STASIUN CUACA MINI BERBASIS ARDUINO MEGA 2560 … · HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... namun belum dapat dibandingkan dengan alat ukur, ... Persamaan 2.1 .....15 Persamaan 2.2

TUGAS AKHIR

STASIUN CUACA MINI BERBASIS ARDUINO

MEGA 2560 DENGAN TAMPILAN WEB

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Disusun oleh :

LAURENTIUS RENALDI ASTOTO

NIM : 135114018

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

MINI WEATHER STATIONS BASED ON

ARDUINO MEGA 2560 WITH WEBPAGE

Presented as Partial Fullfillment of Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

By :

LAURENTIUS RENALDI ASTOTO

NIM : 135114018

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2017


iii

LEMBAR PERSETUJUAN


iv

LEMBAR PENGESAHAN


v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA


vi

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto:

Aku telah mengakhiri pertandingan yang baik, aku telah mencapai garis

akhir dan aku telah memelihara iman

(2 Timotius 4:7)

Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk.....

Yesus Kristus Pembimbing hidupku,

Keluargaku tercinta,

teman-teman TE 2013

dan secara khusus sebagai pemenuhan janji kepada

Almarhum Romo Aluysius Maria Ardi Handojoseno, SJ, Ph.D


vii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS


viii

INTISARI

Cuaca merupakan bagian dari kehidupan sehari-hari setiap manusia. Saat ini,

seringnya terjadi perubahan cuaca, sangat dibutuhkan alat yang memantau memantau

kondisi cuaca di lingkungan sekitar secara realtime. Stasiun cuaca mini secara umum

berguna memberikan informasi tentang kondisi cuaca. Secara khusus alat ini memberikan

informasi suhu, kelembaban, tekanan udara, curah hujan dan indeks UV.

Dalam penelitian ini, prototype stasiun cuaca dirancang dengan Arduino Mega

2560 sebagai pengolah data. Sensor suhu dan kelembaban menggunakan DHT-22, sensor

tekanan udara BMP-180, sensor UV GUVA S12SD, menggunakan pengukur curah hujan

jenis tipping bucket dengan sensor reedswitch untuk mendeteksi jumlah curah hujan. Data-

data tersebut kemudian ditampilkan melalui laman web menggunakan ESP8266-12

sebagai media transmisi.

Stasiun Cuaca Mini dapat bekerja dengan baik dalam melakukan proses

pengiriman data melalui jaringan lokal. Stasiun cuaca mini memiliki galat pengukuran

suhu rata-rata 4,94%, galat pengukuran kelembaban rata-rata 12,48%, galat pengukuran

tegangan indeks UV rata-rata 28,60%, pengukuran tekanan udara sudah dapat bekerja

namun belum dapat dibandingkan dengan alat ukur, pengukur curah hujan belum dapat

bekerja dengan baik.

Kata kunci: Stasiun Cuaca, Arduino Mega 2560, Wifi, Web


ix

ABSTRACT

Weather is part of the daily life of every human being. Nowdays, as a result of

weather changes, we required an instrument to monitors monitoring weather conditions in

the surrounding environment in realtime. Mini weather stations are generally useful in

providing information about weather conditions. This instrument espesially provides

information on temperature, humidity, air pressure, rainfall and UV index.

In this study, the weather station prototype was designed with Arduino Mega 2560

as a data processor. DHT-22 for temperature and humidity measurement, BMP-180 for

barometric pressure measurement, GUVA S12SD for UV index measurement, and a

tipping bucket-type rain gauge with a reedswitch sensor to detect the amount of rainfall.

These data are then displayed through a web page using ESP8266-12 as transmission

media.

The mini weather station works well on sending data through the local network.

The mini weather station works with 4,94 percent of error temperature measurement,

12,48 percent of error humidity measurement, 28,60 percent of error UV index voltage

measurement, barometric pressure measurement works well but can not be compared with

measuring devices, rain gauges has not work properly.

Keywords: Weather Station, Arduino Mega 2560, Wifi, Web


x

KATA PENGANTAR


xi

DAFTAR ISI

TUGAS AKHIR ..................................................................................................................... i

FINAL PROJECT ................................................................................................................. ii

LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................................ iii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................................. iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................................... v

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN .................................................................. vi

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................................................................... vii

INTISARI .......................................................................................................................... viii

ABSTRACT ......................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR .......................................................................................................... x

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xiv

DAFTAR PERSAMAAN ................................................................................................. xvii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2. Tujuan dan Manfaat ..................................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah .......................................................................................... 2

1.4. Metodologi Penelitian ................................................................................. 3

1.5. Sistematika Penulisan .................................................................................. 4

BAB II DASAR TEORI .................................................................................................. 5

2.1. Automatic Weather Stations ........................................................................ 5

2.2. Board Arduino Mega 2560 .......................................................................... 9

2.3. Sensor DHT-22 .......................................................................................... 11

2.4. Sensor BMP-180[11] ................................................................................. 13


xii

2.5. GUVA-S12SD UV Sensor ........................................................................ 16

2.6. WiFi Modul ESP 8266[17] ........................................................................ 18

2.7. Penakar Curah Hujan Tipping Bucket ....................................................... 19

2.8. RTC (Real Time Clock) DS1307 ............................................................... 20

2.9. LCD Standard 20X4[23][24] ..................................................................... 21

BAB III ............................................................................................................................... 23

RANCANGAN PENELITIAN ........................................................................................... 23

3.1. Proses Kerja Sistem ................................................................................... 23

3.2. Perancangan Perangkat Keras ................................................................... 25

3.2.1. Perancangan Sensor BMP180 ............................................................... 25

3.2.2. Perancangan Sensor DHT-22 ................................................................ 25

3.2.3. Perancangan Sensor GUVA-S12SD ..................................................... 26

3.2.4. Perancangan Rangkaian Sensor Tipping Bucket ................................... 26

3.2.5. Perancangan Modul Wifi ...................................................................... 27

3.2.6. Perancangan Modul RTC DS1307 ........................................................ 28

3.2.7. Perancangan LCD 20x4 ........................................................................ 28

3.2.8. Perancangan PCB Shield Arduino ........................................................ 29

3.3. Perancangan Perangkat Lunak .................................................................. 29

3.3.1. Diagram alir utama ............................................................................... 29

3.3.2. Subrutin Sensor DHT-22 ...................................................................... 30

3.3.3. Subrutin Sensor BMP-180 .................................................................... 31

3.3.4. Subrutin Sensor GUVA-S12SD ............................................................ 32

3.3.5. Perancangan Penampil .......................................................................... 33

3.4. Perhitungan Error ...................................................................................... 34

BAB IV PEMBAHASAN ............................................................................................... 35

4.1. Implementasi Alat ..................................................................................... 35

4.2. Pengujian Awal Perangkat ........................................................................ 36


xiii

4.2.1. Pengujian Sensor DHT-22 .................................................................... 36

4.2.2. Pengujian Sensor BMP-180 .................................................................. 39

4.2.3. Pengujian Sensor UV ............................................................................ 40

4.2.4. Pengujian Sensor Curah Hujan ............................................................. 42

4.2.5. Pengujian Jaringan ................................................................................ 42

4.3. Pengujian Sistem ....................................................................................... 43

4.4. Analisis Perangkat Lunak Arduino Mega ................................................. 47

4.4.1. Inisialisasi Perangkat Arduino Mega .................................................... 47

4.4.2. Inisialisasi Perangkat Wemos D1 ......................................................... 49

4.4.3. Pengaturan jaringan .............................................................................. 51

4.4.4. Pembacaan Sensor ................................................................................ 51

4.4.5. Penampil Data Pada LCD 20x4 ............................................................ 57

4.4.6. Pengiriman Data dan Tampilan Web .................................................... 58

BAB V ................................................................................................................................. 61

PENUTUP ........................................................................................................................... 61

5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 61

5.2. Saran .......................................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 62

LAMPIRAN ....................................................................................................................... 64


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Diagram blok perancangan ............................................................................. 3

Gambar 2.1 AWS Portable .................................................................................................. 5

Gambar 2.1.2 Sangkar Stevenson ........................................................................................ 6

Gambar 2.3 Termometer ..................................................................................................... 7

Gambar 2.4 Barograf ........................................................................................................... 7

Gambar 2.5 Higrometer ...................................................................................................... 8

Gambar 2.6 Anemometer dan Wind-vane ........................................................................... 9

Gambar 2.7 Board Arduino Mega 2560 .............................................................................. 9

Gambar 2.8 Sensor DHT-22 ............................................................................................. 11

Gambar 2.9 Proses komunikasi keseluruhan dari DHT-22 ............................................... 13

Gambar 2.10 Sensor BMP180 .......................................................................................... 13

Gambar 2.11 Diagram alir pengukuran pada sensor BMP-180 ........................................ 15

Gambar 2.12 pengaruh ketinggian tempat dengan tekanan barometric ............................ 16

Gambar 2.13 Sensor UV GUVA-S12SD .......................................................................... 16

Gambar 2.14 Perbandingan antara tegangan keluaran sensor dan standar indeks UV ..... 17

Gambar 2.15 Modul ESP 8266 ......................................................................................... 18

Gambar 2.16 Tipping Bucket ............................................................................................. 19

Gambar 2.17 Modul RTC DS1307 ................................................................................... 20

Gambar 2.18 Konfigurasi Pin RTC DS1307 .................................................................... 21

Gambar 2.19 LCD Standard 20X4 ....................................................................................... 21

Gambar 2.20 Koneksi LCD ke mikrokontroller .................................................................... 22

Gambar 3.1 Diagram blok Perancangan ........................................................................... 23

Gambar 3.2 Rancangan sistem keseluruhan ...................................................................... 24

Gambar 3.3 Koneksi BMP180 .......................................................................................... 25

Gambar 3.4 Koneksi DHT-22 ........................................................................................... 25

Gambar 3.6 Koneksi sensor GUVA-S12SD ..................................................................... 26

Gambar 3.7 Koneksi sensor Rain Gauge .......................................................................... 26

Gambar 3.8 Rancangan alat pengukur curah hujan .......................................................... 27

Gambar 3.9 Koneksi modul ESP8266 .............................................................................. 27

Gambar 3.10 Koneksi modul RTC DS1307 ..................................................................... 28

Gambar 3.11 diagram alir utama ....................................................................................... 29


xv

Gambar 3.12 diagram Subrutin DHT-22 .......................................................................... 30

Gambar 3.13 diagram Subrutin BMP-180 ........................................................................ 31

Gambar 3.14 Subrutin GUVA-S12SD .............................................................................. 32

Gambar 3.15 Rancangan Penampil Halaman Web ........................................................... 33

Gambar 4.1 Respon AT Command menggunakan Arduino Mega ................................... 35

Gambar 4.2 Rangkaian keseluruhan Stasisun Cuaca Mini Berbasis Arduino Mega 2560

dan Tampilan Web ............................................................................................................ 36

Gambar 4.3 Grafik perbandingan pengukuran suhu ......................................................... 37

Gambar 4.4 Grafik perbandingan pengukuran kelembaban ............................................. 38

Gambar 4.5 Grafik pengukuran tekanan udara ................................................................. 40

Gambar 4.6 Grafik pengukuran indeks UV ...................................................................... 41

Gambar 4.7 AT command Wemos D1 pada Serial Monitor ............................................. 43

Gambar 4.8 Interior pada alat pengukur curah hujan ........................................................ 43

Gambar 4.9 Eksterior pada alat pengukur curah hujan .................................................... 44

Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Suhu .......................................................................... 44

Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Kelembaban .............................................................. 45

Gambar 4.12 Grafik pengukuran tekanan udara ............................................................... 46

Gambar 4.13 Grafik Perbandingan tegangan keluaran sensor UV ................................... 46

Gambar 4.14 Deklarasian fungsi dan variabel pada Arduino Mega ................................. 48

Gambar 4.15 sketch untuk membuat karakter derajat (°) ................................................. 49

Gambar 4.16 Deklarasian fungsi dan variabel pada Wemos D1 ...................................... 50

Gambar 4.17 Pengaturan koneksi pada Wemos D1 .......................................................... 51

Gambar 4.18 Inisialisasi sensor DHT-22 dan library Wire ............................................... 52

Gambar 4.19 Proses penghitungan sensor DHT-22 .......................................................... 52

Gambar 4.20 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor BMP-180 .................................. 52

Gambar 4.21 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor BMP-180 (lanjutan) ................. 53

Gambar 4.22 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor GUVA-S12SD ......................... 53

Gambar 4.23 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor GUVA-S12SD (lanjutan) ......... 54

Gambar 4.24 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor GUVA-S12SD (lanjutan) ......... 55

Gambar 4.25 Inisialisasi variabel pada sensor curah hujan .............................................. 55

Gambar 4.26 proses perhitungan sensor curah hujan ........................................................ 56

Gambar 4.27 Program Pengiriman data sensor dan tampilan LCD ................................... 57

Gambar 4.28 Program Pengiriman data sensor dan tampilan LCD (lanjutan) ................. 58


xvi

Gambar 4.29 Program Pengiriman data sensor dan tampilan web ................................... 59

Gambar 4.30 Implementasi Pengiriman Data dan Tampilan di PC client menggunakan

browser Google Chrome ................................................................................................... 60


xvii

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan 2.1 ..................................................................................................................... 15

Persamaan 2.2 .................................................................................................................... 15

Persamaan 2.3 ..................................................................................................................... 17

Persamaan 3.1 .................................................................................................................... 32


xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Sampel pengujian sensor curah hujan ............................................................... 42


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang relatif

sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca terbentuk dari gabungan unsur cuaca

dan jangka waktu cuaca bisa hanya beberapa jam saja. Misalnya keadaan hujan, cuaca

cerah, banyak terdapat awan, tekanan angin tinggi, udara panas atau sejuk di suatu kota.

Cuaca dan iklim di bumi ini senantiasa berubah-ubah. Walau begitu, sifat dan polanya

pada kawasan tertentu memiliki kecenderungan yang sama[1].

Akibat dari seringnya terjadi perubahan cuaca pada saat ini, sangat dibutuhkan alat

yang memantau memantau kondisi cuaca di lingkungan sekitar secara realtime. Data yang

dihasilkan dapat dianalisis lalu dijadikan prediksi untuk prakiraan esok hari. AWS

(Automatic Weather Stations) merupakan suatu peralatan atau sistem terpadu yang di

disain untuk pengumpulan data cuaca secara otomatis serta di proses agar pengamatan

menjadi lebih mudah.

Pemantuan kondisi cuaca di lingkungan sekitar memiliki banyak manfaat bagi

manusia. Informasi tentang kondisi cuaca dapat dijadikan sebagai prediksi kondisi cuaca

pada hari ini dan hari berikutnya. Selain itu, banyak pihak yang bergantung pada informasi

tentang kondisi cuaca. Di bidang pertanian, petani dapat memperoleh informasi kondisi

suhu, curah hujan dan pola musim yang dapat menentukan jenis tanaman yang cocok

untuk dibudidayakan. Di bidang industri seperti sentra industri kerajinan seperti

pembuatan batu bata, kerajinan tanah liat, dan genteng pada umumnya memerlukan panas

cahaya matahari untuk membantu produktivitas.

Pada penelitian sebelumnya berjudul “Stasiun Cuaca Mini Berbasis Mikrokontroler

MC68HC908QB8” yang memiliki perangkat yang terdiri dari sensor dan mikrokontroler.

Sensor yang digunakan sensor suhu LM35, Tipping-bucket untuk pengukur curah hujan,

modul RTC DS1305 sebagai fungsi waktu. Pencatatan hasil pengamatan cuaca dilakukan

secara berkala setiap 1 jam secara otomatis. Data dari sensor tersebut lalu diproses pada


2

microkontroler dan ditransmisikan ke computer melalui kabel serial. Data tersebut

kemudian ditampilkan menggunakan software Microsoft Visual Basic [2].

