Pemantauan Kondisi Ruang Server Berstandar ASHRAE dengan Alarm Tiga Tingkat dan Notifikasi Email Berbasis ESP32 dan ThingsBoard Cloud

 

Pemantauan Kondisi Ruang Server Berstandar ASHRAE dengan Alarm Tiga Tingkat dan Notifikasi Email Berbasis ESP32 dan ThingsBoard Cloud 

 

 

 

Disusun Oleh: 

Muhammad Adrian Vibrianto             24051204124

Mohammad Rizqi Nova Triatmaja      24051204131

Adhim Musafak                                   24051204191

M. Faisal Alfiansyah                           24051204205

 

 

  

 

 

 

 

BAB I 

PENDAHULUAN 

1.1 Latar Belakang 

Perkembangan teknologi informasi membuat hampir semua layanan digital bergantung pada ruang server. Ruang server menampung perangkat penting seperti server, switch, dan penyimpanan data yang harus menyala terus-menerus. Perangkat tersebut menghasilkan panas dan sensitif terhadap kondisi lingkungan. Menurut ASHRAE (2021), suhu yang direkomendasikan untuk ruang pengolahan data berada pada rentang 18-27 °C. Suhu yang terlalu tinggi dapat menurunkan kinerja dan mempercepat kerusakan komponen. Kelembaban yang terlalu tinggi berisiko menimbulkan kondensasi dan korosi, sedangkan kelembaban yang terlalu rendah meningkatkan risiko muatan listrik statis. 

Di banyak tempat, pemantauan ruang server masih dilakukan secara manual, yaitu petugas mengecek ruangan atau membaca termometer. Cara ini tidak berlangsung terus-menerus, sehingga kenaikan suhu di luar jam pengecekan baru diketahui setelah kerusakan terjadi. Diperlukan sistem yang memantau kondisi lingkungan secara otomatis dan real-time, serta memberi peringatan dini kepada pengelola. 

Internet of Things (IoT) menjawab kebutuhan ini. Dengan mikrokontroler ESP32 yang terhubung dengan sensor DHT22, data suhu dan kelembaban dapat dibaca secara berkala dan dikirim ke cloud melalui protokol MQTT. Protokol ini ringan dan sesuai untuk perangkat dengan sumber daya terbatas. Pada sisi cloud, platform ThingsBoard menyediakan fitur penerimaan data telemetri, visualisasi melalui dashboard, serta rule chain yang dapat memproses data dan membuat alarm secara otomatis. Alarm tersebut dapat diteruskan sebagai notifikasi email kepada pengelola, sehingga tindakan dapat segera diambil.  

Sebagian besar platform IoT cloud bersifat komersial dan membatasi fitur pada paket gratisnya. Karena itu praktikum ini menggunakan Wokwi sebagai simulator, sehingga rangkaian ESP32 dan DHT22 dapat diuji tanpa perangkat fisik, dan ThingsBoard Cloud sebagai platform IoT yang dapat dicoba tanpa biaya perangkat keras tambahan. 

Berdasarkan uraian tersebut, laporan ini membahas perancangan dan simulasi sistem pemantauan kondisi ruang server berstandar ASHRAE, yaitu sistem pemantauan suhu dan kelembaban ruang server berbasis ESP32, DHT22, MQTT, dan ThingsBoard Cloud, lengkap dengan dashboard, alarm bertingkat, dan notifikasi email. 

1.2 Rumusan Masalah 

1.      Bagaimana merancang simulasi ESP32 dan sensor DHT22 pada Wokwi yang mengirimkan data suhu dan kelembaban ruang server ke ThingsBoard Cloud menggunakan protokol MQTT? 

2.      Bagaimana menampilkan data hasil pemantauan pada dashboard ThingsBoard secara real-time? 

3.      Bagaimana membuat rule chain yang menghasilkan alarm bertingkat dan mengirimkan notifikasi email ketika suhu atau kelembaban melewati ambang batas? 

1.3 Tujuan Laporan 

1.      Merancang simulasi ESP32 dan sensor DHT22 pada Wokwi yang mengirimkan data suhu dan kelembaban ke ThingsBoard Cloud menggunakan protokol MQTT. 

2.      Membuat dashboard ThingsBoard yang menampilkan data suhu dan kelembaban secara real-time. 

3.      Membangun rule chain yang menghasilkan alarm bertingkat (minor, major, critical) dan notifikasi email saat kondisi melewati ambang batas. 

