Cara Membaca Sensor Suhu DHT11 dan Menampilkan Hasilnya via Web Server Pada ESP8266

Kali ini penulis mendapat tugas dari dosen untuk membuat perangkat IoT dengan menggunakan chip ESP8266 yang diprogram menggunakan Arduino IDE. Nah, kali ini penulis mencoba memprogram NodeMCU ESP8266 dihubungkan dengan sensor DHT11 dan hasilnya (suhu dan kelembaban) dapat ditampilkan di Web Server maupun diunggah ke pangkalan data Firebase milik Google Inc.

Sensor DHT11

DHT-11 merupakan sebuah sensor untuk mengukur suhu dan  kelembaban yang dapat digunakan untuk berbagai macam tujuan. Sensor ini membutuhkan tegangan sebesar 3.3V yang didukung oleh modul ESP8266. Berikut ini gambar cara menghubungkan sensor DHT11 dengan NodeMCU ESP8266.

Menghubungkan sensor DHT-11 ke NodeMCU ESP8266

Sebelum menggunakan sensor DHT11 ini, pastikan anda mengunduh library agar dapat memprogram sensor ini didalam Arduino IDE. Suhu dapat ditampilkan dalam satuan Celcius maupun Fahrenheit, kalau kelembaban dalam bentuk persentase.

Selanjutnya adalah membuat pangkalan data pada Firebase untuk menyimpan hasil dari sensor ini, silahkan anda rubah dan sesuaikan dengan keinginan anda bentuk dari database Firebase ini. Jangan lupa juga untuk mengunduh library Firebase agar anda dapat melakukan pembacaan maupun penulisan data Firebase pada Arduino IDE dan pada perangkat NodeMCU ESP8266.

Struktur database yang digunakan pada Firebase

Ide dari program ini sebagai berikut:

1. Direncanakan, suhu minimal untuk mematikan AC, suhu maksimal untuk menyalakan AC serta frekuensi pengecekan suhu dilakukan tiap berapa menit dikendalikan dari aplikasi Android.
2. NodeMCU ESP8266 membaca info dari database agar tahu kapan mematikan dan menyalakan AC serta frekuensi melakukan pengecekan suhu untuk diunggah ke Firebase maupun ditampilkan di Web Server. Alamat IP dari Web Server ini bersifat lokal saja (dalam satu AP).

Berikut ini kode sumber lengkap beserta penjelasannya:

