Send Data DHT 11 dan Retrieve Data ditampilkan pada Display OLED

Pendahuluan

Pada project ini, Anda akan menggunakan Shield Workshop Antares pada modul ESP8266 . Pada Shield Workshop Antares ini terdapat sensor suhu, kelembapan (DHT11), relay, LED, dan push button. Anda akan melakukan monitoring suhu dan kelembapan dengan periode interval yang ditentukan. Hasil data yang dikirim sensor dapat Anda pantau melalui console Antares dan ditampilkan pada OLED. Anda juga dapat mengirim pesan berupa data string yang ditampilkan pada display OLED. Proses pengiriman data ini menggunakan Software MQTTX untuk mengirimkan data ke Antares IoT Platform.

Prasyarat

Material yang dibutuhkan mengikuti Prasyarat Umum pada laman sebelumnya. Jika Anda belum menyiapkan kebutuhan pada laman tersebut, maka Anda dapat mengunjungi laman berikut.

Prasyarat Umum ESP8266 Wi-Fi

Adapun tambahan material yang spesifik untuk project ini adalah sebagai berikut.

1. Shield Workshop Antares

Gambar WEMOS D1R2 Menampilkan Data pada OLED

1. Modul OLED SSD1036 0,96inch 128x64 pixel berbasis I2C

Gambar Modul OLED SSD1036 0.96inch

1. Library Antares ESP MQTT. Pada dokumentasi ini menggunakan library Antares ESP MQTT versi 1.0.

Jika anda belum menginstall Antares ESP MQTT versi 1.0 dapat mengikuti langkah berikut.

Antares Wi-Fi MQTT

1. Library display OLED. Pada dokumentasi ini menggunakan Adafruit_SSD1306 by Adafruit versi 2.5.7.

Jika Anda belum menginstall library Adafruit SSD1306 by Adafruit versi 2.5.7. dapat mengikuti langkah pada link berikut.

Adafruit SSD1306

1. Library DHT11. Pada dokumentasi ini menggunakan DHT11 Sensor Library versi 1.4.4.

Jika Anda belum menginstall library DHT11 Sensor Library versi 1.4.4. dapat mengikuti langkah pada link berikut.

DHT11 Sensor Library

1. Software MQTTX

Jika Anda belum menginstall Software MQTTX dapat mengikuti langkah pada link berikut.

Instalasi MQTTX

Langkah Kerja

1. Jalankan Aplikasi Arduino IDE

2. Membuka Contoh Program

Kode program dapat Anda buka pada Arduino IDE melalui File > Example > Antares ESP MQTT > ESP8266-Simple-Project > POST_DATA_GET_DATA_OLED.

Berikut adalah kode program dari contoh POST_DATA_GET_DATA_OLED.

// Include necessary libraries
#include <AntaresESPMQTT.h>   // Include AntaresESP8266HTTP library for Antares platform communication
#include <Adafruit_SSD1306.h>   // Include Adafruit_SSD1306 library for OLED display
#include "DHT.h"               // Include DHT library for temperature and humidity sensor

#define DHTPIN D1               // Define the pin connected to the DHT sensor
#define DHTTYPE DHT11           // Set the DHT sensor type as DHT11

#define ACCESSKEY "your-access-key" // Replace with your Antares account access key
#define WIFISSID "your-wifi-ssid" // Replace with your Wi-Fi SSID
#define PASSWORD "your-wifi-password" // Replace with your Wi-Fi password

#define projectName "YOUR-APPLICATION-NAME"     // Antares project name
#define deviceNameSensor "YOUR-DEVICE-NAME-1"   // Name of the device sending sensor data
#define deviceNameMQTT "YOUR-DEVICE-NAME-2"  // Name of the device receiving data

AntaresESPMQTT antares(ACCESSKEY); // Create AntaresESP8266HTTP object
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);            // Create DHT object for sensor readings

#define SCREEN_WIDTH 128          // Set OLED screen width
#define SCREEN_HEIGHT 64          // Set OLED screen height
#define OLED_RESET -1             // Define OLED reset pin, not used in this case

const unsigned long interval = 5000; // Interval for sending sensor data (5 seconds)
const unsigned long interval2 = 10000; // Interval for receiving Postman data (10 seconds)
unsigned long previousMillis = 0;     // Store the last time sensor data was sent
unsigned long previousMillis2 = 0;    // Store the last time Postman data was received

String testData;             // Store received Postman data
String lastData = "";        // Store last received Postman data

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET); // Create OLED display object

bool showSensorData = true;  // Flag to control displaying sensor data

void callback(char topic[], byte payload[], unsigned int length) {
  antares.get(topic, payload, length);

