## Rancang Bangun Sistem Monitoring Cuaca Berbasis Internet Of Things (IoT)
1 Totok Sugiyanto, 2 Arif Fahmi , 3 Razki Nalandari
1) Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas PGRI Banyuwangi
2) Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas PGRI Banyuwangi
2) Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas PGRI Banyuwangi e-mail  :  totoksugiyanto66@gmail.com
ABSTRACT - The IoT-based weather monitoring system built aims to provide a real-time information change in weather conditions to the public and that information can be easily accessed by everyone via the web. Device Weather monitoring system uses a rain sensor (Rain Drop Water Sensor), an LDR sensor (Light Dependent Resistor), a temperature and humidity sensor (DHT11), the sensor is combined into a weather information (sunny, cloudy, rainy). Information sent to the server is then displayed on the website which is updated once every 1 second and weather information is saved to the server in the form of statistical data.
Sunny  weather  is  obtained  when  the  LDR  sensor  ADC  value  is below  50  and  cloudy  weather  is  above  50  ADC  data  while  rainy weather  is  obtained  when  the  rain  sensor  module  (raindrof  sensor) shows the numbers 100 - 750 and the non-rain conditions produce an average  value  of  the  ADC  at  the  raindrof  sensor  module  shows  the number  1013.  Data  transmission  is  successfully  sent  to  the  server when  NodeMcu  has  stable  internet  access  with  an  average  internet speed  value  above  100  kbps  the  data  is  not  completely  sent  to  the server.  sensor  data  sent  to  the  server  is  87.7%  successful  and  8% fails  from  25  data  retrieval.  This  error  is  the  smallest  error  when compared with the amount of data retrieval sent to the server. While the DHT11 humidity sensor error is based on data from BMKG that is equal to 0.14% and the DHT11 temperature sensor error is based on  data  from  BMKG  that  is  equal  to  0.4%  from  24  times  the  data collection. the difference in the temperature and humidity reading is caused by the use of different sensors so for accuracy the reading of the  temperature  and  humidity  values  automatically  differs  from  the sensor data used
Keywords: DHT11  temperature  sensor,  NodeMcu,  Arduino,  IoT weather monitoring.
ABSTRAK - Sistem monitoring cuaca berbasis IoT di bangun bertujuan untuk memberikan sebuah informasi perubahan kondisi cuaca secara real-time kepada masyarakat dan informasi tersebut bisa di akses dengan mudah oleh semua orang melalui web. Device Sistem monitoring cuaca menggunakan sensor hujan (Rain Drop Water Sensor) , sensor LDR (Light Dependent Resistor), sensor suhu dan kelembapan (DHT11), sensor tersebut di kombinasikan menjadi sebuah informasi cuaca (cerah, mendung, hujan). Informasi dikirimkan ke server kemudian ditampilkan pada Website yang di update setiap 1 detik sekali dan informasi cuaca di simpan ke server dalam bentuk data statistik.
Cuaca  cerah  di  dapatkan  ketika  sensor  LDR  nilai  ADC  nya  di bawah 50 dan cuaca mendung di atas 50 data ADC sedangkan cuaca hujan  di  dapatkan  ketika  modul  sensor  hujan  (raindrof  sensor) menunjukan angka  100 – 750 dan kondisi tidak hujan menghasilkan nilai  rata-rata  ADC  pada  modul raindrof  sensor menunjukan  angka
1013.  Pengiriman  data  berhasil  di  kirimkan  ke server ketika NodeMcu  memiliki  akses  internet  yang  setabil  dengan  nilai kecepatan internet rata-rata di atas 100 kbps. Pada saat akses internet kurang  dari  100  kbps  data  tidak  sepenuhnya  terkirim  ke  server.data sensor yang di kirim ke server 87,7% berhasil dan 8 % gagal dari 25 kali  pengambilan  data. Error tersebut  merupakan  kesalahan  terkecil jika  di  bandingkan  dengan  banyaknya  pengambilan  data  yang terkirim  ke  server.  Sedangkan  error  sensor  kelembaban  DHT11 berdasarkan  data  dari  BMKG  yaitu  sebesar  0,14  %  dan  error  sensor suhu  DHT11  berdasarkan  data  dari  BMKG  yaitu  sebesar  0,4  %  dari 24  kali  pengambilan  data.  selisih  perbedaan  nilai  pembacaan  suhu dan kelembaban di sebabkan karena pemakaian sensor yang berbeda jadi  untuk  akurasi  pembacaan  nilai  suhu  dan  kelembaban  secara otomatis berbeda dengan data sensor yang di gunakan
Kata  kunci: Sensor  suhu  DHT11,  NodeMcu,  arduino,  monitoring cuaca IoT.

