TUTORIAL: Sensor Suhu & Kelembaban DHT21 dengan LCD 16x2 I2C di Arduino Uno, ESP32, & Arduino Mega

Prinsip Kerja DHT21 (AM2301)

1. Komponen Internal DHT21

Sensor DHT21 terdiri dari tiga komponen utama:

Sensor kelembaban berbasis kapasitif
Sensor suhu berbasis thermistor
IC pengendali sinyal digital untuk mengolah dan mengirim data ke mikrokontroler

2. Cara Kerja Pengukuran

🔹 Kelembaban (Humidity)

Sensor kelembaban kapasitif terdiri dari dua elektroda dengan lapisan polimer di antaranya.
Ketika kelembaban udara berubah, kandungan air dalam polimer ikut berubah → ini mengubah kapasitansi antar elektroda.
Perubahan kapasitansi ini dikonversi oleh IC menjadi nilai digital kelembaban.

🔹 Suhu (Temperature)

Sensor suhu berupa thermistor (resistor yang sensitif terhadap suhu).
Saat suhu berubah, resistansi thermistor juga berubah.
IC membaca perubahan resistansi ini dan mengubahnya menjadi nilai suhu dalam derajat Celsius.

3. Pengiriman Data

DHT21 menggunakan komunikasi satu kabel (single-wire protocol).
Setelah diminta oleh mikrokontroler, sensor akan mengirimkan 40 bit data:
- 16 bit data kelembaban
- 16 bit data suhu
- 8 bit checksum (untuk verifikasi keakuratan data)

4. Kesimpulan Prinsip Kerja

DHT21 bekerja dengan membaca perubahan fisik pada komponen internalnya (kapasitansi & resistansi) akibat suhu dan kelembaban, lalu mengubahnya menjadi data digital dan mengirimkannya ke mikrokontroler secara berkala.

Karakteristik Sensor DHT21 (AM2301)

Kategori	Spesifikasi DHT21
Tipe Sensor	Digital Temperature & Humidity Sensor
Rentang Suhu	-40°C hingga +80°C
Akurasi Suhu	±0.5°C
Resolusi Suhu	0.1°C
Rentang Kelembaban	0% RH hingga 100% RH
Akurasi Kelembaban	±3% RH (pada 25°C, 20–80% RH)
Resolusi Kelembaban	0.1% RH
Tegangan Operasi	3.3V – 6V DC
Arus Operasi (rata-rata)	~1.5 mA
Frekuensi Sampling	Setiap 2 detik (0.5 Hz)
Output Data	Digital, 1-wire (single-bus)
Protokol Komunikasi	Proprietary 1-wire (bukan Dallas 1-Wire)
Ukuran Fisik	± 59 × 27 × 13 mm (modul tertutup)
Tingkat Stabilitas	Tinggi; sudah dikalibrasi dari pabrik
Kelebihan	Akurat, stabil, tidak perlu kalibrasi ulang
Kekurangan	Kecepatan pembacaan lambat (minimal 2 detik sekali)

🔍 Kelebihan DHT21 dibanding DHT11 dan DHT22

Sensor	Akurasi Suhu	Akurasi RH	Rentang Suhu	Rentang RH	Sampling Time
DHT11	±2°C	±5% RH	0–50°C	20–90% RH	1 Hz (1 detik)
DHT21	±0.5°C	±3% RH	-40–80°C	0–100% RH	0.5 Hz (2s)
DHT22	±0.5°C	±2–5% RH	-40–80°C	0–100% RH	0.5 Hz (2s)

Contoh Penerapan Sensor DHT21

1. Smart Home (Rumah Pintar)

✅ Fungsi: Memantau suhu dan kelembaban di dalam rumah untuk kenyamanan dan efisiensi energi.

📌 Contoh:

Otomatis menghidupkan AC saat suhu terlalu panas.
Menghidupkan humidifier saat kelembaban terlalu rendah.

2. Sistem Greenhouse Otomatis

✅ Fungsi: Mengatur iklim dalam rumah kaca untuk tanaman agar tetap ideal.

📌 Contoh:

Mengontrol kipas atau penyiram otomatis berdasarkan suhu dan kelembaban.
Logging data suhu & kelembaban untuk analisis pertumbuhan tanaman.

3. Monitoring Lingkungan (Environmental Monitoring)

✅ Fungsi: Mengukur kondisi udara di dalam atau luar ruangan.

📌 Contoh:

Stasiun cuaca mini berbasis Arduino atau ESP32.
Deteksi perubahan iklim mikro di area tertentu seperti laboratorium, gudang, atau ruangan server.

