PERANGKAT
JAM PORTABEL DENGAN FUNGSI PEMBACA SUHU DAN PELACAKAN SUARA MELALUI BUZZER
MENGGUNAKAN MODUL NRF BERBASIS ARDUINO
Willy Oktodinata1, Yunianto Purnomo2
Universitas Bunda Mulia,
Indonesia
Email :
S32190107@student.ubm.ac.id1,ypurnomo@bundamulia.ac.id2
|
Abstract |
|
This
device is intended to help in everyday matters related to reading
temperatures in the surrounding environment, from outside or inside the house
and can help to replace clocks and can also track objects that are hilling in
the environment using radiation voice. This research uses comparative
research methods and experimental research methods, where this method is
tested on several modules used in this research, namely the nRF module, DHT22
and DS3231. where testing on the nRF module is to test the length of the signal
that can be transmitted on the nRF module to communicate with each other in
open space or closed space, and on the DHT22 a comparison method is used to
compare with other tools, namely a thermometer, which is used to measure
temperature and analyze which one has accuracy. high temperature readings and
appropriate accuracy of temperature readings on the DHT22 and for the DS3231
using experimental methods to be able to adjust the time and date on
computers and watches because they can also be set manually to adjust the
time for each country, and the results obtained will be studied using a table
as a comparison. The research results obtained in the design and testing of
this device show that the DHT22 has a reading accuracy of ±0.5 degrees with a
thermometer and in testing for the nRF module distance it was found that the
open distance had good signal transmission but for the closed space it had
good signal transmission which is unstable. Keywords: module,nRF module,DHT22,research,comparison |
|
Abstrak |
|
alat ini untuk membantu dalam hal hal
keseharian yang menyangkut dalam pembacaan temperatur pada sekitar lingkungan
maupun dari luar atau pun juga di dalam rumah serta dapat membantu untuk
menjadi pengganti jam dan serta dapat melacak benda yang hilling pada sekitar
lingkungan dengan menggunakan pancaran suara. Dari penelitian ini menggunakan
metode penellitian perbandingan dan metode penelitian eksperimen dimana ini
metode ini diujikan pada beberapa modul yang digunakan pada penelitian ini
yaitu nRF module,DHT22 dan DS3231. dimana pengujian pada nRF module yaitu
untuk menguji lamanya sinyal yang dapat di transmit pada nRF module un7tuk
saling berkomunikasi pada open space atau closed space,serta pada DHT22
digunakannya metode perbandingan untuk dibandingkan pada alat lain yaitu
thermometer dimana untuk mengukur suhu dan dianalisa mana yang memiliki
akurasi pembacaan suhu yang tinggi dan kesesuaian akurasi pembacaan suhu pada
DHT22 dan untuk DS3231 menggunakan metode eksperimen untuk dapat menyesuaikan
waktu dan tanggal yang ada pada computer serta jam tangan karena juga dapat
diatur secara manual untuk penyesuaian waktu pada setiap negara,dan dari
hasil yang didapat akan dikaji dengan menggunakan tabel sebagai
perbandingan.Hasil penelitian yang didapat pada perancangan dan pengujian
device ini menunjukkan bahwa DHT22 memiliki akurasi pembacaan ±0.5 derajat
dengan thermometer dan pada pengujian untuk jarak nRF module didapat jika
jarak open memiliki pengiriman sinyal yang bagus namun untuk closed space
memiliki pengiriman sinyal yang tidak stabil. Kata Kunci: modul, nRF modul, DHT22, penilitian, perbandingan |
Jaman teknologi pada era ini
sudah sangat berkembang dimana keseharian kita dibantu banyak oleh produk atau
alat dari kemajuan teknologi tersebut dan tidak hanya disitu saja,kemajuan
teknologi tersebut dapat dibuat dikarenakan terdapat suatu masalah dalam
lingkungan hidup di sekitar kita (Anggraini & Suaidah, 2022; Febriani & Dewi,
2019). Namun tidak
setiap masalah akan diselesaikan secara langsung dari perkembangan teknologi
tersebut dan masih terdapat banyak masalah yang dapat dibantu menggunakan
teknologi teknologi yang dapat dikembangkan khusus pada setiap masalah masing
masing (Anggraini & Suaidah, 2022).
