KONTROL LAMPU RUMAH BERBASIS ANDROID Pembimbing 1 Ir. Sulaiman. M.T dan pembimbing 2. Hasbi Nur Prasetio W.ST.MT Nama: Bobby Satria Andika Nim:11172015 E-mail:
[email protected] ABSTRAK Untuk menghidupkan dan mematikan lampu di rumah biasanya menggunakan saklar sehingga dengan alat ini dapat dilakukan dengan menggunakan handphone android untuk mempermudah manusia menghidupkan atau mematikan lampu. Keseluruhan alat ini dibagi menjadi beberapa bagian yaitu terdiri atas handphone android, modul bluetooth, mikrokontroller, rele, lampu rumah dan LCD. Alat ini bekerja saat Bluetooth handphone menyambungkan koneksi ke Bluetooth rangkaian, dari Bluetooth rangkaian kemudian ke mikrokontroler untuk memproses perintah, dari mikrokontroler kemudia ke rele yang bekerja sebagai pengganti saklar yang berfungsi untuk menghidupkan atau mematikan lampu yang di inginkan. kemudian LCD menampilkan indikator berupa tulisan yang menampilkan lampu berapa yang hidup dan mati. Kata kunci : Modul Bluetooth, Mikrokontroller, Rele dan LCD ABSTRACT To activate and kill light at home normally used switch until with this tool can be done by using android handphone to facilitate human activate or kill light. Overall this tool divided into some parts namely consisting android handphone, bluetooth module, mikrokontroller, rele, house light and LCD. This tool work when bluetooth handphone connect connection to bluetooth sequence, from Bluetooth sequence then to mikrokontroler to process order, from mikrokontroler then to rele that worked as switch substitute that function to activate or kill light that in want. then LCD enacts indicator represent writing that show light how that living and dead. Keyword : Bluetooth Module, Mikrokontroller, Rele and LCD
1.1
Latar Belakang
beberapa peralatan. Dengan latar belakang
Di dalam kehidupan manusia modern,
tersebut,penulis
melakukan
penelitian
dimana sebuah alat rangkaian elektronika
control lampu rumah berbasis android.
sederhana
1.2
sampai
yang
canggih
sangat
Perumusan Masalah
bermanfaat bagi manusia, sebagai contoh rangkaian control lampu di rumah untuk mempermudah masyarakat dalam mematikan dan
menghidupkan
lampu
menggunakan
Dengan mengggunakan android
ini
kita
sistem dapat
mengontrol lampu (memadamkan dan menghidupkan lampu) di rumah pada perinsipnya
samaseperti
saklar
hanya
tapi
dapat diambil suatu rumusan masalah yaitu, bagaimana cara membuat rangkaian Kontrol Lampu Rumah Berbasis Android
sistem android.
teknologi
Dari latar belakang diatas maka
saja
menggunakan ditambahkan
Menggunakan Mikrokontroller & NUC 120. 1.3 Batasan Masalah Pada
penulisan
alat
ini
penulis
membatasi permasalahan pada pengunaan
alat ini yaitu Jumlah lampu,jenis lampu
dihubungkan secara seri maupun paralel
dan daya lampu.
atau bahkan seri paralel.
1.4
Tujuan Adapun tujuan yang ingin dicapai Gambar Resistor
dari pembuatan alat ini yaitu: a. Untuk
Memperkenalkan
kepada
mahasiswa tentang aplikasi android
b. Membuat
rangkaianpendukung
kontrol
lampu
dengan
2.2
Kapasitor Kapasitor adalah komponen dasar
elektronika
yang
termasuk
dalam
mikrokontroler & Nuc120.
komponen pasif yang digunakan untuk
Manfaat
menyimpan muatan listrik dalam jangka
Adapun manfaat dari alat Kontrol
waktu tertentu. Pada umumnya kapasitor
lampu Rumah dengan aplikasi Android. ini
terdiri atas dua plat logam yang dipisahkan
yaitu:
oleh suatu bahan penyekat yang disebut
1.4
bahan dielektrik yaitu berupa vacum
a. Sebagai media kontrol lampu
alternatif yang cepat dan tidak
udara, keramik, gelas, mika dan lain-lain.
tergantung tempat.