## I. Pendahuluan
Kabupaten Banyuwangi menjadi salah satu daerah dengan destinasi  pariwisata  favorit  bagi  wisatawan.  Kondisi  geografis dan keterjangkauan akses infrastruktur sarana komunikasi yang minim menjadi kendala bagi wisatawan yang ingin berkunjung. Salah  satu  kedala  yang  dihadapi  adalah  informasi  tentang kondisi  perubahan  cuaca  pada  wisata  tersebut.  Apalagi  curah hujan  yang  terjadi  antara  satu  tempat  dengan  tempat  yang lainya  berbeda  walaupun  masih  dalam  satu  Kecamatan  [1]. Dengan  adanya  perbedaan  curah  hujan  tersebut  dapat menggangu  aktifitas  wisatawan  khususnya  bagi  wisatawan yang hendak berkunjung ke tempat wisata [2].
Kondisi  hujan  di  Indonesia  sekarang  tidak  lagi  bisa diprediksi  atau  sudah  tidak  sesuai  dengan  perhitungan  iklim yang  seharusnya  [3],  salah  satunya  adalah  di  Kabupaten Banyuwangi.  Musim  hujan  biasanya  terjadi  pada  bulan Oktober  sampai  Maret  tetapi  faktanya  hujan  sangat  deras terjadi  di  Bulan  April  sampai  September.  Bahkan  terdapat sebuah  daerah  sedang  terjadi  hujan,  tetapi  daerah  lain  yang berdekatan  dengan  daerah  tersebut  tidak  hujan  sedikitpun  [4]. Jadi  kondisi  tersebut  sangat  mengganggu  kususnya  bagi wisatawan  yang  hendak  ingin  berkunjung  ke  tempat  wisata karena  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi  salah  satunya adalah kurangnya sarana informasi  mengenai kondisi cuaca di daerah tersebut.
Salah  satu  sarana  yang  dapat  menunjang  untuk mendapatkan  informasi  atas  perubahan  kondisi  cuaca  tersebut
adalah  Teknologi Internet  Of  Things (IoT).  IoT  dapat menghubungkan benda-benda  dengan koneksi  internet sehingga dapat dilakukan pemantauan, pengontrolan jarak jauh melalui  jaringan  internet.  Disisi  lain  IoT  tentunya  akan memudahkan  wisatawan  karena  teknologi  tersebut  dapat memberikan  informasi  mengenai  kondisi  cuaca  pada  daerah wisata tersebut secara real-time [5].
Berdasarkan latar belakang tersebut, dibuatlah sebuah rancang  bangun  alat  yang  mampu  memonitoring  atau memberikan  sebuah  informasi  secara  real-time  kepada wisatawan  mengenai  kondisi  cuaca  di  tempat  wisata  dan informasi tersebut bisa di akses oleh semua wisatawan melalui web. Sistem monitoring cuaca dirancang menggunakan sensor hujan (Rain  Drop  Water  Sensor), sensor  LDR  ( Light Dependent  Resistor), sensor  suhu  dan  kelembapan  (DHT11), dan modul RTC (Real-Time Clock). Setiap inputan yang masuk melalui  mikrontroller  mempunyai  nilai  besaran  yang  berbeda- beda.  Sehingga  dengan  menggunakan  nilai  besaran  tersebut kemudian di kalibrasi di dalam microcontroller sehingga dapat di  ketahui  informasi  cuaca.  Data  yang  didapat  pada mikrokontroller ini  dikirim  ke  server.  Kemudian  ditampilkan pada  Website  yang  akan diupdate setiap  2  detik  sekali  dan informasi  tersebut  di  simpan  ke  dalam  bentuk  data  statistik yang  di  simpan  setiap  satu  menit  sekali.  Adapun  alat  untuk mengirimkan data yang didapat  dari  sensor  adalah  mikrokontroller  ATmega  328P sebagai pengolah data dan NodeMcu  untuk  mengirimkan  data ke  server  dan  di  tampilkan  di  Website  melalui  jaringan Internet, sehingga informasi tersebut dapat di akses oleh semua orang  termasuk  para  wisatawan  untuk  mengetahui  informasi cuaca pada daerah tujuan wisata. Alat tersebut nantinya akan di uji  coba  di  laboratorum  Teknik  Elektro  Universitas  PGRI Banyuwangi  untuk  mengetahui  bahwa  sistem  alat  tersebut berfungsi dengan baik sebelum di aplikasikan secara langsung ke tempat wisata yang sebenarnya.

