ijns.org
Indonesian Journal on Networking and Security - Volume 5 No 4 – Oktober 2016
Prototype Rancangan Alat Pengendali Lampu Gedung Berbasis Android Dengan Mikrokontroller At89c2051 Suleman1, Taufik Anwar2 AMIK BSI Tegal, 2AMIK BSI Purwokerto
[email protected],
[email protected] 1
ABSTRACT - Smartphone with Android operating system more and more types and variants available in the market today, with a more affordable price, convenience and flexibility offered by the main attraction for consumers. It certainly makes the interest and purchasing power is increasing. Seeing the development and advancement of rapid technological certainly have a positive impact for us, one we can apply as a remote control. During this time the lights storey building controlled manually of course there are weaknesses, including the lights are still in a state of flame that should be off / off on / prescribed conditions, this resulted in a waste of energy, spending the cost is excessive, often the trigger this latter building fire rife due to short circuit (surge of electricity). By utilizing advanced technology, especially on android should be able to reduce / minimize these weaknesses, namely to create a prototype tool pengedali lights in buildings based on android and microcontroller AT89C2051. Control building lights can be accessed via android smartphone as well as take advantage of Internet connection applications already installed on android smartphone to turn on and turn off the lights. The system used is a system of communication between smartphone with AT 89C2051 microcontroller. Android Smartphone as a controlling and monitoring the state of electric lighting equipment. Keywords: Prototype, Android Smartphone, the microcontroller AT89C2051, Building Lighting Control ABSTRAK - Smartphone dengan sistem operasi Android semakin banyak jenis dan varian yang tersedia dipasaran sekarang ini, dengan harga yang makin terjangkau, kemudahan serta fleksibiltas yang ditawarkan menjadi daya tarik tersendiri bagi konsumen. Hal ini tentunya menjadikan minat dan daya beli masyarakat semakin tinggi. Melihat perkembangan dan kemajuan teknologi yang semakin pesat tentunya berdampak positif bagi kita, salah satunya bisa kita terapkan sebagai alat kendali jarak jauh. Selama ini lampu-lampu gedung bertingkat dikendalikan secara manual tentunya masih terdapat kelemahan, diantaranya lampu masih dalam keadaan nyala yang seharusnya off/mati pada saat/kondisi yang sudah ditentukan, hal ini berakibat pada pemborosan energi, pengeluaran cost yang berlebih, sering menjadi pemicu terjadinya kebakaran gedung yang belakangan ini marak terjadi karena hubung singkat (konsleting listrik). Dengan memanfaatkan kecanggihan teknologi khususnya pada android seyogyanya dapat mengurangi/meminimalisir kelemahan tersebut, yaitu dengan membuat prototype alat pengedali lampu pada gedung bertingkat berbasis android dan mikrokontroller AT89C2051. Kendali lampu gedung bisa diakses melalui smartphone android karena memanfaatkan koneksi internet serta aplikasi yang sudah terinstall pada smartphone android untuk menyalakan dan mematikan lampu. Sistem yang digunakan adalah sistem komunikasi antara smartphone dengan mikrokontroller AT 89C2051. Smartphone Android sebagai pengendali dan pemantauan keadaan peralatan lampu listrik. Kata Kunci: Prototype, Smartphone Android, mikrokontroller AT89C2051, Kendali Lampu Gedung 1. PENDAHULUAN Ponsel pintar dengan sistem operasi Android semakin banyak tersedia dipasaran dengan harga yang semakin terjangkau. Sistem operasi android sendiri bersifat sistem operasi open source yang dapat dimodifikasi sesuai dengan keperluan. Hal ini menumbuhkan minat untuk dapat membuat perangkat lunak yang bermanfaat dalam memenuhi kebutuhan manusia sehari-hari. Dengan memanfaatkan perangkat keras yang sudah terdapat diponsel Smartphone Android ISSN : 2302-5700 (Print) – 2354-6654 (Online)
