## Sistem Pendingin Otomatis dan Monitoring Suhu pada Panel Box Recloser Menggunakan Sensor MLX90614 Berbasis ESP8266
Automatic Cooling System And Temperature Monitoring In Recloser Box Panel Using MLX90614 Sensor Based On ESP8266
I Dewa Gede Dodi Pranata 1 I Gusti Alit Wiraguna Jaya 2 Made Ary Wiradhi Putra 3 I Gede Suputra Widharma 4 I Ketut Darminta 5
I Gede Nyoman Sangka 6
Anak Agung Ngurah Gde Sapteka 7*
1,2,3,4,5,6,7
Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bali, Indonesia 1 dodikpranata64@gmail.com, 2 alitwiraguna01@gmail.com, 3 arywiradhimade@gmail.com, 4 suputra@pnb.ac.id, 5 darminta@pnb.ac.id, 6 komangsangka@pnb.ac.id, 7 sapteka@pnb.ac.id *Penulis Korespondensi:
Anak Agung Ngurah Gde Sapteka sapteka@pnb.ac.id Riwayat Artikel: Diterima : 11 Mei 2022 Direview : 13 Mei 2022 Disetujui : 2 Juni 2022 Terbit : 13 Juni 2022

## Abstrak
Kebutuhan akan alat atau mesin yang handal sudah menjadi prioritas untuk semua orang di zaman sekarang, mulai dari alat yang digunakan untuk keperuan pribadi maupun alat atau mesin yang digunakan untuk industri. PLN juga membutuhkan alat yang handal untuk memantau aset dengan akurasi tinggi. Salah satu komponen untuk memantau beban pada jaringan adalah recloser. Komponen ini kerap kali putus hubungan dengan pusat kontrol dispatcher sehingga tidak dapat dipantau. Salah satu penyebab putusnya hubungan antara perangkat recloser dengan pusat kontrol adalah terjadinya panas berlebih pada panel box recloser yang menyebabkan komponen di dalamnya mengalami overheat . Sistem pendingin otomatis pada box panel recloser bertujuan untuk menjaga suhu di dalam box panel agar mampu memberikan performa komponen yang maksimal. Pada penelitian ini dikembangkan aplikasi yang mampu memantau pembacaan suhu di dalam box panel recloser dan memantau kondisi dari sistem pendingin di dalamnya. Dari hasil pengujian diketahui bahwa kondisi suhu di dalam box panel terpantau stabil walaupun di luar box panel menunjukkan terjadi lonjakan suhu yang berlebih. Kata Kunci: ESP8266, MLX90614, relay, kontrol kipas, suhu

## Abstract
The need for reliable tools or machines has become a priority for everyone today, from tools used for personal use to tools or machines used for industry. State Electricity Enterprise (PLN) also needs reliable tools to monitor assets with high accuracy. One of the components to monitor the load on the network is a recloser. This component is often disconnected from the dispatcher control center so that it cannot be monitored. One of the causes of the disconnection between the recloser device and the control center is the occurrence of excessive heat in the recloser box panel which causes the components inside to overheat. The automatic cooling system in the recloser panel box aims to maintain the temperature inside the panel box to be able to provide maximum component performance. In this study, an application was developed that was able to monitor temperature readings in the recloser panel box and monitor the condition of the cooling system inside. From the test results, it is known that the temperature conditions inside the panel box are monitored to be stable, even though outside the panel box there is an excessive temperature spike.
Keywords: ESP8266, MLX90614, relay, control fan, temperature

## 1. Pendahuluan
Suhu box panel umumnya lebih cepat panas karena peletakan dari box tersebut yang terpapar sinar matahari penuh, suhu box panel yang tidak sesuai khususnya untuk penyimpanan barang atau peralatan dapat mempercepat rusaknya peralatan atau barang yang terdapat pada box tersebut. Oleh karena itu perlu adanya sistem monitoring suhu box panel dan pengendali alat pendingin yang praktis, efisien dan dapat dipantau dari jarak jauh.