Mengacu pada penelitian sebelumnya berjudul “Stasiun Cuaca Mini Berbasis

Mikrokontroler MC68HC908QB8”, yang menggunakan Mikrokontroler

MC68HC908QB8 , LM35 sebagai sensor suhu dan menggunakan komunikasi serial,

dalam penelitian ini, penulis mencoba menggunakan Atmega2560 (Arduino Mega)

sebagai microcontroller, Modul RTC DS1307 sebagai fungsi waktu, modul DHT-22

sebagai sensor suhu dan kelembaban, BMP180 sebagai sensor tekanan udara, Modul Wifi

sebagai wireless untuk komunikasi antara transmitter dan receiver karena memiliki

beberapa keunggulan seperti memiliki kemampuan transfer data hingga 100 meter,

menghemat biaya kabel karena menggunakan sistem wireless.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penelitian ini adalah menciptakan suatu stasiun cuaca mini yang

dikontrol oleh mikrokontroler Arduino Mega 2560

Manfaat penelitian ini bagi masyarakat umum adalah menyediakan alat untuk

memperoleh informasi tentang kondisi cuaca dapat dijadikan sebagai prediksi kondisi

cuaca pada hari ini dan hari berikutnya.

1.3. Batasan Masalah

Agar Tugas Akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu

kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah

yang sesuai dengan judul dari tugas akhir ini. Adapun batasan masalah adalah :

1. Menggunakan mikrokontroler Arduino Mega 2560 sebagai pengolah data.

2. Menggunakan modul Wi-Fi sebagai media transmisi.

3. Menggunakan modul RTC DS1307 sebagai fungsi waktu.

4. Menggunakan sensor suhu dan kelembaban udara yang digunakan adalah

DHT-22

5. Menggunakan sensor tekanan udara BMP-180

6. Menggunakan sensor UV GUVA-S12SD

7. Merancang sensor penakar curah hujan.


3

1.4. Metodologi Penelitian

Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan dalam

penyusunan tugas akhir ini adalah:

Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku-buku

dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas

akhir ini.

Dokumenter, yaitu dengan mendapatkan sumber informasi berdasarkan data atau

arsip yang telah ada sehingga dapat membantu penulis dalam mengerjakan tugas

akhir ini.

Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan praktek maupun pengujian

terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir ini.

Perancangan subsistem hardware. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk

model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari

berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Gambar

1.1 memperlihatkan blok model yang akan dirancang.

Gambar 1.1. Diagram blok perancangan

Pembuatan hardware meliputi:

a. Penyediaan seluruh komponen yang yang dibutuhkan.

b. Pemrograman pengolahan data dan penampil data.

Atmega 2560

(Arduino Mega)

Sensor Tekanan

Udara

Sensor Suhu dan

Kelembaban

Sensor Sinar UV

Sensor Curah

Hujan

Modul Wifi

Power Supply

Real Time Clock

Penerima


4

c. Perakitan dan pembuatan alat, serta diadakan pengujian masing-

masing (subsistem) dari perangkat-perangkat tersebut, sebelum

dilakukan integrasi.

Pengujian alat meliputi:

d. Proses pengambilan data, yang meliputi pengumpulan data masing-

masing sensor untuk mengetahui keadaan sistem keseluruhan.

e. Proses kalibrasi sensor, yang meliputi membandingkan data yang

dihasilkan oleh sensor dengan alat ukur yang sudah ada maupun data

laporan dari stasiun cuaca.

f. Analisis dan penyimpulan hasil percobaan.

1.5. Sistematika Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini mememiliki sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang penilitian, tujuan dan manfaat penelitian, batasan

masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

Bab ini berisi studi pustaka tentang landasan teori penelitian

BAB III : PERANCANGAN PENELITIAN

Bab ini berisi tentang diagram blok perancangan, perancangan perangkat keras

(hardware) dan perancangan perangkat lunak (software) yang akan dibuat.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil perancangan, hasil pengujian, analisis data dan pembahasan

analisa.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini ini berisi tentang kesimpulan akhir dan saran-sran penulis tentang alat yang

dibuat.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Automatic Weather Stations

Gambar 2.1 AWS Portable

AWS (Automatic Weather Stations) merupakan suatu peralatan atau sistem terpadu

yang dirancang untuk mengumpulan data cuaca secara realtime. AWS ini umumnya

dilengkapi dengan sensor, RTU (Remote Terminal Unit), Komputer, unit LED Display

dan bagian-bagian lainnya. RTU (Remote Terminal Unit) terdiri atas data logger dan

backup power, yang berfungsi sebagai terminal pengumpulan data cuaca dari sensor

tersebut dan di transmisikan ke unit pengumpulan data pada komputer. Sensor-sensor

yang digunakan meliputi sensor suhu, kelembaban, presipitasi, tekanan udara, arah dan

kecepatan angin, pyranometer, net radiometer [3].

Berikut beberapa gangguan yang harus dihindari saat pengukuran parameter cuaca

adalah :

Pengaruh radiasi matahari langsung dan pemantulannya oleh benda-benda di

sekitarnya.

Gangguan tetesan air hujan


6

Tiupan angin yang terlalu kuat

Pengaruh lokal gradien suhu tanah akibat pemanasan dan pendinginan

permukaan tanah setempat

Untuk mengatasi gangguan tersebut ialah dengan menempatkan alat pengukur suhu

dalam suatu tempat yang disebut dengan sangkar cuaca atau biasa dinamakan “Stevenson

Screen” atau “Sangkar Stevenson”. Selain untuk penempatan alat pengukur suhu udara,

sangkar ini juga diperlukan bagi penempatan alat pengukur kelembaban nisbi udara,

penguapan atmosfer “Piche” dan Thermo-grograf serta barometer [4].

Gambar 2.2 Sangkar Stevenson

Pengamatan unsur-unsur cuaca meliputi dari pengukuran tekanan udara, suhu,

kelembaban (dew point), kecepatan dan arah angin, presipitasi atau curah hujan. Berikut

akan dijelaskan beberapa hal penting untuk diketahui utuk masing-masing pengukuran

tersebut [5].

Suhu adalah tingkat kemampuan benda dalam hal memberikan atau menerima

panas. Suhu seringkali juga diartikan sebagai energi kinetis rata-rata suatu benda. Satuan

untuk suhu adalah derajat suhu. Skala suhu yang terkenal dan sering digunakan ialah:

Fahrenhit (°F), Celcius (°C), Reamur (°R) dan Kelvin (°K). Satuan Fahrenheit banyak

digunakan oleh negara yang berbahasa Inggris, sedangkan Celcius merupakan sistem yang

paling luas digunakan dan dan dianjurkan oleh World Meterological Organisation (WMO)

, karena dianggap praktis untuk bidang Meteorologi dan Klimatologi[4].


7

Gambar 2.3 Termometer

Tekanan udara: tekanan yang diperoleh dari berat udara pada atmosfer bumi. Tekan

udara sangat dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat. Apabila barometer diletakkan di

pesawat maka tekanan yang terukur akan semakin kecil. Tekanan udara diukur

menggunakan barometer jenis aneroid atau jenis merkuri. Untuk pencatatan terus menerus,

digunakan barograf [4][5].

Gambar 2.4 Barograf

Kelembaban adalah pengukuran dari jumlah uap air pada atmosfer bumi.

Kelembaban udara diukur menggunakan psychronometer atau hygrometer.

Psychronometer terbuat dari dua buah termometer yang salah satunya terdapat gauze bag


8

diujungnya. Gauze bag dibuat basah dan biarkan udara melewati kedua thermometer

tersebut. Suhu terendah pada thermometer gauze bag disebut wet-bulb temperature dan

suhu teringgi pada termometer kering disebut dry-bulb temperature. Saat udara pada

kondisi saturasi, suhu pada wet-bulb dan dry-bulb akan sama Hygrometer digerakkan

menggunakan prinsip pemuaian panjang rambut manusia. Sehelai rambut tersebut akan

memanjang saat jumlah uap air naik. Kelembaban relatif adalah perbandingan antara kadar

uap air di udara dan kadar uap air pada udara saturasi pada saat suhu yang sama

Gambar 2.5 Higrometer

Presipitasi adalah setiap bentuk kelembaban yang jatuh dari awan ke permukaan

bumi. Presipitasi yang terjadi dalam beberapa menit yang diameter airnya kurang dari 0,5

mm dan hanya terjadi hanya beberapa tetesan disebut gerimis. Presipitasi yang terjadi

yang sebagian besar diameter tetesan airnya diatas 0,5 mm disebut hujan. Hujan turun

memiliki kecepatan rata-rata 3 m/s saat di udara [5].

Sinar Matahari bersinar di pemanasan bumi berbeda di tempat yang berbeda, karena

perbedaan kemiringan sinar matahari dan karena perbedaan dalam jam sinar matahari.

Selain itu, awan mungkin mematikan sinar matahari dan mencegah pemanasan udara yang

lebih rendah. udara hangat kurang padat dari udara dingin, dan udara lembab kurang padat

dari udara kering. Kedua cenderung meningkat. Variasi dalam kepadatan menghasilkan

variasi dalam tekanan barometrik, dan angin yang metode alami untuk menyesuaikan

kembali tekanan. Angin adalah udara yang bergerak. Arah angin adalah arah dari yang

bertiup, misalnya angin barat adalah angin bertiup dari barat. arah ditentukan oleh wind-

vane sedangkan kecepatan yang dapat diperoleh dengan anemometer, yang mengukur

kecepatan dengan laju perputaran cangkir logam, atau dapat diukur melalui dampak angin

terhadap benda disekitarnya.


9

Gambar 2.6 Anemometer dan Wind-vane

2.2. Board Arduino Mega 2560

Board Arduino Mega 2560 (Gambar 2.7) adalah sebuah board Arduino yang

menggunakan IC mikrokontoler ATmega 2560. Board ini memiliki 54 digital input/output

(15 buah diantarnya dapat digunakan sebagai output PWM), 16 buah analog input, 4

UARTs. (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), osilator kristal 16 MHz, koneksi

USB, jack power, soket ICSP (In-Circuit System Progamming), dan tombol reset. Arduino

Mega 2560 juga dilengkapi dengan resetable polyfuse yang dapat melindungi port USB

dari hubungan arus pendek dan kelebihan arus. Apabila arus yang lewat melebihi 500

mA, fuse akan terputus secara otomatis [6].

Gambar 2.7 Board Arduino Mega 2560 [7]


10

2.2.1 Pin Input/Output Digital

Pin digital yang terdapat pada Arduino Mega2560 dapat digunakan sebagai

input/output dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead().

Tegangan output setiap pin adalah 5 Volt 40mA. Pada pin ini juga terdapat internal pull up

resistor sebesar 20-50 KΩ. Beberapa pin memiliki fungsi khusus seperti PWM (Pulse

Width Modulation) pada pin 2 sampai dengan pin 13 dan pin 44 sampai dengan pin 46. Pin

tersebut dapat digunakan sebagai output PWM 8 bit. Terdapat LED yang terhubung

langsung dengan pin 13.

2.2.2 Pin Analog Input

Pada board Arduino Mega 2560 terdapat 16 buah input analog pada pin A0 sampai

dengan A15. Pin tersebut memiliki resolusi sebesar 10 bit. Untuk dapat menggunakan pin

Analog Input, digunakan fungsi AnalogRead().

2.2.3 TWI

TWI (Twin Wire Interface) merupakan protokol komunikasi serial antar IC

(Integrated Circuit) dan biasanya disebut dengan I2C (Inter Integrated Circuit). Pin TWI

terdapat pada pin 20 (SDA) dan pin 21 (SCL). Pin tersebut dapat digunakan untuk

komunikasi TWI. Software Arduino memiliki wire library dan SPI library untuk

mempermudah penggunaan fitur komunikasi TWI dan SPI.

2.2.4 SPI [8]

SPI (Serial Peripheral Interface) adalah pengiriman data dari perangkat ke

perangkat lain. SPI dibagi menjadi dua bagian yaitu master dan slave, master sebagai

perangkat yang meninisiasi pengiriman data. Fungsi master dalam aplikasinya digunakan

untuk mengatur pengiriman data dari atau ke beberapa slave sekaligus. Pin yang

digunakan untuk komunikasi data antara master dan slave terdiri dari SCLK, MOSI,

MISO, dan SS. Berikut penjelasan dari pin tersebut :

SCK (Serial Clock) pada pin 52 adalah data biner yang keluar dari master ke slave

yang berfungsi sebagai clock dengan frekuensi tertentu. Clock merupakan

komponen prosedur komunikasi data SPI.

MOSI (Master Output Slave Input) pada pin 51 adalah pin yang berfungsi sebagai

jalur data yang keluaran master dan kemudian data masukkan slave.

MISO (Master Input Slave Output) pada pin 50 adalah pin yang berfungsi untuk

jalur data keluaran dari slave kemudian data masukkan master.


11

SS (Slave Select) pada pin 52 adalah pin yang berfungsi untuk mengaktifkan slave,

jadi pengiriman data hanya dapat dilakukan bila keadaan slave aktif.

2.2.3 UART

Arduino Mega 2560 memiliki kemampuan untuk berkomunikasi dengan komputer,

Board Arduino lain dan mikrokontroler lainnya. ATMega 2560 memiliki 4 buah UART

untuk komunikasi serial TTL. Pin 0 dan 1 terhubung langsung dengan IC ATMega16U2

USB to TTL Serial Chip. LED RX dan TX pada Board akan menyala saat ada data yang

dikirim melalui ATMega16U2 dan koneksi ke computer melalui USB.

Berikut ini port serial yang ada pada Arduino Mega 2560 yaitu Port Serial: pin 0

(RX) dan pin 1 (TX); Port Serial 1: pin 19 (RX) dan pin 18 (TX); Port Serial 3: pin 15

(RX) dan pin 14 (TX). Pin RX digunakan untuk menerima data serial TTL dan Pin TX

untuk mengirim data serial TTL.

External Interrupts: pin 2 (interrupt 0), pin 3 (interrupt 1), pin 18 (interrupt 18), pin 19

(interrupt 4), pin 20 (interrupt 3), dan pin 21 (interrupt 2).

2.3. Sensor DHT-22

Gambar 2.8 DHT-22

Sensor DHT-22 (gambar 2.8) adalah sensor suhu dan kelembaban udara. DHT-22

memiliki 3 buah pin, yang terdiri dari pin VCC, DATA dan GND. Untuk membuat

program dengan menggunakan DHT-22, diperlukan library <DHT.h>

Sensor DHT-22 menggunakan sensor kapasitif jenis polymer humidity capasitor

untuk pengukuran kelembaban udara dan sebuah sensor thermistor jenis DS18B20 untuk

pengukuran suhu udara. Sensor DHT-22 memiliki jangkauan kelembaban yang dapat


12

diukur antara 0% - 100% RH dengan tingkat akurasi 2% - 5%. Sensor DHT-22 ini

memiliki jangkauan suhu yang dapat diukur antara -40°C - 125°C dengan tingkat akurasi

±0.5°C

Komunikasi yang antara Mikrokontroler dan DHT-22 adalah Single-bus data dan

membutuhkan waktu 5mS untuk satu kali komunikasi. Data terdiri dari bagian integral

dan desimal, berikut adalah rumusnya:

DATA = 8 bit integral RH data + 8 bit desimal RH data + 8 bit integral data T + 8 bit

desimal data Ta + 8 bit checksum. DHT-22 akan mengirimkan data bit tertinggi lebih

dahulu. Jika data yang ditransmisikan benar check-sum harus pada 8 bit terakhir dari "8

bit integral RH data + 8 bit desimal RH data + 8 bit integral T data + 8 bit desimal T data".