1.4 Manfaat Penulisan 

1.     Bagi penulis, menambah pemahaman tentang alur kerja sistem IoT secara menyeluruh, mulai dari pembacaan sensor, pengiriman data dengan MQTT, visualisasi, hingga alarm dan notifikasi. 

2.     Bagi pembaca dan mahasiswa lain, menjadi panduan langkah demi langkah untuk membangun sistem pemantauan lingkungan sederhana dengan Wokwi dan ThingsBoard Cloud. 

3.     Bagi pengelola ruang server, memberi gambaran sistem peringatan dini berbiaya rendah yang dapat dikembangkan dengan perangkat fisik.

 

 

BAB II 

TINJAUAN PUSTAKA 

2.1 Standar Lingkungan Ruang Server 

Ruang server atau data center memerlukan pengondisian lingkungan yang ketat untuk menjaga keandalan perangkat keras. Perangkat jaringan dan server bekerja secara kontinu, sehingga menghasilkan panas yang signifikan. Menurut American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE, 2021), standar dan rekomendasi parameter lingkungan untuk ruang pengolahan data meliputi: 

1.      Suhu Operasional (Temperature): Suhu yang direkomendasikan berada pada rentang 18 °C hingga 27 °C. Suhu melebihi 27 °C berpotensi menimbulkan overheating, menurunkan efisiensi kerja komponen semikonduktor, serta memicu fitur keselamatan thermal shutdown pada server. 

2.      Kelembaban Relatif (Relative Humidity): Kelembaban relatif yang direkomendasikan adalah 40% hingga 60% RH (dengan batas toleransi hingga 70% RH). Kelembaban di atas batas aman meningkatkan risiko kondensasi molekul air pada sirkuit elektronik yang memicu korosi dan korsleting. Sebaliknya, kelembaban di bawah 30% RH meningkatkan potensi pelepasan listrik statis (electrostatic discharge / ESD) yang dapat merusak komponen sensitif. 

2.2 Internet of Things (IoT) 

Internet of Things (IoT) adalah arsitektur teknologi yang menghubungkan objek fisik (perangkat keras) ke jaringan internet, sehingga perangkat tersebut dapat mengumpulkan, mengolah, dan membagikan data secara otomatis tanpa interaksi langsung manusia. Menurut standar umum IoT, arsitektur pemantauan terdiri dari tiga lapisan utama: 

1.      Lapisan Persepsi (Perception Layer): Merupakan lapisan fisik yang terdiri dari sensor dan aktuator. Pada sistem ini, sensor DHT22 bertindak sebagai pengumpul data fisik lingkungan (suhu dan kelembaban). 

2.      Lapisan Jaringan (Network Layer): Bertanggung jawab untuk menyalurkan data dari perangkat fisik ke server cloud. Lapisan ini menggunakan konektivitas Wi-Fi (ESP32) dan protokol komunikasi tingkat aplikasi MQTT. 

3.      Lapisan Aplikasi (Application Layer): Lapisan antarmuka pengguna dan pemrosesan data tingkat tinggi. Platform ThingsBoard Cloud berada pada lapisan ini untuk memvisualisasikan data telemetri pada dashboard dan mengevaluasi logika alarm. 

 

2.3 Perangkat Keras (Hardware) 

2.3.1 Mikrokontroler ESP32 

ESP32 adalah sistem dalam chip (System on a Chip / SoC) berbiaya rendah dan berdaya rendah yang dikembangkan oleh Espressif Systems. ESP32 ditenagai oleh prosesor dual-core Tensilica Xtensa 32-bit LX6 dengan frekuensi kerja hingga 240 MHz. Mikrokontroler ini memiliki modul Wi-Fi terintegrasi (802.11 b/g/n) dan Bluetooth v4.2 BR/EDR serta BLE. Dalam sistem ini, ESP32 berfungsi sebagai unit pemroses utama yang membaca sinyal digital dari sensor DHT22, mengeksekusi logika indikator lokal (LED dan buzzer), serta mengirimkan data ke ThingsBoard Cloud. 