1:  #include <ESP8266WiFi.h>   // Memasukan library ESP8266  
2:  #include "DHT.h"       // Memasukan library sensor DHT11  
3:  #include <FirebaseArduino.h> // Memasukkan library Firebase  
4:  #define DHTTYPE DHT11 // Tipe sensor yang dipakai DHT 11  
5:  #define WIFI_SSID "ANWAREZ96" // Sesuaikan dengan Nama WiFi AP anda  
6:  #define WIFI_PASS "anwarez96" // Password WiFi AP anda  
7:  #define FIREBASE_HOST "smarthome-8eb1f.firebaseio.com" // Sesuaikan dengan host database Firebase anda  
8:  #define FIREBASE_AUTH "lmE1mv5usDmPBFYD5Nl1u6GwT8bQsUeB42iYKrXX" // Sesuaikan dengan Authentic Key database Firebase anda  
9:  #define LEDTImeOut 1000 // Set nyala mati lampu LED 1000ms  
10:  /* Definisikan semua variabel di tabel sensor_suhu/ruang_tamu yang ada didatabase Firebase (Sesuaikan dengan isi dari database anda) */  
11:  int sensor_suhu_ruang_tamu_min=0;  
12:  int sensor_suhu_ruang_tamu_max=0;  
13:  int sensor_suhu_ruang_tamu_suhu=0;  
14:  int sensor_suhu_ruang_tamu_kelembaban=0;  
15:  int sensor_suhu_ruang_tamu_recheck=0;  
16:  String sensor_suhu_ruang_tamu_status_ac="OTO";  
17:  // Jalankan server pada port 80  
18:  WiFiServer server(80);  
19:  // DHT Sensor pada pin 5 di NodeMCU (lihat NodeMCU pin mapping)  
20:  const int DHTPin = 5; // Diboard tertulis D1  
21:  // Inisialisasi library DHTpin  
22:  DHT dht(DHTPin, DHTTYPE);  
23:  void baca_suhu_ruang_tamu() {  
24:   /* Baca isi database sensor_suhu/ruang_tamu untuk mendapatkan data ruang_tamu (Sesuaikan dengan database anda) */  
25:   FirebaseObject sensor_suhu = Firebase.get("/sensor_suhu/ruang_tamu");  
26:   // Cek, apakah pengambilan database ruang_tamu dari Firebase sukses  
27:   if (Firebase.success())  
28:   {  
29:    /* Jika SUKSES, kerjakan proses dibawah ini */  
30:    // Rubah object Firebase menjadi Object JSON  
31:    JsonObject& sensor_suhu_ruang_tamu = sensor_suhu.getJsonVariant();  
32:    // Lakukan iterasi untuk memparsing nama key serta isinya dari tabel ruang_tamu  
33:    for (JsonObject::iterator it=sensor_suhu_ruang_tamu.begin(); it!=sensor_suhu_ruang_tamu.end(); ++it)  
34:    {  
35:     String keys = it->key; // Simpan nama key dari table ruang_tamu  
36:     // Ambil nama key "recheck" yang digunakan untuk memperbarui tiap berapa menit suhu dicek dan diunggah ke database  
37:     if (keys.equals("recheck")) {  
38:      // Simpan nilai dari nama key "recheck"  
39:      keys = it->value.as<char*>();  
40:      // Simpan ke variabel sensor_suhu_ruang_tamu_recheck dan rubah ke Integer  
41:      sensor_suhu_ruang_tamu_recheck = keys.toInt();  
42:      // Tampilkan pesan ke Serial Monitor (Buat DEBUG)  
43:      Serial.print("Recheck suhu setiap: ");  
44:      Serial.print(sensor_suhu_ruang_tamu_recheck);  
45:      Serial.println(" menit.");  
46:     }  
47:     // Ambil nama key "suhu_min" yang digunakan untuk mematikan AC bila suhu mencapai suhu minimum  
48:     if (keys.equals("suhu_min")) {  
49:      // Simpan nilai dari nama key "suhu_min"  
50:      keys = it->value.as<char*>();  
51:      // Simpan ke variabel sensor_suhu_ruang_tamu_min dan rubah ke Integer  
52:      sensor_suhu_ruang_tamu_min = keys.toInt();  
53:      // Tampilkan pesan ke Serial Monitor (Buat DEBUG)  
54:      Serial.print("Suhu minimum matikan AC: ");  
55:      Serial.print(sensor_suhu_ruang_tamu_min);  
56:      Serial.println("* Celcius.");  
57:     }  
58:     // Ambil nama key "suhu_max" yang digunakan untuk menyalakan AC bila suhu mencapai suhu maksimum  
59:     if (keys.equals("suhu_max")) {  
60:      // Simpan nilai dari nama key "suhu_max"  
61:      keys = it->value.as<char*>();  
62:      // Simpan ke variabel sensor_suhu_ruang_tamu_max dan rubah ke Integer  
63:      sensor_suhu_ruang_tamu_max = keys.toInt();  
64:      // Tampilkan pesan ke Serial Monitor (Buat DEBUG)  
65:      Serial.print("Suhu maksimum menyalakan AC: ");  
66:      Serial.print(sensor_suhu_ruang_tamu_max);  
67:      Serial.println("* Celcius.");  
68:     }  
69:     // Ambil nama key "status_ac" yang digunakan untuk setelan AC, apakah otomatis, selalu on atau selalu off  