## II. Metode

## A. Metode penelitian
Gambar 2.1  Metode penelitian.
System monitoring  cuaca  ini  dirancang  untuk  mengatasi masalah bagi pengunjung wisata pada alat system terdapat dua input sensor  yang  pertama  sensor  hujan  fungsinya  untuk mendeteksi  adanya  air  pada  saat  sedang  terjadi  hujan  dan  di lengkapi  dengan  sensor  LDR  untuk  membaca  intensitas cahaya  karena  nilai  intensitas  cahaya  yang  keluar  pada  saat cuaca  sedang  cerah  atau  sedang  mendung  pasti  berbeda  di dalam  alat  system  monitoring  ini  juga  di  lengkapi  dengan modul  RTC  di  mana  modul  ini  di  gunakan  untuk  meutupi kekurangan  dari  sensor  LDR  di  mana  pada  sensor  tersebut tidak bisa membedakan antara cuaca mendung dengan malam hari  karena  pada  saat  kondisi  tersebut  intensitas  cahaya nilainya  hampir  sama  jadi  pada  saat  malam  hari  sensor  pada LDR ini tidak di fungsikan lagi.
Data yang di terima dari input sensor tersebut kemudian di  proses  di  micro  controller  data  yang  masuk  dari  micro controller  kemudian  akan  di  tampilkan  pada  layar  LCD  4x20 yang di hubungkan dengan NodeMcu untuk di kirim ke WEB Server  kemudian  di  dalam  WEB  Server  data  yang  masuk  di olah  kembali  agar  data  informasi  yang  masuk  mudah  di pahami oleh setiap orang atau pengunjung wisata.

## Waktu dan tempat penelitian
Penelitian  ini  dilaksanakan  di  wisata  Umbul  Pule  dan labolatorium  Universitas  PGRI  Banyuwangi  Penelitian  ini dilaksanakan Pada tanggal  3 juli - 13 agustus 2019.
B. Perancangan Alat Sistem Monitoring Cuaca
Gambar 2.2  Perancangan pembuatan alat monitoring cuaca.
Keterangan Gambar :
1.Sensor Suhu (DHT11)  6.NodeMcu 2.Sensor LDR 7.LCD 2 x 16 dan register 12 c 3.Modul RTC 8.Server 4.Sensor Hujan 9.User dan Client 5.Arduino Uno Identifikasi masalah lapangan Perencanaan sistem Pembuatan sistem
Analisis sistem
Hasil penelitian

## III. Hasil dan Pembahasan
3.1  Hasil Pembuatan Instrumen
Gambar 3.1 bentuk prototype sistem monitoring cuaca
Pembuatan  sistem  monitoring  cuaca  di  buat  dalam bentuk  prototype  yang  di  buat  sedemikian  rupa  menyerupai destinasi  wisata  pemandian  Umbul  Pule.  Utuk  melakukan pengujian  alat  dilakukan  dengan  dua  cara  yaitu  di  dalam  dan di  luar  ruangan  yang  di  maksut  dengan  di  dalam  adalah pengujian  dilakukan  dengan  membuat  cuaca  buatan  yaitu dengan  menggunakan  beberapa  diantaranya  hujan  buatan (untuk menguji sensor hujan), air es (untuk melihat perubahan yang  terjadi  pada  sensor  suhu),  cahaya  (untuk  menentukan cuaca mendung dan cerah) dan pengujian yang selanjutnya di lakukan di luar ruanga yaitu adalah metode pengumpulan data yang  di  lakukan  untuk  mendapatkan  hasil  data  yang  sesuai denga cuaca yang sebenarnya
Untuk menentukan kondisi cuaca cerah atau mendung di dalam system monitoring cuaca ini menggunakan sensor LDR dengan melakukan beberapa kali pengujian kemudian di ambil kesimpulan.  Pada  saat  sensor  LDR  terkena  cahaya  matahari langsung sensor tersebut menunjukan angka 8 sampai 27 data ADC  dan  pada  saat  matahari  tertutup  oleh  awan  di  dapatkan nilai  30  sampai  50  data  ADC  nilai  tertinggi  yang  di  hasilkan oleh  sensor  LDR  yaitu    450    yaitu  pada  saat  terjadi  hujan berdasarkan data tersebut di  katakan cerah  ketika  nilai  sensor LDR  di  bawah  50  data  ADC  dan  lebih  dari  50  data  ADC adalah  mendung dan di sesuaikan berdasarkan alat lux meter hasil  pengambilan  data  ADC  sensor  LDR  dan  alat  ukur  lux meter akan di muat ke dalam grafix sebagai perbandingan.