Dari teknologi yang dimaksud
salah satunya adalah Arduino board dimana perangkat board open-source ini yang
menjadi salah satu kemajuan teknologi open source dikarenakan semua orang dapat
mengakses ataupun merancang suatu projek dari kecil hingga projek yang besar
menggunakan Arduino board sesuai dari setiap inovasi dan kreativitas orang yang
memiliki ketertarikan pada teknologi (Tupalessy & Sarapil, 2023). Salah satunya
yaitu alat alat portable yang umumnya banyak menggunakan komponen kecil seperti
untuk sensor suhu,sensor gas,sensor infrared dan module sensor lainnya (Aziz, 2016). dimana sensor
suhu ini dapat membaca suhu dan juga sekaligus dapat mmembaca kelembapan udara
dan untuk sensor gas dapat mendeteksi gas dan ini biasanya banyak digunakan
sebaai pendeteksi kebakaran pada perumahan karena pada sensor gas ini dapat
mendeteksi massa gas yang dimana akan memberi suatu notifikasi atau
pemberitahuan jika terdapat penambahan
modul seperti buzzer atau speaker,dan untuk sensor infrared yaitu sensor
berguna sebagai multifungsi karena dapat mendeteksi objek atau mahkluk hidup
pada area sekitar yang dapat dijangkau oleh sensor terrsebut.
Untuk nRF module yaitu salah satu module yang dapat
membuat pada kedua atau lebih board Arduino untuk saling berkomunikasi melewati
gelombang radio yang dimana ini biasa digunakan pada mainan mobil-mobilan atau
pada device yang menggunakan prinsip kerja seperti nRF module.
Arduino
Arduino Uno merupakan
salah satu jenis papan mikrokontroler yang dikembangkan oleh Arduino.cc (Rohmanu, 2022). Arduino dapat
dikoneksikan ke komputer dengan kabel USB dan diprogram dengan menggunakan Software
Arduino (IDE) yang mendukung bahasa pemrograman C dan C++ ataupun dengan
software lain seperti Scratch for Arduino,Common-Coding dan Proteus yang
menggunakan bahasa pemrograman berbasis block /gambar. Berikut dibawah ini
merupakan gambar dari Arduino uno.
Gambar
1 Arduino Uno
Gambar 2 Arduino Nano
Layar OLED
Layar OLED (Organic Light Emitting Diode) adalah dioda pemancar cahaya organik yang terbuat dari bahan
semikonduktor organik yang mengisolasi secara elektrik.
Gambar
3 Layar OLED
Buzzer
Buzzer
merupakan komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara
berupa gelombang bunyi. Buzzer akan menghasilkan getaran suara ketika
diberikan sejumlah tegangan listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan
spesifikasi bentuk dan ukuran buzzer elektronika itu sendiri.
Setiap buzzer memerlukan input berupa
tegangan listrik yang kemudian diubah menjadi getaran suara atau gelombang
bunyi yang memiliki frekuensi dengan kisaran antara 1 - 5 KHz. Buzzer memiliki 2 buah kaki yaitu
positif dan negatif. Secara sederhana, kita bisa menggunakannya dengan
memberikan tegangan positif dan negatif 3V - 12V.
Gambar
4 Buzzer
Push Button
Push
Button adalah salah satu komponen elektronika yang fungsinya hampir tak
tergantikan (Kadir, 2018). Ketika digunakan untuk berinteraksi, tombol ini bisa memutus hubungan atas
suatu aliran. Pemutusan ini terjadi akibat dampak dari pengalihan dari satu
konduktor ke konduktor lainnya (Risma,
Bagaskara, Latifah, Anisah, & Rialita, 2020).
Mekanisme
pemutusan dan penghubungan aliran disebut dengan sistem unlock atau tidak
mengunci. Ketika tombol tidak ditekan, sirkuit tersebut akan berada dalam
kondisi normal.
Gambar
5 Push Button
DHT22
Sensor DHT merupakan paket sensor yang berfungsi untuk
mengukur suhu dan kelembaban udara sekaligus yang dialamnya terdapat thermistor
tipe NTC (Negative Temperature
Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembapan dengan
karkteristik resistif terhadap perubahan kadar air di udara serta terdapat chip
yang di dalamnya melakukan beberapa konversi analog ke digital (Askan, Ali, Kadaryono, & Muhlasin, 2022).
Table
1 Tabel Spesifikasi DHT22
Gambar
6 DHT22
DS3231
RTC DS3231 adalah singkaan
dari Real Time Clock.Dalam sederhananya modul RTC
DS3231 merupakan sistem pengingat Waktu dan Tanggal yang menggunkan baterai
sebagai pemasok power agar modul ini tetap berjalan (Nastiar, 2021).
Modul ini mengupdate Tanggal dan Waktu secara berkala, sehingga
kita dapat menerima Tanggal dan Waktu yang akurat dari Modul RTC kapanpun kita
butuhkan.