4. Smart Agriculture (Pertanian Pintar)

✅ Fungsi: Menyesuaikan irigasi dan ventilasi berdasarkan kelembaban dan suhu.

📌 Contoh:

Sistem pengairan otomatis ketika suhu tinggi dan kelembaban rendah.
Monitoring cuaca di ladang atau sawah untuk mendukung pertanian presisi.

5. Alat Kesehatan & Ruang Steril

✅ Fungsi: Memastikan kondisi lingkungan tetap sesuai standar kesehatan.

📌 Contoh:

Menjaga kelembaban di ruang isolasi pasien.
Monitor suhu ruang penyimpanan obat atau vaksin.

6. Gudang & Penyimpanan Barang Sensitif

✅ Fungsi: Menjaga suhu dan kelembaban optimal agar barang tidak rusak.

📌 Contoh:

Penyimpanan dokumen penting, makanan kering, komoditas ekspor.
Gudang elektronik atau arsip untuk mencegah jamur/kerusakan akibat kelembaban.

7. IoT Project & Edukasi

✅ Fungsi: Melatih siswa/maker memahami sensor lingkungan dan integrasi data.

📌 Contoh:

Proyek pembelajaran IoT dengan NodeMCU atau ESP32.
Dashboard suhu-kelembaban online dengan ThingSpeak, Blynk, dsb.

Cara penggunaan menggunakan arduino uno

Wiring / Koneksi:

Komponen	Arduino UNO
DHT21 VCC	5V
DHT21 GND	GND
DHT21 DATA	Pin 2
LCD SDA	A4
LCD SCL	A5

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <DHT.h>
#include <DHT_U.h>

// === DHT Setup ===
#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT21
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

// === LCD I2C Setup ===
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

// === Custom Characters ===
byte derajatChar[8] = {
  B00111,
  B00101,
  B00111,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000
};

byte tetesAir[8] = {
  B00100,
  B00100,
  B01010,
  B01010,
  B10001,
  B10001,
  B10001,
  B01110
};

void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  dht.begin();

  lcd.createChar(0, derajatChar); // Simbol derajat
  lcd.createChar(1, tetesAir);    // Simbol tetesan air

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("  Suhu & Lembab ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("    Monitor     ");
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  float suhu = dht.readTemperature();
  float kelembaban = dht.readHumidity();

  if (isnan(suhu) || isnan(kelembaban)) {
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Gagal Membaca");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Sensor DHT21");
    delay(2000);
    return;
  }

  // Tampilkan Suhu
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Suhu : ");
  lcd.print(suhu, 1);
  lcd.write(byte(0)); // Derajat
  lcd.print("C ");

  // Tampilkan Kelembaban
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Lembab: ");
  lcd.print(kelembaban, 1);
  lcd.print("%");
  lcd.write(byte(1)); // Air

  delay(2000);

  // === Tampilan Indikator Suhu ===
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Kondisi Suhu:");

  lcd.setCursor(0, 1);
  if (suhu < 20.0) {
    lcd.print(" Dingin ❄");
  } else if (suhu >= 20.0 && suhu <= 30.0) {
    lcd.print(" Normal 🌤");
  } else {
    lcd.print("  Panas 🔥");
  }

  delay(2000);
  lcd.clear();
}

Cara Penggunaan dengan ESP32

ESP32 adalah mikrokontroler yang lebih canggih dengan konektivitas Wi-Fi dan Bluetooth. Dengan ESP32, Anda dapat mengirimkan data ke server atau aplikasi web melalui jaringan

Komponen	Pin ESP32

DHT21 VCC

3.3V atau 5V

DHT21 GND

GND

DHT21 DATA

GPIO 14

LCD SDA

GPIO 21

LCD SCL

GPIO 22

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <DHT.h>
#include <DHT_U.h>

// ==== Konfigurasi PIN ====
#define DHTPIN 14
#define DHTTYPE DHT21

// ==== Inisialisasi Sensor dan LCD ====
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Alamat bisa juga 0x3F

// ==== Custom Character ====
byte derajatChar[8] = {
  B00111,
  B00101,
  B00111,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000
};

byte tetesAir[8] = {
  B00100,
  B00100,
  B01010,
  B01010,
  B10001,
  B10001,
  B10001,
  B01110
};

void setup() {
  Wire.begin(21, 22); // SDA = 21, SCL = 22
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  dht.begin();

  lcd.createChar(0, derajatChar);
  lcd.createChar(1, tetesAir);