Kedua plat ini diberi muatan listrik yang
b. Menjadi alat sosialisasi keberadaan
aplikasi
android
yang
dapat
sama besar tetapi yang satu positif dan lainnya negatif.
digunakan pada aplikasi instalasi penerangan. 2.1
Resistor Resistor
merupakan
komponen Gambar Kapasistor
pasif dalam suatu rangkaian yang memiliki notasi R dalam satuan Ohm, sifat dan cara kerja resistor adalah resistor akan bekerja dan akan selalu mengeluarkan energi bila ada arus listrik yang mengalir melalui resistor tersebut, energi akan dikeluarkan dalam
bentuk
dirangkai
seri
panas. akan
Resistor bersifat
yang sebagai
pembagi tegangan dan apabila resistor yang dirangkai pararel akan bersifat sebagai pembagi arus. Resistor sering
2.3 Dioda Dioda merupakan salah satu jenis komponen aktif yang berfungsi sebagai komponen penyearah. Dioda terbuat dari semikonduktor
jenis
silikon
dan
germanium. Dioda disusun menggunakan semikonduktor jenis p sebagai kutub positif ( + ) dan semikonduktor jenis n sebagai kutub negatif ( – ). Karena dioda
termasuk komponen aktif, arus listrik
komponen elektronik yang melakukan
yang mengalir dari sambungan P ke
suatu fungsi yang penting dan berguna
sambungan N
dilewatkan jika
dalam perangkat elektronik baik digital
tegangan listrik yang dilewatkan pada
maupun analog. Hal yang dilakukan oleh
dioda berbahan silikon minimal 0,7 Volt
regulator ini adalah menstabilkan tegangan
dan pada dioda berbahan germanium
yang melewati IC tersebut. Setiap IC
minimal 0,3 Volt.
regulator mempunyai rating tegangannya
akan
sendiri-sendiri. 2.4
contoh,
IC
regulator dengan nomor 7805 merupakan
Transistor Transistor
semikonduktor
Sebagai
merupakan yang
komponen
dipakai
regulator tegangan 5 Volt. Yang artinya
sebagai
selama tegangan masukan lebih besar dari
penguat pada rangkaian elektronika juga
tegangan keluaran maka akan dikeluarkan
sebagai sirkuit pemutus dan penyambung
tegangan sebesar 5 Volt. Jadi tegangan
(switching), transistor itu sendiri adalah
yang dimasukan ke dalam IC ini bisa
komponen yang terdiri dari dua gabungan
berupa tegangan 9 volt, 12 Volt yang
kata yaitu, Transfer dan resistor.Transfer
berasal dari power supply ataupun dari
artinya perubahan atau pemindahan, dan
baterai.
Resistor adalah tahanan atau hambatan, sehingga perubahan
dapat
kita
tahanan
artikan atau
sebagai
perubahan
hambatan. Transistor itu adalah hasil
Konstruksi Transformator 2.6 Tranformator
pengembangan dari dioda, silikon, dan
Transformator
yaitu
alat
yang
arsenium. Adapun bahan dasar pembentuk
berbentuk gulungan kawat yang berfungsi
dari komponen transistor yaitu terdiri dari
untuk memindahkan tegangan dari input
atom-atom germanium (Ge), indium (Si)
ke output atau digunakan untuk penaik dan
dan arsenium (As).
penurun tegangan arus bolak-balik (AC). Trafo diusun menggunakan kumparan, tiap-tiap kumparan dililit menggunakan tembaga. Kumparan primer digunakan
Gambar Transistor 2.5
sebagai input (masukan) tegangan dan
IC Regulator
kumparan sekunder digunakan sebagai
IC regulator atau yang sering
output (keluaran) tegangan. Adapun trafo
disebut
sebagai
(voltage
regulator)
regulator
tegangan
merupakan
suatu
yang
digunakan
dalam
rangkaian
elektronika berbeda fungsinya dengan
trafo yang digunakan untuk teknik listrik
dengan 48 MHz. Telah dilengkapi dengan Full
arus kuat. Pada trafo untuk listrik arus kuat
Speed USB 2.0 Device Controller yang sangat
yang digunakan adalah trafo dengan
fleksibel
ukuran arus (A) yang cukup besar juga
berbagai aplikasi berbasis USB.
dan
dapat
dikonfigurasi
untuk
sesuai dengan kapasitas yang diperlukan. Sedangkan
trafo
untuk
keperluan
Tata Letak
elektronika umumnya berbentuk kecil dengan arus yang kecil juga, baik untuk trafo input maupun trafo outputnya.
