# **Sistem Pendeteksi Suhu Tubuh dan Hand Sanitizer Otomatis Berbasis IoT**
Project ini untuk memenuhi tugas akhir mata kuliah IoT
Anggota kelompok Kaget: Ibnu Fazril, Muhammad Sadam Erlangga, Gilman Muslih, Wildan Budi Anggara
# **Gambaran Umum Proyek Tugas Besar**
Proyek ini bertujuan untuk membuat perangkat iot sederhana dengan 2 sensor, dengan sensor pertama yaitu Sensor Suhu MLX90614 yang digunakan untuk mendeteksi suhu tubuh untuk mengetahui apakah pengguna sedang sakit atau tidak dan sensor yang kedua yaitu sensor Infra Red yang digunakan dalam sistem Hand Sanitizer otomatis dengan tujuan untuk langkah awal pencegahan ketika sedang sakit.
**Perkiraan waktu pengerjaan tugas:**
1 bulan atau lebih
# **Tujuan**
**Alasan mengapa memilih proyek ini untuk memenuhi penilaian tugas besar:**
Proyek ini dibuat untuk meningkatkan keamanan dan kesehatan di sekitar. Lingkungan sekitar kita sering kali menjadi tempat penyebaran penyakit menular, terutama di era ini di mana wabah global menjadi perhatian utama.
**Tujuan dari proyek ini:**
Selain untuk memenuhi kebutuhan penilaian tugas besar mata kuliah Internet of Things, kami juga ingin mengetahui cara membuat perangkat IoT dan menghubungkannya ke internet untuk memvisualisasikan datanya di platform berbasis online. Kemudian, tujuan dari dibuatnya proyek ini untuk mengetahui keamanan dan kesehatan di lingkungan sekitar dengan cara mendapatkan informasi mengenai suhu rata-rata orang-orang di lingkungan sekitar dan memberikan langkah awal pencegahan terhadap penyakit-penyakit menyebar yang berbahaya secara otomatis.
**Insight yang diperoleh dengan mengerjakan proyek ini:**
Proyek ini mampu memberikan wawasan tentang konsep dasar IoT, pemrograman, dan rangkaian listrik.
# **Alat dan Bahan yang Digunakan**
| Komponen | Deskripsi | Tempat Membeli | Harga |
| --- | --- | --- | --- |
| Sensor Suhu MLX90614 | Sensor yang digunakan untuk mendeteksi suhu tubuh | shopee.co.id | Rp130.000 |
| Wemos D1 Mini | Mikrokontroler yang digunakan untuk menghubungkan dan mengontrol berbagai sensor dan perangkat eksternal serta memungkinkan untuk koneksi ke jaringan dan komunikasi nirkabel dengan perangkat lain | shopee.co.id | Rp26.900 |
| LCD 1602 I2C | Perangkat yang digunakan untuk menampilkan hasil pembacaan sensor suhu | shopee.co.id | Rp23.000 |
| Breadboard | Media yang digunakan untuk memasang komponen-komponen seperti Wemos D1 Mini, LCD, sensor atau komponen-komponen lain lalu dihubungkan menggunakan kabel jumper | shopee.co.id | Rp8.300 |
| 40 kabel jumper male/female | Digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen seperti Wemos D1 Mini, LCD, sensor atau komponen-komponen lain yang memiliki pin female/male | shopee.co.id | Rp9.500 |
| 40 kabel jumper male/male | Digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen seperti Wemos D1 Mini, LCD, sensor atau komponen-komponen lain yang memiliki pin female/female | shopee.co.id | Rp9.500 |
| 40 kabel jumper female/female | Digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen seperti Wemos D1 Mini, LCD, sensor atau komponen-komponen lain yang memiliki pin male/male | shopee.co.id | Rp9.500 |
| Sensor Infra Red | Sensor yang digunakan untuk mendeteksi objek (tangan pengguna hand sanitizer) | shopee.co.id | Rp5.000 |
| Water pump | Aktuator yang digunakan untuk mengalirkan cairan hand sanitizer ke tangan pengguna | shopee.co.id | Rp11.500 |
