PERANC CANGAN D DAN PEM MBUATAN SISTEM O OTOMATISSASI KANTTOR MEN NGGUNAK KAN BLUETTOOTH BEERBASIS M MIKROKON NTROLLER R (MOD DUL ARDU UINO UNO O) LAPORAN TUG GAS AKHIR D Disusun Seba agai Salah Saatu Syarat Un ntuk Menyellesaikan Pendidikan Program m Diploma 3 3 Program Studi Teknik Te elekomunikaasi Politeknik Negeeri Medan Oleh
AGNESIA A JULYETTI DENWY SARA AGIH NIM : 11050 063302 FITRIA M MARLINA OKTTAVIA SITOR RUS NIM: 11050 063306
PRO OGRAM STU UDI TEKNIK TELEKOM MUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO O POLITEEKNIK NEG GERI MEDA AN MEDA AN 2013 3 i
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis mampu untuk menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Telah banyak ilmu yang penulis peroleh selama menjalani masa pembekalan awal, pendeskripsian kegiatan dan perealisasian metode yang didapatkan di bangku perkuliahan. Penulisan laporan Tugas Akhir ini didasarkan pada referensi yang telah ada sebelumnya guna mendapatkan sumber yang benarbenar presisi agar menghasilkan suatu laporan yang benar-benar sesuai dengan yang dibutuhkan oleh kalangan pembaca. Dalam menyusun laporan ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, baik berupa materil,spiritual, tenaga, informasi serta waktu yang diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya. Maka dalam kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada : 1. Bapak Syahruddin, S.T., M.T selaku Direktur Politeknik Negeri Medan 2. Ir. Rina Anugrahwaty selaku Kepala Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan 3.Bapak Suhaili Alifuddin M. Eng selaku Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi Negeri Medan 4. Bapak Sangap Mulyadi, S.T, M.T selaku dosen pembimbing yang senantiasa telah mendukung kami.
ii
5. Bapak Indrayadi, S.T, M.T selaku Dosen wali TK-6D di Politeknik Negeri Medan 6. Bapak/Ibu Dosen dan Staff Pegawai yang mengajar di Politeknik Negeri Medan 7. Ayahanda dan Ibunda penulis beserta seluruh keluarga yang telah memberi dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 8. Teman-teman seperjuangan yang juga menyelesaikan Tugas Akhir, yaitu mahasiswa TK-6A, TK-6B, TK-6C dan khususnya mahasiswa TK-6D yang selalu setia selama 3 tahun perkuliahan.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih banyak terdapat kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan laporan Tugas Akhir ini
Medan,
Agustus 2013
Penulis
iii
ABSTRAK Perancangan dan pembuatan sistem otomatisasi kantor menggunakan bluetooth berbasis mikrokontroller (modul arduino uno) ini dibuat untuk mempermudah pengendalian suatu
sistem dari jarak jauh dan melakukan 3
pekerjaan dalam waktu yang bersamaan dengan cepat, yakni lampu, palang pintu, serta kipas angin. Permasalahan yang timbul dari laporan tugas akhir ini adalah bagaimana merancang sistem otomatisasi kantor menggunakan bluetooth berbasis mikrokontroller (modul arduino uno) dan bagaimana membuat sistem pengendali beban serta kontrol temperatur menggunakan bluetooth berbasis mikrokontroller (modul arduino uno). Laporan tugas akhir ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana merancang dan membuat sistem otomatisasi kantor menggunakan bluetooth berbasis mikrokontroller (modul arduino uno). Pada perancangan tugas akhir ini, digunakan arduino uno sebagai unit kontrol atau pengendali semua cara kerja rangkaian sehingga sistem ini dapat mengendalikan beberapa beban dengan baik.