Gambar Transformator Gambar Fisik DT-ARM NUC120
2.7 Rele
Jumper
Rele merupakan salah satu jenis sakelar atau switch dimana perbadaannya,
PSU-SLCT (J3)dan USB-
PWR (J5) berfungsi untuk memilih sumber tegangan yang akan digunakan.
rele yang dikendalikan secara elektronik. Sedangkan saklar dikendalikan secara mekanik.
Rele
menggunakan
prinsip
elektromagnet koil (kumparan).
Gambar Rele 2.8 Mikrokontroler NUC120 DT-ARM CORTEX NUC120 Board
Gambar Pengaturan Jumper (J3),(J4), Dan (J5)
merupakan sebuah modul mikrokontroler 32bit
berbasis
ARM
Cortex-M0.DT-ARM
Terminal biru
J2 merupakan
jalur
NUC120 BOARD dilengkapi dengan program
catu daya masuk untuk tegangan 6,5 – 12
bootloader
membutuhkan
VDC (via regulator). Terminal biru J1
divais program merterpisah. NUC120 mampu
merupakan jalur catu daya masuk untuk
beroperasi dengan kecepatan CPU sampai
tegangan
sehingga
tidak
regulator).
3,3–
5,5VDC
Konektor
Mini
(tanpa
melalui
USB
(J8)
merupakan
jalur
komunikasi
dan
Terminal biru RS485(J10) merupakan
pemrograman secara bootloader melalui USB
jalur komunikasi untuk UARTRS-485. Jumper
(secara default akan dikenali sebagai USB
TERM (J9)
HID device).
atau menonaktifkan resistor terminasi.
berfungsi untuk mengaktifkan
Jumper J11 digunakan untuk mengatur fungsi PB.15.
Gambar Pengaturan Jumper TERM J9 PORT GPIO 1 (J7) dapat difungsikan Gambar Pengaturan Jumper J11 Pemrograman
secara
bootloader
sebagai jalur input ADC, input/output digital, dan sinyal SPI.
dilakukan menggunakan software NuMicro ISP Programming Tools, caranya dapat diihat pada Application Note – NUC002. Selain melalui jalur bootloader, pemrograman dapat dilakukan melalui jalur ICE(SWD DEBUG PORT, J6) dengan menggunakan devais
Gambar PORT GPIO 1 (J7)
programmer terpisah. PORT GPIO 2(J13) dapat difungsikan sebagai jalur input/output digital, antarmuka , PWM, dan sinyal
Gambar SWD DEGUB Port J6 Jumper J12, J14, dan J15 berfungsi untuk mengatur fungsi PB.0, PB.1, dan PB.2. Gambar PORT GPIO 2 (J13) PORT GPIO 3(J16) dapat difungsikan sebagai
jalur
input/output
antarmuka UART.
Gambar Pengaturan Jumper J12,J14, Dan J15
digital
dan
Tombol RESET (S1) berfungsi untuk reset pada modul. Tujuan dari
melakukan
perancangan
kontrol
lampu
berbasis
android adalah mendapatkan hasil yang optimal, sehingga dalam suatu pembuatan Gambar PORT GPIO 3(J16)
alat
PORT GPIO 4(J17) dapat difungsikan
dengan baik. Perancangan merupakan
antara lain sebagai jalur input/output digital,
tahap terpenting di dalam pembuatan tugas
external interrupt, PWM, dan sinyal SPI.
