan dilakukan dengan metode pengujian  prototipe.  Pada  penelitian  ini,  telah  dirancang prototipe  dengan  sebuah  mikrokontroler,  tiga  sensor,  dan aktuator untuk mengatur pencahayaan dan pengaturan udara ruang.    Sensor  yang  digunakan  pada  prototipe  adalah  sensor cahaya  yang  dibertugas  untuk  mendeteksi  intensitas  cahaya, sensor  infra  merah  pasif  yang  bertugas  untuk  mendeteksi pergerakan manusia, serta sensor temperatur dan kelembapan akan mendeteksi temperatur dan kelembapan ruangan. Ketiga sensor  tersebut  memberi  data  ke  mikrokontroler  yaitu NodeMCU  ESP8266,  kemudian  mikrokontroler  memberi perintah  pada  aktuator.  Prototipe  dari  penelitian  ini tersambung dengan pencahayaan dan pengaturan udara dalam ruangan. Dari jaringan sensor dan aktuator nirkabel tersebut, didapat  sistem  pencahayaan  dan  pengaturan  udara  otomatis. Didapat  juga  penghemetan  penggunaan  lampu  sebesar  33%, sementara  penghematan  penggunaan  air  conditioner  sebesar 13%.
Kata  Kunci—aktuator,  jaringan  sensor,  NodeMCU  ESP8266, sensor  cahaya,  sensor  gerak,  sensor  temperatur  dan kelembapan.

## I. PENDAHULUAN
ENGGUNAAN  listrik  kian meningkat di tiap tahunnya. Awal  2022  lalu,  konsumsi  listrik  di  Jawa  Timur mengalami  peningkatan  sebesar  2,41%  dibanding  tahun 2021.  Surabaya  yang  merupakan  kota  besar  tentu  memiliki jumlah  konsumsi  energi  listrik  paling  besar  dibandingkan kota  dan  kabupaten  lain  di  Jawa  Timur.  Total  konsumsi energi  listrik  Surabaya  di  tahun  2019  sebesar  8,358,784 MWH,  satu  perempat  dari  konsumsi  energi  listrik  di  Jawa Timur.  Hal  ini  tidak  dipungkiri  karena  banyaknya perkantoran, sekolah, dan industri lain yang ada di Surabaya.
Berdasar  permasalahan  tersebut,  upaya  penghematan energi  harus  diterapkan  di  kampus  yang  penggunaan listriknya cukup banyak. Di dalam kampus, terbagi menjadi banyak  bagian  infrastruktur.  Mulai  dari  infrastruktur  fisik, teknologi,  analisis  perangkat  lunak,  sistem  keamanan,  dan metode penelitian. Pada permasalahan ini, infrastruktur yang bisa  dibenahi  agar  berdampak  pada  efisiensi  energi  adalah pada  infrastruktur  fisik.  Infrastuktur  fisik  ini  terdiri  dari bangunan,  kelas,  laboratoriumm,  tempat  umum,  tempat parkir,  pencahayaan,  transportasi  dalam  kampus,  dan
kendaraan otonom.
Infrastruktur  fisik  yang  akan  dimanfaatkan  untuk penghematan energi pada penelitian ini adalah pencahayaan dan  pengaturan  udara  dalam  ruangan.  Penelitian  ini  akan melakukan perancangan desain jaringan sensor dan aktuator nirkabel yang diinstalasi untuk pencahayaan dan pengaturan udara  dalam  ruang.  Sensor  yang  akan  digunakan  pada prototipe antara lain sensor cahaya, sensor infra merah pasif, serta  sensor  temperatur  dan  kelembapan.  Ketiga  sensor tersebut  nantiya akan disusun dalam satu  prototipe bersama dengan  mikrokontroler  yaitu  NodeMCU  ESP8266  dan aktuator.  Dari  data  yang  diberi  sensor  ke  mikrokontroler, aktuator bisa mendapat perintah untuk mengatur pencahayaan dan pengaturan udara dalam ruang. Pengaturan yang akan diberikan adalah pengaturan nyala mati  otomatis dan pengaturan naik-turunnya temperatur pendingin ruangan berdasar temperatur di ruangan dan banyaknya manusia. Dari jaringan  tersebut,  akan  didapat  sistem  pencahayaan  dan pengaturan udara otomatis yang bisa hemat daya.
Penelitian  akan  dilakukan  dengan  metode  pengujian prototipe yang telah dirancang. Ruangan yang akan dijadikan tempat  pengujian  adalah  dua  ruangan  dengan  ukuran  dan kondisi  yang  berbeda.  Prototipe  akan  terdiri  dari  beberapa

