RANCANG BANGUN ALAT MONITORING SUHU PERANGKAT …jurnal.stmikelrahma.ac.id/assets/file/Bisri Mustofa--stmikelrahma.pdfD. Pengertian Mikrokontroler ... Pada pembuatan perangkat lunak,

RANCANG BANGUN ALAT MONITORING SUHU PERANGKAT SERVER MENGGUNAKAN SENSOR DHT22 BERBASIS MIKROKONTROLER

Bisri Mustofa Program Studi Teknik Informatika STMIK El Rahma Yogyakarta

e-mail: [email protected]

Abstract

A server room must have a security standard that protects the work of the devices in it ranging from air temperature,

humidity, fire and entry access from people who are not interested. One of the things that most influences the server device's condition

is temperature. Where the server equipment is very necessary to maintain temperature stability. If the temperature is too high, the

server device will be damaged quickly, so we need a server temperature monitoring tool that is able to monitor the temperature online

and offline, and is able to turn on the cooler when the device temperature rises.

In this research, a design of a server temperature monitoring tool was used using a microcontroller-based DHT22 sensor

to monitor and control the temperature of the server device to remain stable. The equipment used in this research is a temperature

sensor DHT22 as temperature and humidity sensor reader device server, NodeMCU as the main controller and media internet

connection, LCD (Liquid Crystal Display) Character 16x2 as a media viewer data relay driver as a replacement switch.

The results of this research found a temperature monitoring tool that can provide convenience in monitoring the temperature

of the server device that can be accessed via the internet and the cooling temperature that automatically turns on when the temperature

of the server device is above 29oC. This tool uses an accurate DHT22 temperature sensor, because it has an average error rate of

0.36oC and onboard NodeMCU wifi is able to connect to a WiFi network with a frequency of 2.4GHz, bg / bgn, channel width

20 / 40MHz, and WPA2 / PSK or WPA / PSK.

Keywords: Tools, Servers, Sensors, Microcontrollers, Wifi.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Server adalah sebuah sistem komputer yang menyediakan jenis layanan tertentu dalam

sebuah jaringan komputer. Server ini didukung dengan RAM, processor dan hardisk yang

besar serta dilengkapi dengan sistem operasi khusus yang disebut dengan sistem operasi

jaringan. Server ini menjalankan software administratif yang mengontrol akses terhadap

jaringan dan sumber daya yang terdapat didalamnya seperti data-data. Ruang server merupakan

sebuah ruangan yang digunakan untuk menyimpan server (aplikasi dan database), perangkat

jaringan (router, hub dll) dan perangkat lainnya yang terkait dengan operasional sistem sehari-

hari seperti UPS, AC dan lain-lain.

Kehandalan sebuah server tidak hanya terletak pada kecanggihan teknologi perangkat

server yang digunakan, akan tetapi juga dipengaruhi oleh faktor external perangkat server itu

sendiri. Salah satu hal yang paling berpengaruh terhadap kondisi perangkat server adalah suhu.

Dimana pada perangkat server sangat perlu dijaganya kesetabilan suhu. Apabila suhu terlalu

tinggi maka perangkat server akan cepat rusak. Yang sering terjadi adalah suhu komponen

server terlalu tinggi, terkadang tidak teratasi dengan menurunkan suhu pada AC ruangan,

sehingga perlu pendingin tambahan untuk mendinginkan perangkat server.

Perangkat server yang bekerja terus menerus selama 24 jam nonstop harus tetap dalam

keadaan baik agar dapat bekerja secara optimal, salah satu kendalanya yaitu suhu perangkat

sever yang terlalu tinggi pada waktu-waktu yang tidak tentu. Seorang staff IT akan sangat

kesusahan untuk selalu memantau dan mengontrol suhu pada perangkat server selama 24 jam,

sehingga dibutuhkan sebuah alat atau perangkat untuk membantu tugas staff IT yang mampu

memonitoring suhu perangkat server secara akurat dan mampu menurunkan suhu perangkat

server secara otomatis.

