## PENERAPAN SENSOR CAHAYA DAN HUJAN PADA SISTEM OTOMATISASI ATAP MENGGUNAKAN ARDUINO
Muhamad Rizky Syawalludin, Mardi Hardjianto Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Budi Luhur Jl. Ciledug Raya, Petukangan Utara, Jakarta 12260 E-mail: 1511500827@student.budiluhur.ac.id, mardi.hardjianto@budiluhur.ac.id

## Abstract
Laundry generally uses solar sources as a medium for drying clothes. The types of items that are dried in the sun are  not  only  clothes,  but  also  heavy  items  such  as  curtains,  carpets,  sofas,  and  spring  beds. If  the  rain  comes suddenly,  the  clothes  should  be  taken  so  that  it  is  not  exposed  to  rain.  This  resulted  in  hassles  for  laundry employees.  Therefore  we  need  a  system  that  can  be  effective  in  the  drying  process,  namely  an  automatic  roof system. This research uses the Arduino Uno R3 as a microcontroller, combined with a DC motor as a driver. This automated roof system also uses rain detection sensors (Raindrop Sensor) and LDR (Light Dependent Resistor) light. The roof condition will open if the value generated from the light sensor < 700 and rain sensor >= 930. The condition of the roof will be closed if it meets three conditions: the value produced from the light sensor < 700 and the rain sensor < 930, the light sensor >= 700 and the rain sensor < 930 and the light sensor >= 700 and the rain sensor >= 930. This automatic roofing system can be a solution to problems with erratic weather conditions so that drying activities become effective.
Keyword: arduino, rain sensor, light sensor, Threshold

## Abstrak
Laundry umumnya menggunakan sumber matahari sebagai media untuk mengeringkan pakaian. Jenis barang yang dijemur bukan hanya pakaian saja, namun juga barang-barang berat seperti gorden, karpet, sofa, maupun spring bed. Apabila hujan datang secara tiba-tiba, maka barang-barang jemurannya harus diambil agar tidak terkena air hujan. Hal  ini  mengakibatkan kerepotan bagi karyawan  laundry. Oleh karena  itu dibutuhkan suatu sistem  yang dapat efektif dalam proses penjemuran, yaitu sistem atap otomatis. Penelitian ini menggunakan Arduino Uno R3 sebagai mikrokontroler, dikombinasikan dengan motor DC sebagai penggeraknya. Sistem atap otomatis ini juga menggunakan sensor deteksi hujan (Raindrop Sensor) dan cahaya LDR (Light Dependent Resistor). Kondisi atap akan terbuka apabila nilai yang dihasilkan dari sensor cahaya <=699 dan sensor hujan >=930. Kondisi atap akan tertutup apabila memenuhi 3 kondisi:  nilai  yang dihasilkan dari sensor cahaya <=699 dan sensor hujan <=929, sensor cahaya >=700 dan sensor hujan <=929 serta sensor cahaya >=700 dan sensor hujan >=930. Sistem atap otomatis  ini  dapat  menjadi  solusi  bagi  permasalahan  kondisi  cuaca  yang  tidak  menentu  sehingga  kegiatan menjemur menjadi efektif.
Kata Kunci : arduino, sensor hujan, sensor cahaya, threshold

