TUGAS AKHIR
SISTEM MONITORING PENGUKURAN DATA ARAH
DAN KECEPATAN ANGIN MENGGUNAKAN
JARINGAN WI-FI ESP8266
Diajukan Untuk memenuhi salah satu syarat
Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Disusun oleh:
DARLES MAWARDI
NIM : 135114036
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
FINAL PROJECT
THE WIND DIRECTION AND WIND SPEED
MONITORING SYSTEM USING ESP8266 WIFI
NETWORK
In a partial fulfilment of the requirement
For the degree of Sarjana Teknik
Departement of Electrical Engineering
Faculty of Science and Tehnology, Sanata Dharma University
DARLES MAWARDI
NIM : 135114036
DEPARTEMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHONOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
MOTTO:
Man Jadda Wa Jada
Skripsi ini kupersembahkan kepada..…
Allah SWT yang memberikan berkah dan rahmat
Bapak, Ibu, kakak-kakak ku
Sahabatku
Teman-teman kontrakan seperjuangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
INTISARI
Sebuah sistem monitoring pengukuran data arah dan kecepatan angin yang dapatdigunakan dengan jarak jauh mampu mempermudah pengguna untuk memanatau kondisiangin tersebut, tanpa harus melihat kondisi angin di luar. Sistem monitoring pengukurandata arah dan kecepatan angin menggunakan jaringan Wi-Fi adalah salah satu solusialternative karena saat ini banyak pengguna jaringan Wi-Fiuntuk mengakses internet danmembuat jaringan tanpa kabel baik di rumah maupun di kantor.
Sistem ini menggunakan papan Arduino Uno Rev3 untuk mengolah data sensor.Datadikirim secara nirkabel dengan menggunakan modul Wi-Fi ESP8266 seri 01.Kemudian, data akan diteima oleh penerima dan diolah pada web bwoser. Data sensoryang dikirimkan adalah sensor arah dan sensor kecepatan. Pengiriman data dilakukansetiap 2 sampai 3 detik, dan data akan ditampilkan dalam bentuk huruf dan angka padaweb browser.
Sistem monitoring pengukuran data arah dan kecepatan angin menggunakanjaringan Wi-Fi ESP8266 sudah dapat diimplementasikan pada arah dan kecepatan angintesebut. Sistem ini sudah diuji dengan kecepatan wifi 54 mbps. Dari hasil pengujiantersebut menunjukkan pengiriman dalam ruangan dapat mencapai 14 meter. Data yangditerima dari sistem pengiriman ditampilkan web browser.
Kata kunci: Sistem monitoring data arah dan kecepatan angin, Wi-Fi ESP8266-01,Arduino, Web browser.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
ABSTRACT
The wind direction and wind speed monitoring system which can be used in a longdistance is able to be used by the user to monitor the air condition easily without looking atthe air condition outside. The direction data calculating and speed which used Wi-Finetwork is one of the alternative solutions because nowadays there are many network Wi-Fi users access the internet and make network at home or office without any cable.
This system is using Arduino Uno Rev3 board to process the sensory data. The datais sent in nirkabel way using Wi-Fi ESP8226 serial 01 module. Then, the data will bereceived by the receiver and be processed in the browser web. The sensory data sent iswind direction and speed sensor. The process of sending the data will be done two to threeseconds and the data will be shown in the web browser in a form of letters and numbers.
The wind direction and wind speed monitoring system using ESP8226 Wi-Finetwork has been able to be implemented for the direction and air. This system has beentested with 54 mbps wife speed. Based on the result, it shows that the process of sending ina room can reach 14 meters. The data received from the sending system will be shown inthe web browser .
Key words : Wind direction and wind speed monitoring system, Wi-Fi ESP8266-01,Arduino, Web browser.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
X
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA..................................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ......................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................. vii
INTISARI .................................................................................................................... viii
ABSTRACT ................................................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ................................................................................................ x
DAFTAR ISI ............................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xiv
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang....................................................................................................... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat............................................................................................... 2
1.3. Batasan Masalah .................................................................................................... 2
1.4. Metodologi Penelitian ........................................................................................... 2
BAB II DASAR TEORI ............................................................................................. 4
2.1. Definis arah angin.................................................................................................. 4
2.2. Dampak arah angin Penerbangan .......................................................................... 5
2.3. Wind Vane............................................................................................................. 5
2.4.Wind Cup................................................................................................................ 6
2.5. Sensor Hall Effect A3144...................................................................................... 9
2.4.1. Fitur dan spesifikasi..................................................................................... 9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
2.6. Sensor Optocoupler ............................................................................................... 10
2.7. Komunikasi Serial ................................................................................................. 11
2.7.1. Kelebihan Komunikasi kanal serial ............................................................. 12
2.8. Arduino UNO R3 .................................................................................................. 12
2.8.1. Spesifikasi Arduino Uno R3....................................................................... 13
2.9. Pemrograman Arduino IDE................................................................................... 14
2.10. Komunikasi Serial Arduino ................................................................................. 15
2.11. Jaringan Nirkabel................................................................................................. 15
2.12. Wi-Fi.................................................................................................................... 15
2.13. Wi-Fi ESP8266.................................................................................................... 16
2.14. HTML.................................................................................................................. 17
2.15. Protocol TCP/IP................................................................................................... 18
2.15.1. TCP(Transmssion Control Protokol) ...................................................... 19
2.16. Internet Protocol(IP) ........................................................................................... 19
2.17. IP Address............................................................................................................ 19
2.17.1. Format IP address .................................................................................... 20
2.18. Web Server .......................................................................................................... 22
2.19. Web Browser ....................................................................................................... 23
BAB III PERANCANGAN ........................................................................................ 26
3.1. Proses Kerja Sistem............................................................................................... 26
3.2. Perancangan Perangkat Keras ............................................................................... 26
3.2.1. Sensor Arah Angin ...................................................................................... 26
3.2.2. Sensor Kecepatan Angin ............................................................................. 28
3.2.3. Arduino Uno................................................................................................ 29
3.3. Perancangan Perangkat Lunak .............................................................................. 31
3.3.1.Diagram alir Utama Pengiriman Data .......................................................... 31
3.3.2. Diagram Alir Subrutin Arah Angin ............................................................. 31
3.3.3. Diagram Alir Subrutin Kecepatan Angin .................................................... 31
3.3.4. Alur Proses Koneksi dan Pengiriman Data ................................................ 33
3.3.5. User Interface ............................................................................................. 34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 35
4.1. Hasil Perancangan Handware................................................................................ 35
4.2. Pengujian Sensor ................................................................................................... 36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
4.2.1.Sensor Arah Angin ....................................................................................... 36
4.2.2. Sensor Kecepatan Angin ............................................................................. 38
4.3. Pengujian Wi-Fi ESP8266-01 ............................................................................... 41
4.3.1. AT Command .............................................................................................. 41
4.3.2. Pemrograman ESP8266 sebagai Acces Point.............................................. 42
4.4. Tampilan data ke Web Browser ............................................................................ 45
4.5. Pengujian Jangkaun Wi-Fi .................................................................................... 46
4.6. Analisis kinerja perangkat secara keseluruhan...................................................... 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 48
5.1. Kesimpulan............................................................................................................ 48
5.2. Saran ...................................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 49
LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Pemrograman Arduino IDE................................................................ L2
LAMPIRAN 2 Hasil tampilan data di web browser ................................................... L7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR GAMBARHalaman
Gambar 2.1. Wind Vane ............................................................................................... 6
Gambar 2.2. Wind Cup................................................................................................. 7
Gambar 2.3. IC 3144. ................................................................................................... 9
Gambar 2.4. Simbol Optocoupler................................................................................. 10
Gambar 2.5. (a) Rangkaian Phototransistor Common Emitter Amplifier. .................... 11
(b) Rangkaian Phototransistor Common Collector Amplifier ................. 11
Gambar 2.6. Arduino UNO Atmega328/P. .................................................................. 12
Gambar 2.7. Pin Mapping Atmega 168/328................................................................ 13
Gambar 2.8. Perangkat lunak Arduino IDE Versi 1.6.8............................................... 14
Gambar 2.9. Modul ESP8266-01. ................................................................................ 16
Gambar 2.10. Pin Out Esp8266-01............................................................................... 16
Gambar 2.11. Model protokol TCP/IP ......................................................................... 18
Gambar 2.12. Kelas-kelas IP addres............................................................................. 21
Gambar 2.13. Cara kerja web browser ......................................................................... 25
Gambar 3.1. Diagram blok peracangan ........................................................................ 26
Gambar 3.2. Rangkaian Sensor arah angin .................................................................. 27
Gambar 3.3. Arah mata angin....................................................................................... 28
Gambar 3.4. Piringan encoder dan sensor optic ........................................................... 29
Gambar 3.5.Sketsa Kecepatan angin ............................................................................... 29
Gambar 3.6. Tampak Atas papan Arduino Uno ........................................................... 30
Gambar 3.7. Diagram alir keseluruah proses Pemograman ......................................... 32
Gambar 3.8. Diagram alir proses pengolahan data Arah angin.................................... 32
Gambar 3.9. Diagram alir proses pengolahan data Kecepatan angin ........................... 32
Gambar 3.10. Rancangan tampilan Web ...................................................................... 34
Gambar 4.1. Rangkian hardware .................................................................................. 35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
Gambar 4.2. Sensor arah............................................................................................... 36
Gambar 4.3. Inisialisasi nama input Arduino ............................................................... 37
Gambar 4.4. Inisialisasi pin input Arduino Uno........................................................... 37
Gambar 4.5. Sensor Anemometer................................................................................. 38
Gambar 4.6. inisialisasi nilai masukan dan rumus perhitungan ................................... 38
Gambar 4.7. Kipas Blower ........................................................................................... 39
Gambar 4.8. Hasil data grafik....................................................................................... 40
Gambar 4.9. ESP8266-01 yang terhubung secara serial dengan Arduino UNO.......... 41
Gambar 4.10. Sketch Arduino IDE ESP8266-01 ......................................................... 42
Gambar 4.11. Perintah AT Command ESP8266 .......................................................... 42
Gambar 4.12. Program Arduino IDE Untuk Rutin Jika ada Refresh Web dengan
Alamat 192.168.4.1 ...................................................................................................... 43
Gambar 4.13. Respon ESP8266-01 pada Serial Monitor ............................................. 44
Gambar 4.14. Wi-Fi ESP8266-01 terkoneksi dengan Android .................................... 44
Gambar 4.15. Respon pada Serial Monitor Saat Akses Web 192.168.4.1 ................... 45
Gambar 4.16. Hasil Pengiriman Data Sensor pada Web Browser dengan
IP 192.168.4.1............................................................................................................... 45
Gambar 4.17. Grafik jarak(meter) dan kekuatan wifi(dBm) ........................................ 46
Gambar 4.18. Perangkat keras keselurahan.................................................................. 47
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Skala Beaufort ............................................................................................. 8
Tabel 2.2. Pembagian port pada Arduino Uno R ......................................................... 13
Tabel 3.1. Hasil Data .................................................................................................... 27
Tabel 3.2.Pembagian port pada Arduino Uno R .......................................................... 30
Tabel 4.1. Inisialisasi nama sensor arah. ...................................................................... 37
Tabel 4.2. Hasil Sensor Optocoupler dengan Anemometer ......................................... 40
Tabel 4.3.Hasil jangkuan wifi dan kekuatan wifi……………………………………. 46
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Angin adalah gerakan udara relatif terhadap permukaan bumi, sehingga angin
merupakan udara yang bergerak diakibatkan adanya perbedaan tekanan udara dari suatu
tempat ke tempat lain secara horizontal. Angin mempunyai arah dan kecepatan. Angin
dapat dilihat darimana arah angin datang, contohnya dari selatan disebut angin selatan.