| Relay 5V 1 Channel | Komponen yang digunakan untuk mengontrol _Water Pump_ berdasarkan deteksi cahaya infrared | shopee.co.id | Rp.5000 |
| Kabel usb micro b | Digunakan untuk menghubungkan Wemos D1 Mini ke Laptop/PC | Sudah tersedia | Sudah tersedia |
| Selang Kecil | Media penyaluran cairan sanitizer yang ditarik oleh Water Pump | Sudah tersedia | Sudah tersedia |
Gambar 1: Komponen-komponen yang digunakan dalam rangkaian **pendeteksi suhu tubuh**
(dari kiri ke kanan)
1. Breadboard
2. Sensor Suhu MLX90614
3. Wemos D1 Mini
4. LCD 1602 I2C
5. USB Micro B
note: kabel jumper sudah dihubungkan pada komponen-komponen yang digunakan
Gambar 2: Komponen-komponen yang digunakan dalam rangkaian **Hand sanitizer otomatis**
1. Sensor Infrared (IR)
2. Wemos D1 Mini
3. Relay
4. Water Pump
5. Selang air PVC
note: kabel jumper dan usb sudah dihubungkan pada komponen
# **Setup pada Komputer**
Hal pertama yang dilakukan yaitu menginstall vscode di link berikut https://code.visualstudio.com/ lalu menginstall ekstensi platfrom io yang berada di dalam vscode lalu bisa tambahin project dengan menulis nama project, board arduino yang dipakai. Setelah itu bisa menginstall library yang dibutuhkan yang pertama bisa menginstall library pubsubclient berfungsi untuk berkomunikasi dengan MQTT, yang kedua yaitulibrary adafruit dengan link https://github.com/adafruit/Adafruit-MLX90614-Library dan menginstall library lcd I2C dengan link https://github.com/johnrickman/LiquidCrystal_I2C (folder ekstrak zip ditempatkan dalam lib dalam folder project platform io) dan jika sudah maka bisa menginstall node js untuk membuat dashboard yang terintegrasi dengan broker dan komponen yang dipasang ke laptop dengan link https://nodejs.org/en/, dan juga tidak lupa untuk melihat port berapa arduino itu terdeteksi di laptop dengan membuka cmd dan mengetik mode dan lihat com berapa yang ditampilkan.
note: library adafruit dan liquidcrystal kami coba tidak bisa menginstall secara langsung di terminal dan harus mengunduh zip nya menggunakan perintah pio lib --global install <library name>.
# **Menyatukan komponen**
Setelah melakukan setup pada komputer, selanjutnya menyatukan komponen-komponen yang diperlukan dalam membuat pendeteksi suhu tubuh dan hand sanitizer otomatis
Gambar 2: menyatukan komponen untuk membuat pendeteksi suhu tubuh
Pertama hubungkan sensor suhu MLX90614 dengan Wemos D1 Mini melalui media breadboard. Pin VIN pada sensor suhu dihubungkan ke pin 5v pada Wemos D1 Mini (kabel hitam), pin ground (GND) pada sensor suhu dihubungkan ke pin ground (pin G) Wemos D1 Mini (kabel putih), pin SCL pada sensor suhu dihubungkan ke pin D1 pada Wemos D1 mini (kabel abu-abu) dan yang terakhir hubungkan pin SDA pada sensor suhu ke pin D2 pada Wemos D1 Mini (kabel ungu).
*note: kabel dapat dilihat pada sensor suhu MLX90614 yang terhubung pada Wemos D1 Mini melalui breadboard
Setelah menghubungkan sensor suhu MLX90614 dengan Wemos D1 Mini, selanjutnya hubungkan LCD 1602 I2C ke Wemos D1 mini. LCD ini nantinya akan menampilkan suhu tubuh pengguna yang terbaca melalui sensor suhu. Pin pada LCD 1602 I2C (berurutan dari kiri ke kanan) adalah SCL (kabel abu-abu), SDA (kabel ungu), VCC (kabel biru) dan GND (kabel hijau). Pin-pin tersebut dihubungkan ke pin-pin yang terdapat pada Wemos D1 Mini sama seperti ketika kita menghubungkan sensor suhu dengan Wemos D1 Mini sebelumnya. SDL ke pin D2 pada Wemos D1 Mini, SCL ke D1 pada Wemos D1 Mini, VCC ke pin 5v, dan GND ke pin G Wemos D1 Mini.