## 1. PENDAHULUAN
Di  era  sekarang  ini,  perkembangan  teknologi otomatisasi sudah semakin berkembang dan mampu berperan dalam setiap permasalahan yang terdapat di dunia  usaha  ataupun  dunia  industri.  Sistem otomatisasi  adalah  suatu  teknik,  metode  atau pengontrolan proses menggunakan perangkat elektronik  untuk  mengurangi  keterlibatan  kegiatan manusia[1]. Dengan adanya perkembangan teknologi  otomatisasi  yang  semakin  berkembang membuat  pekerjaan  manusia  dapat  terselesaikan dengan cepat dan juga dapat meringankan pekerjaan
sehari-hari  manusia.  Salah  satu  otomatisasi  yang diperlukan untuk menambah efektifitas usaha adalah otomatisasi pada bagian atap. Atap merupakan suatu bagian atau komponen dari bangunan yang berfungsi sebagai pelindung bangunan dari sinar matahari dan hujan. Selain itu, atap diperlukan untuk melindungi pakaian yang sedang dijemur dari hujan.
Laundry  adalah  tempat  usaha  pencucian pakaian,  karpet,  sofa,  spring  bed  dan  lainnya. Penjemuran  pakaian  dan  lain-lain  memanfaatkan panas  matahari  agar  membuat  cepat  mengering. Apabila hujan turun akan membuat keadaan jemuran
menjadi  basah  jika  lupa  diangkat.  Dengan  jemuran yang  basah  akan  membutuhkan  waktu  yang  lama untuk  mengeringkan  kembali  pakaian  tersebut  dan bisa  menyebabkan  pakaian  menjadi  bau  karena lembap  terkena  air  hujan.  Indonesia  memiliki  dua musim,  yaitu  musim  kemarau  dan  musim  hujan. Data  dari  Badan  Meteorologi  Klimatologi  dan Geofisika  (BMKG),  musim  kemarau  terjadi  pada bulan  April  hingga  Oktober,  sedangkan  musim penghujan  terjadi  pada  bulan  November  hingga Maret. Ketika musim penghujan, menjemur pakaian menjadi pekerjaan  yang sangat  merepotkan, karena orang  akan  membuang  tenaga  dan  waktu  hanya untuk  menjemur  dan  mengangkat  pakaian  secara berulang-ulang.  Belum  lagi  kondisi  cuaca  di Indonesia  yang  sulit  diprediksi,  ketika  musim kemarau,  bisa  saja  hujan  datang  secara  tiba-tiba walaupun kondisi langit sedang cerah.
Sistem  yang  dibuat  untuk  memudahkan  dan mengefisienkan  proses  menjemur  ini  adalah  sistem atap otomatis. Pendeteksian kondisi hujan ada yang menggunakan  sensor  air  [2]–[4],  ada  juga menggunakan  sensor  LDR  ( Light  Dependent Resistor )  [5]–[11].  Penelitian  ini  menggunakan Arduino  Uno  R3  sebagai  mikrokontroler  yang dipilih  untuk  mendukung  sistem  kontrol  atap otomatis. Hardware Arduino  memiliki  Atmel prosesor  AVR  yang  menggunakan  bahasa  C sehingga lebih mudah untuk diprogram. Keuntungan lain adalah Arduino lebih efisien dan memiliki harga yang cukup terjangkau. Arduino akan dikombinasikan dengan motor power sebagai driver dan  DC  motor  sebagai  penggeraknya.    Sistem  atap otomatis  ini  juga  menggunakan  kontrol  otomatis menggunakan  sensor  deteksi  hujan  ( Raindrop Sensor )  dan  sensor  intensitas  cahaya  yaitu menggunakan  LDR  ( Light  Dependent  Resistor ). Detektor hujan  akan  aktif  ketika  permukaan  panel sensor terkena tetesan air. Detektor LDR akan aktif ketika  permukaan  panel  sensor  terkena  cahaya. Sistem  atap  otomatis  ini  juga  dapat  di- monitoring melalui  website  yang  dihubungkan  melalui module WIFI  ESP8266  tipe  ESP-01.  Kegiatan monitoring dilakukan  agar  para  karyawan  dapat  melihat  status sistem. Sistem atap otomatis ini dapat menjadi solusi bagi  permasalahan  kondisi  cuaca  yang  tidak menentu  sehingga  kegiatan  menjemur  menjadi efektif.