Anemometer dibedakan beberapa jenis alat yang dapat digunakan yaitu mengukur
kecepatan angin. Anemometer adalah sebuah perangkat untuk mengukur kecepatan angin
yang telah banyak dipakai dalam Meteorologi dan Geofisika. Kecepatan angin diukur
dengan anemometer cup, instrument dengan tiga atau empat logam berlubang kecil yang
sudah ditetapkan, sehingga dapat menangkap angin dan berputar dengan dibantu batang
vertikal [1].
Cuaca ekstrim adalah fenomena yang tidak normal, cuaca tidak lazim yang dapat
menimbulkan bencana, menghancurkan kehidupan sosial dan dapat menimbulkan korban
jiwa manusia. Saat pergantian cuaca yang tidak normal seperti hujan badai, petir ,angin
putting beliung, banjir dan longsor serta gelombang laut yang tinggi.
Melihat data dari hasil bencana alam yang terjadi selama selang periode 1815-2014
yang terjadi di wilayah Indonesia, angin puting beliung menempati urutan ke-3 terbesar.
Bulan Desember 2014, telah terjadi bencana alam puting beliung di wilayah Indonesia
sebanyak 52 kejadian dengan jumlah meninggal dan hilang 6 jiwa, menderita
danmengungsi 1.265 jiwa, serta kerusakan rumah berat, sedang, ringan dan terendam
sebanyak 3.203 unit [2].
Bencan putting beliung merupakan suatu kejadian bencana alam yang diakibatkan
oleh pertemuan antara udara panas dan udara dingin dengan kecepatan putarannya lebih
dari 63 km/jam yang bergerak secara garis lurus dengan lama kejadian maksimum 5 menit.
Angin putting beliung sering terjadi pada siang hari atau sore hari pada musim pancaroba
seperti sekarang ini [3]. Angin putting beliung dapat menghancurkan semua apa saja yang
diterjang, karena pusarannya dapat mengangkat dan melempar benda. Dampak yang
ditimbulkan akibat putting beliung dapat menghancurkan area kurang lebih seluas 5 km
dan tidak ada lagi angin putting beliung susulan[3].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Dari terjadinya bencana puting beliung yang sangat besar maka dari itu harus dapat
diminimalisir apa bila terjadi bencana putting beliung dan juga dapat langsung di
informasikan kepada masyarakat. Jika adanya bahaya angin putting beliung yang ada di
sekitar lokasi tersebut.
Sistem monitoring pengukuran arah angin dan kecepatan angin merupakan proses
yang sangat panjang namun memiliki waktu yang singkat dalam hal memberikan
keputusan tingkat bahaya pada suatu tempat. Salah satu solusi dengan membuat suatu
perangkat sistem yang efektif dan efisien untuk pengukuran arah angin dan kecepatan
angin yang mampumemberikan data secara real time.
Pada penelitian sebelumnya dilakukan oleh Wijayanti dewi, Rahmawati endah dan
Sucahyo imam tentang Rancang Bangun Alat Ukur Kecepatan Dan Arah Angin Berbasis
Arduino Uno Atmega328p[4]. Penelitian ini merancang dan membuat suatu Sistem
monitoring pengukuran Arah angin dan Kecepatan angin. Sistem pengukuran arah angin
terdiri dari sensor Hall effect A3114 dan sistem kecepatan angin terdiri dari sensor
optocoupler. Kedua alat tersebut terhubung dengan ArduinoUno Atmega 328p sebagai
mikrokontroler. Sistem alat ini memanfaatkan jaringan wifi untuk mengirim data arah
angin dan kecepatan angin yang dihasilkan oleh pengukuran pada suatu instrument atau
alat. Untuk mengetahui informasi arah angin dan kecepatan angin, masyarakat hanya perlu
membuka aplikasi browser(web) pada alat komunikasi seperti Android, laptop dan lain
sebagainya yang dapat terkoneksi dengan jaringan internet (wi-fi).
1.2. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang suatu alat yang dapat mengukur arah
angin dan kecepatan angin secara real time yang di control oleh Arduino Uno. Data hasil
pada alat tersebut akan dikirim menggunakan jaringanWi-fi ESP8266 dan ditampilkan
Android maupun laptop dengan membuka Web(browser).
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Melakukan monitoring pengukuran arah angin dan kecepatan angin secara jarak
jauh di sebuah lokasi.
2. Digunakan sebagai perkiraan untuk bencana alam, ramalan cuaca, dan lain
sebagainya.
3. Memberikan kemudahan bagi masyarakat untuk mengetahui data arah angin dan
kecepatan angin secara real time.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Menggunakan 8 arah mata angin.
2. Sensor yang digunakan untuk pengukuran arah angin dan kecepatan angin adalah
Hall effect A3144 dan Optocoupler.
3. Arduino Uno sebagai Mikrokontroler pada sensor arah angin dan kecepatan angin.
4. Menggunakan ESP8266 sebagai jaringan Wi-Fi
5. Android maupun laptop hanya dapat meliputi pengukuran data arah angin dan
kecepatan angin secara real time.
1.4. Metodelogi Penelitian
Berdasarkan pada tujuan yang di ingin dicapai metode-metode yang digunakan
dalam penyusunan tugas akhir ini adalah.
1. Membaca buku-buku dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang
dibahas dalam tugas akhir ini.
2. Sumber informasi bedasarkan data atau arsip yang telah ada sehingga dapat
membantu penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.
3. Langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap hasil pembuatan alat
dalam pembuatan tugas akhir ini.
4. Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan cara melihat data
yang tertampil di serial monitor dari sensor arah angin dan sensor kecepatan angin
dan akan memanfaatkan jaringan internet (Wi-Fi ESP8266) untuk mengirim data,
selajutnya menampilkan hasil data dengan cara membuka aplikasi browser (web)
pada Android maupun laptop. Data yang diambil adalah arah angin dan kecepatan
angin.
5. Analisis data hasil penelitian akan membandingkan dengan hasil data dari alat yang
sudah jadi, menganalisa alat(setting time,dll), dan analisis komunikasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Definisi Arah Angin
Penyebutan Arah angin menggunakan arah mata angin, seperti arah utara berarti
angin utara yang berhembus dari utara ke selatan dan arah timur berarti angin timur yang
berhembus dari timur ke barat. Arah angin diukur menggunakan derajat dengan searah
jarum jam di mulai dari 0° dan 360° yaitu utara dan 45° sebagaitimur laut, 90° sebagai
timur, 135° sebagai tenggara , 180° sebagai selatan, 225° sebagai barat daya, 270° sebagai
barat, 315° sebagai barat laut.
Angin merupakan aliran udara dalam jumlah yang besar yang timbul akibat adanya
rotasi bumi, perbedaan suhu dan perbedaan tekanan udara antara dua tempat dengan
kecepatan yang dinamis dan fluktatif. Atau bisa juga disebut sebagai perpindahan massa
udara dari satu tempat ke tempat lakinnya secara horizontal atau hampir horizontal.
Pengaruh perputaran bumi terhadap angin disebut dengan pengaruh carioles (carioles
effect). Efek ini menyebabkan angin bergerak searah jarum jam mengitari daerah
bertekanan rendah di belahan bumi selatan sebaliknya bergerak berlawanan arah jarum jam
mengitari daerah bertekanan rendah di bumi utara[5].
Berikut beberapa fungsi angin :
1. Membantu dalam proses penyerbukan bunga
2. Mengontrol kincir angin atau menjalankan pembangkit listrik tenaga angin
3. Mempercepat pendinginan dari benda yang panas
4. Mencampur lapisan udara antara panas dan dingin, lembab dan dingin serta kaya
akan CO2 dan CO2 rendah
5. Membantu mengamati cuaca dalam ilmu meteorologi dan klimatologi
6. Memindahkan uap air yang sudah terevaporasi dari laut ke daratan dan mengalamu
kondensasi yang selanjutnya menjadi hujan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
2.2. Dampak Arah angin dalam Penerbangan
Peran cuaca dalam penerbangan sangat besar yaitu informasi cuaca mempunyai
andil dalam peningkatan efisiensi dan efektivitas kegiatan, keselamatan penerbangan.
Selain itu cuaca mempunyai potensi yang membahayakan harta dan jiwa. Namun dengan
demikian tidak mudah untuk mengatakan cuaca mana yang dapat membahayakan, karena
dampak cuaca bergantung pula kepada faktor lain. Khususnya dalam penerbangan, selain
kadar atau intensitas unsur cuaca, jenis pesawat, kondisi pesawat, dan posisi penerbangan
juga faktor yang menentukan sensitifitasnya terhadap cuaca. Misalnya angin silang (cross
wind) di landasan terbang yang berkecepatan 20 knot, mungkin dapat menimbulkan
bahaya bagi pesawat kecil yang melakukan pendaratan, tetapi tidak ada pengaruhnya bagi
pesawat besar dan modern[6]. Dengan demikian, setiap pesawat terbang mempunyai tiga
kegiatan yang sama yakni lepas landas, terbang, dan mendarat, maka penggunaan arti
bahaya dalam penerbangan umumnya diterapkan untuk masing-masing kegiatan tersebut.
Arah landasan pacu dapat ditentukan dengan menggunakan analisis arah
angin(windrose analiysis). Penentuan arah landas pacu yang dipersyaratkan oleh ICAO
merupakan arah landas pacu sebuah bandar udara harus diorientasikan sehingga pesawat
udara dapat mendarat dan lepas landas paling sedikit 95% dari seluruh komponen angin
yang bertiup. Adapun besarnya batas kecepatan komponen angin silang (cross wind) yang
diijinkan adalah 10 knot untuk bandar udara dengan panjang landas pacu kurang dari 1200
m, sebesar 13 knot untuk bandara dengan panjang landas pacu 1200 – 1500 m, dan
kecepatan angin silang 20 knot diijinkan untuk bandara dengan panjang landas pacu lebih
dari atau sama dengan 1500 m.Tolerasi variasi arah landas pacu yang diijinkan adalah
dengan memperhatikan usability factor tahunan menurut hasil windrore analysis adalah
sama atau lebih besar dari 95%.
2.3. Wind Vane
Wind Vane merupakan alat yang digunakan untuk mengukur arah angin. Arah
angin menunjukkan dari mana datangnya angin dan bukan kemana angin itu bergerak, jadi
arah angin adalah arah dari mana angin berhembus. Gambar 2.1 menunjukkan Wind Vane.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Gambar 2.1 Wind Vane
Cara kerja:
1. Angin akan menggerakkan lembar logam indikator kecepatan membentuk
penyimpangan ke arah horizontal. Besarnya penyimpangan tersebut tegantung dari
besarnya tenaga aliran udara atau hembusan angin.
