Volume 4 No. 2 November 2023 E-ISSN: 2722-547X

## Pengumpulan Data Suhu dan Kelembapan Ruangan Menggunakan Embedded System Berbasis IoT
Ni Made Ayu Juli Astari 1 , I Wayan Ardiyasa 2 , I Made Bhaskara Gautama 3 , Putu Susiriyanti 4
1,2,3,4 Institut Teknologi dan Bisnis STIKOM Bali e-mail: 1 ayujuliastari@stikom-bali.ac.id, 2 ardi@stikom-bali.ac.id, 3 bhaskara@stikom-bali.ac.id,
4 210040109@stikom-bali.ac.id
Abstrak -  Ruangan  kerja  perlu  dibuat  nyaman  untuk  meningkatkan  produktivitas  staf.  Salah  satu  aspek kenyamanan adalah suhu ruangan. Suhu ruangan yang terjaga yaitu tidak terlalu gerah dan tidak terlalu dingin dapat meningkatkan kenyamanan penghuninya sehingga staf menjadi lebih produktif. Alat yang digunakan untuk mengatur suhu ruangan, salah satunya adalah Air Conditioner (AC). Namun, suhu yang diatur pada AC tidak sama dengan suhu aktual di ruangan tersebut. Suhu pada ruangan dipengaruhi oleh tenaga AC, luas ruangan, jumlah penghuni, dan suhu di luar ruangan. Pengaturan suhu AC yang tepat menjadi permasalahan karena ruangan bisa saja masih panas atau terlalu dingin. Untuk mengatasi hal ini, pada umumnya dilakukan trial and error sehingga suhu  AC  diganti  berulang  kali  hingga  tercapainya  suhu  ruangan  yang  diinginkan.  Berdasarkan  permasalahan tersebut, menentukan suhu AC yang tepat dapat dilakukan dengan membangun sistem prediksi yang menerapkan machine  learning .  Namun,  sebelum  sistem  prediksi  dapat  diterapkan,  dibutuhkan  data  untuk  proses training . Penelitian  ini  dilakukan  untuk  membuat  alat  yang  dapat  mengumpulkan  data  tersebut  secara  otomatis  dan konsisten.  Alat  yang dibuat  adalah  alat  dengan  sistem  tertanam  ( embedded  system )  berbasis Internet  of  Things (IoT). Alat yang dibuat berhasil mengumpulkan data sebanyak 4580 secara konsisten setiap lima menit.

## Kata Kunci: Embedded System, Internet of Things, Pengumpulan Data
Abstract - Creating a comfortable working environment is essential to enhance staff  productivity. One aspect of comfort is the room temperature. Maintaining an appropriate room temperature, neither too hot nor too cold, can increase the occupants' comfort and consequently boost staff productivity. One of the tools used to regulate room temperature is an Air Conditioner (AC). However, the temperature set on the AC might not match the actual room temperature. The room  temperature is influenced by the AC's power, room size, the number of occupants, and the outdoor temperature. Achieving the right AC temperature  setting  is  a  challenge  since  the  room  might  still  feel  too  warm  or  excessively  cold.  To address this, a trial-and-error approach is often used, where the AC temperature is adjusted repeatedly until  the  desired  room  temperature  is  reached.  Given  this  issue,  determining  the  appropriate  AC temperature  can  be  accomplished  by  developing  a  predictive  system  employing  machine  learning. However, before the predictive system can be implemented, data is needed for training. This research is  conducted  to  create  a  tool  capable  of  automatically  and  consistently  collecting  such  data.  The developed  tool  is  an  embedded  system  based  on  the  Internet  of  Things  (IoT)  technology.  The  tool successfully collected 4580 data points consistently every five minutes.

## Keywords:  Embedded System, Internet of Things, Data Gathering

## PENDAHULUAN
Kondisi ruangan kerja merupakan bagian dari lingkungan kerja yang dapat mempengaruhi produktivitas pekerja (Noviyanti & Supriyadi, 2020; Pramana,  2020;  Rezalti  &  Susetyo,  2020).  Kondisi ruangan  kerja  dapat  berupa penerangan,  temperatur, kelembaban,  sirkulasi  udara,  kebisingan,  getaran mesin, bau-bauan/aroma, tata warna, dekorasi, musik, dan keamanan (Anggraeni & Yuniarsih, 2017). Suhu atau  temperatur  pada  ruangan  kerja  adalah  hal  yang sangat berpengaruh terhadap produktivitas pekerja di Indonesia  (Wardana  &  Ergantara,  2020).  Hal  ini disebabkan  karena  Indonesia  berada  di  zona  tropis dengan kelembapan tinggi. Oleh karena itu, Indonesia
merupakan daerah dengan iklim yang sulit ditangani tanpa menggunakan pengatur suhu atau pengkondisian udara buatan (Willyanto, 2017).