akhir. Perancangan ini bertujuan untuk
akan
terencana
dan
terorganisir
menghasilkan suatu alat atau perangkat yang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Sebagai
langkah
perancangan Gambar PORT GPIO 4 (J17)
awal
kontrol
dalam
lampu
tahap berbasis
android adalah menentukan suatu sistem
PORT GPIO 5(J18) dapat difungsikan
yang akan dibuat dan mengetahui prinsip
antara lain sebagai jalur input/output digital,
kerjanya, sehingga dapat menggambarkan
PWM, sinyal SPI, dan sinyal
proses-proses yang akan dikerjakan. 3.2 Langkah-Langkah Perencangan Untuk memulai sebuah perencangan suatu rangkaian, maka terlebih dahulu di butuhkan blok diagram rangkaian, yang merupakan salah satu bagian terpenting
Gambar PORT GPIO 5 (J18) PORT GPIO 6(J19) dapat difungsikan sebagai jalur input/output digital dan sinyal
dalam perencangan suatu alat, karena dari diagram blok rangkaian inilah dapat diketahui keseluruhan.
SPI.
cara
kerja
Sehingga
rangkaian keseluruhan
diagram blok rangkaian tersebut akan menghasilkan suatu system yang dapat difungsikan atau dapat berkerja sesuai dengan perencangan. Adapun diagram blok rangkaian dari dalam perencangan Gambar PORT GPIO 6 (J19)
dan pembuatan alat ini penulis membagi
menjadi beberapa bagian. Bagian-bagian
Didalam catu daya terdapat diode
ini dapat dilihat pada gambar 3.1 blok
yang berfungsi sebagai penyearah. Untuk
diagram di bawah ini.
menstabilkan tegangan yang dikeluarkan maka perlu digunakan IC regulator agar tegangan yang dikeluarkan menjadi stabil. Adapun
rangkaian
catu
daya
adalah
sebagai berikut:
Gambar Blok Diagram Rangkaian Langkah-langkah perancangan ini menjadi
2
bagian,
yaitu
bagian
perencangan
elekronik
yang
meliputi
semua tahapan yang berhubungan dengan
Gambar Rangkaian Catu Daya
rangkaian, misalnya pemilihan komponen,
3.3.2 Perancangan kotak ( Box )
pembuatan PCB, pemasangan komponen
Tahap perancangan mekanik yang
dan pengujian rangkaian. Selanjutnya
dilakukan perancangan ini untuk
adalah perancangan mekanik. Pada bagian
melindungi rangkaian dari kerusakan
ini dilakukan pekerjaan yang berhubungan
karena pengaruh dari luar rangkaian dan
dengan bidang mekanik seperti membuat
untuk memperindah peralatan yang dibuat,
box, mengecat, memberi tanda, merakit,
maka perlu dirancang bagian mekaniknya.
pengeboran untuk bagian-bagian yang
Setelah proses pembuatan PCB dan
sesuai pada rangkaian yang akan dibuat.
pemasangan komponen selesai maka
3.3
Perancangan Elektronik
langkah selanjutnya adalah merancang
Pada perencangan ini meliputi
kotak.
semua bagian pengerjaan berhubungan langsung
dengan
rancangan.
3.3.3 Module Bluetooth HC-05
Dimana
Module Bluetooth hc-05 adalah
rangkaian satu dengan yang lain masih
suatu perangkat yang befungsi sebagai
merupakan satu kesatuan system
media penghubung antara smartphone
3.3.1 Rangkaian Catu Daya
android dengan mikrokontroler yang sudah
Catu daya adalah rangkaian yang digunakan untuk mengubah arus AC menjadi arus DC. Adapun catu daya yang digunakan pada rangkaian ini adalah catu daya sebesar 9 volt
tertanam modul Bluetooth tersebut.
a. Memperhatikan hubungan antar komponen
agar
tidak
terjadi
kekeliruan. b.Membuat
jalur
yang
menghubungkan antar komponen
Gambar Module Bluetooth HC-05
sependek dan sekecil mungkin. 3.3.4 Rangkaian Mikrokontroller
c. Tata letak komponen sebaiknya
Pada rangkaian ini mikrokontroller sebagai
pengendali
utama
simetris.
untuk
d. Usahakan tidak terlalu banyak
melakukan instruksi atau perintah di
jumper.
dalamnya terdapat program yang di atur
Pada tahap ini tata letak komponen
cara kerjanya. Mikrokontroller mempunyai
harus dirancang terlebih dahulu agar
port-port yang dapat di fungsikan sebagai
nantinya komponen dapat dipasang secara
input.
