## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN: 2086 ‐ 9479

## RANCANG BANGUN IOT TEMPERATURE CONTROLLER UNTUK ENCLOSURE BTS BERBASIS MICROCONTROLLER WEMOS DAN ANDROID

## Fina Supegina
Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta, Indonesia
fina.supegina@mercubuana.ac.id

## Eka Jovi Setiawan
Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta, Indonesia
ekajovisetiawan@gmail.com
Abstrak —  Enclosure  atau  sering  disebut  sebagai  Panel  Box adalah  kotak  berbahan  plastik  atau  logam,  yang  merupakan tempat  di  mana  komponen-komponen  utama  sebuah  perangkat ditempatkan.  Seperti  perangkat  komputer,  perangkat  router, bahkan  perangkat  sinyal  dan  lain  sebagainya.  Enclosure  pada perangkat  Base  Transceiver  Station  (BTS)  dirancang  dan didesain  untuk  kondisi  outdoor  terutama  cuaca  panas.  Alat  ini dirancang  menggunakan  sensor  suhu  DHT11  sebagai  sumber informasi  data  untuk  diolah  mikrokontroler  Wemos,  apabila suhu  melebihi  batas  suhu  yang  ditentukan  maka  akan  otomatis menggerakkan  kipas  DC  dan  bila  suhu  kembali  normal  maka secara otomatis kipas DC akan berhenti berputar. Selain itu alat ini  juga  dirancang  dapat  bekerja  secara  manual  dan  dikontrol melalui App Blynk dari smartphone Android secara wireless.Alat pengontrol suhu ini bekerja berdasarkan perubahan  suhu  ruangan  sekitar  yang  berubah-ubah  dengan error  rata-rata  1.15oC  sesuai  dengan  nilai  toleransi  datasheet sensor  suhu  DHT11  sebesar  ±  2.0oC  untuk  kondisi  “sebelum dipanaskan”  dan  “sedang  dipanaskan”.  Dengan  dirancangnya alat  ini,  diharapkan  mengurangi  resiko  kerusakan  perangkat pada enclosure mini BTS akibat dari cuaca panas.

## Kata Kunci— Enclosure, DHT11, Wemos, Android, Blynk

## I. P ENDAHULUAN
Dengan  berkembangnya  teknologi  dan  kebutuhan  akan jaringan  telekomunikasi  maka  para  ahli  telekomunikasi  dan ilmuwan-ilmuwan  telah  berhasil  mendesain  perangkat- perangkat  telekomunikasi  dengan  desain  yang  lebih  ringkas dan  praktis  untuk  ditempatkan  pada  lokasi-lokasi  terbatas sekalipun khususnya pada lokasi-lokasi Blank Spot atau lokasi yang tidak terjangkau sinyal.
Melihat  kondisi  diatas  terdapat  permasalahan  untuk menjaga  perfomansi  dari  perangkat  tersebut,  salah  satunya adalah  faktor  temperatur  perangkat  terhadap  cuaca  panas. Cuaca  panas  sangat  mempengaruhi  perangkat  telekomunikasi karena  mampu  menyebabkan  Hang  bahkan  kerusakan  pada perangkat tersebut.
Untuk  menjawab  pertanyaan  diatas  dibutuhkan  peralatan pendukung  dapat  digunakan  secara  otomatis  dan  dengan  nilai yang  terjangkau.  Karena  hal-hal  tersebut  maka  penulis  akan mencoba  membuat  suatu  alat  yang  penggunaannya  sangat sederhana tetapi dapat diaplikasikan pada perangkat telekomunikasi  yang  ada.  Berdasarkan  latar  belakang  diatas maka  penulis  mengambil  judul  “Rancang  Bangun  IoT Temperature  Controller  untuk  Enclosure  BTS  Berbasis Microcontroller Wemos dan Android”.
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, permasalah dalam perancangan  penelitian  ini  adalah  bagaimana  merancang  dan membuat  alat  pengontrol  suhu  menggunakan  sensor  suhu DHT11  agar  dapat  mendeteksi  perubahan  temperatur  dan kelembapan  ruang  sekitar  sehingga  mampu  mengontrol  atau mengendalikan kipas secara otomatis dan manual.

## II. T INJAUAN P USTAKA

## A. Struktur Dasar Enclosure
Enclosure  adalah  kotak  berbahan  plastik  atau  logam,  yang merupakan  tempat  di  mana  komponen-komponen  utama sebuah  perangkat  ditempatkan.  Seperti,  perangkat  komputer, perangkat server, bahkan perangkat sinyal dan lain sebagainya. Enclosure  pada  BTS  dirancang  untuk  melindungi  perangkat BTS  yang  biasanya  didesain  untuk  kondisi  outdoor  terutama kondisi hujan dan panas.

## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana

## ISSN: 2086 ‐ 9479

## Gambar 1 Struktur Dasar Enclosure

## B. Power Supply (Pencatu Daya)
MPLS adalah suatu label yang diciptakan untuk digunakan kom Pada alat yang dirancang ini menggunakan power supply dengan output 12V DC sesuai yang dibutuhkan microcontroller Wemos  untuk  beroperasi.  Oleh  karena  itu,  alat  ini  memiliki sebuah  rangkaian  yang  berfungsi  untuk  melakukan  konversi arus listrik dari arus AC menjadi arus DC yang sesuai dengan rangkaian Elektronika-nya.

## Gambar 2 Rangkaian Power Supply 12VDC
Rangkaian  ini  menggunakan  transformator  stepdown  dari 220 Volt AC  menjadi 12 Volt AC. Kemudian jembatan dioda diterapkan  sehingga  dapat  mengubah  dari  arus  AC  menjadi arus  DC,  dan  terakhir  kapasitor  1000  uF  diterapkan  untuk menghilangkan noise serta ripple-riple yang terjadi.

## C. Kipas DC
Kipas  DC  merupakan  sebuah  perangkat  elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik  ini  digunakan  untuk  menggerakkan  fan  atau  blower. Dibawah  ini  merupakan  komponen  utama  kipas  DC  yang digunakan dalam rangkaian :
Gambar 3 Komponen Utama Kipas DC
Gambar  diatas  memperlihatkan  sebuah  motor  DC  yang memiliki beberapa komponen utama : Kutub medan Kipas DC sederhana  memiliki  dua  kutub  medan  yaitu  kutub  utara  dan kutub  selatan  melintasi  ruang  terbuka  diantara  kutub-kutub dari utara ke selatan.
Dinamo/Rotor yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak  untuk  menggerakan  beban.  Blower,  atau  baling- baling  merupakan  bagian  pasif  sebagai  peniup  angin  hasil gerakan dari dinamo.
Gambar 2. Ilustrasi Topologi Ring [6]

## D. Sensor Suhu dan Kelembapan (DHT11)
Sensor  suhu  DHT11  adalah  sensor  digital  yang  dapat mengukur suhu dan kelembaban udara di sekitarnya. Sensor ini sangat  mudah  digunakan  bersama  dengan  Arduino  maupun Wemos. Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik serta fitur kalibrasi yang sangat akurat. Sensor suhu DHT11 ini termasuk sensor  yang  memiliki  kualitas  terbaik,  dinilai  dari  respon, pembacaan data yang cepat, dan kemampuan anti-interference. Ukurannya  yang  kecil, dan  dengan  transmisi  sinyal  hingga  20 meter, dengan spesifikasi pada tabel 2.1 dibawah ini.
Tabel 1 Tabel karakteristik Sensor Suhu dan Kelembaban
DHT11 Model DHT11 Power supply 3VDC - 5.5VDC Output signal Digital signal via single-bus Measuring range Humidity 20 - 90% RH ± 5% RH error Temperature 0 - 50°C error of ± 2°C Accuracy Humidity ± 4%RH (Max ± 5%RH); Temperature ± 2.0 o Celsius Resolution or Sensitivity Humidity 1%RH; Temperature 0.1 o Celsius Repeatability Humidity ± 1%RH; Temperature ± 1Celsius Humidity hysteresis ± 1%RH Long-term Stability ± 0.5%RH/year

## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana

## ISSN: 2086 ‐ 9479
Sensing period Average : 2s Interchangeability Fully interchangeable Dimensions size 12 x 15.5 x 5.5mm
Sensor suhu DHT11 memiliki empat buah kaki yaitu: pada bagian  kaki  VCC  dihubungkan  ke  bagian  Vss  yang  bernilai sebesar 3V - 5V pada board mikrokontroler, bagian kaki GND dihubungkan  ke  ground  (GND),  bagian  kaki  Data  yang merupakan keluaran (Output) dari pengolahan data dihubungkan ke beban, dan satu kaki tambahan yaitu kaki NC (Not Connected), yang tidak dihubungkan pin manapun.
Gambar 4 Sensor Suhu dan Kelembapan (DHT11)