## Desain Jaringan Sensor dan Aktuator Nirkabel untuk Pengaturan Pencahayaan dan Udara Ruangan di Ruang Belajar
Maulidya Nurrafifah dan Wirawan Departemen Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : wirawan@ee.its.ac.id
P
Gambar 1. Node Sensor yang Tersebar di Bidang Sensor.
Gambar  2.  Arsitektur  WSAN  yang  Terdiri  dari  Sensor,  Sktuator,  dan Sink.
Gambar 3. NodeMCU ESP8266.
sensor  dengan  mikrokontroler  dan  aktuator.  Pemrograman dari prototipe akan dilakukan pada perangkat lunak Arduino IDE dan penyimpanan database menggunakan MySQL.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Wireless Sensor and Actuator Network (WSAN)
Wireless  sensor  network (WSN)  atau  jaringan  sensor nirkabel, memerlukan protokol komunikasi yang canggih dan efisien  untuk  diwujudkan.  Dengan  kemajuan  terbaru  dalam teknologi micro  electro-mechanical  systems (MEMS), komunikasi  nirkabel,  elektronik  digital,  desain,  dan pengembangan  node  sensor  multifungsi  berbiaya  rendah, berdaya  rendah,  dan  multifungsi  yang  berukuran  kecil  dan berkomunikasi tanpa kabel dalam jarak pendek telah menjadi layak.  WSN  terdiri  dari  sejumlah  besar  node  sensor  yang memiliki  banyak  kemampuan,  antara  lain  penginderaan, pemrosesan  data,  dan  komunikasi.  Node  sensor  ini melakukan  komputasi  data  secara  lokal  dan  mengirimkan data.
Wireless  Sensor  and  Actuator  Network (WSAN) memiliki node sensor atau aktuator, sink dan gateway sebagai elemen dasarnya [1]. WSAN terdiri dari dua komponen yaitu sensor  dan  aktuator.  Komponen  aktuator  adalah  node  yang kaya akan sumber daya dan dilengkapi  dengan kemampuan pemrosesan dan transmisi yang lebih tinggi serta daya tahan yang  lebih  lama.  Sama  dengan  node  sensor,  node  aktuator dapat  disematkan  dengan  aktuator  yang  berbeda  untuk melakukan tugas yang berbeda. Aktuator dapat berkoordinasi untuk  memutuskan  tindakan  berdasar  informasi  yang diterima dari sensor [2].
Untuk  menghubungkan  perangkat  nirkabel,  ada
beberapa jenis teknologi yang bisa digunakan, antara lain Wi- Fi,  Zigbee,  Bluetooth,  dan  lain-lain.  Teknologi-teknologi tersebut  memiliki  kelebihannya  masing-masing.  Diantara Wi-Fi, Bluetooth, dan Zigbee, Wi-Fi memiliki kecepatan dan stabilitas paling tinggi [3].

## B. Wi-Fi
Wi-Fi  atau Wireless  Fidelity adalah  seperangkat  standar jaringan nirkabel  berdasarkan spesifikasi  IEEE 802.11. Wi- Fi  pada  awalnya  digunakan  untuk  mendukung  perangkat nirkabel  dan jaringan area lokal (LAN), tetapi  saat  ini lebih umum digunakan untuk mengakses Internet. Teknologi Wi- Fi  didasarkan  pada platform standar  IEEE  802.11.  Adapun prinsip  kerja  Wi-Fi,  yaitu  menggunakan  gelombang  radio LAN  nirkabel  dari  komputer, router nirkabel  memainkan peran  penting  dalam  sistem  Wi-Fi.  Kemudian  adaptor  ini menerima  data  dari  komputer  dalam  bentuk  digital. Kemudian mengubah data menjadi bentuk gelombang radio dan  mengirimkannya  ke router melalui  antena. Router menerjemahkan  sinyal  dan  mengirimkannya  ke  Internet. Proses ini dibalik saat data dikirim dari Internet ke komputer. Wi-Fi menggunakan frekuensi tinggi 2,4 GHz atau 5 GHz [4].

