Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 168-172

## Telemonitoring dan Pengendalian Suhu Kadar Kelembapan serta Intensitas Cahaya Matahari di dalam Ruangan Semi Indoor menggunakan Sistem Wireless Sensor
Reza Syahrindra 1 , Farida Arinie Soelistianto 2 , Putri Elfa Mas’udia 3
1,2 Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital, JurusanTeknik Elektro, Politeknik Negeri Malang, Indonesia
3 Program Studi Teknik Telekomunikasi, JurusanTeknik Elektro, Politeknik Negeri Malang, Indonesia
1 rezasyahrindra07@google.com, 2 farida.arinie@polinema.ac.id, 3 Putri.elfa@polinema.ac.id
Abstract — The room temperature depends on the intensity of light. Low light intensity is not proper for the room because it causes bacteria or fungus on the room’s walls. We create telemonitoring system and air quality control in semi-indoor rooms using wireless sensors as a support system. It can provide real time information to the user on the screen display. In this study, we use a wireless sensor as monitoring, VEML6070, DHT11, and BH1750 as sensors to determine the air quality in the semi-indoor room. Data will be sent from Arduino Uno to a server through raspberry pi 3 and NRF24L01. Client server communication techniques are designed for communication between the node and the server, so the data transmission errors can be pressed. The display of the work system will be monitored using a display  in the android application. From the experimental  results, the system between the  node and the server runs well. The experimental results obtained varying Delay with an average Delay of 0.318 seconds when there is no change in conditions on the fan and UV lamp. The average Delay is 0.491 seconds when there is a change in conditions on the fan and UV light.

## Keywords— VEML6070, DHT11, BH1750, Wireless Sensor
Abstrak— Suhu di dalam ruangan dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari yang memasuki ruangan. Intensitas cahaya matahari yang terlalu rendah tidak baik untuk ruangan tersebut dikarenakan dapat menimbulkan bakteri atau jamur pada dinding dinding ruangan. Maka diperlukan pengembangan teknologi yang bertujuan menciptakan sistem telemonitoring dan pengendalian kualitas udara di dalam ruangan semi indoor menggunakan wireless sensor sebagai sistem  penunjang. Sehingga  dapat  memberikan  informasi  secara  realtime    ke  pengguna  pada  tampilan  layar.  Pada penelitian  ini  menggunakan  wireless  sensor  sebagai  monitoring,  sensor  VEML6070,  DHT11,  dan  BH1750  sebagai sensor untuk mengetahui kualitas udara di dalam ruangan semi indoor. Data akan dikirim dari arduino uno ke server yang merupakan raspberry pi 3 dengan menggunakan NRF24L01. Teknik komunikasi client server dirancang untuk komunikasi antara node dengan server sehingga error pengiriman data menjadi lebih kecil. Tampilan dari sistem kerja yang dibuat akan dimonitoring menggunakan tampilan di aplikasi android yang mendukung dan mudah dipahami. Dari hasil percobaan didapat bahwa sistem antara node dan server berjalan sesuai dengan perencanaan dengan Delay yang bervariasi dengan rata rata Delay yaitu 0,318 detik pada saat tidak ada perubahan kondisi pada kipas angin dan lampu uv serta rata rata Delay sebesar 0,491 detik pada saat ada perubahan kondisi pada kipas angin dan lampu uv.
Kata kunci— VEML6070, DHT11, BH1750, Wireless Sensor