## 2. METODE PENELITIAN
Dalam membuat sistem atap otomatis, penelitian ini  membutuhkan  beberapa  alat  untuk  merancang sistem  ini.  Alat-alat  yang  digunakan  ditunjukkan
pada  Tabel  1  dan  blok  diagram  sistem  ini ditunjukkan pada Gambar 1.
Tabel 1. Alat-Alat Yang Digunakan Mod ul Hardware Ketera ngan
Oto masi
Siste m
Mikrokont roler Arduino Uno
Berfungsi sebagai mikroprosesor dan pusat proses pengendali data dari semua alat yang digunakan Sens or Caha ya LDR Berfungsi sebagai pengukur intensitas cahaya Sens or
Huja n
Raindrop Sensor Berfungsi untuk mendeteksi hujan Driv er Moto r Driver Motor L298N Berfungsi sebagai pengontrol motor DC Mot or DC
Motor DC
Gearbox Berfungsi sebagai penggerak atap
Mod ul WIF I ESP-01 Berfungsi untuk mengkoneksikan Arduino dengan database dan website Pow er Supp ly
S-36-12
12V 3A Berfungsi menyuplai arus listrik.

## Gambar 1 Blok Diagram Rancangan Alat

## 2.1. Rancangan Perangkat Keras
Rancangan  ini  meliputi  perangkaian  modul- modul yang dihubungkan ke Arduino Uno, sehingga Arduino Uno mampu mengolah data dan melakukan perintah-perintah dengan input dari modul tersebut.
Gambar 2 merupakan Rancangan modul sensor LDR atau sensor cahaya.

## Gambar 2 Rancangan Modul LDR
Modul  LDR  memiliki  bagian output LED, power LED,  potensiometer  dan  4  buah  pin  yaitu: VCC, GND, DO, AO. Pin tersebut dihubungkan ke Arduino dengan menggunakan kabel jumper dengan koneksi sebagai berikut:
a. VCC  dari  sensor  dihubungkan  dengan  Pin  5V Arduino
b. GND dari sensor dihubungkan dengan Pin GND Arduino
c. AO  dari  sensor  dihubungkan  dengan  Pin  A1 Arduino
Gambar  3  merupakan  rancangan  sensor  hujan atau raindrops sensor berserta modul.

## Gambar 3 Rancangan Modul Sensor Hujan
Modul  sensor  hujan  ini  memiliki  bagian output LED, Power LED,  potensiometer  dan  4    buah  pin yaitu  :  VCC,  GND,  DO,  AO.  Pin  tersebut dihubungkan  ke  Arduino  dengan  menggunakan kabel jumper dengan koneksi sebagai berikut:
a. VCC  dari  sensor  dihubungkan  dengan  Pin  5V Arduino
b. GND dari sensor dihubungkan dengan Pin GND Arduino
c. AO  dari  sensor  dihubungkan  dengan  Pin  A1 Arduino
d. (-) dari modul dihubungkan ke Pin sensor hujan
e. (+) dari modul dihubungkan ke Pin sensor hujan
Gambar  4  merupakan  rancangan driver motor L298N beserta motor DC dan power supply .