70:     if (keys.equals("status_ac")) {  
71:      // Simpan nilai dari nama key "status_ac"  
72:      keys = it->value.as<char*>();  
73:      // Simpan ke variabel sensor_suhu_ruang_tamu_status_ac  
74:      sensor_suhu_ruang_tamu_status_ac = keys;  
75:      // Tampilkan pesan ke Serial Monitor (Buat DEBUG)  
76:      Serial.print("Status pengaktifan AC: ");  
77:      Serial.println(sensor_suhu_ruang_tamu_status_ac);  
78:     }  
79:    }  
80:   }  
81:   else  
82:   {  
83:    Serial.println("Gagal mengambil data ruang_tamu dari Firebase!");  
84:   }   
85:  }  
86:  void setup() {  
87:   Serial.begin(9600);  
88:   pinMode(D4, OUTPUT);  // D4 adalah LED dekat antenna pada NodeMCU  
89:   delay(20);  
90:   dht.begin();  
91:   /* Tampilkan kegunaan dari program ini */  
92:   Serial.println("BOARD-1: Untuk mengecek suhu dan otomatis menyalakan dan mematikan AC");  
93:   Serial.println("Data suhu diunggah ke database Firebase");  
94:   Serial.println("(C)2019, @nWaREZ"); Serial.println();  
95:   // Menghubungkan ke WiFi  
96:   Serial.print("Menghubungkan ke jaringan "); Serial.print(WIFI_SSID);  
97:   WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);  
98:   // Syarat kondisi pengkoneksian  
99:   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {  
100:    delay(300);  
101:    Serial.print(".");  
102:   }  
103:   Serial.println(" Terhubung!");  
104:   // Menghubungkan ke Firebase  
105:   Serial.print("Menghubungkan ke Firebase "); Serial.print(FIREBASE_HOST); Serial.print("... ");  
106:   Firebase.begin(FIREBASE_HOST, FIREBASE_AUTH);  
107:   // Cek, apakah sambungan ke Firebase berhasil  
108:   if (!Firebase.failed())  
109:   { Serial.println("Terhubung!"); }  
110:   else  
111:   { Serial.println("Gagal!"); }  
112:   // Server Web dinyalakan  
113:   server.begin();  
114:   Serial.println("Server Web Suhu dan Kelembaban siap digunakan!");  
115:   Serial.println("Alamat IP untuk melihat suhu dan kelembaban: ");  
116:   // Penulisan alamat IP  
117:   Serial.print("http://");  
118:   // Alamat IP server NodeMCU  
119:   Serial.print(WiFi.localIP()); Serial.println("/");  
120:  }  
121:  void loop() {  
122:   // LED dinyalakan berkedip-kedip biar terlihat ada tanda-tanda kehidupan di NodeMCU  
123:   digitalWrite(D4, LOW); // LED menyala bila LOW  
124:   delay(LEDTImeOut);  
125:   digitalWrite(D4, HIGH);  
126:   delay(LEDTImeOut);  
127:   // Panggil fungsi baca_suhu_ruang_tamu() untuk membaca suhu ruang tamu dari Firebase  
128:   baca_suhu_ruang_tamu();  
129:   // Pembacaan sensor juga bisa sampai 2 detik 'lama' (sensornya sangat lambat)  
130:   float h = dht.readHumidity();  
131:   // Baca suhu sebagai Celsius (default)  
132:   float t = dht.readTemperature();  
133:   // Baca suhu sebagai Fahrenheit (apakah Fahrenheit = benar)  
134:   float f = dht.readTemperature(true);  
135:   // Periksa apakah ada yang membaca gagal dan keluar lebih awal (coba lagi)  
136:   if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f))  
137:   {  
138:    Serial.print("Gagal membaca dari sensor "); Serial.print(DHTTYPE); Serial.println("!");  
139:   }  
140:   // Jika sukses  
141:   else  
142:   {  
143:    // Tampilkan pesan ke Serial Monitor (Buat DEBUG)  
144:    Serial.print("Kelembaban : ");         
145:    Serial.print(h);  
146:    Serial.println("%");  
147:    // Simpan data kelembaban kedalam /sensor_suhu/ruang_tamu/kelembaban untuk menyimpan suhu aktual sekarang  
148:    Firebase.setInt("/sensor_suhu/ruang_tamu/kelembaban",h);  
149:    // Tampilkan pesan ke Serial Monitor (Buat DEBUG)         
150:    Serial.print("Suhu : ");  
151:    Serial.print(t);  
152:    Serial.print(" *C; ");  
153:    // Simpan data suhu celcius kedalam /sensor_suhu/ruang_tamu/suhu untuk menyimpan suhu aktual sekarang  
154:    Firebase.setInt("/sensor_suhu/ruang_tamu/suhu",t);  
155:    Serial.print(f);  
156:    Serial.println(" *F.");  
157:   }  
158:   // Cek apakah status_ac diset otomatis?  
159:   if (sensor_suhu_ruang_tamu_status_ac.equals("OTO"))  
160:   {  
