Sistem Monitoring Temperatur Suhu Menggunakan Metode Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
on
p-ISSN: 2301-5373
e-ISSN: 2654-5101
Jurnal Elektronik Ilmu Komputer Udayana Volume 11, No 4. May 2023
Sistem Monitoring Temperatur Suhu Menggunakan Metode Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
Gede Suwasnata Jaya a1, I Putu Gede Hendra Suputra a2, I Komang Ari Mogi a3, I Gusti Ngurah Anom Cahyadi Putra a4, Luh Gde Astuti a5, Ngurah Agus Sanjaya a6
aProgram Studi Informatika, Universitas Udayana Kuta Selatan, Badung, Bali, Indonesia
Abstract
This research implements the NodeMCU ESP8266 module to display the number of temperatures. NodeMCU ESP8266 will function as a data sender that will send temperature optimalization which will later be displayed on the hardware when running the prepared program. From the test results on the implementation of the WiFi NodeMCU ESP8266 module for these temperatures, it has been running well where the NodeMCU ESP8266 can send data in the form of numbers from the temperature. There are several protocols that have developed for the implementation of the Internet of things, including Message Queue Telemetry Transport (MQTT). Based on the test results, the system can connect to local MQTT servers and global MQTT servers, capable of sending data (publish) and receiving data (subscribe).
Keywords: Internet of Things, MQTT, NodeMCU ESP8266
Monitoring adalah suatu aktivitas yang dilakukan untuk mengetahui proses jalannya suatu program yang telah dirancang, apakah berjalan dengan baik sesuai dengan yang direncanakan, mengetahui hambatan yang terjadi dan bagaimana cara mengatasi hambatan tersebut. Monitoring bertujuan untuk memastikan apakah suatu proses yang dilakukan sesuai dengan prosedur yang berlaku. Sistem monitoring akan mempermudah suatu pekerjaan jika dirancang dan dilakukan secara efektif. Dalam sistem ini yang dimonitoring adalah temperatur ruangan dan kenaikan temperatur [1]. Internet offThings (IoT) adalah suatu rancangan yang bertujuan agar perangkat elektronik dapat saling berkomunikasi secara mandiri, dan dapat menerima serta mengirimkan data menggunakan koneksi jaringan. Prinsip utama IoT yaitu sebagai sarana untuk memudahkan dalam mengawasi dan mengendalikan sesuatu dengan begitu konsep IoT sangat memungkinkan untuk dapat diterapkan pada kegiatan sehari-hari [2]. Wireless sensor network terdiri dari 3 komponen utama yaitu node, gateway, dan software. Node didistribusikan melalui antarmuka seperti sensor untuk memantau aset maupun lingkungan sekitar [3]. Tujuan awal pengembangan WSN adalah untuk keperluan militer seperti mengawasi medan perang. Namun saat ini sudah banyak digunakan untuk keperluan warga sipil, monitoring lingkungan dan habitat, aplikasi perawatan kesehatan, otomatisasi rumah, dan kontrol lalu lintas [4]. Protokol Message Queue Telemetry Transport (MQTT) adalah protokol pesan yang sangat sederhana dan ringan. Protokol MQTT menggunakan arsitektur publish/subscribe yang dirancang secara terbuka dan mudah untuk diimplementasikan, yang mampu menangani ribuan client jarak jauh dengan hanya satu server. MQTTomeminimalkan bandwidth jaringan dan kebutuhan sumber daya perangkat ketika mencoba untuk menjamin kehandalan dan pengiriman. Pendekatan ini membuat protokol MQTTosangat cocok untuk menghubungkan mesin ke mesin (M2M), merupakan aspek penting dari konsep Internet of things [5]. Penelitian ini mengimplementasikan modul NodeMCU ESP8266 untuk menampilkan angka dari temperatur untuk melakukan monitoring terhadap temperatur optimal dari suatu ruangan. NodeMCU ESP8266 akan berfungsi sebagai pengirim data yang akan
Jaya, Suputra, Mogi, Putra, Astuti, Sanjaya Sistem Monitoring Temperatur Suhu Menggunakan Metode Message Queue Telemetry Transport (MQTT) mengirimkan angka temperatur ke dalam MQTT server yang nanti nya ditampilkan menggunakan website pada saat menjalankan program yang sudah disiapkan.