2.3.2 Sensor Suhu dan Kelembaban DHT22 

DHT22 (juga dikenal sebagai AM2302) adalah sensor digital yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban udara sekitar dengan tingkat akurasi yang lebih tinggi dibandingkan sensor DHT11. DHT22 memanfaatkan elemen pengukuran kelembaban tipe kapasitif dan sensor suhu NTC thermistor. 

1.      Spesifikasi Suhu: Jangkauan pengukuran suhu dari -40 °C hingga 80 °C dengan tingkat akurasi ±0,5 °C. 

2.      Spesifikasi Kelembaban: Jangkauan pengukuran kelembaban dari 0% hingga 100% RH dengan akurasi ±2-5% RH. 

3.      Koneksi Data: Menggunakan sinyal digital melalui komunikasi satu kabel (single-bus) yang dihubungkan ke pin GPIO 15 pada ESP32. 

2.3.3 Komponen Indikator dan Aktuator Lokal 

Untuk memberikan tanggapan fisik secara langsung di lokasi ruang server tanpa bergantung penuh pada jaringan internet, digunakan beberapa komponen pendukung: 

1.      LED (Light Emitting Diode): Diode pemancar cahaya yang dipasang sebagai indikator visual status ruangan. LED Hijau (dihubungkan ke pin GPIO 14) menandakan kondisi lingkungan aman (suhu <= 38 °C dan kelembaban <= 75%), sedangkan LED Merah (dihubungkan ke pin GPIO 13) menyala saat kondisi melebihi batas aman. 

2.      Resistor 220 Ω: Ditempatkan secara seri pada jalur anoda/katoda LED menuju GND untuk membatasi arus listrik yang mengalir, sehingga melindungi LED dan pin GPIO ESP32 dari kerusakan akibat arus berlebih. 

3.      Buzzer Piezoelektrik: Transduser audio piezoelektrik yang dihubungkan ke pin GPIO 12. Buzzer memancarkan sinyal nada peringatan (tone 1000 Hz) saat suhu atau kelembaban berada pada kondisi bahaya. 

 

2.4 Perangkat Lunak dan Protokol Komunikasi 

2.4.1 Simulator Wokwi 

Wokwi adalah platform simulasi sirkuit elektronik dan mikrokontroler berbasis web. Wokwi memungkinkan pengembang untuk merancang rangkaian, menulis kode program C/C++ (Arduino framework), serta menjalankan simulasi secara real-time. Wokwi mendukung integrasi jaringan internet virtual melalui titik akses Wokwi-GUEST, sehingga mikrokontroler simulasi ESP32 dapat berkomunikasi langsung dengan server broker MQTT eksternal di internet nyata. 

2.4.2 Protokol MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 

MQTT adalah protokol komunikasi jaringan ringan (lightweight) berkonsep Publish/Subscribe yang berjalan di atas protokol TCP/IP. MQTT dirancang khusus untuk perangkat dengan keterbatasan sumber daya dan jaringan dengan bandwidth terbatas. Elemen utama MQTT pada sistem ini meliputi: 

1.      Broker MQTT: Server pusat yang bertindak sebagai penyalur pesan MQTT. Dalam sistem ini, broker yang digunakan adalah mqtt.thingsboard.cloud pada port standard 1883. 

2.      Publisher: Perangkat penerbit data. ESP32 bertindak sebagai publisher yang mengirimkan data hasil pembacaan sensor. 

3.      Topik (Topic): Kanal logis tempat data dipublikasikan. ThingsBoard menentukan topik telemetri standar, yaitu v1/devices/me/telemetry. 

4.      Otentikasi & Access Token: Otentikasi perangkat ke ThingsBoard dilakukan dengan memasukkan Access Token perangkat pada parameter username saat inisialisasi koneksi MQTT. 

2.4.3 Format Data JSON (JavaScript Object Notation) 

JSON adalah format pertukaran data berbasis teks yang bersifat ringan dan mudah dibaca oleh manusia maupun mesin. Data telemetri dikirim oleh ESP32 ke ThingsBoard dalam bentuk payload struktur pasangan kunci dan nilai (key-value pair): 

{ 

   "suhu": 28.50, 

   "kelembaban": 60.00 

 } 

2.4.4 Pustaka (Library) Arduino 

Pengembangan program pada ESP32 memanfaatkan beberapa pustaka utama: 

1.      WiFi.h: Pustaka bawaan core ESP32 untuk mengatur koneksi Wi-Fi dalam mode Station (STA) dan menghubungkan mikrokontroler ke titik akses Wokwi-GUEST. 