## E. Transistor
Transistor  dalam  rangkaian  alat  ini  berfungsi  semacam sakelar  atau  kran  listrik  (Driver  Transistor),  dimana berdasarkan  arus  inputnya  (BJT)  atau  tegangan  inputnya (FET),  memungkinkan  pengaliran  listrik  yang  sangat  akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Transistor  bekerja  dengan  Karakteristik  saturasi  dan  cut off.  ketika  transistor  berkerja  pada  saturasi  maka  kipas pendingin akan mati untuk sementara. Namun ketika transistor berkerja  pada  daerah  cut  off  maka  arus  akan  mengalir  dari catu daya menuju kolektor transistor melewati kipas sehingga akan menyebabkan kipas berputar.
Dengan  sifat  pensaklaran  seperti  ini  transistor  bisa digunakan  sebagai  gerbang  atau  yang  sering  kita  dengar dengan sebutan TTL yaitu Transistor Transistor Logic.

## Gambar 5 Bentuk fisik transistor

## F. Mikrokontroler Wemos D1 R2
Mikrokontroler  ini  berbasis  ESP8266  yaitu  sebuah  modul mikrokontroler  nirkabel  (Wifi)  802.11  yang  kompatibel
dengan Arduino IDE. Tata letak mikrokontroler ini didasarkan pada  desain  hardware  Arduino  standar  dengan  proporsi  yang sama  dengan  Arduino  Uno  dan  Leonardo.  Mikrokontroler  ini juga  sudah  termasuk  satu  set  header  Arduino  standar  yang artinya kompatibel dengan beragam Arduino shield.
Mikrokontroler ini juga  mencakup sebuah  CH340 USB to serial  interface  seperti  kabel  USB  micro  yang  umum digunakan.

## Gambar 6 Mikrokontroler Wemos

## G. Aplikasi Blynk
Blynk adalah platform aplikasi yang dapat diunduh secara gratis  untuk  iOS  dan  Android  yang  berfungsi  mengontrol Arduino, Raspberry Pi dan sejenisnya melalui Internet. Blynk dirancang  untuk  Internet  of  Things  dengan  tujuan  dapat mengontrol hardware dari jarak jauh, dapat menampilkan data sensor,  dapat  menyimpan  data,  visual  dan  melakukan  banyak hal  canggih  lainnya.  Ada  tiga  komponen  utama  dalam platform yaitu Blynk App, Blynk Server, dan Blynk Library.

## Gambar 7 Skema antarmuka Blynk

## III. PERANCANGAN
Sistem  yang  telah  dibangun,  secara  garis  besar  terdiri  dari blok rangkaian seperti terlihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 8 Diagram Blok Sistem

## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana

## ISSN: 2086 ‐ 9479
Secara garis besar, cara kerja sistem ini adalah :
Sensor DHT11 akan mengukur kelembapan dan suhu pada ruangan sekitar, kemudian data-data digital tersebut dikirimkan kepada microcontroller Wemos dengan pin D1.
Microcontroller  akan  menerima  data  digital  (Suhu  dan Kelembapan)  maupun  data  analog  (tegangan)  kemudian  akan dikirimkan menuju Server Blynk via internet.
Data  digital  dari  microcontroller  tersebut  akan  diubah menjadi obyek / informasi oleh server Blynk, obyek / informasi tersebut  kemudian  dikirim  kembali  kepada  smartphone pengguna  yang  berbasis  android  melalui  APP  Blynk  via internet.
Microcontroller juga akan menerima digital dari app blynk kemudian  akan  dilakukan  pengendalian  peralatan  elektronik berdasarkan perintah tersebut melalui Pin D6.

## IV. IMPLEMENTASI & ANALISA

## A. Penerapan
Penerapan  sistem  membahas  hasil  dari  penerapan  teori yang  telah  berhasil  dikembangkan  sehingga  menjadi  sistem yang  dapat  berjalan  sesuai  dengan  desain  awal.  Foto  hasil penerapan pengontrol suhu ini terlihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Rangkaian Keseluruhan
Hasil  implementasi  rangkaian  terlihat  pada  gambar dibawah :

## Gambar 10 Rangkaian Pengontrol Suhu

## B. Pengujian
Pengujian  sistem  dilakukan  dengan  bantuan Smartphone Android  ASUS  ZenfoneMax.  Berikut  ini  adalah  gambar pengujian alat pengontrol suhu :