berupa pengaturan wifi maka dapat membuat aplikasi berdasarkan fungsi wifi tersebut. Selain itu dalam proses pembuatan aplikasi tentunya tidak berbayar dan dapat dilakukan dengan bebas atau open source dan memiliki tampilan aplikasi yang bisa dimengerti pemakaianya. Penggunaan lampu dimasyarakat sekarang ini dinilai kurang efektif dan masih sering mengabaikan dalam penggunaanya, sering kali lampu masih tetap menyala walaupun tidak dipakai. Hal ini merupakan suatu pemborosan, selain itu banyak waktu terbuang
1
ijns.org
Indonesian Journal on Networking and Security - Volume 5 No 4 – Oktober 2016
untuk menyalakan dan mematikan lampu secara manual. Pengendali lampu gedung diharapkan dapat mempermudah pekerjaan kita, karena dimasa sekarang ini tingkat kesibukan seseorang meningkat sehingga jarang sekali seseorang memperhatikan keadaan disekitar, dengan memanfaatkan smartphone android sebagai kendali lampu dan didukung mikrokontroller sebagai kendali utama. Seseorang tetap dapat memantau kedaaan lampu dari jarak jauh tanpa harus berada dirumah. Adapun pembatasan masalah dalam prototype perancangan alat ini meliputi: 1.) Alat yang dibuat menggunakan mikrkontroller AT89C2051. 2.) Sensor yang digunakan adalah LDR sebagai pendeteksi lampu apabila terjadi kesalahan pada saat lampu dinyalakan. 3.) Bahasa pemograman yang digunakan adalah Assembly. 4.) IC yang digunakan adalah IC ULN 2003 dan IC Max 323. 5.) Inputan yang berasal dari smartphone dikirim ke router dilanjutkan kemikrokontroller dan diterima kembali oleh smartphone android . Tujuan pembuatan prototype alat pengendali lampu gedung berbasis android dengan mikrokontroller AT89C2051 ini adalah merancang alat yang mana mampu mengendalikan on/off lampu dari jarak jauh, memaksimalkan kinerja android dibidang ilmu dan pengetahuan serta mengurangi penggunaan beban listrik yang berlebih dengan menggunakan mikokontroller AT89C2051 yang dikendalikan melalui smarrtphone andorid. Solusi alternatif permasalahan yang ada selama ini pada gedung-gedung bertingkat yang ada di perkotaan. 2. METODE PENELITIAN Metode yang digunakan adalah penggabungan dari pengumpulan data tentang bahan-bahan pembuatan alat dan prototipe yaitu merancang suatu alat dan sistem kendali elektronika menggunakan mikrokontroler berbasis android. Proses ini meliputi kegiatan pengamatan objek secara langsung dalam suatu waktu tertentu, mengadakan pencatatan, persiapan komponen, perangkaian komponen, serta aplikasi-apalikasi pendukung hingga menjadi suatu alat dan pemrograman agar menghasilkan alat yang sesuai keinginan kita.
3. TINJAUAN PUSTAKA a. Mikrokontroller AT89C2051 Mikrokontroler adalah suatu piranti yang digunakan untuk pengolahan data-data biner (digital) yang didalamnya merupakan gabungan dari rangkaian-rangkaian elektronik yang dikemas dalam bentuk chip IC (Integrated Circuit). AT89C2051 adalah 8 bit mikrokontroller dengan 2 Kilobyte flash EPROM dengan basis HCMOS dan bekerja dengan tegangan catu yang sangat rendah. Peralatan ini diproduksi ATMEL menggunakan teknologi yang memorinya tidak mudah terhapus dalam kompatible dengan instruksi set MCS-51.
Gambar 3.1 Mikrokontroller AT89C2051 b. LED LED (Light Emiting Diode) adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan maju. Warna-warna cahaya yang dipancarkan oleh LED juga dapat tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakan. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak nampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada remote control TV. c. Relay Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electro mechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Swtich). Relay menggunakan prinsip Elektromagnetik untuk menggerakan Kontak Saklar sehingga dengan arus yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi
Gambar 3.2 Relay ISSN : 2302-5700 (Print) – 2354-6654 (Online)
2
ijns.org
Indonesian Journal on Networking and Security - Volume 5 No 4 – Oktober 2016
d. Saklar Saklar adalah alat-alat elektronika yang mempunyai fungsi sebagai pemutus dan penghubung arus. Ada 3 jenis saklar yaitu saklar On off, saklar Push On, saklar Push off. e. IC ULN 2003 IC ULN 2003 merupakan termasuk IC TTL (Transistor Logic) didalam IC ini terdapat transistor darlington. IC darlington merupakan 2 buah transistor yang dirangkai dengan konfigurasi khusus untuk mendapat penguatan ganda sehingga menghasilkan penguatan arus yang besar f. Dioda Dioda merupakan salah satu komponen yang berfungsi untuk mengubah arus bolak balik menjadi arus searah. Bahan tipe-n akan menjadi sisi anoda sedangkan bahan tipe-p menjadi katoda. Dioda dibedakan menjadi tiga, diantaranya adalah: dioda Zener, dioda LED, dan dioda SCR. g. Resistor Resistor atau yang disebut juga dengan tahanan, adalah salah satu komponen elektronika yang digunakan sebagai penghambat, baik arus (I) ataupun tegangan (V) yang akan diinputkan atau dikeluarkan ke sirkuit atau rangkaian lain. Warna-warna tersebut melambangkan angka. g. JavaScript JavaScript adalah sekumpulan teknologi untuk membuat dan menjalankan perangkat lunak pada computer stand alone. Berfungsi untuk menghubungkan aplikasi smartphone ke mini PC. h. HTML5 HTML5 adalah sebuah markah untuk menstrukturkan dan menampilkan isi dari Waring Wera Wanua, sebuah teknologi inti dari internet yang mana nantinya aplikasi yang dibuat, dimodif, didownload dan dapat diinstall agar bisa terhubung dari smartphone android ke mikrokontroller. i. JBOSS JBOSS merupakan server aplikasi terbuka berbasis Java EE yang diimplementasi menggunakan java. JBOSS dapat digunakan disegala sistem operasi yang mendukung java. j. SO (sistem operasi) Linux OpenWRT adalah sebuah linux yang mudah dan open source, yang bisa kia modifikasi sesuai keinginan dn kompatible dengan router yang kita gunakan k. Eclipse Eclipse adalah program aplikasi yang memungkinkan user/pengguna untuk dapat ISSN : 2302-5700 (Print) – 2354-6654 (Online)
memodif tampilan dan mesetting tomboltombol yang digunakan untuk mengendalikan aktif dan nonaktif lampu l. Android Android merupakan salah satu sistem operasi mobile popular berbaasiss linux yang di ciptakan oleh perusahaan google. Kelebihan sistem operasi android sendiri ialah menyediakan platform terbuka (open source) bagi para pengembang untuk menciptakan berbagai jutaan aplikasi mereka sendiri yang nantinya akan di pergunakan untuk berbagai macam peranti bergerak.
Gambar 3.3. icon android 4. ANALISA DAN PERANCANGAN Berikut langkah-langkah untuk perancangan dan pembuatan prototype alat yang dimaksud: A. Langkah Perancangan Langkah perancangan alat meliputi dari software yang akan digunakan dalam pembuatan aplikasi maupun hardware elektronika, diantarnya adalah: 1.) Desain rangkaian/menganalisa rangkaian yang nantinya akan dibutuhkan guna menunjang kinerja sistem. 2.) Pembuatan layout menggunakan PCB designer sebagai skematik rangkaian alat yang akan dirancang. 3.) Langkah selanjutnya pemasangan komponen pada board PCB yang telah kita buat. 4.) Untuk langkah selanjutnya dengan melakukan pegujian rangkaian. 5.) Setelah alat sudah jadi dan sudah kita ujicoba, proses selajutnya membuat aplikasi android yang akan digunakan untuk mengontrol aktif dan non aktif lampu. 6.) Dengan menggunakan JBOSS, javascript, eclips dan beberapa aplikasi yang support untuk java. B. Perancangan Blok Diagram Berikut adalah blok diagram prototype alat pengendali lampu gedung berbasis android dengan menggunakan mikrokontroller AT89C2051