## I. PENDAHULUAN
Belum  lama  ini  isu  mengenai  pemanasan  global  telah dibicarakan  oleh  semua  orang.  Dampak  dari  pemanasan global  ini  sangat  merugikan  bagi  manusia  karena menyebabkan  cuaca  yang  tidak  menentu,  musim  kemarau yang  panjang,  dan  meningkatnya  suhu.  Suhu  dalam  suatu ruangan  sangat  berpengaruh  terhadap  kenyaman  dan kesehatan orang yang ada di dalamnya[1].
Suhu  ruangan  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  salah satu faktor yang mempengaruhinya adalah intensitas cahaya matahari  yang  memasuki  ruangan[2].  Intensitas  cahaya matahari  yang  terlalu  rendah  tidak  baik  untuk  ruangan tersebut dikarenakan dapat menimbulkan bakteri atau jamur pada  dinding  dinding  ruangan  begitupun  sebaliknya  jika intensitas  cahaya  matahari  yang  memasuki  ruangan  terlalu tingi  maka  juga  dapat  berdampak  negatif  sepert  ruangan
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 168-172
yang  terasa  panas  dan  tidak  nyaman  bagi  penghuni  yang berada di dalamnya[3].
Salah  satu  teknologi  yang  dapat  diterapkan  pada penelitian  ini  adalah  wireless  sensor  untuk  keperluan pemantauan  kondisi  lingkungan  sekitar  yang  terdiri  dari beberapa node sensor  yang  disambungkan  menggunakan komunikasi  wireless[4].  Isi  dari  setiap node tersebut gabungan antara pengendali/pusat program untuk beberapa sensor yang digunakan untuk mencari informasi di sekitaran node sistem yang akan dibangun pada penelitian ini.
Adanya lebih dari satu ruangan dalam suatu rumah atau tempat  bekerja  menyebabkan  ruangan  yang  akan dimonitoring  tentunya  lebih  dari  satu.  Pemanfaatan Raspbery  Pi  sebagai  server  dinilai  cocok  untuk  mengatasi permasalahan ini[5]-[10].
Dari  masalah  diatas  maka  pada  penilitian  ini  akan dibuat sebuah sistem. Pada akhirnya keadaan suhu ruangan dapat  dimonitoring  baik  dalam  tampilan  layar  maupun tampilan database sehingga bermanfaat bagi seseorang yang ingin memantau kondisi dari 2 ruangan secara bersamaan.

## II. METODE

## A.Rancangan Penelitian
Rancangan  penelitian  dilakukan  sebagai  tahap  awal dalam  melakukan  penelitian,  ditunjukkan  pada  Gambar  1. Segala  sesuatu  yang  berhubungan  dengan  penelitian  harus direncanakan terlebih dahulu mulai dari pencarian referensi, perancangan  sistem  alat,  serta  pengujian  alat  dan  juga bagaimana data yang diperoleh akan dianalisa.
Gambar 1 Flowchart rancangan penelitian
Tahap  pertama  merupakan  studi  literatur  mengenai teori  ESP32,  Sensor  DHT11,  Sensor  ML8511,Bahasa pemrogaman  C,  Raspberry  pi  dan  Relay.  Pada  tahap  ini mempelajari penggunaan dan karakteristik mengenai sensor dan  pemrograman  untuk  pembuatan  sistem.  Tahap  Kedua yaitu  perencanaan  sistem  yaitu  mengenai  parameter pengujian  yang  akan  diperoleh  oleh  sensor.  Tahap  ketiga yaitu  perancangan  desain  alat  yaitu  perangkat  yang digunakan, pada tahap ini dilakukan perencanaan mengenai sensor dan relay yang dihubungkan ke Mikrokontroler serta konektivitas  dari  Mikrokontroler  ke  Rapberry  pi.Tahap keempat  merupakan  perencanaan script yang  digunakan untuk memprogram semua alat yang akan digunakan.
Tahap kelima merupakan pengujian sistem yang telah dibuat  pada  tahap  ketiga  dan  keempat,  pengujian  ini dilakukan  untuk  mengetahui  hasil  pengujian  sistem  yang telah  direncanakan.  Tahapan  keenam  merupakan  tahap pengumpulan  data  yang  diperoleh  dari  pengujian sistem.Tahap ketujuh merupakan tahap penarikan kesimpulan dan saran dari hasil penelitian. Tahap kedelapan merupakan tahap akhir yaitu pembuatan laporan akhir hasil penelitian.

## B. Perencanaan Sistem
Pada  bagian  perencanaan  sistem,  akan  dijelaskan gambaran  perencanaan  sistem  yang  akan  dibuat  dalam bentuk blok diagram yang berfungsi untuk mengidentifikasi kebutuhan  informasi  berdasarkan  hasil  pengamatan, ditunjukkan Gambar 2.

## Gambar 2 Blok diagram sistem
Pada Gambar  2  blok diagram  perancangan sistem akan dijelaskan proses kerja sistem yang dilakukan selama penelitian, keterangan dari gambar 2 yaitu:
1. Sensor  DHT11  digunakan  untuk  mengukur  suhu  dan kelembapan ruangan.
2. Sensor  VEML6070  digunakan  untuk  mengukur intensitas cahaya matahari
3. Sensor  BH1750  digunakan  untuk  mengukur  intensitas cahaya dalam besaran Lux
4. Mikrokontroler  sebagai  pemroses  data  yang  diberikan oleh sensor
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 168-172
5. Modul relay untuk mengaktifan kipas angin atau lampu setelah menerima perintah dari mikrokontroler
6. NRF meneruskan data dari Arduino ke web server pada raspberry pi secara wireless
7. Kipas  angin  sebagai  alat  menurunkan  suhu  dalam ruangan  agar  tetap  pada  angka  antara  18  –  30  derajat celcius
8. Lampu  UV  digunakan  untuk  menaikan  Panjang gelombang UV dalam ruangan jika berada dibawah 100
9. Raspberry digunakan sebagai server
10. Smartphone digunakan user untuk  menerima  data  dari Raspberry pi