2. Membaca kecepatan angin yang terjadi pada skala kecepatan angin.
3. Membaca arah angin dari wind vane dimana ujung depan(terdapat bola besi)
adalah menunjukkan arah datangnya angin yang yang dapat diartikan sebagai arah
angin.
2.4. Wind Cup
Wind Cup(Anemometer) merupakan alat yang digunakan untuk mengukur
kecepatan angin. Jenis anemometer yang biasa digunakan adalah anemometer mangkok
dan baling-baling. Anemometer mangkok umumnya digunakan di stasiun meteorologi
yang digunakan untuk mengamati keadaan cuaca. Angin yang menggerakkan mangkok
membuat anemometer berputar. Selain anemometer dengan propeller (mangkok), jenis
anemometer yang lebih modern yaitu anemometer digital. Gambar 2.2 menunjukkan Wind
Cup(Anemometer).
Rumus Kecepatan linier angin di ukur melalui persamaan:
V =𝑟𝜔𝑏 (2.1)
Dimana:
V = kecepatan linier (m/s)
𝜔𝑏 = Kecepatan sudut baling-baling (rad/s)
r = Jari-jari piringan(m)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Dengan banyaknya pulsa dihitung dalam satuan waktu maka:
𝜔 = 2𝜋𝑁
60 (2.2)
Dengan:
f = frekuensi, jumlah pulsa perdetik (Hz)
N = jumlah putaran permenit (rpm)
p = jumlah celah (p=22)
𝜔= kecepatan sudut yang ditempuh piringan perdetik (rad/detik)
𝜋 = 3.14
Karena piringan dan baling-baling berada pada satu poros yang sama, maka:
𝜔 = 𝜔𝑏
v = 𝑟𝜔𝑏 (2.3)
v = 𝑟2𝜋
𝑝f (m/s) (2.4)
Gambar 2.2 Wind Cup
Cara kerja:
Pada saat tertiup angin, maka baling-baling atau mangkuk yang terdapat pada
anemometer akan bergerak sesuai dengan arah mata angin. Semakin besar kecepatan angin
meniup, maka semakin cepat pula perputaran dari baling-baling tersebut.Berdasarkan
jumlah perputaran per detiknya, maka akan diketahui jumlah dari kecepatan anginnya.Pada
anemometer terdapat bagian alat pencacah yang berfungsi menghitung jumlah kecepatan
angin. Hasilnya akan dicatat, kemudian akan disesuaikan dengan Skala Beaufort
Selain menggunakan alat pengukur arah angin dan kecepatan angin juga dapat
diukur dengan menggunakan skala beaufort[7]. Pada tabel 2.1 menunjukkan Skala
Beaufort.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Tabel 2.1 Skala Beaufort
Skala
Beaufort
Kategori Kecepatan
Angin
Tinggi
Gelombang
Kondisi
darat
Kondisi
laut
0
Calm
< 1 km/h 0 m Asap
bergerak
secara
vertical
Permukaan
laut seperti
kaca < 1 mph
< 1 knots 0 ft
< 0.3 m/s
1
Light hair 1-5 km/h 0-0.2 m
Angin terasa
di wajah,
daun-daun
berdesir,
kincir angin
bergerak
oleh angin
Riuk kecil
terbentuk
namu tidak
pecah,
permukaan
tetap
seperti kaca
1-3 mph
1-3 knots 0-1 ft
0.3-1.5 m/s
2
Light breeze 6-11 km/h 0.2-0.5 m
4-7 mph
4-6 knots 1-2 ft
1.6-3.3 m/s
3
Gentle
breeze
12-19 km/h 0.5-1 m
8-12 mph
7-10 knots 2-3.5 ft
3.4-5.5 m/s
4
Moderate
breeze
20-28 km/h 1-2 m Menangkat
debu dan
menerbangk
an kertas
Ombak
kecil mulai
memenjang 13-18 mph
11-16 knots 3.5-6 ft
5.5-7.9 m/s
5 Fresh breeze 29-38 km/h 2-3 m Pohon kecil
berayun,
Ombak
ukuran
sedang 19-24 mph
17-21 knots 6-9 ft
8-10.7 m/s
6
Strong
breeze
39-49 km/h 4-5.5 m Cabang
besar
bergerak
Ombak
besar mulai
terbentuk 25-31 mph
22-27 knots 9-13ft
10.8-13.8 m/s
7
Near gale
50-61 km/h 4-5.5 m Pohon-
pohon
bergerak
Laut mulai
bergolak 32-38 mph
28-33 knots 13-19 ft
13.9-17.1 m/s
8
Gale
62-74 km/h 5.5-7.5 m Ranting-
ranting
mulai patah
Gelombang
agak tinggi
dan lebih
panjang
47- 54 mph
41-47 knots 18-25 ft
20.8-24.4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Lanjutan Tabel Skala Beaufort
Skala
Beaufort
Kategori Kecepatan
angin
Tinggi
gelombang
Kondisi
darat
Kondisi
laut
9
Strong gale
75-88 km/h 7-10 m Kerusakan
bangunan
mulai
muncul
Gelombang
tinggi
terbentuk
buih tebal
47-54 mph
41-47 knots 23-32 ft
20.8-24.4 m/s
10
Strom
89-102 km/h 9-12.5m Pohon
tecabut,
kerusakan
yang cukup
parah
Seluruh
permukaan
laut
memutih
55-63 mph
48-55 knots 29-41 ft
24.5-28.4 m/s
11
Violent
strom
103-117 km/h 11.5-16 m
Sangat
jarang
terjadi
kerusakan
yang nyebar
luas
Gelombang
amat sangat
tinggi,
penglihatan
terganggu
64-72 mph
56-63 knots 37-52 ft
28.5-32.6 m/s
12
Hurricane ≥ 118 km/h ≥ 14 m Udara
tertutup
penuh oleh
buih dan
percik air,
≥ 73 mph
≥ 64 knots ≥ 46 ft
≥ 32.7 m/s
2.5. Sensor Hall Effect A3144
IC 3144 merupakan jenis IC Sensor efek Hall non-latching(integrated Hall effect
non-latching sensor) dan memiliki spesifikasi on/off atau pulse. Saat terkena medan
magnet, sensor ini akan mengubah tingkat tegangan pada pin keluaran. IC 3144 memuat
pembangkit tegangan Hall untuk mendeteksi medan magnet, pembanding/comparator
untuk memperkuat tegangan Hall[8]. Sensor Hall effect A3144 memiliki tiga buah yaitu
masukkan positif, graound, dan output data ke Arduino. Pada gambar 2.3 menunjukkan IC
3144.
Gambar 2.3 IC 3144
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
Dimana kondisi yang diambil untuk mendapat data arah angin adalah saat sensor
mengenai sensor Hall Effect.Sensor Hall effect akan mengalami kondisi low saat mengenai
magnet dan kondisi high saat sensor Hall effect tidak mengenai magnet.Hasil keluaran dari
sensor ini berupa digital, jadi tidak memerlukan converter ADC untuk menghasilkan
keluaran digital.
2.5.1. Fitur dan spesifikasi
1. Temperatursuperior. Stabilitas untuk industri otomotif atau aplikasi.
2. 4,5 V sampai 24 V Operasi membutuhkan hanya sebuah pasokan yang tidak
diatur.
3. Open-Collector 25 mA dengan keluaran yang kompatibel dengan digital logic,
4. Perlindungan bateraireverse.
5. Aktifkan dengan magnet permanen kecil yang tersedia secara komersil.
6. Keandalan solid-state.
7. Ukuran kecil.
8. Tahan terhadap stres fisik.
2.6. Sensor Optocoupler
Isolator optik (Opto – Isolator) atau sering disebutdengan optocoupler adalah
rangkaian terpadu yang terdiri dari phototransistor dan LED (Light Emiting Diode)
kombinasi antara emitter dan detector[9]. Gambar 2.4 menunjukkan simbol Optocoupler
Gambar 2.4 Simbol Optocoupler
Optocoupler memiliki komponen LED (Light Emitting Diode) untuk memancarkan
cahaya infra merah (IR LED) dan Phototransistor digunakan untuk mendeteksi cahaya
infra merah yang dipancarkan oleh IR LED.Oleh karena itu Optocoupler merupakan
gabungan dari LED infra merah dengan phototransistor yang terbungkus menjadi satu chip.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Prinsip kerja Phototransistor :Jika antara Photodioda dan LED terhalang maka akan off
sehingga berlogika high. dan sebaliknya jika anatra photodioda dan LED tidak terhalang
maka akan on sehingga berlogika low.
Pada umumnya prinsip kerja phototransistor hampir sama dengan transistor. Arus
pada transistor dikalikan untuk memberi arus pada kolektor. Phototransistor juga memiliki
arus dapat dikendalikan oleh jumlah cahaya yang diterima, karena phototransistor
mempunyai dua kaki yaitu kolektor dan emitor. Terdapat macam-macam konfigurasi
common pada phototransistor pada Gambar 2.5.
(a) (b)
Gambar 2.5(a) Rangkaian Phototransistor Common Emitter Amplifier
(b) Rangkaian Phototransistor Common Collector Amplifier
Pada kedua common mempunyai perbedaan yaitu Common Emitter Amplifer(
keluaran rendah) jika ada cahaya maka akan berlogika dari 1 menuju 0, tetapiCommon
Collector Amplifier (keluaran tinggi)jika ada cahaya maka akan berlogika dari 0 menuju
1.Phototransistormempunyai fungsi sebagai saklar dan penguat. Perbedaan antara
Phototransistor dan Photodioda, dimana Photodioda lebih cepat dari Phototransistor dalam
hal frekuensi, jika di dalam penguat Phototransistor lebih tinggi dari Photodioda.
2.7. Komunikasi Serial
Antarmuka kanal serial lebih kompleks/sulit dibandingkan dengan antarmuka
melalui kanal parallel[10]. Hal ini disebabkan oleh:
1. Perangkat keras: Adanya proses konversi data pararel menjadi serial atau
sebaliknya menggunakan piranti tambahan yang disebut UART(Universal
Asynchronous Receiver/Transmitter).
2. Perangkat lunak: Lebih banyak register yang digunakan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
2.7.1. Kelebihan Komunikasi kanal serial
Di sisi lain, antarmuka kanal serial menawarkan berapa kelebihan dibandingkan
kanal paralel, antara lain;
1. Kabel untuk komunikasi serial bisa lebih panjang dibandingkan denganparalel,
sehingga menyebakan gangguan pada kabel-kabel panjang labih mudah di atasi
pada komunikasi kanal.
2. Jumlah kabel serial lebih sedikit,karena hanya menggunakan 3 kabel yang terdiri
dari TXD (Saluran kirim),RXD (Saluran peneriman), dan Ground.
3. Banyaknya piranti saat ini menggunakan teknologi infra merah untuk komunikasi
data, hal ini peringirim data menggunakan komunikasi serial.
4. Untuk teknologi embedded sistem, banyak mikrokontroler yang dilengkapi dengan
komunikasi serial atau Serial Communication Interface (SCI).
