PROTOTIPE PENGENDALIAN LAMPU RUMAH DENGAN ANDROID DAN ARDUINO VIA BLUETOOTH Ganang Julianto Teknik Informatika Sekolah Tinggi Menejemen Informatika Dan Ilmu Komputer El Rahma Yogyakarta Jln. Sisingamangaraja No.76 Yogyakarta e-mail:
[email protected]
Abstract Along with advances in technology, the conventional access control system was developed into a system of electronic-based access control. One form of electronic access control systems currently developed are the control systems remotely. Utilizing the android based smartphone application development and arduino Duemilanove ATmega328, then made a switch electronic control devices that help people to control the lights in the house. This tool makes it easy to turn on and turn off the lights in the house without having to walk over to each switch in each room. Control system utilizing Bluetooth communication from android smartphone and a Bluetooth module HC-05. The research method using the system of SDLC (System Development Life Cycle) in which each system will be done sequentially start systems analysis, design, implementation, and testing. Control applications created using App Inventor tool of 1.6 MB. There are four types of control that switches on / off, voice switch, trimmer switch, dimming switch is functioning properly. Implementation of hardware design created a prototype form of a house with four rooms given lamp 2.5 W and a box for the installation of all hardware circuit. Dimming circuits using 15 W lamp was on top. Maximum distance control as far as 37.6 meters in open space.
Keyword : Arduino , Android , App inventor , Bluetooth , Prototype controllers PENDAHULUAN Sistem akses kontrol saat ini merupakan salah satu aspek yang cukup penting dalam kehidupan sehari-hari. Seiring dengan kemajuan di bidang teknologi, sistem akses kontrol konvensional mulai dikembangkan menjadi sistem akses kontrol berbasis elektronik. Salah satu bentuk sistem akses kontrol elektronik yang saat ini banyak dikembangkan adalah pada sistem kontrol secara jarak jauh (Baskoro, 2014).
Android merupakan sistem operasi smartphone yang bersifat open source yang dapat dimodifikasi atau dikembangkan sesuai dengan kebutuhan (Anonim, 2010). Salah satu aplikasi yang bisa dikembangkan aplikasi yang mampu menggantikan saklar konvensional menjadi saklar elektronik seperti pengendali lampu rumah. Arduino adalah papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat sebuah chip mikrokontroller dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Mikrokontroller bertugas sebagai „otak‟ yang mengendalikan input, proses, dan output sebuah rangkaian elektronik. Software-nya menggunakan bahasa pemrograman bahasa C (Syahwil, 2013). Memanfaatkan perkembangan aplikasi smartphone berbasis android dan arduino, maka dapat dibuat sebuah alat pengendali seperti saklar elektronik yang membantu masyarakat untuk mengendalikan lampu di rumah. Alat ini mempermudah dalam menyalakan dan mematikan lampu rumah tanpa harus berjalan menghampiri setiap saklar di setiap ruangan. Sistem pengendalian yang dibangun memanfaatkan bluetooth dari smartphone android dan modul bluetooth HC-05 yang terpasang di arduino yang digunakan untuk komunikasi serial wireless. Aplikasi pengendalian lampu terdapat empat jenis pengendalian diantaranya saklar on/off, saklar suara, saklar timer, dan saklar dimming. LANDASAN TEORI a. Prototipe Menurut Sobri (2012) definisi prototipe adalah bentuk fisik pertama dari satu objek yang direncanakan dibuat dalam satu proses produksi, mewakili bentuk dan dimensi dari objek yang diwakilinya dan digunakan untuk objek penelitian dan pengembangan lebih lanjut. b. Android Menurut Safaat (2015) android adalah sebuah sistem operasi untuk mobile berbasis linux yang mencakup sistem operasi, middleware dan aplikasi. Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka. Sistem operasi yang mendasari Android dilisensikan dibawah GNU, General Public Lisence Versi 2 (GPL2v2), yang sering dikenal dengan istilah “copyleft” lisensi dimana setiap perbaikan pihak ketiga harus terus jatuh dibawah terms. Android didistribusikan dibawah lisensi Apache Sofware (ASL/Apache2), yang memungkinkan untuk distribusi kedua dan seterusnya.