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("  Suhu & Lembab ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("    Monitor     ");
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  float suhu = dht.readTemperature();
  float kelembaban = dht.readHumidity();

  if (isnan(suhu) || isnan(kelembaban)) {
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print(" Gagal Membaca ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("  Sensor DHT21 ");
    delay(2000);
    return;
  }

  // Tampilkan Suhu dan Kelembaban
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Suhu : ");
  lcd.print(suhu, 1);
  lcd.write(byte(0)); // Derajat
  lcd.print("C ");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Lembab: ");
  lcd.print(kelembaban, 1);
  lcd.print("%");
  lcd.write(byte(1)); // Tetes air

  delay(2000);
  lcd.clear();

  // Indikator Suhu
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Kondisi Suhu:");

  lcd.setCursor(0, 1);
  if (suhu < 20.0) {
    lcd.print("  Dingin ❄");
  } else if (suhu <= 30.0) {
    lcd.print("  Normal 🌤");
  } else {
    lcd.print("   Panas 🔥");
  }

  delay(2000);
  lcd.clear();
}

Cara Penggunaan dengan Arduino Mega

Arduino Mega memiliki lebih banyak pin dan lebih banyak port serial dibandingkan dengan Arduino Uno, yang membuatnya lebih fleksibel

Wiring Arduino Mega:

Komponen	Arduino Mega
DHT21 VCC	5V
DHT21 GND	GND
DHT21 DATA	Pin 2
LCD SDA	Pin 20 (SDA)
LCD SCL	Pin 21 (SCL)

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <DHT.h>
#include <DHT_U.h>

// === Konfigurasi DHT21 ===
#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT21
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

// === Inisialisasi LCD I2C ===
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Ganti ke 0x3F jika tidak tampil

// === Custom Character: Derajat dan Tetes Air ===
byte derajatChar[8] = {
  B00111,
  B00101,
  B00111,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000,
  B00000
};

byte tetesAir[8] = {
  B00100,
  B00100,
  B01010,
  B01010,
  B10001,
  B10001,
  B10001,
  B01110
};

void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  dht.begin();

  lcd.createChar(0, derajatChar);
  lcd.createChar(1, tetesAir);

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("  Suhu & Lembab ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("    Monitor     ");
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  float suhu = dht.readTemperature();
  float kelembaban = dht.readHumidity();

  if (isnan(suhu) || isnan(kelembaban)) {
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print(" Gagal Membaca ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("  Sensor DHT21 ");
    delay(2000);
    return;
  }

  // Tampilan Utama: Suhu & Kelembaban
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Suhu : ");
  lcd.print(suhu, 1);
  lcd.write(byte(0)); // Derajat
  lcd.print("C ");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Lembab: ");
  lcd.print(kelembaban, 1);
  lcd.print("%");
  lcd.write(byte(1)); // Tetes air

  delay(2000);
  lcd.clear();

  // Tampilan Kondisi Suhu
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Kondisi Suhu:");

  lcd.setCursor(0, 1);
  if (suhu < 20.0) {
    lcd.print("  Dingin ❄");
  } else if (suhu <= 30.0) {
    lcd.print("  Normal 🌤");
  } else {
    lcd.print("   Panas 🔥");
  }

  delay(2000);
  lcd.clear();
}

TUTORIAL: Sensor Suhu & Kelembaban DHT21 dengan LCD 16×2 I2C di Arduino Uno, ESP32, & Arduino Mega

Prinsip Kerja DHT21 (AM2301)

1. Komponen Internal DHT21

2. Cara Kerja Pengukuran

🔹 Kelembaban (Humidity)

🔹 Suhu (Temperature)

3. Pengiriman Data

4. Kesimpulan Prinsip Kerja

Karakteristik Sensor DHT21 (AM2301)

🔍 Kelebihan DHT21 dibanding DHT11 dan DHT22

Contoh Penerapan Sensor DHT21

1. Smart Home (Rumah Pintar)

2. Sistem Greenhouse Otomatis

3. Monitoring Lingkungan (Environmental Monitoring)

4. Smart Agriculture (Pertanian Pintar)

5. Alat Kesehatan & Ruang Steril

6. Gudang & Penyimpanan Barang Sensitif

7. IoT Project & Edukasi

Cara penggunaan menggunakan arduino uno

Wiring / Koneksi:

Cara Penggunaan dengan ESP32

Cara Penggunaan dengan Arduino Mega

Wiring Arduino Mega:

Leave a Reply Cancel reply