2.8. Arduino UNO R3
Arduino merupakan sebuah platform yang bersifat open source, berbasis hardware
dan software yang fleksibel, di rancang untuk memudahkan para hobbi, desain dalam
membuat suatu objek[11]. Papan Arduino juga dapat diganti dengan mikrokontroler
atmega 8/Atmega 168 sesuai dengan kebutuhan pengguna.Pada Gambar 2.6 menunjukkan
papan Arduino Uno Atmega328/PdanGambar 2.7 menunjukkan deskripsi Pin Maaping
Atmega 168/328.
Gambar 2.6 Arduino UNO Atmega328/P
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Gambar 2.7Pin Mapping Atmega 168/328[12]
2.8.1. Spesifikasi Arduino Uno R3
Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada
ATmega328 Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 sebagai output
PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator Kristal, terdapat koneksi USB, power jack, ICSP
header, dan tombol reset[13]. Papan arduino uno memiliki beberapa pin diantaranya:
Serial pin 0 dan 1, external intterups pin 2 dan 3, PWM di pin 3, 5, 6, 9, dan 11, SPI pin
10, 11, 12, LED pin 13, dan TWI pin A4 dan A5. Ketika LED pin 13 berkedip bahwa
arduino di aktifkan dan saat di reset maka pin 13 juga akan berkedip. Terdapat fungsi pada
tiap pin diantaranya dan pada tabel 2.2 menunjukkan Karakteristik papan Arduino Uno.
Serial: terdapat di pin 0(Rx) dan 1(Tx), digunakan untuk menerima dan
mengirim serial data yang berupa tegangan TTL (5V dan 0V).
Ekternal interrupt: terdapat di pin 2 dan pin 3 yang digunakan untuk
interupsi baik itu rising atau falling edge.
Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11: untuk mengatur PWM(Pulse Width Modulator).
Keluaran berupa 8 bit PWM.
Pin A4 dan A5: berupa Serial Data(SDA) dan Serial Clock(SCL).
Tabel 2.2. Karakteristik Papan Arduino Uno
Mikrokontroler ATmega328
Teganga pengoperasian 5V
Tegangan input yang disarankan 7-12V
Batas tegangan input 6-20V
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Lanjutan Tabel Karakteristik Papan Arduino Uno
Jumlah pin I/O digital 14 (6 diantaranya menyediakan
keluaran PWM)
Jumlah pin input analog 6
Arus DC tiap pin I/O 40 mA
Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA
Memori Flash 32KB (ATmega328)
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16 MHz
2.9. Pemrograman Arduino IDE
Pemrograman Arduino disebut integrated Development Environment(IDE).
Software arduino IDE adalah aplikasi cross-plaform ditulis dengan bahasa pemograman
Java.Maka hal ini dirancang untuk memudahkan pengguna yang baru mempelajari
mikrokontroler,termasuk di dalam perangkat lunak dengan kode dan juga dapat meng-
upload ke board Arduino dengan sekali perintah klik[14].Pada Gambar 2.8 menunjukkan
perangkat lunak Arduino IDE versi 1.6.8 tersebut.
Gambar 2.8 Perangkat lunak Arduino IDE Versi 1.6.8
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Perangkat lunak Arduino IDE di lengkapi dengan library C/C++, dan membuat
operasi input/output jauh lebih dipahami.Pengguna hanya perlu mendifinisikan dua fungsi
untuk membuat program yang dapat di jalankan pada papan Arduino Uno R3. Fungsi di
antaranya:
1. Setup() berfungsi berjalan satu kali pada awal dari sebuah program yang dapat
menginisialisasi masukkan dan keluaran pada papan Arduino.
2. Loop() berfungsi menon-aktifkan pada papan Arduino Uno R3 saat di eksekusi.
2.10. Komunikasi Serial Arduino
Komunikasi Serial Arduino Uno R3 menggunakan 2 buah pin serial 0(Rx) dan
1(Tx) pada papan Arduino Uno R3 yang terhubung Atmega328. Komunikasi ini
disediakan UART atau USART TTL (5volt).Papan Arduino Uno R3 dilengkapi dengan
Atmega16U2 yang memungkinkan pada komunikasi serialnya melalui USB dan muncul
sebagai Com Port Virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino
menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal. Perangkat lunak
Arduino termasuk serial monitor yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim
ke papan arduino. Led Rx dan Tx pada papan Arduino Uno akan berkedip ketika data
sedang dikirim melalui chip USB-toserial dan koneksi USB ke komputer. Atmega328 juga
mendukung komunikasi I2C dan SPI[13].
2.11. Jaringan Nirkabel
Jaringan nirkabel merupakan suatu jaringan yang menghubungkan dua piranti
untuk bertukar data tanpa media kabel, data pertukaran melalui gelombang cahaya atau
gelombang radio dengan frekuensi tertentu(Seperti Bluetooth pada laptop dan Hp) dan
bekerja pada frekuensi 2.4 GHz(802.11 b/g) atau 5GHz(802.11 a) yang dapat digunakan
untuk memehuni kebutuhan. Jaringan nirkabel memilki beberapa kegunaan, misalnya
pengguna bergerak dapat menggunakan telepon seluler untuk mengakses e-mail dan untuk
pengguna laptop bisa terhubung ke internet ketika di Ketera Api, kafe dan lainnya.
2.12. Wi-Fi
Wi-Fi adalah koneksi tanpa kabel yang menghubungkan jaringan komputer, seperti
ponsel yang mempergunakan teknologi radio sehingga pengguna dapat melakukan transfer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
data dengan cepat dan aman. Wi-Fi tidak hanya dapat digunakan untuk mengakses internet,
Wi-Fi juga dapat digunakan untuk membuat jaringan tanpa kabel baik di rumah maupun di
kantor-kantor dan pusat-pusat bisnis.Oleh karena itu banyak orang mengasosiasikan Wi-Fi
dengan “Kebebasan” karena teknologi Wi-Fi memberikan kebebasan kepada pemakainya
untuk mengakses internet atau mentransfer data dari ruang meeting, kamar hotel, kampus,
dan café-café.
2.13. Wi-Fi ESP8266
ESP8266 adalah sebuah modulSystem on Chip(SOC) yang memiliki kapabilitas
untuk terhubung dengan jaringan WIFI. ESP8266 memiliki firmware dan set AT
Command yang bisa diprogram dengan Arduino IDE.GPIO (General Port Input Ouput)
berfungsi mengakses pada sensor atau dihubungkan dengan Arduino, sehingga
memberikan kemampuan tambahan ke Arduino untuk bisa terhubung ke Wifi[15].
Kelebihan ESP8266 adalah memilki DEEP SLEEP MODE, sehingga penggunaan daya
akan relatif jauh lebih efisien. Ada beberapa tipe ESP8266 yaitu terdiri dari ESP8266-01
sampai ESP-12. ESp8266-01 memiliki beberapa pin yang terdiri dari Ground, UTXD,
CH_PD, GPI02, GPI00, RST, VCC, URXD. Gambar 2.9 Menunjukkan Modul ESP-01dan
Gambar 2.10 Menunjukan pin Out Esp8266.
Gambar 2.9 Modul ESP8266-01
Gambar 2.10 Pin Out Esp8266-01
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Karakteristik ESP8266-01
1. 802.11 b/g/n.
2. Daya rendah 32-bit MCU terpadu.
3. 10-bit ADC terpadu.
4. TCP / IP protocol stack terpadu.
5. Saklar TR, balun, LNA, power amplifier dan matching network terpadu.
6. PLL, regulator, dan unit manajemen daya terpadu.
7. Mendukung keragaman antena.
8. Wi-Fi 2,4 GHz, mendukung WPA / WPA2.
9. Mendukungan mode operasi STA / AP / STA + AP.
10. Mendukungan fungsi smart link untuk kedua perangkat android dan iOS.
11. SDIO 2.0, (H) SPI, UART, I2C, I2S, IR Remote Control, PWM, GPIO.
12. STBC, 1 × 1 MIMO, 2 × 1 MIMO.
13. A-MPDU & A-MSDU agregasi & 0.4s guard interval.
14. Daya deep sleep<10uA, daya kebocoran arus <5uA.
15. Paket membangunkan dan mengirimkan<2ms.
16. Konsumsi daya standby<1.0mW (DTIM3).
17. +20 dBm daya keluaran dalam mode 802.11b.
18. Kisaran suhu operasi 40C ~ 125C.
19. FCC, CE, TELEC, Wi-Fi Alliance, dan SRS yang terjamin.
2.14. HTML
HTML(Hypetext Markup Language) merupakan suatu script dimana dapat
menampilkan informasi melalui internet. HTML juga merupakan bahasa pemograman
fleksibel dimana bisa meletakkan script dan bahasa pemogrman lainnya, seperti JAVA,
VB, C dan lainnya.Hypertext dalam HTML berarti dapat menuju ke suatu tempat, misalnya
halaman homepage lain, dengan cara memilih suatu link yang bisa digaris bawahi oleh
suatu gambar. Elemen pada HTML dapat difensikan sebagai suatu kode tertentu yang akan
menyediakan tempat untuk meletakkan beberapa kode didalamnya. Bahwa elemen
merupakan bagian besar yang terdiri dari banyak kode-kode yang disebut tag. Struktur
sebuah dokumen HTML diawali dengan tag <HTML> dan diakhiri tag</HTML>. Eleman
pada HTML dibagi menjadi dua bagian yaitu head dan body.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
1. Elemen<head>
bagian head merupakan bagian kepala, tempat untuk menuliskan keterangan
mengenai judul halaman web dan dokumen lainnya.
2. Elemen <body>
body merupakan bagian badan atau isi, tempat untuk menuliskan informasi yang
akan ditampilkan pada browser.
2.15. Protocol TCP/IP
TCP merupakan protocol yang didesain untuk melakukan fungsi-fungsi komunikasi
data pada jaringan komputer (LAN/WAN). Protokol TCP/IP menjadi protokol komunikasi
data yang fleksibel dan dapat dengan mudah diterapakan di setiap komputer dan interface
jaringan[16].Gambar 2.11 menunjukkan Model protokol TCP/IP.
Gambar 2.11 Model protokol TCP/IP
Pada gambar di atas merupakan layer yang terdiri dari:
1. Network link (Interface layer),layer ini bertanggung jawab pengiriman dan
meneriman data dari media fisik(kabel, serat optik, gelombang radio).
2. Network(Internet layer), Protokol dalam layer bertanggung jawab dalam
proses pengiriman ke alamat yang telah ditentukan. Pada layer ini terdapat 4
macam protokol yaitu: IP (internet Protokol), ARP (Address Resolution
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Protokol), ICMP (Internet Control Message Protokol).DHCP (Dynamic
Configuration Protokol).
3. Transport layer, Protokol yang bertanggung jawab untuk mengadakan
komunikasi antara dua komputer. Pada layer ini terdapat dua protokol yaitu
:TCP (Transmission Control Protokol), UDP (Unser Datagram Protokol).
4. Aplication layer, pada layer terdapat aplikasi menggunakan Protokol
TCP/IP.
2.15.1. TCP(Transmssion Control Protokol)
TCP merupakan protokol yang bersifat connection oriented, reliable, byte stream
service.Connection oriented artinya sebelum proses tranmisi data terjadi, dua aplikasi TCP
harus melakukan pentukaran informasi. Reliablemenerapkan fitur deteksi kesalahan dan
tetransmisi. Sedangkan byte stream service artinya paket akan dikirimkan ke tujuan secara
berurutan.