  Serial.println("New Message!");
  Serial.println("Topic: " + antares.getTopic());
  Serial.println("Payload: " + antares.getPayload());

  testData = antares.getString("Test");
  Serial.println("Received: " + testData);
  if (testData!="null")
  {
    if (lastData!=testData)
    {
      lastData=testData;
      display.clearDisplay();
      display.setTextSize(1);
      display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
      display.setCursor(0, 0);
      display.println("Received: " + testData);
      display.display();
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);                 // Initialize serial communication
  antares.setDebug(true);               // Enable debugging for Antares
  antares.wifiConnection(WIFISSID, PASSWORD);
  antares.setMqttServer();
  antares.setCallback(callback);

  dht.begin();                          // Initialize DHT sensor

  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { // Initialize OLED display
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    for (;;)
      ;
  }

  display.clearDisplay();               // Clear the display buffer
  display.display();                    // Display the cleared buffer
}

void loop() {
   /*
    Check if we're still connected to the MQTT broker/server.
    If disconnected, the device will try to reconnect.
   */
  antares.checkMqttConnection();
  // Send sensor data
  if (millis() - previousMillis > interval) {
    previousMillis = millis();

    float hum = dht.readHumidity();      // Read humidity from DHT sensor
    float temp = dht.readTemperature();  // Read temperature from DHT sensor

    if (isnan(hum) || isnan(temp)) {     // Check if sensor reading is valid
      Serial.println("Failed to read DHT sensor!");
      return;
    }

    // Add temperature and humidity data to the storage buffer
    antares.add("temperature", temp);
    antares.add("humidity", hum);

    // Send data from the storage buffer to Antares
    antares.publish(projectName, deviceNameSensor);

    // Display temperature and humidity on OLED
    display.clearDisplay();
    display.setTextSize(1);
    display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
    display.setCursor(0, 0);
    display.println("Temp: " + String(temp) + " *C");
    display.println("Humidity: " + String(hum) + " %");
    display.display();
  }
  
  // Receive and display latest data
  if (millis() - previousMillis2 > interval2) {
    previousMillis2 = millis();
    antares.retrieveLastData(projectName,deviceNameMQTT);
   }
}

3. Set Credential WiFi dan Credential Antares pada Kode Program

Ubah parameter Protokol HTTP pada variabel berikut *ACCESSKEY, *WIFISSID, *PASSWORD, *projectName, *deviceNameSensor, *deviceNameMQTT. Sesuaikan dengan parameter di console Antares.

Pada project ini membutuhkan 2 Device yaitu device untuk menerima data dari DHT11 dan device untuk menerima data dari MQTTX yang dibuat dalam satu Aplikasi pada console Antares.

#define ACCESSKEY "your-access-key" // Replace with your Antares account access key
#define WIFISSID "your-wifi-ssid" // Replace with your Wi-Fi SSID
#define PASSWORD "your-wifi-password" // Replace with your Wi-Fi password

#define projectName "YOUR-APPLICATION-NAME"     // Antares project name
#define deviceNameSensor "YOUR-DEVICE-NAME-1"   // Name of the device sending sensor data
#define deviceNameMQTT "YOUR-DEVICE-NAME-2"  // Name of the device receiving data

Parameter *Access key didapat dari laman akun Antares Anda.

Letak Access Key di Laman Akun Antares

Parameter WIFISSID didapat dari nama Wifi/Hotspot yang sedang digunakan oleh Anda. contohnya pada gambar di bawah ini.

WiFi SSID yang digunakan.

Parameter *PASSWORD didapat dari password WiFi yang sedang anda gunakan.

Parameter *projectName ,*deviceNameSensor , *deviceNameMQTT didapat dari Application Name dan Device Name yang sudah dibuat dalam akun Antares. Pada project ini membutuhkan Dua Device Name sehingga Anda wajib membuat dua Device Baru seperti gambar di bawah.

Tampilan Application Name

Tampilan Device Name

4. Compile dan Upload Program

Hubungkan ESP8266 WEMOS D1R2 dengan komputer Anda dan pastikan Communication Port terbaca.

Pada sistem operasi Windows pengecekan dapat dilakukan melalui Device Manager. Jika ESP8266 WEMOS D1R2 Anda terbaca maka tampil USB-Serial CH340 dengan port menyesuaikan ketersediaan port (pada kasus ini terbaca COM4).

Gambar Device Manager pada Windows.

Atur board ESP8266 WEMOS D1R2 dengan klik Tools > Board > esp8266 pada Arduino IDE, kemudian pastikan yang digunakan adalah LOLIN(WEMOS) D1 R2 & mini. Pilih port sesuai communication port yang terbaca (dalam kasus ini COM4). Hasilnya akan terlihat seperti gambar berikut.