Internet of Things (IoT) adalah salah satunya solusi yang dapat dimanfaatkan untuk menangani masalah di atas. Dengan menggunakan IoT, sebuah perangkat dapat melakukan pengambilan data dengan jarak akses yang jauh untuk mengendalikan benda lain di suatu tempat. Hal ini memungkinkan untuk memantau suhu box panel dan mengendalikan alat pendingin ruangan dari jarak jauh melalui perangkat elektronik. Agar informasi dari sensor mengenai suhu ruangan dapat dikirim ke perangkat elektronik maka dibutuhkan sebuah protokol komunikasi.
Salah satu protokol komunikasi yang tepat untuk mengimplementasikan IoT di dalam sistem monitoring jarak jauh yaitu Firebase , merupakan protokol konektivitas machine-to-machine (M2M) yang sangat ideal untuk perangkat yang terhubung dengan aplikasi mobile . Dengan menggunakan teknologi ini, pemantauan suhu dan pengendalian box panel menjadi lebih praktis dan bisa dilakukan dimana saja.
Pada penelitian pengendalian suhu ruangan dikembangkan dalam sebuah perangkat pengendali suhu ruangan menggunakan fan DC sebagai motorik utama dan DHT11 sebagai pendeteksi suhu, dengan sistem kontrol suhu sebuah ruangan, apabila suhu ruangan tersebut terasa panas yang berlebih maka secara otomatis nantinya mampu merubah suhu kembali normal dengan lebih cepat dan efisien [1],[2]. perbandingan penggunaan sensor IR MLX90614 dengan termometer standar. Dari hasil pengujian sensitivitas sensor IR MLX90614 dikatakan sensor IR MLX90614 memiliki akurasi yang baik jika sistem memiliki nilai error ±0.3°C. Keakuratan sensor terhadap pembacaan suhu dipengaruhi oleh jarak dan luasan objek [3],[4],[5],[6],[7]. Dari penelitian yang menggunakan sensor DHT22 dengan pembacaan suhu dan kelembapan pada ruangan, dengan hasil akhir berupa monitoring suhu dan kelembapan ruangan yang ditampilkan pada aplikasi smartphone dan dapat dikendalikan [8],[9],[10].
Dengan adanya penelitian terdahulu maka terciptalah suatu gagasan ide membuat pengendalian suhu box panel recloser menggunakan fan DC dan sensor MLX90614 berbasis ESP8266. Alat ini dirancang untuk mewujudkan sebuah perangkat monitoring dan pengendali suhu ruangan box panel recloser . Alat ini memiliki kelebihan yaitu alat otomatis pertama yang digunakan pada box panel recloser menggunakan sensor MLX90614. Alat ini akan bekerja apabila suhu ruangan atau objek box tersebut terasa panas yang berlebihan, maka secara otomatis dapat diatur menjadi normal dengan menggunakan 2 unit fan DC sebagai motor utama secara realtime pada Firebase dan akan ditampilkan rendahnya suhu pada sebuah LCD dan Kodular sebagai tampilan pemantau suhu. Setiap fan DC yang digunakan akan hidup sesuai dengan batasan ketentuan suhu yang telah ditentukan.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan studi literatur mengenai sistem monitor temperatur menggunakan mikrokontroler, merancang perangkat keras dan lunak, melakukan pengujian kinerja sistem pemantau suhu di dalam box panel menggunakan Kodular. Adapun blok diagram sistem ditunjukkan pada Gambar 1 diagram alir sistem ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 1. Blok Diagram Sistem
Gambar 2. Perangkat Lunak Sistem
Selanjutnya dilakukan analisis mengenai kinerja atau kemampuan sistem ini untuk memantau dan mengendalikan temperatur di dalam box panel recloser . Sensor MLX90614 mendeteksi temperatur di dalam box panel. Hasil dari pembacaan sensor ditampilkan ke LCD 16×2 dan dikirim ke Firebase agar dapat diolah oleh aplikasi Kodular secara real time. Ketika temperatur ambiance di dalam box panel melebihi 40°C maka relay akan aktif dan menghidupkan fan hingga temperatur turun < 40°C. Penggunaan sensor DHT11 sebagai pembanding temperatur di luar
ruangan dengan temperatur di dalam box panel , karena temperatur di luar ruangan dapat mempengaruhi temperatur ruangan di dalam box panel .
3. Hasil dan Pembahasan Secara garis besar penelitian ini bertujuan mengetahui berapa temperature suhu panel box ambient dan komponen object di dalam maupun di luar box panel saat beroperasi di lapangan serta melihat seberapa respon temperatur dari sensor MLX90614 yang membuat relay menghidupkan fan.