teratur dan benar. Pengaturan tata letak komponen disesuaikan dengan bentuk dan besar
komponen
serta
hubungannya
dengan rangkaian. Perancangan tata letak
Gambar Rangkaian Mikrokontroller 3.3.5 Proses perancangan PCB PCB
adalah
tempat
dimana
komponen-komponen dapat ditempatkan seperti resistor, induktor, kapasitor dan komponen yang lain. PCB harus diproses menjadi
jalur-jalur
menghubungkan agar
membentuk
yang
dapat
komponen-komponen rangkaian
yang
diinginkan. Adapun proses pembuatan PCB ini menjadi beberapa tahap yaitu: Pembuatan Lay Out PCB Pada bagian ini harus diperhatikan kaidahkaidah berikut:
komponen
dapat
millimeter
agar
dibuat
pada
diketahui
kertas ukuran-
ukurannya.
Proses Pengolahan PCB Setelah pembuatan lay out selesai maka
dilakukan hal-hal sebagai berikut: a. Lay out yang telah dibuat di PCB diusahakan jalur-jalur yang dibuat tidak ada yang putus dan tergores. b. Setelah yakin tidak ada kerusakan pada
lay
out
maka
mulailah
masukkan PCB ke larutan feritklorit. Pelapisan dan Pemasangan Komponen Untuk pelapisan dan pemotongan perlu diperhatikan hal-hal berikut: a) Melapisi PCB dengan timah.
b) Membersihkan sisa lotfet dengan
3.4.1 Pembuatan Box
tiner.
Setelah jalur PCB dan
c) Memeriksa konduktifitas jalur
Mengetahui komponen-komponen
dengan ohmmeter.
yang
akan dipergunakan, maka kita dapat
d) Menyiapkan komponen yang
merencangkan
akan dipasang.
box
tempat
rangkaian
diletakkan. Sebelum melakukan pekerjaan
e) Menyolder komponen yang
ini, terlebih dahulu disiapkan gambar-
dipasang.
gambar,
bahan-bahan,
yang
akan
f) Memotong kaki komponen.
digunakan. Dalam pembuatan box ini ada
g) Membersihkan PCB.
beberapa hal yang perlu diperhatikan
Perakitan Komponen Setelah proses diatas dilakukan maka
sebelum
perencanaan
bertujuan
untuk
dimulai
memudahkan
yang dalam
langkah selanjutnya adalah melakukan
proses pengontrolan, pengoprasian alat
pembersihan pada jalur PCB dengan
nantinya yaitu:
maksud
untuk
penyolderan
mempermudah
komponen
dan
dalam
a. Ukuran komponen
untuk
b. Ukuran papan PCB
menghindari kerusakan komponen yang
c. Kondisi kerja rangkaian, misalnya
mudah rusak akibat panas,maka sebaiknya
pengaruh rangkaian terhadap suhu
pemasangan komponen haruslah dilakukan
dan frekuensi.
dengan cara memasang komponen yang tahan
panas
berurutan. dengan pasif
terlebih
Misalnya pemasangan
seperti
resistor
dahulu dapat
secara
dilakukan
terminal-terminal dan
d. Perancangan panel depan
kapasitor,
Dengan memperhatikan pertimbangan-pertimbangan
maka kita harus dapat melakukan halhal sebagai berikut:
pemasangan jumper dan yang terakhir
a. Bentuk kotak
pemasangan komponen aktif, misalnya
b. Ukuran kotak
transistor, dioda dan IC.
c. Susunan panel depan
3.4
Perancangan Mekanik Pada
pekerjaan
bagian
yang
ini
berhubungan
3.4.2 dilakukan
diatas,
Pemilihan
Dan
Pengujian
Komponen
dengan
Dilakukan agar dalam perakitan
bidang mekanik, seperti membuat box,
alat berjalan dengan baik, berikut langkah-
mengecat, memberi tanda, merakit bagian-
langkah yang harus diperhatikan seperti,
bagian yang sesuai pada rangkaian yang
penyesuaian
akan dibuat.