Pada penelitian ini peneliti menggunakan rancangan sistem yang memliki definisi model perancangan sistem dengan metode publish data yang direpresentasikan dalam konsep monitoring. Dalam pengimplementasian rancangan sistem akan di jelaskan pada sub bahasan berikut.
Jenis data yang digunakan pada penelitian kali ini adalah data dummy yang merupakan kumpulan temperatur dari delapan ruangan. Data temperatur didapat dengan menggunakan NodeMCU ESP8266 dan dikirimkan dengan melakukan wiring menggunakan kabel USB dan hardware device berupa laptop. Dalam melakukan pengambilan data temperatur, pada sebuah ruangan 20x20 m2 akan terdapat 4 sensor virtual yang dihasilkan menggunakan NodeMCU ESP8266, dengan setiap sensor virtual akan memiliki radius sejauh 5 m2. 4 sensor virtual yang dihasilkan menggunakan NodeMCU ESP8266 masing-masing akan dikirimkan ke dalam MQTT server menggunakan bantuan aplikasi Arduino IDE dan jaringan koneksi WiFi. Proses pengambilan dan pengiriman data akan dilakukan secara looping dengan tujuan melakukan monitoring terhadap tingkat optimal temperatur dari suatu ruangan.
Gambar 1 Gambaran sensor virtual pada ruangan
Pada tahapan ini merupakan tahapan perancangan sistem sementara yang pada penyajiannya berfokus pada monitoring. Proses ini meliputi pada perancangan flowchart dan perancangan fitur, berikut adalah bagian dari tahapan prototyping :
-
1. Perancangan Flowchart Sistem
Perancangan flowchart sistem digunakan untuk mengambarkan alur kerja dari sistem monitoring temperatur data menggunakan metode message queue telemetry transport (MQTT), pada tahapan ini sistem komunikasi data antara NodeMCU ESP8266 hingga pada database website menggunakan implementasi restfull api dengan metode post dan patch. Berikut gambaran alur kerja sistem yang ditunjukkan pada Gambar 2.
-
2. Perancangan Fitur Sistem
Pada perancangan sistem monitoring temperatur suhu menggunakan metode message queue telemetry transport (MQTT), pengguna dapat melihat nilai temperatur keempat sensor setiap satu ruangan dari total delapan ruangan yang digunakan dengan tingkat keoptimalan temperatur ruangan telah ditentukan oleh penulis.
Jurnal Elektronik Ilmu Komputer Udayana Volume 11, No 4. May 2023
Gambar 2 Flowchart Sistem
Dalam tahapan evaluasi sistem penulis sebagai pengembang sistem akan dilakukan pembacaan kembali perancangan sistem pada tahapan evaluasi sistem meliputi proses pengumpulan data dan pembangunan rancangan sistem, hasil dari evaluasi sistem menunjukan NodeMCU ESP8266 dapat menjalankan tugasnya dengan baik, dengan penjelasan sebagai berikut.
-
a. NodeMCU ESP8266 sebagai mikrokontroler mampu mengirimkan data sensor ke dalam MQTT server.
-
b. Database website mampu mengambil data yang di kirimkan oleh mikrokontroler ke dalam MQTT server dan melakukan proses klasifikasi status dengan menyesuaikan data yang diambil dengan tingkat keoptimalan temperatur yang sudah ditentukan.
-
c. Website mampu memberikan informasi mengenai nilai besaran sensor temperatur ke dalam sistem pengguna dengan baik menggunakan bentuk komunikasi data dengan metode post dan patch.
Pada tahapan ini penulis akan melakukan pengkodean sistem, dalam tahapan ini pengkodean dilakukan dengan dua buah tahapan utama yaitu :
-
a. Pengkodean terhadap mikrokontroler
Pada tahapan ini peneliti akan melakukan pengkodean terhadap NodeMCU ESP8266 dengan melakukan kalibrasi terhadap data dummy mengenai suhu yang digunakan dalam penelitian ini, tahapan ini mikrokontroler akan melakukan publish data ke dalam MQTT server untuk kemudian dikirim ke dalam database website untuk diproses dan ditampilan kepada pengguna melalui website.
