Sefhia Budiarti

 NodeMCU

1. Internet of Things

Internet of Things (IoT) adalah suatu konsep atau program dimana sebuah objek memiliki kemampuan untuk mentransmisikan atau mengirimkan data melalui jaringan tanpa menggunakan bantuan perangkat komputer dan manusia. Perkembangan IoT dapat dilihat mulai dari tingkat konvergensi teknologi nirkabel, microelectromechanical (MEMS), internet, dan QR (Quick Responses) Code. IoT juga sering diidentifikasi dengan RFID (Radio Frequency Identification) sebagai metode komunikasi. IoT juga mencakup teknologi berbasis sensor, seperti teknologi nirkabel dan QR Code yang sering dijumpai. Banyak sekali teknologi yang telah menerapkan sistem IoT, sebagai contoh sensor cahaya, sensor suara dari teknologi Google terbaru, yaitu Google Ai, dan Amazon Alexa.

Terdapat lima unsur pembentuk dari IoT yaitu:

1.       Artificial Intelligence

Artificial Intelligence (AI) atau berarti kecerdasan buatan merupakan merupakan sebuah penemuan yang dapat memberikan kemampuan bagi setiap teknologi atau mesin untuk berpikir. Jadi, AI dilakukan dengan mengumpulkan berbagai data, pemasangan jaringan, dan pengembangan algoritma dari kecerdasan buatan. Sehingga, dari yang awalnya sebuah mesin hanya dapat melaksanakan perintah dari pengguna secara langsung, sekarang dapat melakukan berbagai aktivitas sendiri tanpa menunggu instruksi dari pengguna.

2.       Konektivitas

Konektivitas atau disebut dengan hubungan koneksi antar jaringan. Di dalam sebuah sistem IoT yang terdiri dari perangkat kecil, setiap sistem akan saling terhubung dengan jaringan. Sehingga dapat menciptakan kinerja yang lebih efektif dan efisien. Untuk standar biaya pemasangan jaringan tidak selalu membutuhkan jaringan yang besar dan biaya yang mahal. Juga dapat merancang sistem perangkat dengan menggunakan jaringan yang lebih sederhana dengan biaya yang lebih murah.

3.       Perangkat ukuran kecil

Di dalam perkembangan teknologi masa kini, semakin kecil sebuah perangkat maka akan menghasilkan biaya yang lebih sedikit, namun efektifitas dan skalabilitas menjadi tinggi. Sehingga di masa yang akan datang, dapat lebih mudah menggunakan perangkat teknologi berbasis IoT dengan nyaman, tepat, dan efisien.

4.       Sensor

Sensor merupakan unsur yang menjadi pembeda dari IoT dengan mesin canggih yang lain. Dengan adanya sensor, mampu untuk mendefinisikan sebuah instrumen, yang mana dapat mengubah IoT dari jaringan standar yang cenderung pasif menjadi sistem aktif yang terintegrasi dengan dunia nyata.

5.       Keterlibatan aktif

Banyak mesin modern yang masih menggunakan keterlibatan (engagement) secara pasif. Namun, yang menjadi pembeda dari mesin yang lain, IoT telah menerapkan metode paradigma aktif dalam berbagai konten, produk, serta layanan yang tersedia. 

IoT sangat membawa manfaat dalam kehidupan. Ada beberapa IOT diantaranya:

1.       Memudahkan proses konektivitas

IoT memudahkan dalam proses konektivitas antar perangkat atau mesin. Semakin koneksi antar jaringan baik, maka sistem perangkat dapat berjalan dengan lebih cepat dan fleksibel.

2.       Ketercapaian efisiensi

IoT dapat membantu tercapainya efisiensi kerja. Semakin banyak konektivitas jaringan yang terbentuk, semakin kecil pula jumlah penurunan waktu untuk melakukan tugas. Sehingga, aktivitas dan kinerja manusia menjadi lebih terbantu dengan adanya IoT.