Ketika mikrokontroller mengirim sinyal awal, perubahan DHT-22 dari low-power-

consumption-mode ke running-mode. Ketika mikrokontroller selesai mengirimkan sinyal

awal, DHT-22 akan mengirim sinyal respon 40-bit data yang menunjukkan informasi

kelembaban relatif dan suhu untuk mikrokontroller. Tanpa awal sinyal dari

Mikrokontroller, DHT-22 tidak akan memberikan sinyal respon dari mikrokontroller. Satu

sinyal awal untuk untuk satu kali data respon yang menunjukkan informasi kelembaban

relatif dan suhu dari DHT-22. DHT-22 akan berubah low-power-consumption-mode ketika

selesai mengumpulkan data jika tidak menerima sinyal awal dari Mikrokontroller [9].

Contoh: Mikrokontroller menerima data dari DHT-22 sebanyak 40 bit sebagai

berikut:

0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110

16 bit data RH 16 bit data T data checksum

Checksum = 0000 0010 + 1000 1100 + 0000 0001 + 0101 1111 = 1110 1110

RH (Relative Humidity) = (0000 0010 1000 1100) / 10 = 65.2 % RH

RH (Relative Humidity) (dalam desimal) = 652 / 10 = 65.2 % RH

T (Temperature) = (0000 0001 0101 1111) / 10 = 35.1 °C

T (Temperature) (dalam desimal) = 351 / 10 = 35.1 °C [10]


13

Gambar 2.9 proses komunikasi keseluruhan dari DHT-22 [10]

2.4. Sensor BMP-180[11]

Gambar 2.10 Sensor BMP180

Sensor BMP-180 (gambar 2.10) merupakan sensor pengukur tekanan udara dan

suhu. Sensor BMP 180 merupakan pengembangan dari sensor BMP085. Sensor BMP 180

terdiri dari port SCL, SDA yang dihubungkan langsung ke mikrokontroler melalui port

I2C dan port VIN dan GND sebagai tegangan masukkan sebesar 3,3 Volt. Untuk membuat

program dengan menggunakan BMP-180, diperlukan library <SFE_BMP180 > untuk

dapat berkomunikasi dengan sensor BMP-180. Dalam library tersebut perlu dinyatakan

ketinggian tempat agar sensor dapat bekerja dengan fungsi define ALTITUDE . Selain itu,

agar dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui pin I2C diperlukan library

<wire.h>.

Sensor BMP180 menggunakan sensor piezo-resistif, sebuah analog to digital

converter dan Control Unit dengan EEPROM dan I2C serial. Sensor BMP180


14

memberikan nilai tekanan dan suhu. Dalam EEPROM dapat menyimpan 176 bit data

kalibrasi. Ini digunakan untuk mengimbangi offset, suhu yang terikat dan parameter

lainnya pada sensor. 176 bit data kalibrasi EEPROM dibagi menjadi 11 words of masing-

masing 16 bit dan terdiri dari 11 koefisien kalibrasi. Setiap memiliki sensor memiliki

masing-masing koefisien. Sebelum menghitung nilai suhu dan tekanan, terlebih dahulu

master harus membaca data EEPROM. Komunikasi data dapat dilihat dengan mengecek

masing-masing words tidak bernilai 0 atau 0xFFFF.

Tabel 2.1 Tabel register BMP180

Register address BMP180

Parameter MSB LSB

AC1 0xAA 0xAB

AC2 0xAC 0xAD

AC3 0xAE 0xAF

AC4 0xB0 0xB1

AC5 0xB2 0xB3

AC6 0xB4 0xB5

B1 0xB6 0xB7

B2 0xB8 0xB9

MB 0xBA 0xBB

MC 0xBC 0xBD

MD 0xBE 0xBF

Sampling rate dapat ditingkatkan hingga 128 sample per detik untuk pengukuran

yang dinamis. Sampling rate ini cukup untuk mengukur suhu sekali tiap detiknya dan

menggunakan nilai ini untuk semua pengukuran tekanan udara pada periode yang sama.

[11]

Pada gambar 2.11 menunjukkan diagram pembacaan sensor BMP180.

Mikrokontroler mengirim urutan awal untuk memulai pengukuran suhu dan tekanan udara.

Setelah mengkonversi waktu, nilai yang didapat (UP = data tekanan udara (16 - 19 bit)

atau UT = data suhu (16 bit)) dapat dibaca melalui I2C. Agar dapat menghitung suhu (°C)

dan tekanan udara (hPa), harus menggunakan data kalibrasi. Konstanta ini dapat dibaca

dari BMP180 EEPROM melalui I2C saat inialisasi software.


15

Gambar 2.11 Diagram alir pengukuran pada sensor BMP-180

Dengan tekanan (p) dan tekanan permukaan laut yang sudah terukur (p0 = 1013,25 hPa

= 1013,25 mbar), ketinggian tempat (altitude) dalam satuan meter, dapat dihitung dengan

rumus barometric internasional berikut:

( (

)

)

(2.1)

Hal ini menyebabkan perbedaan setiap Δp = 1hPa sama dengan 8.43 meter dari

permukaan laut.


16

Apabila tekanan (p) dan ketinggian absolut yang sudah terukur, tekanan

permukaan laut (p0) dapat diukur dengan rumus berikut:

(

)

(2.2)

Gambar 2.12 pengaruh ketinggian tempat dengan tekanan barometric

2.5. GUVA-S12SD UV Sensor

Gambar 2.13 Sensor UV GUVA-S12SD [12]

Sensor UV GUVA-S12SD seperti pada gambar 2.13, digunakan untuk untuk

mendeteksi radiasi UV dalam sinar matahari. Sensor ini memiliki fitur mendeteksi

spectrum cahaya antara 240-370 nm (jangkauan spektrum UV-A UV-B). Sensor UV

menggunakan photodioda Schottky-type p-n junction dengan bahan Galium Nitrida (GaN)

yang beroperasi pada mode photovoltaic [13][14].


17

Prinsip kerja photovoltaic mirip seperti solar cell, dimana mengubah energi cahaya

matahari menjadi arus listrik. Ketika photon dari cahaya matahari mengenai photodioda,

maka akan menghasilkan tegangan keluaran [15]. Tegangan keluaran dari sensor sebesar 0

hingga 1 volt, kemudian diolah dalam mikrokontroller dengan rumus ADC berikut:

( ) ( (

) )

(2.3)

Setelah diolah didalam mikrokontroller menggunakan rumus 2.3, kemudian

diketahui nilai tegangan keluaran sensor. Tegangan keluaran tersebut kemudian

dikelompokkan kedalam masing-masing indeks UV sesuai pada gambar 3.14. Setelah

dikelompokkan, lalu data indeks UV tersebut ditampilkan.

Gambar 2.14 Perbandingan antara tegangan keluaran sensor dan standar indeks UV [16]

Spesifikasi:

Tegangan Input: 5V

Tegangan Output: DC 0-1V

Working current:0.06mA (0.1mA max)

UV wavelength: 200-370nm

Tingkat akurasi: ±1UV INDEX

Waktu Respon: <0.5s


18

2.6. WiFi Modul ESP 8266[17]

Modul ESP8266 pada gambar 2.15 merupakan SoC (System on Chip) dengan

protokol TCP/IP stack yang telah terintegrasi, yang memberi akses pada mikrokontroler

ke jaringan Wi-Fi. Modul WiFi Esp8266 dapat berfungsi sebagai host sebuah aplikasi

maupun sebagai modul transfer data dalam jaringan Wi-Fi. Tiap modul ESP8266 dapat

terprogram dengan menggunakan AT command.

Modul ini memiliki kemampuan pengolahan dan penyimpanan data secara onboard

dan memungkinkan untuk dihubungkan dengan sensor dan perangkat khusus lainnya

melalui pin GPIO. Modul ESP8266 juga mendukung APSD untuk aplikasi VoIP dan

Bluetooth co-existance,yang terdapat RF yang terkalibrasi yang dapat berkerja dalam

berbagai kondisi dan tidak perlu menambahkan perangkat RF eksternal.

Modul ESP8266 tidak disertai dengan 5 – 3V logic shifter dan memerlukan Logic

Level Coverter tambahan. Modul ini diberi tegangan catu maksimal sebesar 3,3V agar

dapat bekerja.

Gambar 2.15 Modul ESP 8266 [18]

Berikut ini spesifikasi dari modul ESP8266

802.11 b/ g/ n

WiFi Direct (P2P/Point to Point), Soft AP (Software enabled Access Point)

Protokol TCP/IP stack

1 MB Flash Memory

TR switch, balun, LNA, Power Amplifier dan matching jaringan

Rangkaian PLL, pengatur tegangan, DCXO dan unit pengatur daya

Daya keluaran +19,5 dBm pada mode 802.11b

Low power CPU mikro 32 bit terpadu yang dapat digunakan sebagai processor

aplikasi

SDIO 1.1 / 2.0, SPI, UART


19

2.7. Penakar Curah Hujan Tipping Bucket

Gambar 2.16 Tipping Bucket

A. Wadah Penampung A

B. Wadah Penampung B

C. Magnet

D. Sensor

Air hujan yang tertampung corong akan masuk ke dalam pipa dan masuk ke wadah

penampung A. Setelah wadah A terisi penuh maka wadah A akan menjadi berat dan turun.

Saat mencapai kapasitas maksimumnya air dari wadah A tumpah, lalu aliran air hujan

akan tertampung ke wadah penampung B hingga penuh dan membuat wadah B menjadi

berat dan turun. Saat mencapai kapasitas maksimumnya air dari wadah B tumpah lalu air

dari corong akan kembali lagi mengisi pada wadah A dan begitu seterusnya sehingga air

yang tertampung pada corong habis. Pengisian untuk masing-masing wadah penampung

ini harus memiliki jumlah air yang sama, agar hujan dapat dihitung dengan presisi. [2]

Gerakan Tipping bucket ini, dapat digunakan untuk mengukur jumlah curah hujan.

Sensor yang terhubung sementara setiap kali wadah penampung melakukan pengisian

dijadikan satu clock pulsa. Setiap terjadi satu clock pulsa lalu dikalikan dengan 0,2mm

atau 0,5mm atau 1mm untuk mendapatkan jumlah curah hujannya dengan satuan mm

(millimeter) [19]. Gerakan Tipping bucket tersebut dapat dideteksi dan dihitung dengan

sebuah sensor. Prinsip kerja sensor hanya sebuah reedswitch yang berperan sebagai

counter untuk menghitung jumlah gerakan Tipping bucket.


20

Tabel 2.1 pengujian alat pngukur curah hujan

Kondisi wadah penampung

mm/m2 A B

0,2 Kosong Terisi air




1,0 Kosong - Terisi air Terisi air - Kosong

1,2 Terisi air Kosong




2,0 Terisi air - Kosong Kosong - Terisi air

Berdasarkan hasil tabel 2.1 yang merupakan pengujian pada penelitian sebelumnya,

untuk kenaikan jumlah 0,2 - 0,8 mm, wadah penampung B akan terisi air dan naik.

Kemudian dengan penambahan air sebanyak 0,2 mm, wadah penampung B yang telah

terisi air sebanyak 0,8 mm akan turun dan wadah penampung A yang kosong akan terisi

air. Pada saat penambahan air telah mencapai 2 mm, wadah penampung A yang terisi air

akan menjadi kosong. Sedangkan wadah penampung B yang kosong akan kembali terisi

air. Hal membuktikan bahwa wadah penampung akan turun, jika telah mencapai 1 mm. [2]

2.8. RTC (Real Time Clock) DS1307

Gambar 2.17 Modul RTC DS1307[20]

RTC DS1307 merupakan modul real time clock kalender/jam full binary code

decimal (BCD) yang dilengkapi dengan RAM sebesar 56 byte. DS1307 dilengkapi


21

rangkaian power sense yang dapat mendeteksi kesalahan daya dan menggantinya dengan

menggunakan sumber tegangan cadangan yang berupa baterai secara otomatis. Informasi

yang bisa diambil dari RTC terdiri dari kalender (tahun, bulan, tanggal, hari) dan jam

(detik, menit, jam). Jam dapat dioperasikan dalam bentuk 24 jam atau dengan mode

AM/PM (12 jam) [21].

Gambar 2.18 Konfigurasi Pin RTC DS1307

Keterangan Pin:

Pin X1 dan pin X2: dihubungkan ke Quartz Crystal 32.768 kHz.

VBAT: dihubungkan ke sumber tegangan cadangan berupa baterai lithium cell

sebesar 3V.

GND: dihubungkan ke ground sumber tegangan.

VCC: dihubungkan sumber daya 5V.

SQW/OUT: Driver keluaran Gelombang kotak.

SCL (Serial Clock Input): SCL input clock yang untuk komunikasi I2C yang

digunakan untuk sikronisasi data pada komunikasi serial.

SDA (Serial Data Input/Output): SDA merupakan I/O yang digunakan komunikasi

I2C

2.9. LCD Standard 20X4[23][24]

Gambar 2.19 LCD Standard 20X4 [22]


22

Kemampuan menampilkan maksimal 20 karakter, 4 baris

Teks putih dengan lampu latar belakang LED biru

Port koneksi satu baris dengan jarak 0.1 inchi, untuk koneksi ke mikrokontroller.

Dapat dikontrol sepenuhnya dengan 6 jalur digital untuk operasi 4-bit (E, RS, R/W

DB4, DB5, DB6, DB7)

Karakter tambahan yang mendukung teks bahasa Inggris / Jepang.

Pin V0 yang dihubungkan dengan potensiometer untuk pengaturan kontras

karakter

Gambar 2.20 Koneksi LCD ke mikrokontroller


23

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Proses Kerja Sistem

Gambar 3.1 Diagram blok Perancangan

Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu Arduino Mega 2560,

sensor suhu dan kelembaban, sensor tekanan udara, sensor UV, sensor curah hujan, Real

Time Clock, modul wifi, power supply dan penerima (lihat Gambar 3.1).

Blok Sensor suhu dan kelembaban: sensor yang digunakan adalah sensor DHT-22.

Sensor ini mengirimkan data 40 bit yang berisi informasi suhu dan kelembaban ke

mikrokontroler.

Blok Sensor tekanan udara: sensor yang digunakan adalah sensor BMP-180.

mengirimkan informasi suhu, ketinggian tempat, dan tekanan udara ke

mikrontroler melalui pin I2C.

Blok Sensor UV: sensor yang digunakan adalah sensor GUVA-S12SD. Sensor ini

berkerja dengan mengubah energi cahaya menjadi tegangan listrik. Tegangan

listrik tersebut mengirimkan informasi tentang indeks UV ke mikrokontroler.

Blok Sensor curah hujan: menggunakan push-button yang difungsikan sebagai

counter untuk menghitung jumlah tip hujan. Setiap tip hujan bernilai 1mm yang

kemudian dihitung untuk mengetahui jumlah curah hujan. Informasi tentang

jumlah curah hujan kemudian dikirimkan ke mikrokontroler


24

Blok Real Time Clock: menggunakan modul RTC DS1307 sebagai sumber waktu.

Waktu yang diberikan berupa detik, menit, jam dan untuk penanggalan berupa

hari, tanggal, bulan dan tahun yang kemudian dikirimkan ke mikrokontroller.

Blok Arduino Mega 2560: menggunakan Arduino Mega 2560 berfungsi untuk

mengatur dan memproses input dari sensor suhu dan kelembaban, sensor tekanan

udara, sensor UV, sensor curah hujan, dan data waktu dari Real Time Clock.