Alat  yang  digunakan  untuk  mengatur  suhu ruangan pada umumnya adalah Air Conditioner (AC). Dengan  pengaturan  yang  tepat,  seperti  misalnya penentuan  tenaga  AC  berdasarkan  luas  ruangan, pengaturan  suhu  pada  AC,  dapat  membuat  suhu ruangan  sejuk  atau  bahkan  cenderung  dingin  ketika suhu  di  luar  ruangan  berada  pada  kategori  panas. Suhu  yang  diatur  pada  AC  tidak  sama  dengan  suhu aktual  pada  ruangan  di  mana  AC  tersebut ditempatkan  (Widianto,  2019).  Penentuan  suhu  AC tidak  dapat  digeneralisir  karena  terdapat  banyak faktor  yang  mempengaruhi  suhu  aktual  di  dalam
ruangan  seperti  misalnya  jumlah  penghuni  ruangan, suhu di luar ruangan, luas ruangan berbanding tenaga AC, dan lain sebagainya (Rini et al., 2019).
Pengaturan  suhu  AC  yang  tepat  menjadi permasalahan karena  ruangan  bisa  saja  masih panas atau  terlalu  dingin.  Untuk  mengatasi  hal  ini,  pada umumnya  dilakukan trial  and  error sehingga  suhu AC  diganti  berulang  kali  hingga  tercapainya  suhu ruangan yang diinginkan. Berdasarkan permasalahan tersebut,  menentukan  suhu  AC  yang  tepat  dapat dilakukan  dengan  membangun  sistem  prediksi  yang menerapkan machine  learning .  Namun,  sebelum sistem  prediksi  dapat  diterapkan,  dibutuhkan  data untuk proses training (Fadilah & Helma, 2020). Data yang digunakan untuk memprediksi suhu AC  dapat  berupa  dan  tidak  terbatas  pada  suhu ruangan,  suhu  luar  ruangan,  kelembapan  ruangan, kelembapan  luar  ruangan,  dan  status  AC.  Untuk mendapatkan data tersebut, dapat dilakukan pengukuran  secara  manual.  Namun  hal  tersebut kurang  efisien  jika  dilihat  dari  besarnya  usaha  yang perlu  dilakukan  untuk  mendapatkan  data  dengan interval waktu yang konsisten.
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  membuat  alat yang  dapat  mengumpulkan  data  tersebut  secara otomatis dan konsisten. Alat yang dibuat adalah alat dengan sistem tertanam ( embedded system ) berbasis Internet of Things (IoT). Alat ini diharapkan mampu untuk  mengumpulkan  data  yang  dapat  digunakan untuk penelitian lainnya.

## METODE PENELITIAN
Model konseptual penelitian ditunjukkan pada Gambar 1.
Sumber: hasil penelitian Gambar 1. Model konseptual
Sistem  ini  terdiri  dari  sebuah device untuk mendeteksi  suhu  ruangan,  mendeteksi  suhu  luar ruangan, dan membaca status AC melalui sinyal Infra - Red (IR) dari remot kontrol. Device ini mengirimkan data ke web server melalui protokol HTTP. Data yang
dikirim  ke  web  server  oleh device ditangani  oleh aplikasi  yang  dibangun  menggunakan  bahasa pemrograman  PHP.  Data  tersebut  disimpan  di  dalam Relational  Database  Management  System (RDBMS) MySQL pada web server.
Secara  garis  besar,  penelitian  ini  terbagi menjadi dua tahap. Tahap pertama yaitu mengembangkan embedded  system ,  tahap  kedua adalah mengumpulkan data menggunakan embedded system yang  dibangun.  Alur  penelitian  ditunjukkan pada
Sumber: hasil penelitian
Gambar 2. Alur penelitian
1. Pengembangan Embedded System Embedded system
dibuat dengan
menggunakan board NodeMCU  ESP8266  sebagai board utama. Board ini  digunakan  karena  harganya yang relatif murah dan sudah memiliki modul Wi-Fi (Budiman & Ramdhani, 2021). Oleh sebab itu, board ini  dapat  langsung  mendukung  penerapan  konsep IoT.  Sensor  yang  digunakan  disesuaikan  dengan kebutuhan  fitur  untuk  memprediksi  suhu  ruangan yaitu  sensor  suhu,  kelembapan,  dan  sensor  IR receiver untuk  membaca  suhu  AC.  Sensor  IR membaca suhu AC dengan menerima sinyal IR dari remote AC. Sensor yang digunakan untuk mendapatkan  data  suhu  dan  kelembapan  adalah sensor  DHT11.  Sensor  IR receiver yang  digunakan adalah  sensor  HX1838.  Berikut  adalah  gambar  dari sensor yang digunakan.
