Percobaan Dengan NodeMCU-- Lengkap dengan Program

Dasar Teori

NodeMCU

NodeMCU adalah sebuah platform IoT opensource dengan biaya yang lebih rendah. Microcontroller ini juga sudah dilengkapi dengan module WIFI ESP8266. Istilah NodeMCU secara default sebenarnya mengacu pada firmware yang digunakan dari pada perangkat keras development kit NodeMCU bisa dianalogikan sebagai board arduino- nya ESP8266.

Setelah mengetahui pengertian tentang NodeMCU ESP 8266, selanjutnya yaitu mengetahui tentang spesifikasi NodeMCU8266 itu sendiri. Berikut spesifikasi umum dan fitur dari NodeMCU 8266 :

• Tegangan antarmuka komunikasi: 3.3V.

• WiFi di 2.4GHz, mendukung mode keamanan WPA / WPA2

• Mendukung tiga mode operasi STA / AP / STA + AP

• D0 ~ D8, SD1 ~ SD3: digunakan sebagai GPIO, PWM, IIC, dll., Kemampuan driver port 15mA

• Input daya: 4.5V ~ 9V (10VMAX), bertenaga USB

• Saat ini: transmisi kontinu: 70mA (200mA MAX), Siaga: 200uA

• Kecepatan transfer: 110-460800bps

• Mendukung antarmuka komunikasi data UART / GPIO

• Pembaruan firmware jarak jauh (OTA)

• Mendukung Smart Link Smart Networking

• Suhu kerja: -40 Deg ~ + 125 Deg

• Tipe Drive: Driver H-bridge ganda berdaya tinggi

• Tidak perlu mengunduh pengaturan ulang

• Ukuran flash: 4MByte

Breadboard

Breadboard adalah board yang digunakan untuk membuat rangkaian elektronik tanpa harus merepotkan pengguna untuk menyolder. Biasanya papan breadboard ini digunakan untuk membuat rangkaian elektronik sementara untuk tujuan uji coba atau prototype. Kegunaan breadboard yaitu sebagai media penghantar (konduktor listrik) sekaligus tempat kabel jumper dilekatkan. Sehingga arus dari satu komponen bisa terdistribusi dengan baik sesuai keinginan ke komponen lain tanpa harus merepotkan pengguna untuk melakukan penyolderan atau melakukan bongkar pasang.

Umumnya breadboard terbuat dari bahan plastik yang juga sudah terdapat berbagai lubang. Lubang tersebut sudah diatur sebelumnya sehingga membentuk pola yang didasarkan pada pola jaringan di dalamnya. Selain itu, breadboard yang bisa ditemukan di pasaran umumnya dibagi menjadi 3 ukuran. Pertama dinamakan sebagai mini breadboard, kedua disebut medium breadboard, dan yang terakhir dinamakan sebagai large breadboard. Untuk mini breadboard, ia memiliki kurang lebih 170 titik. Sementara untuk medium breadboard sudah dilengkapi dengan kurang lebih 400 titik. Large breadboard memiliki lubang kurang lebih 830. Seperti gambar yang sudah ada di atas, bahwa mini breadboard memiliki 200 titik hubung. Di bagian kanan sudah bisa dilihat pola layout yang digambarkan dengan garis biru. Di sini bisa dilihat beberapa tulisan mulai dari A sampai dengan J.

Berdasarkan gambar di atas, fungsi dari masing-masing jalur koneksi pada breadboard dengan keterangan warnanya yaitu sebagai berikut:

• Jalur warna merah, digunakan untuk menempatkan pin 5V atau kutub positif dari Arduino untuk dihubungkan ke kutub positif komponen lain.

• Jalur warna biru, digunakan untuk menempatkan pin GND atau kutub negatif dari Arduino untuk dihubungkan ke kutub negatif komponen lain.

• Jalur warna hijau, digunakan untuk menempatkan pin digital dari Arduino untuk dihubungkan ke komponen lain.

Selain itu, di bagian tengah papan breadboard terdapat ruang kosong yang masingmasing pinggirannya terdapat ujung jalur vertikal. Fungsi dari ruang kosong ini adalah untuk menancapkan langsung ic component.

LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

DHT11

DHT11 adalah sensor suhu dan kelembaban udara, memiliki keluaran sinyal digital yang dikalibrasi dengan sensor suhu dan kelembaban yang kompleks. Teknologi memastikan keandalan yang tinggi dan stabilitas jangka panjang yang sangat baik. Mikrokontroler terhubung ke kinerja tinggi 8 bit. Sensor ini mencakup elemen resistif dan alat pengukur suhu NTC. DHT11 memiliki kualitas yang sangat baik, respon cepat, kemampuan anti-interferensi dan keunggulan kinerja biaya tinggi. Setiap sensor DHT11 memiliki fitur kalibrasi sangat akurat dari kelembaban ruang kalibrasi. Koefisien kalibrasi yang disimpan dalam memori program OTP, sensor internal mendeteksi sinyal dalam proses, kita harus menyebutnya koefisien kalibrasi. Sistem antarmuka tunggal-kabel serial terintegrasi untuk menjadi cepat dan mudah. Kecil ukuran, daya rendah, sinyal transmisi jarak hingga 20 meter, sehingga berbagai aplikasi dan bahkan aplikasi yang paling menuntut. Produk ini 4-pin pin baris paket tunggal.