Android berfungsi sebagai
pengirim instruksi ke bluetooth sehingga instruksi yang diterima diproses ke arduino uno agar dapat mengendalikan beban tersebut. Sistem pengendali ini yang telah berhasil dibangun dengan prinsip kerja apabila kita ingin menghidup dan mematikan lampu, membuka dan menutup palang pintu dan mengontrol temperatur hanya dengan mengaktifkan aplikasi yang tersedia pada android. Berdasarkan ulasan di atas, diharapkan dapat di aplikasikan sebagai alat yang bekerja secara akurat serta mempermudah dalam mengendalikan beberapa beban dalam waktu yang bersamaan dari jarak jauh dengan cepat. Untuk itulah kami merancang dan membuat suatu alat yang diangkat sebagai tugas akhir dengan judul “Perancangan dan Pembuatan Sistem Otomatisasi Kantor Menggunakan Bluetooth Berbasis Mikrokontroller (Modul Arduino Uno)”
iv
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ....................................................................................... i ABSTRAK ......................................................................................................... iii Daftar Isi .............................................................................................................iv Daftar Gambar .................................................................................................... vii Daftar Tabel ....................................................................................................... ix BAB 1 PENDAHULUAN .......................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah .............................................................................................. 2 1.4 Tujuan Penulisan ............................................................................................. 2 1.5 Manfaat Penulisan ........................................................................................... 3 1.6 Teknik Pengumpulan Data .............................................................................. 3 1.7 Sistematika Penulisan ..................................................................................... 3 1.8 Metode Perancangan ....................................................................................... 5 BAB 2 DASAR TEORI .............................................................................................. 6
2.1
Arduino Uno ...................................................................................... 6
2.1.1
Komunikasi .................................................................................7
2.1.2
Kelebihan Arduino Uno ............................................................. 7
2.2
Bluetooth ........................................................................................... 8
2.2.1
Aplikasi dan Layanan Bluetooth ................................................ 9
2.2.2
Time Slot ..................................................................................... 10
2.2.3
Protokol ...................................................................................... 10
2.2.4
Kelebihan dan Kekurangan ........................................................ 11
2.3
Android .............................................................................................. 11
2.3.1
Perkembangan Android .............................................................. 12
2.3.2
Fitur Anroid ................................................................................ 19
2.3.3
Spesifikasi Sony Ericson Miro ................................................... 21
2.3.4
Kelebihan san Kekurangan ......................................................... 25
2.4
Sensor Suhu LM35 ............................................................................ 26 v
2.4.1
Struktur LM35 ............................................................................ 27
2.4.2
Kelebihan dan Kekurangan LM35 ............................................. 27
2.5
Relay .................................................................................................. 28
2.5.1 2.6
Fungsi Relay ............................................................................... 29
Resistor .............................................................................................. 29
2.6.1
Sifat Resistor .............................................................................. 30
2.6.2
Fungsi Resistor ........................................................................... 30
2.7
Transistor BC547 ............................................................................... 30
2.8
Motor Stepper .................................................................................... 31
2.8.1 2.9
Lampu Pijar ....................................................................................... 33
2.9.1 2.10
Karakteristik Motor Stepper ....................................................... 32
Konstruksi Lampu ...................................................................... 33
Kipas Angin ....................................................................................... 33
BAB 3
PERANCANGAN AN REALISASI ......................................................... 34
3.1
Perancangan Perangkat Keras .................................................................... 34 3.1.1
3.2
3.3
Diagram Alir Perancangan .................................................................. 38
Perancangan Skematik Rangkaian .............................................................. 39 3.2.1
Modul Arduino Uno ............................................................................ 39
3.2.2
Spesifikasi Arduino Uno ..................................................................... 40
3.2.3
Catu Daya (Power) .............................................................................. 40
3.2.4
Memori ................................................................................................ 42
3.2.5
Input dan Output .................................................................................. 42
Modul Bluetooth ......................................................................................... 44 3.3.1
Fitur Bluetooth .................................................................................... 46
3.3.2
Langkah untuk menghubungkan Bluetooth ......................................... 46
3.3.3
PIN Bluetooth ...................................................................................... 47
3.4
Transistor Driver ........................................................................................ 47
3.5
Stepper Motor ............................................................................................. 48
3.6
Sensor Suhu LM35 ..................................................................................... 49
3.7
Flow Chart Android ................................................................................... 50
3.8
Flow Chart Arduino Uno ........................................................................... 53 vi
3.9
Implementasi Perangkat Lunak .................................................................. 55 3.9.1