(a)                            (b)
Sumber: (a) (Shabbir et al., 2020), (b) (Progri et al., 2019)
Gambar 3 (a). Sensor DHT11, (b). Sensor HX1838
2. Pengumpulan Data Pengumpulan data dilakukan dengan membangun aplikasi berbasis web untuk menangani data  yang  dikirim  oleh  alat.  Selain  menangani  data yang dikirim oleh alat, website juga dilengkapi fitur monitoring ,  sejarah  catatan  data,  dan  pengaturan penyimpanan data.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Pengembangan Embedded System
a. Analisis Kebutuhan
Sebelum  alat  dibuat,  dilakukan  analisis kebutuhan  terlebih  dahulu.  Berikut  adalah  analisis kebutuhan untuk membuat device pada penelitian ini:
• Komponen Utama
o 1 unit NodeMCU ESP8266.
o 1 unit HX1838 IR Receiver Sensor
o 2 unit Sensor DHT 11.
o 1 unit LED 5mm warna merah
o 1 unit LED 5mm warna biru
o 2 unit Resistor 1.5kΩ
o PCB karbon lubang ukuran 5×7 cm
o Project box ukuran 10×7.5×3.5 cm
• Komponen Penunjang
o Breadboard
o Kabel jumper male-to-female
o Kabel USB tipe A-to-Micro USB.
b. Desain Alat
Gambar  4 menunjukkan  desain  rangkaian  dari alat  yang  dibuat.  Terdapat  tiga  sensor  yang dihubungkan dengan NodeMCU.
Sumber: hasil penelitian
Gambar 4. Desain rangkaian
Sensor pertama adalah DHT11 untuk mengukur suhu dan kelembapan di dalam ruangan. Pin output dari sensor ini terhubung dengan pin D1 pada NodeMCU.  Sensor  kedua  adalah  DHT11  untuk mengukur suhu dan kelembapan di luar ruangan. Pin output dari sensor ini terhubung dengan pin D2 pada NodeMCU.  Sensor  ketiga  adalah  IR Receiver yang digunakan untuk menerima sinyal IR dari remote AC. Dua LED berwarna biru dan merah digunakan sebagai indikator  jika  terjadi  sesuatu  pada  alat.  Kedua  LED akan menyala jika alat belum menerima sinyal IR dari remote AC atau alat menerima sinyal IR dari perangkat lain  yang  tidak  sesuai.  Hal  ini  menyebabkan  alat berada  dalam  kondisi idle dan  tidak  melakukan  apa- apa. LED biru akan berkedip satu kali ketika sinyal IR yang valid diterima dari remote AC. LED merah akan menyala  terus  selama  alat  mencoba  melakukan koneksi  ke  Wi-Fi  atau  ke  MQTT  server. Flowchart berikut  menunjukkan  alur  algoritma  dari  alat  yang dibuat.
Sumber: hasil penelitian
Gambar 5. Algoritma umum alat
Pada  saat  alat  dinyalakan,  alat  akan  mencoba melakukan koneksi ke Wi-Fi. Setelah koneksi berhasil dibuat,  alat  berada  dalam  posisi idle dan  menunggu sinyal yang valid dari remote AC. Jika sinyal diterima, raw  hex dari  sinyal  akan  dibaca  dan  dicek  apakah sinyal tersebut sesuai dengan tipe dan merk AC yang digunakan.  Jika  sesuai,  maka  variabel signal yang digunakan  untuk  menandakan  alat  menerima  sinyal yang  valid  diisi true .  Selamat loop berjalan, millis dijalankan untuk mengontrol pengiriman data ke web server.  Data  dikirimkan  setiap  dua  detik  ke  kedua server  tersebut.  Sampai  di  web  server,  data  yang dikirimkan tidak  selalu tersimpan. Penyimpanan data yang  dikirim  oleh  alat  diatur  oleh  fitur website pada bagian setting .
c. Implementasi Alat
Pada  tahap  ini,  dilakukan  perangkaian  alat berdasarkan desain yang telah dibuat dan menambahkan kode berdasarkan flowchart .