Sedangkan  untuk  menentukan  kondisi  cuaca  pada  saat (hujan dan tidak hujan) di dalam sisstem monitoring cuaca ini menggunakan  sensor  hujan  (raindrof  sensor)  dengan melakukan  beberapa  kali  pengujian  dari  hasil  pengujian tersebut  kemudian  di  ambil  kesimpulan  dari  hasil  penguujian sensor  hujan  pada  saat  kondisi  tidak  hujan  raindrof  sensor menghasilkan  nilai  1000  sampai  1014    pada  saat  itu  kondisi lampu  indikator  digital  dalam  kondisi  tidak  menyala  data ADC pada saat  hujan 380  – 750 data ADC  secara bersamaan lampu  indikator  modul  sensor  hujan  menyala.  dari  data  yang di  dapat  dapat  kemudian  di  bandingkan  dengan  hasil
penelitian  yang  di  lakukan  oleh  (Muhamad  Yusvin  Mustar, 2017)  yang  mengatakan  bahwa  hujan    ringan    terjadi  pada angka 589 sampai 778 dan hujan lebat terjadi pada angka 360 sampai 376 data tersebut di dapatkan bedasarkan nilai yang di hasilkan  dari  sensor  hujan  (raindrof  sensor).  dari  hasil perbandingan  tersebut  terdapat  hasil  nilai  yang  tidak  begitu jauh  jadi  bisa  di  katakana  bahwa  sensor  tersebut  akurat  dan informasi  yang  di  dapatkan  sesuai  dengan  cuaca  yang sebenarnya.  Untuk  hasil  pembacaan  sensor  bisa  di  lihat  pada gambar  3.2  data  sensor  hujan  ,  3.3  data  sensor  cahaya  ,  3.4 data sensor suhu, dan 3.5 data sensor kelembaban.
Gambar 3.2  data sensor hujan
Gambar 3.3  data sensor cahaya
Gambar 3.4  data sensor suhu
Gambar 3.5  data sensor kelembaban
Bentuk tampilan webnya  menggunakan dua tampilan yaitu tampilan  bentuk  desktop  dan  tampilan  bentuk  smart  phone bentuk tampilan web sistem monitoring cuaca sebagai berikut.