## C. Penentuan Prosedur dan Parameter
Sensor DHT11, sensor VEML6070, dan sensor BH1750 akan  meemberikan  nilai  yang  terukur  kepada  Arduino. Kondisi  kipas  angin  dipengaruhi  oleh  sensor  DHT11, kondisi  lampu  uv  dipengaruhi  oleh  sensor  VEML6070 sedangkan sensor BH1750 digunakan untuk mengukur data berupa  intensitas  cahaya  dalam  satuan  lux  yang  nantinya akan  dibandingkan  dengan  kondisi  data  yang  terukur  pada VEML6070.
Jika  besarnya  suhu  yang  terukur  pada kondisi  suhu >=31 0 C maka akan menyebabkan kipas angin menyala dan jika  kondisi  suhu  pada  ruang  tersebut  sudah  menurun  dan menyentuh di angka <=30,9 0 C kipas angin akan mati secara otomatis.  jika  besarnya  Panjang  gelombang  <=299 menyebabkan lampu uv pada ruangan tersebut menyala dan jika  panjang  gelombang  sudah  menyentuh  angka  >=300 menyebabkan lampu uv yang ada pada ruangan mati secara otomatis.Data  berapa  suhu  dan  kelembapan  udara  serta beberapa  parameter  tentang  cahaya  matahari  yang  terukur serta kondisi kipas angin dan lampu UV akan dikirimkan ke database secara realtime dan  akan  diteruskan  ke smartphone user .

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian Komunikasi Node Dengan Server
Pengujian  komunikasi  antar node dilakukan  untuk mengetahui  keberhasilan  komunikasi  yang  dibuat  pada Arduino  Uno  +  NRF24L01  dan  Raspberry  pi  3.  Dengan menggunakan  metode  pengujian  point  to  point.  Pengujian point  to  point  merupakan  pengujian  yang  dimana  1 node menjadi pemancar dan 1 node menjadi penerima. Pengujian komunikasi  antar node diatur  dengan  menggunakan  baud rate diatur sebesar 115200 bps.
Dari  pengujian  yang  telah  dilakukan,  dinyatakan berhasil  melakukan  komunikasi  point  to  point  dinyatakan dengan  adanya  perubahan  informasi  data node pada database maupun  di  aplikasi  android.  Pada  gambar  6  di bawah  ini  merupakan  contoh  tampilan  android  yang berubah.

## Gambar 3 Tampilan data pada android yang berubah
B. Pengujian Tingkat Keberhasilan Pengiriman Data Pada Sistem
Parameter pengujian tingkat keberhasilan pengiriman  data  yang  digunakan  adalah Packet  Loss dan Delay . Packet Loss dan Delay yang diukur merupakan hasil komunikasi  antara  server  (raspberry  pi)  dengan client (aplikasi yang terinstal pada smartphone ). Hasil dari packet loss dan Delay akan ditampilkan pada Tabel I dan Tabel II.
T ABEL I PACKET LOSS Pengiriman Paket ke- Paket Loss
Kondisi Kipas dan Lampu UV Tetap Kondisi Kipas dan Lampu Uv Ada Perubahan Paket Dikirim Paket Error Paket Dikirim Paket Error 1 5 0 5 0 2 3 0 5 1 3 3 0 5 1 4 1 0 0 0 5 2 0 3 0 6 0 0 2 0 7 5 0 3 0 8 0 0 0 0 9 5 0 5 1 10 0 0 0 0 11 3 0 5 0 12 0 0 0 0 13 3 0 3 0 14 0 0 0 0 15 3 0 3 0 16 0 0 0 0 17 3 0 3 1 18 0 0 0 0 19 3 0 3 0 20 0 0 0 0 Total 39 0 45 4 Packet Loss 0,00% 8,88%
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 168-172
Dapat dilihat dari Tabel 1 bahwa nilai pengiriman paket  dari server ke client berjalan  stabil  dan  tidak  ada packet  loss ketika  tidak  ada  perubahan  status,  sementara ketika  ada  perubahan  status  nilai packet  loss ada kenaikan sebesar 8,88 % merupakan kategori kondisi pengiriman data yang sedang. Berikutnya adalah nilai delay dari kondisi yang sama yang akan ditampilkan pada Tabel 2.
T ABEL II DELAY Pengiriman paket ke- Delay (detik)
Kondisi kipas angin dan lampu UV tetap Kondisi kipas angin dan lampu UV berubah 1 0,214489 0,733409 2 0,209558 0,617009 3 0,338777 0,722959 4 0,52618 0,726481 5 0,421408 0,524421 6 0,418196 0,518402 7 0,0204 0,525006 8 0,208843 0,53618 9 0,209283 0,615944 10 0,016679 0,520921 11 0,525803 0,422389 12 0,725607 0,339712 13 0,52137 0,434329 14 0,520642 0,493655 15 0,522956 0,414302 16 0,727741 0,22288 17 0,008879 0,208514 18 0,11203 0,413477 19 0,017443 0,433842 20 0,112679 0,417388 Rata rata 0,31894815 0,4914960555
Pada  Tabel  II  merupakan tabel delay . Delay yang terukur memiliki kualitas baik.Perubahan kondisi pada kipas angin  dan  lampu  uv  juga  mempengaruhi delay pada komunikasi antara server dan client.