Sumber: hasil penelitian
Alat yang telah bekerja sesuai dengan desain, selanjutnya  dirangkai  pada  sebuah project box menggunakan  PCB.  Berikut  tampilan  dari  produk akhir alat yang dibuat.
d. Pengujian
Pengujian  dilakukan  pada  ruangan  dengan ukuran  3×4×3  meter.  Pada  ruangan  tersebut, terpasang AC Samsung Inverter berkekuatan 1/2 PK. Data  yang  dikumpulkan,  direkam  setiap  5  menit sekali.  Berdasarkan  pengujian  yang  dilakukan,  alat yang  dibuat  berhasil  mengumpulkan  data  sebanyak 4580  secara  konsisten.  Data  tersebut  memiliki  10 atribut  yaitu  id,  temp_in,  temp_out,  hum_in, hum_out,  ac_power,  ac_mode,  ac_temp,  ac_fan, date_stamp.
2. Pembuatan Aplikasi Web
a. Desain Sistem Berikut  merupakan  diagram  konteks  dari sistem yang dikembangkan.
Sumber: hasil penelitian
Gambar 7. Diagram konteks
Berdasarkan diagram konteks tersebut, terdapat dua entitas yang berhubungan dengan sistem yang dibangun. Entitas pertama adalah device berupa embedded  system . Device bertanggung  jawab  untuk memberikan  data  kepada  sistem  untuk  disimpan. Admin dapat melakukan login , pengaturan perekaman, dan dapat mengakses data dari alat yang tersimpan di web server. Sistem yang dikembangkan memiliki  4  modul  utama  yaitu Login , Monitoring , History ,  dan Setting seperti  yang  ditunjukkan  oleh gambar berikut.
Sumber: hasil penelitian
Gambar 8. Diagram level 0
Berdasarkan  diagram  level  0,  terdapat  tiga storage yang  digunakan. Storage atau data  store dibangun  pada  RDBMS  MySQL  dengan  struktur sebagai berikut.
Sumber: hasil penelitian
Gambar 9. Data model
b. Implementasi Sistem
Aplikasi berbasis web dibangun menggunakan bahasa HTML, CSS, JavaScript, dan PHP berdasarkan  rancangan  sistem.  Berikut  adalah  hasil implementasi dari sistem.
Sumber: hasil penelitian Gambar 10. Hasil implementasi sistem
c. Pengujian sistem Sistem  diuji  menggunakan  metode black-box testing, untuk memastikan fungsionalitas dari sistem berjalan sebagaimana mestinya. Berikut adalah detail dari pengujian yang dilakukan.
Tabel 1. Black-box testing Skenario  & Test Case Harapan Hasil Kesimpulan User melakukan login ke sistem,
Username salah, password salah Sistem menampilka n bahwa username dan password salah Sistem menampilk an bahwa username dan password salah Sesuai User melakukan login ke sistem,
Username salah, password benar Sistem menampilka n bahwa username dan password salah Sistem menampilk an bahwa username dan password salah Sesuai User melakukan login ke sistem,
Username benar, password salah Sistem menampilka n bahwa username dan password salah Sistem menampilk an bahwa username dan password salah Sesuai User melakukan login ke sistem,
Username benar, password benar Halaman dashboard terbuka Halaman dashboard terbuka Sesuai User melakukan logout dari sistem Kembali ke halaman login dan akses ke halaman admin dilarang Kembali ke halaman login dan akses ke halaman admin dilarang Sesuai Sistem dapat menampilkan data yang di- subscibe dari MQTT server Sistem menampilka n status AC dan data lainnya secara periodik dengan data yang tampil adalah 10 data Sistem menampilk an status AC dan data lainnya secara periodik dengan data yang tampil adalah 10 data Sesuai Sistem dapat menyimpan data yang dikirim dari
device . AC power = On,
Sistem dapat menyimpan data ke dalam database Sistem dapat menyimpan data ke dalam database Sesuai
Skenario  & Test Case Harapan Hasil Kesimpulan AC mode = Cool , AC temperature
= 22, AC fan speed =
Turbo , Temp inside =
25.60, Temp outside =
26.80, Hum inside =
60.54%,
Hum outside = 71.21% Sistem dapat menampilkan data dari device yang tersimpan di dalam database Sistem menampilka n data dalam bentuk tabel menggunak an sistem halaman Sistem menampilk an data dalam bentuk tabel menggunak an sistem halaman Sesuai Sistem dapat menyimpan pengaturan perekaman data. Is recording =
true , record interval = 5 (menit) Data pengaturan tersimpan dan tingkah laku sistem dalam menyimpan data berubah sesuai dengan pengaturan Data pengaturan tersimpan dan tingkah laku sistem dalam menyimpan data berubah sesuai dengan pengaturan
Sesuai
Sumber: hasil penelitian

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan,  alat yang  digunakan  untuk  mengumpulkan  data  berhasil dibuat.  Berdasarkan  hasil  pengujian,  alat  mampu bekerja sesuai dengan harapan yaitu mengumpulkan data  suhu,  kelembapan,  dan  status  AC.  Data  dapat dikumpulkan tanpa error selama koneksi internet dan listrik dalam kondisi baik. Selanjutnya, data tersebut dapat  digunakan  untuk  kebutuhan  lain  seperti misalnya  membuat  sistem  prediksi  suhu  AC berdasarkan atribut data yang tersedia.