Pada penelitian ini peneliti bermaksud untuk membuat sebuah alat berbasis

mikrokontroler dalam skripsi yang berjudul “RANCANG BANGUN

ALAT MONITORING PERANGKAT SERVER MENGGUNAKAN SENSOR DHT22

BERBASIS MIKROKONTROLER”.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang, maka permasalahan yang akan dikaji pada penelitian ini

yaitu membangun suatu alat berbasis mikrokontroler yang dapat digunakan untuk

memonitoring suhu perangkat server yang dapat diakses dari internet serta mampu

menghidupkan dan mematikan pendingin secara otomatis ketika suhu perangkat server terbaca

pada titik tertentu

C. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang diteliti adalah sebagai berikut:

1. Alat yang dirancang hanya untuk monitoring suhu perangkat server.

2. Alat yang dibuat dapat menampilkan informasi suhu dan kelembapan perangkat server di

layar LCD 16x2.

3. Perangkat keras yang digunakan adalah Nodemcu V3 Lolin, LCD 16x2, Sensor DHT22,

Relay dan Kipas.

4. Alat yang dibuat menggunakan sumber tegangan dari power supplay yang diturunkan dari

tegangan 220V AC PLN.

5. Suhu beserta kelembapan perangkat server dapat dimonitoring lewat internet melaluli web

data thingspeak.

D. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini sebagai berikut:

1. Merancang bangun sebuah alat monitoring suhu perangkat server berbasis mikrokontroler

yang dapat bekerja nonstop.

2. Membuat sebuah alat monitoring suhu perangkat server yang mampu memberikan

informasi temperatur suhu dengan cepat dan akurat melalui internet.

3. Mengimplementasikan sebuah alat yang dapat menurunkan suhu perangkat server.

E. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini sebagai berikut:

1. Membantu staff IT dalam memantau dan mengontrol suhu perangkat server secara cepat

dan akurat.

2. Untuk mengurangi kerusakan perangkat server yang disebabkan karena suhu perangkat

server yang terlalu tinggi.

3. Untuk mengetahui dan menguji sistem kerja internet, mikrokontroller dan sensor suhu.

METODE PENELITIAN

Metode penelitian merupakan langkah yang paling penting bagi penelitian skripsi rancang

bangun alat monitoring suhu perangkat server menggunakan sensor DHT22 berbasis

mikrokontroller, maka dari itu dalam melakukan kegiatan penelitian skipsi ini penulis mencantumkan

beberapa metode yang dilakukan melalui beberapa cara pengumpulan data sebagai berikut:

1. Wawancara

Dalam penelitian skripsi untuk mendapatkan informasi secara lengkap maka peneliti

melakukan suatu metode tanya jawab dengan seorang staff IT Bapak Susiawan Indramala

mengenai semua kegiatan yang berhubungan dengan rancang bangun alat monitoring suhu

perangkat server menggunakan sensor DHT22 berbasis mikrokontroller.

2. Pengamatan

Peneliti melakukan pengamatan langsung selama 30 menit terhadap kegiatan yang

berhubungan dengan masalah yang diambil. Hasil dari pengamatan ini langsung dicatat oleh

peneliti dan kegiatan ini dapat diketahui secara langsung kesalahan atau proses dari kegiatan

tersebut.

3. Studi Pustaka

Selain melakukan kegiatan tersebut diatas peneliti juga melakukan keputusan melalui studi

kepustakaan dengan literatur atau referensi yang ada diperpustakaan. Diantaranya yaitu

perpustakaan kampus STMIK El Rahma Yogyakarta.

LANDASAN TEORI

A. Monitoring

Monitoring adalah proses pengumpulan dan analisis informasi berdasarkan indikator

yang ditetapkan secara sistematis dan kontinu tentang kegiatan atau program sehingga dapat

dilakukan tindakan koreksi untuk penyempurnaan program atau kegiatan itu selanjutnya

(Widiastuti dan Susanto, 2014).

B. Temperatur Suhu

Temperatur suhu adalah suatu ukuran dingin atau panasnya keadaan atau sesuatu

lainnya. Satuan ukur dari temperature yang banyak digunakan di Indonesia adalah oC (derajat

Celcius). Temperatur suhu adalah derajat panas dari aktifitas molekul dalam atmosfer (sulbi,

2010).