## C. Pengujian Suhu dan Kelembapan pada Ruangan
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  berapa nilai suhu dan kelembapan yang terukur di dalam ruangan. Nantinya  nilai  outputan  dari  DHT  11  inilah  yang mempengaruhi  kondisi  dari  kipas  angin.  Sistem  otomasi berfungsi  untuk  melakukan  pengaktifan  kipas  angin  yang berfungsi untuk menurunkan suhu ruangan.
T ABEL III SUHU DAN KELEMBAPAN Jam Nilai Suhu(ᵒC) Nilai Kelembapan (%) Kondisi Kipas Angin 09.00 28,5 60 Off 09.30 28,7 60 Off
Jam Nilai Suhu(ᵒC) Nilai Kelembapan (%) Kondisi Kipas Angin 10.00 30 61 Off 10.30 30 61 Off 11.00 30 62 Off 11.30 30 62 Off 12.00 30,2 63 Off 12.30 30,4 64 Off 13.00 30,4 64 Off 13.30 31 65 On 14.00 31 65 On 14.30 30,8 65 Off 15.00 30,6 64 Off
Dari  hasil  pengujian  didapatkan  nilai  suhu  yang tinggi  terjadi  pada  rentang  pukul  12.00  –  14.00  WIB. Dimana  puncak  suhu  tertinggi  terjadi  pada  pukul  13.30 dikarenakan  beberapa  factor  seperti  cuaca,  banyaknya intensitas  cahaya  yang  masuk  ke  ruangan  serta  kepekaan dari  sensor  itu  sendiri.  Untuk  suhu  terendah  terjadi  pukul 09.00  WIB  dimana  suhu  berada  dibawah  29 o C.  Suhu  di dalam  ruangan  juga  turun  ketika  suhu  mencapai  31 o C dikarenakan  adanya  otomasi  penyalaan  kipas  angin  ketika suhu mencapai 31 0 C, ditunjukkan pada Tabel 3.

## D.Pengujian UV Level Pada Ruangan
Sensor  UV  VEML6070  berfungsi  untuk  mengukur index uv atau uv level yang ada pada ruangan. Nantinya nilai outputan dari VEMl6070 inilah yang mempengaruhi kondisi dari lampu UV. Sistem otomasi berfungsi untuk melakukan pengaktifan  Lampu  UV  yang  berfungsi  untuk  menaikan intensitas  cahaya  matahari  di  dalam  ruangan  yang  dinilai kurang.  Lampu  UV  akan  otomatis  menyala  jika  panjang gelombang  matahari  yang  terukur  di  bawah  100  dan otomatis  mati  jika  panjang  gelombang  matahari  yang terukur berada di atas angka 300.
T ABEL IV
PENGUKURAN LEVEL UV Jam Nilai Sensor Panjang Gelombang Cahaya (nm) Kondisi Lampu UV 09.00 2(low) 150 On 09.30 2(low) 150 On 10.00 3(medium) 175 On 10.30 4(medium) 200 On 11.00 5(medium) 225 On 11.30 6(high) 250 On 12.00 7(high) 250 On 12.30 8(veryhigh) 300 Off 13.00 8(veryhigh) 300 Off 13.30 9(veryhigh) 325 Off 14.00 7(high) 275 On 14.30 6(high) 250 On 15.00 5(medium) 225 On
Dari  Tabel  IV,  hasil  pengujian  didapatkan  nilai  UV level  yang  cenderung  semakin  naik.  Untuk  UV  level  pada tingkat rendah terjadi pada pukul 09.00 WIB sampai dengan pukul 09.30 WIB dan setelah itu terjadi kenaikan UV level pada  pukul  10.00  WIB  sampai  dengan  11.00  WIB  dimana
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 168-172
UV level yang terukur adalah UV level 3 sampai dengan UV level5,  yang    dikategorikan  medium.  Ketika  nilai  uv  level pada  ruangan  dikategorikan  sudah  tinggi  maka  akan menyebabkan  lampu  uv  otomatis  mati  pada  pukul  12.30- 14.00 WIB.