3.6  tampilan bentuk web
Di dalam web ada beberapa bagian yang perlu di pahami yaitu header, conten, sidebar berikut adalah bagian bagian dari web sistem monitoring cuaca yang lengkap dengan keterangan nya. Header:logo  UNIBA,  logo  monitoring  cuaca,  text  monitoring cuaca  Conten  :  keterangan  cuaca  yang  dapat  berganti menyesuaikan  cuaca  yang  sebenarnya  ketika  cuaca  (cerah, mendung,  hujan)  untuk  keterangan  gambar  bisa  di  lihat  pada gambar 4.2 keterangan gambar pada sisitem monitoring cuaca selanjutnya  adalah  data  sensor  suhu  DHT11,  data  sensor kelembaban  DHT11,  menampilkan  waktu  terahir  sensor  di update  (jika  data  yang  di  tampilkan  di  web  monitoring  cuaca tidak  sama  dengan  waktu  yang  sebenarnya  bisa  di  katakana sistem  monitoring  cuaca  sedang  ofline  atau  terjadi  masalah pada  sistem  monitioring  cuaca  ),  tampilan real-time (menampilkan data ADC sensor hujan dan ADC sensor LDR), data statistik (menampilkan data yang di simpan setiap 1 menit sekali  dengan  tujuan  untuk  mengetahui  data  atau  informasi cuaca  yang  sebelumnya  sudah  terjadi).  Sidebar  :  berisi  nama yang membangun sistem monitoring cuaca. Web tersebut bisa di akses dengan menggunakan alamat mtc-uniba.github.io. Pengujian Error sistem Kalibrasi sensor menentukan error relatif sensor suhu (DHT11) di kalibrasi berdasarkan  data  dari  BMKG  dengan  menggunakan  rumus sebagai berikut :
ER  =   |RS – RB|    x 100% RB
ER  =   23,8 – 23,9    x 100%   = 0,4 % 23,9
ER   = Error Relatif (%) RS   = Nilai rata-rata sensor suhu DHT11 (oC) RB   = Nilai rata-rata data suhu dari BMKG (oC)
Dari  hasil  tersebut  dapat  di  ketahui  berapa  persen  error sensor  suhu  DHT11  berdasarkan  data  dari  BMKG  yaitu sebesar  0,4  %  dari  24  pengambilan  data  selama  8  hari.  Error sensor  suhu  DHT11  tersebut  merupakan  nilai  terkecil kesalahan  jika  di  bandingkan  data  dari  BMKG  jadi kesimpulanya  sensor  suhu  DHT11  pada  sistem  monitoring cuaca  layak  di  gunakan  untuk  di  jadikan  acuan  untuk menginformasikan suhu. Penyebab terjadinya selisih perbedaan  nilai  pembacaan  suhu  karena  pemakaian  sensor yang  berbeda  jadi  untuk  akurasi  pembacaan  nilai  suhunya secara  otomatis  berbeda  dengan  data  sensor  yang  di  gunakan BMKG.  Sedangkan  untuk    menentukan  error  relatif  sensor kelembaban (DHT11) sebagai berikut : ER  =   |RK – RB|    x 100% RB
ER  =   63,25 – 63,16    x 100%   = 0,14 %
63,16
ER    = Error Relatif (%) RK   = Nilai rata-rata sensor kelembaban DHT11 (%) RB   = Nilai rata-rata data kelembaban dari BMKG (%)
Dari hasil tersebut dapat di ketahui berapa persen error sensor kelembaban  DHT11  berdasarkan  data  dari  BMKG  yaitu sebesar 0,14 % dari 24 pengambilan data selama 8 hari. Error sensor  kelembaban  pada  sensor  DHT11  tersebut  merupakan nilai  terkecil  kesalahan  jika  di  bandingkan  denan  informasi kelembaban dari BMKG jadi kesimpulanya sensor kelembaban  DHT11  pada  sistem  monitoring  cuaca  bisa  di gunakan  sebagai  bahan  acuan  untuk  menginformasikan kelembaban.  Penyebab  terjadinya  selisih  perbedaan  nilai pembacaan  kelembaban  karena  pemakaian  sensor  yang berbeda  jadi  untuk  akurasi  pembacaan  nilai  kelembabannya secara  otomatis  berbeda  dengan  data  sensor  yang  di  gunakan BMKG.
3.2  Pembahasan
Pada  sistem  monitoring  cuaca  berbasis  IoT  terdiri  dari beberapa  komponen  elektronika.  Komponen  utama  sebagai kendali  utama  pada  sistem  monitoring  cuaca  adalah  IC Atmega  328P-PU,    dan  NodeMcu  (sebagai  kontroler  untuk mengirimkan    data  ke  server).  Sedangkan  untuk  sensor menggunakan  beberapa  sensor  di  antaranya  adalah  sensor hujan (untuk menentukan cuaca pada saat sedang hujan ringan maupun hujan deras), sensor LDR ( untuk menentukan kondisi cuaca  mendung  dan  cerah),  dan  sensor  DHT11  (membaca suhu dan kelembaban). untuk keluaran atau hasil menggunakan  LCD  20  x  4  dan  di  kirim  ke  server  untuk  di proses  kembali  ke  dalam  web).  Pada  prototype  sistem monitoring  juga  di  lengkapi  denga  LED  sebagai  indikator untuk menentukan ketika sedang hujan atau cerah. Komponen pendukung lainnya yaitu PCB, fariabel resistor, socket sensor, socket DC 12 V, adaptor 5V 3A, crystal 16.000, header male dan  female,  cover  menggunakan  akrilik,  antena,  dan  saklar power.