Blok modul wifi: menggunakan modul ESP8266 untuk media transmisi dari

mikrokontroller ke penerima.

Blok wifi router: sebuah router wifi yang terhubung ke modul wifi agar dapat

bekerja mengirimkan data.

Gambar 3.2 Rancangan sistem keseluruhan


25

3.2. Perancangan Perangkat Keras

3.2.1. Perancangan Sensor BMP180

Sensor tekanan udara yang digunakan adalah sensor BMP-180 dan merupakan versi

pengembangan dari sensor BMP085. Sensor ini didesain untuk terkoneksi langsung ke

mikrokontroler melalui port I2C dan menghasilkan output berupa tekanan dan suhu.

Berdasarkan datasheet, sensor ini membutuhkan tegangan 3.3V. Pin SDA dihubungkan ke

pin SDA dan pin SCL dihubungkan ke pin SCL Arduino seperti Gambar 3.2

Gambar 3.3 Koneksi sensor BMP180

3.2.2. Perancangan Sensor DHT-22

Pada perancangan alat pengukur suhu dan kelembaban ini, sensor yang digunakan

adalah modul yang sudah biasa digunakan sebagai pengukur suhu dan kelembaban seri

DHT-XX berupa modul DHT-22. Pin VCC dihubungkan ke sumber tegangan 5V, PIN

OUT dihubungkan ke pin digital 12 Arduino dan pin GND dihubungkan ke pin GND

Arduino.

Gambar 3.4 Koneksi sensor DHT-22


26

3.2.3. Perancangan Sensor GUVA-S12SD

Perancangan sistem alat pengukur index UV, menggunakan modul yang nilai

keluaran berupa analog dan digunakan sebagai pengukur index UV berupa modul GUVA-

S12SD. Pin AOUT Data dihubungkan ke pin analog A3 Arduino dan pin VCC dan pin

GND dihubungkan ke pin sumber tegangan 5V dan GND Arduino.

Gambar 3.6 Koneksi sensor GUVA-S12SD

3.2.4. Perancangan Rangkaian Sensor Tipping Bucket

Pada perancangan sensor curah hujan digunakan alat pengukur curah hujan jenis

Tipping Bucket seperti gambar 3.7. Ukuran tipping bucket yang digunakan pada tugas

akhir ini adalah 1 mm. jadi tiap tick yang dihasilkan mewakili 1 mm. Tipping bucket ini

menggunakan prinsip kerja seperti pushbutton sebagai sensornya. Keluaran sensor

dihubungkan dengan salah satu pin pada Arduino yang kemudian akan di-interrupt jika

terjadi perubahan logika. Perancangan sensor tipping bucket ini dialokasikan pada pin

digital Arduino yaitu pada pin 11.

Gambar 3.7 Koneksi sensor Rain Gauge


27

Gambar 3.8 Rancangan alat pengukur curah hujan

3.2.5. Perancangan Modul Wifi

Pada perancangan Modul Wifi Access Point digunakan Modul Wifi jenis ESP8266.

Modul ini membutuhkan tegangan 3.3V dan digunakan untuk mengirimkan data ke

komputer dengan menggunakan IP Address yang diakses melalui Browser. Pin TX

dihubungkan pada pin digital Arduino yaitu pada pin 0 dan pin RX dihubungkan pada pin

digital Arduino yaitu pada pin 1. Untuk koneksi ke mikrokontroller dapat dilihat pada

gambar 3.9

Gambar 3.9 Koneksi modul ESP8266


28

3.2.6. Perancangan Modul RTC DS1307

Modul RTC DS1307 digunakan untuk memberi informasi waktu dan tanggal. Modul

ini dirancang untuk terkoneksi langsung ke mikrokontroller melalui pin I2C. Modul ini

membutuhkan tegangan 5V dan 3V untuk cadangan agar fungsi waktu dapat terus

berjalan. Pin SDA dihubungkan ke pin SDA dan pin SCL dihubungkan ke pin SCL

Arduino seperti Gambar 3.10

Gambar 3.10 Koneksi modul RTC DS1307

3.2.7. Perancangan LCD 20x4

Gambar 3.15 merupakan koneksi LCD 20x4 yang digunakan untuk menampilkan

data waktu (tanggal, bulan, tahun, jam, menit, detik) nilai suhu dalam derajat Celcius

(°C), nilai kelembaban dalam persen (%),nilai tekanan udara dalam milibar (mb), nilai

indeks UV dan nilai curah Hujan dalam derajat millimeter (mm).


29

Gambar 3.11 Koneksi LCD20x4

3.2.8. Perancangan PCB Shield Arduino

Pada perancangan PCB Shield Arduino digunakan untuk menempatkan sensor

pengukur suhu dan kelembaban, dan pengukur tekanan udara. Sensor-sensor tersebut perlu

ditempatkan dalam suatu tempat yang teduh untuk pengukurannya.

3.3. Perancangan Perangkat Lunak

3.3.1. Diagram alir utama

Untuk perancangan diagram alir utama dapat dilihat pada gambar 3.10. Perancangan

perangkat lunak mikrokontroler diawali dengan proses inisialisasi, seperti menentukkan

library yang akan digunakan agar sensor dapat bekerja, menentukkan pin Arduino yang

akan digunakan untuk sensor, dan menentukkan konstanta yang akan digunakan.

Kemudian, mulai pembacaan sensor yang pertama yaitu sensor DHT-22. Sensor ini

menghasilkan nilai suhu dan kelembaban udara. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada

bagian Subrutin Sensor DHT-22. Lalu, mulai pembacaan sensor BMP-180. Sensor ini

perlu inisialisasi khusus untuk dapat bekerja, untuk lebih jelasnya, lihat pada Subrutin

Sensor BMP-180. Setelah memperoleh nilai tekanan udara dilanjutkan dengan perhitungan

nilai indeks UV dengan sensor GUVA-S12SD. Sensor ini perlu inisialisasi untuk dapat

bekerja dan membutuhkan analog to digital converter, untuk lebih jelasnya, lihat pada

subrutin sensor GUVA-S12SD.


30

Gambar 3.12 diagram alir utama

3.3.2. Subrutin Sensor DHT-22

Pada program ini dapat dilihat pada gambar 3.13 yang mulai dengan proses

inisialisasi. Untuk dapat menggunakan sensor DHT-22 dibutuhkan library “”Dht.h””.

Inisialisasi yang berikutnya menentukkan pin digital yang akan digunakan, dalam hal ini

menggunakan pin digital 12, dapat dituliskan seperti berikut: “#DHTPIN 12” .

Inisialisasi selanjutnya dengan menentukkan jenis DHT yang akan digunakan, dalam hal

ini menggunakan DHT-22 sehingga dituliskan seperti berikut:” #define DHTTYPE

DHT22” dan diakhiri dengan “DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);”.

Seteleh proses inisialisasi selesai, dapat dimulai tahap berikutnya yaitu pembacaan

sensor. Apabila koneksi sensor gagal maka sensor akan berhenti bekerja, apabila koneksi

sensor berhasil maka dilanjutkan dengan menentukkan variabel. Variabel yang akan

dihitung adalah suhu dan kelembaban, sehingga perlu dideklarasikan seperti berikut: “float


31

h = dht.readHumidity();” untuk pembacaan suhu dan “float t = dht.readTemperature();”

untuk pembacaan kelembaban. Setelah semua variabel terbaca, kemudian tampilkan

semua variabel tersebut.

Gambar 3.13 diagram Subrutin DHT-22

3.3.3. Subrutin Sensor BMP-180


inisialisasi. Untuk dapat menggunakan sensor BMP-180 dibutuhkan library “#include

<SFE_BMP180.h>” dan pin yang digunakan merupakan pin TWI (Twin Wire Interface)

yang terdiri dari pin SDA dan SCL. Untuk dapat menggunakan pin tersebut dibutuhkan

library “#include <Wire.h>”. Inisialisasi yang berikutnya memberikan objek dari sensor

dengan cara ” SFE_BMP180 pressure;”. Inisialisasi berikutnya dengan menentukkan

ketinggian tempat agar sensor dapat digunakan, dalam hal ini daerah Banguntapan, Bantul


32

memiliki ketinggian 90 meter dari permukaan laut, sehingga dapat dituliskan seperti

berikut: “#define ALTITUDE 90”

.

Gambar 3.14 diagram Subrutin BMP-180


sensor. Apabila koneksi sensor gagal maka sensor akan berhenti bekerja, apabila koneksi

sensor berhasil maka dilanjutkan dengan proses membaca suhu. Apabila tidak

memperoleh nilai suhu maka sensor akan berhenti bekerja. Setelah memperoleh nilai

suhu, dilanjutkan dengan menghitung nilai tekanan udara absolut. Apabila sensor tidak

memperoleh nilai tekanan udara absolut maka sensor akan berhenti bekerja.Setelah

memperoleh nilai tekanan udara absolut, dilanjutkan dengan menghitung nilai tekanan

udara pada ketinggian tempat. Ketinggian tempat harus terlebih dahulu dideklarasikan

pada tahap inisialisasi. Apabila sensor tidak memperoleh nilai tekanan udara pada

ketinggian tempat maka sensor berhenti bekerja. Apabila semua hasil sudah diperoleh

maka hasil pengukuran tersebut ditampilkan.

3.3.4. Subrutin Sensor GUVA-S12SD


inisialisasi. Sensor ini menggunakan sistem analog sehingga keluaran sensor ini


33

dihubungkan ke masukkan analog dalam hal ini pin A0. Dalam perhitungannya

dibutuhkan sebuah converter untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal berupa

sinyal tegangan dari 0 mV hingga 1170 mV. Setelah memperoleh tegangan, lalu diubah

menjadi indeks UV seperti pada gambar 2.14 .


sensor. Pada saat pembacaan sensor, untuk mengubah sinyal analog menjadi indeks UV

dapat menggunakan rumus 2.1. Setelah sinyal tersebut dikonversikan lalu dikelompokan

pada indeks UV masing-masing. Setelah dikelompokkan data tersebut ditampilkan.

Gambar 3.15 Subrutin GUVA-S12SD

3.3.5. Perancangan Penampil

Gambar 3.16 merupakan bentuk tampilan didalam web browser yang akan disajikan

untuk computer menampilkan nilai suhu dalam derajat Celcius (°C), nilai kelembaban

dalam persen (%),nilai tekanan udara dalam milibar (mb), nilai indeks UV dan nilai curah

Hujan dalam derajat millimeter (mm). Halaman web browser yang akan dirancang agar

mempunyai waktu muat ulang halaman (refresh page) dalam waktu 5 detik secara

otomatis. Sehingga data akan diperbarui dalam waktu 5 detik.


34

Gambar 3.16 Rancangan Penampil Halaman Web

3.4. Perhitungan Error

Perhitungan nilai error digunakan untuk menyimpulkan hasil dari percobaan

pengukuran suhu yang akan dilakukan. Nilai keluaran sensor kemudian dibandingkan

dengan nilai dari alat ukur untuk mengetahui selisih nilainya. Nilai selisih tersebut

digunakan untuk menghitung jumlah error yang terjadi. Rumus nilai persentase error

adalah :

( ) ( )

(3.1)


35

BAB IV

PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan tentang implementasi perancangan Stasiun Cuaca Mini

Berbasis Arduino Mega 2560 dan Tampilan Web penelitian dan hasil uji coba alat beserta

pembahasannya untuk mengetahui kesesuaian antara perancangan dengan penelitian.

4.1. Implementasi Alat

Implementasi Stasiun Cuaca Mini Berbasis Arduino Mega 2560 dan Tampilan

Web yang dirancang pada BAB III mengalami kegagalan. Proses pengiriman data sensor

ke jaringan tidak sesuai dengan yang diharapkan, sehingga pada implementasi yang

pertama tidak bisa dilakukan.

Program yang diimplementasikan berdasarkan perancangan diagram alir program

BAB III tidak bisa melakukan pengiriman data sensor melalui modul ESP8266-01

menggunakan Arduino Mega 2560. Hal ini disebabkan keterbatasan komunikasi antara

Arduino Mega 2560 dengan ESP8266-01. Komunikasi melalui AT Command dengan

menggunakan Arduino Mega mengalami kegagalan.

Gambar 4.1 Respon AT Command menggunakan Arduino Mega

Ada beberapa perubahan antara perancangan dan implementasi perangkat keras

elektronika. Pada rangkaian perangkat keras elektronika board Arduino Mega digunakan

untuk melakukan proses pengiriman data sensor langsung ke LCD 20x4. Selain itu, pada

implementasi alat dengan menambahkan modul Wemos D1, yang berfungsi untuk

pengiriman data sensor ke web browser.


36

Wemos D1 merupakan modul ESP8266EX yang kompatibel dengan Arduino IDE.

Modul Wemos D1 memiliki 11 input digital, 1 analog input, dan beroperasi pada tegangan

3,3V. Modul Wemos D1 menggunakan CH340 USB to Serial yang memiliki kemampuan

untuk dihubungkan langsung dari komputer untuk diprogram langsung menggunakan

sofware Arduino IDE dengan kabel micro-USB seperti memprogram pada board Arduino

pada umumnya [25].

Gambar 4.2 Rangkaian keseluruhan Stasisun Cuaca Mini Berbasis Arduino Mega 2560 dan

Tampilan Web

4.2. Pengujian Awal Perangkat

4.2.1. Pengujian Sensor DHT-22

Sensor DHT-22 memiliki dua nilai keluaran yaitu suhu dan kelembaban. Pengujian

sensor DHT-22 dilakukan dengan pengamatan secara langsung. Waktu pemangatan yang

digunakan adalah saat matahari terbit (pukul 05:30) hingga matahari terbenam (pukul

17:30) dengan rentang pengamatan setiap 30 menit. Hasil pengukuran suhu dengan satuan


37

derajat Celsius (°C) dan kelembaban dengan satuan persen Relative Humidity (%RH).

Nilai keluaran dari sensor DHT-22 dibandingkan hasil pengukuran dari thermometer-

hygrometer digital. Dari hasil perbandingan tersebut akan dilakukan perhitungan tingkat

kesalahan (error) alat ini.

Gambar 4.3 Grafik perbandingan pengukuran suhu

Tabel untuk grafik 4.3 dapat dilihat pada lampiran L1-1. Hasil pada gambar 4.3

pukul 5:30 hingga 12:30 menunjukkan bahwa terjadi kenaikanan nilai suhu. Pada saat

pengukuran, terjadi perbedaan hasil pada nilai keluaran sensor dan keluaran dari alat

digital thermometer-hygrometer yang cukup kecil, sehingga menyebabkan error yang

kecil. Kenaikan suhu tersebut merupakan pengaruh dari cuaca sekitarnya. Kenaikan suhu

tersebut diikuti dengan cuaca menjadi cerah.

Pada gambar 4.3 pukul 13:00 hingga 17:30 menunjukkan bahwa terjadi penurunan

nilai suhu. Pada saat pengukuran, terjadi perbedaan hasil pada nilai keluaran sensor dan

keluaran dari alat digital thermometer-hygrometer yang cukup kecil, sehingga

menyebabkan error yang kecil. Penurunan tersebut merupakan pengaruh dari cuaca

sekitarnya. Penurunan suhu tersebut akibat cuaca menjadi mendung.

Pada hasil pengujian ini diketahui bahwa sensor DHT-22 sudah dapat membaca

suhu dengan presisi. Waktu untuk sampling data sedikit lambat (sekitar 2 detik), apabila

dalam proses sampling terganggu, maka data tidak akan muncul atau nan (not a number),

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

5:3

0

6:0

0

6:3

0

7:0

0

7:3

0

8:0

0

8:3

0

9:0

0

9:3

0

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

Perbandingan Suhu

Sensor Alat Ukur


38

sehingga membutuhkan lebih banyak waktu pengambilan data. Tiap nilai keluaran sensor

menghasilkan rerata error yang cukup kecil.