2.16. Internet Protocol(IP)
Internet Protokol merupakan suatu address atau alamat dari sebuah user atau
pengguna yang berfungsi sebagai pengirim paket data ke alamat yang tepat, Oleh karena
itu Internet Protokol memegang peranan yang sangat penting dari jaringan TCP/IP. Karena
semua aplikasi jaringan TCP/IP pasti bertumpu kepada Internet Protocol agar dapat
berjalan dengan baik[17]. IP protocol mempunyai beberapa karakteristik, anatra lain:
a. Unreliable
Internet Protokol tidak menjamin datagram yang dikirm pasti sampai ke
tempat tujuan, namun protokol internet hanya melakukan usaha sebaik
mungkin untuk mengirimkannya.
b. Connectiorless
Dalam proses pengiriman paket datagram dari tempat asal tujuan, pengirim
dan penerima tidak melakukan perjajian terlebih dahulu.
2.17. IP Address
IP addres merupakan deretan angka biner antara 32 bit sampai dengan 128 bit yang
digunakan sebagaialamat indetifikasi untuk tiap komputer host jaringan intenet.Angka 32
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
bit digunakan untuk alamat IP address versi IPv4 dan pada angka 128 bit digunakan untuk
IP address versi IPv6 untuk menunjukan dalam dari komputer pada jaringan intenet
berbasis TCP/IP[18]. Ada beberapa jenis IP Addres, antara lain:
a. IPv4
IPv4 terdiri dari 32 bit yang bisa menampung seluruh host di dunia atau
melebihi 4 milyar host.
b. IPv6
IPv6berbeda dengan IPv4, dikarenakanIPv6 mempunyai 128 bit yang lebih
besar 4 kali lipat dari 4 milyar host.
2.17.1. Format IP address
Sebenarnya pengalamatan IP address menggunakan bilangan biner. Namun supaya
lebih mudah ditulis dan dibaca oleh manusia, maka IP address ditulis dengan bilangan 4
desimal yang masing-masing dipisahkan oleh titik.Format penulisan ini disebut
sebagai dotted-decimal notation. Setiap bilangan desimal merupakan nilai dari satu oktet
atau delapan bit alamat IP. Sebagai contoh adalah sebagai berikut:
192.168.1.1
Jika dikonversi menjadi bilangan biner adalah sebagai berikut:
11000000.10101000.1.1
Kelas IP address:
IP address dikelompokan dalam lima kelas, yaitu kelas A, B, C, D, dan E.
Perbedaannya terletak pada ukuran dan jumlah, IP address kelas A jaringan IP
address Kelas B digunakan untuk jaringan berukuran besar dan sedang. IP address Kelas
C untuk pembagian jaringan yang banyak, namun masing-masing jaringan memiliki
anggota yang sedikit. IP address Kelas D dan E juga didefinisikan, tetapi tidak digunakan
dalam penggunaan normal, kelas D diperuntukan bagi jaringan multicast, dan E untuk
Eksperimental.
Pembagian kelas IP addres didasarkan pada dua hal yaitu Network ID(Identitas
Jaringan) dan Host ID(Indentitas host dalam suatu jaringan) dari IP address. Gambar 2.12
menunjukkan kelas-kelas IP address.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Gambar 2.12 Kelas-kelas IP addres
A. Kelas A
Format : 0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh
Bit Pertama : 0
Panjang Net ID : 8 bit (1oktet)
Panjang Host ID : 24 bit (3 oktet)
Byte pertama : 0 127
Jumlah : 126 kelas A (o dan 127 dicadangkan)
Range IP : 1.xxx.xxx.xxx.sampai 126.xxx.xxx.xxx
Jumlah IP : 16.777.214 IP address pada setiap kelas A
B. Kelas B
Format : 10nnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh
3 bit pertama : 110
Panjang NetID : 24 bit
Panjang Host ID : 8 bit
Byte pertama : 192 - 223
Range IP : 192.0.0.xxx sampai 223.255.255.xxx
Jumlah IP : 254 IP address pada setiap kelas B
C. Kelas C
Format : 110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh
3 bit pertama : 110
Panjang Net ID : 24 bit
Panjang Host ID : 8 bit
Byte pertama : 192 - 223
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Range IP : 192.0.0.xxx sampai 255.255.255.xxx
Jumlah IP : 254 IP address pada tiap kelas C
D. Kelas D
Format : 1110mmmm.mmmmmmmm.mmmmmmmm.mmmmmmmm
4 Bit pertama : 1110
Bit multicast : 28 bit
Byte Inisial : 224-247
Deskripsi : Kelas D adalah ruang alamat multicast
E. Kelas E
Format : 1111rrr.rrrrrrrr.rrrrrrrr.rrrrrrrr
4 bit pertama : 1111
Bit cadangan : 28 bit
Byte inisial : 248-255
Deskripsi : Kelas E adalah ruang alamat yang dicadangkan untuk keperluan
eksperimental
2.18. Web Server
Web server merupakan sebuah perangkat lunak yang bertanggung jawab untuk
menerima permintaan HTTP dari klien yang dikenal sebagai web browser, konten yang
diolah dan ditampilkan umumnya dalam bentuk HTML yang berisi teks, gambar, suara,
dan jenis data lainnya.Web server juga dikenal dengan istilah Hypertext Transfer Protocol
Daemon (HTTPD) atau HTTP server[19]. Web server juga mempunyai batas kapasitas
tertentu.Hal ini disebabkan karena hanya bisa menangani sejumlah koneksi tertentu pada
saat bersamaan dari sebuah klien untuk setiap alamat IP.
Fungsi Web Server:
Fungsi utama dari web server adalah untuk mentransfer atau memindahkan berkas
yang diminta oleh pengguna melalui protokol komunikasi tertentu.Oleh karena dalam satu
halaman web biasanya terdiri dari berbagai macam jenis berkas seperti gambar, video,
teks, audio, file dan lain sebagainya, maka pemanfaatan web server berfungsi juga untuk
mentransfer keseluruhan aspek pemberkasan dalam halaman tersebut, termasuk teks,
gambar, video, audio, file dan sebagainya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Fitur-fitur standar web server adalah :
1. HTTP
2. Logging
3. Virtual Hosting
4. Pengaturan Bandwidth
5. Otektifikasi
6. Kompresi Konten
7. HTTPS
HTTP (Hypertext Transfer Protocol) adalah protokol yang digunakan oleh web
server dan web browser untuk dapat berkomunikasi antara satu sama lain. Sedangkan
HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) adalah merupakan versi aman (secure) dari
HTTP.Protokol HTTP menggunakan port 80 dan protokol HTTPS menggunakan port 443.
Cara kerja Web Server:
Pada saat client (browser) meminta data web page kepada server, instruksi
permintaan data oleh browser tersebut akan dikemas di dalam TCP yang merupakan
protokol transport dan dikirim ke alamat Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) dan
atau Hyper Text Transfer Protocol Secure (HTTPS). Data yang diminta dari browser ke
web server disebut dengan HTTP request yang kemudian akan dicarikan oleh web server
di dalam komputer server. Jika ditemukan, data tersebut akan dikemas oleh web server
dalam TCP dan dikirim kembali ke browser untuk ditampilkan. Data yang dikirim dari
server ke browser dikenal dengan HTTP response. Jika data yang diminta oleh
browser tersebut ternyata tidak ditemukan oleh web server, maka web server akan menolak
permintaan tersebut dan browser akan menampilkan notifikasi error 404 atau Page Not
Found.
2.19. Web Browser
Web browser merupakan sebuah software aplikasi yang memungkinkan pengguna
menampilkan dan berinteraksi dengan text, gambar, video, musik. Web browser
berinteraksi dengan web server dengan menggunakan protokol Hypertext Transfer
Protocol(HTTP) untuk menampilkan halaman web[20]. HTTP akan mengijikan browser
web untuk memberikan informasi ke web server seperti mengambil halaman web dari web
server.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Fungsi Web Browser:
A. Caching
Berfungsi untuk mereduksi pengguna bandwith.
B. Authentication
Authentication adalah proses verifikasi untuk memastikan keamanan jaringan di
perangkat nirkabel agar kompatibel dan sesuai dengan jaringan nirkabel
operator seluler.
C. State High Maintenance
State High Maintenance adalah sebuah mekanisme untuk memastika bahwa
web browser tetap stabil.
D. Requsting supporting data item
Berfungsi untuk meminta item yang mendukung data yang diminta oleh user.
E. Tacking action in reponses to other header and status code
Jika dalam mengujungi suatu situs, komputer akan meminta data dari server
melalui HTTP. Sebelum halaman yang diminta akan ditampilkan dalam
browser, web server akan mengirimkan header HTTP yang memiliki kode
status. Kode status merupakan penyedia informasi tentang status permintaan.
F. Rending complex object
Rending complex object adalah proses pengumpulan semua yang ada dalam
halaman web serta efek-efek yang ada didalamnya.
G. Dealing with error condition
Handing atau penangan error yang terjadi.
Cara Kerja Web Browser:
Sebelum mengakses web, client atau pengguna harus bias mengoperasikan web
browser sebagai alat untuk bias masuk ke dunia maya. Client/user mengetikkan sebuah
alamat web didalam browser yang digunakan. Setelah menekan tombol ernter atau klik
tanda search pada web browser yang digunakan, web browser tadi mengirim sebuah
permintaan atau request ke web server melalui protokol-protokol yang diperlukan.
Setelah itu menerima permintaan dan mencari halaman web atau web file yang ada
didalam server yang direquest. Setelah didapatkan, server akan mengirimkan kembali web
file yang diminta ke user melalui protokol HTTP respone ke web browser yang digunakan
user. Selanjutnya user bisa memakai web file yang diterimanya.Selain itu, antara computer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
client dan web server harus terhubung dan memiliki IP address, tujuannya agar pengiriman
permintaan web file dan mengirimkan permintaan kembali tidak mengalami salah address.
Gambar 2.13 menunjukkan cara kerja web browser
Gambar 2.13 Cara kerja web browser
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1. Proses Kerja Sistem
Gambar 3.1 Diagram blok peracangan
Pada Gambar 3.1 menunjukkan Diagram blok perancangan. Alat ukur ini terdiri
dari dua buah sensor yaitu untuk alat penunjuk arah angin menggunakan sensor Hall Effect
A3144 dan untuk alat mengukur kecepatan angin menggunakan sensor optocoupler.
Sensor Hall Effect terdapat IC berjumlah 8 buah, setiap sensor akan terbaca bila sirip
bekerja saat terkena angin dan menghasilkan kondisi high atau low, kemudian dibaca dan
diolah di dalam Arduino Uno. Sensor optocoupler akan ikut berputar sesuai dengan
putaran wind cup dan akan menghasilkan pulsa, kemudian dibaca dan diolah di dalam
Arduino Uno.
Hasil semua data akan diolah di Arduino IDE kemudian dikirim menggunakan
modul wi-fi ESP8266, dan akan menampilkan data yang diterima ke Android maupun
laptop dengan cara membuka browser (Web).