-
b. Pengkodean terhadap sistem
Pada tahapan ini peneliti akan melakukan pengkodean terhadap sistem sejumlah tiga buah yaitu sistem MQTT server, dan database website. Pada MQTT server berfungsi untuk menerima data dari NodeMCU ESP8266 dan berisi mengenai informasi data dummy empat sensor setiap ruangan dari delapan ruangan, kemudian agar dapat dikirimkan ke dalam database website, sehingga data tersebut dapat ditampilkan pada pengguna melalui halaman website dan data dummy dari keempat sensor setiap ruangan yang ditampilkan akan dikategorikan sebagai data temperatur yang baik atau buruk menyesuaikan dengan tingkat keoptimalan temperatur.
Jaya, Suputra, Mogi, Putra, Astuti, Sanjaya
Sistem Monitoring Temperatur Suhu Menggunakan Metode Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
Pada tahapan pengujian sistem akan dilakukan dengan blackbox testing yaitu pengujian terhadap data yang dimasukkan akan disesuaikan dengan data yang ditampilkan pada halaman website.
Pada tahapan ini dilakukan evaluasi mengenai tahapan pengkodean sistem dan pengujian sistem monitoring temperatur suhu menggunakan metode message queue telemetry transport (MQTT) dengan memberikan suatu visualisasi data dalam bentuk tabel dan grafik untuk mengetahui temperatur yang optimal dalam setiap ruangan dari delapan ruangan yang ada.
Pada tahapan ini perancangan sistem sudah memasuki dalam kategori tahap selesai, sehingga perancangan sistem sudah bisa digunakan dengan baik sesuai dengan kondisi menentukan temperatur yang optimal dalam penerapan sistem monitoring temperatur suhu menggunakan metode message queue telemetry transport (MQTT).
Pada halaman website memiliki 3 fitur halaman utama yaitu halaman home, monitoring, dan grafik.
Gambar 3 Halaman Home
-
a. Halaman Home
Pada halaman home merupakan halaman awal website yang berisi mengenai informasi mengenai identitas penulis dan fitur Get Started untuk membawa pengguna menuju halaman selanjutnya.
-
b. Halaman Monitoring
Pada halaman monitoring merupakan halaman utama dalam penerapan sistem monitoring temperatur suhu menggunakan metode message queue telemetry transport (MQTT), dalam halaman ini berisi mengenai pilihan data dari delapan ruangan yang tersedia pada database, dengan tampilan halaman ditunjukkan pada Gambar 4.
-
c. Halaman data monitoring
Pada halaman data monitoring berisi mengenai kumpulan data informasi temperatur per ruangan dengan bentuk tabel, dalam halaman ini pengguna dapat melihat data temperatur dari empat sensor setiap ruangan beserta waktu data didapatkan dan keterangan dari data sensor yang dihasilkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
-
d. Halaman grafik
Pengguna juga dapat melihat data nilai sensor yang terdapat pada website dalam bentuk grafik yang dapat dilihat dengan memilih menu grafik yang terdapat pada bagian kanan atas website tetapi terdapat perbedaan data yang ditampilkan dalam bentuk grafik, dengan
Jurnal Elektronik Ilmu Komputer Udayana Volume 11, No 4. May 2023
data yang ditampilkan hanya sepuluh data terbaru yang diterima dalam database seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 4. Halaman Monitoring
Halaman Monitoring sebagai halaman utama website akan ditampilkan setelah pengguna menekan fitur Get Started pada halaman Home.