## C. Arsitektur Jaringan
Node-node  sensor  biasanya  tersebar  di  bidang  sensor seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  1.  Masing-masing node  sensor  yang  tersebar  ini  memiliki  kemampuan  untuk mengumpulkan  data  dan  merutekan  data  kembali  ke sink/gateway dan pengguna akhir. Data dirutekan kembali ke end-user  dengan  arsitektur  multi-hop  infrastruktur  tanpa
Gambar 4. Sensor Passive Infrared Receiver (PIR).
Gambar 5. Light Dependent Resistor (LDR). Gambar 6. Sensor DHT11.
Gambar 7. Relay.
Gambar 8. Diagram Blok Perancangan Prototipe.
Gambar 9. Diagram Blok Pengiriman Data.
Gambar 10. Flowchart Pengujian Tugas Akhir.
infrastruktur  melalui  sink  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar  1.  Sink  dapat  berkomunikasi  dengan  task manager/pengguna  akhir  melalui  Internet  atau  satelit  atau jenis jaringan nirkabel apa pun (seperti WiFi, jaringan mesh, sistem seluler, WiMAX, dll.), atau tanpa jaringan ini di mana sink dapat langsung terhubung ke pengguna akhir [2].
Arsitektur  WSAN  ditunjukkan  pada  Gambar  2,  dimana beberapa node sensor tersebar di suatu area untuk mengamati fenomena  fisik.  Informasi  dari  node  sensor  diteruskan  ke node  aktuator.  Node sink juga  bisa  terlibat  dalam pemantauan, pengambilan kebutusan, dan penugasan elemen. Karena  sensor  dan  aktuator  memiliki  kemampuan  yang berbeda, jumlah aktuator yang disebar tidak sebanyak sensor. WSAN memiliki beberapa karakteristik, yaitu heterogenitas, kebutuhan real-time , dan koordinasi. Memiliki karakteristik heterogenitas karena WSAN memiliki komponen heterogen yang  membuat  kemampuan  komunikasi,  komputasi  dan memori dalam komponen sangat bervariasi.

## D. NodeMCU ESP8266
NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat open source  berbasis  chip  ESP8266,  yang  dapat  menjalankan fungsi mikrokontroler serta koneksi internet atau Wi-Fi. Ada beberapa pin input dan output, sehingga dapat dikembangkan menjadi  aplikasi  pemantauan dan kontrol  untuk  proyek IoT seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  3.  NodeMCU ESP8266  dapat  diprogram  dengan  compiler  Arduino
menggunakan  Arduino  IDE.  Bentuk  fisik  NodeMCU ESP8266  memiliki  konektor  USB  (mini-USB)  yang memudahkan  pemrograman.  NodeMCU  ESP8266  adalah modul  pengembangan  turunan  dari  keluarga  ESP-12  dari modul platform Internet of Things (IoT) ESP8266 [5].

## E. Sensor Passive Infrared (PIR)
Sensor  inframerah  pasif  atau  PIR  yang  ditunjukkan  pada Gambar  4 adalah perangkat  berdaya redah dan hemat biaya untuk  deteksi  gerakan.  PIR  ini  bersifat  pasif  sehingga  tidak memancarkan  sinar  infra  merah,  namun  akan  mendeteksi gelombang  infra  merah  yang  ditimbulkan  oleh  makhluk hidup  yang  berada  dalam  jangkauannya.  Sensor  akan membandingkan  pancaran  infra  merah  yang  diterima  setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor [6].

## F. Light Dependent Resistor (LDR)
Sensor  cahaya  yang  digunakan  adalah  light  dependent resistor  (LDR)  yang  ditunjukkan  oleh  Gambar  5.  Sensor cahaya  LDR  adalah  jenis  resistor  yang  dapat  mengalami perubahan resistansi apabila mengalami perubahan penerima cahaya.  Besarnya  nilai  hambatan  pada  sensor  cahaya  LDR tergantung  pada  besar  cahaya  yang  diterima  oleh  LDR  itu sendiri.  Resistansi  LDR  pada  tempat  yang  gelap  biasanya
Gambar 11. Flowchart Pemrograman NodeMCU ESP8266.
Gambar 12. Statechart Prototipe Bekerja.
Gambar 13. Skema Node Sensor Menggunakan NodeMCU ESP8266.
Gambar 14. Rangkaian Prototipe.
Gambar 15. Pengujian Prototipe.
mencapai sekitar 10 MΩ (megaohm) dan resistansinya turun menjadi  150Ω  (ohm)  pada  tempat  terang.  Seperti  resistor konvensional  umumnya,  pemasangan  LDR  dalam  suatu rangkaian sama persis dengan pemasangan resistor biasa [7].