## IV. Kesimpulan
Kesimpulan dari hasil penelitian dijelaskan pada bagian ini 1.Cuaca cerah di dapatkan ketika sensor LDR nilai ADC nya di  bawah  50  dan  pada  sensor  hujan  nilai  ADC  nya  di  atas 800.dari  hasil  yang  di  hasil  sensor  hujan  dan  sensor  LDR hasil  nilainya  berbanding  terbalik  untuk  menentukan  cuaca cerah.
2.Cuaca mendung di dapatkan ketika sensor LDR nilai rata- rata data ADC nya di atas 50.
3.Cuaca hujan di dapatkan ketika modul sensor hujan (raindrof sensor)  menunjukan  angka    100  –  750  karena  pada  saat  itu data  digital  pada  modul  raindrof  sensor    aktif  atau  lampu indikator LED menyala. sedangkan kondisi tidak hujan nilai rata-rata  ADC  yang  di  hasilkan  pada  modul  raindrof  sensor
menunjukan  angka  1013  dan  angka  tersebut  konstan  dan hanya  mengalami  sedikt  perubahan  ketika  modul  raindrof tidak  terdapat  air  pada  saat  bersamaan  kondisi  data  digital pada modul raindrof sensor tidak aktif atau lampu indikator LED dalam keadaan Mati.
4.Dari hasil penelitian tersebut dapat di ketahui error sensor kelembaban  DHT11  berdasarkan  data  dari  BMKG  yaitu sebesar  0,14  %  dan  error  sensor  suhu  DHT11  berdasarkan data dari BMKG yaitu sebesar 0,4 %
5.Pengiriman data sensor ke server terjadi error 8 % dari 25 kali  pengambilan  data  penyebab  data  gagal  terkirim  karena akses  internet  yang  di  terima  oleh  NodeMcu  lemah  karena pada saat itu kecepatan internet pada saat pengambilan data kurang setabil di bawah 100 kbps.
6.Sensor LDR tidak bisa di gunakan untuk menentukan cuaca ketika  menunjukan  pukul  17.00  –  06.00  WIB  karena  pada saat  itu  nilai  ADC  nya  akan  tinggi  karena  tidak  ada  cahaya sensor akan mengatakan bahwa itu sedang mendung

## V.  Daftar Pustaka
[1]  Faza  Ulya,  M.  K.  (2017).  RANCANG  BANGUN SISTEM  MONITORING  CUACA  DENGAN  TAMPILAN THINGSPEAK.  Jurnal  Mahasiswa  Teknik  Elektro,  Vol  1, No 1
[2]  Devy,  H.  A.,  &  Soemanto,  R.  (2017). pengembangan  obyek  dan  daya  tarik  wisata  alam  sebagai daerah  tujuan  wisata  di  kabupaten  karanganyar.  jurnal sosiologi dilema, vol. 32, issn : 0215/9635, 35.
[3]  Suripin,  D.  K.  (Desember).  Pengaruh  Perubahan Iklim terhadap Hidrograf Banjir di Kanal Banjir Timur Kota Semarang. Jurnal Media Komunikasi Teknik Sipil, 120.
[4] Dian  Kurniawan,  A.  N.  (2016).  perancangan  dan implementasi  sistem  monitor  cuaca.  e-Proceeding  of Engineering  vol.3,  757.  International  Conference  on Information  and  Communication  Technology  (ICoICT), IEEE Conferences, 2015, pp. 500–503.
[5] Mokh.  Sholihul  Hadi,  D.  A.  (2017).  iot  cloud  data logger  untuk  sistem  pendeteksi  dini  bencana  banjir  pada pemukiman  penduduk  terintegrasi  media  sosial.  Edukasi Elektro, Vol. 1, No. 2,, 129.