Pada Gambar 3 dan 4 ditunjukkan hasil dari perakitan alat pada box panel recloser serta hasil prototype yang terpasang pada box panel recloser .
Gambar 3. Gambar hasil perakitan alat pada box panel recloser
Gambar 4. Prototype yang terpasang pada box panel recloser
Gambar 4 menunjukkan program pada Arduino IDE di mana terdapat inisialisasi dari komponen dan sensor yang digunakan. Dari program tersebut ditunjukkan library yang digunakan untuk menampilkan sensor MLX90614 serta program yang digunakan untuk menampilkan data sensor pada LCD. Pada program menyertakan nama ssid wifi dan password wifi agar hasil pembacaan sensor dapat terhubung dengan Firebase dengan koneksi internet . Serta memasukkan host dan token agar Arduino IDE dapat terhubung dengan Firebase .
Gambar 4. Program pada Aplikasi Arduino IDE
#include <LiquidCrystal_I2C.h> #include <Wire.h> #include <Adafruit_MLX90614.h> #include <FirebaseESP8266.h> #include <ESP8266WiFi.h>
#define ssid "iPhone" #define password "123456788" #define FIREBASE_HOST "monitor-84212-default-rtdb.firebaseio.com" #define FIREBASE_AUTH "Cw4uCkaZ5JjLpZJDG79jJiNjXfhZoUSmETftxy1z" #define MLXPIN 8
Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614(); FirebaseData firebaseData; LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); int Relay = 15;
void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(Relay,OUTPUT); // mlx.begin(); lcd.init(); lcd.backlight();
// Koneksi ke Wifi WiFi.begin (ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { Serial.print("."); delay(200); } mlx.begin(); Serial.println (""); Serial.println ("WiFi Connected!"); Firebase.begin(FIREBASE_HOST,FIREBASE_AUTH); }
Gambar 5 menunjukkan hasil pada serial monitor Arduino IDE di mana terlihat suhu pembacaan dari sensor MLX90614, nilai relay , dan informasi ketika seluruh data terkirim ke Firebase . Parameter - parameter yang ditunjukkan pada serial monitor akan dipanggil dan akan diperlihatkan pada Firebase secara real time .
Gambar 5. Tampilan Data DHT11 pada Serial Monitor
Gambar 6 menunjukkan tampilan pada Firebase di mana terlihat pengukuran suhu ambient (suhu ruangan box panel) dan suhu objek pada dalam box panel dan juga nilai relay yang menunjukkan kondisi fan . Perubahan nilai yang ditunjukkan pada Firebase akan berubah setiap Arduino IDE membaca nilai yang berbeda. Data yang tampil pada Firebase akan dipanggil dan dipantau pada Kodular dengan menyambungkan host dan token Firebase pada software Kodular.
Gambar 6. Tampilan Hasil Pembacaan Sensor di Firebase
Gambar 7 menunjukkan block code pada Kodular di mana program ini bertujuan untuk menampilkan semua data yang terpantau pada Firebase dan akan ditampilkan melalui smartphone antara lain: Temperatur ambient , Temperatur objek, dan kondisi relay . Relay menunjukkan kondisi fan dc menyala atau tidak dengan mengubah warna indikator fan pada aplikasi monitoring .
Gambar 7. Tampilan Blok Code pada Aplikasi Kodular
Tabel 1 menunjukkan kondisi dari sistem pendingin yang berupa kipas akan hidup (on) jika mendapat pembacaan dari sensor MLX90614, di mana suhu ambient lebih tinggi dari 40°C. sedangkan kondisi kipas akan tetap dalam posisi mati ( off ) jika suhu ambient menunjukan hasil pengukuran di bawah dari 40°C. Suhu ambang batas yang digunakan adalah 40°C karena catatan buku manual pada box panel recloser menunjukan bahwa kinerja dari komponen yang berada di dalam box panel akan berkerja optimal jika berada pada di bawah suhu 50°C.