## G. Sensor DHT11
Sensor  temperatur  dan  kelembapan  yang  dipakai  adalah sensor DHT11 pada Gambar 6. Sensor DHT11 adalah sensor ekonomis yang mampu mengukur kelembapan relatif antara 20 dan 90% RH dalam kisaran temperatur penggunaan 0°C sampai  50°C  dengan  akurasi  ±5%  RH.  Temperatur  juga diukur  dalam  kisaran  penggunan  0°C  sampai  50°C  dengan akurasi ±2% RH. Pemasangan sensor DHT11 sangat mudah karena telah dikalibrasi pabrik dan mengirimkan data serial. Modul  sensor  DHT11  memiliki  tiga  pin,  yaitu  VCC  untuk power supply 3.5V sampai 5.5V, pin data untuk keluaran data temperature dan kelembapan, dan ground untuk menyambungkan ke ground rangkaian [8].
H. Relay
Relay yang  ditunjukkan  pada  Gambar  7  adalah  saklar elektro yang menggunakan electromagnet untuk memindahkan saklar dari  posisi  mati/ off ke posisi  nyala/ on .
Relay bisa mengendalikan sesuatu yang membutuhkan daya besar meskipun  mengaktifkan relay hanya butuh daya yang kecil (Wicaksono & Hidayat, 2017). Relay dapat digunakan untuk  memutus  atau  menghubuhkan  kembali  daya  ke perangkat  listrik  lainnya.  Rangkaian  kontrol  ini  didasarkan pada  program  mikrokontroler  dengan  sinyal  kontrol  dari mikrokontroler.  Ketika  sinyal  berlogika  tinggu  (5  Volt), lampu  yang  dikontrol  akan  terhubung  ke  saluran  AC  dan ketika  sinyal  berlogika  0  volt,  lampu  yang  dikontrol  akan diputus dari saluran AC [9].

## I. Arduino IDE
Arduino Integrated  Development  Environment atau Arduino  IDE  adalah  perangkat  lunak  yang  memiliki  peran sangat  penting  dalam  pemrograman  mikrokontroler, menyusun kompilasi biner, dan memuat memori mikrokontroler. Keunggulan Arduino IDE yaitu bersifat open source , baik perangkat kerasnya maupun perangkat lunaknya. Arduino IDE menggunakan bahasa pemrograman C++ yang telah dipermudah melalui library Arduino IDE [10].

## J. Database MySQL dan PHP
MySQL  adalah  manajemen  sistem database yang open source dengan  tipe  perangkat  lunak  bebas  dan  perangkat lunak berpemilik yang pengunaannya terbatas. MySQL bisa digunakan  untuk  keperluan  pribadi  dan  juga  komersial. Kelebihan  MySQL  antara  lain  memiliki  kecepatan  tinggi, dapat  digunakan  secara  gratis,  dapat  menangani database dengan  skala  besar,  keamanan  dan  konektivitas  terjamin, fleksibel  terhadap  teknologi  yang  digunakan,  dan  dapat berjalan  di  berbagai  sistem  operasi.  MySQL  bisa menggunakan  bahasa  pemrograman  PHP,  Java,  C++,  dan lainnya.  Untuk  mengakses  MySQL,  dibutuhkan  aplikasi open source XAMPP [11].
PHP ( Hypertect Preporecessor ) adalah bahasa
pemrograman  yang script -nya  diproses  di server dan  bisa dimodifikasi  serta  dikembangkan  sesuai  dengan  kebutuhan karena  PHP  bersifat server-side dan open  source .  PHP banyak  digunakan  karena  memiliki  banyak  kelebihan. Kelebihan  PHP  antara  lain,  mudah  dipelajari,  berkecepatan tinggi,  selalu  diperbarui  sesuai  dengan  perkembangan internet, bisa digunakan pada hampir semua web server , bisa terkoneksi ke banyak database yang gratis maupun berbayar, bersifat open source dan gratis, serta banyak referensi untuk kode-kode PHP [12].