komponen haruslah benar dan lengkap.
fungsi
masing-masing
Selain itu dilakukan pengujian komponen
dihasilkan
pada
dengan
memiliki
fungsi
multimeter
untuk
mengetahui
apakah komponen dalam keadaan baik dan
suatu
komponen
untuk
yang
menghubungkan
rangkaian yang satu dengan rangkaian lainnya.
rusak 3.5 Cara Kerja Rangkaian Kontrol Lampu rumah berbasis android Alat ini mempunyai input data yang berasal dari Android dengan perangkat lunak yang telah pogram dengan Basis
Gambar Rangkaian Kontrol lampu rumah
Android.Dengan BasisAndroid tersebut
berbasis android
maka dapat mengidupkan lampu dengan mengirimkan perintah ke mikrokontroler
4.2
Rontrol Lampu Rumah Berbasis
atmega 16 melalui Bluetooth.
Android Menggunakan Multimeter.
Untuk menghidupkan lampu 1 harus menekan angka 1 pada smartphone, kemudian
di
terima
oleh
Bluetooth
penerima. Catu daya otomatis langsung memberikan
tegangan
Pengukuran Tegangan Rangkaian
pada
semua
rangkaian sehingga semua rangkaian pada keadaan on sehingga ARM Nuvoton 120
Dengan
melakukan
pengukuran
secara 5 kali, maka akan memperoleh nilai yang optimal. Dan akan dapat nilai ratarata dari pengukuran dengan rumus 4.3.
Hasil
Hasil Pengukuran Dan Perhitungan
Pengukuran
Tegangan
Pada
menggunakan multimeter
dalam keadaan on dan sistem pada ARM Nuvoton 120 menghidupkan lampu 1 dengan menggerakan rele . Lampu 1 hidup dengan menampilkan angka yang telah diprogram. Untuk menghidupkan lampu 2 3 4 sama saja dengan cara yang di atas menggunakan
sinyal
bluetooth
untuk
menggerakan relay pada lampu tersebut. 4.1.
Pengujian dan Pengukuran Alat Pengukuran tegangan pada alat
dilakukan dengan menggunakan voltmeter dan Oscilloscope tegangan
untuk
masukan
mendapatkan
atau
keluaran
data yang
4.4 Analisa Rangkaian Dari
hasil
pengukuran
dan
perhitungan dapat dianalisa pada setiap
titik
pengukuran
(TP).Pada
titik
1. Menghemat tenaga pada saat ingin
pengukuran TP 1 sampai TP 14 yang
mematikan atau menghidupkan
didapat yaitu persentase kesalahan.
lampu.
Untuk kesalahan rumus
mendapatkan ini
%
dihitung
persentase menggunakan
Kesalahan
tegangan
2. Jarak maksimal 15 meter dengan penghalang atau tanpa penghalang.
= DAFTAR PUSTAKA
x 100%.
Budiarto, 1998 “Robot Vision”, Andi, Dimana hasil pengukuran persentase kesalahan TP 1 sampai dengan Tp 14. Tabel 4.7 Pengukuran Tegangan dan Hambatan Pada TP 1 sampai dengan 14. 5.1
Kesimpulan Dari
kita
kenyamanan
yang
dapat dan
dibahas
meningkatkan kemudahan
untuk
mengendalikan lampu pada rumah tanpa harus berinteraksi langsung dengan saklar, memanfaatkan
teknologi
smartphone
android dan aplikasi nuvoton arm nuc120. Berdasarkan perancangan alat yang telah dibuat dan hasil analisa data maka penulis menyimpulkan berikut :
Irawan. 2012. Membuat Aplikasi Android Untuk
beberapa
hal
sebagai
Orang
Awam,:
Penerbit
Maxikom :Palembang Daryanto
bab-bab
sebelumnya, maka didapatkan kesimpulan yaitu
Yogyakarta, .
2002”
Pengetahuan
Teknik
Elektronika. ”, Bumi akasara, Jakarta
Prasetia,
Prambudi
1994,
“Alat-alat
elektronika”, Amanah. Surabaya Sunar. 2003 , “ Cara mudah merangkai Elektronika ” ABSOLUT, Jogjakarta