## REFERENSI
Anggraeni, W., & Yuniarsih, T. (2017). Dampak tata ruang kantor terhadap efektivitas kerja pegawai dinas  pendidikan  kota  Bandung. Jurnal Pendidikan Manajemen Perkantoran (JPManper) , 2 (2), 105–112.
Budiman, A., & Ramdhani, Y. (2021). Pengontrolan
Alat Elektronik menggunakan Modul NodeMCU  ESP8266  dengan  Aplikasi  Blynk
berbasis  IoT. EProsiding  Teknik  Informatika (PROTEKTIF) , 2 (1), 68–74.
Fadilah,  H.,  &  Helma,  H.  (2020).  Penaksiran  suhu ruangan
pada termometer dengan
menggunakan  Inverse  Regression. Journal  of
Mathematics UNP , 5 (1).
Noviyanti,  I.,  &  Supriyadi,  S.  (2020).  Hubungan Kondisi  Kerja  dengan  Kelelahan  Kronis  pada Perawat  di  Ruang  Rawat  Inap  RSUD Wonosari. Jurnal  Keperawatan  Akper  YKY Yogyakarta , 12 (2), 71–79.
Pramana,  D.  (2020).  Pengaruh  Tata  Ruang  Kantor
Terhadap  Produktivitas  Kerja  Pegawai  Pada Kantor  Dinas  Kesehatan  Daerah  Kabupaten Tapanuli  Selatan. Jurnal  Administrasi  Dan Perkantoran Modern , 9 (2).
Progri,  G.,  Priska,  J.,  &  Progri,  E.  (2019).  The Development  of  a  Security  System  for  an Authorized Entrance. Interdisciplinary Journal of Research and Development , 6 (2), 5–21. Rezalti, D. T., & Susetyo, A. E. (2020). Kadar suhu dan  kelembaban  di  ruang  produksi  wedang uwuh  universitas  sarjanawiyata  tamansiswa. Industrial Engineering Journal of
The
University of Sarjanawiyata Tamansiswa , 4 (2). Rini, D. C., Arifin, A. Z., Fanani, A., Prasanda, G. B.
D.,  &  Sunaryo,  W.  N.  P.  (2019).  Penerapan Fuzzy Inference System Dalam Pengoptimalan
Suhu  Ruangan  Pada  Double  Air  Conditioner (Ac) Secara Otomatis. Mathvision , 1 (1), 11–16. Shabbir,  S.  Z.  S.,  Kothale,  V.  J.,  Wayal,  D.  S.,
Sarkate, A. S., Dukare, S. R., & Nemade, M. J. (2020).  A  Review  of  IoT  based  Automated Irrigation System Using Solar Power. International Journal of Research in Engineering,  Science  and  Management , 3 (7),
64–67. Wardana, M. W., & Ergantara, R. I. (2020). Analisis Pengaruh Lingkungan Kerja Terhadap Produktivitas Pekerja. Jurnal Rekayasa
Industri (JRI) , 2 (1), 15–22.
Widianto,  M.  H.  (2019).  Alat  Pengatur  Suhu Otomatis  pada  Ruangan  Produksi  Textile Spining Berbasis Mikrokontroler Atmega32 di PT. San Star Manunggal. RESISTOR (ElektRonika KEndali TelekomunikaSI Tenaga LiSTrik KOmputeR) , 2 (1), 51–58. Willyanto, E. (2017). Pengaruh Desain Arsitektural Terhadap  Kenyamanan  Termal  Bangunan Iklim Tropis Lembab .