## E. Pengujian Intensitas Cahaya Lux Pada Ruangan
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  berapa nilai  lux  yang  terukur  di  dalam  ruangan.  Nantinya  nilai outputan dari BH1750 adalah intensitas cahaya dalam satuan lux, ditunjukkan pada Tabel V.
T ABEL V I NTENSITAS C AHAYA L UX Jam Nilai Sensor (Lux) 09.00 150 09.30 212 10.00 354 10.30 421
11.00 440 11.30 489
12.00 565 12.30 612
13.00 698 13.30 734 14.00 720
14.30 707
15.00 687

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  dari  pembuatan  dan  pengujian  sistem yang  dilakukan  pada  bab  sebelumnya,  bisa  ditarik kesimpulan untuk peniltian ini bahwa : node yang dibangun pada  setiap  ruangan  dapat  mengirimkan  data  yang diinginkan  ke  server  dengan  baik  dimana  ketika  ada perubahan  nilai  pada  setiap node dapat  terupdate  pada database baik node 1  maupun node 2  seperti  yang diskemakan.  Perbandingan  antara  suhu  dan  kelembapan ruang yang terukur adalah berbanding lurus jika suhu naik menyebabkan angka kelembapan naik begitupun sebaliknya. Sistem yang dibangun memiliki nilai QOS yang baik dan sedang pada saat pengujian d elay dan packet loss. Delay rata rata yang terukur pada sistem adalah 0,31 detik pada saat tidak ada perubahan kondisi pada kipas angin dan
lampu uv dan 0,49 detik ketika ada perubahan kondisi pada kipas angin dan lampu uv dimana delay dikategorikan pada tingkat  sangat  baik. Packet  loss yang  terukur  pada  sistem adalah  0%  ketika  tidak  ada  perubahan  pada lampu  uv  dan kipas angin dan 8,88% Ketika ada perubahan kondisi pada kipas  angin  dan  lampu  uv packet  loss yang  terukur dikategorikan pada tingkat sedang.

## REFERENSI
[1] D.  Fahmi,  Harianto,  P.  Susanto,  “Pemantauan  Suhu Dan  Kelembapan  Secara  Otomatis  Yang  Terintegrasi Datalogging Berbasis Arduino”, 2015.
[2] H. Kusumah, P. Susilo, “Prototipe Monitoring Kualitas Udara  Ruangan  Berbasis  Awan  Adafruit  SGP30  Air Quality Sensor”, 2018.
[3] Zikri,  M.  Khair,  R.  “Rancang  Bangun  Monitoring Polusi Udara Berbasis Arduino”, 2018
[4] E. Aguirre, P. Lopez-Itturi, J.J. Astrain, Implementation  and  Analysis  of  a  Wireless  Sensor  - Based  Pet  Location  Monitoring  System  for  Domestic Scenarios , 2016
[5] D.  Prihatmoko,  “Pemanfaatan  Raspberry  Pi  Sebagai Web Untuk Penjadwalan Kontrol Lampu Jarak Jauh”, 2017
[6] L.  Suryadi,  T.  Darmanto,  A.,  Yulius,  “Perancangan Sistem  Kontrol  Kipas  Angin  Otomatis  Menggunakan
Sensor Suhu LM35 Berbasis Mikrokontroler ATMega16”, 2015.
[7] J.  Arifin,  P.  Herryawan,  B.  Gultom,  “Deteksi  Suhu Ruang Server dan Penggerak Kipas Berbasis Arduino Uno Dengan Report SMS”, 2019.
[8] I.  Hakim,  Y.  Handoko  “Pemanfaatan  Mini  Pc Raspberry Pi Sebagai Pengontrol Jarak Jauh Berbasis Web Pada Rumah”, 2013.
[9] J.  Morlav,  “Implementasi  Sensor  dan  Mikrokontroler sebagai Detektor Kualitas Udara”, 2018
[10] W. Puspitasari, R.H.Y. Perdana, “Real-Time Monitoring  and  Automated  Control  of  Greenhouse Using  Wireless  Sensor  Network:  Design  And Implementation”, 2018.