Gambar 4.4 Grafik perbandingan pengukuran kelembaban

Tabel untuk grafik 4.4 dapat dilihat pada lampiran L1-2. Hasil pada pengujian 4.4

menunjukkan bahwa pukul 05:30 hingga 06:30 menunjukkan bahwa terjadi kenaikanan

nilai kelembaban. Kenaikan kelembaban tidak diikuti dengan nilai kelembaban pada alat

digital thermometer-hygrometer sehingga menghasilkan error yang besar. Pada saat

pengukuran 07:00 hingga pukul 12:30, terjadi penurununan nilai kelembaban. Perbedaan

hasil pada nilai keluaran sensor dan keluaran dari alat digital thermometer-hygrometer

yang cukup kecil, sehingga menyebabkan error yang kecil. Penurunan nilai kelembaban

tersebut diikuti dengan cuaca menjadi cerah.

Pada pengujian 4.4 menunjukkan bahwa pukul 13:00 hingga 15:30 menunjukkan

bahwa terjadi kenaikanan nilai kelembaban hingga yang paling tinggi. Kenaikan

kelembaban tersebut diikuti mulai terjadi mendung dan pada pukul 15:00 terjadi hujan.

Jika dibanding dengan nilai kelembaban pada alat digital thermometer-hygrometer , akan

menghasilkan error yang semakin mengecil. Pada saat pengukuran 15:30 hingga pukul

16:30, terjadi penurununan nilai kelembaban. Penurunan kelembaban tersebut diikuti

dengan berhentinya hujan namun cuaca tetap berawan. Perbedaan hasil pada nilai keluaran

sensor dan keluaran dari alat digital thermometer-hygrometer yang cukup kecil, sehingga

menyebabkan error yang kecil.

0

20

40

60

80

100

120

5:30 6:30 7:30 8:30 9:30 10:3011:3012:3013:3014:3015:3016:3017:30

Perbandingan Kelembaban

Sensor Alat Ukur


39

Hasil pada pengujian 4.3 menunjukkan bahwa saat terjadi pengukuran suhu yang

lambat dan terjadi perbedaan hasil pada nilai keluaran sensor dan keluaran dari alat digital

thermometer-hygrometer yang cukup kecil. Tiap nilai keluaran sensor menghasilkan rerata

error yang cukup kecil saat terjadi penurunan suhu.

Hasil gambar 4.4 juga menunjukkan bahwa saat terjadi penurunan nilai kelembaban

yang lambat dan terjadi perbedaan hasil pada nilai keluaran sensor dan keluaran dari alat

digital thermometer-hygrometer yang cukup kecil, sehingga menyebabkan error yang

kecil. Pada hasil pengujian 4.4 ini diketahui bahwa sensor DHT-22 sudah dapat membaca

kelembaban dengan presisi. Tiap nilai keluaran sensor menghasilkan rerata error yang

cukup kecil saat terjadi penurunan kelembaban.

Dari hasil pada gambar 4.3 dan gambar 4.4 menunjukkan bahwa sensor suhu dan

kelembaban DHT-22 sudah dapat menghasilkan nilai suhu dan kelembaban dengan cukup

akurat. Untuk diketahui, sensor DHT-22 ini akan berkerja dengan baik apabila digunakan

untuk pengukuran suhu udara yang tinggi dan kelembaban udara yang rendah, terutama

saat siang hari.

4.2.2. Pengujian Sensor BMP-180

Sensor BMP-180 memiliki nilai keluaran yaitu suhu (T), tekanan udara absolut (P),

tekanan udara relatif atau sea-level pressure (p0). Agar Sensor BMP-180 dapat

berkomunikasi dengan mikrokontroler, maka membutuhtuh komunikasi I2C dengan

menggunakan library Wire.h. Sensor ini juga membutukan catu daya sebesar 3,3 volt.

Apabila catu daya melebihi 4,2 volt maka sensor akan rusak. Pengujian sensor BMP-180

dilakukan dengan pengamatan secara langsung.

Untuk memperoleh informasi tekanan udara, dimulai dengan menentukkan

ketinggian tempat agar sensor dapat digunakan, dalam hal ini daerah Banguntapan, Bantul

memiliki ketinggian 90 meter dari permukaan laut, sehingga dapat dituliskan seperti

berikut: “#define ALTITUDE 90”. Waktu pemangatan yang digunakan adalah saat

matahari terbit (pukul 05:30) hingga matahari terbenam (pukul 17:30) dengan rentang

pengamatan setiap 30 menit. Pengamatan yang dilakukan hanya dibatasi untuk

memperoleh nilai tekanan udara relatif (p0).


40

Gambar 4.5 Grafik pengukuran tekanan udara

Tabel untuk grafik 4.5 dapat dilihat pada lampiran L1-3. Hasil pengujian 4.5 juga

menunjukkan bahwa terjadi peningkatan nilai tekanan udara pada pukul 05:30 hingga

08:00. Peningkatan tekanan ini diakibatkan akibat pengaruh kenaikan suhu, dan diikuti

cuaca mulai cerah. Pukul 13:00 hingga 15:00 terjadi penurunan tekanan. Penurunan ini

diikuti dengan penurunan suhu yang terukur pada gambar 4.1, dan cuaca mulai berawan

hingga hujan terjadi pukul 15:00. Pada saat cuaca mulai cerah pada pukul 15:30, tekanan

udara mulai kembali naik diiukuti dengan kenaikan suhu.

Dari hasil pada tabel pengujian 4.5 menunjukkan bahwa sensor sudah dapat

menghasilkan nilai tekanan udara. Untuk diketahui, sensor BMP-180 ini akan

menghasilkan tekanan udara yang rendah saat digunakan pengukuran suhu udara yang

tinggi dan kelembaban udara yang rendah, terutama saat hari sedang cerah. Pada saat

terjadi penurunan suhu dan naiknya kelembaban udara, dan hari sedang hujan, hal ini

membuat pengaruh pada sensor BMP-180 karena akan menghasilkan tekanan udara yang

rendah.

4.2.3. Pengujian Sensor UV

Berikut ini adalah tabel hasil pengujian sensor UV. Sensor UV yang digunakan

adalah GUVA S12SD. Sensor UV GUVA S12SD digunakan untuk mengukur indeks UV

pada pacaran sinar matahari. Nilai keluaran sensor berupa tegangan dalam satuan millivolt

(mV) yang dikonversikan ke indeks UV. Waktu pemangatan yang digunakan adalah saat

1007

1008

1009

1010

1011

1012

1013

1014

5:3

0

6:0

0

6:3

0

7:0

0

7:3

0

8:0

0

8:3

0

9:0

0

9:3

0

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

Pengukuran Tekanan

Sensor


41

matahari terbit (pukul 05:30) hingga matahari terbenam (pukul 17:30) dengan rentang

pengamatan setiap 30 menit. Tegangan keluaran dari sensor kemudian dibandingkan

dengan tegangan yang terukur pada multimeter digital. Dari hasil perbandingan tersebut

akan dilakukan perhitungan tingkat kesalahan (error) alat ini.

Gambar 4.6 Grafik pengukuran indeks UV

Tabel untuk grafik 4.6 dapat dilihat pada lampiran L1-6. Gambar 4.6 merupakan

hasil pengukuran sensor UV dengan keluaran berupa tegangan dalam satuan millivolt

(mV). Tegangan keluaran tersebut kemudian dikelompokkan sesuai pada gambar 3.14

untuk menentukkan indeks UV. Pada pukul 05:30 hingga 11.30 terjadi peningkatan

intensitas sinar matahari yang diikuti dengan peningkatan tegangan dan indeks UV. Pukul

10:00 dan 11:00 terjadi penurunan intesitas cahaya akibat dari tertutupnya cahaya matahari

oleh awan yang mengakibatkan penurunan tegangan dan indeks UV.

Pada pukul 13:00 hingga 17:00 terjadi penurunan intensitas sinar matahari yang

diikuti dengan penurunan tegangan dan indeks UV. Penurunan intesitas cahaya akibat dari

tertutupnya cahaya matahari oleh awan mendung yang mengakibatkan penurunan

tegangan dan indeks UV. Pukul 15:00 terjadi penurunan intensitas cahaya matahari yang

paling rendah akibat dari terjadinya awan mendung yang tebal dan hujan gerimis yang

mengakibatkan penurunan tegangan dan indeks UV. Pukul 16:00 terjadi peningkatan

intensitas cahaya matahari dan berkurangnya kumpulan awan sehingga terjadi peningkatan

tegangan dan indeks UV.

0100200300400500600700800900

1000

5:3

0

6:0

0

6:3

0

7:0

0

7:3

0

8:0

0

8:3

0

9:0

0

9:3

0

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

Perbandingan Index UV

Sensor Alat Ukur


42

Hasil pada pengujian sensor UV menunjukkan bahwa sensor UV sudah dapat

bekerja dengan baik, terbukti dengan kemampuan sensor dalam merespon adanya cahaya

matahari. Pada saat pengamatan terjadi perbedaan hasil pengukuran pada sensor.

Tegangan keluaran sensor dan keluaran dari alat multimeter digital memiliki selisih nilai

yang cukup besar, sehingga menyebabkan error yang besar.

4.2.4. Pengujian Sensor Curah Hujan

Berikut ini adalah tabel hasil pengujian sensor curah hujan. Sensor yang digunakan

adalah reedswitch. Untuk dapat mengaktifkan reedswitch, pada tiping bucket dipasang

magnet, untuk dapat menghitung jumlah tiap curah hujan. Karena saat alat ingin diuji tidak

sedang ada hujan, maka alat diuji dengan menuangkan air dengan volum tertentu untuk

mengetahui apakah pengukur curah hujan dapat bekerja dengan baik atau tidak.

Tabel 4.1 Sampel pengujian sensor curah hujan

Waktu Jumlah air Jumlah tip

16:20 550 ml 31

16:30 1100 ml 63

Hasil percobaan sudah sesuai dengan teori pada penakar hujan jenis tipping bucket.

Pada hasil diatas terbukti bahwa sensor reedswitch dapat mendeteksi gerakan tipping

bucket untuk menghitung jumlah curah hujan. Pada saat tipping bucket berhenti bergerak,

masih ada air yang tersisa pada tipping bucket. Sisa air yang tertinggal tersebut akan

terhitung kembali saat hujan berikutnya turun.

4.2.5. Pengujian Jaringan

Berikut ini adalah hasil pengujian sistem melalui transmisi data. Modul yang

digunakan adalah Wemos D1. Untuk dapat menerima data, terlebih dahulu modul Wemos

D1 harus terhubung dengan sebuah wifi router. Pada percobaan ini, modul Wemos D1

terhubung dengan ponsel “Samsung Galaxy V Plus” yang disetel sebagai wifi router.

Untuk dapat melihat hasil pengukuran, terlebih dahulu penerima menghubungkan

perangkat berupa laptop atau komputer ke ponsel yang disetel sebagai wifi router. Untuk

mengetahui alamat IP, dapat dilihat dari respon AT command atau melalui pengaturan wifi


43

pada komputer. Setelah terhubung dengan wifi router, lalu masukkan alamat IP melalui

web browser.

Gambar 4.7 AT command Wemos D1 pada Serial Monitor

Gambar diatas merupakan respon AT command dari Wemos D1. Setelah semua AT

command direspon dengan baik, maka modul Wemos D1 akan mencoba untuk koneksi ke

wifi router. Apabila koneksi ke wifi router berhasil, maka akan mendapat sebuah alamat IP

untuk melihat hasil pengukuran. Setelah membuka alamat IP melalui web browser modul

Wemos D1 akan mulai mengirimkan data.

4.3. Pengujian Sistem

Gambar 4.8 Interior pada alat pengukur curah hujan.


44

Gambar 4.9 Eksterior pada alat pengukur curah hujan.

Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Suhu.

Hasil pada gambar 4.10 menunjukkan bahwa pengamatan melalui LCD maupun

melalui laman web menghasilkan nilai yang mendekati sama, hasil pengukuran suhu dapat

dilihat pada halaman lampiran L1-1. Pada saat pengukuran, terjadi perbedaan hasil pada

nilai keluaran sensor dan keluaran dari alat digital thermometer-hygrometer yang cukup

kecil, sehingga menyebabkan error sebesar 4,86% pada pengamatan dengan LCD dan

4,94% pada pengamatan laman web. Nilai keluaran sensor dan keluaran dari alat ukur juga

memiliki trendline yang sama, dimana saat alat ukur mengalamai kenaikan suhu maka

sensor juga mengalami kenaikan suhu namun memiliki kepekaan yang berbeda sehingga

0

5

10

15

20

25

30

35

5:3

0

6:0

0

6:3

0

7:0

0

7:3

0

8:0

0

8:3

0

9:0

0

9:3

0

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

Perbandingan Suhu

LCD Web Alat Ukur


45

menghasilkan nilai selisih rata-rata 1,4°C untuk pengukuran melalui LCD maupun laman

web.

Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Kelembaban.


melalui laman web menghasilkan nilai yang berbeda-beda, tabel hasil pengukuran

kelembaban dapat dilihat pada halaman lampiran L1-2. Pada saat pengukuran, terjadi

perbedaan hasil pada nilai keluaran sensor dan keluaran dari alat digital thermometer-

hygrometer yang cukup kecil, sehingga menyebabkan error sebesar 13,96% pada

pengamatan dengan LCD dan 12,48% pada pengamatan laman web. Nilai keluaran sensor

dan keluaran dari alat ukur juga memiliki trendline yang sama, dimana saat alat ukur

mengalami kenaikan kelembaban maka sensor juga mengalami kenaikan kelembaban

namun memiliki kepekaan yang berbeda dimana sensor DHT-22 memiliki kepekaan yang

lebih baik dibandingkan dengan alat ukur sehingga menghasilkan nilai selisih rata-rata

10,24%RH untuk pengukuran melalui LCD dan 9,30%RH pengukuran melalui laman web.

0

20

40

60

80

100

120

5:3

0

6:0

0

6:3

0

7:0

0

7:3

0

8:0

0

8:3

0

9:0

0

9:3

0

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

Pengukuran Kelembaban

LCD Web Alat Ukur


46

Gambar 4.12 Grafik pengukuran tekanan udara.


melalui laman web menghasilkan nilai yang mendekati sama. Tabel pengukuran tekanan

udara dapat dilihat pada halaman lampiran L1-3. Nilai keluaran sensor BMP-180 yang

tertampil pada LCD dan yang tertampil pada laman web memiliki trendline yang sama,

dimana saat sensor BMP-180 mengalami kenaikan tekanan udara dan tertampil pada LCD,

maka nilai keluaran sensor pada laman web juga menunjukkan kenaikan tekanan udara,

namun akibat waktu pembaharuan yang berbeda makan menghasilkan nilai selisih rata-

rata 0,0512 mb.

Gambar 4.13 Grafik Perbandingan tegangan keluaran sensor UV.