## Gambar 4 Rangkaian Driver Motor L298N, Motor DC dan
Power Supply
Driver motor  dengan  tipe  L298N  memiliki bagian  Motor  A  (OUT1  dan  OUT2),  Motor  B (OUT1 dan OUT2), Jumper Motor A (ENA, 5V+) , Jumper Motor  B  (ENB,  5V+, Power  Supply (+5V,
GND,+12V) dan bagian kontrol Pin (IN A1, IN A2, IN B1, IN B2). Pin tersebut dihubungkan ke Arduino dengan menggunakan kabel jumper dengan koneksi sebagai berikut:
a. Jumper Pin ENA dari Motor Driver dihubungkan dengan Pin 6 Arduino.
b. Jumper Pin 5V+ dari Motor Driver pada jumper motor A dihubungkan dengan Pin 5V Arduino.
c. Kontrol  Pin  IN  A1  dari  Motor Driver dihubungkan dengan Pin 3 Arduino.
d. Kontrol  Pin  IN  A2  dari  Motor Driver dihubungkan dengan Pin 2 Arduino.
e. GND dari Motor Driver dihubungkan dengan -V power supply dan GND Arduino.
f. +12V  dari  Motor Driver dihubungkan  dengan +V power supply .
g. OUT1  dari  Motor Driver dihubungkan  dengan dinamo motor DC.
h. OUT2  dari  Motor Driver dihubungkan  dengan dinamo motor DC.
i. L dan N dari power supply dihubungkan ke arus listrik AC.
Gambar 5 merupakan rancangan Modul ESP8266 ESP-01 beserta dengan adapter ESP8266.
WIFI  modul  dengan  tipe  ESP8266  ESP-01  ini memiliki  8  pin  yang  dihubungkan  dengan adapter ESP-01. Adapter ESP-01  ini  memiliki  6  buah  pin yaitu:  GND,  CTS,  VCC,  RX1,  TX0,  DTR.  Pin tersebut dihubungkan ke Arduino dengan menggunakan kabel jumper dengan koneksi sebagai berikut:
a. GND dari Adapter ESP-01 dihubungkan dengan Pin GND Arduino.
b. VCC dari Adapter ESP-01 dihubungkan dengan Pin 5V Arduino.
c. RX  dari Adapter ESP-01  dihubungkan  dengan Pin A2 Arduino.
d. TX  dari Adapter ESP-01  dihubungkan  dengan Pin A3 Arduino.
2.2. Penetapan Nilai Threshold Dalam  menetapkan  nilai threshold peneliti menggunakan langkah yang dipakai oleh [12]. Nilai threshold dari  sensor  cahaya  ditetapkan  dengan mencari  nilai  terendah  dari  semua  data  intensitas cahaya  yang  termasuk  kategori  gelap.  Nilai threshold dari  sensor  hujan  ditetapkan  dengan mencari  nilai  terendah  dari  semua  data  dari  sensor hujan  pada  saat  keadaan  tidak  hujan.  Rumus penetapan nilai threshold ditunjukkan pada persamaan berikut
𝑇 = 𝑚𝑖𝑛(µ 1 , µ 2 , … , µ 𝑛 )
Di mana µ 1 =  data  intensitas  cahaya  atau  data  sensor  hujan pertama µ 2 =  data  intensitas  cahaya  atau  data  sensor  hujan kedua . . µ n = data intensitas cahaya atau data sensor hujan ke-n

## 2.3. Algoritme Pendeteksi Hujan
Algoritme pendeteksi hujan dijelaskan berikut ini
1 Start
2 Arduino Aktif
3 Inisialisasi Sensor, WIFI, PIN
4 Mengkoneksikan Ke WIFI ESP-01
5 If Wifi = Terkoneksi Then
6 Telah Terkoneksi Dengan Network
7 End If
8 Mendeteksi Sensor
9 If Sensor = Terdeteksi Then 10     Kondisi = 0 11     Membaca nilai sensor 12 13 If Kondisi == 0 && Hujan >= ThresholdHujan &&
Cahaya < ThresholdCahaya Then 14          Kondisi Cerah dan Tidak Hujan
15          Motor Bergerak 16          Status Atap = Terbuka 17          Kondisi = 0
18 Else If Kondisi == 0 && Hujan <  ThresholdHujan 19                 && Cahaya < ThresholdCahaya Then 20                Kondisi Cerah dan Hujan
21                Motor Bergerak Menutup
22                Status Atap = Tertutup 23                Kondisi = 1 24 25 Else If Kondisi == 0 && Hujan >= ThresholdHujan && Cahaya >= ThresholdCahaya Then 26                Motor Bergerak Menutup
27                Status Atap = Tertutup
28                Kondisi = 1 29
30 Else If Kondisi == 0 && Hujan < ThresholdHujan && Cahaya >= ThresholdCahaya Then 31                Kondisi Gelap dan Hujan
32                Motor Bergerak Menutup 33                Status Atap = Tertutup 34                Kondisi = 1 35 36 Else If Kondisi == 1 && Hujan >= ThresholdHujan && Cahaya < ThresholdCahaya Then
37                Kondisi Cerah dan Tidak Hujan
38                Motor Bergerak Membuka
39                Status Atap = Terbuka 40 Kondisi = 0 41 Else If Kondisi == 1 && Hujan < ThresholdHujan && Cahaya < ThresholdCahaya Then
29                Kondisi Cerah dan Hujan 30 Motor Bergerak Menutup 31 Status Atap = Tertutup 32 Kondisi = 1 33 Else If Kondisi == 1 && Hujan >= ThresholdHujan
&& Cahaya >= ThresholdCahaya 34                Kondisi Gelap dan Tidak Hujan 35                Motor Bergerak Menutup 36                Status Atap = Tertutup
37                Kondisi = 1 38 Else If Kondisi == 1 && Hujan < ThresholdHujan && Cahaya >= ThresholdCahaya 39                Kondisi Gelap dan Hujan 40                Motor Bergerak Menutup
41                Status Atap = Tertutup 42                Kondisi = 1
43 End If 44 End If 45  Nilai Cahaya & Nilai Hujan 46  Menghubungkan Data Ke Server 47 If Koneksi Server = Terhubung Then 48           Koneksi Berhasil 49           Kirim Data Ke Server 50 Else 51 Koneksi Gagal
52 End If 53 End