C. Sensor suhu DHT22

Sensor DHT merupakan sensor suhu dan kelembaban dari Aosong Electronic yang terdiri dari dua bagian yaitu sensor kelembaban kapasitif dan thermistor. Sensor ini tidak memerlukan rangkaian pengendali sinyal dan ADC karena menggunakan chip mikro pengendali dengan keluaran sinyal digital (Aosong, 2012). DHT memiliki banyak varian, salahsatunya yaitu DHT22 (AM2302) dengan bagian yang terdiri dari VCC, Data, NC, dan GND.

DHT22 termasuk sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat, dan kemampuan anti-interference. Ukurannya yang kecil, dan dengan transmisi sinyal hingga 20 meter, membuat produk ini cocok digunakan untuk banyak aplikasi-aplikasi pengukuran suhu dan kelembaban

D. Pengertian Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem computer fungsional dalam sebuah chip. Didalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil Read Acces Memory atau RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa dirulis dan dihapus dengan cara khusus (Agusto, 2016). Gambar 3.3 menunjukkan diagram blok sistem mikrokontroler.

Gambar 3.3 Diagram blok sistem mikrokontroler

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Ujicoba rancangan rangkaian perangkat keras

Proses awal sebelum menjadi sebuah prototipe melalui beberapa tahapan, yaitu tahap perancangan dari gambar rangkaian kemudian dilanjutkan dengan mendesain keseluruhan rangkain menggunakan perangkat lunak Eagle 7.4.0. tahap selanjutnya adalah melakukan uji coba rancangan rangkaian perangkat keras menggunakan papan uji coba (Bread Board), seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.3.

Gambar 5.3 Uji coba rangkaian pada papan uji coba

Setelah selesai tahap uji coba dan hasilnya berjalan sesuai dengan rancangan, kemudian

dilakukan tahap gambar rangkain pada papan sirkuit elektronik yang akan dicetak pada papan sirkuit elektronik (PCB) seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.4.

Gambar 5.4 Tampilan papan sirkuit elektronik

Hasil perancangan sistem dengan menempelkan beberapa komponen NodeMCU, LCD, Driver Relay, sensor DHT22, Fan, dan beberapa komponen pendukung lainnya seperti yang ditunjukkan Gambar 5.5.

Gambar 5.5 Penempatan komponen

B. Perangkat lunak

Pada pembuatan perangkat lunak, software yang digunakan yaitu Arduino IDE.pemrograman dilakukan dengan memrogram bagian perbagian, seperti pada saat melakukan pemrograman untuk mengoneksikan NodeMCU dengan WIFI, pemrograman kirim data ke webdata thikspeak, pemrograman NodeMCU dengan sensor DHT22, Pemrograman NodeMCU dengan Driver Rekay, dan pemrograman NodeMCU dengan LCD 16x2.

Berikut ini adalah potongan program untuk koneksi wireless/wifi. Proses

pemrograman menggunakan Arduino IDE.

Berikut ini potongan program untuk inisialisasi serial port, inisialisasi lcd,

menghubungkan sensor DHT22 ke port GPIO 14..

Program diatas sebagai program awal ketika alat dinyalakan, ketika alat menyala

layar lcd akan menampilan tulisan “El Rahma 2019” pada baris pertama, kemudian tulisan

“Bisri Mustofa” pada baris kedua. Setelah itu akan menjalankan program koneksi ke wifi,

apabila koneksi berhasil dilayar LCD akan ditampilkan tulisan wifi status connected.

C. Pengujian sensor DHT22

Pengujian sensor suhu DHT22 bertujuan untuk mengetahui tingkat akurasi dan error

dari data hasil pengukuran sensor suhu. Pengukuran dilakukan dengan membandingkan

termometer air raksa dan sensor suhu DHT22. Dari hasil pengujian diperoleh rata-rata eror

sebesar 0.36oC. pada tabel 5.1 merupakan hasil pengujian sensor DHT22.