Gambar
7 DS3231
nRF Module
NRF24l01 adalah sebuah
modul komunikasi jarak jauh yang bekerja pada gelombang RF 2,4- 2,5 GHz. Modul
NRF24l01 menggunakan Serial Peripheral Interface (SPI) untuk berkomunikasi (Hebi, Ray, & Tamal, 2023).
NRF24l01 di desain untuk
seluruh dunia dengan frekuensi radio ISM dari 2.400 – 2.4835 GHz.untuk
pengunaan module ini dibutuhkannya bantuan eksternal dengan sistem radio
frekuensi seperti microcontroller atau beberapa alat eksternal yang dapat
membuat bekerjannya modul NRF24l01.
1.
Metode
Pengambilan Data
Teknik untuk pengumpulan data dalam
penelitian ini akan tergantung dari jangkuan sinyal transmisi yang bisa
diproses dari modul nRF tersebut , berikut tabel yang dapat dikajikan seperti
contoh :
Table
2 Tabel Pengambilan Data nRF Module
Table
3 Tabel Pengumpulan Data DHT22
Dalam tabel diatas dicantumkan 3
kolom yang pertama merupakan perantara komunikasi,jarak open space dan jarak
closed space.dimana ini perantara komunikasi yaitu menggunakan 2 board Arduino
uno dan Arduino nano,untuk jarak open space dinyatakan menggunakan satuan meter
dan variabel X tersebut merupakan jarak yang dapat dijangkau jika pada open
space dan closed space.
Dan untuk table pengumpulan data
DHT22 terdapat 2 kolom dimana sama seperti pengumpulan data nRF modul dimana
variabel X yaitu sebagai nilai yang akan didapatkan.
2. Proses Perancangan
Gambar
8 Diagram UML Perancangan Proses
Dimana arduino yang dipakai terdapat dua arduino
dengan arduino yang tersambung pada layar OLED akan memunculkan layar menu yang
terdapat 3 menu yaitu menunjukkan jam dan tanggal,menunjukkan temperatur suhu
dalam satuan faernheit dan celcius serta menu untuk mengaktifkan komunikasi
tanpa jaringan dengan menggunakan nRF module untuk mengaktifkan suara buzzer
dengan push button.
3. Perancangan Sistem
Untuk
perancangan sistem skematik akan digunakan aplikasi simulasi seperti
Tinkercad,Wokwi dan Proteus untuk alat alat komponen elektronik serta dapat
menguji pemograman secara virtualisasi. dan akan disertai dengan diagram untuk
mengetahui cara device bekerja secara sederhana.
Gambar
9 State Machine Diagram Portable
Clock Device
4. Kebutuhan Sistem
Adapun
beberapa peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
2. Arduino
UNO
3. Arduino
NANO
4. Buzzer
5. DHT22
6. Push
Button
7. Layar
LED/Layar LCD
8. Breadboard
9. Kabel
Jumper Male To Male
10. Kabel
Jumper Male To Female
11. PC/Laptop
12. Kabel USB
13. 2 Battery
9V
14. Jack
Connector/Snap Cable
15. Real Time
Clock Module DS3231
5. Rangkaian Perangkaian Sistem
Gambar
10 Rangkaian
Arduino UNO Dan Layar OLED,DHT22,DS3231 Dan nRF
Berikut merupakan skematik
perancangan untuk Arduino uno yang akan digunakan sebagai fungsi utama untuk
dapat mengakses beberapa module yang sudah diimplementasikan pada Arduino uno
tersebut (Widyo, Humaidillah, Indahwati, Yanuansa, & Ummah,
2019).
Dimana pada module tersebut terdapat
DHT22,DS3231 dan nRF module transmitter,dimana terdapat wire connector yang
dapat dianggap sebagai breadboard yang bervariabel J1,J2 dan J3 serta beberapa
kabel seperti kabel power atau biasa disebut VCC ditandai dengan warna merah
dan ground atau GND akan ditandai dengan warna hitam.
Dan untuk 5 button dimana pada
bagian kiri pertama di layar OLED tersebut akan dianggap sebagai button 1 yaitu
berfungsi sebagai UP dan kiri kedua akan dianggap sebagai button 2 yang
berfungsi sebagai ENTER dan dari layar kanan pertama akan dianggap sebagai
button 3 yang berfungsi sebagai DOWN dan pada layar kanan kedua button tersebut
akan dianggap sebagai button 4 yang berfungsi sebagai BACK.