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penetapan  nilai  threshold  dilakukan  dengan ujicoba pada sensor cahaya dan hujan. Nilai terendah yang dihasilkan sensor cahaya pada
Keadaan gelap ditepakan sebagai nilai threshold untuk  kondisi  gelap/  malam.  Dalam  hal  ini ditetapkan  nilai  thresholdnya  700.  Nilai  terendah yang  dihasilkan  sensor  hujan  ditetapkan  sebagai nilai threshold untuk kondisi  hujan. Nilai threshold yang diperoleh adalah 930. Hasil ujicoba ditunjukkan  pada  Gambar  6.  Dari  hasil  ujicoba,
(1)
930 700 0 500 1000 1500 Penetapan Nilai  Threshold Tidak Hujan Gelap
maka kondisi atap terbuka atau tertutup ditunjukkan pada Tabel 2.
Gambar 6. Grafik Nilai Threshold
Tabel 2. Kondisi Atap Terbuka atau Tertutup
Nilai Sensor Cahaya
Nilai Sensor Hujan
Keterangan Atap <   700 (Cerah) <   930 (Hujan) Atap Tertutup <   700 (Cerah) >= 930 (Tidak Hujan) Atap Terbuka >= 700 (Gelap) <   930 (Hujan) Atap Tertutup >= 700 (Gelap) >= 930 (Tidak Hujan) Atap Tertutup

## 3.1 Implementasi Aplikasi
Tampilan  halaman login pada  Gambar  7 merupakan  tampilan  pertama  saat user membuka website sistem  atap  otomatis. User tidak  dapat mengakses  halaman  lainnya  sebelum  melakukan proses login terlebih  dahulu.  Di  halaman  ini user diminta untuk memasukan username dan password yang sudah terdaftar. Jika belum terdaftar user tidak akan masuk ke halaman home .
Gambar 7. Halaman Login
Pada  saat user berhasil login maka  akan  masuk ke  halaman home .  Halaman home berisikan cover background sistem  atap  otomatis.  Selain  itu berisikan  informasi  sistem  atap  otomatis  yang terakhir  atau  ter -update yang  baru  masuk  ke database server ,  mengenai  data  sensor  cahaya, sensor  hujan  dan  kondisi  atap.  Gambar  halaman home ditunjukkan pada Gambar 8.