3
ijns.org
Indonesian Journal on Networking and Security - Volume 5 No 4 – Oktober 2016
mini PC (Router) yang sudah terinstall linux melalui sebuah koneksi jaringan wirelles. 4. Selanjutnya mikrokontroller yang sudah siap dihubungkan ke mini PC melalui USB serial, agar mikrokontroller yang sudah terpasang lampu LED beserta komponen alektronika lainya bisa dikendalikan melalui smartphone android. 5. Mikrokontroller yang menerima inputan dari perangkat luar (smartphone) akan diproses oleh mikokontroller menggunakan bahasa Assembly, dan output yang dihasilkan berupa aktif dan non aktif lampu, akan bekerja maksimal. D. Flowchat Program
Gambar 4.1. Blok Diagram
Gambar 4.2. Skema Rangkaian Alat C. Cara Kerja Alat Berikut adalah cara kerjanya: 1. Cara kerja dari prototype alat ini terdiri dari dua bagian besar yaitu sebuah aplikasi lunak yang akan digunakan untuk sistem pengontrol berbasis android dan sebuah sistem perangkat keras/hardware yang berperan dalam sisi mekanisme. 2. Tegangan AC masuk dari PLN sebesar 220-240 volt, kemudian diubah menjadi 9 volt oleh adaptor. Kemudian distabilkan oleh IC regulator 7805 menjadi 5 volt 3. Smartphone android yang sudah terinstall aplikasi kendali lampu, dihubungkan ke
ISSN : 2302-5700 (Print) – 2354-6654 (Online)
Gambar 4.3 Flowchat Program 5. UJI dan ANALISA Pengujian sistem keseluruhan dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja secara keseluruhan. 1.) Pengujian Pertama Tabel 5.1. Hasil Percobaan tanpa Arus listrik dari PLN N O
BATERAY UPS
MIKRO KONTR OLER
LED
BUZ ZER
KET
1
3 Volt
Mati
Mati
Mati
Mati
2
3,5 Volt
Tidak Bekerja
Mati
Mati
Jelek
4
ijns.org
Indonesian Journal on Networking and Security - Volume 5 No 4 – Oktober 2016
3
4,5 Volt
Bekerja
Nyala
Nyala
Baik
4
4,8 Volt
Bekerja
Nyala
Nyala
Baik
Pada percobaan pertama tanpa arus listrik dari PLN. Penulis memberi daya 3 volt, mikrkontroller tidak bekerja bahkan mati karena daya yang diberikan masih kecil dibawah 4,5 volt. Sehingga LED dan Buzzer tidak tersupply daya. Pada percobaan kedua kita memberi daya sebesar 3,5 volt mikrokontroller tidak bekerja lampu mati dan buzzer juga mati. Dapat simpulkan dari percobaan diatas bahwa mikrokontroller dapat bekerja dengan sangat baik pada tegangan 5 volt, dilihat dari output yang bekerja dengan baik.
N Pr o o . vi d er
Ket. Signal
1 .
In d o s at ( m 3)
HSDP A
2 .
3
3 .
4 .
D el ai
Output LED
Bu zz er
Ket
on
off
2d eti k
on
off
-
LED akan aktif/n on aktif dalam waktu 2detik (Baik)
Edge
4d eti k
on
off
-
LED akan aktif/n on aktif dalam waktu 4detik (kura ng baik)
X L
3G
4d eti k
on
off
-
LED akan aktif/n on aktif dalam waktu 4detik (Jelek )
T el k o m s el (S i m p at i)
HSDP A
2d eti k
on
off
-
LED akan aktif/n on aktif dalam waktu 2detik (Baik)
2.) Percobaan Kedua Pada percobaan kedua penulis mencoba mengganti daya supply dengan menggunakan arus dari PLN. Tabel 5.2. Percobaan menggunakan Arus PLN N O
CATU DAYA
MIKROKO NTROLER
1
3 Volt
Bekerja
2
4 Volt
3
4
5
BUZ ZER
KET
Redup
Nyal a Pela n
Jele k
Bekerja
Nyala
Nyal a
Baik
5 Volt
Bekerja
Nyala
Nyal a
San gat Baik
6 Volt
Bekerja
Terang
Nyal a Kera s
Baik
Rusa k
San gat Jele k
12 Volt
Rusak
LED
Sangat Terang
Pada percobaan tanpa menggunakan arus listrik dari PLN, mikrokontroller bekerja normal pada tegngan sebesar 4,5-5 volt. Selain itu mikrokontroller tidak bekerja normal ketika diberi tegangan kurang dari 4,5 volt. Pada percobaan menggunakan arus listrik PLN, mikrokontroller bekerja normal ketika diberikan daya 5-6 volt. LED dan Buzzer juga berjalan normal. 3.) Percobaan Ketiga Tabel 5.3. Percobaan Kendali Lampu dengan menggunakan provider. ISSN : 2302-5700 (Print) – 2354-6654 (Online)
Pada percobaan ketiga, percobaan menggunakan provider GSM yang sering kita gunakan, diantaranya: telkomsel, indosat, XL,