Tabel 5.1 hasil pengujian sensor DHT22

NO Suhu Termometer

raksa (oC)

Suhu Sensor

DHT22 (oC) Error

Error

(%)

1 22 22,3 0,3 1,36

2 22,8 23,1 0,3 1,31

3 23 23,3 0,3 1,30

4 23,9 24,4 0,5 2,09

5 25,8 26,2 0,4 1.55

Rata-Rata Error 0,36 1,52

Data hasil pengujian sensor DHT22 disajikan dalam grafik 5.7

Gambar 5.7 Grafik hasil pengujian suhu menggunakan sensor dht22

dengan termometer air raksa

D. Pengujian driver relay

pada tahap pengujian driver relay dilakukan dengan memberikan panas ke sensor DHT22

untuk mendapatkan suhu sampai 29 derajat Celsius. Tujuannya agar mendapatkan sinyal

HIGH pada Driver Relay, sehingga relay akan menghubungkan sumber tegangan + 12VDC

dari adaptor menuju kipas/pendingin. Hasil dari pengujian ini didapatkan Driver Relay dapat

bekerja normal sesuai dengan rancangan rangkain dan mampu mensaklar kipas/pendingin

pada suhu yang telah ditentukan.

E. Pengujian Wifi

Pengujian wifi ESP8266 bertujuan untuk mengetahui tingkat kompatibilitas terhadap jaringan

wifi accesspoint. Pengujian dilakukan dengan menggunakan sebuah perangkat access point 2,4

GHz sebagai pemancarnya, dan wifi ESP8266 sebagai client. Access point diubah pada mode

bg/bgn, channel width dan security. Untuk mengetahui apakah wifi client ESP8266 masih bisa

terkoneksi atau tidak. Berikut tabel pengujian wifi ESP8266 dengan acesspoint ditunjukkan

pada tabel 5.2.

0

5

10

15

20

25

30

Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 Data 5

Nila

i Su

hu

Sat

uan

Der

ajat

Cel

ciu

s

Jumlah Data Uji

Hasil Pengujian Suhu Menggunakan Sensor DHT22 dengan Termometer Air Raksa

Termometer Air Raksa Sensor DHT22 Error

Tabel 5.2 Hasil pengujian wifi ESP8266 dengan perangkat access point 2,4 GHz

Mode

IEE

802.11

Channel Width Wireless Scurity

bg bgn 20MHz 40MHz WPA2-PSK WPA-PSK WEP

TKIP AES TKIP AES Hexadecimal ASCII

√ √ √ √ √ √ √ √ × ×

F. Pengujian pengolah output

Pengujian pengolah output dilakukan dengan menyalakan prototype alat menggunakan

adaptor 12VDC. Saat pertamakali tombol switch on ditekan, maka layar LCD akan menyala.

Data dari bagian proses mikrokontroller dapat ditampilkan dengan baik pada LCD. Tampilan

data berupa angka, dan huruf terlihat diamati dengan panca indra mata. Data suhu dan

kelembaban tertampil pada LCD telah sesuai dengan tingkat error 0%. Berikut gambar 5.8

tampilan data suhu dan kelembaban pada layar LCD prototype alat:

Gambar 5.8 Tampilan data suhu dan kelembaban pada layar lcd prototype alat

Pengolah output berikutnya diuji pada tampilan web data thingspeak, langkah awal

login dahulu ke website https://thingspeak.com/login dengan memasukkan email dan password

pada channel yang telah dibuat, data suhu dan kelembaban dapat ditampilkan secara jelas.

Berikut gambar 5.9 menunjukkan tampilan data suhu dan kelembaban pada webdata

thigspeak:

Gambar 5.9 Tampilan data suhu dan kelembaban pada webdata thingspeak

G. Pengujian sistem

Setelah dilakukan tahap pengujian awal seperti yang diuraikan diatas, didapatakan data

yang menjadi landasan dalam pengujian selanjutnya yaitu pengujian keseluruhan sistem dengan

menggunakan perangkat server sebagai objek pengujian suhu. Selanjutnya dilakukan ujicoba

keseluruhan dengan melakukan berbagai macam kombinasi sesuai dengan diagram alir

program. Hasil dari pengujian ini adalah alat berjalan sesuai rancangan dan bekerja sesuai

harapan. Ketika pertamakali alat dinyalakan, maka prototype alat monitoring perangkat server

akan otomatis mencari ssid wifi yang telah di program. Apabila ssid tidak ditemukan atau

password tidak sesuai, maka layar LCD akan menampilkan pesan “wifi status not connected”.