## III. METODOLOGI

## A. Metode yang Digunakan
Metode  yang  digunakan  pada  tugas  akhir  ini  adalah pengujian  prototipe.  Prototipe  yang  telah  dirancang,  diuji secara  langsung  dan  dihitung  berapa  persen  penghematan energi  listrik  yang  digunakan.  Sebelum  melakukan pengujian,  akan  dilakukan  perhitungan  penggunaan  energi listrik  jika  tidak  menggunakan  prototipe  sehingga  bisa dibandingkan persen penghematannya.
Tabel 1. Penggunaan lampu dan air conditioner tanpa prototipe di ruang
pengujian 1. Waktu Lampu Menit Pendingin Ruangan Menit 09.00 Mati 0 Mati 09.00- 14.00 Mati 0 Nyala 300 14.00- 19.00 Mati 0 Mati 0 19.00- 20.00 Nyala 60 Nyala 60 Total Nyala 60 360 Tabel 2. Penggunaan lampu dan air conditioner dengan prototipe di ruang pengujian 1. Waktu Lampu Menit Pendingin Ruangan Menit 09.00 Mati 0 Mati 09.00-09.01
Mati 0 Nyala 1 09.01-11.45 Nyala 165 11.50-12.20 Mati 0 12.20-12.21 Nyala 1 12.22-14.00 Nyala 100 14.00-19.00 Mati 0 Nyala 5 14.05-19.00 Mati 0 Mati 0 19.00-19.20 Nyala 20 Nyala 20 19.25-19.40 Mati 0 Mati 0 19.41-20.00 Nyala 20 Nyala 20 20.00-20.05 Mati 0 Mati 0 Total Nyala 40 312
Gambar 16. Denah Rencana Letak Prototipe dalam Kelas 6,5 x 6,5 x 3 meter.
Perangkat  keras  atau  peralatan  yang  digunakan  adalah sensor PIR sebagai sensor gerak, sensor LDR sebagai sensor cahaya,  sensor  DHT11  sebagai  sensor  temperatur  dan kelembapan, IR LED, relay sebagai aktuator, dan NodeMCU ESP8266 sebagai mikrokontroler. Sementara perangkat lunak yang digunakan adalah Arduino IDE dan MySQL.
Gambar 8 adalah diagram blok perancangan prototipe node sensor yang akan dibuat. Cara kerja dari prototipe ini adalah dimulai  dari power  supply yang  akan  memberikan  energi kepada  node  sensor  melalui relay  dan  NodeMCU  ESP8266 agar seluruh rangkaian bisa berjalan dengan baik. Kemudian NodeMCU  ESP8266  akan  membaca  data  temperatur  dan kelembapan  dari  sensor  DHT11,  membaca  data  nilai resistansi  dari  sensor  LDR,  dan  mendeteksi  pergerakan  di sekitar  dari  sensor  PIR.  Setelah  mendapat  data  dari  sensor DHT11,  LDR,  dan  PIR,  NodeMCU  ESP8266  akan memberikan  perintah  kepada  relay  untuk  mengatur hidup/mati  lampu  dan air  conditioner ,  serta  menurunkan temperatur  pendingin  ruangan  apabila  belum  memenuhi target temperatur.
Gambar 9 adalah diagram blok dari proses pengiriman data dari  NodeMCU  ESP8266  ke  database.  Prototipe  dengan nodeMCU  ESP8266  ini  berbasis  Arduino.  Pemrograman prototipe  dikerjakan  dengan  bahasa  pemrograman  C++ menggunakan  perangkat  lunak  Arduino  IDE  2.1.0.  Selain mengatur relay ,  pemrograman  juga  mengatur  konektivitas NodeMCU  ESP8266  ke  internet  agar database tetap  bisa diakses apabila rangkaian prototipe tidak terhubung langsung ke laptop atau komputer user. Laptop disini bekerja sebagai server .  Perlu  adanya  aplikasi  XAMPP  untuk  mengaktifkan akses  ke  MySQL.  Setelah  menyalakan  XAMPP,  MySQL dapat  diakses. Database akan  disimpan  pada  MySQL  dan membutuhkan  kode  untuk  konektivitas,  tampilan  pada web server ,  instalasi  isi database dari  pemrograman  di  Arduino IDE ke MySQL. Pemrograman untuk MySQL menggunakan bahasa  pemrograman  PHP.  Setelah  program  berjalan,
tampilan  data  dari  sensor  bisa  dipantau  melalui web  server pada laptop atau perangkat lainnya seperti ponsel atau tablet yang berada di dalam jangkauan Wi-Fi yang sama.
B. Urutan Pelaksanaan Penelitian
Urutan Pelaksanaan Penelitian ditunjukkan pada Diagram Flowchart Gambar 10.