c. Arduino Duemilanove Atmega328 Menurut Syahwil (2013) arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama, yaitu sebuah chip mikrokontroller dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino duemilanove adalah papan mikrokontroller berbasis
ATmega328 yang memiliki memiliki 14 pin digital
input/output (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, clock speed 16 MHz, koneksi usb, jack listrik, ICSP header, dan tombol reset. Berikut ini adalah konfigurasi dari arduino duemilanove. Mikronkontroler ATmega328 Beroperasi pada tegangan 5V Tegangan masukan (rekomendasi) 7 - 12V Batas tegangan input 6 - 20V Pin digital input/output 14 (6 mendukung keluaran PWM) Pin analog input 6 Arus pin per input/output 40 mA Arus untuk pin 3.3V adalah 50 mA Flash Memory 32 KB yang mana 2 KB digunakan oleh bootloader SRAM 2 KB (ATmega328) EEPROM 1KB (ATmega328) Kecepatan clock 16 MHz d. Modul Bluetooth HC-05 (Master Slave) Menurut Budiharto (2012) modul bluetooth adalah suatu perangkat yang berfungsi sebagai media penghubung antara smartphone android dengan mikrokontroller yang sudah tertanam modul Bluetooth tersebut. Modul Bluetooth HC-05 (Master Slave) menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 2.1 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. Besar tegangan yang direkomendasikan sekitar 3.3V sampai dengan 6V DC 50mA. Jarak sinyal modul bluetooth HC-05 adalah 30 m, dengan kondisi tanpa halangan. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan metode sistem SDLC (System Development Life Cycle). Metode SDLC merupakan metode yang menggunakan
pendekatan sistem yang disebut pendekatan air terjun (waterfall) dimana setiap sistem akan dikerjakan secara berurutan. a. Analisis sistem Pengendalian lampu rumah yang sedang berjalan saat ini dengan saklar manual yang dipasang di dinding dan memanfaatkan tenaga manusia. Maka dibuat suatu alat pengendalian jarak jauh yang mampu mempermudah masyarakat dalam menyalakan dan mematikan lampu. b. Perancangan sistem Melakukan perancangan prototipe meliputi perangkat lunak dan perangkat keras. Perancangan pada sisi perangkat lunak adalah merancang aplikasi android pengendali lampu. Perancangan pada sisi perangkat keras meliputi perancangan rangkaian catu daya, rangkaian modul bluetooth hc-05, rangkaian relay, rangkaian lampu 220V, rangkaian dimming dan rangkaian LED indikator 1. Perancangan perangkat lunak
Gambar 1 Perancangan tampilan aplikasi pengendalian lampu
Start Input User & Password
Valid
1
Start
Menghidupkan/ mematikan lampu
Inisialisasi Port Serial
T
Standby
Mengirim data ke Arduino
Y Pilih menu pengendalian
Data Masuk? T
Membaca nilai balik Arduino Cek Bluetootch
Y Baca data serial
T Menampilkan indikasi
Pilih sambungan Bluetootch
Y Input lagi? Menyambungkan Bluetooth
Bluetooth Tersambung
T
Ubah data Ke paralel Menghidupkan/ mematikan pin
Y
T
Pilih menu pengendali?
Kirim nilai balik ke android
T
Y
Finish
1
(a)
(b)
Gambar 2 Flowchart (a) aplikasi android dan (b) mikrokontroller 2. Perancangan Perangkat Keras Keseluruhan Sistem
Gambar 3 Perancangan perangkat keras keseluruhan sistem
c. Implementasi sistem 1. Implementasi
perancangan
perangkat
lunak
yaitu
implementasi
aplikasi
pengendalian di smartphone android.
Gambar 4 Impementasi aplikasi pengendalian lampu 2. Implementasi bagian perangkat keras meliputi rangkaian catu daya, bluetooth HC-05, relay, dimming dan LED indikator. Alat pengendalian dibuat menyerupai bentuk rumah dengan ukuran 45x12x50 cm dari papan kayu yang terdiri dari empat ruangan dengan lampu 2,5W, sebuah lampu 15W untuk dimming, dan satu kotak untuk menggabungkan semua rangkaian pengendalian.
Gambar 5 Implementasi perangkat keras
d. Pengujian Sistem Melakukan pengujian terhadap hasil implementasi perangkat lunak dan rangkaian perangkat keras sebagai pengendali lampu rumah. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah hasil implementasi berfungsi dengan baik atau tidak sebelum di lakukan penggabungan secara keseluruhan. HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah dilakukan pengujian pada software dan hardware dari beberapa rangkaian, maka tahap selanjutnya dilakukan pengujian dengan menggabungkan semua bagian-bagian yang diperlukan menjadi sebuah prototipe pengendalian lampu. Pengujian keseluruhan sistem dilakukan untuk memastikan sistem bekerja dengan baik dan benar sesuai perintah. a. Pengujian sistem pengendalian saklar on/off
Gambar 6 Pengujian pengendalian saklar on/off Hasil pengujian dari saklar on/off berdasarkan Gambar 3.1 adalah empat buah lampu berhasil dinyalakan dan dimatikan secara berurutan mulai dari lampu merah, kuning, hijau kemudian biru. Pengujian dilakukan dengan jarak 5 m tanpa halangan. Led indikasi berhasil menyala sesuai kondisi keempat lampu. Teks indikasi pada aplikasi berhasil menampilkan perintah suara berwarna hijau jika perintah benar dan warna orange ketika perintah salah.