161:    // Cek apakah suhu sensor saat ini melewati suhu_max (berarti menyalakan AC otomatis)  
162:    if (t >= sensor_suhu_ruang_tamu_max)  
163:    {  
164:     // LAKUKAN PENYALAAN AC DISINI  
165:     Serial.println("Menyalakan AC...");  
166:    }  
167:    // Cek apakah suhu sensor saat ini sama atau dibawah suhu_mix (berarti mematikan AC otomatis)  
168:    if (t <= sensor_suhu_ruang_tamu_min)  
169:    {  
170:     // LAKUKAN PEMADAMAN AC DISINI  
171:     Serial.println("Mematikan AC...");  
172:    }  
173:   }  
174:   // Cek apakah status_ac diset ON (menyala terus)?  
175:   if (sensor_cahaya_teras_depan_status_lampu.equals("ON"))  
176:   {  
177:    // LAKUKAN PENYALAAN AC DISINI  
178:    Serial.println("Menyalakan AC...");  
179:   }  
180:   // Cek apakah status_lampu diset OFF (mati terus)?  
181:   if (sensor_cahaya_teras_depan_status_lampu.equals("OFF"))  
182:   {  
183:    // LAKUKAN PEMADAMAN AC DISINI  
184:    Serial.println("Mematikan AC...");  
185:   }  
186:   // Mengecek jika ada client web browser mengunjungi halaman web ini  
187:   WiFiClient client = server.available();  
188:   // Menuliskan dalam format HTML  
189:   client.println("HTTP/1.1 200 OK");client.println("Content-Type: text/html");  
190:   client.println("Connection: close");client.println();  
191:   // Halaman web untuk menampilkan suhu dan kelembaban dan direfresh sesuai /sensor_suhu/ruang_tamu/recheck  
192:   // Suhu dan kelembaban akan dicek jika halaman web direfresh  
193:   client.println("<!DOCTYPE HTML>");  
194:   client.println("<html>");  
195:   client.print("<meta http-equiv=\"refresh\" content=\""); client.print(sensor_suhu_ruang_tamu_recheck*60); client.println("\"/>"); // Lakukan refresh laman web sesuai isi dari /sensor_suhu/ruang_tamu/recheck  
196:   client.println("<head></head><body>");  
197:   /* AWAL dari timer JavaScript */  
198:   client.println("<script>");  
199:   client.println("function startTimer(duration, display) {");  
200:   client.println(" var timer = duration, minutes, seconds;");  
201:   client.println(" setInterval(function () {");  
202:   client.println("  minutes = parseInt(timer / 60, 10);");  
203:   client.println("  seconds = parseInt(timer % 60, 10);");  
204:   client.println("  minutes = minutes < 10 ? \"0\" + minutes : minutes;");  
205:   client.println("  seconds = seconds < 10 ? \"0\" + seconds : seconds;");  
206:   client.println("  display.textContent = minutes + \" menit \" + seconds + \" detik\";");  
207:   client.println("  if (--timer < 0) {");  
208:   client.println("   timer = duration;");  
209:   client.println("  }");  
210:   client.println(" }, 1000);");  
211:   client.println("}");  
212:   client.println(" ");  
213:   client.println("window.onload = function () {");  
214:   client.print(" var Menit = 60 * "); client.print(sensor_suhu_ruang_tamu_recheck); client.println(", display = document.querySelector('#time');");  
215:   client.println(" startTimer(Menit, display);");  
216:   client.println("};");  
217:   client.println("</script>");  
218:   /* AWAL dari timer JavaScript */  
219:   client.println("<h1>Web Server NodeMCU ESP8266 - Suhu dan Kelembaban Sensor DHT11</h1><h3>Suhu dalam Celcius: ");  
220:   client.println(t); // Temperatur Celsius  
221:   client.println("*C</h3><h3>Suhu dalam Fahrenheit: ");  
222:   client.println(f); // Temperatur Fahrenheit  
223:   client.println("*F</h3><h3>Kelembaban: ");  
224:   client.println(h); // Prosentase kelembaban  
225:   client.println("%</h3><h3>");  
226:   // Tampilkan timernya  
227:   //client.print("<div>Halaman ini akan diperbarui dalam waktu <span id=\"time\">00:00</span> menit!</div>");  
228:   client.print("Halaman ini akan diperbarui dalam waktu <span id=\"time\">00 menit 00 detik</span>!");  
229:   client.println("<br><br>(C)2019, @nWaREZ.<br>http://anwarez96.blogspot.com");  
230:   client.println("</body></html>");     
231:   // Set delay untuk pengecekan ulang sebanyak sensor_suhu_ruang_tamu_recheck * 1 menit dalam ms dikurangi delay lampu LED  
232:   delay((sensor_suhu_ruang_tamu_recheck*60000)-(2*LEDTImeOut));  
233:  }  