1011

1012

1013

1014

1015

1016

1017

5:3

0

6:0

0

6:3

0

7:0

0

7:3

0

8:0

0

8:3

0

9:0

0

9:3

0

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

Pengukuran Tekanan Udara

LCD Web

0

500

1000

1500

2000

2500

5:3

0

6:0

0

6:3

0

7:0

0

7:3

0

8:0

0

8:3

0

9:0

0

9:3

0

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

Perbandingan Tegangan Keluaran UV

LCD Web Alat Ukur


47

Gambar 4.14 merupakan hasil pengukuran sensor UV dengan keluaran berupa

tegangan dalam satuan millivolt (mV). Tegangan keluaran tersebut kemudian

dikelompokkan sesuai pada gambar 3.14 untuk menentukkan indeks UV. Tabel hasil

pengukuran indeks UV dapat dilihat pada halaman lampiran L1-4. Pada saat pengukuran,

terjadi perbedaan hasil pada nilai keluaran sensor yang terukur pada LCD dan nilai

keluaran pada laman web saat dibandingkan dengan nilai keluaran sensor yang diukur

menggunakan multimeter. Perbedaan hasil pengukuran tersebut menyebabkan error

sebesar 14,95% pada pengamatan dengan LCD dan 15,48% pada pengamatan laman web.

Nilai keluaran sensor GUVA S12SD dan nilai keluaran diukur dengan multimeter

memiliki trendline yang sama, dimana saat alat ukur mengalami kenaikan tegangan maka

sensor juga mengalami kenaikan tegangan namun menghasilkan nilai yang berbeda. Hal

ini diakibatkan alat ukur memiliki kepresisian yang berbeda. Percobaan pada gambar 4.13

merupakan percobaan dengan menggunakan 2 sensor yang sama, satu untuk dipasang

pada Arduino Mega agar dapat dipantau langsung melalui LCD 20x4. Sementara sensor

UV yang lain digunakan untuk dihubungkan ke Wemos D1 untuk pemantauan melalui

halaman web. Apabila menggunkan satu sensor untuk 2 mikrokontroler, maka akan

mengahsilkan nilai ADC yang berbeda dan memiliki selisih yang cukup jauh.

4.4. Analisis Perangkat Lunak Arduino Mega

4.4.1. Inisialisasi Perangkat Arduino Mega

Inisialisasi pada Arduino Mega berisi tentang pendeklarasian fungsi dan variabel

yang digunakan dalam proses pengolahan data sensor yang ditampilkan LCD 20x4.

Bagian inisialisasi meliputi pin input analog, pin input digital, pin untuk LCD 20x4 Selain

deklarasi variabel, juga memasukkan library untuk beberapa sensor. Urutan program

inisialisasi pada Arduino Mega dapat dilihat pada Gambar 4.14


48

Gambar 4.14 Deklarasian fungsi dan variabel pada Arduino Mega

Sensor BMP-180 digunakan untuk mengukur tekanan udara relatif. Untuk dapat

menggunakan sensor BMP-180, terlebih dahulu melampirkan library SFE_BMP180.h

yang merupakan keluaran dari Sparkfun. Kemudian melampirkan library Wire.h karena

sensor BMP-180 menggunakan transmisi I2C. Setelah ditutup dengan fungsi

menentukkan ketinggian tempat dengan #define ALTITUDE 170.0 untuk ketinggian

tempat 170 meter diatas permukaan laut.

Sensor DHT-22 digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban. Agar dapat

menggunakan sensor DHT-22, terlebih dahulu melampirkan library DHT.h. Untuk

mendefinisikan jenis sensor DHT, menggunakan fungsi #define DHTTYPE DHT22 untuk

menggunakan DHT-22. Setelah ditutup dengan fungsi DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE);,

lalu mendeklarasikan variabel dengan tipe data float, untuk suhu dengan temp, dan hum

untuk kelembaban.

Modul RTC DS1307 digunakan sebagai fungsi waktu. Untuk dapat menggunakan

RTC DS1307, terlebih dahulu melampirkan library RTClib.h. Kemudian melampirkan

hari-hari dalam seminggu dengan perintah char daysOfTheWeek[7][12] = "Sunday",

"Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday";.

Untuk dapat menggunakan modul LCD 20x4, terlebih dahulu melampirkan library

LiquidCrystal.h. Untuk mendefinisikan pin yang akan digunakan LCD 20x4 ,


49

menggunakan fungsi LiquidCrystal lcd (9,8,4,5,6,7); untuk menggunakan pin digital

nomor 9, 8, 4, 5, 6, 7 pada board Arduino Mega.

Gambar 4.15 sketch untuk membuat karakter derajat (°)

Gambar 4.15 merupakan sketch untuk membuat karakter khusus. Untuk membuat

karakter khusus, dalam hal ini adalah karakter derajat (°). Dalam satu karakter dalam LCD

terdapat 5x8 pixel yang dietapkan sebagai array 8 byte. Angka satu pada array

menunjukkan pixel yang hidup dan angka nol menunjukkan pixel yang mati. Setelah

mengatur bentuk karakter, lalu ditutup dengan lcd.createChar(0,dregrees); untuk

membentuk karakter derajat pada karakter nol.

4.4.2. Inisialisasi Perangkat Wemos D1

Inisialisasi pada Wemos D1 berisi tentang pendeklarasian fungsi dan variabel yang

digunakan dalam proses pengiriman data sensor ke jaringan. Pin pada Wemos D1

menggunkan nama pin sesuai dengan GPIO, dan tidak semua pin dapat digunakan sebagai

input. Input analog pada Wemos D1 hanya terdapat satu pin, sehingga kemampuan untuk

banyak sensor analog menjadi terbatas.

Inisialisasi pada Wemos D1 berisi tentang pendeklarasian fungsi dan variabel yang

digunakan dalam proses pengiriman data sensor ke jaringan. Bagian inisialisasi meliputi

input analog, input digital, Selain deklarasi variabel, juga memasukkan library untuk

beberapa sensor. Urutan program inisialisasi pada Wemos D1 dapat dilihat pada Gambar

4.16


50

Gambar 4.16 Deklarasian fungsi dan variabel pada Wemos D1

Pada bagian fungsi jaringan, menggunakan library ESP8266Wifi.h dan untuk

menghubungkan ke sebuah access point. Untuk dapat menggunakan sensor DHT-22,

terlebih dahulu melampirkan library DHT.h. Untuk mendefinisikan jenis sensor DHT,

menggunakan fungsi #define DHTTYPE DHT22 untuk menggunakan DHT-22. Setelah

ditutup dengan fungsi DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE);, lalu mendeklarasikan variabel

dengan tipe data float, untuk suhu dengan temp, dan hum untuk kelembaban.

Untuk dapat menggunakan sensor BMP-180, terlebih dahulu melampirkan library

SFE_BMP180.h yang merupakan keluaran dari Sparkfun. Kemudian melampirkan library

Wire.h karena sensor BMP-180 menggunakan transmisi I2C. Untuk dapat menggunakan

fungsi #define DHTTYPE DHT22 untuk menggunakan DHT-22. Setelah ditutup dengan

fungsi menentukkan ketinggian tempat dengan #define ALTITUDE 170.0 untuk

ketinggian tempat 170 meter diatas permukaan laut.


51

4.4.3. Pengaturan jaringan

Gambar 4.17 Pengaturan koneksi pada Wemos D1

Pada bagian pengaturan jaringan, yang merupakan bagian library ESP8266Wifi.h

dan untuk menghubungkan Wemos D1 ke sebuah access point dengan nama ssid dan

password yang telah dideklarasikan pada bagian awal program. Jika Wemos D1 belum

dapat terkoneksi ke access point, maka Wemos D1 akan terus mencoba agar terkoneksi.

Apabila dapat terkoneksi dengan ssid, maka server dapat digunakan dengan menggunakan

fungsi server.begin(). Setelah server siap maka akan muncul alamat IP untuk melihat hasil

pengukuran.

4.4.4. Pembacaan Sensor

Berikut ini merupakan bagian pembacaan sensor. Pada bagian terdiri dari

pengaturan awal sensor dan pembacaan sensor. Kedua bagian tersebut dapat digunakan

pada Arduino Mega untuk penampilan langsung pada LCD dan Wemos D1 untuk

penampil pada halaman Web.


52

Gambar 4.18 Inisialisasi sensor DHT-22 dan library Wire

Untuk dapat memulai perhitungan sensor DHT-22 dibutuhkan perintah dht.begin();.

Perintah dht.begin(); merupakan bagian dari library <DHT.h>,sehingga jika tidak diberi

perintah tersebut, maka tidak bisa melakukan pengukuran. Untuk dapat menggunakan

sensor BMP-180, harus menggunakan I2C agar sensor dapat bekerja diperlukan library

Wire.h. Sebelum menggunakan library Wire.h, diperlukan pendeklarasikan pin I2C. Untuk

Wemos D1 pin I2C terdapat pada pin 4 dan 5, lalu dideklarasikan Wire.pins(4,5); dan

Wire.begin(4,5);

Gambar 4.19 Proses penghitungan sensor DHT-22

Pada urutan program pembacaan sensor diawali dengan pembacaan secara langsung

melalui fungsi dht.read...(). pada pengukuran suhu, variabel suhu dideklarasikan sebagai

temp dan untuk kelembaban dideklarasikan sebagai hum. Kemudian masukkan fungsi

dht.read....(), seperti temp = readTemperature(); untuk menghitung suhu dan hum =

readHumidity(); untuk menghitung kelembaban. Nilai suhu yang terhitung dalam satuan

derajat Celcius dan nilai kelembaban dalam satuan %RH. Pada percobaan pengambilan

data suhu dan kelembaban kemudian dibandingkan dengan alat ukur thermometer-

higrometer digital yang memiliki ketelitian 0,1°C dan 1%RH.

Gambar 4.20 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor BMP-180


53

Gambar 4.21 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor BMP-180 (lanjutan)

Pada urutan program pembacaan sensor diawali dengan deklarasi variabel. suhu

dideklarasikan sebagai T, tekanan udara absolut dengan P, tekanan udara relative dengan

p0 dan untuk ketinggian tempat dideklarasikan sebagai a. Untuk dapat memulai

penghitungan, digunakan fungsi pressure.begin(). Apabila pressure.begin() tidak dapat

bekerja, maka alat akan berhenti bekerja.

Kemudian masukkan fungsi status = pressure.startTemperature(); untuk menghitung

suhu, apabila tidak dapat menghitung suhu maka tidak bisa dilanjutkan ke perhitungan

berikutnya. Apabila perhitungan suhu berhasil, maka akan mulai menampilkan suhu dan

mulai menghitung perhitungan tekanan udara absolut. Tekanan udara absolut sangat

bergantung pada ketinggian suatu tempat, sehingga digunakan nilai tekanan udara relatif.

Nilai suhu yang terhitung dalam satuan derajat Celcius dan nilai tekanan udara dalam

satuan milibar (mb).

Gambar 4.22 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor GUVA-S12SD


54

Gambar 4.23 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor GUVA-S12SD (lanjutan)


55

Gambar 4.24 Inisialisasi dan proses perhitungan sensor GUVA-S12SD (lanjutan)

Untuk dapat memulai perhitungan GUVA-S12SD dibutuhkan fungsi

analogRead(A0); karena sensor ini menghasilkan nilai analog pada pin A0. Kemudian

Mendeklarasikan variabel voltage untuk tegangan keluaran dan uv untuk indeks UV.

Setelah sensor menghasilkan keluaran ADC, lalu dikonversikan menjadi tegangan dengan

satual millivolt (mV). Tegangan keluaran tersebut kemudian dikelompokkan kedalam

indeks UV yang kemudian ditampilkan.

Gambar 4.25 Inisialisasi variabel pada sensor curah hujan

Untuk dapat menggunakan sensor curah, terlebih dahulu mendeklarasikan pin yang

akan digunakan, dalam hal ini menggunakan 2 sensor agar pembacaan lebih akurat.

menggunakan Kemudian melampirkan variabel yang akan berubah diantaranya Counter1

dan Counter2 untuk menghitung jumlah berapa kali sensor dalam keadaan ON, State1 dan

State2 untuk mengetahui keadaan sensor apakah sensor dalam keadaan ON atau OFF dan

lastState1 dan lastState2 untuk mengetahui keadaan sensor sebelumnya. Yang terakhir

adalah totalTip untuk menghitung kedua total Counter1 dan Counter2.


56

Gambar 4.26 proses perhitungan sensor curah hujan

Untuk dapat memulai perhitungan sensor curah hujan dibutuhkan fungsi

digitalRead(Pin1); karena sensor ini menghasilkan nilai digital pada pin yang sudah

dideklarasikan. Kemudian menentukkan keadaan sensor apa sudah dalam keadaan ON.

Setelah sensor dalam keadaan ON kemudian membandingkan dengan keadaan sensor

sebelumnya pada lastState. Apabila keadaan HIGH maka sensor akan melakukan

penambahan. Apabila dalam waktu 300.000 milisekon (5 menit) tidak ada penambahan,

maka tipping bucket akan kembali menjadi nol. Kemudian simpan keadaan sensor

sekarang untu perhitungan berikutnya. Hal ini berlaku untuk sensor yang kedua. Setelah

kedua sensor melakukan lalu jumlah perhitungan kedua sensor dijumlahkan. Angka hasil

penjumlahan tersebut kemudian ditampilkan.

Pada pengukuran curah hujan, pada program sebelumnya menggunakan interrupt.

Penggunaan interrupt untuk dapat menggukur curah hujan lebih presisi, dan data waktu

terjadinya hujan dan berhentinya hujan juga dapat direkam. Pada pengukuran curah hujan

ini, menggunakan perubahan logika dimana saat sensor pada kondisi HIGH, maka akan


57

bertambah untuk setiap kali HIGH. Untuk mengosongkan jumlah tipping bucket,

menggunakan fungsi millis dimana saat tidak terjadi penambahan dalam waktu 5 menit,

maka pada penampil tipping bucket akan kembali menjadi nol. Karena hanya

menggunakan perubahan logika, maka pengukuran curah hujan menjadi tidak presisi, dan

data waktu terjadinya hujan dan berhentinya hujan juga tidak dapat direkam.

4.4.5. Penampil Data Pada LCD 20x4

Program pengiriman data sensor dan menampilkan ke LCD 20x4 dapat dilihat pada

Gambar 4.26. Pada bagian awal diberi perintah lcd.clear(); untuk menghapus karakter

yang ada sebelumnya. Lalu perintah lcd.setCursor (0,0); untuk meletakkan kursor pada

kolom 0 baris 0. Untuk menulis kata pada layar LCD menggunakan perintah

lcd.print(“T:”); untuk menulis “T:” pada layar LCD dan harus diawali tanda petik (“) agar

terbaca sebagai kata. Untuk menulis hasil pengukuran pada layar LCD menggunakan

perintah lcd.print(temp,1); untuk menulis hasil pengukuran temp dengan ketelitian satu

angka dibelakang koma. Tidak menggunakan tanda petik (“) karena merupakan sebuah

variabel.

Gambar 4.27 Program Pengiriman data sensor dan tampilan LCD


58

Gambar 4.28 Program Pengiriman data sensor dan tampilan LCD (lanjutan)

4.4.6. Pengiriman Data dan Tampilan Web

Program pengiriman data sensor dan tampilan dapat dilihat pada Gambar 4.29.

Program ini mengambil dari library ESP8266Wifi.h, kemudian diubah agar sesuai dengan

perancangan tampilan web browser. Program ini mengalami sedikit perubahan pada

program tampilan. Perubahan yang terjadi pada tampilan terdiri pada pengaturan waktu

refresh pada bagian ("<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"5\">") agar tampilan dapat

auto-refresh setiap 5 detik. Hasil implementasi dapat dilihat pada Gambar 4.30


59

Gambar 4.29 Program Pengiriman data sensor dan tampilan web


60

Gambar 4.30 Implementasi Pengiriman Data dan Tampilan di PC client menggunakan

browser Google Chrome.