Setelah semua komponen dihubungkan, rangkaian pendeteksi suhu tubuh dapat dihubungkan ke laptop/PC menggunakan kabel USB Micro B.
Gambar 3: menyatukan komponen-komponen untuk membuat rangkaian hand sanitizer otomatis
Untuk membuat rangkaian hand sanitizer otomatis, pertama hubungkan sensor IR dengan Wemos D1 Mini sesuai dengan pin yang tersedia pada komponen, pin VCC sensor IR dihubungkan ke pin 5V pada Wemos D1 Mini, pin GND sensor IR ke pin G (ground) Wemos D1 Mini, pin OUT sensor IR ke pin D1 Wemos D1 Mini. Setelah menghubungkan sensor IR dengan Wemos D1 Mini, selanjutnya menghubungkan Wemos D1 Mini dengan Relay dengan cara menyesuaikan pin-pin pada komponen seperti pada tahap sebelumnya. Pin yang dihubungkan adalah GND (relay) ke G (ground Wemos D1 Mini), In1 (relay) ke D1 (Wemos D1 Mini) dan VCC (relay) ke 5V (Wemos D1 Mini). Kemudian menghubungkan aktuator water pump dengan perangkat relay dengan skema seperti gambar di bawah:
Gambar 4: Menghubungkan Water Pump dengan relay
Setelah semua komponen terhubung satu sama lain, rangkaian hand sanitizer otomatis dapat dihubungkan ke laptop/PC menggunakan kabel USB Micro B.
# **Platform yang Digunakan**
Platform yang digunakan untuk menampilkan visualisasi data secara real-time adalah Node-RED Dashboard. Node-RED adalah alat pemrograman untuk menghubungkan perangkat keras, API, dan layanan online dengan cara yang baru dan menarik. Alat ini menyediakan editor berbasis browser yang memudahkan untuk menyambungkan serangkaian node yang diatur dalam editor berbasis browser untuk membentuk suatu logika atau proses tertentu menggunakan berbagai macam node dalam palet yang dapat digunakan pada saat runtime.
Gambar 5: Tampilan dashboard Node-RED untuk menampilkan suhu tubuh yang didapatkan dari sensor
Gambar 6: Tampilan dashboard Node-RED untuk menampilkan berapa kali penggunaan hand sanitizer
# **Kode**
## **Kode untuk pendeteksi suhu tubuh**
**Bagian pertama: library**
```
#include <Wire.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <SPI.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
```
- Penjelasan bagian pertama kode: Library-library yang diperlukan dalam membuat sistem pendeteksi tubuh, yaitu Wire.h untuk komunikasi I2C, ESP8266WiFi dukungan WiFi untuk ESP8266, Adafruit_MLX90614 untuk berkomunikasi dengan sensor suhu MLX90614, PubSubClient untuk komunikasi MQTT, SPI Interface Periferal Serial untuk berkomunikasi dengan perangkat SPI, dan LiquidCrystal_I2C untuk berkomunikasi dengan LCD I2C.
**Bagian kedua: Konfigurasi WiFi dan MQTT**
```
//WiFi
const char *ssid = "Surya939"; // Enter your WiFi name
const char *password = "Eli2a939"; // Enter WiFi password
// MQTT Broker
const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io";
const char *topic = "CLUSTER";
const char *mqtt_username = "emqx";
const char *mqtt_password = "public";
const int mqtt_port = 1883;
```
- Penjelasan bagian kedua kode: Menetapkan kredensial Wi-Fi (ssid dan password) dan detail broker MQTT (mqtt_broker, mqtt_port, mqtt_username, mqtt_password, dan topic).
