LAPORAN PROJECT #4 “EXTERNAL SENSOR PADA ESP32”

"LAPORAN PROJECT #4 SISTEM EMBEDDED II2260"

“EXTERNAL SENSOR PADA ESP32”

Muhammad Ichsandro Daniswara Noor – 18219094

ABSTRAK

Sensor BME-280 adalah papan sensor yang dapat digunakan untuk mengukur suhu, tekanan atmosfer, ketinggian, dan kelembaban secara akurat dan cepat. Sensor MPU-6050 adalah sebuah modul berinti MPU-6050 yang berisi sebuah MEMS Accelerometer dan sebuah MEMS Gyro yang saling terintegrasi. Percobaan kali ini adalah menggunakan sensor BME-280 dan MPU6050 untuk mengukur suhu, kelembaban, ketinggian, tekanan atmsofer, percepatan gravitasi dan kecepatan gerak serta menampilkan nilainya pada layar oled.

Kata kunci: ESP32, Arduino IDE, BME-280, MPU-6050, Oled Display.

I. PENDAHULUAN

BME-280 Sensor

Sensor BME-280 adalah papan breakout untuk sensor Bosch BMP280 presisi tinggi yang memiliki daya rendah. Sensor ini dapat digunakan untuk mengukur suhu, tekanan atmosfer dan kelembaban secara akurat dan cepat. Saat tekanan atmosfer berubah dengan ketinggian, itu juga dapat mengukur perkiraan ketinggian suatu tempat. Dapat dihubungkan ke mikrokontroler dengan I2C (terintegrasi dengan soket Grove) atau melalui bus SPI. 

MPU-6050  Sensor

GY-521 MPU-6050 Module adalah sebuah modul berinti MPU-6050 yang merupakan 6 axis Motion Processing Unit dengan penambahan regulator tegangan dan beberapa komponen pelengkap lainnya yang membuat modul ini siap dipakai dengan tegangan supply sebesar 3-5VDC.  Modul ini memiliki interface I2C yang dapat disambungkan langsung ke MCU yang memiliki fasilitas I2C.

Sensor MPU-6050  berisi sebuah MEMS Accelerometer dan sebuah MEMS Gyro yang saling terintegrasi. Sensor ini sangat akurat dengan fasilitas hardware internal 16 bit ADC untuk setiap kanalnya. Sensor ini akan menangkap nilai kanal axis  X, Y dan Z bersamaan dalam satu waktu.

II. METODOLOGI

Metodologi yang digunakan untuk penyelesaian tugas Project #4 diilustrasikan dalam diagram berikut:

Gambar 2.1 Diagram Metodologi

1. Menyiapkan Alat dan Bahan

Pada tahap ini dilakukan persiapan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam bentuk software maupun hardware.

2. Perakitan Alat

Pada tahap ini dilakukan perakitan dari berbagai komponen yang telah disiapkan.

3. Membuat Program

Pada tahap ini dilakukan pemograman pada ESP32 yang telah disusun yang dilakukan menggunakan aplikasi Arduino IDE. Pemograman dilakukan agar ESP32 dapat membaca sensor BME-280 dan MPU-6050 serta menampilkan nilainya pada layar oled.

4. Uji Coba

Pada tahap ini dilakukan uji coba dengan mengirimkan program yang telah dibuat dan kemudian menjalankan perintah pada ESP32.

5. Evaluasi

Pada tahap ini dilakukan evaluasi dari awal hingga akhir uji coba apakah perintah berhasil dilakukan oleh ESP32 sesuai yang diinginkan.

III. HASIL DAN ANALISIS

3.1. Persiapan Alat dan Bahan

a. ESP32 Board DevKit V1 (30 pins)

b. BME-280

c. MPU-6050

d. OLED Display

e. Jumper Wires

f. Breadboard

3.2 Schematic Diagram

Berikut ini merupakan diagram schematic yang digunakan untuk perakitan alat dalam project kali ini yang didesain dengan fritzing:

Berdasarkan diagram tersebut terdapat sensor BME-280, sensor MPU-6050, dan layar oled. Port VCC pada setiap komponen dikoneksikan ke port 3v3 pada ESP32. Port GND pada setiap komponen dikoneksikan ke port GND pada ESP32. Port SCL pada setiap komponen dikoneksikan ke GPIO22 pada ESP32. Port SDA pada setiap komponen dikoneksikan ke GPIO21 pada ESP32.