Untuk
module DHT22,DS3231,nRF transmitter dan layar OLED dimana DHT22 ditandakan
dengan kabel orange untuk DATA pada pin 7 arduino.dan untuk pin DS3231 dan
layar OLED memiliki 2 pin yang sama yaitu SCL dan SDA dimana SCL ditandai
dengan warna ungu tua dimana terhubung pada Arduino pin A5 dengan wire
connector J2 dan untuk SDA ditandai dengan warna ungu muda dimana terhubung
pada Arduino pin A4 yang juga disatukan dengan pin SCL dan SDA pada kedua
module DS3231 dan layar OLED.
Dan untuk module nRF dapat
diindikasikan pada pin DATA yang terhubung pada pin 8 dan pin 9 dengan warna
hijau muda dan hijau tua serta untuk pin ANT pada nRF module menandakan untuk
transmit sinyal.
Gambar
11 Rangkaian
Arduino Nano Dengan nRF Module Receiver Dan Buzzer
Berikut merupakan rangkaian Arduino nano dengan buzzer dan nRF
module receiver dimana jika pada Arduino uno menekan tombol untuk mengaktifkan
nRF module transmit maka buzzer pada Arduino nano akan berbunyi (Moohan-Sidhu, 2018).
Perancangan
Tampilan
1. Tampilan Menu
Gambar
12 Tampilan Menu Utama
Berikut
tampilan menu pada portable device yang mencakup 3 menu yaitu pertama
temperature dan kedua yaitu menunjukkan jam dan tanggal dan yang terakhir untuk
menampilkan notifikasi input user untuk membunyikan buzzer pada Arduino nano beserta
dengan status tombol sudah ditekan atau belum.
2.
Tampilan Menu Temperature
3.
Gambar
13 Tampilan
Menu Temperature
Berikut merupakan tampilan keluaran jika menu pertama
dipilih yaitu pembacaan temperatur dan kelembapan udara.
4. Tampilan Menu Clock Date
Gambar
14 Tampilan Menu Clock Date
Berikut
merupakan tampilan keluaran menu kedua yaitu menunjukkan tanggal dan waktu yang
akan disesuaikan oleh wilayah dan negara masing masing.
Gambar
15 Tampilan Menu Tracking
Berikut
merupakan tampilan menu ketiga yaitu berfungsi untuk mengaktifkan module nRF
sehingga dapat berkomunikasi pada Arduino nano yang disertai dengan buzzer
untuk membunyikan buzzer tersebut dekat atau pada benda yang ditempelkan atau
dikaitkan dengan Arduino nano tersebut agar dapat dilacak via suara yang
dihasilkan oleh buzzer.ketika tombol ditekan maka status akan berubah menjadi
On yaitu buzzer sudah berbunyi dan seketika itu akan kembali ke status Off ini
bertujuan untuk pengguna device ini dapat mengetahui jika tombol sudah ditekan
dan sudah mengirim suatu transmisi ke buzzer.
Gambar
16 Rangkaian Implementasi Portable Clock Device Arduino Uno
Pada
gambar diatas merupakan hasil implementasi portable clock device secara fisik
diimana terdapat 5 button yang button pada atas kiri yaitu button up dan button
bawah kiri yaitu button enter atau ok dan button atas kanan adalah button down
serta button pada bawah kanan adalah button back dan untuk button kecil
tersebut adalah button untuk mengaktifkan module buzzer yang ada pada Arduino
nano.serta untuk module lainnya yaitu DHT22 dan DS3231 serta nRF module dan
baterai 9v yang akan digunakan sebagai penyalur listriik pada board dan module
lainnya.
Gambar
17 Rangkaian Implementasi Portable Clock Device Arduino Nano
Untuk
gambar diatas yaitu Arduino nano dimana module yang digunakan nRF module dan
buzzer yang dimana nRF module pada Arduino nano ini akan menjadi receiver dan
juga menggunakan baterai 9v sebagai penyalur listrik ke board tersebut (Faudin, 2017).
Hasil Pengujian
Untuk
pengujian dari modul nRF dari table 3.3 didapatkan data percobaan sebagai
berikut:
Table
4 Tabel Hasil Pengujian nRF Module
Dan untuk pengujian menggunakan metode komparatif dalam
modul DHT22 dengan pengukuran dan pembacaan suhu dibandingkan dengan alat lain
yaitu Thermometer dengan hasil pengisian data yang sudah didapat sebagai
berikut:
Table
5 Tabel Hasil Pengujian DHT22 dan
Thermometer
Dari tabel diatas merupakan hasil
pengujian untuk modul DHT22 dan perbandingan pada thermometer di suhu ruangan
maupun suhu diluar ruangan.