2.      PubSubClient.h: Pustaka klien MQTT untuk mengelola koneksi TCP, melakukan koneksi ulang otomatis (reconnect), serta mempublikasikan payload JSON ke topik ThingsBoard 

3.      DHT.h: Pustaka driver untuk mengomunikasikan mikrokontroler dengan sensor DHT22 melalui protokol single-bus. 

2.5 Platform IoT ThingsBoard Cloud 

ThingsBoard adalah platform IoT sumber terbuka (open-source) yang digunakan untuk pengumpulan data, pemrosesan, visualisasi, dan manajemen perangkat. Komponen ThingsBoard yang dimanfaatkan meliputi: 

1.      Telemetry Data: Layanan penyimpanan dan pengolahan data berurutan waktu (time-series data) yang diterima dari perangkat IoT. 

2.      Dashboard Engine: Antarmuka visual kustom berbasis web untuk menampilkan parameter suhu dan kelembaban dalam bentuk widget grafik garis (timeseries chart), gauge, dan indikator digital secara real-time. 

3.      Rule Chain: Fitur pemrosesan logika visual di sisi cloud. Rule Chain mengevaluasi data telemetri yang masuk terhadap batas ambang (threshold), kemudian secara otomatis memicu pembentukan status alarm (Minor, Major, atau Critical). 

4.      Notification & Email Plugin: Modul pemicu pesan yang mengirimkan pemberitahuan email secara otomatis kepada teknisi atau pengelola ruang server saat alarm kategori Critical aktif. 

 

 

 

 

BAB III

PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan langkah demi langkah pembuatan sistem pemantauan kondisi ruang server, mulai dari penyiapan komponen dan rangkaian pada Wokwi, penulisan program ESP32, pembuatan perangkat pada ThingsBoard Cloud, hingga pembuatan dashboard pemantauan. Setiap langkah disertai gambar dan keterangan agar dapat diikuti ulang.

3.1 Alat dan Bahan

Praktikum ini dilakukan sepenuhnya secara virtual sehingga tidak memerlukan perangkat fisik. Komponen dan layanan yang digunakan ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Alat dan bahan

No	Nama	Keterangan
1	ESP32 DevKit (Wokwi)	Mikrokontroler utama dengan Wi-Fi terintegrasi
2	Sensor DHT22	Membaca suhu dan kelembaban, data pada GPIO 15
3	LED merah dan LED hijau	Indikator lokal kondisi bahaya (GPIO 13) dan aman (GPIO 14)
4	Resistor 220 Ω (2 buah)	Pembatas arus untuk masing-masing LED
5	Buzzer piezoelektrik	Alarm suara lokal, terhubung ke GPIO 12
6	Wokwi (wokwi.com)	Simulator rangkaian dan program ESP32 berbasis web
7	ThingsBoard Cloud (EU)	Platform IoT untuk telemetri, dashboard, alarm, dan notifikasi
8	Library Arduino	WiFi.h, PubSubClient.h, dan DHT.h
9	Peramban web dan koneksi internet	Untuk mengakses Wokwi dan ThingsBoard Cloud

 

3.2 Perancangan Rangkaian pada Wokwi

Rangkaian dibuat pada Wokwi sehingga seluruh komponen dapat dirangkai dan diuji tanpa perangkat fisik. Langkah-langkahnya sebagai berikut.

1. Buka situs wokwi.com, lalu buat proyek baru dengan memilih papan ESP32. Wokwi otomatis membuat tiga berkas proyek, yaitu sketch.ino (program), diagram.json (rangkaian), dan libraries.txt (daftar pustaka).
2. Pada panel Simulation, klik tombol tambah (+) lalu tambahkan komponen satu per satu: DHT22, LED sebanyak dua buah, Resistor sebanyak dua buah, dan Buzzer. ESP32 sudah tersedia secara bawaan pada proyek. Hasilnya ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Komponen yang ditambahkan pada simulasi Wokwi

3.               Klik masing-masing LED untuk mengatur warnanya, satu menjadi merah dan satu menjadi hijau. Klik masing-masing resistor lalu isi nilai hambatan 220 Ω.

4.               Hubungkan komponen dengan kabel: klik kaki komponen sebagai titik awal, lalu klik pin tujuan pada ESP32. Pemetaan sambungan mengikuti Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Pemetaan sambungan pin

Komponen	Pin komponen	Dihubungkan ke
DHT22	VCC	3V3 (catu daya)
DHT22	SDA (data)	GPIO 15
DHT22	GND	GND
LED merah	Anoda (A)	GPIO 13, melalui resistor 220 Ω
LED merah	Katoda (C)	GND
LED hijau	Anoda (A)	GPIO 14, melalui resistor 220 Ω
LED hijau	Katoda (C)	GND
Buzzer	Pin positif (1)	GPIO 12
Buzzer	Pin negatif (2)	GND

5.               Periksa kembali seluruh kabel. Resistor 220 Ω wajib dipasang seri dengan LED agar arus pada pin GPIO dan LED tetap aman. Rangkaian yang telah selesai dihubungkan ditunjukkan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Rangkaian ESP32, DHT22, LED, resistor, dan buzzer yang telah terhubung

3.3 Pemrograman ESP32

Program ditulis pada berkas sketch.ino dengan bahasa C/C++ (framework Arduino). Penjelasan dibagi menjadi beberapa bagian agar alur program mudah dipahami.

Sebelum menulis kode, alur kerja program dirancang terlebih dahulu dalam bentuk flowchart seperti pada Gambar 3.3. Setelah data terkirim, alur kembali ke pengecekan waktu 2 detik berikutnya sehingga proses berulang selama perangkat menyala.

Gambar 3.3 Flowchart alur kerja program ESP32

1. Menambahkan pustaka. Buka tab Library Manager pada Wokwi, lalu tambahkan pustaka DHT sensor library dan PubSubClient. Pustaka WiFi.h sudah tersedia pada core ESP32 sehingga tidak perlu ditambahkan. Nama pustaka akan tercatat pada berkas libraries.txt.
2. Mendefinisikan pustaka dan pin. Bagian awal program memanggil tiga pustaka lalu menetapkan nomor pin dan jenis sensor sesuai rangkaian pada Tabel 3.2.

#include <WiFi.h>

#include <PubSubClient.h>

#include "DHT.h"

 

#define DHTPIN 15

#define DHTTYPE DHT22

#define BUZZER_PIN 12

#define LED_RED 13

#define LED_GREEN 14

3.               Mengatur koneksi Wi-Fi dan MQTT. Wokwi menyediakan jaringan virtual bernama Wokwi-GUEST tanpa kata sandi. Broker MQTT diarahkan ke ThingsBoard Cloud, sedangkan Client ID, username, dan password diisi sesuai kredensial perangkat yang dibuat pada subbab 3.4. Gambar 3.4 menunjukkan bagian konfigurasi ini pada editor Wokwi.

const char* ssid = "Wokwi-GUEST";

const char* password = "";

 

const char* mqtt_server = "mqtt.thingsboard.cloud";

const char* mqtt_clid   = "<Client ID>";

const char* mqtt_user   = "<Username>";

const char* mqtt_pass   = "<Password>";

const char* mqtt_topic  = "v1/devices/me/telemetry";

 

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

WiFiClient espClient;

PubSubClient client(espClient);

unsigned long lastMsg = 0;

 

Gambar 3.4 Konfigurasi pin, Wi-Fi, dan MQTT pada sketch.ino

Parameter koneksi yang digunakan dirangkum pada Tabel 3.3.

Tabel 3.3 Parameter koneksi MQTT

Parameter	Nilai
Broker MQTT	mqtt.thingsboard.cloud
Port	1883
Topik telemetri	v1/devices/me/telemetry
Jenis kredensial	MQTT Basic (Client ID, username, password)
Format data	JSON, kunci "suhu" dan "kelembaban"
Interval pengiriman	2 detik

4.               Membuat fungsi koneksi Wi-Fi. Fungsi setup_wifi() mengatur ESP32 pada mode Station, menyambung ke Wokwi-GUEST, lalu menunggu sampai status terhubung sambil mencetak titik pada Serial Monitor.

void setup_wifi() {

  delay(10);

  Serial.print("Connecting to ");

  Serial.println(ssid);

  WiFi.mode(WIFI_STA);

  WiFi.begin(ssid, password, 6);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

    delay(500);

    Serial.print(".");

  }

  Serial.println("\nWiFi connected");

}

5.               Membuat fungsi koneksi MQTT. Fungsi reconnect() mencoba terhubung ke ThingsBoard menggunakan Client ID, username, dan password. Jika gagal, kode kegagalan dicetak dan percobaan diulang setiap 5 detik.

void reconnect() {

  while (!client.connected()) {

    Serial.print("Attempting MQTT connection...");

    if (client.connect(mqtt_clid, mqtt_user, mqtt_pass)) {

      Serial.println("Connected to ThingsBoard!");

    } else {

      Serial.print("Failed, rc=");

      Serial.print(client.state());

      Serial.println(" Try again in 5 seconds");

      delay(5000);

    }

  }

}

6.               Menyusun fungsi setup(). Fungsi ini dijalankan sekali saat ESP32 menyala: membuka Serial Monitor pada 115200 baud, mengatur pin buzzer dan LED sebagai output, memulai sensor DHT22, menyambung ke Wi-Fi, lalu menetapkan alamat broker MQTT.

void setup() {

  Serial.begin(115200);

  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

  pinMode(LED_RED, OUTPUT);

  pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);

 

  dht.begin();

  setup_wifi();

  client.setServer(mqtt_server, 1883);

}

7.               Menyusun fungsi loop(). Program memastikan koneksi MQTT aktif, lalu setiap 2 detik membaca suhu dan kelembaban dari DHT22. Jika pembacaan gagal (nilai NaN), data tidak dikirim. Selanjutnya indikator lokal diatur sesuai ambang batas pada Tabel 3.4, dan data dikirim ke ThingsBoard dalam format JSON.

void loop() {

  if (!client.connected()) {

    reconnect();

  }

  client.loop();

 

  unsigned long now = millis();

  if (now - lastMsg > 2000) {

    lastMsg = now;

 

    float humidity = dht.readHumidity();

    float temperature = dht.readTemperature();

 

    if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {

      Serial.println("Gagal membaca sensor DHT!");

      return;

    }

 

    if (temperature > 38.0 || humidity > 75.0) {

      digitalWrite(LED_RED, HIGH);

      digitalWrite(LED_GREEN, LOW);

      tone(BUZZER_PIN, 1000);

    } else {

      digitalWrite(LED_RED, LOW);

      digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);

      noTone(BUZZER_PIN);

    }

 

    String payload = "{\"suhu\":" + String(temperature) +

                     ",\"kelembaban\":" + String(humidity) + "}";

    Serial.print("Publish payload: ");

    Serial.println(payload);

    client.publish(mqtt_topic, payload.c_str());

  }

}

 

Tabel 3.4 Logika indikator lokal

Kondisi	LED hijau	LED merah	Buzzer
Aman (suhu ≤ 38 °C dan kelembaban ≤ 75%)	Menyala	Mati	Mati
Bahaya (suhu > 38 °C atau kelembaban > 75%)	Mati	Menyala	Berbunyi 1000 Hz

8.               Menjalankan simulasi. Klik tombol hijau (Start the simulation) pada panel Simulation. Serial Monitor di bagian bawah akan menampilkan proses koneksi dan payload JSON yang dikirim tiap 2 detik, seperti pada Gambar 3.5. Jika kredensial belum sesuai, Serial Monitor menampilkan pesan Failed disertai kode rc.

Gambar 3.5 Payload JSON suhu dan kelembaban pada Serial Monitor

3.4 Pembuatan Perangkat pada ThingsBoard Cloud

Agar data dari ESP32 dapat diterima, perangkat harus didaftarkan terlebih dahulu pada ThingsBoard Cloud. Langkah-langkahnya sebagai berikut.

1. Buka ThingsBoard Cloud, lalu daftar atau login. Pendaftaran dapat dilakukan menggunakan akun Google. Setelah berhasil masuk sebagai Tenant administrator, halaman Home menampilkan ringkasan perangkat, alarm, dan dashboard (Gambar 3.6).

Gambar 3.6 Halaman Home ThingsBoard Cloud

2.               Pada menu di sebelah kiri, buka Entities > Devices. Daftar perangkat masih kosong karena belum ada perangkat yang dibuat (Gambar 3.7).

Gambar 3.7 Halaman daftar perangkat (Entities > Devices)

3.               Klik tombol Add device di kanan atas (Gambar 3.8).

Gambar 3.8 Tombol Add device

4.               Pada jendela Add new device, isi kolom Name dengan nama perangkat, yaitu ServerRoom_Monitor. Kolom Label dan Description boleh dikosongkan, Device profile dibiarkan pada nilai default, dan opsi Is gateway tidak diaktifkan. Klik Next: Credentials (Gambar 3.9).

Gambar 3.9 Formulir Add new device

5.               Pada langkah Credentials, ubah Credentials type menjadi MQTT Basic, lalu isi Client ID, User Name, dan Password. Isian dapat diketik sendiri atau dibuat otomatis dengan ikon panah melingkar di sebelah kolom. Client ID atau User Name wajib diisi, jika kosong ThingsBoard menampilkan pesan peringatan berwarna merah (Gambar 3.10). Klik Add untuk menyimpan.

Gambar 3.10 Pengaturan kredensial perangkat (MQTT Basic)

6.               Salin ketiga nilai tersebut ke konstanta mqtt_clid, mqtt_user, dan mqtt_pass pada sketch.ino di Wokwi. Nilainya harus sama persis, termasuk huruf besar dan kecil.

7.               Jalankan kembali simulasi Wokwi. Setelah Serial Monitor menampilkan pesan Connected to ThingsBoard!, klik perangkat ServerRoom_Monitor pada daftar Devices, lalu buka tab Latest telemetry. Kunci kelembaban dan suhu muncul beserta nilai terbarunya, yang menandakan data dari ESP32 berhasil diterima (Gambar 3.11).

Gambar 3.11 Data telemetri suhu dan kelembaban pada perangkat ServerRoom_Monitor

3.5 Pembuatan Dashboard

Dashboard dibuat untuk menampilkan data telemetri secara real-time sehingga kondisi ruang server dapat dipantau dari satu halaman. Langkah-langkahnya sebagai berikut.

1. Buka menu Dashboards, klik tombol tambah, lalu pilih Create new dashboard. Beri judul dashboard, misalnya Dashboard Server Room. Dashboard otomatis masuk ke mode edit, dan toolbar di bagian atas menyediakan tombol Add widget, pengaturan rentang waktu, pengaturan dashboard, serta tombol Save (Gambar 3.12).

Gambar 3.12 Toolbar mode edit dashboard dengan tombol Add widget

2.               Klik Add widget, lalu pilih bundle widget yang sesuai. ThingsBoard menyediakan berbagai bundle seperti Charts, Cards, Alarm widgets, Analogue gauges, dan Status indicators (Gambar 3.13). Pilih widget yang diinginkan dari bundle tersebut.

Gambar 3.13 Daftar bundle widget ThingsBoard

3.               Pada pengaturan data widget (Datasource), pilih perangkat ServerRoom_Monitor sebagai entitas, kemudian pilih kunci data (key) yang ditampilkan. Kunci data yang tersedia adalah suhu dan kelembaban sesuai payload dari ESP32.

4.               Ulangi langkah 2 dan 3 untuk setiap widget pada Tabel 3.5, lalu klik Add untuk menempatkannya pada dashboard.

Tabel 3.5 Widget pada dashboard

Widget	Data	Fungsi
Status	Atribut perangkat	Menampilkan status perangkat (Active atau Inactive)
Last Activity	Atribut perangkat	Waktu aktivitas data terakhir
Last Connect	Atribut perangkat	Waktu perangkat terakhir terhubung
Temperature (gauge)	suhu	Nilai suhu terbaru dalam °C
Humidity (gauge)	kelembaban	Nilai kelembaban terbaru dalam %
Temperature Threshold Zones	suhu	Grafik suhu dengan zona warna sesuai rentang suhu
Humidity Trend	kelembaban	Grafik tren kelembaban terhadap waktu
Temperature & Humidity History	suhu, kelembaban	Riwayat suhu dan kelembaban dalam satu grafik dua sumbu
Alarms	Alarm perangkat	Tabel daftar alarm yang pernah terjadi

5.               Atur ukuran dan posisi tiap widget dengan menyeret dan mengubah ukuran kotaknya. Gunakan ikon jam pada toolbar untuk mengatur rentang waktu data real-time yang ditampilkan.

6.               Klik Save di kanan atas untuk menyimpan dashboard, lalu pastikan simulasi Wokwi tetap berjalan agar data terus diperbarui.

Hasil dashboard saat simulasi berjalan ditunjukkan pada Gambar 3.14. Kartu Status menunjukkan perangkat Active, sedangkan gauge menampilkan suhu 36,3 °C dan kelembaban 71,5%. Grafik Temperature Threshold Zones menampilkan garis batas pada nilai 0, 18, 27, 35, dan 60 °C, dengan latar warna yang berbeda untuk tiap rentang. Grafik riwayat memperlihatkan perubahan nilai sejak simulasi dimulai, dan tabel Alarms masih kosong karena alarm belum dikonfigurasi.

Gambar 3.14 Tampilan dashboard pemantauan ruang server

 

 

BAB IV  

PENUTUP 

4.1 Kesimpulan 

Berdasarkan hasil perancangan, simulasi, dan pengujian sistem pemantauan kondisi ruang server yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: 

1.      Perancangan dan Simulasi IoT:Simulasi perangkat keras berbasis ESP32 dan sensor DHT22 pada platform Wokwi berhasil dirancang dan dihubungkan ke ThingsBoard Cloud. Pengiriman data telemetri suhu dan kelembaban berjalan secara kontinu dan stabil menggunakan protokol MQTT format JSON setiap 2 detik. 

2.      Visualisasi Real-Time:Dashboard ThingsBoard Cloud berhasil menampilkan data pemantauan lingkungan ruang server secara real-time melalui widget gauge dan grafik timeseries chart dengan latensi yang sangat rendah. 

3.      Sistem Alarm dan Notifikasi Email:Mekanisme peringatan dini berupa indikator lokal (LED dan Buzzer) serta sistem alarm bertingkat (Minor, Major, Critical) pada Rule Chain ThingsBoard bekerja dengan akurat. Pengiriman notifikasi email peringatan otomatis berhasil dipicu saat kondisi lingkungan berada pada tingkat kritis (suhu > 38.0 °C atau kelembaban > 

75.0 %). 

4.2 Saran 

Untuk pengembangan dan penyempurnaan sistem pemantauan ruang server ini di masa mendatang, beberapa saran yang dapat diterapkan adalah: 

1.      Implementasi Perangkat Fisik:Implementasi sistem menggunakan komponen perangkat keras fisik secara nyata dengan penambahan pelindung fisik (enclosure) tahan debu serta sistem daya cadangan (UPS) untuk memastikan kontinuitas operasional. 

2.      Integrasi Kontrol Otomatis:Penambahan modul aktuator otomatis berbasis relay untuk mengendalikan sistem pendingin udara (AC cadangan atau exhaust fan) secara otomatis ketika alarm Minor atau Major aktif, sehingga tindakan pencegahan dapat dilakukan sebelum kondisi mencapai tingkat kritis. 

3.      Diversifikasi Saluran Notifikasi:Pengembangan saluran notifikasi tambahan yang memiliki tingkat respon lebih cepat dibandingkan email, seperti integrasi bot aplikasi pesan instan Telegram atau WhatsApp API melalui webhook. 

 

 

DAFTAR PUSTAKA 

ASHRAE. (2021). Thermal guidelines for data processing environments (5th ed.). ASHRAE Technical Committee 9.9. https://www.ashrae.org/file%20library/technical%20resources/bookstore/supplemental%20fil es/therm-gdlns-5th-r-e-refcard.pdf 

Al-Fuqaha, A., Guizani, M., Mohammadi, M., Aledhari, M., & Ayyash, M. (2015). Internet of Things: A survey on enabling technologies, protocols, and applications. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 17(4), 2347-2376. 

Aosong Electronics. (2015). Digital-Output Relative Humidity & Temperature Sensor/Module DHT22 (AM2302) Specification. Guangzhou Aosong Electronics Co., Ltd. 

ASHRAE. (2021). Thermal Guidelines for Data Processing Environments (5th ed.). American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. 

Espressif Systems. (2022). ESP32 Series Datasheet v4.1. Espressif Systems. 

OASIS.            (2019).            MQTT Version            5.0.      OASIS            Standard. https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html 

ThingsBoard, Inc. (2023). ThingsBoard IoT Platform Documentation. ThingsBoard 

Community Edition. https://thingsboard.io/docs/ 

Wokwi. (2023). Wokwi - Online ESP32, STM32, Arduino Simulator Documentation. Wokwi 

Inc. https://docs.wokwi.com/