Notifikasi Kondisi Sensor
Ruangan 1
|
No |
Sensor 1 |
Sensor 2 |
sensor 3 sensor 4 |
waktu |
Keterangan | |
|
1 |
27 |
26.6 |
27 |
26.2 |
2022-08-16117:10:45.0007 |
Baik |
|
2. |
26.6 |
26 |
25.9 |
25.6 |
2022-08 16117:10:33.OOOZ |
Baik |
|
3 |
25.3 |
27.1 |
27.2 |
25.8 |
2022-08 -16117:10:21.000Z |
Sensor2 dan 3 buruk |
|
4 |
26.2 |
26.2 |
264 |
25.4 |
2022-08-16117:10:08.0002 |
Baik |
|
5 |
26.7 |
26.8 |
25.3 |
25.7 |
2022-08-16117:09:55.000Z |
Baik |
|
6 |
26 |
25.8 |
26.8 |
26.5 |
2022-08 -16117:09:42 .OOOZ |
Baik |
|
7 |
26.3 |
26.2 |
26 l |
26.4 |
2022-08-16117:09:30.0007 |
Baik |
Gambar 5. Halaman Data Monitoring
Halaman data monitoring sebagai tampilan dari halaman monitoring akan ditampilkan setelah pengguna memilih dan menekan salah satu fitur Lihat dari delapan ruangan yang disediakan.
Gambar 6. Halaman Grafik
Jaya, Suputra, Mogi, Putra, Astuti, Sanjaya
Sistem Monitoring Temperatur Suhu Menggunakan Metode Message Queue Telemetry Transport
(MQTT) Halaman grafik akan ditampilkan jika pengguna menekan fitur Grafik dan akan menampilkan sepuluh data terbaru dari keempat data sensor per ruangan dalam bentuk grafik.
Pada pengujian sistem dalam pengiriman data dilakukan pengambilan data sebanyak empat kali dalam satu waktu, dalam pengujian ini menggunakan NodeMCU ESP8266 dengan bantuan dari koneksi jaringan WiFi. Data yang didapat akan dikirimkan ke dalam MQTT server sebanyak empat buah data temperatur selama sepuluh detik per satu ruangan. Dari MQTT server, data akan dipanggil dan diinput kepada database website untuk ditampilkan dalam halaman website. Pada sistem client web menggunakan method Get dalam konsep restfull API yang ditunjukkan pada Gambar 7.
Data Ruangan 1 sensorl=26.20&sensor2=26.20⅛sensor3=26.10&sensor4=26.OO
Data Ruangan 2 sensorl=26.50&sensor2=26.90&sensor3=26.80⅛sensor4=25.30
Data Ruangan 3 sensorl=25.80&sensor2=26.40&sensor3=25.70⅛sensor4=26.40
Data Ruangan 4 sensorl=25.40&sensor2=26.30&sensor3=27.20⅛sensor4=26.50
Data Ruangan 5 sensorl=27.00ssensor2=27.10ssensor3=26.10κsensor4=26.00
Data Ruangan 6 sensorl=26.00ssensor2=25.70&sensor3=26.10ssensor4=25.70
Data Ruangan 7 sensorl=26.30⅛sensor2=25.30δsensor3=27.10&sensor4=26.10
Data Ruangan 8 sensorl=26.80&sensor2=25.60&sensor3=25.60&sensor4=25.80
Gambar 7. Pengujian Pengiriman Data
Pada pengujian sistem dalam penerimaan data, keempat data temperatur dari setiap ruangan yang sudah diterima oleh MQTT server akan disesuaikan dan dikirim ke dalam database website agar dapat ditampilkan pada halaman website. Data yang berhasil diterima ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Pengujian Penerimaan Data
Pada pengujian sistem dalam menampilkan data, database akan menerima data yang dikirimkan oleh NodeMCU ESP8266 ke dalam MQTT server dan di input dalam database. Website akan menampilkan data yang di input dari MQTT server kepada database dan ditampilkan pada halaman website dengan menyesuaikan data nilai sensor suatu ruangan. Jika
Jurnal Elektronik Ilmu Komputer Udayana Volume 11, No 4. May 2023
data berhasil dibaca oleh website, maka data yang akan ditampilkan pada website akan menyesuaikan dengan data yang terdapat dalam database website dengan data terbaru akan ditampilkan pada urutan teratas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.