Kesimpulan
Dari
hasil pengujian diketahui bahwa data
hasil pengujian dapat dirangkumkan pada beberapa alasan yaitu sebagai berikut:
1. Untuk nRF
modul bekerja stabil dan dapat mengirimkan transmisi sinyal namun untuk hasil
pengujian diketahui bahwa open space memiliki transmisi sinyal yang lebih cepat
dibanding closed space dikarenakannya ada penghalang.
2. Untuk
pengujian DHT22 memiliki akurasi pembacaan yang ±0,5 derajat sesuai tabel 1 dengan
perbandingan thermometer
Selain itu saran yang untuk perancangan device ini jika
ditambahkannya beberapa modul dan jika ingin menggunakan modul transmisi sinyal
radio seperti NRF 24l01 bisa digunakannya NRF 24l01+ dimana terdapat antena
yang membantu pemancaran transmisi sinyal yang lebih baik serta jika ingin
menggunakan user interface pada layar maka sebaiknya menggunakan layar yang
lebih besar agar setiap tampilan menu tertampil secara penuh.
Anggraini, Selvi Putri, & Suaidah, Suaidah. (2022).
Sistem Informasi Sentral Pelayanan Publik dan Administrasi Kependudukan Terpadu
dalam Peningkatan Kualitas Pelayanan Kepada Masyarakat Berbasis Website (Studi
Kasus: Desa Endang Mulyo). Jurnal Teknologi Dan Sistem Informasi, 3(1),
12–19.
Askan, Askan, Ali,
Machrus, Kadaryono, Kadaryono, & Muhlasin, Muhlasin. (2022). Optimasi
Sistem Kontrol Mesin Penetas Telur Menggunakan Sensor Suhu dan Kelembaban
Udara. Jurnal FORTECH, 3(1), 1–6.
Aziz, M. Nur. (2016). Rancang
bangun sistem monitoring kadar gas karbon monoksida dan senyawa hidrokarbon
pada kabin mobil menggunakan sensor gas TGS 2201 berbasis arduino.
Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim.
Faudin, A. (2017). Cara
Mengakses Module Wireless nRF24L01+ menggunakan Arduino. Diperoleh Dari
Https://Www. Nyebarilmu.
Com/Cara-Mengakses-Module-Wireless-Nrf24l01-Menggunakan-Arduino.
Febriani, Nufian, &
Dewi, Wayan Weda Asmara. (2019). Perilaku konsumen di era digital: Beserta
studi kasus. Universitas Brawijaya Press.
Hebi, Dominggus Kana, Ray,
Fransiskus F. Goe, & Tamal, Crispinus P. (2023). Rancang Bangun Pemancar
Dan Penerima Wireless Tally Light Kamera Menggunakan Modul Komunikasi NRF24l01.
Jurnal Spektro, 6(1), 23–30.
Kadir, Abdul. (2018). ARDUINO
MEGA Panduan Untuk Mempelajari Pembuatan Berbagai Proyek Elektronika.
Yogyakarta: ANDI.
Moohan-Sidhu, Ann Marie.
(2018). Sustainable development through the Clean Development Mechanism: an
examination of Malaysian business organisations. Newcastle University.
Nastiar, Gaeda Rachma.
(2021). Implementasi Pemrograman
Sistem Penyiram Tanaman Otomatis Berbasis Internet Of Things. Politeknik
Harapan Bersama Tegal.
Risma, Pola, Bagaskara,
Muhammad, Latifah, Nyayu Husni, Anisah, Masayu, & Rialita, Adella. (2020).
The Application of Push Button Switch as Inverse Kinematics Input on Adaptive
Walking Method for Hexapod Robot. Computer Engineering and Applications
Journal, 9(1), 1–16.
Rohmanu, Ajar. (2022).
Rancang Bangun Sistem Monitoring Kerusakan Mesin Produksi Berbasis
Mikrokontroler Arduino Uno Di Pt. Nakakin Indonesia. Jurnal Informatika
SIMANTIK, 7(1), 6–11.
Tupalessy, Johanis, &
Sarapil, Billy. (2023). Prototype System Akses Gerbang Area Terbatas Berbasis
Arduino Teritegrasi Pas Bandara Menggunakan QR Code. Jurnal ELKO (Elektrikal
Dan Komputer), 4(2).
Widyo, J., Humaidillah,
K., Indahwati, E., Yanuansa, N., & Ummah, I. (2019). Modul belajar Arduino
Uno. Jombang: LPPMUNHASY, 3–4.