3.       Meningkatkan efektivitas monitoring kegiatan

       Dengan menggunakan IoT, efektivitas untuk mengontrol dan monitoring sebuah pekerjaan menjadi lebih mudah. Selain itu, teknologi cerdas juga mampu untuk memberikan rekomendasi atau alternatif pekerjaan yang lebih mudah bagi pengguna.

2. NodeMCU

NodeMCU ini sejatinya juga sebuah mikrokontroler, seperti arduino yang ditambahi dengan modul WiFi ESP8266. Selain terdapat memori untuk menyimpan program, juga tersedia port digital input/output, sebuah port analog input serta port dengan fungsi khusus seperti serial UART, SPI, I2C dan lainnya. NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource. Terdiri dari perangkat keras berupa System On Chip ESP8266 dari ESP8266 buatan Esperessif System.

NodeMCU bisa dianalogikaan sebagai board arduino yang terkoneksi dengan ESP8622. NodeMCU telah me-package ESP8266 ke dalam sebuah board yang sudah terintergrasi dengan berbagai feature selayaknya microkontroler dan kapalitas akses terhadap wifi dan juga chip komunikasi yang berupa USB to serial. Sehingga dalam pemograman hanya dibutuhkan kabel data USB. Karena sumber utama dari NodeMCU adalah ESP8266 khususnya seri ESP-12 yang termasuk ESP-12E, maka fitur – fitur yang dimiliki oleh NodeMCU akan lebih kurang serupa dengan ESP-12. Beberapa Fitur yang tersedia antara lain:

1.        10 Port GPIO dari D0 – D10

2.        Fungsionalitas PWM

3.        Antarmuka I2C dan SPI

4.        Antaruka 1 Wire

5.        ADC

Spesifikasi yang dimliki oleh NodeMCU sebagai berikut:

1.   Board ini berbasis ESP8266 serial WiFi SoC (Single on Chip) dengan onboard USB to TTL. Wireless yang digunakan adalah IEE 802.11b/g/n

2.        2 tantalum capasitor 100 micro farad dan 10 micro farad

3.        3.3v LDO regulator

4.        Blue led sebagai indikator

5.        Cp2102 usb to UART bridge

6.        Tombol reset, port usb, dan tombol flash

7.        Terdapat 9 GPIO yang di dalamnya ada 3 pin PWM, 1 x ADC Channel, dan pin RX TX

8.        3 pin ground

9.        S3 dan S2 sebagai pin GPIO 4

10.    S1 MOSI (Master Output Slave Input) yaitu jalur data dari master dan masuk ke dalam slave, sc cmd/sc

11.    S0 MISO (Master Input Slave Input) yaitu jalur data keluar dari slave dan masuk ke dalam master

12.    SK yang merupakan SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai clock

13.    Pin Vin sebagai masukan tegangan

14.    Built in 32-bit MCU

NodeMCU ESP8266 menggunakan standar tegangan JEDEC (tegangan 3.3V) untuk bisa berfungsi. Tidak seperti mikrokontroler AVR dan sebagian besar board Arduino yang memiliki tegangan TTL 5 volt. Meskipun begitu, NodeMCU masih bisa terhubung dengan 5V namun melalui port micro USB atau pin Vin yang disediakan oleh board-nya. Namun karena semua pin pada ESP8266 tidak toleran terhadap masukan 5V. Maka jangan sekali – kali langsung mencatunya dengan tegangan TTL jika tidak ingin merusak board. Bisa menggunakan Level Logic Converter untuk mengubah tegangan ke nilai aman 3.3V.

3. Breadboard

Breadboard adalah papan plastik persegi panjang dengan banyak lubang kecil di dalamnya. Breadboard merupakan sebuah board atau papan yang berfungsi untuk merancang sebuah rangkaian elektronik sederhana. Umumnya breadboard terbuat dari bahan plastik yang juga sudah terdapat berbagai lubang. Lubang tersebut sudah diatur sebelumnya sehingga membentuk pola yang didasarkan pada pola jaringan di dalamnya. Selain itu, breadboard yang bisa ditemukan di pasaran umumnya dibagi menjadi 3 ukuran yaitu mini breadboard, medium breadboard, dan large breadboard. Untuk mini breadboard, ia memiliki kurang lebih 170 titik. Sementara untuk medium breadboard sudah dilengkapi dengan kurang lebih 400 titik. Large breadboard memiliki lubang kurang lebih 830. 