Sebaliknya jika koneksi berhasil maka layar LCD tampil pesan “wifi status connected” dan

pada serial monitoring akan menampilkan alamat ip yang diberikan oleh acesspoint ke alat

monitoring perangkat server. Gambar 5.10 menunjukkan status alat monitoring perangkakt

server telah terhubung ke jaringan wifi.

Gambar 5.10 Pengujian saat sistem terkoneksi wifi

Selanjutnya sistem akan menampilan data hasil monitoring suhu dan kelembaban dari

sensor DHT22 pada layar LCD prototype alat monitoring perangkat server. Seperti yang

ditunjukkan pada gambar 5.11:

Gambar 5.11 Pengujian sensor suhu DHT22 pada perangkat server

Sesuai pada diagram alir program saat suhu perangkat server terbaca diatas 29oC, maka

driver relay akan menyala untuk menghubungkan tegangan 12VDC dari adaptor ke kipas

pendingin. Kipas pendingin akan terus menyala hingga suhu perangkat server dibawah 29oC.

Driver Relay disini bertindak sebagai saklar otomatis ketika suhu perangkat server naik maka

saklar off, ketika suhu perangkat turun maka saklar off. Proses ini terjadi terus menerus atau

dilakukan secara berulang-ulang. Pada gambar 5.12 ditunjukkan pengujian kipas pendingin

apabila suhu perangkat server diatas 29oC.

Gambar 5.12 Pengujian kipas pendingin ketika suhu

perangkat server diatas 29oC

KESIMPULAN

Setelah melakukan tahap perancangan, pengujian, dan implementasi sistem. Maka dapat ditarik

beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Alat monitoring suhu perangkat server ini menggunakan nodeMCU sebagai kontrollernya,

sensor DHT22 sebagai pembaca suhu dan kelembaban, LCD 16x2 sebagai media penampil data,

driver relay sebagai saklar otomatis, dan kipas sebagai pendingin suhu. Dengan menggunakan

perangkat tersebut mampu memonitoring suhu perangkat server baik secara online maupun

offline.

2. Sensor suhu DHT22 memiliki tingkat akurasi pengukuran yang baik, karena hanya memiliki rata-

rata error 0,36oC.

3. Wifi onboard NodeMCU mempunyai tingkat kompatibiliti yang bagus, mampu menerima

koneksi jaringan wireless dengan mode bg/bgn, channel width 20/40 MHz, serta security

WPA/PSK atau WPA2/PSK.

4. Wifi onboard NodeMCU tidak dapat terkoneksi dengan jaringan wifi yang menggunakan

security WEP.

5. Suhu dan kelembaban perangkat server dapat diakses melaui internet. Data yang disajikan

berupa grafik lengkap dengan waktu dan tanggal saat data dikirimkan dari alat monitoring suhu

perangkat server ke website thigspeak.

6. Kipas pendingin menyala secara otomatis ketika suhu perangkat server diatas 29oC, dan akan

mati secara otomatis ketika suhu perangkat server dibawah 29oC.

SARAN

Adapun saran yang diberikan untuk pengembangan penelitian ini adalah:

1. Menggunakan website pribadi untuk menampilkan data monitoring suhu perangkat server

secara online.

2. Menggunakan alat yang lebih cepat mendinginkan suhu perangkat server selain kipas, misalnya

menggunakan air cooler.

3. Menambahkan tampilan waktu dan tanggal pada layar LCD, agar informasi yang ditampilkan

lebih jelas.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Yunus, A., 2003, Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu dan Salinitas Digital Berbasis

Mikrokontroller 89C51, Skripsi Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian

Bogor.

[2] Sulbi, 2010, Pengukuran Temperatur Jarak Jauh Secara Time Berbasis PC Menggunakan

Gelombang Radio. Skripsi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri

Maulana Malik Ibrahim Malang.

[3] Widiastuti,N,I. Susanto, R., 2014, Kajian Monitoring Dokumen Akreditasi Teknik Informatika

UNIKOM,Majalah Ilmiah UNIKOM Vol.12 No.2 (hlm 195-202).

[4] Aosong Electronics, DHT22 sensor datasheet, Diakses dari:

https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Temperature/DHT22.pdf, 24 juli 2018.