61

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari hasil implementasi Stasiun Cuaca Mini Berbasis Arduino Mega 2560 dengan

Tampilan Web, bisa didapatkan kesimpulan :

1. Alat ini sudah bisa bekerja dengan baik dalam melakukan proses pengiriman data

melalui jaringan lokal.

2. Data suhu, kelembaban, tekanan udara, curah hujan dan indeks UV yang dikirim

dapat ditampilkan melalui web browser.

3. Untuk pengukuran Indeks UV memerlukkan 2 sensor secara terpisah.

4. Pengiriman data yang ditampilkan melalui web browser dapat diperbarui setiap 5

detik.

5. Presentase error pengukuran suhu rata-rata 4,94%

6. Presentase error pengukuran kelembaban rata-rata 12,48%

7. Presentase error pengukuran tegangan indeks UV rata-rata 28,60%

8. Data pengukuran tekanan udara belum dapat dibandingkan dengan alat ukur.

9. Pengukur curah hujan belum dapat bekerja dengan baik.

5.2. Saran

Berdasarkan hasil implementasi yang sudah dilakukan, untuk pengembangan lebih

lanjut ada beberapa saran Stasiun Cuaca Mini Berbasis Arduino Mega 2560 dengan

Tampilan Web dapat bekerja lebih baik, yaitu :

1. Perancangan ulang desain tampilan web browser agar lebih menarik.

2. Perancangan ulang pada koneksi jaringan menggunakan jaringan internet agar alat

ini dapat diakses disemua tempat.

3. Data pengukuran agar dapat disimpan seperti di SD Card atau di Cloud

4. Agar menjadi sebuah stasiun cuaca yang lengkap, perlu penambahan sensor lain

seperti anemometer dan wind vane sehingga kecepatan angin dan arah angin dapat

diukur.


62

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dunia Pendidikan, 2016, http://www.duniapendidikan.net/2016/01/pengertian-

cuaca-dan-iklim-serta-unsur-unsur-cuaca-dan-iklim.html tanggal akses 28 Agustus

2016

[2] Soefian Nur Hidayat, 2007, ”Stasiun Cuaca Mini Berbasis Mikrokontroler

MC68HC908QB8”. Universitas Sanata Dharma

[3] Staklim Banjarbaru, 2008, “(AWS) Automatic Weather Stations”

http://klimatologibanjarbaru.com/artikel/2008/12/aws-automatic-weather-station/

tanggal akses 16 Agustus 2016

[4] Tim Pengajar Klimatologi, 2010, “Modul Praktikum Klimatologi”

https://bahanajarbp.files.wordpress.com/2010/03/modul-praktikum-

klimatologi1.pdf , Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya Malang, tanggal akses

13 Desember 2016

[5] Wylie, C.C, 1942, “Astronomy, Maps, and Weather”. Harper & Brothers

Publishser

[6] Adrianto, Heri. Darmawan, Aan. 2016. “Arduino Belajar Cepat dan

Pemrograman”. Penerbit Informatika Bandung, 119-121

[7] Arduino Info Wikispaces https://arduino-

info.wikispaces.com/file/view/Mega2560_R3_Label-small-

v2%20(2).png/471429496/Mega2560_R3_Label-small-v2%20(2).png

[8] Y. M. V. Galih Purwito Adi, 2014. “Monitoring Suhu 4 Channel Jarak Jauh

Berbasis Arduino Uno”. Universitas Sanata Dharma

[9] AM2302 – Adafruits , 2016, https://cdn-

shop.adafruit.com/datasheets/Digital+humidity+and+temperature+sensor+AM230

3.pdf tanggal akses 28 Desember 2016

[10] Maxdetect “Digital relative humidity & temperature sensor RHT03”

http://cdn.sparkfun.com/RHT03.pdf tanggal akses 30 Oktober 2016

[11] 2013, Bosch Sensortec, “BMP180 Digital Pressure Sensor”,

https://www.adafruit.com/datasheets/BST-BMP180-DS000-09.pdf , tanggal akses

30 September 2016.

[12] id.aliexpress.com

http://g02.a.alicdn.com/kf/HTB1X4JuIXXXXXbhXpXXq6xXFXXXq/-font-b-


http://www.duniapendidikan.net/2016/01/pengertian-cuaca-dan-iklim-serta-unsur-unsur-cuaca-dan-iklim.html

http://www.duniapendidikan.net/2016/01/pengertian-cuaca-dan-iklim-serta-unsur-unsur-cuaca-dan-iklim.html

http://klimatologibanjarbaru.com/artikel/2008/12/aws-automatic-weather-station/

https://bahanajarbp.files.wordpress.com/2010/03/modul-praktikum-klimatologi1.pdf

https://bahanajarbp.files.wordpress.com/2010/03/modul-praktikum-klimatologi1.pdf

https://arduino-info.wikispaces.com/file/view/Mega2560_R3_Label-small-v2%20(2).png/471429496/Mega2560_R3_Label-small-v2%20(2).png



https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/Digital+humidity+and+temperature+sensor+AM2303.pdf



http://cdn.sparkfun.com/RHT03.pdf

https://www.adafruit.com/datasheets/BST-BMP180-DS000-09.pdf

http://g02.a.alicdn.com/kf/HTB1X4JuIXXXXXbhXpXXq6xXFXXXq/-font-b-UV-b-font-font-b-sensor-b-font-Ultraviolet-Detection-Module-tester-for.jpg

63

UV-b-font-font-b-sensor-b-font-Ultraviolet-Detection-Module-tester-for.jpg

tanggal akses 22 Januari 2017

[13] https://sites.google.com/site/myterrarium23/domotique/uvm-30a-uva-uvb-sensor,

tanggal akses 10 Desember 2016.

[14] 2011, Roithner Laser Technik “GUVA-S12SD” https://cdn-

shop.adafruit.com/datasheets/1918guva.pdf , tanggal akses 30 September 2016.

[15] http://www.electroschematics.com/11509/guva-s12sd-uv-sensor-module-circuit/

tanggal akses 10 Februari 2017

[16] http://www.theremino.com/wp-content/uploads/2013/11/UV-table.jpg tanggal

akses 22 Desember 2016.

[17] http://www.sparkfun.com/products/13678 tanggal akses 10 Februari 2017

[18] http://fabacademy.org/archives/2015/doc/image/esp-01.jpg, tanggal akses 10

Februari 2017

[19] http://data.bmkg.go.id/share/Dokumen/deskripsisensorlintek.pdf tanggal akses 13

Oktober 2016

[20] Dallas Semicondutor, 2008,

http://www.sparkfun.com/datasheets/Components/DS1307.pdf “DS1307 64 x 8,

Serial, I2C Real-Time Clock” tanggal akses 3 Februari 2017

[21] http://www.emartee.com/Image/websites/emartee.com/back-1.jpg tanggal akses

10 Februari 2017

[22] https://cdn-shop.adafruit.com/1200x900/198-10.jpg tanggal akses 10 Februari

2017

[23] Digi-Key US Corporation (US),

https://www.digikey.com/catalog/en/partgroup/standard-lcd-20x4-plus-extras-

white-on-blue-board/59402 tanggal akses 10 Februari 2017

[24] Tinsharp Industrial Co., Ltd., 2009, https://cdn-

shop.adafruit.com/datasheets/TC2004A-01.pdf tanggal akses 10 Februari 2017

[25] Hobby Components, 2012, http://hobbycomponents.com/development-

boards/863-wemos-d1-r2-esp8266-development-board tanggal akses 1 Agustus

2017


http://g02.a.alicdn.com/kf/HTB1X4JuIXXXXXbhXpXXq6xXFXXXq/-font-b-UV-b-font-font-b-sensor-b-font-Ultraviolet-Detection-Module-tester-for.jpg

https://sites.google.com/site/myterrarium23/domotique/uvm-30a-uva-uvb-sensor

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/1918guva.pdf

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/1918guva.pdf

http://www.electroschematics.com/11509/guva-s12sd-uv-sensor-module-circuit/

http://www.theremino.com/wp-content/uploads/2013/11/UV-table.jpg

http://www.sparkfun.com/products/13678

http://fabacademy.org/archives/2015/doc/image/esp-01.jpg

http://data.bmkg.go.id/share/Dokumen/deskripsisensorlintek.pdf

http://www.sparkfun.com/datasheets/Components/DS1307.pdf

http://www.emartee.com/Image/websites/emartee.com/back-1.jpg

https://cdn-shop.adafruit.com/1200x900/198-10.jpg

https://www.digikey.com/catalog/en/partgroup/standard-lcd-20x4-plus-extras-white-on-blue-board/59402

https://www.digikey.com/catalog/en/partgroup/standard-lcd-20x4-plus-extras-white-on-blue-board/59402

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/TC2004A-01.pdf

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/TC2004A-01.pdf

http://hobbycomponents.com/development-boards/863-wemos-d1-r2-esp8266-development-board

http://hobbycomponents.com/development-boards/863-wemos-d1-r2-esp8266-development-board

LAMPIRAN 1

TABEL PENGAMBILAN DATA AWAL


L1-1

Sampel pengujian suhu sensor DHT-22

Waktu Suhu error Keterangan

(hh:mm) LCD alat ukur LCD

5:30 27.1 27.3 0.73%

6:00 24.5 25.3 3.16%

6:30 25.4 26.2 3.05%

7:00 28.7 28.5 0.70% berawan

7:30 32.3 30.5 5.90% berawan

8:00 29.8 29.5 1.02%

8:30 30.4 32.9 7.60%

9:00 31.4 32.6 3.68%

9:30 31.4 32.5 3.38%

10:00 30.7 32.3 4.95% berawan

10:30 32.4 34.1 4.99%

11:00 34.1 36.1 5.54% berawan

11:30 33.5 35.2 4.83%

12:00 36.5 38.7 5.68% berawan

12:30 37.5 40.2 6.72%

13:00 34.2 37.2 8.06% berawan

13:30 34.3 36.8 6.79% berawan

14:00 32.6 35.5 8.17% berawan

14:30 31 33.8 8.28% berawan

15:00 30.6 31.4 2.55% hujan

15:30 30.5 31.1 1.93% berawan

16:00 31 32.1 3.43%

16:30 32.1 33.4 3.89% berawan

17:00 32 33.2 3.61% berawan

17:30 30.5 31.6 3.48% berawan

rerata 4.49%


L1-2

Sampel pengujian kelembaban sensor DHT-22

Waktu Kelembaban error Keterangan

(hh:mm) %RH alat ukur LCD

5:30 83.4 73 14.25%

6:00 99.9 85 17.53%

6:30 97.6 88 10.91%

7:00 75.4 82 8.05% berawan

7:30 76.5 77 0.65% berawan

8:00 67 73 8.22%

8:30 65 62 4.84%

9:00 59.2 61 2.95%

9:30 61.7 65 5.08%

10:00 60.3 62 2.74% berawan

10:30 52.6 54 2.59%

11:00 46.1 49 5.92% berawan

11:30 49.6 49 1.22%

12:00 41.5 44 5.68% berawan

12:30 38 40 5.00%

13:00 44.9 42 6.90% berawan

13:30 45.1 42 7.38% berawan

14:00 56.8 50 13.60% berawan

14:30 60.4 54 11.85% berawan

15:00 71.5 77 7.14% hujan

15:30 77.5 81 4.32% berawan

16:00 70.2 74 5.14%

16:30 59.7 60 0.50% berawan

17:00 60.2 60 0.33% berawan

17:30 68 67 1.49% berawan

rerata 6.17%


L1-3

Sampel pengujian tekanan sensor BMP-180

Waktu Tekanan Keterangan

(hh:mm)