5
ijns.org
Indonesian Journal on Networking and Security - Volume 5 No 4 – Oktober 2016
dan 3. Untuk melakukan kendali kontrol jarak jauh melalui komunikasi data transfer. Dari percobaan pertama kita menggunakan indosat (M3), mendapatkan kecepatan yang lumayan bagus ditambah sinyal HSDPA yang belum terlalu stabil tergantung dimana kita melakukan percobaan kendali lampu. Percobaan kedua kita menggunakan Provider 3. Yang mana sangat digandrungi masyarakat karena kemurahanya dan aktif 1tahun, tapi sinyal 3G maupun HSDPA tidak keluar, hanya jaringan Edge saja, maka kendali lampu aktif maupun non aktif mencapai 4 detik. Pada percobaan ketiga, kita menggunakan provider XL, hasilnya hampir sama dengan provider 3 tapi lebih unggul dalam sinyal yaitu 3G. Pada percobaan keempat menggunakan telkomsel (simpati). Perbedaan sangat mencolok dibanding provider-provider sebelumnya. 2 detik waktu yang digunakan untuk kendali lampu aktif dan non aktif. Sama dengan indosat (M3) tapi untuk jaringan 3G ataupn HSDPA telkomsel lebih unggul. Maka dari percobaan kendali lampu gedung dengan menggunakan provider GSM dapat disimpulkan untuk mendapatkan atau mempercepat kinerja alat yang maksimal, penulis menyarankan menggunakan provider Telkomsel, selain sinyal 3G yang sudah menyeluruh, telkomsel juga sudah mengeluarkan 4G sebagai akses yang lebih cepat dibanding sebelumnya. DAFTAR PUSTAKA [1] Budiharto, Widodo., dan Sigit Firmansyah. 2010. Elektronika Digital dan Mikroprosesor. Yogyakarta: Andi Offset. [2] Deni Arifianto . 2011. Kumpulan Rangkaian Elektronika Sederhana Jakarta: Kawan Pustaka [3] Erlina Cahya Setianingrum, Bambang Eka Purnama (2013), Sistem Pengaman Brankas dengan menggunakan Handphone berbasis Mikrokontroler AT89S51 [4] http://ijns.org/journal/index.php/seruni/ article/view/812 Elektronika, Swadidik. 2009, Pengenalan Elektro Dasar. Bandung: Informatika Bandung. [5] Hartanto, Dwi, & Suwanto Raharjo, 2006. Visual Downloader untuk Mikrokontrller AT 89C2051. Yogyakarta: Andi Offset. [6] Iswanto. 2011. Belajar Mikrokontroler AT89S51 dengan Bahasa C. Yogyakarta: CV. Andi Offset. ISSN : 2302-5700 (Print) – 2354-6654 (Online)
[7] Tatyantoro Andrasto (2010) Pengendali Peralatan Rumah Tangga menggunakan Telepone selular berbasis Mikrokontroller. http://journal.unnes.ac.id/nju/index.php /sainteknol/article/view/342 [8] Utomo, Eko Priyo. 2013. Cara Cepat dan Mudah Belajar JavaSE7.Yogyakarta: Andi Offset. [9] Utomo, Eko Priyo. 2012. Tips dan Trik seputar Android dan Blackberry. Jakarta: Kawan Pustaka. [10] Wahyudin. Didin. 2007. Belajar Mudah Mikrokontroller AT89552. Yogyakarta: Andi Offset [11] Winoto, Ardi. 2010. Mikrokontroler AVR ATmega 8/16/32/8535. (edisi revisi). Bandung: Penerbit Informatika [12] Winarno, dan Deni Arifianto. 2011. Bikin Robot Itu Gampang. Jakarta: Kawan Pustaka. [13] Tplink. 2014. Portable 3G/3,75G Wirelles N Router TLMR3020. Diambil dari: http://www.tplink.co.id/product/details/?categoryd=2 18&model=TL-MR3020. [14] Atmel.http://www.atmel.com/devices/a t89c2051.aspx?tab=documents [15] Asrofi ., Bambang Eka Purnama, Rancang Bangun Alat Kontrol Otomatis Pendingin Komputer Berbasis Mikrokontroler ATMEGA8L, Vol 2, No 2 (2013): IJNS April 2013 [16] Slamet Riyadi, Sukadi, Pembuatan Model Pintu Geser Otomatis Pada Unit Pelayanan Teknis Rumah Pintar Kabupaten Pacitan, Vol 3, No 2 (2014): IJNS April 2014 [17] Imam Soleh Ma'rifati, Corie Mei Hellyana, Perancangan Dan Pembuatan Alat Pengering Kerupuk Otomatis Menggunakan Mikrokontroler atmega16, Vol 4, No 1 (2016): Jurnal Evolusi 2016 [18] Elwin Mulyanah, Corie Mei Hellyana, Perancangan Dan Pembuatan Alat Pengering Kerupuk Otomatis Menggunakan Mikrokontroler atmega16, Vol 3, No 2 (2015): Jurnal Evolusi 2015
6