Seluruh berkas dan program yang dibutuhkan untuk pembuatan program ini dapat diunduh disini.

Selamat mencoba dan berkreasi...

Cara Program NodeMCU ESP8266 Menggunakan Arduino IDE

NodeMCU ESP8266 menggunakan Chip CH340

Kali ini penulis mendapat tugas dari dosen untuk membuat perangkat IoT dengan menggunakan chip ESP8266 yang diprogram menggunakan Arduino IDE. Awalnya bingung juga, karena penulis memang tau perangkat Arduino tersebut, tetapi belum pernah memprogram perangkat Arduino apalagi menyentuhnya. Nah, kali ini penulis mau tidak mau harus berkenalan dengan perangkat ini.

Apa itu ESP8266? Anda dapat mencari jawabannya di mbah Google, karena kalau diceritakan akan jadi panjang lebar. Well, mari kita mulai saja perkenalan singkat penulis dengan ESP8266, dalam hal ini penulis memilih NodeMCU (versi clone, bukan ori). Awalnya penulis bingung juga ketika NodeMCU ini disambungkan ke komputer, kok tidak terdeteksi keberadaannya oleh Arduino IDE. Eh, setelah penulis telusuri, ternyata harus memasang driver NodeMCU dulu, barulah NodeMCU ini dapat digunakan.

Perbedaan NodeMCU yang menggunakan chip CH340 dan CP2102

Sebelum memasang driver, cek terlebih dahulu chip yang digunakan oleh NodeMCU ini, karena NodeMCU yang beredar luas memakai dua tipe chip, yaitu CH340 dan CP2102. Chip ini letaknya berdekatan dengan konektor micro USB. Kebetulan NodeMCU yang penulis beli menggunakan chip CH340. Berikut ini langkah dalam memasang driver-nya:

1. Unduh file driver NodeMCU_CH340_CH340g_CH341_Win7-8.zip (untuk chip CH340) atau NodeMCU_CP210x_Win7-8.1.zip (untuk chip CP2102) kemudian ekstrak ke satu folder.

2. Tancapkan NodeMCU ke komputer menggunakan kabel micro USB ke USB port.

3. Buka Control Panel->Device Manager, lihat di "Other devices" apakah ada perangkat USB 2.0 yang diberi tanda seru (!).

4. Klik kanan pada perangkat USB 2.0 tersebut, pilih "Update Driver" dan arahkan ke folder yang berisi driver.

Driver telah terpasang USB SERIAL-CH340 (COM4)

5. Driver NodeMCU sudah terpasang dan NodeMCU sudah siap digunakan.

Agar Arduino IDE mendukung ESP8266, maka harus dipasang add-on (tambahan) supaya dapat membaca dan menggunakan perangkat berbasis ESP8266. Berikut ini langkah dalam penyetelan Arduino IDE agar dapat mendukung ESP8266:

1. Unduh berkas arduino-1.8.8-windows.zip kemudian ekstrak isi berkas ini ke sebuah folder. Jalankan arduino.exe kemudian keluar dari program Arduino IDE ini.

2. Unduh berkas Add-On_ESP8266.zip kemudian ekstrak isi berkas ini ke folder.

"C:\Users\xxxxxx\AppData\Local\Arduino15" dimana xxxxxx adalah nama pengguna di komputer anda.

3. Jalankan kembali Arduino IDE, pada menu klik Tools->Board pilih "NodeMCU 0.9 (ESP-12 Module)".

Pemilihan board ESP8266 di Arduino IDE

 4. Klik menu Tools->Port, pilih sebuah port (bila ada banyak) dan lakukan tes dengan cara mengklik menu Tools->Get Board Info. Bila NodeMCU tidak terdeteksi, pilih port yang lain dan lakukan tes lagi.

Pemilihan port dari NodeMCU yang terpasang di komputer

5. Bila hasil tes OK, maka NodeMCU siap untuk diprogram sesuai keinginan anda.

Hasil dari Get Board Info yang berhasil

6. Lakukan tes dengan kode dibawah ini, kemudian unggah ke NodeMCU. Bila lampu LED warna biru berkedip-kedip setelah mengunggah kode ini, maka NodeMCU anda dalam keadaan sehat.

void setup() {
  pinMode(D4, OUTPUT);    // D4 adalah LED dekat antenna pada NodeMCU
}
void loop() {
  digitalWrite(D4, LOW);  // LED menyala bila LOW
  delay(1000);
 
  digitalWrite(D4, HIGH);
  delay(1000);
}

Semua berkas yang dibutuhkan untuk memprogram NodeMCU dapat diunduh disini.

Selamat mencoba dan berkreasi dengan NodeMCU...