Tabel 1. Kondisi Fan Suhu Kondisi Fan 1 Fan 2 0°C-40°C Off Off > 40,1°C On On
Tabel 2 menunjukkan hasil pengukuran terhadap suhu ruangan di dalam panel ambient serta suhu object yg berada di dalam box panel yang dibandingkan dengan suhu yang terbaca di luar panel. Pada penelitian ini digunakan sensor suhu MLX90614 untuk mengukur temperatur di dalam box panel dan sensor DHT11 yang digunakan untuk mengukur temperatur di luar box panel . Pada saat penelitian ini dilakukan pengukuran suhu pada box panel dalam kondisi terpapar sinar matahari penuh sebagaimana dengan kondisi sebenarnya. Sensor DHT11 juga dalam kondisi terpapar matahari agar mampu memberikan suhu tempat/lingkungan panel itu ditempatkan. Dalam pengambilan sampel suhu, waktu yang dilakukan penulis adalah selama 6 jam dimulai dari pukul 11 siang sampai pukul 5 sore yang mendapatkan 13 hasil pengukuran berjarak 30 menit setiap pengukurannya.
Gambar 8 menunjukkan pengujian dimulai dengan mengaktifkan NodeMCU ESP8266 yang akan memberi perintah sensor suhu untuk mengukur suhu di dalam box panel , sensor MLX90614 akan terus mengukur suhu ambient dan suhu objek di dalam box panel recloser lalu menampilkan hasil pembacaannya secara real time di LCD 16×2 dan Firebase. Jika sensor mendeteksi bahwa suhu di dalam box panel melebihi ambang batas >40°C, maka NodeMCU akan memberi perintah relay on dan mengaktifkan kipas untuk menurunkan suhu ke kondisi normal. Jika suhu sudah normal dan <40 °C, maka kipas akan mati secara otomatis. Perubahan kondisi suhu dan fan yang selalu dipantau oleh NodeMCU akan ditunjukkan pada aplikasi smartphone . Sistem ini akan terus berulang selama komponen dan konektifitas internet berlangsung.
Gambar 8. Tahapan Pengujian
Pada Gambar 9 ditunjukkan kenaikan dan penurunan suhu saat dilakukannya penelitian. Hal ini terjadi disebabkan oleh cuaca yang tidak menentu. Dapat dilihat dari grafik terdapat lonjakan suhu di luar panel pada saat pukul 13.30 namun suhu di dalam panel terpantau stabil karena fan mampu memberi sirkulasi udara yang menyebabkan suhu terjaga di bawah suhu 40°C.
Gambar 9. Monitoring Suhu Dalam dan Luar Box Panel
Pada Tabel 3 ditunjukkan hasil pengukuran suhu tertinggi dan terendah yang tercatat saat dilakukannya penelitian.
Tabel 3. Hasil Pengukuran Suhu Tertinggi dan Terendah saat Pengukuran Posisi Suhu Tertinggi °C Suhu Terendah °C Ambient 45,17 36,39 Objek 40,2 33,99 Di luar Box 49 33
Pada pengujian aplikasi pada smartphone bertujuan untuk memantau suhu ambient , objek di dalam box panel recloser dan status fan menyala atau tidak. Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan aplikasi Arduino terlebih dahulu dengan web Firebase lalu menyambungkan API Firebase dengan interface kodular pada smartphone .
Pada Gambar 10 ditunjukkan aplikasi yang telah dirancang oleh penulis berisi beberapa blok yang memuat data yang dihasilkan dari sensor MLX90614 dan Relay . Pada blok teratas berisi data yang menunjukkan kondisi relay yang menghidupkan fan , mampu memantau keadaan relay dalam keadaan on atau off . Pada blok di bawahnya terdapat data yang menunjukkan hasil pembacaan sensor MLX90614 yang meliputi ambient temperature dan object temperature .
A. Kondisi Fan Mati B. Kondisi Fan Hidup Gambar 10. Tampilan Aplikasi Interface

## 4. Kesimpulan dan Saran
Berdasarkan hasil analisis, perancangan, implementasi, dan pengujian sistem ini, maka kesimpulan yang didapat bahwa perancangan dari alat sistem pendingin otomatis dan monitoring suhu pada box panel recloser menggunakan sensor MLX90614 berbasis ESP8266 telah berhasil memantau suhu di dalam panel box recloser serta menghidupkan sistem pendingin saat terdeteksi suhu berlebih pada box panel recloser. Berdasarkan hasil percobaan kinerja sistem yang telah dilakukan, alat ini dapat bekerja cukup baik. Pada saat melakukan pengujian, suhu di dalam box panel mampu tetap stabil walau suhu di luar kerap terjadi kenaikan yang signifikan pada waktu siang terik. Berdasarkan kondisi sebenarnya, tempat geografis box panel diletakkan dan cuaca sangat mempengaruhi suhu ambient (suhu ruangan di dalam panel) dan suhu objek atau komponen di dalam box panel .