Arduino Uno ....................................................................................... 55
3.9.2
Basic for Android ................................................................................ 56
3.10
Tampilan Menu pada Smartphone .............................................................. 58
BAB 4
PENGUJIAN DATA DAN ANALISA ...................................................... 62
4.1
Pengujian Koneksi antara Smartphone dengan Modul Bluetooth .............. 62
4.2
Pengujian Koneksi antara Arduino Uno dengan Rangkaian Driver ........... 64 4.2.1
Pengujian Rangkaian Catu Daya ......................................................... 64
4.2.2
Pengujian Transistor Driver ................................................................ 64
4.2.3
Pengujian Modul Bluetooth ................................................................. 64
4.2.4
Pengujian Sensor Suhu LM35 ............................................................. 65
4.2.5
Pengujian Stepper Motor ..................................................................... 66
4.3
Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth dengan Alat ................................. 67
4.4
Analisa Data ............................................................................................... 68
4.5
Program Perangkat Lunak .......................................................................... 70 4.5.1
Android .............................................................................................. 70
4.5.2
Arduino Uno ....................................................................................... 80
BAB 5
PENUTUP ................................................................................................. 87
5.1
Simpulan .................................................................................................... 87
5.2
Saran .......................................................................................................... 87
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. x
vii
Daftar Gambar Gambar 2-1
Arduino Uno…………………………………………………........... 7
Gambar 2-2
Modul Bluetooth ................................................................................. 9
Gambar 2-3
Android versi 1.1 ................................................................................ 13
Gambar 2-4
Android versi 1.5 ( Cupcake ) ............................................................ 13
Gambar 2-5
Android versi 1.6 ( Donut ) ................................................................ 14
Gambar 2-6
Android versi 2.0/2.1 ( Eclair ) .......................................................... 15
Gambar 2-7
Android versi 2.2 ( Froyo : Frozen Yoghurt ) .................................... 15
Gambar 2-8
Android versi 2.3 ( Gingerbread ) ..................................................... 16
Gambar 2-9
Android versi 3.0/3.1 ( Honeycomb ) ................................................. 16
Gambar 2-10
Android versi 4.0 (ICS: Ice Cream Sandwich) ……........................... 17
Gambar 2-11
Android versi 4.1 (Jelly Bean)……………………………................. 18
Gambar 2-12
Android versi 5.0 (Key Limi Pie) …………….................................... 18
Gambar 2-13
Spesifiaksi Sony Ericson Experia Miro ……...................................... 21
Gambar 2-14
Simbol LM35 ……………................................................................. 27
Gambar 2-15
Simbol Transistor BC547 NPN …………………………………….. 31
Gambar 3-1
Diagram Blok Sistem ………………………………......................... 35
Gambar 3-2
Diagram Alir Perancangan …………………………......................... 38
Gambar 3-3
Rangkaian Arduino Uno ………………………………………......... 39
Gambar 3-4
Rangkaian Modul Bluetooth …………………………………........... 45
Gambar 3-5
Rangkaian Driver Relay ……………………………………............. 48
Gambar 3-6
Rangkaian Driver Stepper Motor ……………………....................... 49
Gambar 3-7
Rangkaian Sensor Suhu LM35 ……………………………….......... 49
Gambar 3-8
Flow Chart Android ………………………………........................... 51
Gambar 3-9
Flow Chart Arduino Uno ……………………………....................... 53
Gambar 3-10
Tampilan Software Arduino Uno ……………………………........... 55
Gambar 3-11
Tampilan Menjalankan Program pada Software .......…………......... 56
Gambar 3-12
Tampilan Software Basic for Android ………………........................ 56
Gambar 3-13
Tampilan untuk Meng-compile Program ke android viii
Menggunakan Bluetooth..………………………….....……….......... 57 Gambar 3-14
Tampilan untuk Meng-compile Program ke android menggunakan Wireless …………...................................................... 58
Gambar 3-15
Tampilan awal pada saat mendesign menu …………………............ 59
Gambar 3-16
Proses memasukkan gambar untuk didesign …………………......... 59
Gambar 3-17
Label suhu pada ruang 1 ………........................................................ 60
Gambar 3-18
Label suhu pada ruang 2 ………….................................................... 60
Gambar 3-19
Label lampu pada ruang 1 ........................................…...................... 60
Gambar 3-20
Label Kipas pada ruang 1 …………………………........................... 61
Gambar 3-21
Label Lampu pada ruang 2 ………………………............................. 61
Gambar 3-22
Tampilan keseluruhan menu ………...………………........................ 61
Gambar 4-1
Tampilan Menu Samartphone …………………….…….................. 70
Gambar 4-2
Tampilan Device Bluetooth …...……………………........................ 71
Gambar 4-3
Tampilan Kipas pada saat menyala …………..........…..................... 72
Gambar 4-4
Tampilan Lampu pada saat menyala ……………............................. 74
Gambar 4-5
Tampilan Suhu pada ruangan secara manual …………………........ 75
Gambar 4-6
Tampilan Suhu pada ruangan secara otomatis ……...…………....... 76
Gambar 4-7
Tampilan Buka Palang pada Smartphone.......................................... 77
Gambar 4-8
Tampilan Tutup Palang pada Smartphone ……................................ 78
Gambar 4-9
Tampilan Disconnect pada Smartphone ……………........................ 79
ix
Daftar Tabel
Tabel 4-1
Hasil Pengujian antara Smartphone dengan Modul Bluetooth ................................................................................ 63
Tabel 4-2
Hasil Pengujian Transistor Driver ......................................... 64
Tabel 4-3
Hasil Pengujian Modul Bluetooth .......................................... 65
Tabel 4-4
Hasil Pengujian Suhu Temperatur dari LM35 ....................... 65
Tabel 4-5
Hasil Pengujian Stepper Motor .............................................. 66
Tabel 4-6
Hasil Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth dengan Alat ............................................................................ 67
x
DAFTAR PUSTAKA
Blocker, Richard (2004). Dasar Elektronika. Yogyakarta : ANDI Agus Robinson, Anritsu, Stevenase (2000). On Your Mask For Testing Bluetooh, Test and Measured Worlds.Form http://id.wikipedia.org/wiki/Bluetooth, 29 April 2013 Linsey, Trevor (2004). Instalasi Listrik Dasar. Jakarta. Erlangga Keefe, T.J (2007). The Nature of Light. From http://id.wikipedia.org/wiki/lampu_pijar, 15 Mei 2013 http:// panduan.anekarobot.com/apa-dan-mengapa-arduino.html
xi
