SIMULASI SISTEM DALAM MENGENDALIKAN LED DENGAN BLYNK IOT ESP32 DI SIMULATOR WOKWI

SIMULASI SISTEM DALAM MENGENDALIKAN LED DENGAN BLYNK IOT ESP32 DI SIMULATOR WOKWI

Disusun Oleh Kelompok 5:

Farel Rizky Aliansi	24051204016
Moch Septian Yudis	24051204024
Denny Kusuma Putra	24051204027
Brian Fawwaz Atmajaya	24051204230

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologiInternet of Things(IoT) telah membawa perubahan signifikan dalam pemantauan dan pengontrolan perangkat elektronik secara jarak jauh (remote control). IoT memungkinkan berbagai perangkat fisik terhubung ke jaringan internet, bertukar data, serta mengeksekusi perintah secara nirkabel tanpa batasan jarak. Salah satu penerapan dasar IoT yang paling populer adalah pengontrolan output digital, seperti lampu LED, yang menjadi fondasi bagi otomasi rumah (smart home) dan sistem kontrol industri.

Dalam implementasi IoT, mikrokontrolerESP32menjadi pilihan utama karena telah dilengkapi dengan modul Wi-Fi dan Bluetooth terintegrasi, performa komputasi yang tinggi, serta pin masukan/keluaran (GPIO) yang fleksibel. Namun, dalam proses pembelajaran dan pengembangan awal (prototyping), penggunaan perangkat keras fisik sering kali terkendala oleh keterbatasan komponen, risiko kerusakan alat akibat kesalahanwiring, maupun keterbatasan ruang praktikum. Oleh karena itu, penggunaan platform simulasi berbasis web sepertiWokwimenjadi solusi yang efisien, aman, dan akurat untuk merancang serta menguji skema rangkaian elektronik secara virtual.

Untuk menjembatani komunikasi antara pengguna dan mikrokontroler, diperlukan platform IoT Cloud yang andal sepertiBlynk IoT. Blynk menyediakan infrastruktur komunikasi data dua arah menggunakan mekanismeVirtual Pinserta antarmuka kontrol berupaWeb DashboarddanMobile App. Melalui praktikum ini, dilakukan integrasi antara simulator Wokwi, mikrokontroler ESP32, dan Blynk IoT Cloud untuk mengendalikan dua unit LED (LED Merah pada GPIO 18 dan LED Biru pada GPIO 19) secarareal-time. Praktikum ini penting dilakukan untuk memberikan pemahaman mendalam mengenai arsitektur komunikasi IoT, pemrograman C++ berbasisevent-driven, serta pengelolaan konektivitas jaringan pada sistem tertanam.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara merancang dan merangkai komponen ESP32, resistor 220, serta LED Merah dan Biru pada platform simulator Wokwi?
2. Bagaimana cara mengonfigurasi Template, Datastream (Virtual Pin V0 dan V1), serta Web Dashboard pada platform Blynk IoT Cloud?
3. Bagaimana menyusun program C++ menggunakan library BlynkSimpleEsp32.h agar ESP32 dapat terhubung ke Blynk Cloud dan merespons perintah kontrol dari Virtual Pin?
4. Bagaimana hasil pengujian dan tingkat responsivitas komunikasi data antara dashboard Blynk IoT dan simulator Wokwi dalam mengendalikan status nyala/mati LED secara real-time?

1.3 Tujuan Laporan

1. Merealisasikan rangkaian sirkuit perangkat keras dengan pengalamatan pin GPIO secara efisien pada mikrokontroler ESP32.
2. Mengembangkan dan menguji kode program kontrol pembacaan sensor DHT22 beserta komunikasi I2C pada perangkat layar LCD 16x2.
3. Memahami dan mengimplementasikan operasi matematis pemetaan dan pembatasan nilai (map dan constrain) untuk menggerakkan indikator visual secara dinamis.