## Gambar 8. Halaman Home
3.2 Hasil Pengujian
Hasil pengujian sistem atap otomatis ditunjukkan pada Tabel 3
Tabel 3 Data Hasil Pengujian Sistem
Tabel 3 Data Hasil Pengujian Sistem(lanj)

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  evaluasi  dari  sistem  atap otomatis  menggunakan  sensor  hujan  dan  cahaya dapat disimpulkan sebagai berikut: sistem yang telah dibuat dapat berjalan sesuai dengan yang direncanakan. Jika cuaca cerah dan tidak hujan maka atap  dapat  terbuka.  Jika  cahaya  cerah  dan  hujan, cahaya gelap dan tidak hujan ataupun cahaya gelap dan hujan maka atap dapat tertutup. Dan dengan atap otomatis  yang  sudah  dapat  berjalan  dengan  baik menjadikan  kegiatan  menjemur  pakaian,  sofa, karpet, spring bed dan  lainnya  menjadi  efektif  dan tidak khawatir akan cuaca yang tidak menentu.
5. DAFTAR PUSTAKA
[1]  V.  S.  Gunge,  “Smart  Home  Automation :  A Literature Review,” no. Rtdm, pp. 6–10, 2016.
[2]  K. Hendriawan, “Atap Otomatis Sensor Suhu , Air Dan Tenaga Surya ( Alas Tsusu ),” vol. 1, 2015.
[3]  R. Kadir and R. Berikang, “Simulasi Jemuran Otomatis
Berbasis Mikrokontroler
Atmega328,” Semin.  Nas.  Teknol. ,  pp.  815–
820, 2018.
[4]  P.  A.  G.  Kalbande,  V.  S.  Golait,  and  S.  V Bhadange,  “Smart  Automation  System  Using Arduino  and  Rain,”  vol.  4,  no.  6,  pp.  82–86, 2017.
[5]  E. Mufida and A. Abas, “Alat Pengendali Atap Jemuran Otomatis Dengan Sensor Cahaya Dan Sensor Air Berbasiskan Mikrokontroler ATmega16,” INFORMATICS  Educ.  Prof. Vol.1, No. 2 Juni 2017 , vol. 10, no. 1, pp. 163
– 172, 2017.
[6]  Y.  C.  Yuwono  and  S.  Alam,  “RANCANG BANGUN SISTEM JEMURAN OTOMATIS
BERBASIS  ARDUINO  UNO,” E  -  ISSN,  J. Kaji. Tek. elektro , vol. 2014, no. April, p. 2014, 2014.
[7]  S. Utama, A. Mulyanto, M. A. Fauzi, and N. U. Putri,  “Implementasi Sensor Light Dependent Resistor  (  LDR  )  Dan  LM35  Pada  Prototipe Atap Otomatis Berbasis  Arduino,” vol. 2, no. 2, pp. 83–89, 2018.
[8]  H.  Siswanto,  M.  F.  Riza,  A.  Kardian,  and Arviena,  “Rancang  Desain  Aplikasi  Jemuran Otomatis  Berbasis  Arduino,” Semin.  Nas. Teknol. Inf. dan Komun. STI&K , vol. 2, pp. 82– 85, 2018.
[9]  N. Marpaung,  “Perancangan  Prototype Jemuran  Pintar  Berbasis  Ardunio  Uno  R3 Menggunakan  Sensor  LDR  Dan  Sensor  Air,” Riau J. Comput. Sci. , vol. 3, no. 2, pp. 71–80, 2017.
[10]  V. S. Pratama and Y. P. Yudatama, “Prototype Jemuran Otomatis Menggunakan Sensor LDR, Sensor  Hujan  Dan  Sensor  Kelembapan Berbasis Arduino Uno,” J. Ilmu Pengetah. dan Teknol. Komput. , vol. 4, no. 1, p. 60, 2018.
[11]  F.  Syaikhuriza,  A.  Prasetyo,  and  Aliyadi, “RANCANG BANGUN
JEMURAN
OTOMATIS  BERBASIS  WEB  DENGAN KENDALI  RASPBERRY  PI,” KOMPUTEK , vol. 2, no. 2, pp. 44–48, 2018.
[12]  A. K. Bourke and G. M. Lyons, “A threshold- based fall-detection algorithm using a bi-axial gyroscope  sensor,” Med.  Eng.  Phys. ,  vol.  30, pp. 84–90, 2008.