3.2. Perancangan Perangkat Keras
3.2.1. Sensor Arah Angin
Pada sistem pembacaan arah mata angin menggunakan komponen IC 3144 dan
resistor 10 kOhm. Dalam IC 3144 dan resistor ini akan diolah di dalam Arduino Uno
Wind vane
Wind cup
Sensor Hall Effect A3144
Sensor Optocoupler
Android/
laptop
Arduino
Uno R
Wi-fi
ESP826
6
Web Server
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
berupa tegangan masukkan 5 V dan ground dan 8 output. Gambar 3.2 Menunjukkan
Rangkaian Sensor arah angin.
Gambar 3.2 Rangkaian Sensor arah angin
Pada saat sensor arah angin terkena hembusan angin maka sensor arah angin akan
bergerak dan mendeteksi atau menunjukkan arah angin yang diinginkan. Sensor arah angin
akan menghasilkan pulsa digital TTL yaitu yang berlogika “0” atau “1”. Jika saat “0” tidak
akan mendeteksi dan sebaliknya jika saat “1” akan mendeteksi.
Tabel 3.1 Hasil Data
Derajat U TL T TG S BD B BL
0 1 0 0 0 0 0 0 0
45 0 1 0 0 0 0 0 0
90 0 0 1 0 0 0 0 0
135 0 0 0 1 0 0 0 0
180 0 0 0 0 1 0 0 0
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Lanjutan Tabel Hasil Data
Derajat U TL T TG S BD B BL
225 0 0 0 0 0 1 0 0
270 0 0 0 0 0 0 1 0
315 0 0 0 0 0 0 0 1
PadaTabel 3.1 menunjukkan hasil data.Dimana tata letak 8 IC 3144 dan resisitor
10kohm makan dibuat untuk 8 arah angin yaitu: utara, timur laut, timur, tenggara, selatan,
barat daya, barat, barat laut dan jarak tiap-tiap sensor sekitar 3 cm danlebar magnet 1 cm,
jik asaat magnet ditengah antara sensor maka sensor akan mendeteksi sebelumnya. Letak
sensor tersebut mengikuti sudut arah mata angin sebenarnya, 0°(utara), 45°(timur laut),
90°(timur), 135°(tenggara), 180° (selatan), 225°(barat daya), 270° (barat), 315° (barat
laut). Gambar 3.3menunjukkan Arah mata angin
Gambar 3.3 Arah mata angin
3.2.2. Sensor Kecepatan Angin
Perancangan alat untuk mengukur kecepatan angin terdiri dari piringan yang
mempunyai 22 celah dan sensor optocoupler untuk menghasilkan pulsa. Piringan ini akan
berputar jika angin yang bergerak mengenai baling-baling yang terpasang pada piringan
tersebut dengan kecepatan angin tertentu. Gambar 3.4 menunjukkan piringan encoder dan
sensor optic tersebut, Gambar 3.5 menunjukkan kecepatan angin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Gambar 3.4 Piringan encoder dan sensor optic
Gambar 3.5 Sketsa Kecepatan angin
Ketika anemometer tertiup oleh angin, maka baling-baling mangkok akan bergerak
pada anemometer. Semakin besar angin maka akan semakin cepat pula putaran yang
dihasilkan oleh mangkok. Hasil dari sensor kecepatan angin berupa pulsa digital yaitu
berlogika”0” atau “1”.
3.2.3 Arduino Uno
Arduino Uno merupakan papan mikrokontroler yang di dalamnya terdapat IC
Atmega328 atau bisa menggunakan Atmega 8 dan Atmega 168 bedasarkan sesuai
kebutuhan. Dalam papan Arduino Uno terdapat port atau pin yang banyak digunakan untuk
masukkan dan keluaran pada sensor maupunwi-fi ESP8266. Padagambar 3.6 menunjukkan
tampak atas papan Arduino. Dalam penelitian ini masukkan dankeluaran port ditunjukkan
pada tabel 3.2 tersebut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Gambar 3.6 Tampak Atas papan Arduino Uno
.Tabel 3.2 Pembagian port pada Arduino Uno R
No Nama Kaki Yang digunakan Keterangan
1 Sensor Arah angin PIN 3 Sebagai Masukkan
PIN 4 Sebagai Masukkan
PIN 5 Sebagai Masukkan
PIN 8 Sebagai Masukkan
PIN 9 Sebagai Masukkan
PIN 10 Sebagai Masukkan
PIN 11 Sebagai Masukkan
PIN 12 Sebagai Masukkan
2 Sensor Kecepatan angin PIN 2 Sebagai Masukkan
3 Wi-fi ESP8266 PIN 6 Sebagai Masukkan
PIN 7 Sebagai Masukkan
Dengan pembagian port seperti diatas diharapakan tidak terjadinya tabrakan di
dalam port, dikarenakan setiap port memiliki fungsi masing-masing untuk program yang
ada.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
3.3. Perancangan Perangkat Lunak
3.3.1. Diagram alir Utama Pengiriman Data
Pada gambar 3.7 Menujukkan diagram alir keseluruhan proses pemrograman.
Setelah mulai, program melakukan inisialisasi terhadap port-port mikrokontroler yang
digunakan untuk proses bekerjanya alat. Pertama menghubungkan ke access point pada
jaringan wi-fi agar dapat terkoneksi. Kedua dan ketiga melakukan pemrograman pada alat
arah angin dan alat kecepatan angin supaya sensor dapat terbaca. Kemudian melakukan
pemrograman pada alat ESP8266 agar mendapatkan IP yang dibutuhkan dan selajutnya
mengirim data ke web browser dan ditampilkan hasil data tersebut.
3.3.2. Diagram Alir Subrutin Arah Angin
Melakukan pemrograman di Arduino IDE agar sensor dapat terbaca sesuai nama
arah yang sudah di tetapkan dan tidak mengambil data sampling. Gambar 3.8
Menunjukkan diagram alir dari proses pengolahan data Arahangin.
3.3.3. Diagram Alir Subrutin Kecepatan Angin
Melakukan pemrograman di Arduino IDE agar sensor terbaca. Dimana sensor
kecepatan angin menggunakan setiap perubahan pulsa high atau low untuk menghasilkan
data.Pengolahan data kecepatan angin akan dibandingkan dengan hasil alat anemometer
digital. Gambar 3.9 Menunjukkan diagram alir dari proses pengolahan data kecepatan
angin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Mulai
Inisalisasi Port Masukkan
Proses data arah angin
Proses data kecepatan
angin
Sambungkan ke Access Point
Mendapatkan IP addres
Data dikirim Web
Tampilan di Web
Selesai
Mulai
Baca Sensor
Arah angin
Data dikirim
Selesai
Gambar 3.8 Diagram alir proses
pengolahan data arah angin
Gambar 3.7 Diagram alir
keseluruah proses Pemograman
Mulai
Selesai
Gambar 3.9 Diagram alir proses
pengolahan data Kecepatan angin
Data dikirim
Baca sensor
kecepatan angin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
3.3.4. Alur Proses Koneksi dan Pengiriman Data
Mulai
Sambungkan Wifi
Access Point
Membuka web
browser
Memasukkan
IP addres
Browser
mengirim HTTP
Menerima
Server
Sudah
diterima
Server
HTTP: Web
Page Dikirm
HTTP: File Not
Found
BelumTer
konek
A
A
Browser menerima data
yang diolah
Selesai
Data
Ditampilkan di
Android/laptop
No
Yes
Yes
No
B
B
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
3.3.5. User Interface
Dalam mendesain tampilan Web yang digunakan User Interface pada penelitian ini.
Maka hal ini harus menggunakan HTML sebagai bahasa pemograman web dasar.
Gambar 3.10 Rancangan tampilan Web
Pada gambar 3.10 menunjukkan Rancangan tampila Web.Terdapat 2 informasi tentang
Kondisi Angin Terkini yang terdiri dari Arah Angin dan Kecepatan Angin, dimana arah
angin dan kecepatan angin menyampaikan hasil data pada lokasi tersebut. Untuk update
data pengiriman ke web tiap 10 detik.
Kondisi Angin Terkini
ArahAngin : Selatan (E)
KecepatanAngin : 1.23 (m/s)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
BAB IV
PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang hasil dan pembahasan Sistem Monitoring Pengukuran data
Arah dan Kecepatan menggunakan jaringan Wi-Fi ESP8266, yang terdiri hasil peracangan
hardware, pengujian tiap sensor arah dan kecepatan angin, serta pengujian modul
ESP8266-01 dengan Arduino UNO. Hasil pengujian berupa data-data yang diperoleh
untuk memperlihatkan kemampuan perangkat keras dan perangkat lunak yang dirancang
dapat bekerja dengan baik atau tidak. Dari data-data tersebut dapat dilakukan analisis
kinerja perangkat secara keseluruhan berdasarkan pengujian dari masing-masing subsistem
untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat serta kemudian dapat digunakan untuk
mengambil kesimpulan akhir terhadap perangkat tersebut.
4.1. Hasil Perancangan Handware
Hasil perancangan ini terdiri dari handware yang terdiri dari Arduino Uno, modul
ESP8266-01 dan sensor arah dan sensor kecepatan angin. Hasil dari rangkian hardware ini
digunakan untuk sistem monitoring ditunjukkan pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. Rangkian hardware
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
4.2. Pengujian Sensor
Pengujian sensor dilakukan untuk mendapatkan nilai baca sensor mendekati nilai
akurasi yang baik. Untuk hasil baca sensor arah saat low akan terdeteksi dan hasil baca
sensor kecepatan dibandingkan dengan hasil alat anemometer digital, untuk mengetahui
keakurasian sensor. Hasil pengujian diperoleh sensor yang telah diakurasi kemudian
digunakan pada perangkat.
4.2.1. Sensor Arah Angin
Sensor Arah yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan modul sensor Ic
A3144 yang berjumlah 8 dengan tegangan 5volt. Sensor ini dapat digunakan untuk
mengetahui arah angin. Prinsip kerja dari sensor ini adalah dengan cara mengetahui mata
arah angin yang terdeteksi pada tiap-tiap sensor. Pada gambar 4.2. menunjukkan sensor
arah.
Gambar 4.2 Sensor arah
Pada penelian ini bahwa sensor arah menggunakan Arduino Uno sebagai input untuk
menjalankan program di dalam Arduino IDE. Untuk setiap input yang masuk ke Arduino
ESP8266 terlebih dahulu di inisialisasi sesuai dengan nama sensor pada tabel 4.1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Tabel 4.1 Inisialisasi nama sensor arah
NO Arah PIN Arduiono
1 Utara 3
2 Timur laut 4
3 Timur 5
4 Tenggara 8
5 Selatan 9
6 Barat Daya 10
7 Barat 11
8 Barat laut 12
Tabel 4.1 adalah keterangan koneksi input Arduino Uno yang terhubung dengan
nama tiap sensor. Berdasarka diatas, misalnya Utara terhubung dengan pin 3 dan Timur
laut terhubung dengan pin 4 dan begitu pula pembacaan selanjutnya terdapat pada tabel
tersebut. pada input tersebut akan di inisialisasi pada program IDE.