Kegunaan breadboard yaitu sebagai media penghantar (konduktor listrik) sekaligus tempat kabel jumper dilekatkan. Sehingga arus dari satu komponen bisa terdistribusi dengan baik sesuai keinginan ke komponen lain tanpa harus merepotkan pengguna untuk melakukan penyolderan atau melakukan bongkar pasang.

Salah satu kelebihan dari penggunaan breadboard adalah komponen-komponen yang telah dirakit tak akan rusak dan mudah untuk dibongkar pasang. Ini karena papan breadboard merupakan papan tanpa solder (solderless). Komponen tersebut juga masih bisa dirangkai kembali untuk membentuk rangkaian yang lainnya.

4. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau sering disebut dengan hambatan atau tahanan dan biasanya disingkat dengan huruf “R”. Satuan hambatan atau resistansi resistor adalah OHM (Ω). Resistor fungsi utama yaitu menghambat/membatasi jumlah arus input atau arus yang mengalir masuk ke dalam satu rangkaian, dimana kemampuan resistor dalam membatasi arus masuk sesuai dengan spesifikasi resistor tersebut. Sesuai  dengan  namanya  resistor  bersifat  resistif  dan umumnya  terbuat  dari  bahan  karbon.

Fungsi-fungsi resistor di dalam rangkaian elektronika diantaranya sebagai berikut:

1.       Fungsi resistor sebagai pembatas arus listrik.

2.       Fungsi resistor sebagai pengatur arus listrik dan tegangan output pada power supplay.

3.       Fungsi resistor sebagai pembagi tegangan listrik.

4.       Fungsi resistor sebagai penurun tegangan listrik.

5.     Fungsi resistor untuk aplikasi power karena membutuhkan frekuensi respon yang baik, daya yang tinggi dan nilai yang lebih besar daripada power wirewound resistor.

6.   Fungsi resistor untuk aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan yang sangat tinggi. Contoh aplikasi penggunaan resistor ini adalah DC Measuring equipment, dan reference gulators untuk voltage regulator dan decoding Network.

7.    Fungsi resistor sebagai standart didalam verifikasi keakuratan dari suatu alat ukur resistif.

5. LED

Light-emitting diode (LED) adalah perangkat semikonduktor yang memancarkan cahaya tampak ketika arus listrik melewatinya. LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering dijumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan lampu pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K). Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

6. TMP36

Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap arus listrik sesuai dengan suhunya. TMP36 merupakan salah satu sensor suhu atau temperature sensor yang cukup presisi pengukuran suhu dengan keluaran berupa tegangan output yang berubah secara linear terhadap temperatur Celcius.

Sensor termal berupa IC TMP36 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. IC TMP36 adalah sebagai sensor suhu yang terkemas dalam bentuk Integrated Circuit. TMP36 mempunyai jangkauan (range) pengukuran suhu yang cukup besar, dari suhu –40°C sampai 125°C, serta tingkat ketelitian pengukuran cukup tinggi

Untuk menggunakan TMP36 pada rangkaian itu mudah. Yang perlu dilakukan cukup sambungkan pin kiri ke daya (2.7-5.5V) dan pin kanan ke ground. Maka pin tengah akan memiliki tegangan analog yang berbanding lurus (linier) terhadap suhu. Tegangan analog tidak bergantung pada catu daya.