**Bagian ketiga: Inisialisasi WiFi, MQTT, dan LCD**
```
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
uint32_t counter;
char str[80];
```
- Penjelasan bagian ketiga kode: Buat _instance_ untuk WiFi, MQTT, dan LCD I2C. Membuat objek espClient dari kelas WiFiClient. Kode ini berfungsi mengelola koneksi WiFi pada perangkat ESP8266. Setelah itu, membuat objek client dari kelas PubSubClient, yang berfungsi untuk berkomunikasi dengan broker MQTT. Objek ini diinisialisasi dengan objek espClient, sehingga dapat menggunakan koneksi WiFi yang telah dibuat.
**Bagian keempat: inisialisasi dan konfigurasi LCD dan Sensor MLX90614**
```
// LCD configuration
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // I2C address 0x27, 16 column and 2 rows
// MLX90614 sensor
Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();
```
- Penjelasan bagian keempat kode: Kedua kode di atas digunakan untuk mengontrol LCD menggunakan protokol I2C dan berkomunikasi dengan sensor suhu MLX90614
**Bagian kelima: Fungsi Callback MQTT**
```
void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length)
{
void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
Serial.print("Message arrived in topic: ");
Serial.println(topic);
Serial.print("Message: ");
for (int i = 0; i < length; i++) {
Serial.print((char)payload[i]);
}
Serial.println();
Serial.println("-----------------------");
}
}
```
- Penjelasan bagian kelima kode: Membuat fungsi callback yang akan dipanggil ketika pesan baru diterima pada topik MQTT yang di-_subscribe_
**Bagian keenam: Fungsi setup**
```
void setup() {
Serial.begin(115200);
// LCD setup
lcd.begin(16,2);
lcd.init();
lcd.setContrast(3);
lcd.backlight();
// WiFi setup
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.println("Connecting to WiFi..");
}
Serial.println("Connected to the WiFi network");
// MQTT setup
client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);
client.setCallback(callback);
while (!client.connected()) {
String client_id = "esp32-client-";
client_id += String(WiFi.macAddress());
Serial.printf("The client %s connects to the public mqtt broker\n", client_id.c_str());
if (client.connect(client_id.c_str(), mqtt_username, mqtt_password)) {
Serial.println("Public emqx mqtt broker connected");
} else {
Serial.print("failed with state ");
Serial.print(client.state());
delay(2000);
}
}
// MLX90614 setup
mlx.begin();
}
```
- Penjelasan bagian keenam kode: Fungsi ini dipanggil sekali saat mikrokontroler mulai berjalan. Ini menginisialisasi komunikasi Serial, menyiapkan LCD, terhubung ke WiFi, terhubung ke broker MQTT, dan menginisialisasi sensor MLX90614.
**Bagian ketujuh: Fungsi Loop Utama**
```
void loop() {
//Client.loop();
// Read temperature from MLX90614 sensor
float objectTempC = mlx.readObjectTempC();
// Display temperature on LCD
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Temp: ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(objectTempC);
lcd.print(" C");
// Publish temperature to MQTT
sprintf(str, "%.2f", objectTempC);
client.publish(topic, str);
delay(1000);
}
```
- Penjelasan bagian ketujuh kode: Fungsi ini dipanggil secara berulang. Kode ini untuk membaca suhu dari sensor MLX90614, menampilkannya di LCD, dan memublikasikannya ke broker MQTT.