Gambar 4.3 Inisialisasi nama input Arduino IDE
Gambar 4.4 Inisialisasi pin input pemograman Arduino IDE
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Inisialisasi berisi tentang pendefinisian dari fungsi dan variable yang digunakan
dalam proses pengeoperasian program. Inisialisasi nama input pada program Arduino IDE
dapat dilihat pada Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 adalah inisialisasi pin input yang terdapat
pada pemograman Arduino IDE.
4.2.2. Sensor Kecepatan Angin
Pada alat anemometer ini menggunakan sensor optocoupler dan LM393 sebagai
komparator, dan tegangan 5Volt. Pada gambar 4.5 menunjukkan sensor anemometer.
Untuk persamannya dapat dilihat dari pada Gambar 4.6 adalah program Arduino IDE
untuk inisialisasi nilai masukan persamaan.
Gambar 4.5 Sensor Anemometer
Gambar 4.6 inisialisasi nilai masukan dan rumus perhitungan
Pada pemograman Arduino IDE untuk insialisasi nilai masukkan persamaan agar dapat
mengetahui kecepatan angin sedang maupun angin keras. Dari hasil pengujian pengukuran
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
sensor optocoupler dan alat anemometer digital dapat dilihat pada Tabel 4.2. Dimana hasil
pengujian ini menggunakan kipas blower pada gambar 4.7
Gambar 4.7 Kipas Blower
Spesifikasi AXIAL FAN BLOWER
1. TYPE : RT 1200 Belt Driver
2. POWER : 15 HP
3. VOLUME : 2250 m3/m
4. SPEED : 1450 RPM
5. PHASE : 3/60 Hz
6. STP : 30 mmAq
7. VOLT : 380
8. IP55
Spesifikasi 3 PHASE INDUCTION MOTOR
1. FRM/TYPE : 100M
2. POWER : 15 HP
3. VOLTAGE : 380 Vac
4. SPEED : 1450 RPM
5. CLASS : F/IP 55/ S1
6. 60 HZ
7. 4 POLE
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Tabel 4.2. Hasil Sensor Optocoupler dengan Anemometer
No Frekuensi
(Hz)
Jarak
(cm)
Hasil Sensor
Optocoupler(m/s)
Hasil sensor
Anemometer(m/s)
ERROR%
1 10 30 1.34 1.6 19.402
2 12 30 2.01 2 0.497
3 14 30 2.51 2.1 16.334
4 16 30 3.5 3.8 8.571
5 18 30 4.12 4.3 4.368
6 20 30 4.5 4.7 4.444
7 22 30 5.025 5.4 7.462
8 24 30 6.285 6.2 1.352
9 26 30 6.535 6.5 0.535
10 28 30 7.29 7 3.978
11 30 30 7.79 7.6 2.439
12 32 30 8.04 8 0.497
13 34 30 8.545 8.7 1.813
14 36 30 9.05 9 0.552
15 38 30 9.3 9.3 0
16 40 30 9.55 9.8 2.617
Dari hasil Sensor Optocoupler dan Anemometer digital, dapat dibuat dalam bentuk
grafik untuk memperoleh nilai persamaan dapat dilihat pada Gambar 4.8.
Gambar 4.8 Hasil Grafik data
Dari grafik diatas (Gambar 4.8.) dapat diambil persamaan dengan bantuan Excel
pada format trendline. Pada trendline options dipilih linear dan centang display Equation
on char untuk menampilkan hasil persamaan dan display R-squared value on char untuk
mengetahui nilai kepresisian yang didapat. Terlihat bahwa nilai R2 = 0,993, ini
menunjukan bahwa sensor dapat bekerja dengan baik. Nilai skala presisi memiliki
y = 0,9894x + 0,1013R² = 0,9934
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Has
il A
ne
mo
me
ter
Dig
ital
(m
/s)
Hasil Sensor Optocoupler (m/s)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
jangkauan -1, 0, 1. Jika nilai R2 mendekati nilai 1 maka nilai presisinya baik, namun jika
nilai R2 mendekati nilai 0 maka nilai presisinya buruk, dan jika nilai R2 mendekati nilai -1
maka nilai presisi berkebalikan dari nilai presisi yang sebenarnya.
4.3. Pengujian Wi-Fi ESP8266-01
Proses pengiriman data arah dan kecepatan ke web browser menggunakan modul
Wi-Fi ESP8266, dalam penelitian ini menggunakan Wi-Fi ESP8266-01. ESP8266-01 ini
dihubungkan dengan Arduino UNO untuk menjalankan perintah AT Command melalui
serial monitor. Pada Gambar 4.9. dapat menujukakan ESP8266-01 yang terhubung secara
serial dengan Arduino UNO.
Gambar 4.9 ESP8266-01 yang terhubung secara serial dengan Arduino UNO
4.3.1. AT Command
Perintah AT Command digunakan untuk mengatur ESP8266. Perintah ini dapat
mulai dari restart hingga pengaturan komunikasi, ESP8266 juga digunakan sebagai acces
point (AP) hingga sebagai client dalam suatu jaringan nirkabel. Dalam penelitian ini AT
Command untuk mengatahui karakteristik dan respon ESP terhadap masukan perintah AT
Command.
Pada pengujian ini, perintah AT Command akan dimasukan kedalam program
Arduino IDE, sehingga tidak perlu memberikan perintah AT Command pada serial
monitor. Fungsinya adalah untuk menerima data dari sensor arah dan sensor Optocoupler
untuk ditampilkan pada web browser. Pada pengujian ini dilakukan dengan pengujian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
ESP8266-01 sebagai AP, dimana Android atau browser lainnya akan terhubung pada
ESP8266.
4.3.2 Pemrograman ESP8266 sebagai Acces Point
Pada pengujian ini, ESP8266 diatur sebagai Access Point (AP), sedangkan perangkat
browser seperti Android sebagai client. Untuk sketch program Arduino IDE nya dapat
dilihat pada Gambar 4.10 di bawah ini.
Gambar 4.10. Sketch Arduino IDE ESP8266-01
Pada Gambar 4.10. menunjukkan bahwa Arduino membutuhkan berkas software
serial. Komunikasi antara ESP8266 dengan Arduino UNO menghubungkan pin Tx dan Rx
pada ESP8266 masing-masing terhubung pada pin 6 dan pin 7 pada Arduino UNO. Untuk
perintah AT Command dimasukan pada sketch program Arduino IDE, dapat dilihat pada
Gambar 4.11 di bawah ini
Gambar 4.11. Perintah AT Command ESP8266
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Pada Gambar 4.11. menunjukkan pengaturan ESP8266 dengan memberi perintah AT
Command pada sketch program Arduino IDE. Setelah diatur sebagai access point (AP),
maka Arduino UNO akan bekerja secara rutin dengan mengolah hasil baca dua sensor
digital. Kedua sensor itu, yaitu sensor arah dan sensor Optocoupler. Jika terkoneksi dengan
AP ESP8266 dan mengakses pada web browser dengan memberikan alamat 192.168.4.1
maka secara auto refresh Arduino UNO melalui ESP8266 mengirim hasil baca sensor arah
dan sensor kecepatan. Untuk lebih jelasnya sketch program dapat dilihat pada Gambar
4.12.
Gambar 4.12. Program Arduino IDE Untuk Rutin Jika ada Refresh Web dengan Alamat
192.168.4.1
Hasil dari sketch program Arduino IDE untuk ESP8266 sebagai AP dengan
pengiriman data sensor dapat dilihat pada serial monitor. Dimana mikrokontroler dapat
bekerja dengan baik. Pada Gambar 4.13. dapat dilihat respon dari ESP8266 pada serial
monitor dan Gambar 4.14. Wi-Fi ESP8266-01 terkoneksi Android dan Gambar 4.15.
adalah respon pada serial monitor saat ada yang akses web dengan alamat 192.168.4.1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Gambar 4.13. Respon ESP8266-01 pada Serial Monitor
Gambar 4.14. Wi-Fi ESP8266-01 terkoneksi dengan Android
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Gambar 4.15. Respon pada Serial Monitor Saat Akses Web 192.168.4.1
4.4. Tampilan data ke Web Browser
Hasil dari pengujian ini, dapat dilihat pada Gambar 4.16. dimana pengiriman data
melalui modul WiFi ESP8266 Seri 01 ke Android dapat dilakukan dengan baik.
Pengiriman hasil sensor arah dan sensor Optocoupler ke web server yang terkoneksi pada
AP ESP8266 membutuhkan waktu tunda yang masih dalam jangkauan, yaitu mengalami
delay 2 hingga 5 detik. jadi untuk melihat data selajutnya di web browser maka harus
menunggu sekitar 10 detik.
Gambar 4.16 Hasil Pengiriman Data Sensor pada Web Browser dengan IP 192.168.4.1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
4.5. Pengujian Jangkaun Wi-Fi
Dalam hal ini kemampuan modul ESP8266-01 yang terhubung ke Arduino Uno
untuk memancarkan wifi dan dapat diterima oleh Android sangatlah penting. Jangkuan
jarak pancar ini dipengaruhi lokasi tempat pengambilan data. Pada lokasi pengambilan data
didalam ruangan yang penuhi dengan meja atau tersekat oleh suatu dinding. Pada jangkuan
wifi menjadi dekat di karenakan gelombang terhalang oleh berbagai benda yang ada di
ruangan. Tabel 4.3 menunjukkan hasil jangkuan jarak wifi dan kekuatan wifi. Gambar 4.17
menunjukkan hasil grafik jarak dengan kekuatan wifi
Tabel 4.3.Hasil jangkuan jarak wifi dan kekuatan wifi
No Jarak
(meter)
Kekuatan wifi
(dbm)
Data kirim Sinyal
1 1 -45 Data diterima 4
2 2 -52 Data diterima 4
3 3 -60 Data diterima 3
4 4 -60 Data diterima 3
5 5 -64 Data diterima 3
6 6 -67 Data diterima 3
7 7 -69 Data diterima 3
8 8 -73 Data diterima 2
9 9 -74 Data diterima 2
10 10 -72 Data diterima 2
11 11 -80 Data diterima 1
12 12 -76 Data diterima 2
13 13 -81 Data diterima 1
14 14 -82 Data diterima 1
15 15 -83 Data tidak diterima 0
Gambar 4.17 Grafik Jarak dan dBm
-100
-80
-60
-40
-20
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16
keku
atan
w
ifi(
dB
m)
jarak (meter)
Data tidak diterima
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Dalam gambar diatas bawah pengujian ini untuk mengetahui berapa jauh jangkaun
wifi saat mengirim data sensor ke web browser. Jika pengiriman data ini semakin jauh
jarak android dengan wifi ESP8266 maka kekuatan wifi akan besar dan sebaliknya jika
jarak android dengan wifi ESP8266 semakin dekat maka kekuatan wifi akan kecil. Jadi
pada pengujian ini semakin kecil kekuatan wifinya maka semakin baik saat pengiriman.
Pada pengujian ini menggunakan aplikasi WiFi Overview 360.