3.3 Hasil Perakitan Alat

Berikut ini merupakan hasil perakitan alat sesuai diagram schematic yang telah dibuat:

3.4 Kode Program

3.5 Menginstall Library BME-280 dan MPU-6050

3.6 Menjalankan Program

Berdasarkan kode program yang telah dibuat. Pada bagian setup dilakukan verifikasi untuk mengecek apakah sensor sudah terpasang atau belum. Pada bagian loop dilakukan pembacaan sensor lalu secara bergantian nilai yang didapat ditampilkan pada layar oled.

Setelah melakukan verifikasi dan mengupload program, ESP32 dapat melakukan perintah dengan baik dan program berjalan dengan sesuai. Sensor BME-280 dapat mengukur suhu, kelembaban, tekanan atmsofer, dan ketinggian. Sensor MPU-6050 dapat mengukur percepatan gravitasi dan kecepatan gerak. Layar oled dapat menampilkan hasil pengukuran setiap sensor.

Berikut ini adalah video hasil uji coba:

3.7 Evaluasi

Setelah melakukan beberapa percobaan mulai dari perakitan hingga tahap uji coba, ada beberapa kendala yang dialami. Kendala pertama adalah sensor bme-280 tidak dapat terdeteksi oleh esp32. Hal ini terjadi dikarenakan sensor bme-280 belum dilakukan penyolderan dan kabel menancap pada GPIO yang salah. Solusinya adalah dengan menyolder setiap pin pada bme-280 dan membetulkan posisi kabel ke GPIO yang sesuai. Kedua Layar Oled tidak bisa menampilkan seluruh nilai hasil pembacaan sensor. Hal ini dapat diselesaikan dengan cara mengubah kode program dan menampilkan hasil pembacaan sensor secara bergantian.

IV. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan ada beberapa hal yang dapat disimpulkan:

4.1 Alat dan Bahan yang digunakan dalam percobaan ini meliputi komponen hardware yaitu ESP32, Sensor BME-280,  Sensor MPU-6050, Layar Oled, Breadboard, Jumper wires, microUSB, laptop/komputer, dan komponen software yaitu Arduino IDE.

4.2 Proses perakitan alat disesuaikan dengan diagram schematic dan semua komponen dapat berfungsi dengan baik.

4.3 Proses verifikasi dan pengiriman kode program ke ESP32 berjalan dengan baik tanpa kendala.

4.4 Secara umum, ESP32 berhasil melakukan perintah dengan baik yang ditandai dengan sensor bme-280 dapat mengukur suhu, kelembaban, tekanan atmsofer, dan ketinggian serta sensor mpu-6050 dapat mengukur percepatan gravitasi dan kecepatan gerak. Layar Oled juga dapat menampilkan seluruh nilai hasil pengukuran dengan baik.

V. DAFTAR PUSTAKA

Leslie, Aasestrand, P., Tannenbaum, J., Paulo, Gary, Albin, T., . . . Stockton, A. (2020, July 30). ESP32 with BME280 using Arduino Ide (PRESSURE, Temperature, humidity). Retrieved February 21, 2021, from https://randomnerdtutorials.com/esp32-bme280-arduino-ide-pressure-temperature-humidity/

Domenico, Hennig, K., Sacha, Alex, Sygghy, Santos, S., . . . Chuck. (2021, February 09). ESP32 MPU-6050 accelerometer and Gyroscope (Arduino). Retrieved February 21, 2021, from https://randomnerdtutorials.com/esp32-mpu-6050-accelerometer-gyroscope-arduino/

Zuo, B. (n.d.). Grove - Barometer Sensor(BME280). Retrieved February 21, 2021, from https://wiki.seeedstudio.com/Grove-Barometer_Sensor-BME280/

Software. (n.d.). Arduino. https://www.arduino.cc/en/software/