5:30 1011.96

6:00 1012.52

6:30 1012.41

7:00 1012.97 berawan

7:30 1013.28 berawan

8:00 1013.7

8:30 1013.53

9:00 1013.35

9:30 1013.25

10:00 1013.1 berawan

10:30 1012.64

11:00 1012.31 berawan

11:30 1011.66

12:00 1011.29 berawan

12:30 1011.12

13:00 1010.59 berawan

13:30 1010.39 berawan

14:00 1009.94 berawan

14:30 1009.96 berawan

15:00 1010.41 hujan

15:30 1010.41 berawan

16:00 1009.84

16:30 1010.22 berawan

17:00 1010.62 berawan

17:30 1011.15 berawan


L1-4

Sampel pengujian Indeks UV

Waktu UV error Keterangan

(hh:mm) index LCD alat ukur LCD

5:30 0 5 4 25.00%

6:00 0 15 13 15.38%

6:30 0 59 55 7.27%

7:00 0 108 104 3.85% berawan

7:30 1 230 221 4.07% berawan

8:00 1 249 238 4.62%

8:30 2 344 352 2.27%

9:00 4 555 543 2.21%

9:30 5 660 632 4.43%

10:00 4 567 551 2.90% berawan

10:30 7 831 809 2.72%

11:00 6 758 709 6.91% berawan

11:30 8 909 851 6.82%

12:00 7 797 730 9.18% berawan

12:30 3 474 438 8.22%

13:00 1 249 228 9.21% berawan

13:30 0 225 216 4.17% berawan

14:00 0 171 158 8.23% berawan

14:30 0 98 91 7.69% berawan

15:00 0 15 13 15.38% hujan

15:30 0 54 49 10.20% berawan

16:00 1 259 235 10.21%

16:30 0 152 144 5.56% berawan

17:00 0 83 74 12.16% berawan

17:30 0 73 68 7.35% berawan

rerata 7.84%


LAMPIRAN 2

TABEL PENGUJIAN SISTEM


L2-1

Sampel pengujian suhu sensor DHT-22

Waktu Suhu Selisih error

(hh:mm) LCD Web alat ukur

LCD dan

Alat

Ukur

Web dan

Alat Ukur

LCD dan

Alat Ukur

Web dan

Alat

Ukur

5:30 24.3 23.4 26 1.7 2.6 6.54% 10.00%

6:00 24 24.5 25.4 1.4 0.9 5.51% 3.54%

6:30 24 24 25.4 1.4 1.4 5.51% 5.51%

7:00 24.5 24.5 25.7 1.2 1.2 4.67% 4.67%

7:30 24.9 24.8 26.2 1.3 1.4 4.96% 5.34%

8:00 25.5 25.5 26.9 1.4 1.4 5.20% 5.20%

8:30 26.1 26.2 27.5 1.4 1.3 5.09% 4.73%

9:00 26.6 27 28.2 1.6 1.2 5.67% 4.26%

9:30 27.6 27.5 28.8 1.2 1.3 4.17% 4.51%

10:00 28.5 28.7 29.6 1.1 0.9 3.72% 3.04%

10:30 29 28.9 30.1 1.1 1.2 3.65% 3.99%

11:00 28.9 28.9 30.5 1.6 1.6 5.25% 5.25%

11:30 28.8 28.7 30.5 1.7 1.8 5.57% 5.90%

12:00 29.2 29.2 30.5 1.3 1.3 4.26% 4.26%

12:30 30 29.9 31.4 1.4 1.5 4.46% 4.78%

13:00 29.8 29.6 31.1 1.3 1.5 4.18% 4.82%

13:30 29.8 29.8 31.2 1.4 1.4 4.49% 4.49%

14:00 29.1 29 30.5 1.4 1.5 4.59% 4.92%

14:30 30.2 30.2 31.6 1.4 1.4 4.43% 4.43%

15:00 29.2 29.2 30.7 1.5 1.5 4.89% 4.89%

15:30 28.2 28.2 29.9 1.7 1.7 5.69% 5.69%

16:00 27.9 27.9 29.4 1.5 1.5 5.10% 5.10%

16:30 27.2 27.2 28.6 1.4 1.4 4.90% 4.90%

17:00 26.9 26.9 28.2 1.3 1.3 4.61% 4.61%

17:30 26.3 26.2 27.5 1.2 1.3 4.36% 4.73%

rerata 1.4 1.4 4.86% 4.94%


L2-2

Sampel pengujian kelembaban sensor DHT-22

Waktu Kelembaban Selisih Error

(hh:mm) LCD Web Alat ukur

LCD dan

Alat

Ukur

Web dan

Alat Ukur

LCD dan

Alat Ukur

Web

dan Alat

Ukur

5:30 99.9 99.9 81 -18.9 -18.9 23.33% 23.33%

6:00 99.9 99.9 88 -11.9 -11.9 13.52% 13.52%

6:30 99.9 99.9 88 -11.9 -11.9 13.52% 13.52%

7:00 99.9 99.9 89 -10.9 -10.9 12.25% 12.25%

7:30 99.9 99.9 88 -11.9 -11.9 13.52% 13.52%

8:00 97.1 98.2 86 -11.1 -12.2 12.91% 14.19%

8:30 94 94.2 83 -11 -11.2 13.25% 13.49%

9:00 89.6 90.8 78 -11.6 -12.8 14.87% 16.41%

9:30 82.9 84.2 74 -8.9 -10.2 12.03% 13.78%

10:00 77.4 81.1 71 -6.4 -10.1 9.01% 14.23%

10:30 80.4 75.6 70 -10.4 -5.6 14.86% 8.00%

11:00 77.8 75.6 67 -10.8 -8.6 16.12% 12.84%

11:30 86.8 78.9 68 -18.8 -10.9 27.65% 16.03%

12:00 70 71.3 65 -5 -6.3 7.69% 9.69%

12:30 64.7 66 63 -1.7 -3 2.70% 4.76%

13:00 73.5 71.3 65 -8.5 -6.3 13.08% 9.69%

13:30 69.6 64.5 63 -6.6 -1.5 10.48% 2.38%

14:00 75.7 69.3 64 -11.7 -5.3 18.28% 8.28%

14:30 64 66.2 63 -1 -3.2 1.59% 5.08%

15:00 73.4 68.9 63 -10.4 -5.9 16.51% 9.37%

15:30 76.6 77.3 67 -9.6 -10.3 14.33% 15.37%

16:00 73.6 72.9 66 -7.6 -6.9 11.52% 10.45%

16:30 78.3 77.7 68 -10.3 -9.7 15.15% 14.26%

17:00 86.6 85.3 70 -16.6 -15.3 23.71% 21.86%

17:30 86.6 85.6 74 -12.6 -11.6 17.03% 15.68%

rerata -10.24 -9.30 13.96% 12.48%


L2-3

Sampel pengujian tekanan BMP-180

Waktu Tekanan (mb) Selisih

(hh:mm) LCD Web LCD dan Web

5:30 1015.33 1015.26 0.07

6:00 1015.6 1015.42 0.18

6:30 1015.59 1015.56 0.03

7:00 1015.77 1015.8 0.03

7:30 1015.97 1016.08 0.11

8:00 1016.28 1016.32 0.04

8:30 1016.11 1016.13 0.02

9:00 1016.18 1016.18 0

9:30 1015.91 1015.88 0.03

10:00 1015.8 1015.87 0.07

10:30 1015.61 1015.6 0.01

11:00 1015.31 1015.28 0.03

11:30 1014.99 1014.95 0.04

12:00 1014.72 1014.76 0.04

12:30 1014.3 1014.37 0.07

13:00 1013.9 1013.9 0

13:30 1013.54 1013.58 0.04

14:00 1013.17 1013.09 0.08

14:30 1012.99 1013.06 0.07

15:00 1012.91 1012.92 0.01

15:30 1013.04 1013.01 0.03

16:00 1013.16 1013.21 0.05

16:30 1013.44 1013.5 0.06

17:00 1013.96 1013.84 0.12

17:30 1014.18 1014.23 0.05

rerata 0.0512


L2-4

Sampel pengujian Indeks UV

Waktu alat

ukur

(mv)

UV UV error

(hh:mm) LCD

Index

LCD

(mv)

web

index

web

(mv)

LCD dan

Alat Ukur

Web dan

Alat Ukur

5:30 9 0 0 0 24 100% 167%

6:00 29 0 0 0 54 100% 86%

6:30 70 0 73 0 59 4% 16%

7:00 200 0 195 0 152 3% 24%

7:30 230 1 225 1 239 2% 4%

8:00 320 2 323 2 347 1% 8%

8:30 825 7 860 8 924 4% 12%

9:00 958 9 997 10 1124 4% 17%

9:30 1093 11 1461 11 1437 34% 31%

10:00 1306 11 1359 11 1290 4% 1%

10:30 684 6 738 6 787 8% 15%

11:00 541 4 567 2 396 5% 27%

11:30 1714 11 1808 11 1852 5% 8%

12:00 1721 11 1799 11 1984 5% 15%

12:30 1665 11 1730 11 1950 4% 17%

13:00 1548 11 1618 11 1334 5% 14%

13:30 1380 11 1461 11 1735 6% 26%

14:00 619 5 665 7 836 7% 35%

14:30 973 9 1017 10 1134 5% 17%

15:00 706 6 723 7 860 2% 22%

15:30 587 5 630 6 709 7% 21%

16:00 375 2 393 3 464 5% 24%

16:30 168 0 181 1 230 8% 37%

17:00 109 0 103 0 142 6% 30%

17:30 17 0 10 0 24 41% 41%

rerata 14.95% 28.60%


LAMPIRAN 3

LISTING PROGRAM ARDUINO MEGA


L3-1

//===========================

#include <SFE_BMP180.h>

#define ALTITUDE 170.0

#include <Wire.h>

SFE_BMP180 pressure;

//===========================

#include <DHT.h>

#define DHTPIN 22

#define DHTTYPE DHT22

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

//==========================

#include "RTClib.h"

RTC_DS1307 rtc;

char daysOfTheWeek[7][12] = "Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday",

"Thursday", "Friday", "Saturday";

//===========================

const int TippingPin1 = 2;

const int TippingPin2 = 3;

int TipCounter1 = 0;

int TipCounter2 = 0;

int TipState1 = 0;

int TipState2 = 0;

int lastTipState1 = 0;

int lastTipState2 = 0;

//==========================

int totalTip;

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(9, 8, 4, 5, 6, 7);

int ledpin = 13;

void setup ()

pinMode(ledpin, OUTPUT);


L3-2

pinMode(TippingPin1, INPUT);

pinMode(TippingPin2, INPUT);

lcd.begin(20,4);

byte degrees[8]=

0b00111,

0b00101,

0b00111,

0b00000,

0b00000,

0b00000,

0b00000,

0b00000,

;

lcd.createChar(0,degrees);

dht.begin();

Wire.begin();

Serial.begin(57600);

if (! rtc.begin())

Serial.println("Couldn't find RTC");

while (1);

if (! rtc.isrunning())

Serial.println("RTC is NOT running!");

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

if (pressure.begin())

Serial.println("BMP180 connected");


L3-3

else

Serial.println("BMP180 failed\n\n");

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("BMP180 Disconnected");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("Check Connection");

while(1); // Pause forever.

void loop ()

//========================================

digitalWrite(ledpin, HIGH);

DateTime now = rtc.now();

Serial.print(daysOfTheWeek[now.dayOfTheWeek()]);

Serial.print(" ");

Serial.print(now.day(), DEC);

Serial.print('/');

Serial.print(now.month(), DEC);

Serial.print('/');

Serial.print(now.year(), DEC);

Serial.print(" ");

Serial.print(now.hour(), DEC);

Serial.print(':');

Serial.print(now.minute(), DEC);

Serial.print(':');

Serial.print(now.second(), DEC);

Serial.println(" ");


L3-4

//==========================================

float temp;

float hum;

temp = dht.readTemperature();

hum = dht.readHumidity();

Serial.print("Temperature: ");

Serial.print(temp,1);

Serial.print(char(176));

Serial.print("C");

Serial.print(" Humidity: ");

Serial.print(hum,1);

Serial.print(" % ");

//==========================================

TipState1 = digitalRead(TippingPin1);

if (TipState1 != lastTipState1)

if (TipState1 == HIGH)

TipCounter1++;

lastTipState1 = TipState1;

TipState2 = digitalRead(TippingPin2);

if (TipState2 != lastTipState2)

if (TipState2 == HIGH)

TipCounter2++;


L3-5

lastTipState2 = TipState2;

totalTip = TipCounter1+TipCounter2-1;

Serial.print("Rain Gauge: ");

Serial.print(totalTip);

Serial.println("mm ");

//==========================================

float index;

int sensorValue = 0;

sensorValue = analogRead(A0);

float voltage = (sensorValue * (5.0 / 1023.0))*1000;

if(voltage<50)

(index = 0);

else if (voltage>50 && voltage<=227)

(index = 0);


(index = 1);


(index = 2);


(index = 3);



L3-6

(index = 4);


(index = 5);


(index = 6);


(index = 7);


(index = 8);


(index = 9);


(index = 10);

else if (voltage>1170)

(index = 11);

Serial.print("UV index: ");

Serial.print(index,0);

Serial.print(" voltage: ");

Serial.print(voltage,0);

Serial.println(" mV");


L3-7

//==========================================

char status;

double T,P,p0,a;

Serial.print("Altitude: ");

Serial.print(ALTITUDE,0);

Serial.println(" meters, ");

status = pressure.startTemperature();

if (status != 0)

delay(status);

status = pressure.getTemperature(T);

if (status != 0)

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(T,2);

Serial.print(char(176));

Serial.println("C");

status = pressure.startPressure(3);

if (status != 0)

delay(status);

status = pressure.getPressure(P,T);

if (status != 0)

Serial.print("absolute pressure: ");

Serial.print(P,2);

Serial.println(" mb, ");

p0 = pressure.sealevel(P,ALTITUDE);

Serial.print("sea-level pressure: ");

Serial.print(p0,2);

Serial.println(" mb, ");


L3-8

a = pressure.altitude(P,p0);

Serial.print("computed altitude: ");

Serial.print(a,0);

Serial.println(" meters ");

Serial.println(" ");

else Serial.println("error retrieving pressure measurement\n");

else Serial.println("error starting pressure measurement\n");

else Serial.println("error retrieving temperature measurement\n");

else Serial.println("error starting temperature measurement\n");

//==========================================

//Date and Time

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(now.day(), DEC);

lcd.print('/');

lcd.print(now.month(), DEC);

lcd.print("/");

lcd.print(now.year(), DEC);

lcd.print(" ");

lcd.print(now.hour(), DEC);

lcd.print(':');

lcd.print(now.minute(), DEC);

lcd.print(':');

lcd.print(now.second(), DEC);

//Temperature

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("T:");


L3-9

lcd.print(temp,1);

lcd.print(char(0));

lcd.print("C");

//Humidity

lcd.print(" H:");

lcd.print(hum,1);

lcd.print("%RH");

// UV

lcd.setCursor(0,2);

lcd.print("UV:");

lcd.print(index,0);

lcd.print(" V:");

lcd.print(voltage,0);

lcd.print("mV ");

//sea-level Pressure

lcd.setCursor(0,3);

lcd.print("p0:");

lcd.print(p0,2);

lcd.print("mb");

//Rain Gauge

lcd.print(" R:");

lcd.print(totalTip);

lcd.print("mm");

delay(1000);


LAMPIRAN 4

LISTING PROGRAM WEMOS D1


L4-1

include <ESP8266WiFi.h>

const char* ssid = "Galaxy V Plus";

const char* password = "";

// Create an instance of the server

// specify the port to listen on as an argument

WiFiServer server(80);

//===============================================

#include <DHT.h>

#define DHTTYPE DHT22

#define DHTPIN 0

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

float hum, temp;

//===============================================

#include <SFE_BMP180.h>

#include <Wire.h>

SFE_BMP180 pressure;

#define ALTITUDE 170.0

//==============================================

const int Pin1 = 12;

const int Pin2 = 13;

int Counter1 = 0;

int Counter2 = 0;

int State1 = 0;

int State2 = 0;

int lastState1 = 0;

int lastState2 = 0;

int totalTip;

void setup()

dht.begin();

Wire.pins(4,5);


L4-2

Wire.begin(4,5);

Serial.begin(115200);

delay(10);

// Connect to WiFi network

Serial.println();

Serial.println();

Serial.print("Connecting to ");

Serial.println(ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

delay(500);

Serial.print(".");

Serial.println("");

Serial.println("WiFi connected");

// Start the server

server.begin();

Serial.println("Server started");

// Print the IP address

Serial.println(WiFi.localIP());

//pin for analog

void loop()


L4-3

// Check if a client has connected

WiFiClient client = server.available();

if (!client)

return;

// Wait until the client sends some data

Serial.println("new client");

while(!client.available())

delay(1);

// Read the first line of the request

String req = client.readStringUntil('\r');

Serial.println(req);

client.flush();

//reading

temp = dht.readTemperature();

hum = dht.readHumidity();

//====================================

int sensorValue = analogRead(A0);

float voltage;

int uv;

voltage = (sensorValue * (5.0 / 1023.0))*1000;

Serial.print(" ADC: ");

Serial.println(sensorValue);

if(voltage<50)

(uv = 0);



L4-4

(uv = 0);


(uv = 1);


(uv = 2);


(uv = 3);


(uv = 4);


(uv = 5);


(uv = 6);


(uv = 7);



L4-5

(uv = 8);


(uv = 9);


(uv = 10);

else if (voltage>1170)

(uv = 11);

char status;

double T,P,p0,a;

if (pressure.begin())

Serial.println("BMP180 connnected");

else

Serial.println("BMP180 failed");

while(1); // Pause forever.

status = pressure.startTemperature();

if (status != 0)

delay(status);

status = pressure.getTemperature(T);

if (status != 0)


L4-6

status = pressure.startPressure(3);

if (status != 0)

delay(status);

status = pressure.getPressure(P,T);

if (status != 0)

p0 = pressure.sealevel(P,ALTITUDE);

a = pressure.altitude(P,p0);

//====================================================

State1 = digitalRead(Pin1);

if (State1 != lastState1)

if (State1 == HIGH)

Counter1++;

lastState1 = State1;

State2 = digitalRead(Pin2);

if (State2 != lastState2)

if (State2 == HIGH)


L4-7

Counter2++;

lastState2 = State2;

totalTip = Counter1+Counter2-1;

//=========================================================

client.println("HTTP/1.1 200 OK");

client.println("Content-Type: text/html");

client.println(""); // the connection will be closed after completion of the response

client.println("<!DOCTYPE HTML>");

client.println("<html>");

client.println("<title>");

client.println("Weather Station");

client.println("</title>");

client.println("<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"5\">");

client.println("<h2>Weather Forecast</h2>");

client.println("Temperature: ");

client.println(temp);

client.println(char(176));

client.println("C");

client.println("<br>");

client.println("Humidity: ");

client.println(hum);

client.println("% RH");


client.println("Pressure: ");

client.println(p0);

client.println(" mb");


client.println("UV: ");

client.println(uv);


L4-8

client.println(" UV Sensor Voltage: ");

client.println(voltage,0);


client.println("Rain: ");

client.println(totalTip);

client.println(" mm");

client.println("</html>");

delay(1);

Serial.println("Client disonnected");

// The client will actually be disconnected

// when the function returns and 'client' object is detroyed


LAMPIRAN 5

RANCANGAN PCB SHIELD


L5-1

SCHEMATIC PCB


L5-2

PRINT-OUT PCB


Documents

STASIUN CUACA MINI BERBASIS ARDUINO MEGA 2560 … · HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... namun belum dapat dibandingkan dengan alat ukur, ... Persamaan 2.1 .....15 Persamaan 2.2