7. Alat dan Bahan Praktikum

Alat dan bahan yang digunakan untuk membuat rangkaian NodeMCU dengan LED dan TMP36 sebagai berikut:

1.        NodeMCU

2.        Breadboard

3.        Resistor

4.        Kabel Jumper Male to Famale

5.        Kabel USB (menghubungkan ke laptop)

6.        LED

7.        Resistor

8.     TMP36

8. Cara Membuat Rangkaian NodeMCU dan LED

Untuk membuat rangkaian NodeMCU dan LED dipersipkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Berikut ini langkah-langkah yang dilakukan untuk membuat rangkaian NodeMCU dengan LED, dan penulisan kode program serta pengujiannya:

1.       Membuat rangkaian untuk menghubungkan NodeMCU dan LED. Berikut rangkaian yang dibuat.

2.      Selanjutnya menuliskan kode program pada software Arduino IDE. Dituliskan kode program untuk mengontrol cahaya LED agar dapat hidup atau mati dari web browser menggunakan NodeMCU. Berikut kode program yang perlu dituliskan di Arduino IDE.

3.     Selanjutnya melakukan pengujian. Pada web browser di laptop, apabila pada LED 1 di klik maka akan lampu biru akan menyala.

Jika pada LED 2 diklik maka lampu merah akan menyala.

Jika pada LED 1 diklik lagi maka lampu biru akan mati.

Jika pada LED 2 diklik lagi maka lampu merah akan mati.

9. Cara Membuat Rangkaian NodeMCU dan TMP36

Untuk membuat rangkaian NodeMCU dan TMP36 dipersipkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Berikut ini langkah-langkah yang dilakukan untuk membuat rangkaian NodeMCU dengan TMP36, dan penulisan kode program serta pengujiannya:

1.      Membuat rangkaian untuk menghubungkan NodeMCU dan TMP36. Berikut rangkaian yang dibuat.

2.      Selanjutnya menuliskan kode program pada software Arduino IDE. Dituliskan kode program untuk memonitor suhu sensor TMP6 dari web browser menggunakan NodeMCU. Berikut kode program yang perlu dituliskan di Arduino IDE.

3.     Selanjutnya melakukan pengujian. Pada web browser di laptop dituliskan  alamat IP dari program perangkat yang dibuat. Untuk mendapatkan IP dilakukan dengan membuka Serial Monitor, disana akan terdapat IP-nya. Lalu, copykan saja IP tersebut pada browser maka web browser program akan terbuka.

Pada tampilan web browser dapat dilihat suhu yang dibaca oleh sensor ditampilkan pada web browser.

Daftar Pustaka

Adani, M. R. (2020, November 23). Mengenal Apa Itu Internet of Things dan Contoh Penerapannya. Retrieved from Sekawan Media: https://www.sekawanmedia.co.id/pengertian-internet-of-things/

Apa itu NodeMCU V3 & Fungsinya dalam IoT (Internet of Things). (2020, Februari 22). Retrieved from Ardutech.com: https://www.ardutech.com/apa-itu-nodemcu-v3-fungsinya-dalam-iot-internet-of-things/

Baharsyah, A. N. (2019, Agustus 26). Pengertian Internet of Things (IoT): Semua Hal yang Perlu Kamu Tahu. Retrieved from Jagoan Hosting: https://www.jagoanhosting.com/blog/pengertian-internet-of-things-iot/

Kho, D. (n.d.). Pengertian Resistor dan Jenis-jenisnya. Retrieved from Teknik Elektronika: https://teknikelektronika.com/pengertian-resistor-jenis-jenis-resistor/

Pengertian Resistor, Jenis dan Fungsi Resistor (LENGKAP). (2016, Oktober). Retrieved from Studi Elektronika: https://www.webstudi.site/2016/10/pengertian-resistor-dan-jenis-jenis.html

Saputro, T. T. (2017, April 19). Mengenal NodeMCU: Pertemuan Pertama. Retrieved from Embeddednesia.com: https://embeddednesia.com/v1/tutorial-nodemcu-pertemuan-pertama/

Zakaria. (2020, Agustus 1). Pengertian Breadboard Beserta Prinsip Kerja, Jenis dan Harga Breadboard. Retrieved from Nesabamedia: https://www.nesabamedia.com/pengertian-breadboard/