Adapun saran-saran yang dapat diberikan penulis untuk pengembangan dan perbaikan sistem ini adalah menggunakan sensor temperatur yang lain sehingga didapatkan suhu temperatur yang berbeda pada dalam dan luar box panel . Di samping itu saat prototype ditempatkan pada box panel penulis mendapat kesulitan saat memasang Fan 1 dan Fan 2 karena luas ruangan yang
tersisa pada panel hanya sedikit. Untuk itu harus menggeser sedikit komponen yang berada di dalamnya agar dapat menempatkan fan dalam box panel .
5. Referensi
[1] Aulia, R., Fauzan, R. A., & Lubis, I. (2021). Pengendalian Suhu Ruangan Menggunakan Menggunakan FAN dan DHT11 Berbasis Arduino. CESS (Journal of Computer Engineering, System and Science) , 6 (1), 30. https://doi.org/10.24114/cess.v6i1.21113
[2] Dawwas, F., Anifah, L., Kholis, N., & Baskoro, F. (2021). Sistem Monitoring Ketinggian Cairan Infus Dan Suhu Pada Pasien Covid-19 Berbasis Iot Esp8266 Dan Firebase. Jurnal Teknik Elektro , 10 (3), 741–748.
[3] Inayah, I. (2021). Analisis Akurasi Sistem Sensor IR MLX90614 dan Sensor Ultrasonik berbasis Arduino terhadap Termometer Standar. Jurnal Fisika Unand , 10 (4), 428–434.
http://jfu.fmipa.unand.ac.id/index.php/jfu/article/view/728
[4] Khalidah, R., & Prebianto, N. F. (2020). Sistem Pemantauan dan Pengendali Pendingin Ruangan Cerdas Berbasis Cloud dengan Raspberry PI. Journal of Applied Electrical Engineering , 4 (1), 16–19. https://doi.org/10.30871/jaee.v4i1.2121
[5] Lazahimu, E., Safiuddin, L. O., & Hasanudin, L. (2020). Analisis Temperatur Terhadap Perpindahan Panas pada Sistem Pendingin. Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika , 5 (4), 277. https://doi.org/10.36709/jipfi.v5i4.14095
[6] Mainil1, R. I., Aziz1, A., & M2, A. K. (2015). Penggunaan Modul Thermoelectric sebagai Elemen Pendingin Box Cooler. Rekayasa Dan Aplikasi Teknik Mesin Di Industri Kampus ITENAS , 1 (December), 44–49. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2003.3685
[7] Mukhammad, Y., & Hyperastuty, A. S. (2021). Sensitivitas Sensor MLX90614 Sebagai Alat Pengukur Suhu Tubuh Tubuh Non-Contact Pada Manusia. Indonesian Journal of Professional Nursing , 1 (2), 51. https://doi.org/10.30587/ijpn.v1i2.2339 [8] Sasmoko, D., Nur Afifah, & Iman Saufik. (2021). Pengukuran Suhu dengan Ir MLX90614 dan NoDeMCU dan Membandingkan dengan Ds18B20 untuk pencegahan Covid 19. Elkom : Jurnal Elektronika Dan Komputer , 14 (2), 256–260. https: //doi.org/10.51903/elkom.v14i2.523
[9] Urbach, T. U., & Wildian, W. (2019). Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Kontrol Temperatur Pemanasan Zat Cair Menggunakan Sensor Inframerah MLX90614. Jurnal Fisika Unand , 8 (3), 273–280. https://doi.org/10.25077/jfu.8.3.273-280.2019 [10] Vinola, F., & Rakhman, A. (2020). Sistem Monitoring dan Controlling Suhu Ruangan Berbasis Internet of Things. Jurnal Teknik Elektro Dan Komputer , 9 (2), 117–126. https://ejournal.unsrat.ac.id/index.php/elekdankom/article/view/29698