## IV. ANALISA HASIL

## A. Hasil Perancangan Prototipe
Pemrograman  NodeMCU  ESP8266  akan  memulai program dengan sensor PIR mendeteksi keberadaan manusia, apabila  terdeteksi  pergerakan  manusia, maka  lampu  dan  air conditioner  akan  menyala  seperti  yang  ditunjukkan  pada Flowchart  Gambar  11  Sensor  LDR  kemudian  mendeteksi cahaya, apabila cahaya dalam ruangan atau nilai LDR kurang dari 110, maka lampu akan tetap  menyala, apabila nilai LDR lebih  dari  110  maka  lampu  akan  mati.  Sensor  DHT11  juga memberi  data berupa suhu pada ruangan, suhu akan dinaik- turunkan mengikuti suhu pada ruangan dengan batas minimal dinaikkan ke 26 derajat selsius dan maksimal diturunkan ke 24  derajat  selsius.  Selanjutnya,  apabila  sensor  tidak mendeteksi  keberadaan  manusia,  dalam  10  menit,  maka lampu dan air conditioner akan mati. Program akan berjalan secara loop dari tiap hasil kondisi yang diterima oleh sensor. Data  akan  terbarui  setiap  1  detik,  namun  eksekusi  untuk perubahan  nyala-mati  lampu  dan  air  conditioner  akan diperbarui tiap 1 menit.
Gambar  12 adalah statechart  dari kerja prototipe. Berikut adalah penjelasan bagaimana prototipe bekerja. 1. Lampu  menyala  apabila  nilai  LDR  kurang  dari  110  dan sensor PIR mendeteksi pergerakan manusia
2. Lampu  mati  apabila  nilai  LDR  lebih  dari  110  dan  tidak mendeteksi  pergerakan  manusia.  Atau,  lampu  mati meskipun  PIR  mendeteksi  pegerakan  namun  nilai  LDR lebih dari 110.
3. Air  conditioner  menyala  apabila  sensor  PIR  mendeteksi pergerakan  manusia.  Suhu  air  conditioner  akan  turun (makin dingin) apabila suhu dalam ruang lebih dari 26°C.
4. Air  conditioner  akan  mati  apabila  sensor  PIR  tidak mendeteksi pergerakan manusia. Suhu air conditioner akan naik (makin panas) apabila suhu dalam ruang kurang dari 24°C.
5. Apabila  PIR  mendeteksi  gerakan,  maka  air  conditioner akan  menyala,  dan  lampu  akan  tetap  mati  apabila  nilai LDR lebih dari 110.
6. Apabila  PIR  mendeteksi  gerakan,  maka  air  conditioner akan menyala, dan lampu akan menyala apabila nilai LDR kurang dari 110.
7. Apabila  suhu  ruang  kurang  dari  24°C,  maka  suhu  air conditioner dinaikkan.
8. Lampu  dan  air  conditioner  akan  mati  apabila  sensor  PIR tidak mendeteksi pergerakan selama 10 menit.
Gambar 13 adalah skema rangkaian prototipe dari Gambar 14. Seperti pada diagram blok pada bab 3, sensor cahaya atau sensor  LDR,  sensor  gerak  atau  sensor  PIR,  dan  sensor temperatur  dan  kelembapan  atau  sensor  DHT11,  akan terhubung pada mikrokontroler NodeMCU ESP8266. Ketiga sensor  tersebut  memberi  informasi  ke  NodeMCU  ESP8266 berupa data nilai LDR sesuai dengan intensitas cahaya yang
Gambar 17. Jaringan Sensor dan Aktuator Nirkabel.
ditangkap, deteksi gerak manusia berupa algoritma 0 apabila sensor PIR tidak mendeteksi gerakan dan algoritma 1 apabila sensor  PIR  mendeteksi  gerakan,  serta  data  temperatur  dan temperatur ruangan.
Perintah  yang  diberikan  pada  relay  adalah  untuk menyalakan  dan  mematikan  lampu  serta  air  conditioner. Berikut adalah kondisi lingkungan, respon sensor, dan hasil dari perintah mikrokontroler.
1. Lampu  akan  menyala  saat  sensor  PIR  mendeteksi pergerakan  manusia  pada  detik-detik  pertama  prototipe disambungkan dengan sumber daya.
2. Lampu akan tetap menyala apabila sensor PIR mendeteksi gerak manusia dan nilai LDR kurang dari 110.
3. Lampu  akan  mati  apabila  nilai  LDR  lebih  dari  110 meskipun sensor PIR mendeteksi pergerakan manusia.
4. Air  conditioner  akan  menyala  apabila  sensor  PIR mendeteksi pergerakan manusia.
5. Air conditioner akan mati apabile sensor PIR sudah tidak mendeteksi  pergerakan  manusia  selama  10  menit  (waktu bisa diatur pada listing program).
Umumnya, air  conditioner pada  semua  ruangan  di Departemen  Teknik  Elektro,  di- setting pada  temperatur minimal 24 derajat. Untuk menentukan nilai minimum LDR, ditentukan  dari  rata-rata  nilai  LDR  pada  kelas-kelas  di Departemen Teknik Elektro pada saat semua lampu menyala dan jendela ditutup oleh tirai pada pagi, siang, maupun sore hari (pada jam perkuliahan). Dari pengukuran pada beberapa kelas  di  gedung  C  (ruang  kelas  C-102,  C-107,  dan  C-110), rata-rata nilai LDR yang didapat adalah 110. Sehingga nilai minimal untuk menentukan nyala-mati lampu adalah 110.
Mikrokontroler  juga  diberi listing program  untuk menyambungkan mikrokontroler ke Wi-Fi dengan memasukkan nama, kata sandi,dan alamat IP Wi-Fi. Setelah diberi listing program untuk koneksi jaringan, mikrokontroler juga diberi listing program untuk mengirim data ke database. Wi-Fi  yang  digunakan  untuk  koneksi  antara  server  (laptop) dan prototipe (mikrokontroler) harus sama. Meskipun router atau akses poin berbeda, namun Wi-Fi sama, maka tetap bisa terkoneksi.  Koneksi  Wi-Fi  tersebut  digunakan  untuk mengirim data sensor ke database.
B. Hasil Pengujian Prototipe
Gambar  15  menunjukkan  bahwa  prototipe  dapat berjalan sesuai  dengan  perencanaan.  Relay  dan  IR  LED  dapat menyalakan air conditioner , sementara lampu bisa menyala apabila nilai LDR kurang dari 110 dan ada pergerakan dalam jangkauan PIR.
Ruangan yang dipakai untuk pengujian adalah Laboratorium  B-304  yang  memiliki  ukuran  9,2  meter  x  9,2 meter dengan tinggi 4,5 meter. Data pengukuran penggunaan lampu dan air conditioner disajikan pada Tabel 1 dan Tabel 2.