Notifikasi Kondisi Sensor
Ruangan 1
|
No Sensor 1 Sensor 2 sensor 3 sensor 4 waktu |
Keterangan |
|
1 27 26 6 27 26,2 2022-08-16T17; 10:45.000/ |
Baik |
|
2 26.6 26 25.9 25.6 2022-08-16T17;103 3.000Z |
Baik |
|
3 25.3 27.1 27.2 25.8 2022-08-16117:10:21.0002 |
Sensor 2 dan 3 buruk |
|
4 26.2 26.2 26.4 25.4 2022-08-16T17:10:08 000Z |
Baik |
|
5 26.7 26.8 253 25.7 2022-08-16T17:09:5 5.OOOZ |
Baik |
|
6 26 25.8 26.8 26.9 2022-08-16T17;09:42.000Z |
Baik |
|
7 263 26,2 26.1 26,4 2022-08-16T17.O930.0O0Z |
Baik |
Gambar 9 Pengujian Tampilan Data
Berdasarkan hasil dan implementasi yang sudah didapatkan pada Sistem Monitoring Temperatur Suhu Menggunakan Metode Message Queue Telemetry Transport (MQTT), didapatkan hasil bahwa rancang bangun sistem monitoring temperatur suhu dengan metode MQTT untuk melakukan monitoring terhadap temperatur optimal setiap ruangan menggunakan empat sensor virtual dengan total delapan ruangan menggunakan NodeMCU ESP8266 dengan menghasilkan data dummy yang dikirimkan kepada MQTT server dengan bantuan koneksi jaringan WiFi, dengan data yang diterima oleh MQTT server akan dibaca dan ditampilkan dalam halaman website, dimana website tersebut akan membaca dan menampilkan ulang data yang diterima MQTT server apabila pengguna melakukan refresh pada halaman website. Pengujian sistem menggunakan blackbox testing dilakukan untuk menyesuaikan proses input dan output yang diperoleh dalam sistem monitoring, dimulai dari pengambilan data dan pengiriman data berupa empat data temperatur dari NodeMCU ESP8266 ke dalam MQTT server, dilanjutkan dengan penyesuaian dalam data yang diterima oleh MQTT di dalam MQTT server dan penyesuaian terhadap data yang dibaca dan ditampilkan pada halaman website
References
-
[1] H. Chrisyantar, “Implementasi Konsep Internet Of Things Pada Sistem Monitoring Banjir
Menggunakan Protokol Mqtt”. Thesis. Jurusan Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer Universitas Brawijaya. Malang. Diterbitkan, 2018.
-
[2] Fauziah Y.Q Ontowirjo, Vecky C. Poekoel, Pinrolinvic D.K Manembu, dan Reynold F.
“Implementasi Internet of Things Pada Sistem Monitoring Suhu dan Kelembaban Pada Ruangan Pengering Berbasis Web”. Jurnal Teknik Elektro dan Komputer, vol.7, no.3. Universitas Sam Ratulangi. Manado, 2018.
-
[3] Ratna Susana, Arsyad Ramadhan D., dan Sayidino Aqli, “Implementasi Wireless Sensor
Network Prototype Sebagai Fire Detector Menggunakan Arduino Uno”. Jurnal Elektro Telekomunikasi Terapan, vol.2, no.1. Jurusan Teknik Elektro Peminatan Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional. Bandung, 2015.
-
[4] Urwah Al Barqi, Gede Saindra Santyadiputra, dan I Gede Mahendra Darmawiguna, “Sistem
Monitoring Online Pada Budidaya Udang Menggunakan Wireless Sensor Network dan Internet Of Things”. Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika, vol.8, no.2. Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha. Bali, 2019
-
[5] Mulasari, S. A. (2019). Penerapan Teknologi Tepat Guna (Penanam Hidroponik Menggunakan
Media Tanam) Bagi Masyarakat Sosrowijayan Yogyakarta. Jurnal Pemberdayaan: Publikasi Hasil Pengabdian Kepada Masyarakat, 2(3), 425. https://doi.org/10.12928/jp.v2i3.418
Jaya, Suputra, Mogi, Putra, Astuti, Sanjaya
Sistem Monitoring Temperatur Suhu Menggunakan Metode Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
This page is intentionally left blank.
874
Discussion and feedback