## Gambar 11 Foto Pengujian Smartphone Android

## C. Analisa Sistem
Setelah dilakukannya pengujian pada setiap blok rangkaian maka  seluruh  modul  digabungkan  menjadi  sebuah  sistem, kemudian dilakukan pengujian dengan menggunakan Smartphone  Android  untuk  melihat  tingkat  akurasi  dan  error alat  yang  dibuat  sesuai  dengan  rancangan  awal  rangkaian  ini. Berikut tabel pengujian akurasi yang dilakukan :

## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana

## ISSN: 2086 ‐ 9479
Tabel 2 Pengujian Akurasi Sensor Suhu DHT11
Dari  tabel  2  diatas  dapat  dilihat  grafik  pengukurannya setelah 21 pengujian pada gambar berikut ini :
Gambar 12 Grafik Pengujian Sensor Suhu DHT11
Pada  tabel  2  hasil  percobaan  menunjukkan  bahwa  sistem akuisisi  data  suhu  memiliki  error  rata-rata  sebesar  1.15°C, nilai  ini  didapat  dengan  menjumlahkan  semua  nilai  error  dari setiap  pengujian  dibagi  jumlah  pengujian  (  21  kali  )  dengan rumus deviasi sebagai berikut :
(1) Sehingga nilai deviasinya adalah 1.15 o C.
Dari  tabel  tersebut  dapat  dihitung  tingkat  akurasinya dengan rumus perbandingan sebagai berikut :
(2)
Sehingga persentase akurasi rata-ratanya adalah 97.23% Dari  hasil  perhitungan  nilai  error  yang  didapat  sudah sesuai  dengan  nilai  toleransi  pada  datasheet  yang  dimiliki sensor suhu DHT11 dengan nilai toleransi ± 2.0oC dan tingkat akurasi rata-ratanya 97.23%.

## V. K ESIMPULAN
Setelah melakukan proses perancangan, pengujian alat dan pendataan,  maka  penulis  dapat  menarik  beberapa  kesimpulan sebagai berikut :
Temperature  Controller  ini  dapat  berfungsi  menggunakan koneksi  wireless  dan  dapat  dikontrol  secara  manual  dari smartphone Android pada range suhu 29oC – 53oC sesuai data pengukuran sensor suhu DHT11.
Terdapat  perbedaan  nilai  Error  rata-rata  sebesar  1.15oC dalam  data  pengukuran  sensor  suhu  DHT11  dengan  tingkat akurasi  rata-rata  sebesar  97.23%.  Nilai  Error  tersebut  sesuai dengan  nilai  toleransi  dari  datasheet  sensor  suhu  DHT11 sebesar ± 2.0oC

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Terima  kasih  yang  sebesar-besarnya  penulis  ucapkan terhadap rekan-rekan dosen dan mahasiswa yang terlibat dalam penelitian  ini,  dan  terima  kasih  juga  terhadap  tim  editorial Jurnal Teknologi Elektro atas dipublikasikannya penelitian ini.
D AFTAR P USTAKA [1] Arduino. “Arduino Software (IDE)”. https://www.arduino.cc/en/guide/environment/, 3 Januari 2017.
[2] Blynk. “Getting Started”. http://docs.blynk.cc/, 3 Januari 2017.
[3] MiroslavS11.  ”Wemos  D1  Mini  Temperature/humidity  Monitoring”. http://www.instructables.com/id/Wemos-D1-Mini- Temperaturehumidity-Monitoring/, 5 Desember 2016.
[4] Ulinnuha,  M.  Alfiyan.  “Internet  of  Things  dengan  Arduino”. http://blog.ulindev.com/internet-of-things-dengan-arduino/,  21  Oktober 2016.
[5] Tutorials Point. 2016. “Arduino Tutorial”. India: Tutorials Point (I) Pvt. Ltd.
[6] Pangaribuan,  Hasan.  2016.  “Rancang  Bangun  Kompor  Listrik  Digital Iot”. Penelitian. Universitas Mercubuana Jakarta.

## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN: 2086 ‐ 9479
[7] Widya  S,  Anisa,  2016.  “Kontrol  Relay  Melalui  Wifi  Esp8266  Dengan Aplikasi  Blynk  Berbasis  Os  Android”.  Penelitian.  Universitas  Gadjah Mada Yogyakarta.
[8] Norris, Donald. 2015. “The Internet Of Things: Do-It-Yourself Projects with  Arduino,  Raspberry  Pi,  and  BeagleBone  Black”.  New  York: McGraw-Hill Education.
[9] Riley, Mike. 2012. “Programming Your Home: Automate with Arduino, Android,  and  Your  Computer”.  Texas:  The  Pragmatic  Programmers, LLC..