## C. Pembahasan
Data  pengujian  yang  disajikan  pada  Tabel  2  adalah menggunakan  pembulatan  kebawah,  yaitu  error  lampu menyala  tidak  terhitung  sebagai  lampu  menyala. Dari  data tersebut,  dibuat  perbandingan  saat  ruang  tidak  memakai
prototipe  dan  saat  tidak  menggunakan  prototipe.  Berikut adalah perhitungan penghematan energi yang didapat. 1. Lama lampu menyala tanpa node sensor : 60 menit.
2. Lama lampu menyala dengan node sensor : 42 menit. Penghematan yang didapat :
Penggunaan Lampu : 42 60 × 100 = 67%
Penghematan : 33%
3. Lama pendingin ruangan menyala tanpa node sensor : 360 menit.
4. Lama  pendingin  ruangan  menyala  dengan  node  sensor  : 312 menit.
Penghematan yang didapat :
Penggunaan pendingin ruangan : 312 360 × 100  = 87%
Penghematan : 13%
Dari  hasil  perhitungan  penghematan  energi,  didapat penghematan  penggunaan  lampu  sebesar  33%  dan penghematan penggunaan air conditioner sebesar 13%.
Dari  pengujian  yang  dilakukan,  dalam  menentukan rencana  peletakan  prototipe,  perlu  memperhatikan  hal-hal berikut.
1. IR  LED  harus  dekat  dengan  air  conditioner,  sehingga peletakan prototipe harus dekat dengan air conditioner agar prototipe bisa berjalan sesuai dengan perencanaan.
2. Jarak radius sensor PIR adalah kurang lebih 5 meter dan kemampuan deteksi sebesar 110 derajat.
3. Prototipe  harus  dekat  dengan  lampu  karena  prototipe belum bisa wireless terhadap lampu.
4. Prototipe  membutuhkan  daya  sehingga  harus  ada  stop kontak di sekitar prototipe.
Dari  Gambar  16,  dapat  dilihat  bahwa  2  dari  5  prototipe, dilokasikan di dekat air conditonder dan dua prototipe yang dekat dengan air conditioner dilengkapi dengan IR LED yang berfungsi untuk mengatur hidup dan mati air conditioner.
Setelah mendapat rancangan denah untuk letak prototipe, didapat jaringan sensor dan aktuator yang tepat untuk koneksi antara prototipe dan database. Gambar 17 adalah gambar dari jaringan  sensor  dan  aktuator  nirkabel  yang  sesuai  dengan hasil tugas akhir ini. Dimulai dari prototipe yaitu berisi node sensor  dan  aktuator.  Ketiga  sensor  mengirim  data  hasil deteksi  ke  NodeMCU  ESP8266,  kemudian  NodeMCU ESP8266 memberi perintah kepada relay sesuai dengan data yang diberi oleh node sensor. Setelah mendapat perintah dari mikrokontroler,  relay  mengatur  lampu  dan  air  conditioner. Prototipe yang sudah terhubung dengan mikrokontroler dan sudah  diberi  kode  pada  Arduino  IDE,  mengirim  data  dari prototipe  disimpan  pada  database.  Pengiriman  data  tersebut membutuhkan  portal  berupa  IP  dan  jaringan  Wi-Fi.  Selain tersimpan di database, data yang diberikan oleh prototipe juga dapat dipantau oleh klien melalui perangkat yang berada pada akses poin atau koneksi Wi-Fi yang sama.