b. Pengujian sistem pengendalian saklar suara
Gambar 7 Pengujian pengendalian saklar suara Berdasarkan hasil pengujian pada Gambar 3.1 menunjukkan bahwa pengendalian saklar suara berhasil untuk menyalakan dan mematikan lampu secara satu persatu dan bersamaan. LED indikasi menyala dan mati sesuai keadaan lampu. Teks indikasi dari feedback arduino menampilkan perintah suara bewarna hijau jika perintah telah dikerjakan arduino. Jika perintah suara tidak sesuai dengan kondisi pada program arduino maka teks indikasi berwarna orange. c. Pengujian sistem pengendalian saklar timer
Gambar 8 Pengujian pengendalian saklar timer Berdasarkan pengujian pada Gambar 3.3 menunjukkan menunjukan bahwa pengendalian saklar timer berfungsi dengan baik. Lampu menyala selama waktu yang ditentukan dari tombol timer di aplikasi. Indikasi ditampilkan berdasarkan feedback dari arduino ketika perintah berhasil terkirim dan dikerjakan. LED Indikator menyala secara bersamaan dan padam sesuai pewaktuan.
d. Pengujian sistem pengendalian saklar dimming Tabel 1 Pengujian pengendalian saklar dimming Pengujian ke-
Besar nilai (%)
1
0
2
20
3
40
4
60
5
80
6
100
Gambar
Keterangan Lampu padam
Intensitas cahaya lampu 20%
Intensitas cahaya lampu 40%
Intensitas cahaya lampu 60%
Intensitas cahaya lampu 80%
Intensitas cahaya lampu 100%
Berdasarkan hasil pengujian pada Tabel 3.1 yang dilakukan menunjukkan bahwa pengendalian saklar dimming mampu mengatur intensitas cahaya lampu sesuai dengan nilai yang diberikan. Nilai indikasi dari feedback arduino sesuai dengan perintah tombol yang diberikan. LED indikator menyala dengan intensitas cahaya sesuai nilai yang diberikan.
KESIMPULAN Berdasarkan hasil dari implementasi perancangan dan pengujian sistem pengendalian lampu rumah dengan android dan arduino melalui bluetooth, dapat dibuat beberapa kesimpulan. a. Aplikasi pengendalian lampu di smartphone android telah berhasil dibuat menggunakan tool app inventor sebesar 1,6 MB. Aplikasi pengendalian lampu terdiri dari saklar on/off, saklar suara, saklar timer, dan saklar dimming. Setiap saklar pengendalian menampilkan tombol-tombol selayaknya saklar sungguhan dan indikasi lampu ditampilkan berdasarkan kondisi lampu yang menyala atau mati. Pengguna harus menghidupkan dan menyambungkan bluetooth di smartphone ke modul bluetooth hc-05 untuk melakukan pengendalian. Semua jenis saklar pengendalian berhasil untuk mengendalikan lampu sesuai dengan fungsinya masing-masing. b. Alat pengendalian lampu telah berhasil dibangun yang terdiri dari rangkaian catudaya, rangkaian relay, rangkaian bluetooth, rangkaian led indikator, dan rangkaian dimming. Alat pengendalian dibuat menyerupai bentuk rumah dengan ukuran 45x12x50 cm dari papan kayu yang terdiri dari empat ruangan dengan lampu 2,5W, sebuah lampu 15W untuk dimming, dan satu kotak untuk menggabungkan semua rangkaian pengendalian. c. Penggabungan antara aplikasi dengan alat memanfaatkan bluetooth dari smartphone android dan modul bluetooth hc-05 yang terpasang di papan arduino untuk komunikasi serial wireles. Sehingga memudahkan pengguna dalam mengendalikan lampu dengan jarak maksinal 37,6 meter di ruang terbuka. SARAN Dari pengujian dan analisa pada sistem pengendalian lampu dengan android dan arduino via bluetooth, maka penulis mencoba memberikan saran untuk penelitian dan pengembangan selanjutnya. a. Prototipe pengendalian lampu ini dapat dikembangkan dengan komunikasi jarak jauh menggunakan media komunikasi WiFi, internet atau SMS gateway. b. Meng-offline-kan fitur speech recognition pada pengendalian saklar suara menggunakan library atau cara lain agar tidak tergantung pada koneksi internet. c. Mengubah pengendalian saklar dimming dari bentuk tombol menjadi bentuk seekbar agar dapat mengatur intensitas cahaya dengan nilai yang lebih banyak.
d. User dan Password sebaiknya dapat diubah untuk lebih amannya dan terdapat bantuan reset password jika lupa user dan password. e. Menambah saklar manual pada prototipe pengendalian lampu. DAFTAR PUSTAKA [1] Baskoro, I.T., 2014, Perancangan Pengendalian Lampu dan Kipas Angin pada Sebuah Ruangan Menggunakan Raspberry Pi Mode lB Dengan Web GUI, Tugas Akhir, Teknik Elektro, Universitas Diponegoro, Semarang. [2] Anonim, 2013, Kupas tuntas aplikasi android bagi penggila traveling, Andi, Yogyakarta. [3] Syahwil, M., 2013, Panduan Mudah Simulasi dan Praktik Mikrokontroller Arduino, Andi, Yogyakarta. [4] Sobri, 2012, Definisi Prototipe, http://kip.bppt.go.id/index.php/prototipe/definisi-alihteknologi, 29 Juni 2015. [5] Safaat, H., N., 2012, Pemrograman aplikasi mobile smartphone dan tablet PC berbasis android, Informatika, Bandung. [6] Budiharto, W. dan Purwanto, D., 2012, Robot Vision, Andi, Yogyakarta.