Koneksi nyaman, paket khusus dapat diberikan sesuai dengan kebutuhan pengguna.

Dengan Spesifikasi

1. Tegangan masukan : 5 Vdc

2. Rentang temperatur : 0-50°C kesalahan ± 2 ° C

3. Kelembaban 20-90% RH ± 5% RH error

4. Konsumsi arus : Measurement 0.3 mA, standby 60µA

5. Periode Sampling : lebih dari 2 detik

LCD

LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Display LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya. Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya. Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes).

LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.

Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah :

• Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)

• Elektroda Positif (Positive Electrode)

• Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)

• Elektroda Negatif (Negative Electrode)

• Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)

• Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)

Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang diperlukan dalam percobaan adalah sebagai berikut :

1. NodeMCU	1 buah
2. Breadboard	1 buah
3. LED	1 buah
4. Resistor	1 buah
5. Kabel Jumper	2 buah
6. LCD	1 buah
7. DHT11	1 buah
8. Kabel USB	1 buah
9. Laptop/Komputer 10. Software Arduino IDE	1 buah

Diagram dan Wiring Rangkaian

Diagram Blok

Diagram Wiring

Langkah-Langkah Percobaan

1. Persiapkan alat dan bahan seperti breadboard, nodeMCU, LED, kabel jumper, resistor, dan laptop yang sudah terinstall software Arduino IDE.

2. Setelah semua dipersiapkan, rangkai semua komponen sesuai dengan diagram wiring yang sudah ada Untuk lebih jelasnya bisa dilihat gambar :

Gambar 1.7 Rangkaian Komponen dalam Breadboard

3. Setelah semua terpasang hubungkan NodeMCU dengan laptop menggunakan kabel USB.

4. Buka aplikasi Arduino IDE alu ketikkan kode program/sketch sebagai berikut

#define TCP_MSS whatever
#define LWIP_IPV6 whatever
#define LWIP_FEATURES whatever
#define LWIP_OPEN_SRC whatever
#define BLYNK_PRINT Serial
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>
#define motor D7
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

char auth[] = "umEAeleNE74q6iTxGz7tWjp40sU1qPDz"; //Enter the Auth code which was send by Blink
char ssid[] = "Dimas"; //Enter your WIFI Name
char pass[] = "dimas321"; //Enter your WIFI Password
DHT dht(D3, DHT11); //(sensor pin,sensor type)
BlynkTimer timer;
void sendSensor() {
float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();
if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return;
}
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Temp : ");
lcd.print(t);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Humi : ");
lcd.print(h);
Blynk.virtualWrite(V0, t);
Blynk.virtualWrite(V1, h);
}
void setup() {
pinMode(motor,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
Wire.begin(D2, D1);
lcd.begin();
lcd.backlight();
Blynk.begin(auth, ssid, pass);
dht.begin();
timer.setInterval(100L, sendSensor);
}
void loop() {
float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();
delay(100);
if (t > 33.00 ){
    digitalWrite(motor,HIGH);
} else if (t <= 33.00){
    digitalWrite(D7,HIGH);
} else{
    digitalWrite(D7,LOW);
}
Blynk.run();
timer.run();

}

5. Selanjutnya Compile untuk mengecek apakah terdapat kesalahan / error dari program yang telah dibuat, dengan cara klik tanda checklist di pojok kiri atas, atau dengan ikon seperti dibawah ini.

6. Jika proses compiling sudah selesai dan tidak ditemukan error, maka klik icon Upload, untuk mengupload program ke NodeMCU dengan mengklik ikon Panah pada pojok kiri

atas

7. Tunggu hingga proses uploading selesai. Jika sudah maka akan tedapat tulisan “Done Uploading”

Hasil Percobaan dan Analisa Percobaan

Berikut hasil percobaan Blink LED, dapat dilihat pada gambar dibawah :

Gambar berikut merupakan hasil saat Sensor DHT 11 mengecek suhu diatas 33 derajat celcius, dimana LED itu akan menyala

Gambar berikut merupakan hasil saat Sensor DHT 11 mengecek suhu dibawah 33 derajat celcius, dimana LED itu akan padam

Untuk lebih jelasnya bisa dilihat di video youtube yang telah kami upload, sesuai dengan link yang tertera. Dari percobaan tersebut didapatkan analisa bahwa motor tidak bisa langsung dirangkai ke nodeMCU, perlu komponen tambahan untuk menggerakkan motor dc yang akan digunakan. Dari rangkaian yang sudah diuji coba didapat pula Analisa bahwa LED bisa dipakai untuk actuator dalam hal ini sebagai penanda bahwa suhu yang terukur diatas 33⁰C maka LED akan menyala. LCD disini untuk memonitor berapa suhu dan kelembapan yang terukur dari sensor DHT11

Kesimpulan

Dari percobaan rancang bangun perangkat IoT Integrasi Sensor dengan Aktuator

menggunakan NodeMCU yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

• Sebelum masuk ke void setup dan void loop, kita harus mendeklarasikan dulu perangkat atau komponen yang akan digunakan di Arduino IDE

• Untuk memonitor hasil dari sensor DHT11 melalui handphone atau gawai, kita harus mensetup juga jaringan yang akan digunakan sama dengan jaringan yang dipakai di gawai

• Diperlukan komponen tambahan jika ingin menggunakan motor dc sebagai aktuator