Gambar Menu Tools pada Arduino IDE

Setelah semua setup selesai, lakukan upload program dengan menekan icon panah seperti gambar berikut. Tunggu hingga selesai proses compile dan upload

Gambar Icon Verify dan Upload pada Arduino IDE.

Icon Centang pada Arduino IDE hanyalah proses verify. Biasanya digunakan untuk Compile program untuk mengetahui apakah terdapat error atau tidak .

Icon Panah pada Arduino IDE adalah proses verify dan upload. Biasanya digunakan untuk Compile program sekaligus Flash Program pada target board.

Jika upload program berhasil maka akan terlihat seperti gambar berikut.

Gambar Halaman Arduino IDE Setelah Upload Berhasil.

Setelah selesai upload program, Anda dapat melihat serial monitor untuk melakukan debug program. Icon serial monitor terlihat pada gambar berikut.

Gambar Icon Serial Monitor pada Arduino IDE.

Atur serial baud rate menjadi 115200 dan pilih BothNL & CR. Hasilnya akan terlihat seperti gambar berikut.

Pastikan serial baud rate sesuai dengan nilai yang terdefinisi di kode program. Jika serial baud rate tidak sama, antara kode program dan serial monitor maka karakter ASCII tidak akan terbaca dengan baik.

Gambar Serial Monitor

5. Setup Software MQTTX

Buka Aplikasi MQTTX, lalu pilih New Connection

Membuat New Connection

Agar dapat terconfigurasi antara MQTTX dengan broker Antares, sesuaikan Name, Host dan Port seperti yang ditunjukan di bawah ini, setelah itu klik Connect

Antares MQTT Broker Configuration

Jika sudah terkoneksi maka terdapat notifikasi seperti gambar berikut

Antares Broker MQTTX Connected

Untuk melakukan publish ke server Antares masukan Topic dan Payload pada kolom di MQTTX.

Laman Topic dan Payload pada MQTTX

Field	Value
Topic	/oneM2M/req/your-access-key/antares-cse/json
Payload	{ "m2m:rqp": { "fr": "your-access-key", "to": "/antares-cse/antares-id/nama-aplikasi-anda/nama-device-anda", "op": 1, "rqi": 123456, "pc": { "m2m:cin": { "cnf": "message", "con": "{\"your-first-data\":\"the-integer-value\",\"your-second-data\":\"the-string-data\"}" } }, "ty": 4 } }

Sesuaikan your-access-key, nama-aplikasi-anda, dan nama-device-anda sesuai nama-nama yang terdaftar pada akun Antares Anda. Isikan pula "Field" data dan "Nilai" data pada "con" sesuai yang Anda inginkan.

Pada software MQTTX masukan Topic dan Payload yang ingin digunakan. Kemudian klik Publish untuk mengirimkan pesan dari MQTTX ke server Antares.

Publish untuk mengirim pesan ke server Antares

6. Mengirim Pesan MQTTX ke Server Antares

Setelah setup software MQTTX selesai, saatnya mengirimkan perintah PUBLISH. Pada field "Test" diisi dengan string "Hallo Antares" sebagai pesan yang akan dikirim melalui protokol MQTT ke server Antares.

{
      "m2m:rqp": {
        "fr": "your-access-key",
        "to": "/antares-cse/antares-id/nama-aplikasi-anda/nama-device-anda",
        "op": 1,
        "rqi": 123456,
        "pc": {
          "m2m:cin": {
            "cnf": "message",
            "con": "{\"Test\":\"Hallo Antares\"}"
          }
        },
        "ty": 4
      }
    }

Jika sudah selesai mengisi field "Test" selanjutnya tekan tombol Publish pada software MQTTX, seperti pada gambar berikut.

Gambar isi Payload MQTTX

Jika sudah publish maka laman MQTTX akan terdapat Message seperti berikut.

Notifikasi Message Published

7. Periksa Data di Antares

Setelah upload program berhasil, selanjutnya buka halaman device antares kemudian lihat apakah data sudah berhasil dikirim.

Gambar Halaman Console Antares Ketika Data Berhasil Diterima dari MQTTX.

Gambar Halaman Console Antares Ketika Data Berhasil Diterima dari ESP8266.

Data yang diterima oleh ESP8266 dengan protokol MQTT berupa variabel Test Data.

8. Output program

Send and Retrieve data dari Antares IoT Platform dan ditampilkan pada display OLED setelah terhubung ke Wi-Fi tertampil pada gambar dibawah ini:

Hasil Send Data DHT11 ditampilkan pada OLED

Hasil Retieve Data MQTTX ditampilkan pada OLED