## **Kode Rangkaian Hand Sanitizer Otomatis**
```
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
// WiFi
const char *ssid = "Surya939"; // Nama WiFi Anda
const char *password = "Eli2a939"; // Kata sandi WiFi Anda
// MQTT Broker
const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io";
const char *mqtt_topic = "AUTO";
const char *mqtt_username = "emqx";
const char *mqtt_password = "public";
const int mqtt_port = 1883;
const int irSensorPin = D1; // Pin untuk sensor IR
const int relayPin = D1; // Pin untuk relay (kontrol water pump)
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
char message[100];
void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
Serial.println("Message arrived in topic:");
Serial.print(topic);
Serial.println();
Serial.println("Message:");
for (int i = 0; i < length; i++) {
Serial.print((char)payload[i]);
}
Serial.println();
Serial.println("-----------------------");
}
void reconnect() {
// Loop hingga terhubung ke MQTT broker
while (!client.connected()) {
Serial.print("Attempting MQTT connection...");
// Buat ID klien unik dari alamat MAC Wemos D1 Mini
String clientId = "esp8266-";
clientId += String(WiFi.macAddress());
// Coba menghubungkan
if (client.connect(clientId.c_str(), mqtt_username, mqtt_password)) {
Serial.println("Connected to MQTT broker");
// Langganan ke topik yang diinginkan
client.subscribe(mqtt_topic);
} else {
Serial.print("Failed, rc=");
Serial.print(client.state());
Serial.println(" - Retry in 5 seconds");
// Tunggu 5 detik sebelum mencoba kembali
delay(5000);
}
}
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(irSensorPin, INPUT);
pinMode(relayPin, OUTPUT);
// Mulai koneksi WiFi
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.println("Connecting to WiFi...");
}
Serial.println("Connected to WiFi");
// Tentukan server MQTT dan callback
client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);
client.setCallback(callback);
}
void loop() {
// Membaca nilai sensor IR
int irValue = digitalRead(irSensorPin);
// Jika sensor IR mendeteksi tangan
if (irValue == LOW) {
// Mengaktifkan relay untuk menyalakan water pump
digitalWrite(relayPin, HIGH);
// Mengirim pesan ke broker MQTT
snprintf(message, sizeof(message), "Hand Sanitizer Activated");
client.publish(mqtt_topic, message);
delay(5000); // Menunggu sebentar sebelum mematikan relay
// Mematikan relay untuk mematikan water pump
digitalWrite(relayPin, LOW);
}
// Periksa koneksi ke broker MQTT
if (!client.connected()) {
reconnect();
}
// Handle callback MQTT jika ada
client.loop();
delay(1000); // Menunda sebentar sebelum membaca sensor lagi
}
```
# **Konektivitas**
Konektivitas yang dipakai yaitu jaringan wifi karena jaringan wifi sangat fleksibel, low latency, dan less bandwidth. Dari jaringan wifi tersebut akan mengirim pesan secara real time dan berulang ke aplikasi mymqtt di topik "CLUSTER" untuk suhu dan "AUTO" untuk auto hand sanitizer ke user yang men-subscribe topik tersebut, adapun penggunaan aplikasi MyMQTT digunakan karena aplikasi nya mudah digunakan, pesan dikirim sesuai dengan pembacaan sensor dan aplikasinya berbasis android
# **Menampilkan Data**
Setelah menerima data dari sensor suhu MLX90614, kemudian data tersebut ditampilkan melalui dashboard Node-RED. Grafik pada dashboard akan berubah-ubah berdasarkan suhu yang terbaca oleh sensor. Pada gambar, suhu yang terbaca adalah sebesar 26.71 derajat celcius dengan batas terendah suhu adalah 0 derajat dan suhu tertinggi adalah 40 derajat celcius di mana batas suhu dapat diatur pada saat melakukan pembuatan dashboard penampil suhu di Node-RED. Suhu yang terbaca oleh sensor dipengaruhi oleh kondisi ruangan di mana pada saat melakukan uji coba rangkaian, suhu tubuh pengguna dipengaruhi oleh suhu ruangan yang berkisar 18 hingga 20 derajat celcius.
Gambar 6: Tampilan dashboard yang dibuat menggunakan Node-RED untuk menampilkan data suhu tubuh yang diperoleh dari sensor
# **Finalisasi**
Setelah menyelesaikan tiap tahap sebelumnya, berikut hasil dari proyek ini:
Gambar 7: Rangkaian pendeteksi suhu tubuh yang terhubung ke internet
Gambar 8: Rangkaian hand sanitizer otomatis
# **Final Thoughts**
Kami harap dengan pengembangan proyek ini tidak hanya untuk memenuhi tugas akhir mata kuliah IoT, akan tetapi kami harap agar proyek tugas besar ini dapat bermanfaat bagi masyarakat sekitar dalam menjaga kesehatan.
Sign in with Wallet
Connect another wallet