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat dari penulisan laporan praktikum ini adalah memberikan pemahaman mendalam mengenai konsep arsitektur IoT serta integrasi antara simulasi perangkat keras dengan platformcloud. Selain itu, laporan ini diharapkan dapat mengasah keterampilan dalam merancang rangkaian elektronik di simulator Wokwi, menyusun program kontrol berbasis Arduino C++, serta menyediakan referensi dan panduan praktis mengenai simulasi sistem IoT untuk pengembangan pembelajaran selanjutnya.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

1. Prinsip Event-Driven Programming & Virtual Pins: Pengiriman instruksi dari Blynk Cloud ke mikrokontroler memanfaatkan konsep Virtual Pins (V0,V1,…,V255). Virtual Pin tidak secara langsung merujuk pada pin fisik mikrokontroler, melainkan saluran data logis. Ketika terjadi perubahan status tombol di dashboard, server akan memicu fungsi callback (seperti BLYNK_WRITE()) pada program mikrokontroler untuk memproses data tersebut.
2. Arsitektur Komunikasi Client-Server & Cloud IoT: Pada sistem IoT, perangkat mikrokontroler bertindak sebagai client yang terhubung ke broker/server cloud (dalam hal ini Blynk Cloud) menggunakan protokol komunikasi TCP/IP. Server berfungsi sebagai perantara yang menampung status data dari antarmuka pengguna (dashboard) dan meneruskannya ke mikrokontroler secara real-time.
3. Internet of Things (IoT): Internet of Things (IoT) merupakan arsitektur teknologi yang menghubungkan berbagai perangkat fisik (hardware) ke jaringan internet, sehingga perangkat dapat berkomunikasi, mengirimkan data sensor, dan menerima perintah kontrol secara jarak jauh tanpa memerlukan interaksi langsung manusia ke manusia.

2.2 Komponen

No.	Nama Perangkat / Komponen	Fungsi Utama Dalam Sistem
1.	ESP32 DevKit V1	Berfungsi sebagai unit pemroses utama (mikrokontroler) yang menerima instruksi dari Blynk Cloud melalui jaringan Wi-Fi dan mengontrol sinyal logika tegangan pada pin GPIO 18 dan GPIO 19.
2.	LED (Light Emitting Diode)	Berfungsi sebagai indikator keluaran (actuator/output) visual digital yang akan menyala (HIGH) atau padam (LOW) sesuai dengan sinyal perintah yang dikirim dari mikrokontroler.
3.	Resistor 220 Ω	Berfungsi sebagai pembatas arus listrik (current limiter) yang mengalir dari pin GPIO ESP32 menuju LED guna melindungi komponen LED dari kerusakan akibat kelebihan arus (overcurrent).
4.	Simulator Wokwi	Berfungsi sebagai platform simulasi hardware berbasis web untuk merangkai komponen elektronik, mengeksekusi kode program C++, dan menyediakan koneksi internet virtual (Wokwi-GUEST).
5.	Blynk IoT Cloud Platform	Berfungsi sebagai antarmuka kontrol berbasis cloud yang menyediakan tombol kendali di Web Dashboard serta saluran Virtual Pins (V0 dan V1) untuk mengirimkan instruksi kontrol nirkabel ke ESP32.

BAB III
PEMBAHASAN

3.1 Penjelasan Simulasi

Rangkaian fisik yang disimulasikan pada Wokwi terdiri dari board ESP32 DevKit V1 dan dua kanal keluaran LED dengan konfigurasi wiring sebagai berikut:

A. Rangkaian Simulator Wokwi

Kanal LED 1 (Merah):

• Pin GPIO 18 ESP32 terhubung ke salah satu kaki Resistor 220 Ω.
• Kaki resistor lainnya terhubung ke Anoda (+ / kaki panjang) LED Merah.
• Kaki Katoda (- / kaki pendek) LED Merah terhubung ke bus GND (Ground) ESP32.

Kanal LED 2 (Biru):

• Pin GPIO 19 ESP32 terhubung ke salah satu kaki Resistor 220 Ω.
• Kaki resistor lainnya terhubung ke Anoda (+ / kaki panjang) LED Biru.
• Kaki Katoda (- / kaki pendek) LED Biru terhubung ke bus GND (Ground) ESP32.

[ ESP32 ] ─── GPIO 18 ─── [Resistor 220Ω] ─── (Anoda) [LED Merah] (Katoda) ─── GND ─── GPIO 19 ─── [Resistor 220Ω] ─── (Anoda) [LED Biru] (Katoda) ─── GND

B. Konfigurasi Pada Blynk Cloud

• Pembuatan Template: Dibuat Template baru bernama Kendali LED dengan opsi Hardware ESP32 dan Connection Type WiFi.
• Pengaturan Datastream:

• Datastream 1: Nama = LED 1, Pin = V0, Data Type = Integer (Min: 0, Max:
• Datastream 2: Nama = LED 2, Pin = V1, Data Type = Integer (Min: 0, Max: 1).

• Penyusunan Web Dashboard: Menambahkan dua komponen Switch/Button pada kanvas dashboard. Switch 1 ditautkan ke Datastream V0 dan Switch 2 ditautkan ke Datastream V1.
• Autentikasi Perangkat: Dibuat Device baru dari template untuk memperoleh kredensial unik BLYNK_TEMPLATE_ID, BLYNK_TEMPLATE_NAME, dan BLYNK_AUTH_TOKEN.

C. Alur Kerja Sistem (Workflow)

Blok ini berjalan terus-menerus secara berulang:

• Saat simulasi Wokwi dijalankan, ESP32 menghubungkan diri ke jaringan Wi-Fi virtual (Wokwi-GUEST) dan menginisialisasi koneksi ke server blynk.cloud via port 80.
• Ketika pengguna menekan tombol Switch 1 di Web Dashboard Blynk menjadi ON:

Blynk Cloud mengirim data angka 1 melalui Virtual PinV0.

Fungsi BLYNK_WRITE(V0) pada ESP32 mengeksekusi perintah digitalWrite(18, HIGH), sehingga LED Merah menyala.

• Ketika pengguna menekan tombol Switch 2 menjadi ON:

• Blynk Cloud mengirim data angka 1 melalui Virtual Pin V1.
• Fungsi BLYNK_WRITE(V1) mengeksekusi perintah digitalWrite(19, HIGH), sehingga LED Biru menyala.

• Ketika tombol digeser ke posisi OFF, server mengirim data 0 dan ESP32 mengubah logika pin GPIO menjadi LOW, sehingga LED padam.

D. Pembahasan Program

1. Bagian Inisialisasi & Kredensial (#define & #include):

• #define BLYNK_TEMPLATE_ID, BLYNK_TEMPLATE_NAME, dan BLYNK_AUTH_TOKEN digunakan sebagai identitas unik perangkat agar server Blynk dapat mengenali proyek dan memetakan datastream yang sesuai.
• Library <WiFi.h> dan <BlynkSimpleEsp32.h> dimuat untuk mengaktifkan fungsi konektivitas Wi-Fi serta protokol Blynk pada arsitektur ESP32.

2. Pengaturan Variabel Jaringan & Pin:

• Array karakter ssid[] = "Wokwi-GUEST" menyediakan akses titik jangkauan Wi-Fi virtual yang disediakan oleh sistem Wokwi.
• Konstanta ledPin1 = 18 dan ledPin2 = 19 secara tegas mendefinisikan hubungan nomor GPIO ESP32 dengan perangkat keluaran fisik.

3. Fungsi Callback BLYNK_WRITE():

• BLYNK_WRITE(V0) secara aktif memantau perubahan nilai pada Virtual Pin V0. param.asInt() mengambil nilai yang dikirim dari tombol Blynk (0 atau 1).
• Nilai tersebut langsung dikirim ke digitalWrite(ledPin1, value) untuk mengubah tegangan pin (0 Volt / LOW atau 3.3 Volt / HIGH).
• Hal yang sama berlaku pada BLYNK_WRITE(V1) untuk pengendalian LED Biru pada GPIO 19.

4. Fungsi setup() dan loop():

• pinMode(..., OUTPUT) memastikan bahwa pin GPIO 18 dan 19 siap mengeluarkan arus tegangan untuk menyalakan LED.
• Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk.cloud", 80) melakukan prosedur jabat tangan (handshake) ke server Blynk melalui port 80.
• Blynk.run() pada fungsi loop() harus terus dieksekusi tanpa tertahan penundaan (delay()) agar komunikasi data tetap stabil dan responsif.

3.2 Program

Berikut adalah kode program lengkap yang digunakan dalam proyek implementasi sistem IoT ini:

#define BLYNK_PRINT Serial // Wajib di paling atas buat lihat log eror di Serial Monitor #define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPL6bHnrnOSa" #define BLYNK_TEMPLATE_NAME "Kendali LED" #define BLYNK_AUTH_TOKEN "YU6xLQvnzJf50WHcnv1JdzRGGwdlg5a-" #include <WiFi.h> #include <WiFiClient.h> #include <BlynkSimpleEsp32.h> char auth[] = BLYNK_AUTH_TOKEN; char ssid[] = "Wokwi-GUEST"; char pass[] = ""; const int ledPin1 = 18; const int ledPin2 = 19; BLYNK_WRITE(V0) { int value = param.asInt(); digitalWrite(ledPin1, value); Serial.print("LED 1 Status: "); Serial.println(value == HIGH ? "NYALA" : "MATI"); } BLYNK_WRITE(V1) { int value = param.asInt(); digitalWrite(ledPin2, value); Serial.print("LED 2 Status: "); Serial.println(value == HIGH ? "NYALA" : "MATI"); } void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(ledPin1, OUTPUT); pinMode(ledPin2, OUTPUT); // Tentukan domain blynk.cloud dan port 80 secara eksplisit agar tidak hang Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk.cloud", 80); } void loop() { Blynk.run(); }

BAB IV
PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan, pengujian, dan pembahasan yang telah dilakukan pada praktikum ini, dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Integrasi Sistem: Sistem kontrol nirkabel berbasis Internet of Things (IoT) berhasil dirancang dan dijalankan dengan memadukan simulator Wokwi, mikrokontroler ESP32, serta platform Blynk IoT Cloud secara real-time.
2. Konfigurasi Blynk IoT & Virtual Pins: Penggunaan Virtual Pins (V0 dan V1) pada Blynk Cloud terbukti efektif sebagai saluran komunikasi data logis untuk mengendalikan LED 1 (Merah) pada GPIO 18 dan LED 2 (Biru) pada GPIO 19 secara terpisah dan independen melalui Web Dashboard.
3. Implementasi Program: Pemrograman berbasis C++ dengan library BlynkSimpleEsp32.h dan fungsi callback BLYNK_WRITE() berhasil merespons perubahan sinyal logika (0 dan 1) dari Blynk Cloud secara responsif melalui jaringan Wi-Fi virtual (Wokwi-GUEST).
4. Efektivitas Simulasi: Platform Wokwi mampu memberikan lingkungan simulasi yang akurat, aman, dan efisien untuk pengujian sistem IoT tanpa risiko kerusakan komponen fisik atau keterbatasan perangkat keras.

4.2 Saran

Untuk pengembangan dan penyempurnaan praktikum atau penelitian selanjutnya, disarankan beberapa hal sebagai berikut:

1. Pengembangan Fitur dan Komponen: Praktikum selanjutnya dapat dikembangkan tidak hanya untuk kontrol output satu arah (LED), melainkan juga dengan menambahkan sensor input (seperti sensor suhu DHT11 atau sensor cahaya LDR) untuk memantau data lingkungan secara dua arah di dashboard Blynk.
2. Pengujian pada Perangkat Fisiik (Hardware): Implementasi simulasi pada Wokwi disarankan untuk dilanjutkan ke tahap pengujian hardware fisik ESP32 secara langsung guna mengamati kendala dunia nyata seperti fluktuasi daya, noise sinyal, dan kestabilan jaringan Wi-Fi lokal.
3. Pemanfaatan Aplikasi Mobile: Selain menggunakan Web Dashboard, pengujian dapat diperluas dengan memanfaatkan aplikasi Blynk App pada smartphone (iOS/Android) untuk menguji fleksibilitas kontrol mobilitas tinggi.
4. dengan pengkondisian millis(). Ini akan membentuk eksekusi kontrol asinkron agar perintah lain bisa berjalan paralel saat sensor DHT memulihkan dayanya.

BAB V
DAFTAR PUSTAKA

Blynk. (2023). Blynk IoT Documentation: Getting Started with Blynk 2.0. Blynk Inc. https://docs.blynk.io/

Espressif Systems. (2023). ESP32 Series Datasheet (Version 4.1). Espressif Systems Co., Ltd. https://www.espressif.com/en/products/socs/esp32

Kurniawan, A. (2020). IoT Building Blocks: Embedded Systems and Microcontrollers. Apress. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-5858-3

Monk, S. (2018). Programming Arduino: Getting Started with Sketches (2nd ed.). McGraw-Hill Education.

Nugroho, A., & Budiarto, E. (2022). Perancangan Sistem Modul Otomasi Kendali Berbasis ESP32 dan Blynk IoT untuk Pemantauan Rumah Pintar. Jurnal Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer (JTIIK), 9(3), 541–548. https://doi.org/10.25126/jtiik.2022934201

Pratama, I. P. A. E. (2019). Handbook Internet of Things (IoT): Teori, Pemrograman, dan Implementasi. Informatika Bandung.

Wokwi. (2024). Wokwi Simulator Documentation: ESP32 WiFi and IoT Simulation. Wokwi Ltd. https://docs.wokwi.com/

BAB VI
LAMPIRAN

Link Video:

https://drive.google.com/file/d/1PQ4MUHf7rXualLR_k5-k4hgc22-OCE2t/view?usp=sharing