4.6. Analisis kinerja perangkat secara keseluruhan
Dari penlitian ini bahwa kinerja setiap perangkat keras dan perangkat lunak sangat
baik. Pada alat sensor arah dapat mendeteksi tiap sensor yang dipasang membentuk arah
kompas, sensor arah ini mempunyai 8 arah yaitu Utara, timur laut, timur, tenggara, selatan,
barat daya, barat, barat laut, dan untuk alat sensor Optocoupler bekerja dengan baik, saat
pengujian sensor ini menggunakan alat kipas blower. Hasil pengujian ini dapat mengetahui
kecepatan angin dengan maksimal 9,55 m/s. alat sensor optocoupler dikalibrasi dengan alat
anemometer digital agar mendapatkan nilai yang persisi. Untuk modul ESP8266-01 dapat
bekerja baik dan maupun saat mengirim data ke web browser, untuk pemancaran Wi-Fi
memiliki jangkuan jarak terbatas. Web browser dapat menerima dengan baik dan untuk
pengiriman data membutuhkan waktu. Gambar 4.18 menujukkan Perangkat keras
keseluruhan
Gambar 4.18 Perangkat keras keseluruhan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Setelah melakukan perancangan dan pengujian pada tiap sensor, penelitian ini dapat
menarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Dapat mengetahui arah angin yang benar dan kecepatan angin yang maksimal.
2. Sistem ini dapat mengirim data melalui wifi ESP8266 dengan jarak 14 meter.
3. Data hasil sensor dapat diketahui dari Android/laptop dengan membuka web
browser.
5.2. Saran
Berdasarkan hasil implementasi yang diperoleh, untuk pengembangan lebih lanjut
ada saran agar sistem monitoring pengukuran arah dan kecepatan melalui jaringan wi-fi ini
dapat bekerja dengan baik.
1. Pada project sensor arah terjadi kesalahan dalam membuat 8 arah angin secara
konstan, permasalah ini mungkin dapat diselesaikan dengan membuat 8 arah angin
secara otomatis agar dapat mengetahui arah saat di uji diberbagai tempat.
2. Untuk penampilan data ke web, semoga kedepannya dapat membuat tampilan pada
web yang lebih baik.
3. Pemilihan hardware pemancar Wi-Fi masih dalam jangkaun jarak terbatas, semoga
kedapannyapancaran Wi-Fi lebih jauh lagi sehingg apengguna dapat menggunakan
lebih makasimal.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
DAFTAR PUSTAKA
[1] Azlina, Maya., 2013,Pembuatan Alat Ukur Kecepatan Angin dan Penunjuk Arah
Angin Berbasis Mikrokontroler AT-Mega 8535, (Skripsi), Jurusan Fisika,Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,Universitas Sumatera Utara, Medan.
[2] BNPB., 2014, Info Bencana Edisi Desember 2014.
http://bnpb.go.id/uploads/publication/1069/Info_Bencana_Desember.pdf,Diakses
23 September 2016.
[3] Melas, Alvon., 2014,Purwarupa Sistem Peringatan Dini Bencana Alam Angin
Putting Beliung Berdasarkan Kecepatan Angin Berbasis Jaringan Kabel.
(TugasAkhir). Program Studi D3 Elektronika dan Instrumentasi Sekolah Vokasi
Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
[4] Wijayanti, D., Rahmawati, E., danSucahyo, I., 2015, Rancang Bangun Alat Ukur
Kecepatan Dan Arah Angin Berbasis Arduino Uno atmega 328p, Jurusan Fisika,
FMIPA, UNESA, Jurnal Inovasi Fisika Indonesia Volume 04 Nomor 03, hal 150 –
156.
[5] http://www.ilmudasar.com/2016/11/Pengertian-Fungsi-Karakteristik-Faktor-
Macam-Jenis-Angin-adalah.html, diakses 25 januari 2017
[6] Fadholi., Akhmad., 2013, Analisis Komponen Angin Landas
Pacu(Runway)Bandara Depati Amir Pangkal pinang., vol. 13, No. 2, 45-53.
[7] http://www.metoffice.gov.uk/media/pdf/4/4/Fact_Sheet_No._6_-
_Beaufort_Scale.pdf, diakses 26 Januari 2017
[8] http://www.elecrow.com/download/A3141-2-3-4-Datasheet.pdf, diakses 17
November 2016.
[9] Banodin., Rizal., 2011, ALAT PENUNJUK ARAH ANGIN DAN PENGUKUR
KECEPATAN ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89C51 (TugasAkhir).
Jurusan Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.
[10] http://luckyhermanto.dosen.narotama.ac.id/files/2011/10/konsep-komunikasi-
serial.pdf, diakses 14 Oktober 2016
[11] Ariyanto., Luluk., 2016, SISTEM DATA LOGGER KINCIR ANGIN PROPELER
BERBAHAN KAYU.(Skripsi).Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Sains danTeknologi,
Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
[12] http://www.alldatasheet.com/datasheet-
pdf/pdf/241077/ATMEL/ATMEGA328P.html, diakses 14 Oktober 2016
[13] https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno,diakses 20Oktober 2016.
[14] Resptia., Sambu, 2016, SISTEM AKUSISI DATA KINCIR ANGIN PROPELER
BERBAHAN KAYU. (Skripsi).Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Sains
danTeknologi, UniversitasSanata Dharma Yogyakarta.
[15] http://www.sinauarduino.com/artikel/esp8266/, diakses 5 Desember 2016
[16] Susanti., Tinaningrum, 2010, ANALISA KEHANDALAN JARINGAN VSAT
DIJINJAU DARI DELAY, DATA RATE DAN SERVICE LEVEL. (Skripsi).Jurusan
Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
[17] http://www.pintarkomputer.net/2016/02/pengertian-internet-protokol-ip-
beserta.html, diakses 9 Desember 2016
[18] http://www.patartambunan.com/pengertian-ip-address/diakses 20 Desember 2016
[19] http://digilib.unila.ac.id/16644/88/BAB%20II.pdf, diakses 1 Januari 2017
[20] http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/126459-R030836-Implementasi%20web-
Literatur.pdf, diakses 3 Januari 2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L2
Pemrograman Arduino IDE
#include <SoftwareSerial.h>
#define DEBUG true
#define utara 3
#define tl 4
#define timur 5
#define tenggara 8
#define selatan 9
#define bd 10
#define barat 11
#define bl 12
SoftwareSerial esp8266(6,7); // make Tx Arduino line is pin 6, make Rx Arduino line is
pin 7
/*inisialisasi*/
const float pi = 3.14159265; //nilai phi
int periode = 1000; //hitung sampling perberapa detik
int radio = 80; // Distance from center windmill to outer cup (mm)
int jumlahcelah = 22; // jumlah celah sensor
/*nilai awal variabel*/
unsigned int hitung = 0; // B/W counter for sensor
unsigned int RPM = 0; // Revolutions per minute
float kecepatanangin = 0; // Wind speed (m/s)
void setup()
{
Serial.begin(115200);
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L3
esp8266.begin(115200);
pinMode(2,INPUT);
digitalWrite(2, HIGH);
pinMode(utara,INPUT_PULLUP);
pinMode(tl,INPUT_PULLUP);
pinMode(timur,INPUT_PULLUP);
pinMode(tenggara,INPUT_PULLUP);
pinMode(selatan,INPUT_PULLUP);
pinMode(bd,INPUT_PULLUP);
pinMode(barat,INPUT_PULLUP);
pinMode(bl,INPUT_PULLUP);
senddata("AT+RST\r\n",2000,DEBUG);
delay(4000);// reset module
senddata("AT+CWMODE=2\r\n",1000,DEBUG); // configure as access point
delay(1000);
senddata("AT+CIFSR\r\n",1000,DEBUG); // get ip address
delay(5000);
senddata("AT+CIPMUX=1\r\n",1000,DEBUG); // configure for multiple connections
delay(1000);
senddata("AT+CIPSERVER=1,80\r\n",1000,DEBUG); // turn on server on port 80
delay(1000);
Serial.println("ESP8266 Readi as AP!!!");
}
void loop()
{
if(!esp8266.available())
{
if(digitalRead(utara)==LOW){Serial.println(" Utara");}
else if(digitalRead(tl)==LOW){Serial.println(" Timur Laut");}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L4
else if(digitalRead(timur)==LOW){Serial.println(" Timur");}
else if(digitalRead(tenggara)==LOW){Serial.println(" Tenggara");}
else if(digitalRead(selatan)==LOW){Serial.println(" Selatan");}
else if(digitalRead(bd)==LOW){Serial.println(" Barat Daya");}
else if(digitalRead(barat)==LOW){Serial.println(" Barat");}
else if(digitalRead(bl)==LOW){Serial.println(" Barat Laut");}
windvelocity();
RPM=((hitung/jumlahcelah)*60)/(periode/1000);
kecepatanangin = ((2 * pi * radio * RPM)/60) / 1000;
Serial.print(" Kecepatan angin= ");
Serial.print(kecepatanangin);
Serial.println(" m/s");
delay(100);
}
if(esp8266 .available()) // check if the esp is sending a message
{
if(esp8266.find("+IPD,"))
{
delay(1000);
int connectionId = esp8266.read()-48; // subtract 48 because the read() function returns
//the ASCII decimal value and 0 (the first
decimal number) starts at 48
// '0' - 48 = 0
// '1' - 48 = 1
String webpage="<head><meta http-equiv=""refresh"" content=""10""></head>";
webpage+="<h1>Kondisi Angin Terkini</h1><h2>";
webpage+="<h1>Arah=</h1><p>";
if(digitalRead(utara)==LOW){webpage+="<p>Utara</p><p>";}
else if(digitalRead(tl)==LOW){webpage+="<p>Timur Laut</p><p>";}
else if(digitalRead(timur)==LOW){webpage+="<p>Timur</p><p>";}
else if(digitalRead(tenggara)==LOW){webpage+="<p>Tenggara</p><p>";}
else if(digitalRead(selatan)==LOW){webpage+="<p>Selatan</p><p>";}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L5
else if(digitalRead(bd)==LOW){webpage+="<p>Barat Daya</p><p>";}
else if(digitalRead(barat)==LOW){webpage+="<p>Barat</p><p>";}
else if(digitalRead(bl)==LOW){webpage+="<p>Barat Laut</p><p>";}
webpage+="<h1>Kecepatan Angin=</h1><p>";
webpage+=kecepatanangin;
webpage+="<p>m/s</p>";
String cipSend = "AT+CIPSEND=";
cipSend +=connectionId;
cipSend += ",";
cipSend +=webpage.length();
cipSend +="\r\n";
senddata(cipSend,1000,DEBUG);
senddata(webpage,1000,DEBUG);
String closeCommand = "AT+CIPCLOSE=";
closeCommand+=connectionId;
closeCommand+="\r\n";
senddata(closeCommand,1000,DEBUG);
}
}
}
void windvelocity()
{
kecepatanangin = 0;
hitung = 0;
attachInterrupt(0, addcount, CHANGE);
unsigned long millis();
long startTime = millis();
while(millis() < startTime + periode)
{
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L6
detachInterrupt(1);
}
void addcount()
{
hitung++;
}
String senddata(String command, const int timeout, boolean debug)
{
String response = "";
esp8266.print(command); // send the read character to the esp8266
long int time = millis();
while( (time+timeout) > millis())
{
while(esp8266.available())
{
// The esp has data so display its output to the serial window
char c = esp8266.read(); // read the next character.
response+=c;
}
}
if(debug)
{
Serial.print(response);
}
return response;
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L7
Hasil tampilan data di Web browser
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L8
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI