## Implementasi Kanopi Otomatis untuk Kenyamanan Termal
Jason Adrian Mahalim 1 , Filipus Samuel 2 , Filbert Wijaya 3 , Muhamad Aliefian R 4 1, 2, 3, 4 Teknik Komputer, Universitas Multimedia Nusantara, Tangerang, Indonesia jason.mahalim@student.umn.ac.id filipus.samuel@student.umn.ac.id filbert.wijaya@student.umn.ac.id muhamad3@student.umn.ac.id Diterima 15 Mei 2020
Disetujui 16 Juni 2020
Abstract —Aktivitas  manusia  tidak  akan  pernah terlepas  dari  luar  ruangan.  Namun  karena pengaruh cuaca, aktivitas tersebut bisa terganggu. Melihat  masalah  tersebut,  kami  memberikan solusi berupa kanopi otomatis yang bisa mendeteksi cuaca dan intensitas cahaya. Mikrokontroler  yang  digunakan  pada  penelitian ini  adalah  Arduino  Uno.  Untuk  mendeteksi intensitas cahaya matahari, sensor yang digunakan  adalah Light  Intensity  Sensor, dan sensor  yang  digunakan  untuk  mendeteksi  kondisi cuaca  adalah  sensor  hujan.  Tujuan  dibuatnya penelitian ini adalah untuk meningkatkan kenyamanan  termal  yang  dimiliki  oleh  setiap orang ketika beraktivitas di luar ruangan.
Index  Terms— Arduino,  Kanopi,  Kenyamanan Termal

## I. P ENDAHULUAN
Aktivitas  manusia  tidak  akan  pernah  lepas  dari ruangan  luar.    Kegiatan  sehari  -  hari  yang  perlu diadakan  di  luar  rumah  memiliki  banyak  macam seperti  berbelanja,  kerja,  berkreasi,  atau  lainnya. Namun  karena  pengaruh  cuaca,  terkadang  kegiatan luar ruang tersebut tersebut bisa terganggu.
Oleh  karena  itu,  kami  memiliki  ide  untuk membuat  kanopi  otomatis  untuk  mendeteksi  cuaca dan  intensitas  cahaya  matahati.  Penggunaan  kanopi otomatis  ini  dapat  diletakkan  pada  ruangan  terbuka seperti  pusat  perbelanjaan,  trotoar,  taman  atau halaman  rumah. Kanopi  otomatis  ini  memiliki kelebihan dibandingkan dengan kanopi biasa,  dengan mekanisme  buka  dan  tutup  sesuai  dengan  kondisi cuaca  dan  intensitas  cahaya  matahari.  Kanopi  ini dibuat  terbuka  dan  tertutup  agar  mempermudah aktivitas  manusia,  dan  memberikan  dampak  positif seperti  membuat  kenyamanan  termal  masing-masing orang  menjadi  lebih  nyaman  dibandingkan  jika  tidak menggunakan kanopi.
Terdapat  beberapa  penelitian  terdahulu  yang serupa  dengan  penelitian  ini.  Penelitian  yang
dilakukan  oleh  [1]  sekelompok  mahasiswa  Teknik Elektro  di  Universitas  Udayana,  tujuan  pembuatan atap  kanopi  otomatis  lebih  tertuju  kepada  masalah terganggunya  pernapasan  penghuni  di  dalam  rumah yang  terjadi  saat  asap  dihasilkan  dari  aktivitas memasak di dalam rumah. Penelitian [1] menggunakan  mikrokontroler  ATMega  16  sebagai kontroler  utama  sensor.  Sensor  yang  digunakan  pada penelitian  tersebut  adalah  sensor  hujan,  dan sensor suhu.
Sementara  pada  [2]  penelitian  salah  satu mahasiswa  di  Universitas  Gunadarma  mengusulkan solusi  pembuatan automatic  roof untuk  mencegah terjadinya  gangguan  aktivitas  di  luar  ruangan dikarenakan  turunnya  hujan  ataupun  cuaca  yang sangat panas. Penelitian [2] menggunakan mikrokontroler  AT89C51  sebagai  kontroler  dari sensor  yang  ada.  Sensor  yang  digunakan  dalam penelitian tersebut adalah LDR dan sensor hujan.
Berbeda  dengan  penelitian  yang  kami  buat, mikrokontroler  yang  kami  gunakan  adalah  Arduino Uno.  Alasan  dipilihnya  Arduino  Uno  karena Microcontroller tersebut memiliki ukuran dan jumlah pin yang sesuai untuk penelitian ini. Dalam penelitian ini, terdapat juga perbedaan sensor untuk  mendeteksi cahaya,  sensor  yang  kami  gunakan  adalah Light Intensity  Sensor .  Alasan  kami  menggunakan  sensor tersebut  dibandingkan  dengan  sensor  suhu  adalah untuk  menghalangi  sinar  matahari  yang  memiliki intensitas  cahaya  yang  tinggi  dan  suhu  yang  relatif panas, dimana menurut [3], intensitas cahaya matahari akan  berpengaruh  sebesar  92,4%  -  96,1%  terhadap suhu  udara  jika  dianalisis  dengan  menggunakan metode R square . Penggunaan Light Intensity Sensor juga  lebih  menguntungkan  dibandingkan  dengan LDR,  karena  LDR  hanya  mengembalikan  nilai resistansi, bukan nilai intensitas cahaya matahari pada saat  pengukuran  terjadi,  sehingga  nilai threshold untuk  kanopi  tertutup  harus  dikira-kira.  Tujuan  yang ingin  dicapai  dari  penelitian  ini  adalah  untuk meningkatkan  kenyamanan termal  yang dimiliki oleh semua  orang  dimana  kenyamanan  termal  seseorang

## ISSN 2355-3286
akan  dipengaruhi  oleh  suhu  udara,  kecepatan  angin, kelembaban relatif dan suhu radiant [4].
II. S TUDI L ITERATUR A. Kenyamanan Termal Hensen (dalam
Djongyang,
2010:2627)
mengatakan  bahwa  kenyamanan  termal  merupakan keadaan dimana  seseorang tidak ada keinginan untuk mengubah  keadaan  lingkungan  sekitar.  Menurut  [4], kenyamanan  termal  sendiri  dipengaruhi  oleh  suasana hati,  budaya,  organisasi  dan  faktor  sosial.  Terdapat 4 variabel  fisik  yang  mempengaruhi  kenyamanan termal, yaitu suhu udara, kecepatan angin, kelembaban relatif dan suhu radiant.
Terdapat  2  jenis  kenyamanan  termal,  yaitu  dalam ruangan dan  luar  ruang . Pada  penelitian  ini, kenyamanan  termal  yang  akan  dibahas  lebih  detil adalah  kenyamanan  termal  luar  ruang.  Menurut  [5], variabel yang dimiliki oleh kenyamanan termal dalam ruangan bisa  diaplikasikan  ke  dalam  kenyamanan termal luar ruang.
Variabel yang dipakai untuk menghitung kenyamanan  termal  luar  ruang adalah  SET* ( Standard  Effective  Temperature ),  PMV  ( Predicted Mean  Vote )  dan  PET  ( Physiological  Equivalent Temperature ),  dan  variabel  yang  menjadikan  fokus pada  penelitian  ini  adalah  PET.  Thorsson  (dalam Honjo, 2009:46) mempelajari relasi antara kenyamanan  termal  luar  ruang dengan  kegiatan  luar ruangan  di  kota  Matsudo,  Jepang.  Hasil  dari penelitian  tersebut  adalah  alun-alun  kota  yang merupakan  area  perkotaan  dirasa  akan  lebih  panas oleh responden dibandingkan dengan taman pada kota tersebut  yang  merupakan  area  hijau  pada  kota tersebut [6].

## B. Kenyamanan Termal Luar Ruang
Kenyamanan  Termal  luar  ruang merupakan  salah satu  aspek  yang  diperhatikan  dalam  penelitian  ini. Dalam  paper  [6],  terdapat  beberapa  survey  yang dilakukan, yaitu menghitung kenyamanan berkegiatan luar  ruang berdasarkan  metabolisme,  durasi  di  luar ruang,  dan  menghitung  frekuensi  munculnya  kata kunci  yang  menambahkan  tingkat  kenyamanan termalnya.  Survei  yang  kita  ambil  untuk  keperluan penelitian ini adalah survei mengenai kata kunci yang berpengaruh terhadap kenyamanan di luar ruang .
Pada  [6],  target  demografi  yang  menjadi  peserta survei sebanyak 101 responden, dimana 54 diantaranya  merupakan  laki-laki  dan  47  merupakan perempuan,  dan  rata-rata  usia  responden  adalah  39 tahun.  Pada  survey  ketiga,  terdapat  beberapa  aspek yang  berpengaruh  terhadap  kenyamanan  termalnya, seperti ketenangan, polusi udara, peneduh dan pohon. Hal spesifik pada survei yang menjadi perhatian pada penelitian ini adalah peneduh. Peneduh menjadi unsur
positif  sebanyak  13  kali  sebagai  pendukung kenyamanan  termal.  Koerniawan  dan  Bahar  (dalam Binarti,  2018:48)  mengatakan  bahwa  peneduhan diperlukan  untuk  mengendalikan  kenyamanan  termal dalam ruang kota.
Berdasarkan [7], subjek yang berada di luar ruang akan  merasa  lebih  panas  jika  intensitas  radiasi  solar berada  diatas  900  W/m 2 .  Persamaan  (1)  dapat digunakan  untuk  mengkonversi  nilai  radiasi  solar  ke dalam  lux  [8].  Jika  dikonversi,  maka  nilai  iluminasi yang  membuat  subjek  merasa  lebih  panas  adalah sebesar 113.924 lx.
= iluminasi (lx) (1)

## III. M ETODOLOGI
Penelitian  ini  dibuat  sebagai  solusi  sekaligus menjadi instrumen untuk  mengendalikan kenyamanan termal  dalam  ruang  kota  [6].  Penelitian  ini menggunakan  Arduino  Uno  sebagai controller dari semua  komponen.  Komponen  utama  yang  digunakan sebagai  sensor  adalah Light  Intensity  Sensor dan Sensor  Hujan.  Komponen  yang  digunakan  sebagai aktuator  adalah servo .  Terdapat  2  parameter  yang diperhatikan  selama  penelitian  dibuat,  parameter tersebut adalah cuaca dan intensitas cahaya.

## A. Cuaca
Cuaca  adalah  salah  satu  parameter  yang  menjadi pemicu  menggerakkan  kanopi . Pada  penelitian  ini, cuaca  yang  diamati  terdiri  dari  2,  yaitu  cerah  dan hujan.  Ketika  cuaca  cerah  maka  kanopi akan  terbuka dan  ketika  hujan  maka  kanopi  akan  tertutup.  Dengan kondisi  tersebut,  adanya  hujan  atau  tidak  dapat dideteksi dengan menggunakan Sensor Hujan .

## B. Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya adalah parameter yang diperhatikan  ketika  cuaca  sedang  cerah.  Intensitas cahaya diukur dengan menggunakan satuan lux. Pada penelitian ini ketika intensitas cahaya melebihi 30.000 lux, maka kanopi akan tertutup. Alasan kami memilih 65.535  lux  karena  nilai  intensitas  radiasi  solar  yang berada di atas 900 W/m 2 , yang jika dikonversikan ke iluminasi  akan  bernilai  113.924  lx,  akan  terasa  lebih panas oleh subjek [7].
Berdasarkan  kedua  parameter  tersebut,  program dari  penelitian  yang  kami  buat  memiliki flowchart seperti  pada  Gambar  1,  dan  ekspektasi  dari output yang diharapkan terdapat pada Tabel 1.
Tabel 1. Ekspektasi output penelitian
No. Sensor Hujan LIS (lx) Kondisi 1 Tidak Terbaca < 65.535 Buka
2 Terbaca x Tutup 3 x > 65.535 Tutup Keterangan : x adalah nilai don’t care
Gambar 1. Flowchart program

## IV. H ASIL DAN A NALISIS
Hasil  yang  didapatkan  dari  penelitian  ini  adalah berupa  prototipe  kanopi  otomatis.  Karena  masih berupa  prototipe,  maka  kanopi  dibuat  dengan menggunakan infraboard atap  dan  pipa  PVC  sebagai penyangga.  Pengujian  pada  penelitian  ini  dilakukan dengan  menggunakan  air  yang  diteteskan  ke  atas Sensor  Hujan untuk  mensimulasikan  hujan  dan menggunakan  senter  dengan  nilai  maksimum  5.000 lux  untuk  mensimulasikan  sensor  terpapar  sinar matahari.    Gambar  2  menunjukkan  hasil  dari prototyping dari penelitian yang dikerjakan.
Untuk  keperluan  pengujian  ini,  koding  akan dimodifikasi  dengan  mengganti  nilai  maksimum  LIS dari  65.535  lx  menjadi  5.000  lx,  tujuannya  adalah untuk  menyesuaikan  intensitas  cahaya  yang  dimiliki oleh  senter.  Tabel  2  menunjukkan  hasil  dari  output penelitian setelah dilakukan pengujian.
Tabel 2. Hasil output pengujian
No. Sensor Hujan LIS (lx) Kondisi 1 Tidak Terbaca < 5.000 Buka 2 Terbaca x Tutup 3 x > 5.000 Tutup
Keterangan : x adalah nilai don’t care
Gambar 1. Hasil prototyping penelitian Berdasarkan hasil pengujian, jika kanopi mendeteksi  air  pada Rain  Sensor atau  intensitas cahaya matahari yang ada pada saat itu melebihi batas 5000  lx , maka  kanopi  akan  tertutup.  Selain  dari kondisi  tersebut,  maka  kanopi  akan  terbuka.  Kanopi akan  tertutup  jika  melebihi  5000  lx  untuk  membuat kenyamanan  termal  pengguna  menjadi  lebih  nyaman. Kanopi juga akan tertutup jika mendeteksi hujan agar pengguna  bisa  terhindar  dari  hujan.  Intensitas  cahaya maksimum  agar  kanopi  terbuka  akan  diganti  menjadi 65.535  lx  ketika  penelitian  ini  di  implementasikan ke lapangan.

## V. S IMPULAN
Pembuatan  kanopi  ini  bertujuan  untuk  membuat kenyamanan termal pengguna menjadi lebih baik dan sebagai  peneduh  untuk  mengendalikan  kenyamanan termal  di  ruang  kota.  Parameter  yang  menjadi  fokus dalam  penelitian  ini  adalah  cuaca  dan  intensitas cahaya  dimana  kanopi  ini  akan  terbuka  secara otomatis  jika  cuaca  pada  saat  itu  cerah  (tidak  hujan) atau  intensitas  cahayanya  dibawah  65.535  lx. Sebaliknya, kanopi akan tertutup secara otomatis jika cuaca  pada  saat  itu  hujan  atau  intensitas  cahayanya terhitung  lebih  besar  dari  65.535  lx.  Penelitian  ini diharapkan  bisa  diimplementasikan  dikembangkan menjadi  lebih  dari  sekedar  prototipe  dan  bisa diimplementasikan di kehidupan nyata.

## D AFTAR P USTAKA
[1] I.  M.  A.  Wijaya,  I  Gusti  Agung  Putu  Raka  Agung,  and  P. Rahardjo,  “Prototipe  Penggerak  Atap  Kanopi  Otomatis Menggunakan  Sensor  Cahaya,  Sensor  Hujan  Dan  Sensor Suhu  Berbasis  Mikrokontroler  ATMega16,” Jurnal SPEKTRUM , vol. 6, no. 1, p. 105, Oct. 2019.
[2] E. Fitriyanto, “Automatic Roof,” pp. 1–32, 2013.
[3] D. A. Sandy, “Pengaruh Intensitas Cahaya Matahari Terhadap Perubahan  Suhu,  Kelembaban  Udara,  dan  Tekanan  Udara,” pp. 1–46, Mar. 2018.
[4] N. Djongyang, R. Tchinda, and D. Njomo, “Thermal comfort: A  review  paper,” Renewable  and  Sustainable  Energy Reviews , vol. 14, no. 9, pp. 2626–2640, 2010.
[5] T.  Honjo,  “Thermal  Comfort  in  Outdoor  Environment,” Global Environmental Research , pp. 43–47, 2009.

## ISSN 2355-3286
[6] F.  Binarti,  H.  E.  Kusuma,  S.  Wonorahardjo,  and  S.  Triyadi, “Peranan  Unsur-Unsur  Ruang  Terbuka  Pada  Tingkat Kenyamanan  Termal  Outdoor:  Antara  Persepsi  Dan Pengetahuan,” Jurnal Arsitektur KOMPOSISI , vol. 12, no. 1, p. 41, 2018.
[7] C.  K.  C.  Lam  and  J.  Hang,  “Solar  Radiation  Intensity  and Outdoor  Thermal  Comfort  in  Royal  Botanic  Garden
Melbourne  during  Heatwave  Conditions,” Procedia
Engineering , vol. 205, pp. 3456–3462, 2017.
[8] A.  S.  Nouman,  A.  Chokhachian,  D.  Santucci,  and  T.  Auer, “Prototyping  of  Environmental  Kit  for  Georeferenced Transient Outdoor Comfort Assessment,” ISPRS International Journal of Geo-Information , vol. 8, no. 2, p. 76, 2019.