## V. KESIMPULAN
Dari  pengujian  yang  dilakukan,  didapat  kesimpulan sebagai berikut: (1) Dilakukan perancangan prototipe dengan komponen  mikrokontroler  (NodeMCU  ESP8266),  sensor cahaya atau sensor LDR, sensor gerak atau sensor PIR, sensor temperatur dan kelembapan atau sensor DHT11,
IR  LED  sebagai  remot  kontrol  ke  air  conditioner,  dan relay;  (2)  Prototipe  yang  telah  dirancang,  dapat  mengontrol
lampu dan air conditioner. Data dari prototipe tersimpan pada database menggunakan
MySQL.
Koneksi dari
mikrokontroler prototipe ke database menggunakan jaringan Wi-Fi; (3) Dengan spesifikasi alat yang dipakai, pada ruang berukuran  6,5m  x  6,5m  x  3m,  bisa  menggunakan  empat sampai  lima  prototipe  dengan  beberapa  ketentuan.  Dua prototipe yang berada di dekat air conditioner, diberi IR LED yang  berfungsi  sebagai  remot  untuk  menyala-matikan  air conditioner.  Jarak  antar  prototipe  adalah  sekitar  3  meter karena sudut deteksi dari sensor PIR adalah 110 derajat dan mengurangi error apabila radius deteksi dari sensor PIR tidak sampai  5  meter;  (4)  Dari  hasil  pengujian  prototipe,  didapat penghematan penggunaan lampu sebesar 33% pada ruang b ; (5) Jendela besar tanpa tirai dan 20% pada ruang yang lebih kecil dan sumber cahaya dari luar terhalang tirai. Sementara penghematan  penggunaan  air  conditioner  sebesar  13%  dan 25%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  R. Verdone, D. Dardari, G. Mazzini, and A. Conti, Wireless Sensor and Actuator Networks: Technologies, Analysis and Design . Londokn, UK: Academic Press is an imprint of Elsevier, 2010.
[2]  I.  F.  Akyildiz  and  M.  C.  Vuran, Wireless  Sensor  Networks .  United Kingdom: John Wiley \& Sons, 2010.
[3]  M. H. Rifai, H. Rachmat, and M. D. Prasetyo, “Pemanfaatan Internet Of  Things  (IOT)  untuk  Rancang  Bangun  UAV  (Unmanned  Aerial
Vehicle) Alat Pengukuran Polutan Co Dan Co2 di Pabrik Manufaktur Menggunakan Esp-now,” eProceedings Eng. , vol. 8, no. 5, 2021. [4]  L.  Angrisani et  al. ,  “An  Innovative  Air  Quality  Monitoring  System Based  on  Drone  and  IoT  Enabling  Technologies,”  in 2019  IEEE international  workshop  on  metrology  for  agriculture  and  forestry (MetroAgriFor) , 2019, pp. 207–211.
[5]  N.  H.  L.  Dewi,  “Prototype  Smart  Home  dengan  Modul  Nodemcu ESP8266  Berbasis  Internet  of  Things  (IoT),”  Computer  Information and Technology Department, Universitas Islam Mojopahit Mojokerto, 2019.
[6]  R.  Toyib,  I.  Bustami,  D.  Abdullah,  and  O.  Onsardi,  “Penggunaan sensor passive infrared receiver (PIR) untuk mendeteksi gerak berbasis short message service gateway,” Pseudocode , vol. 6, no. 2, pp. 114– 124, 2019.
[7]  I. Jaelani, S. R. U. A. Sompie, and D. J. Mamahit, “Rancang bangun rumah pintar otomatis berbasis sensor suhu, sensor cahaya, dan sensor hujan,” J. Tek. Elektro dan Komput. , vol. 5, no. 1, pp. 1–10, 2016.
[8]  W. Gay and W. Gay, DHT11 Sensor . Berkeley, CA: Springer, 2018.
[9]  I.  G.  Friansyah,  I.  Safe,  and  D.  F.  Waidah,  “Implementasi  sistem bluetooth  menggunakan  android  dan  arduino  untuk  kendali  peralatan elektronik,” J. Tikar , vol. 2, no. 2, pp. 121–127, 2021.
[10]  S. P. Santosa and F. Wijayanto, “Rancang bangun akses pintu dengan pintu dengan sensor suhu dan handsanitizer otomatis berbasis arduino,” J. ELEKTRO , vol. 10, no. 1, pp. 20–31, 2022.
[11]  R.  Fitri,  S.  Kom,  and  M.  Kom, Pemrograman  Basis  Data Menggunakan MySQL . Banjarmasin: Deepublish, 2020.
[12]  D.  Krisbiantoro,  M.  Kom,  P.  D.  Abda’u,  and  M.  Kom, Dasar Pemrograman  Web  dengan  Bahasa  HTML,  PHP,  dan  Database MySQL ,  vol.  1.  Banyumas,  Jawa  Tengah:  Zahira  Media  Publisher, 2021.